CN102829581A - 用于压缩机组制冷系统的带消声功能的气体分流/汇流器 - Google Patents

用于压缩机组制冷系统的带消声功能的气体分流/汇流器 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种用于压缩机组制冷系统的带消声功能的气体分流/汇流器，包括外壁壳体、进气口/出气口、至少两个出气口/进气口和分流单元，所述分流单元具有内壁光滑的内部流道，其特征在于，所述气体分流/汇流器进一步包括消声单元，所述消声单元与所述内部流道、外壁壳体构成整体式结构。所述带消声功能的气体分流/汇流器可以同时或单独应用在压缩机组制冷系统中。所述带消声功能的气体分流器安装在压缩机和冷凝器之间，所述带消声功能的气体汇流器安装在压缩机和蒸发器之间。根据本发明，可以有效利用消声单元的作用，最大限度的衰减压缩机组制冷系统的流体噪声，并简化压缩机组管路的布置结构，同时不产生明显的附加压降。

Description

用于压缩机组制冷系统的带消声功能的气体分流/汇流器
技术领域
本发明涉及一种用于压缩机组制冷系统的带消声功能的气体分流/汇流器，更确切地说，是一种能够有效衰减压缩机组制冷系统流体噪声、无明显附加压降产生的气体分流/汇流器。
背景技术
常用压缩机组制冷系统运行原理如图1所示，该系统主要由如下部件组成：压缩机101、三通102、第一消声器103A和第二消声器103B、第一油分离器104A和第二油分离器104B、冷凝器105、节流阀106、蒸发器107。
在压缩机组制冷系统内，低温低压的制冷剂气体经由压缩机101压缩成高温高压的气体，然后通过三通102将制冷剂分流为两路，分别通过第一消声器103A和第二消声器103B以衰减管路中的制冷剂压力脉动和噪声，然后到达下游的第一油分离器104A和第二油分离器104B。高温高压的制冷剂经由第一油分离器104A和第二油分离器104B到达冷凝器105，从而冷凝为高温高压的液体，再经由节流阀106节流成为低温低压的液体。低温低压的液体由蒸发器107蒸发为低温低压的气体再输送给压缩机101，完成制冷剂在整个系统内部的循环。
对于压缩机排气端：排气管路、油分离器等部件是压缩机组主要的辐射排气噪声的下游设备，它们的直径越大，其壁面结构的刚性会越低，结构模态也会更密集，在同样激励源的情况下，其辐射的噪声也会越高；另外，排气管路的直径越大，压缩机外置排气消声器的设计难度也会加大，特别是设计满足变频机组需要的消声器。因此，为避免增大排气管路和油分离器的直径，通常会将压缩机的排气流体进行分流以实现小直径的排气管及油分离器，这样就会用到分流结构。但是，此结构设计使紧凑型机组整体的管路布置难度增大，且分流结构与消声器之间需增加额外的管路连接，从而增加了噪声辐射区域及管路压力损失，降低了消声器的有效性及机组性能。常规分流结构：三通的剖视图如图2所示，具有进气口201，第一出气口202和第二出气口203，进气口连接上游的压缩机出口，两个出气口分别连接下游的消声器进口。
对于压缩机吸气端：吸气管路是压缩机与蒸发器之间流体噪声互相传递的通道，如果在此设置现有技术的消声器，势必会由于明显的附加压降的存在而衰减压缩机组的制冷性能，这也是系统设计所不愿采用的方案。
因而，本领域存在克服上述缺陷和限制的需求。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出一种用于压缩机组制冷系统的带消声功能的气体分流/汇流器，包括外壁壳体、进气口/出气口、至少两个出气口/进气口和分流单元，所述分流单元具有内壁光滑的内部流道，其特征在于，所述气体分流/汇流器进一步包括消声单元，所述消声单元与所述内部流道、外壁壳体构成整体式结构。
