CN102575538A - 用于管形的形成有腔的主体的消声器 - Google Patents

Abstract

公开一种具有管形主体(2)的冷却系统的冷却剂回路，消声器(1)被插到所述管形主体(2)中，因而所述管形主体(2)形成有腔(3)，由此所述消声器(1)被设计为被插到所述管形主体(2)的所述腔(3)中的插入件(26)，借此所述插入件(26)限定至少一个共振室(5，6，7，8)和一流动通道(4)，并且所述流动通道(4)经由连接通道(19，19′，20，20′，21，21′，22，22′)被连接到所述共振室(5，6，7，8)。

Description

用于管形的形成有腔的主体的消声器

技术领域

本发明涉及具有管形主体的冷却系统的冷却剂回路，消声器被插到所述管形主体中。

背景技术

用于管的共振消声器例如可从DE 43 27 562 A1得知。从该公开中已知一种用于热气体流动通过的管的消声器，其具有多个同心设置的消声室。

DE 196 47 425 A1描述了一种具有多个共振室的声共振器。共振室可沿着管的内圆周或者在管的外圆周上。

从DE 101 02 040 A1中已知另一种消声器，该消声器具有位于管的外圆周上的共振室。

上面提到的消声器具有制造复杂并且昂贵的缺点。另外，它们需要大的安装空间，这不是可经常得到的，尤其在汽车工业的应用中。

DE 10 2004 029 221 A1描述了一种用于内燃机的进气系统的消声器。

发明内容

本发明的目的是提高冷却系统的隔音效果。

该目的通过具有管形主体的冷却系统的冷却剂回路得以实现，消声器被插到管形主体中，因而所述管形主体形成有腔，由此所述消声器被设计为插入件，所述插入件被插到所述管形主体的所述腔中，借此所述插入件限定至少一个共振室和一流动通道，并且所述流动通道经由连接通道被连接到所述共振器通道。

本设计通过利用声共振器原理能够有效地吸收噪声。被封闭到共振室中的气体容积经由优选窄的连接通道被连接到流动通道。由于在共振室内部的气体容积的弹性与位于连接通道中的气体的惯量的结合，产生具有不同的固有共振的力学质量弹簧系统(mechanical mass-spring system)。所产生的噪声由于该固有共振而可以被有效地减少。如果噪声源的频率是已知的，则该共振室的固有频率可以被调整到此频率。为了能够在不同的频率范围内吸收噪声，可以提供各自具有不同的固有频率的多个共振室。根据本发明，所述消声器被设计为插入件，所述插入件形成所述至少一个共振室和所述流动通道。这样，所述消声器是特别容易被制造的。将所述插入件安置到管形主体中就足够了。进一步适配所述管形主体不是绝对必要的。而且，所述消声器在所述管形主体的外部不需要任何额外的安装空间。这样，由于所述消声器是被单独制造的且仅仅需要被插到所述管形主体中，可以特别容易地实现装配。由于所述消声器被设计为插入件，制造成本也是低的。这种类型的消声器特别适合于至少有部分气体流动通过的管形主体。所述消声器特别适合于诸如冷却回路之类的闭合回路。所述插入件被插到冷却系统的冷却回路中以便有效地降低压缩机的噪声。所述消声器特别适合于移动冷却系统，例如在机动车辆中。根据本发明的所述消声器具有管形主体，该管形主体被插到冷却系统的冷却剂回路中。所述管形主体可以具有刚性的或者可弯曲的设计。例如，所述管形主体有利地是由塑料制成的可弯曲的软管。

根据本发明的有利实施例，所述插入件具有形成所述流动通道并将其与至少一个共振室隔开的隔离壁。所述隔离壁可以由形成内管的所述插入件的一部分形成。这样，便获得可以容易地被制造和装配的消声器。所述内管在所述消声器的内部形成所述流动通道。该内管可以被同轴地安置在管形主体中。所述内管可能具有圆柱形或倾斜的横截面。所述流动通道优选地位于所述内管的内部，同时所述至少一个共振室在所述内管的外部形成，处于内管和管形主体之间形成的空间中。

