CN107514350A - 消声器及热泵系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种消声器及热泵系统，所述消声器包括壳体和设置在所述壳体上的进气管、出气管，在所述壳体内设置有至少一个可移动结构，在所述可移动结构内设置有第一扩张腔，从所述进气管输入的气流在所述第一扩张腔内进行扩张，所述至少一个可移动结构能够在气流流动的方向上往复移动。本申请中的消声器通过采用设置有扩张腔的可移动结构，通过体积膨胀、能量吸收和能量转换来满足热泵系统的工况变化、消声器体积、质量限制等多种约束条件下，降低压缩机排气低、中、高频不同频段的噪声，从而改善用户舒适度，并提升产品的市场竞争力。

Description

消声器及热泵系统

技术领域

本发明涉及消音技术领域，具体涉及一种消声器及设置有该消声器的热泵系统。

背景技术

在制冷系统中，压缩机出口气流流速高、排气噪声大，是制冷系统的主要噪声源，有效控制排气噪声对于改善用户舒适度十分重要。随着压缩机技术的不断发展，在不同工况下压缩机排气噪声覆盖低、中、高频频段，且受到体积、质量等约束条件，高性能复合式消声器已经成为降低噪声的主要研究方向。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种能够有效降低噪声的消声器以及设置有该消声器的热泵系统。

为达到上述目的，一方面，本发明采用以下技术方案：

一种消声器，包括壳体和设置在所述壳体上的进气管、出气管，在所述壳体内设置有至少一个可移动结构，在所述可移动结构内设置有第一扩张腔，从所述进气管输入的气流在所述第一扩张腔内进行扩张，所述至少一个可移动结构能够在气流流动的方向上往复移动。

优选地，所述可移动结构为设置有贯通孔的变径管结构，所述变径管包括大径管段和小径管段，所述大径管段的内腔构成所述第一扩张腔。

优选地，在所述大径管段和小径管段之间设置有过渡段。

优选地，所述外壳包括外壳主体，所述外壳主体在进气管径向上的尺寸大于所述进气管在径向上的尺寸，所述可移动结构设置在所述外壳主体内。

优选地，所述外壳还包括位于所述进气管和外壳主体之间的扩大段。

优选地，所述可移动结构的大径管段的径向外缘形状与所述外壳主体的内壁形状相匹配。

优选地，在所述外壳内设置有偏置件，该偏置件向所述可移动结构提供使可移动结构向气流的上游侧移动的偏置力。

优选地，在所述大径管段和小径管段之间设置有过渡段，在所述可移动结构的过渡段和小径管段与所述外壳主体的内壁之间具有空间，所述偏置件容纳在该空间内，所述偏置件的第一端抵靠在所述可移动结构上，第二端抵靠在外壳的内壁上。

优选地，在所述可移动结构的外壁上设置有第一台阶部，在所述外壳的内壁上设置有第二台阶部，所述偏置件的第一端抵靠在所述第一台阶部上，第二端抵靠在所述第二台阶部上。

优选地，所述外壳主体为分体结构，包括第一主体部和第二主体部，所述第二主体部的第一端插入所述第一主体部的第二端的内部。

优选地，所述第二主体部的第二端的端面构成所述第二台阶部。

优选地，所述第二主体部插入所述第一主体部的长度L可以调节。

优选地，所述可移动结构由可吸声材料制成。

优选地，所述吸声材料为致密泡沫金属。

优选地，在所述可移动结构的下游侧的壳体内设置有第二扩张腔。

另一方面，本发明采用以下技术方案：

一种热泵系统，包括压缩机，在所述热泵系统的出气管上设置有上述消声器。

本申请中的消声器通过采用设置有扩张腔的可移动结构，通过体积膨胀、能量吸收和能量转换来满足热泵系统的工况变化、消声器体积、质量限制等多种约束条件下，降低热泵系统排气低、中、高频不同频段的噪声，从而改善用户舒适度，并提升产品的市场竞争力。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1示出本发明具体实施方式提供的消声器的结构示意图。

具体实施方式

以下基于实施例对本发明进行描述，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。

除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。

本申请中的消声器用于对管路中的高压气流产生的噪音进行降噪，可以设置在压缩机的出气管上，对从压缩机输出的气流进行消音降噪。本申请中的消声器也可以设置在其他输出高压气体的设备上。下面以设置在压缩机的出气管上为例，对本申请中的消声器进行具体的介绍。

如图1所示，所述消声器包括壳体10，在壳体10上设置有进气管1和出气管7，其中，进气管1与压缩机的出气管相连，用于将从压缩机输出的高压气体输入消声器内部进行处理，降噪后的气体从出气管7输出，例如进入冷凝器冷凝换热。在所述壳体1内设置有可移动结构3，在所述可移动结构3内设置有扩张腔30，从所述进气管1输入的气体能够在所述扩张腔30内进行扩张，所述可移动结构3能够在气流流动的方向上(图1中箭头所示方向)往复移动。所述可移动结构3在壳体10内可以设置一个，也可以设置多个，可根据气流的具体情况具体设定。

