CN112179023B - 消音器、制冷回路及冰箱 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种消音器、制冷回路及冰箱，该消音器包括：消音管，其具有消音腔；以及消音结构，其设置于该消音腔中，该消音结构包括底座、至少一个弹性件及隔板；其中，该底座固定于该消音腔的内壁，该至少一个弹性件及该隔板设置于该底座的中间区域，该中间区域与该消音腔相互连通，该至少一个弹性件位于该隔板的外边缘与该底座的内侧表面之间，且该至少一个弹性件固定该隔板于该底座中，该外边缘与该内侧表面相对。当制冷剂流体流经消音结构时，制冷剂流体冲击隔板的振动能量被传递至弹性件上，被弹性件转化为弹性势能进行衰减，进而制冷剂流体的脉动作用被削弱，脉动作用导致的噪声得到改善。

Description

消音器、制冷回路及冰箱

技术领域

本发明涉及制冷技术，特别关于一种消音器、制冷回路及冰箱。

背景技术

现有的冰箱、冰柜等制冷系统中，制冷剂流动喷发噪声、压缩机噪声、风机噪声是冰箱主要的噪音源，其中，高压制冷剂通过毛细管的节流喷入低压端的蒸发管中，毛细管喷射口处的制冷剂存在剧烈的气液相变，制冷剂流速处在跨音速区域，湍动效应强，会产生较强烈的噪音，影响冰箱整体声品质。

现有改善喷射噪声的方案，主要是加长喷射段过渡管的长度，使得气液相变平稳。另外，还有通过在喷射管路外包裹胶泥方式进行隔音处理。但是，在实际设计中，过渡管长度不可能无限长，因此，上述加长过渡管的改善噪音的效果比较有限；而胶泥贴附的方案无法从根本是解决噪声问题，治标不治本，因此，降噪效果不显著，而且导致成本上升。

发明内容

本发明提供一种消音器、制冷回路及冰箱，用以克服现有技术中冰箱的因制冷剂在毛细管喷射口处喷发存在剧烈的气液相变，制冷剂流体流动中存在大的湍流形态，而导致冰箱的噪声较大的缺陷，实现冰箱噪音降低的目的。

本发明提供一种消音器，适用于冰箱的制冷回路中，该消音器包括：消音管，其具有消音腔；以及消音结构，其设置于该消音腔中，该消音结构包括底座、至少一个弹性件及隔板；其中，该底座固定于该消音腔的内壁，该至少一个弹性件及该隔板设置于该底座的中间区域，该中间区域与该消音腔相互连通，该至少一个弹性件位于该隔板的外边缘与该底座的内侧表面之间，且该至少一个弹性件固定该隔板于该底座中，该外边缘与该内侧表面相对。

作为可选的技术方案，该至少一个弹性件为弹簧。

作为可选的技术方案，该至少一个弹性件的数量为四个，该四个弹性件对称的分布于该隔板的两侧。

作为可选的技术方案，该隔板上设置多个贯孔，该多个贯孔沿着该隔板的厚度方向贯穿该隔板。

作为可选的技术方案，该多个贯孔在该隔板中心区域的分布密度大于该多个贯孔在该隔板的中心区域之外的分布密度。

作为可选的技术方案，该贯孔为圆形孔。

作为可选的技术方案，该底座为圆环结构。

作为可选的技术方案，该消音器相对的两队还包括第一管道及第二管道，该第一管道与该第二管道分别连通该消音腔，该第一管道的管道内径小于该第二管道的管道内径，该第二管道的管道内径小于该消音腔的内径。