本发明还提出一种压缩机组制冷系统，包括压缩机(301)、冷凝器(304)、节流阀(305)、蒸发器(306)及相关管路，其特征在于，所述压缩机组制冷系统还同时或单独应用带消声功能的气体分流器(302)和带消声功能的气体汇流器(307)。
在本发明提出的压缩机组制冷系统中，所述带消声功能的气体分流器(302)安装在所述压缩机(301)和所述冷凝器(304)之间；
所述带消声功能的气体汇流器(307)安装在所述压缩机(301)和所述蒸发器(306)之间。
在本发明提出的压缩机组制冷系统中，进一步包括油分离器(303A、303B)，所述油分离器(303A、303B)安装在所述带消声功能的气体分流器(302)和所述冷凝器(304)之间。
在本发明提出的压缩机组制冷系统中，所述冷凝器(304)具有内置油分离器。
根据本发明，可以有效利用消声单元的作用，最大限度的衰减压缩机组制冷系统的流体噪声，并简化压缩机组管路的布置结构，同时不产生明显的附加压降。
附图说明
下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中：
图1是常用空调机组制冷系统运行原理图；
图2是常规分流结构：三通的剖视图；
图3A是应用本发明具有外置油分离器的制冷系统运行原理图；
图3B是应用本发明无外置油分离器的制冷系统运行原理图；
图4A是带消声功能的气体分流器第一种实施方式的外部效果图；
图4B是带消声功能的气体分流器第一种实施方式的第一种内部结构的剖视图；
图4C是带消声功能的气体分流器第一种实施方式的第二种内部结构的剖视图；
图4D是带消声功能的气体分流器第一种实施方式的第三种内部结构的剖视图；
图4E是带消声功能的气体分流器第一种实施方式的第四种内部结构的剖视图；
图5A是带消声功能的气体分流器第二种实施方式的外部效果图；
图5B是带消声功能的气体分流器第二种实施方式的内部结构剖视图；
图6A是带消声功能的气体分流器第三种实施方式的外部效果图；
图6B是带消声功能的气体分流器第三种实施方式的内部结构剖视图；
图7A是带消声功能的气体分流器第四种实施方式的外部效果图；
图7B和图7C是带消声功能的气体分流器第四种实施方式的内部结构剖视图；
图8A是带消声功能的气体分流器第五种实施方式的第一种内部结构的剖视图；
图8B是带消声功能的气体分流器第五种实施方式的第二种内部结构的剖视图；
图8C是图8B所示结构的部件II和III组合后的俯视图；
图8D是图8B所示结构的部件I、II和III组合后的前视图；
图9A是带消声功能的气体分流器第六种实施方式的外部效果图；
图9B是带消声功能的气体分流器第六种实施方式的内部结构剖视图；
图10是带消声功能的气体分流/汇流器的声传递损失数据示例图。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
本发明应用在压缩机组制冷系统中，整体的系统布置方式如图3A和图3B所示。具有外置油分离器的制冷系统如图3A所示，各主要部件为：压缩机301、带消声功能的气体分流器302、第一油分离器303A和第二油分离器303B、冷凝器304、节流阀305、蒸发器306；无外置油分离器的制冷系统如图3B所示，各主要部件为：压缩机301、带消声功能的气体分流器302、冷凝器304(或是具有内置油分离器的冷凝器)、节流阀305、蒸发器306、带消声功能的气体汇流器307。需要说明的是，带消声功能的气体分流器302和带消声功能的气体汇流器307可以分别单独应用在所述压缩机组制冷系统中，也可以同时应用在所述压缩机组制冷系统中。
本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
带消声功能的气体分流器