优选地，所述可移动结构3由可吸声材料制成，例如致密泡沫金属等，如内部有大量的细微贯通孔的泡沫铜、泡沫铝等，可有效地吸收气流中的噪声。

在一个优选实施例中，所述可移动结构3为设置有贯通孔31的变径管结构，该变径管的管壁优选为等厚管壁，该变径管包括大径管段311和小径管段312，相应地，其内部的贯通孔31具有大径孔段和小径孔段。优选地，在所述大径管段311和小径管段312之间设置有过渡段313，所述过渡段313的管壁可以是锥形，也可以是其他非规则结构，优选为锥形结构，能够实现气流的顺畅流动。所述大径管段311的横截面上的气流通量大于所述进气管1的横截面上的气流通量，所述大径管段311的内腔构成所述扩张腔30，从所述进气管1进来的气体在所述大径管段311的内腔中扩张降压降速，进而降低噪声。

优选地，所述外壳10包括外壳主体101，所述外壳主体101在进气管1径向上的尺寸大于所述进气管1在径向上的尺寸，所述外壳10还包括位于进气管1和外壳主体101之间的扩大段102，该扩大段102的一端与进气管1连接，另外一端与外壳主体101连接，使得从所述进气管1进入外壳10内的气体可以经所述扩大段102进入所述外壳主体101内。

优选地，所述可移动结构3设置在所述外壳主体101内，所述可移动结构3的大径管段311的自由端与所述进气管1相对设置。所述可移动结构3的大径管段311的径向外缘形状与所述外壳主体101的内壁形状相匹配，使得所述大径管段311的外壁与所述外壳主体101的内壁紧密相接。优选地，在所述大径管段311的外壁和外壳主体101的内壁之间设置有密封结构4，所述密封结构4优选为密封环，使得从进气管1进入的气流只能经过所述可移动结构3的内部，而不能从所述可移动结构3和外壳主体101之间的间隙经过，避免产生新的噪音。这样，经所述进气管1进入外壳10内的高速气流在所述扩大段102进行扩张，因体积膨胀，气体压力降低，然后进入可移动结构3的大径管段311被吸收部分噪音，使得气流产生的噪音有所降低。

在一个优选实施例中，所述可移动结构3在所述外壳主体101内可沿所述外壳主体101的内壁在气流的流动方向上往复移动，使得气流经所述进气管1进入可移动结构3内的同时可以推动所述可移动结构3向气流的下游侧移动，使得气流的流速能够进一步降低。具体地，在所述可移动结构3和外壳10的内壁之间设置有偏置件5，该偏置件5向所述可移动结构3提供使可移动结构3向气流的上游侧移动的偏置力。当气流推动所述可移动结构3时，所述可移动结构3克服所述偏置件5的偏置力向气流的下游侧移动，当气流压力比较低时，所述可移动结构3能够在所述偏置件5的偏置力的推动下向所述气流的上游侧返回。这样，在气流压力有所波动时，所述可移动结构3在该偏置件5的作用下在所述外壳主体101内的一定范围内来回移动，在吸声噪音的同时能够将气流的动能转换成所述偏置件5的势能，使得气流的流速有所降低，进一步降低噪声。

优选地，所述可移动结构3的过渡段313和小径管段312在径向上的外缘尺寸小于所述外壳主体101的在径向上的内壁尺寸，这样，在所述可移动结构3的过渡段313和小径管段312与所述外壳主体101的内壁之间具有一定的空间，所述偏置件5容纳在该空间内，其一端抵靠在所述可移动结构3上，另外一端抵靠在外壳主体101的内壁上，从而使得偏置件5能够向所述可移动结构3提供使可移动结构3向气流的上游侧移动的偏置力。优选地，所述偏置件5为弹簧，套设在所述可移动结构3的过渡段313和小径管段312的径向外侧。优选地，在所述可移动结构3的外壁上设置有第一台阶部32，在所述外壳主体101的内壁上设置有第二台阶部1011，偏置件5的第一端抵靠在该第一台阶部32上，第二端抵靠在所述第二台阶部1011上，能够对所述偏置件5进行稳定的支撑定位。优选地，当将所述可移动结构3装配到外壳主体101内时，所述第一台阶部32和第二台阶部1011之间的最大距离大于等于所述偏置件5的自然状态时的长度，这样可实现有效的降速降噪。

在一个优选实施例中，所述外壳主体101为分体结构，包括第一主体部1012和第二主体部1013，所述第一主体部1012的第一端与所述扩大段102相连接，其第二端与所述第二主体部1013的第一端相连接。优选地，所述第一主体部1012的在径向上的内壁尺寸等于所述第二主体部1013在径向上的外壁尺寸，使得第二主体部1013的第一端能够插入所述第一主体部1012的第二端的内部，这样，所述第二主体部1013的第二端的端面构成所述第二台阶部1011，可以不用另外设置第二台阶部1011，简化加工。优选地，所述第二主体部1013插入所述第一主体部1012的长度L可以调节，从而可以调节偏置件5，例如弹簧的初始压缩量的大小。