本发明还提供一种制冷回路，包括毛细管及蒸发器，还包括设置于该毛细管与该蒸发器之间的消音器，该消音器为如上所述的消音器。

本发明又提供一种冰箱，具有制冷回路，该制冷回路为如上所述的制冷回路。

与现有技术相比，本发明于毛细管与蒸发器之间设置消音器，其中，消音结构设置于消音管的消音腔中，消音结构的底座焊接于消音腔的内壁上，底座的中间设置隔板与弹性件，通过弹性件固定隔板至底座上，当制冷剂流体流经消音结构时，制冷剂流体冲击隔板的振动能量被传递至弹性件上，被弹性件转化为弹性势能进行衰减，进而制冷剂流体的脉动作用被削弱，脉动作用导致的噪声得到改善。另外，上述隔板还包括多个贯孔，制冷剂流体通过多个贯孔的再分配作用，使得流体中声能大的湍流形态被分解成声能小的小涡流，降低了流体本身的湍动能，从而降低了湍动噪声，因此，上述消音结构从制冷剂流体的湍流发声机理上进行改善，使得冰箱的流体噪音得到显著改善。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明一个实施例的冰箱的制冷循环系统的原理性示意图；

图2为本发明一个实施例的冰箱的消音器的示意图；

图3为图2中的消音器的纵向剖面示意图。

图4为消音器中的消音结构的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合实施例及附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1为本发明一个实施例的冰箱的制冷循环系统的原理性示意图。

冰箱一般性地可包括箱体，箱体内限定有至少一个前部敞开的储物间室，储物间室的外周包覆有箱体外壳，箱体外壳与储物间室之间填充有保温材料，例如发泡剂，以避免冷量散失。储物间室通常为多个，如冷藏室、冷冻室、变温室等。具体的储物间室的数量和功能可根据预先的需求进行配置。

冰箱包括直冷式冰箱或者风冷式冰箱，其可以使用压缩式制冷循环作为冷源。制冷循环系统一般性可包括压缩机10、冷凝器20、毛细管和蒸发器等。制冷剂在蒸发器中以低温直接或间接地与储物间室发生热交换，吸收储物间室的热量并气化，产生的低压蒸气被压缩机10吸入，经压缩机10压缩后以高压排出，压缩机10排出的高压气态制冷剂进入冷凝器20，被常温的冷却水或空气冷却，凝结成高压液体，高压液体流经毛细管节流，变成低压低温的气液两相混合物，进入蒸发器，混合物中的液态制冷剂在蒸发器中蒸发制冷，产生的低压蒸汽再次被压缩机10吸入，如此周而复始，不断循环，实现了冰箱的持续制冷。

一般地，冰箱的制冷循环系统可为单循环系统或双循环系统等，单循环系统中制冷剂的走向为压缩机10--冷凝器20--毛细管--蒸发器--压缩机10，其中的蒸发器和毛细管的数量均为单个。如图1所示，双循环系统有两个独立的毛细管和蒸发器，分别为与冷藏室对应的冷藏毛细管40、冷藏蒸发器50和与冷冻室对应的冷冻毛细管60和冷冻蒸发器70。双循环系统可以实现精确地控制冷藏室和冷冻室的温度。

如图1所示，冰箱的制冷循环系统还可包括回热器30，从冷凝器20流出的温度较高的液态制冷剂，与来自蒸发器温度较低的制冷剂蒸汽在回热器30中进行热交换，使液态制冷剂过冷，气态制冷剂过热，经过回热器30换热后的过冷的液态制冷剂流入毛细管，使得经毛细管节流后制冷剂的液态多，气态少，提高制冷效果；经过回热器30换热后的过热的气态制冷剂被压缩机10吸入，防止液态制冷剂回到压缩机10而发生液击现象。

制冷循环系统中，在毛细管喷射口处的制冷剂存在剧烈的气液相变，制冷剂流速处在跨音速区域，会产生较强烈的噪音，现有的降低噪音的方式，包括管壁外贴附胶泥，达到隔音降噪的目的，该种方案虽然能一定程度上减小噪音，但治标不治本，噪音源(流体流动噪音)无法消除，继而噪音无法从根本上消除，且还会增加成本。

此外，由于制冷剂流经的管路本身的管径较小，为保证管路中制冷剂流体的顺畅流动，技术人员通常不会想到改变管路本身的结构，而本发明中，技术人员经过大量的技术论证，创造性地在毛细管与蒸发器之间设置消音器，消音器分别连接毛细管与蒸发器，以从根源上解决制冷剂流体的流动噪音，还可避免流体与管道产生共振的问题，显著提升冰箱的整体声品质。