所述内管的内横截面面积沿所述插入件的轴向方向有利地变化。尤其是可以这样的方式实现，所述内管从位于所述消声器入口处的入口横截面面积开始变窄到中心横截面面积，并从那里扩大到位于所述消声器出口处的出口横截面面积。这样，在不改变所述管形主体的情况下使用所述插入件可以创造出用于一个或多个共振室的空间。尽管如此还是可以获得用于气体流动通过所述流动通道的低的流动阻力。这个流动阻力在轴向方向上的内横截面面积不发生突然变化的情况下保持特别低。这可以通过所述内管至少在某些部分的圆锥形设计来获得。如果所述消声器的所述入口横截面面积和出口横截面面积基本上相当于所述管形主体的所述内横截面面积，则不必为了引导流体进入所述流动通道而进一步调整所述插入件或所述管形主体。在所述消声器的所述入口和出口区域，所述内管有利地紧紧贴在所述管形主体上。

本发明的一个有利的实施例在于，所述插入件具有至少一个朝向外侧的用于贴在所述管形主体内壁上的腹板，所述至少一个腹板沿所述插入件的轴向方向限定所述共振室。所述腹板可以位于所述内管的外部并形成撑挡。这样，所述共振室所需要的空间在所述内管和所述管形主体之间形成。例如，所述腹板可以被设计为圆周环状轮缘。另外，这样的腹板当所述消声器用于弯曲的管形主体中时是有利的。使用所述腹板贴在所述管形主体上，即使其被没有弯曲地制造或具有不同的弯曲度，所述插入件也能够适应所述管形主体的曲率半径。

在所述腹板隔开两个相邻的共振室时，产生特别紧凑的结构。在这种情况下，所述消声器可具有以简单的方式被调谐至不同的固有频率的多个共振室，这使得消声器在不同的频率范围内降低声音成为可能。例如，为了形成多个共振室，可能提供沿轴向方向隔开的多个腹板，一个腹板隔开两个共振室。

连接通道由所述隔离壁中的通道形部分形成这一事实还导致易于制造和装配。在本设计中不需要另外的构件。所述插入件连同所述隔离壁和所述连接通道可以有利地是整体构件，其可以被制造为连续的注射模制零件。可以根据亥姆霍兹共振原理以使所述共振室的各自的固有频率在指定的频率范围内的方式选择所述连接通道(或者所述多个连接通道)的长度和直径。所述通道形部分有利地在径向方向上伸展。

依靠至少一个共振室在所述插入件的轴向方向上具有变化的内径而在外径保持恒定的事实，实现了进一步的改进。这样，尤其在流动通道中的流动阻力可以保持为低。

当所述消声器由弹性可弯曲的材料制成时，可用性和装配被进一步的改进。这样，所述消声器可以被插到具有弯曲轮廓的管形主体中或者易弯曲的软管中。例如，弹性塑料可被用作弹性可弯曲的材料。以这种方式，可以实现所述插入件的端部可具有相互间大于5°的弯曲角，特别地大于20°，以及有利地高达90°。

因为在轴向方向上彼此相邻地形成的多个共振室各自经由连接通道连接到流动通道，可以有利地实现在多个频率范围内有效的噪声吸收。每个共振室可被调至不同的固有频率。提供多达四个彼此相邻的共振室已经在实践中被证明是有利的，这可以在对应数目的频率范围内降低噪声。根据应用，可能一个单个的共振室是足够的，或者可提供许多共振室。

所述至少一个共振室的外部被所述管形主体的壁有利地限定。特别地，所述共振室的外侧可由管形主体的内部限定，管形主体的内部随后形成了共振器腔的外部，同时所述共振室的内侧由所述插入件限定。可替代地，所述插入件还可具有在径向方向上限定一个或多个共振室的外侧的额外的壁。

