CN111707022B - 毛细管掺汽超空化喷射噪声抑制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一个毛细管掺汽超空化喷射噪声抑制装置，是一种通过旁通毛细管将蒸发器中部的制冷剂气体引入毛细管出口处，从而对毛细管出来进入蒸发器的制冷剂进行掺汽，提高掺汽区的局部压力、有效减小空化数、显著降低空泡溃灭时的压力，形成超空化现象，大大降低空蚀空化噪声；混合后的制冷剂再流进蒸发器，完成循环；本发明比传统的消声器构造简单，加工、安装方便，后期维护成本低等优良特性；并且本发明应用十分广泛，不仅适用于常见的制冷装置如电冰箱、空调器等，对于机械、冶金、石油、化工、食品保存、人工环境、生物制药等领域中的制冷系统均可采用这种噪声抑制装置。

Description

毛细管掺汽超空化喷射噪声抑制装置

技术领域

本发明涉及一种新型的喷射降噪抑制装置，具体地说，是一种通过旁通毛细管将蒸发器中部的制冷剂气体引入毛细管出口处，从而对毛细管出来进入蒸发器的制冷剂进行掺汽，提高掺汽区的局部压力、有效减小空化数、显著降低空泡溃灭时的压力，形成超空化现象，大大降低空蚀噪声。混合后的制冷剂再流进蒸发器，完成循环。

背景技术

制冷系统的噪声研究表明，除了压缩机本身所具有的机械噪声、电磁噪声以外，系统本身的流动噪声直接影响到制冷系统噪声大小和制冷系统的声品质参数，而其中的毛细管出口(蒸发器入口)空蚀所引起的群空泡溃灭，产生的微激流和激波现象是空化爆裂噪声的主要来源。制冷剂从毛细管出来进入蒸发器时，由于管路结构变化、制冷剂干度以及流动阻力的影响，在蒸发器入口处，由于制冷剂流动截面积突然扩大，流态为喷射状，在入口区域会形成一些涡旋区，由于出口截面的突然扩大，涡旋区的压力较低，同时伴随着大量气泡产生，在高压的地方溃灭，我们称之为空化空蚀现象，大量的气泡爆裂噪声是节流装置出口处噪声产生的主要原因。利用旁通毛细管将蒸发器进口管和中部的制冷剂压力高于毛细管喷射出口压力的制冷剂气体引入毛细管出口处，掺汽形成超空化现象，提高局部压力、有效减少空化数、同时显著降低空泡溃灭时的压力、大大降低空化噪声。达到降低制冷系统整体噪声污染的效果。

发明内容

本发明需解决的技术问题是：针对现有的小型制冷系统循环装置内部流动噪声波动过大、整体声功率偏大等技术问题，设计一种既不影响其制冷效果，并且简便易行能有效降低节流装置出口喷射噪声的消音装置，从而提高整个制冷系统的声音品质，降低噪声污染。

本发明的理论依据：已有大量的学者作了实验和研究，得出结论，掺汽可以提高掺汽区的局部压力、有效减小空化数，同时显著降低空泡溃灭时的压力，大大降低了空蚀噪声，当空化数降低(超空化的基本特征)到一定程度时，噪声量级反而下降，因为压力降低到介质饱和蒸汽压以下时，空化气泡没法溃灭完全，大大降低了爆裂噪声。

本发明所采用的技术方案：本发明中在常规的制冷系统的基础上，在节流装置出口和蒸发器进口管和蒸发器前中部之间接旁通毛细管，让蒸发器进口管中压力比毛细管喷射压力稍高的气态制冷剂顺着旁通毛细管流回节流装置出口处，对局部进行掺汽，形成超空化现象，从而降低节流装置出口因为局部压力低而产生的额外噪声(空泡溃灭高频尖锐噪声)。旁通管中的制冷剂汇合后又流回蒸发器内部，完成了制冷剂循环。

本发明涉及一种在蒸发器上利用旁通毛细管降低喷射噪声的制冷系统，也就是说在保证性能系数的基础上，为了降低毛细管出口的喷射噪声，在原来普通的制冷系统的基础上加旁通管，将蒸发器前中部的制冷剂气体引入毛细管出口，掺汽形成超空化现象，汇合后的制冷剂气体再流回蒸发器，完成循环。通过此装置可以使毛细管出口(蒸发器入口)噪声强度减少，提高制冷系统声品质。

