[发明专利]轴流风机及其风阀、冷却塔及空气冷却器

说明书

技术领域

本发明涉及一种风机技术，特别涉及一种轴流式风机用风阀，及具有该风阀的轴流式风机，还涉及到一种具有该轴流式风机的冷却塔及具有该轴流式风机的空气冷却器。

背景技术

轴流式风机是当前应用普遍的风机之一。轴流式风机主要包括风机体和叶轮，机壳一般具有圆筒结构以形成出风口，叶轮安装在出风口内；叶轮能够在适当动力机构驱动下在出风口内旋转，气体从出风口前端进入后，能够通过旋转的叶轮获得能量，压力和流速增加，然后从出风口后端排出，实现气流的流动。

当前，很多设备需要设置轴流式风机，并要求根据具体工况的需要对轴流式风机的运行状态进行调节。其中，机械通风式的冷却塔通常采用轴流式风机进行强制通风。

机械通风式的冷却塔广泛应用在暖通或/和制冷的空调系统中。在包括多个主机的大负荷空调系统中，往往配置多台冷却塔对冷却介质进行冷却。这类空调系统的冷却塔有两种运行模式：一种是独立运行模式，另一种是连通运行模式。

在独立运行模式中，各主机分别通过各自的冷却水管连接与其冷却量相匹配的冷却塔；如果单个主机的冷却量需求较大，也可将几台冷却塔拼装成冷却塔组与同一主机匹配，但与各主机相匹配的冷却塔或冷却塔组互不相关。在一个或多个主机停止工作时，停用与其相对应的冷却塔或冷却塔组；此时，将无法充分利用冷却塔或冷却塔组内的散热填料，因此，在独立运行模式时，冷却塔存在冷却效率低的不足。

在连通运行模式中，空调系统的所有冷却塔拼装成冷却塔组，空调系统的所有主机通过同一冷却水管路，将冷却水输送到冷却塔组中的所有冷却塔进行冷却。冷却塔组的拼装形式有两种：一种是取消或者部分取消各冷却塔结合面的隔板，使各冷却塔之间的风路相连通；另一种是保留结合面的隔板，各冷却塔的风路相互独立。该模式能够充分利用各冷却塔中的散热填料，具有运行效率高的优点。

由于独立运行模式存在运行效率低的不足，当前，大负荷的空调系统的冷却塔通常以连通模式运行。

在实际使用中，空调系统往往在部分负荷下运行。在以连通模式运行时，通常停用部分冷却塔的风机来调节冷却塔的运行数量，以降低能耗。在各冷却塔之间的结合面保留隔板时，进入风机停用的冷却塔的冷却水无法得到有效冷却，从而难以实现冷却的目的；在各冷却塔的结合面无隔板时，由于各冷却塔的风路之间互相连通，在其他冷却塔的风机运转时，停用风机的冷却塔的风路会形成负压，进而外部气流可能会通过该冷却塔的出风口进入冷却塔组的风路中，进而发生气流短路，导致冷却塔组的有效功率降低。同时，从出风口吸入的气流还会使停用的风机反转，进而影响该风机机械传动系统的寿命；另外，在启动反转风机时，很容易导致该风机启动功率过大而造成超载，损坏该风机的电机等动力机构。

同样，在风冷式多风机模块的空调系统及其他空气冷却装置中，也存在气流短路，冷却装置有效功率降低，风机反转等问题。

为解决上述技术问题，申请人另一项公开号为CN100504269C的专利申请公开的技术方案中，在风机的出风口还设置有风阀，该风阀能够在其对应的风机停用时，自动将出风口关闭，以避免气流短路、保持冷却塔组的有效功率，防止停用风机反转。

当前风阀为百叶式叶片阀门，包括阀体与叶片，阀体安装在出风口外部，叶片分为两组，叶片两端可旋转地安装在阀体上，多个叶片沿一条横跨出风口的割线对称排列。但该风阀并不能与轴流式风机出风口的压力分布相匹配，从而产生了很多问题。

如图1所示，该图是轴流式风机出风口的压力分布示意图。图中，横轴为出风口的半径R，竖轴为压力值P，从图中可看出，出风口压力呈波段式分布，即压力从出风口外沿先增加，再减小，至轴心O减小到最小，甚至会形成负值，在压力为正值的外周部分形成正压排风区，气流从该区域向外排出；在压力为负值的轴心区域甚至会形成负压回流区，在该区域，出风口外气流可能会在负压压力作用下进入出风口中。如图2所示，该图是轴流式风机出风口处的压力区域示意图。在出风口处，根据其压力不同，可以将压力大于P1的区域称为高压区Z1，将压力低于P1、且大于零的区域称为低压区Z2，正压排风区分为高压区Z1和低压区Z2；轴心区域形成的负压回流区为Z3。