为了被固定到所述管形主体中，所述插入件有利地具有在其外部的夹紧区域，该夹紧区域被用于在所述消声器被插到所述管形主体中后固定该消声器。例如，如果所述管形主体由可变形材料制成并且通过诸如软管夹的夹紧机构被紧固到所述夹紧区域，固定是特别简单的。所述管形主体可以是用弹性可变形的材料(例如，塑料)或延展性材料(例如，铝)制成的，这些材料被模压到所述夹紧区域中。为了获得良好的紧固，所述夹紧区域的夹紧边缘可由一侧或两侧限定。这使得在所述插入件和所述管形主体之间实现完全的配合成为可能。所述夹紧边缘可由所述腹板形成。由于在所述夹紧边缘两侧的容积可以是共振室的一部分，如果所述夹紧边缘具有断缺，可以实现紧凑的结构。

所述管形主体在所述插入件位于的区域和在与所述插入件在轴向方向邻近的区域中具有相同的直径。为了在所述管形主体中设置所述消声器，在所述管形主体上的修改，尤其是加宽是不必要的。例如，所述插入件可以被简单地连续插到所述管形主体中。

附图说明

下面基于附图对示例性实施例的描述提出了本发明进一步的目的，特征，优点和应用选择。所有通过实施例本身或者在任何组合中所描述和/或描绘的特征形成本发明的目的，同样独立地形成被结合到单项权利要求中的这些实施例或者这些实施例的反向引用的目的。

图1显示被插到直的管形主体中的根据本发明的消声器的剖视图；

图2a显示图1中的根据本发明的消声器的透视图；

图2b显示图2a中的消声器的透视剖视图；

图3a显示图1中的所述消声器被插到弯曲的管形主体中，所述管形主体以剖视图显示；

图3b显示图3a中的所述消声器，所述消声器和所述管形主体以剖视图显示；

图4a显示根据本发明的消声器的另一个实施例的透视图；

图4b显示图4a中的所述消声器的透视剖视图。

具体实施方式

图1显示了一种用于管形主体2的消声器1，该管形主体形成有腔3。

管形主体2可以是例如用塑料或金属制成的管。管形主体2可由弹性可变形的材料制成且例如可以被设计为软管。管形主体2是冷却系统的冷却剂回路的一部分，在该冷却系统中冷却剂在管形主体的内部循环。所描述的消声器1特别适合用在冷却剂回路的冷却剂以气态形式存在于其中的部分中。这样，消声器1可以有效地减少由压缩机(未显示)产生的噪音。消声器1被设计为插入件26，插入件26被独立制造并在装配时被插到管形主体2的腔3中。

消声器1具有中心流动通道4。流动通道4被设置为与管形主体2同轴。而且，四个共振室5，6，7，8彼此相邻地被设置在轴向方向上。流动通道4与共振室5，6，7，8被隔离壁9隔开，隔离壁9在其内部形成流动通道4并将其与各个外部的共振室5，6，7，8隔开。隔离壁9由被设计为插入件的消声器1的一部分形成。共振室5，6，7，8在这里像圆环一样围绕内管10延伸。

而且，从图1清晰可见，内管的内横截面面积在消声器1的轴向方向上的变化。内管10的内横截面面积从消声器1的入口11处的入口横截面面积开始变窄直到其到达位于中心区域15的中间横截面面积为止。从中心横截面面积开始，内横截面面积再次变宽直到达到消声器1的出口12处的出口横截面面积为止。入口11和出口12处的入口横截面面积和出口横截面面积大约对应于管形主体2的内横截面面积。这样，流体可以通过管形主体2不受阻碍地并仅仅以低的流体损失到达消声器1的流动通道4，并且可以从那里流出并再次进入管形主体2。

在所示的实施例中，内管10具有两个圆锥段13，14，段13，14将入口11和出口12连接到具有最窄横截面的区域15。在所示的实施例中，圆锥段13和14具有相同的轴向长度。具有最窄横截面的区域15具有圆柱形的横截面。