进一步地，在所述第二主体部1013的第二端设置有收缩段103，该收缩段103的大径端与所述第二主体部1013相连，其小径端与所述出气管7相连，使得经所述消声器减速降噪后的气流从所述消声器内流出。所示第二主体部1013的内壁在径向上的尺寸大于所述小径管段312的内孔在径向上的尺寸，所述第二主体部1013的内腔构成第二扩张腔，从所述小径管段312流出的气流在所述第二主体部1013内的第二扩张腔内再次扩张，气体压力再次降低，从而进行第二次降噪，最后气体从出气管7排出。

本申请中的消声器优选应用于在空调制冷系统中的压缩机的出口端，压缩机出口的高速气流经进气管1进入外壳10内，首先在所述扩大段102内扩张，进而进入所述可移动结构3的大径管段311内的扩张腔内继续处于扩张状态，因体积膨胀，气体压力降低；气流推动优选由致密泡沫金属吸声材料制成的可移动件3向气流的下游侧移动，促使偏置件5，例如弹簧压缩，在弹簧的反作用力下气体的一部分动能转换成势能，气体流速降低；气流流经致密泡沫金属吸声材料制成的可移动件3的内部的大量的细微贯通孔表面时，因受到摩擦和粘滞阻力，一部分能量转化为热能，气流流速降低，从而起到吸声降噪的效果；气流从可移动件3流向第二主体部1013时，在所述第二主体部1013内再次扩张，气体压力再次降低，从而进行第二次降噪，最后气体从出气管7排出。

本申请中的消声器通过采用具有二次体积扩张腔、致密泡沫金属吸声材料与弹性偏置元件组合而成的复合式消声器，通过体积膨胀、能量吸收和能量转换来满足热泵系统的工况变化、消声器体积、质量限制等多种约束条件下，降低压缩机排气低、中、高频不同频段的噪声，从而改善用户舒适度，并提升产品的市场竞争力。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种消声器，包括壳体和设置在所述壳体上的进气管、出气管，其特征在于，在所述壳体内设置有至少一个可移动结构，在所述可移动结构内设置有第一扩张腔，从所述进气管输入的气流在所述第一扩张腔内进行扩张，所述至少一个可移动结构能够在气流流动的方向上往复移动。

2.根据权利要求1所述的消声器，其特征在于，所述可移动结构为设置有贯通孔的变径管结构，所述变径管包括大径管段和小径管段，所述大径管段的内腔构成所述第一扩张腔。

3.根据权利要求2所述的消声器，其特征在于，在所述大径管段和小径管段之间设置有过渡段。

4.根据权利要求2所述的消声器，其特征在于，所述外壳包括外壳主体，所述外壳主体在进气管径向上的尺寸大于所述进气管在径向上的尺寸，所述可移动结构设置在所述外壳主体内。

5.根据权利要求4所述的消声器，其特征在于，所述外壳还包括位于所述进气管和外壳主体之间的扩大段。

6.根据权利要求4所述的消声器，其特征在于，所述可移动结构的大径管段的径向外缘形状与所述外壳主体的内壁形状相匹配。

7.根据权利要求4所述的消声器，其特征在于，在所述外壳内设置有偏置件，该偏置件向所述可移动结构提供使可移动结构向气流的上游侧移动的偏置力。

8.根据权利要求7所述的消声器，其特征在于，在所述大径管段和小径管段之间设置有过渡段，在所述可移动结构的过渡段和小径管段与所述外壳主体的内壁之间具有空间，所述偏置件容纳在该空间内，所述偏置件的第一端抵靠在所述可移动结构上，第二端抵靠在外壳的内壁上。

9.根据权利要求8所述的消声器，其特征在于，在所述可移动结构的外壁上设置有第一台阶部，在所述外壳的内壁上设置有第二台阶部，所述偏置件的第一端抵靠在所述第一台阶部上，第二端抵靠在所述第二台阶部上。

10.根据权利要求9所述的消声器，其特征在于，所述外壳主体为分体结构，包括第一主体部和第二主体部，所述第二主体部的第一端插入所述第一主体部的第二端的内部。

11.根据权利要求10所述的消声器，其特征在于，所述第二主体部的第二端的端面构成所述第二台阶部。

12.根据权利要求11所述的消声器，其特征在于，所述第二主体部插入所述第一主体部的长度L可以调节。

13.根据权利要求1-12之一所述的消声器，其特征在于，所述可移动结构由可吸声材料制成。

14.根据权利要求13所述的消声器，其特征在于，所述吸声材料为致密泡沫金属。

15.根据权利要求1-12之一所述的消声器，其特征在于，在所述可移动结构的下游侧的壳体内设置有第二扩张腔。

16.一种热泵系统，所述热泵系统包括压缩机，其特征在于，在所述压缩机的出气管上设置有权利要求1-15之一所述的消声器。