本发明提出的带消声功能的气体分流器，包括外壁壳体、进气口、至少两个出气口和分流单元，所述分流单元具有内壁光滑的内部流道，其特征在于，所述气体分流器进一步包括消声单元，所述消声单元与所述内部流道、外壁壳体构成整体式结构。
其具有下述特点：1、外壁壳体可以是独立一体成型结构，也可以由两个或两个以上一体成型的部件拼接组合而成；2、气体分流器可以是独立一体成型结构，也可以由两个或两个以上一体成型的部件拼接组合而成；3、在内部实现分流及消声；4、各个出气口之间的相对关系不固定，出气口管线之间可以呈任意角度；5、进气口及各个出气口管线的分布位置不限，可以在三维空间的任意合适的位置；6、内部的消声单元可设置在分流的上游或下游，也可同时设置在分流的上游及下游；7、内部的消声单元可以是抗性消声结构，也可以是阻性消声结构或阻抗复合式消声结构。其中，抗性消声结构是通过管道截面的突变或旁接共振腔等在声传播过程中引起阻抗的改变而产生声能的反射、干涉，从而降低向下游传递的声能，以达到消声的目的；阻性消声结构是通过吸声材料对声波进行吸收，将声能转化为热能等其他形式的能量；阻抗复合式消声结构是将抗性和阻性两种消声方式结合在一起。所述阻性消声结构和阻抗复合式消声结构中的吸声材料的表面可以装有防护结构，所述防护结构包括开孔率不低于30％的多孔薄板。
带消声功能的气体分流器的几种实施方式如图4～图9所示。
带消声功能的气体分流器的第一种实施方式如图4A～图4E所示，具有进气口401，第一出气口402和第二出气口403，两个出气口呈180度布置。内部结构有多种，此处仅列出四种作为示例以便对本发明进行介绍，对于本领域技术人员而言显而易见的是，其他适宜的内部结构均包含在本发明中。
第一种结构如图4B所示，外壁壳体是独立一体成型结构，消声单元设置在分流的下游。消声单元是阻抗复合式消声结构，该消声结构由内插部件与外壁壳体一起构成，内插部件是内插管和内部空腔中的吸声材料。流体由进气口401进来，经光滑的内部流道分流后分别流向第一分流口404和第二分流口405，然后进入具有第一内插管408的第一抗性消声腔406和具有第二内插管409的第二抗性消声腔407，再进入第一阻性消声腔410和第二阻性消声腔411，最后从第一出气口402和第二出气口403流出。第一阻性消声腔410和第二阻性消声腔411分别设置填充吸声材料的第一内部空腔412和第二内部空腔413，吸声材料采用三聚氰胺泡沫或其它化学稳定性高、吸声性能较好的吸声材料，例如包裹聚酯薄膜及纤维防护层的吸声材料；吸声材料表面安装开孔率不低于30％的第一多孔薄板414和第二多孔薄板415作为护面。
第二种结构如图4C所示，外壁壳体是独立一体成型结构，在流体分流的上游及下游均设置了消声单元。消声单元是阻抗复合式消声结构，该消声结构由内插部件与外壁壳体一起构成，内插部件是内插管和内部空腔中的吸声材料。流体由进气口401进来，即进入阻性消声腔410进行消声，然后经光滑的内部流道分流后分别流向第一分流口404和第二分流口405，再进入具有第一内插管408的第一抗性消声腔406和具有第二内插管409的第二抗性消声腔407，进行进一步的消声，然后从第一出气口402和第二出气口403流出。
第三种结构如图4D所示，外壁壳体是独立一体成型结构，在流体分流的下游设置了消声单元。消声单元是抗性消声结构，该消声结构完全由外壁壳体构成。流体由进气口401进来，经光滑的内部流道分流后分别流向第一分流口404和第二分流口405，然后进入第一抗性消声腔406和第二抗性消声腔407，最后从第一出气口402和第二出气口403流出。