所述毛细管掺汽超空化喷射噪声抑制装置包括节流毛细管、蒸发器进口过渡管、1-4根旁通毛细管，其中旁通毛细管的两端与蒸发器进口过渡管相连通，形成旁通回路，旁通回路的两端口之间的距离为40-480mm。

所述毛细管掺汽超空化喷射噪声抑制装置中制冷剂经过毛细管节流后，以高速喷射出毛细管，进入蒸发器，此时由于制冷剂流速很快(有可能形成壅塞流，相应地制冷剂气液混合物出口速度为超音速)，会在毛细管出口处形成局部低压，并产生大量气泡，空泡随后空蚀，空化噪声也随着产生。利用旁通毛细管将蒸发器前端、中部、尾部的稍高压力的制冷剂蒸汽引入蒸发器入口低压出处，形成节流毛细管出口掺气超空化效应。制冷剂气液混合后再流回蒸发器中进行蒸发，完成制冷循环。各个部分的连接方式均为氧气焊接。

所述旁通毛细管与蒸发器相连，旁通毛细管的内径为0.5-3.5mm，伸入蒸发器长度为5mm-250mm，旁通节流毛细管的数量为1-4根。

所述旁通毛细管一端从蒸发器入口上面管壁插入，插入口离入口端距离为5mm-30mm，长度为0.5mm-5mm，采用焊接的连接方式，一端从蒸发器前中部管壁上方插入，旁通毛细管内径为0.5-3.5mm，插入长度为0.5mm-2mm，旁通毛细管长度为50mm-500mm，采用焊接的连接方式连接，数量为1-4根。

所述蒸发器管道内径为2mm-50mm，壁厚为0.5mm-3mm，长度为50mm-20000mm。

所述管材材料为紫铜管、邦迪管、能够使用于制冷系统的金属管道。

该装置布置于蒸发器进口处，通过破坏节流毛细管出口(蒸发器入口)形成的局部喷射低压区，降低蒸发器入口的噪声，提高制冷系统的声品质。

所述毛细管掺汽超空化喷射噪声抑制装置中的旁通毛细管掺气超空化装置可以应用于所有包含节流喷射场所，不仅可以应用于蒸汽压缩式制冷系统，还可以应用于带节流装置的任意系统，都可以达到降噪消音的目的。

本发明的有益效果：本发明充分利用了掺汽超空化动力学等理论依据，使节流装置出口蒸发器入口局部压力提高，形成超空化现象；研究和实验表明，会提高掺汽区的局部压力、有效减少空化数、显著降低空泡溃灭时的压力，所以可以明显减少制冷系统毛细管出口(蒸发器入口)空化噪声，提高声学品质；另外本发明具有结构简单、加工、安装方便、成本低廉，后期维护成本低等优良特性。

附图说明

图1是本发明毛细管掺汽超空化喷射噪声抑制装置连接示意图1；

图2是本发明毛细管掺汽超空化喷射噪声抑制装置连接示意图2；

图中：1-节流毛细管，2-蒸发器进口过渡管，3-旁通毛细管a，4-旁通毛细管b。

具体实施方式

下面结合附图和实施对本发明作进一步叙述。

参见图1，所述毛细管掺汽超空化喷射噪声抑制装置包括节流毛细管1、蒸发器进口过渡管2、旁通毛细管a，旁通毛细管a的外径为1.8-2.5mm，内径为0.6-0.7mm，旁通毛细管a的总长为200mm，旁通毛细管a插入蒸发器进口过渡管2前端的长度为10mm，插入前端距离节流毛细管1出口的距离为10mm；旁通毛细管a插入蒸发器进口过渡管2后端的长度为10mm，插入后端距离节流毛细管1出口的距离为170mm，各个部分的连接方式均为氧气焊接。

参见图2，所述毛细管掺汽超空化喷射噪声抑制装置包括节流毛细管1、蒸发器进口过渡管2、旁通毛细管a、旁通毛细管b；旁通毛细管a的外径为1.8-3.5mm，内径为0.6-1.5mm，旁通毛细管a的总长为200mm，旁通毛细管a插入蒸发器进口过渡管2前端的长度为10mm，插入前端距离节流毛细管1出口的距离为10mm；旁通毛细管a插入蒸发器进口过渡管2后端的长度为10mm，插入后端距离节流毛细管1出口的距离为170mm；旁通毛细管b的外径为1.8-3.5mm，内径为0.6-1.5mm，旁通毛细管b的总长为400mm，旁通毛细管b插入蒸发器进口过渡管2前端的长度为10mm，插入前端距离节流毛细管1出口的距离为30mm；旁通毛细管b插入蒸发器进口过渡管2后端的长度为10mm，插入后端距离节流毛细管1出口的距离为190mm；各个部分的连接方式均为氧气焊接。