共振室5，6，7，8中的每一个被内管10限定其内侧并被管形主体2的一部分限定其外侧。另外，消声器1具有腹板16，17，18以致在内管10和管形主体2之间形成的空间中分隔出多个共振室5，6，7，8。这些腹板16，17，18中的每一个位于内管10上并具有环状圆周设计。腹板16，17，18的外径与管形主体2的内径对应以致管形主体2在腹板16，17，18的区域与消声器1密封的接触。圆周腹板16，17，18在径向方向上朝向外侧。腹板16隔开在轴向方向上相邻的共振室5，6。相应地，腹板17隔开共振室6，7，腹板18隔开共振室7，8。共振室5和8在它们的外端被内管10的与管形主体2接触的段限定。共振室5，6，7，8在它们的轴向长度上具有恒定的外径，但具有变化的内径。

根据亥姆霍兹共振原理，共振室5，6，7，8使得噪音减少成为可能。为了这个目的，每个包括容积的共振室5，6，7，8经由连接通道19和19′，20和20′，21和21′以及22和22′被连接到流动通道4。在所示的实施例中，每个共振室5，6，7，8经由两个相对的连接通道19和19′，20和20′，21和21′以及22和22′被连接到流动通道4。每个连接通道围成了小的圆形开孔。用于各个共振室5，6，7，8的连接通道19，19′，20，20′，21，21′，22和22′具有不同的长度，从而可以调节预期频率范围。在所示的实施例中，两个相对的连接通道19，19′具有大约为壁厚尺寸的长度。两个连接通道21，21′稍微较长。连接通道，22，22′和20，20′，具有明显较大的长度。连接通道19，19′，20，20′，21，21′，22，22′通过隔离壁9的通道状部分和内管10形成。连接通道19，19′，20，20′，21，21′，22，22′可以被安置在插入件圆周上指定的位置。

所示的消声器1可用塑料制成注塑件。特别适合的是弹塑性材料。消声器1随后还能够没有困难地插到弯曲的管形主体内。而且，消声器接着能够没有困难地使自身适应于管形主体的扁度或椭圆化，例如，管形主体的扁度或椭圆化可能出现在管形主体的弯曲区域中。

图2a和图2b显示了在其插入管形主体之前的图1的消声器1。位于内管10上的腹板16，17，18和圆锥段13，14以及内管10的具有最窄横截面的区域15是清晰可辨认的。而且，连接通道19，19′，20，20′，21，21′，22，22′是清晰可辨认的。

图3a和图3b显示了被插到具有弯曲轮廓的管形主体2的消声器1。例如，管形主体可以被设计为以弯曲轮廓安装的软管。由于消声器1是用弹塑性材料制成的，即使它被制造成如图2a所示的直的形状，它也能够适应于管形主体2的曲线轮廓。同样在弯曲的管形主体中，腹板16，17，18在不妨碍管形主体弯曲的情况下提供消声器1与管形主体内部的良好的接触。

图4a和图4b显示了另外一个在其插到管形主体之前的消声器的实施例。具有相同功能的零件被标记为与在前图中相同的附图标记。参考也可应用于图4a和图4b的相应的描述。

在图4a和图4b所示的实施例中，只形成了两个被圆周腹板36隔开的共振室。腹板16′像上述实施例中的腹板16，17，18一样具有圆周的环状设计。另外，腹板16′凸出位于内管10外部。每个共振室经由两组连接通道20，20′和22，22′被连接到流动通道4。在图4a和图4b所示的实施例中，内管也具有圆锥段13，14。然而，这些段在轴向方向上比在图1中所示的实施例中的情况下短。相应地，具有最窄的横截面的区域15相应地较长。这样，共振室可以得到更大的容积。

为了固定消声器1，插入件在内管10的外部具有夹紧区域23。如果管形主体是由可变形的材料制成，如在使用软管的情况下，具有消声器1的管形主体可以用夹紧机构(例如，软管夹)被紧固在夹紧区域23。在所示的实施例中，内管10在夹紧区域23的壁厚被增加以达到这个目的。夹紧区域23被朝向外部的夹紧边缘24，24′限定两侧。通过这种方式实现了良好的轴向固定。在所示的实施例中，夹紧边缘24由腹板16′的倾斜侧面形成。与夹紧边缘24沿轴向方向被间隔的夹紧边缘24′具有断缺25。这样，在夹紧边缘24′两侧的空间可以形成连续的共振室。