第四种结构如图4E所示，外壁壳体由两个一体成型的部件拼接组合而成，在流体分流的下游设置了消声单元。消声单元是抗性消声结构，该消声结构完全由外壁壳体构成。流体由进气口401进来，经光滑的内部流道分流后分别流向第一分流口404和第二分流口405，然后进入第一抗性消声腔406和第二抗性消声腔407，最后从第一出气口402和第二出气口403流出。第一抗性消声腔406和第二抗性消声腔407在普通的扩张腔基础上，还分别旁接了第一共振腔416和第二共振腔417。
带消声功能的气体分流器的第二种实施方式如图5A和图5B所示，具有进气口501，第一出气口502和第二出气口503，两个出气口在同一平面内，呈90度布置。内部结构亦有多种，此处仅列出一种作为示例以便对本发明进行介绍，如图5B所示。外壁壳体是独立一体成型结构，在流体分流的下游设置了消声单元。消声单元是阻抗复合式消声结构，该消声结构由内插部件与外壁壳体一起构成，内插部件是内插管和内部空腔中的吸声材料。
带消声功能的气体分流器的第三种实施方式如图6A和图6B所示，具有进气口601，第一出气口602和第二出气口603，两个出气口及进气口之间均呈90度布置，为笛卡尔坐标式。内部结构亦有多种，此处仅列出一种作为示例以便对本发明进行介绍，如图6B所示。外壁壳体是独立一体成型结构，在流体分流的下游设置了消声单元。消声单元是阻抗复合式消声结构，该消声结构由内插部件与外壁壳体一起构成，内插部件是内插管和内部空腔中的吸声材料。
带消声功能的气体分流器的第四种实施方式如图7A、图7B和图7C所示，具有进气口701，第一出气口702和第二出气口703，两个出气口及进气口之间均呈非90度布置，为Y型。内部结构亦有多种，此处仅列出一种作为示例以便对本发明进行介绍，如图7C所示。外壁壳体是独立一体成型结构，在流体分流的下游设置了消声单元。消声单元是抗性消声结构，该消声结构由内插部件与外壁壳体一起构成，内插部件是内插管。流体由进气口701进来，经光滑的内部流道分流后分别流向第一分流口704和第二分流口705，然后进入消声单元，最后从第一出气口702和第二出气口703流出。
带消声功能的气体分流器的第五种实施方式如图8A～图8D所示，具有进气口801，第一出气口802和第二出气口803，两个出气口与进气口均位于同一方向上。内部结构亦有多种，此处仅列出两种作为示例以便对本发明进行介绍。第一种结构如图8A所示，外壁壳体由两个一体成型的部件拼接组合而成，在流体分流的下游设置了消声单元。消声单元是抗性消声结构，该消声结构完全由外壁壳体构成。流体由进气口801进来，经光滑的内部流道分流后分别流向第一分流口804和第二分流口805，然后进入第一抗性消声腔806和第二抗性消声腔807，最后从第一出气口802和第二出气口803流出。该第一抗性消声腔806和第二抗性消声腔807在普通的扩张腔基础上，还分别旁接了第一共振腔808和第二共振腔809。第二种结构如图8B～图8D所示，外壁壳体由三个一体成型的部件I、II和III拼接组合而成，在流体分流的下游设置了消声单元。消声单元是抗性消声结构，该消声结构完全由外壁壳体构成。流体由进气口801进来，经光滑的内部流道分流后分别流向第一分流口804和第二分流口805，然后进入第一抗性消声腔806和第二抗性消声腔807，最后从第一出气口802和第二出气口803流出。该第一抗性消声腔806在普通的扩张腔基础上，还旁接了第一共振腔808和第三共振腔810；第二抗性消声腔807在普通的扩张腔基础上，还旁接了第二共振腔809和第四共振腔811。
带消声功能的气体分流器的第六种实施方式如图9A和图9B所示，具有进气口901，第一出气口902、第二出气口903和第三出气口904，三个出气口之间均呈90度布置。内部结构亦有多种，此处仅列出一种作为示例以便对本发明进行介绍，如图9B所示。外壁壳体是独立一体成型结构，消声单元设置在分流的下游。消声单元是阻抗复合式消声结构，该消声结构由内插部件与外壁壳体一起构成，内插部件是内插管和内部空腔中的吸声材料。