所述毛细管掺汽超空化喷射噪声抑制装置包括节流毛细管1、蒸发器进口过渡管2、旁通毛细管a，旁通毛细管a的外径为1.8-2.5mm，内径为0.6-0.7mm，旁通毛细管a的总长为500mm，旁通毛细管a插入蒸发器进口过渡管2前端的长度为10mm，插入前端距离节流毛细管1出口的距离为10mm；旁通毛细管a插入蒸发器进口过渡管2后端的长度为10mm，插入后端距离节流毛细管1出口的距离为470mm，各个部分的连接方式均为氧气焊接。

本发明应用十分广泛，不仅适用于常见的制冷装置如电冰箱、空调器等，对于机械、冶金、石油、化工、食品保存、人工环境、生物制药等领域中的制冷系统均可采用这种噪声抑制装置。

Claims (7)

1.一种毛细管掺汽超空化喷射噪声抑制装置，其特征在于：所述毛细管掺汽超空化喷射噪声抑制装置利用在节流装置出口和蒸发器进口管和蒸发器前中部之间接旁通毛细管，让蒸发器进口管中压力比毛细管喷射压力稍高的气态制冷剂顺着旁通毛细管流回节流装置出口处，对局部进行掺汽，形成超空化现象，从而降低节流装置出口因为局部压力低而产生的额外噪声，旁通管中的制冷剂汇合后又流回蒸发器内部，完成了制冷剂循环；包括噪声抑制装置节流毛细管(1)，蒸发器进口管(2)，旁通毛细管a(3)，旁通毛细管b(4)；

所述噪声抑制装置由节流毛细管、蒸发器进口管、旁通毛细管、辅助管道以及连接件组成；旁通毛细管的两端与蒸发器进口管相连通，形成旁通回路，旁通制冷剂气体。

2.根据权利要求1所述毛细管掺汽超空化喷射噪声抑制装置，其特征在于：所述节流毛细管与蒸发器相连，毛细管的直径为0.5-3.5mm，伸入蒸发器长度为5mm-50mm，节流毛细管的数量为1-4根。

3.根据权利要求1所述毛细管掺汽超空化喷射噪声抑制装置，其特征在于：所述蒸发器进口管管径为2mm-50mm，壁厚为0.5mm-3mm，长度为50mm-20000mm。

4.根据权利要求1所述毛细管掺汽超空化喷射噪声抑制装置，其特征在于：所述旁通毛细管与蒸发器相连，旁通毛细管的内径为0.5-3.5mm，伸入蒸发器长度为5mm-250mm，旁通回路的两端口之间的距离为40-480mm，旁通节流毛细管的数量为1-4根。

5.根据权利要求1所述毛细管掺汽超空化喷射噪声抑制装置，其特征在于：所述旁通毛细管一端从蒸发器入口上面管壁插入，插入口离入口端距离为5mm-30mm，长度为0.5mm-5mm，采用焊接的连接方式，一端从蒸发器前中部管壁上方插入，旁通毛细管内径为0.5-3.5mm，插入长度为0.5mm-2mm，旁通毛细管长度为50mm-500mm，采用焊接的连接方式连接，数量为1-4根。

6.根据权利要求1所述毛细管掺汽超空化喷射噪声抑制装置，其特征在于：连接方式采用洛克环或焊接在一起；所述节流毛细管与蒸发器进口管焊接在一起；旁通毛细管分别在蒸发器入口处管壁伸入和蒸发器中部管壁伸入，并焊接在一起，管材材料为能够使用于制冷系统的金属管道。

7.根据权利要求1所述毛细管掺汽超空化喷射噪声抑制装置，其特征在于：在制冷剂流量大时，可以通过增加旁通毛细管的数量是为了增加掺汽量，保证实现掺汽超空化现象，从而保证在制冷剂流量改变时噪声抑制的效果。

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