附图标记列表

1  消声器

2  管形主体

3  腔

4  流动通道

5  共振室

6  共振室

7  共振室

8        共振室

9        隔离壁

10       内管

11       入口

12       出口

13       圆锥段

14       圆锥段

15       具有最窄横截面的区域

16，16′ 腹板

17       腹板

18       腹板

19，19′ 连接通道

20，20′ 连接通道

21，21′ 连接通道

22，22′ 连接通道

23       夹紧区域

24，24′ 夹紧边缘

25       断缺

26       插入件

Claims (15)

1.一种具有管形主体(2)的冷却系统的冷却剂回路，消声器(1)被插到所述管形主体(2)中，因而所述管形主体(2)形成有腔(3)，由此所述消声器(1)被设计为插入件(26)，所述插入件(26)被插到所述管形主体(2)的所述腔(3)中，借此所述插入件(26)限定至少一个共振室(5，6，7，8)和一流动通道(4)，并且所述流动通道(4)经由连接通道(19，19′，20，20′，21，21′，22，22′)被连接到所述共振室(5，6，7，8)。

2.如权利要求1所述的冷却剂回路，其特征在于所述插入件(26)具有隔离壁(9)，所述隔离壁(9)形成所述流动通道(4)并将所述流动通道(4)与所述至少一个共振室(5，6，7，8)隔开。

3.如权利要求2所述的冷却剂回路，其特征在于所述隔离壁(9)由形成内管(10)的所述插入件(26)的一部分形成。

4.如权利要求3所述的冷却剂回路，其特征在于，所述内管(10)的内横截面面积沿所述插入件(26)的轴向方向变化。

5.如权利要求3或4所述的冷却剂回路，其特征在于，所述内管(10)从位于所述消声器入口(11)处的入口横截面面积开始变窄到中心横截面面积，并从所述中心横截面面积变宽到位于所述消声器的所述出口(12)处的出口横截面面积。

6.如权利要求1至5中任一项所述的冷却剂回路，其特征在于，所述插入件(26)具有用于接触所述管形主体(2)的内壁的至少一个朝向外的腹板(16，17，18)，所述至少一个腹板(16，17，18)沿所述插入件(26)的轴向方向限定所述共振室(5，6，7，8)。

7.如权利要求6所述的冷却剂回路，其特征在于，所述腹板(16，17，18)隔开两个相邻的共振室(5，6，7，8)。

8.如权利要求1至7中任一项所述的冷却剂回路，其特征在于，所述连接通道(19，19′，20，20′，21，21′，22，22′)由所述隔离壁(9)中的通道状部分形成。

9.如权利要求1至8中任一项所述的冷却剂回路，其特征在于，所述至少一个共振室(5，6，7，8)在所述插入件(26)的轴向方向上具有变化的内径，而外径保持恒定。

10.如权利要求1至9中任一项所述的冷却剂回路，其特征在于所述消声器(1)由能够弹性地弯曲的材料制成。

11.如权利要求1至10中任一项所述的冷却剂回路，其特征在于，多个相邻的共振室(5，6，7，8)沿轴向方向形成，所述多个相邻的共振室(5，6，7，8)中的每一个经由至少一个连接通道(19，19′，20，20′，21，21′，22，22′)连接到所述流动通道。

12.如权利要求1至11中任一项所述的冷却剂回路，其特征在于，所述至少一个共振室(5，6，7，8)在其外侧被所述管形主体(2)的壁限定。

13.如权利要求1至12中任一项所述的冷却剂回路，其特征在于，所述插入件(26)在其外侧具有夹紧区域(23)，用以固定在所述管形主体(2)中。

14.如权利要求1至13中任一项所述的冷却剂回路，其特征在于所述管形主体是易弯曲的软管。

15.如权利要求14或15中所述的冷却剂回路，其特征在于，所述管形主体(2)在所述插入件(26)坐落的区域中和在与所述插入件沿轴向方向相邻的区域中具有基本相同的直径。

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