带消声功能的气体汇流器
其发明思路与上述阐述的带消声功能的气体分流器的思路是类似的，包括外壁壳体、至少两个进气口、出气口和分流单元，所述分流单元具有内壁光滑的内部流道，其特征在于，所述气体汇流器进一步包括消声单元，所述消声单元与所述内部流道、外壁壳体构成整体式结构。
其具有下述特点：1、外壁壳体可以是独立一体成型结构，也可以由两个或两个以上一体成型的部件拼接组合而成；2、气体汇流器可以是独立一体成型结构，也可以由两个或两个以上一体成型的部件拼接组合而成；3、在内部实现汇流及消声；4、各个进气口之间的相对关系不固定，进气口管线之间可以呈任意角度；5、出气口及各个进气口管线的分布位置不限，可以在三维空间的任意合适的位置；6、内部的消声单元可设置在汇流的上游或下游，也可同时设置在汇流的上游及下游；7、内部的消声单元可以是抗性消声结构，也可以是阻性消声结构或阻抗复合式消声结构。所述阻性消声结构和阻抗复合式消声结构中的吸声材料的表面可以装有防护结构，所述防护结构包括开孔率不低于30％的多孔薄板。
带消声功能的气体分流/汇流器的消声效果如图10所示，其总管口和多流路口的尺寸分别为5英寸和3英寸。从图中数据可以看出，消声单元是抗性消声结构的气体分流/汇流器在特定频率范围内消声特性较好；与消声单元是抗性消声结构的气体分流/汇流器相比，消声单元是阻性消声结构的气体分流/汇流器消声频带较宽，传递损失曲线较光滑，但是消声量在某些频率范围较消声单元是抗性消声结构的气体分流/汇流器的消声量要低；消声单元是阻抗复合式消声结构的气体分流/汇流器的消声特性结合了消声单元是阻性消声结构的气体分流/汇流器和消声单元是抗性消声结构的气体分流/汇流器的消声特性的优点，能实现较宽的有效作用频带范围及较大的消声效果。
本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (32)

1.一种用于压缩机组制冷系统的带消声功能的气体分流器(302)，包括外壁壳体、进气口(401)、至少两个出气口(402、403)和分流单元，所述分流单元具有内壁光滑的内部流道，其特征在于，所述气体分流器(302)进一步包括消声单元，所述消声单元与所述内部流道、外壁壳体构成整体式结构。
2.根据权利要求1所述的带消声功能的气体分流器(302)，其特征在于，所述外壁壳体为独立一体成型结构。
3.根据权利要求1所述的带消声功能的气体分流器(302)，其特征在于，所述外壁壳体由两个或两个以上一体成型的部件拼接组合而成。
4.根据权利要求1所述的带消声功能的气体分流器(302)，其特征在于，所述气体分流器(302)为独立一体成型结构。
5.根据权利要求1所述的带消声功能的气体分流器(302)，其特征在于，所述气体分流器(302)由两个或两个以上一体成型的部件拼接组合而成。
6.根据权利要求1所述的带消声功能的气体分流器(302)，其特征在于，所述消声单元设置在分流的上游或下游。
7.根据权利要求1所述的带消声功能的气体分流器(302)，其特征在于，所述消声单元同时设置在分流的上游及下游。
8.根据权利要求1所述的带消声功能的气体分流器(302)，其特征在于，所述消声单元是抗性消声结构。
9.根据权利要求1所述的带消声功能的气体分流器(302)，其特征在于，所述消声单元是阻性消声结构。
10.根据权利要求1所述的带消声功能的气体分流器(302)，其特征在于，所述消声单元是阻抗复合式消声结构。
11.根据权利要求9或10所述的带消声功能的气体分流器(302)，其特征在于，所述阻性消声结构和阻抗复合式消声结构进一步包括吸声材料。
12.根据权利要求11所述的带消声功能的气体分流器(302)，其特征在于，所述吸声材料的表面装有防护结构。
13.根据权利要求12所述的带消声功能的气体分流器(302)，其特征在于，所述吸声材料表面的防护结构包括开孔率不低于30％的多孔薄板(414、415)。
14.根据权利要求1所述的带消声功能的气体分流器(302)，其特征在于，所述气体分流器(302)的出气口(402、403)之间以及出气口(402、403)和进气口(401)之间的相对位置，在空间上可以以任意角度布置。
15.一种用于压缩机组制冷系统的带消声功能的气体汇流器(307)，包括外壁壳体、至少两个进气口、出气口和分流单元，所述分流单元具有内壁光滑的内部流道，其特征在于，所述气体汇流器(307)进一步包括消声单元，所述消声单元与所述内部流道、外壁壳体构成整体式结构。
16.根据权利要求15所述的带消声功能的气体汇流器(307)，其特征在于，所述外壁壳体为独立一体成型结构。
17.根据权利要求15所述的带消声功能的气体汇流器(307)，其特征在于，所述外壁壳体由两个或两个以上一体成型的部件拼接组合而成。
18.根据权利要求15所述的带消声功能的气体汇流器(307)，其特征在于，所述气体汇流器(307)为独立一体成型结构。
19.根据权利要求15所述的带消声功能的气体汇流器(307)，其特征在于，所述气体汇流器(307)由两个或两个以上一体成型的部件拼接组合而成。
20.根据权利要求15所述的带消声功能的气体汇流器(307)，其特征在于，所述消声单元设置在汇流的上游或下游。
21.根据权利要求15所述的带消声功能的气体汇流器(307)，其特征在于，所述消声单元同时设置在汇流的上游及下游。
22.根据权利要求15所述的带消声功能的气体汇流器(307)，其特征在于，所述消声单元是抗性消声结构。
23.根据权利要求15所述的带消声功能的气体汇流器(307)，其特征在于，所述消声单元是阻性消声结构。
24.根据权利要求15所述的带消声功能的气体汇流器(307)，其特征在于，所述消声单元是阻抗复合式消声结构。
25.根据权利要求23或24所述的带消声功能的气体汇流器(307)，其特征在于，所述阻性消声结构和阻抗复合式消声结构进一步包括吸声材料。
26.根据权利要求25所述的带消声功能的气体汇流器(307)，其特征在于，所述吸声材料的表面装有防护结构。
27.根据权利要求26所述的带消声功能的气体汇流器(307)，其特征在于，所述吸声材料表面的防护结构包括开孔率不低于30％的多孔薄板。
28.根据权利要求15所述的带消声功能的气体汇流器(307)，其特征在于，所述气体汇流器(307)的进气口之间以及进气口和出气口之间的相对位置，在空间上可以以任意角度布置。
29.一种压缩机组制冷系统，包括压缩机(301)、冷凝器(304)、节流阀(305)、蒸发器(306)及相关管路，其特征在于，所述压缩机组制冷系统还同时或单独应用带消声功能的气体分流器(302)和带消声功能的气体汇流器(307)。
30.根据权利要求29所述的压缩机组制冷系统，其特征在于，所述带消声功能的气体分流器(302)安装在所述压缩机(301)和所述冷凝器(304)之间；所述带消声功能的气体汇流器(307)安装在所述压缩机(301)和所述蒸发器(306)之间。
31.根据权利要求30所述的压缩机组制冷系统，其特征在于，所述压缩机组制冷系统进一步包括油分离器(303A、303B)，所述油分离器(303A、303B)安装在所述带消声功能的气体分流器(302)和所述冷凝器(304)之间。
32.根据权利要求30所述的压缩机组制冷系统，其特征在于，所述冷凝器(304)具有内置油分离器。
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