图2为本发明的消音器的结构示意图；图3为图2中的消音器的纵向剖面示意图。其中，“纵向”与消音器的中心轴相互垂直。

如图2至图4所示，消音器100包括消音管110及消音结构140，消音管110具有消音腔111，消音结构140设置于消音腔111中，消音结构140包括底座141、至少一个弹性件142及隔板143，其中，底座141具有中间区域1413，中间区域1413与消音腔111相互连通，至少一个弹性件142及隔板143设置于中间区域1413中，至少一个弹性件142设置于隔板143的外边缘1431与底座141的内侧表面1421之间，且至少一个弹性件142固定隔板143于底座141中，外边缘1431与内侧表面1421相对。

本实施例中，底座141的形状与消音管110的消音腔111的形状相适配，底座141的外侧表面1411固定于消音腔111的内壁上，较佳的，底座141的外侧表面1411焊接于消音腔111的内壁上。底座141例如为圆环结构，圆环结构的中间区域为贯通区，贯通区与消音腔相互连通，至少一个弹性件142及隔板143设置于贯通区中。

继续参照图3与图4，至少一个弹性件142的数量例如是4个，对称分布于隔板143的两侧，但不以此为限。在本发明其他实施例中，至少一个弹性件142的数量可依据实际的使用需要而进行设定。此外，本实施例中，至少一个弹性件142可以是弹簧，当弹簧设置于隔板143及底座141之间时，较佳的，弹簧处于部分压缩或者伸展状态，使得部分压缩或者伸展状态的弹簧能够将制冷剂流体冲击隔板产生的振动能量转化弹性势能，进行衰减，以降低制冷剂流体在消音腔111中冲击隔板143形成的噪音。

此外，当弹性件142是弹簧时，较佳的，弹簧相对的两端分别焊接固定于底座141的内侧表面1412以及隔板143的外边缘1431。

进一步的，隔板143上形成多个贯孔144，沿着隔板143的厚度方向，多个贯孔144贯穿隔板143，制冷剂流体流经隔板143时，多个贯孔144用以消除制冷剂流体中大的湍流形态，使得制冷剂流体中的湍流形状进行重组，形成较小的湍流形态，进而降低制冷剂流体流动的声能衰减，达到降低噪音的效果。

贯孔144在隔板143的中心区域的分布密度大于贯孔144在隔板143在中心区域之外的分布密度，这是由于制冷剂流体流动的噪声能量大部分集中在中心区域，位于隔板143中心区域的多个贯孔144的分布密度大，可以更好的对处于消音腔111的中心区域的湍流状态较为明显的制冷剂流体噪音进行改善，以显著降低气流流动噪音。

在本发明发其他实施例中，隔板上的贯孔也可以是均匀分布的。

继续参照图4，贯孔144的形状例如是圆形孔，但不以此为限。在本发明其他实施例中贯穿孔可以是其他形状，例如，椭圆形、矩形等。贯孔144的内径小于或等于1毫米，流体通过贯孔144，声源能量的移频效应更加显著，从而显著提升提升降噪效果。

如图3所示，消音结构140将消音腔111区分为第一区段111a与第二区段111b，进入消音腔111中的制冷剂流体依次通过第一区段111a、消音结构140及第二区段111b。其中，消音结构140可依据需要设置于消音腔111中的任意位置。本实施例中，消音结构140设置于消音腔111的中间，使得第一区段111a的长度与第二区段111b的长度大致相同。

此外，消音结构140的隔板143朝向制冷剂流出方向的表面上可设置多个导流结构，多个导流结构与多个贯孔144一一对应，多个导流结构例如是自上述表面凸出的突起，突起面对贯孔144的一侧为内凹的曲面，较佳的，突起的形状可以是四分之一球形。导流结构导引穿过隔板143的贯孔144的制冷剂流体沿着隔板143的上述表面流动，使得制冷剂流体的有效流动路径增加，进而降低制冷剂流体流动噪音。

继续参照图2及图3，为了便于消音器100与毛细管及蒸发器焊接固定，消音器100相对的两端分别设置第一管道120及第二管道130，第一管道120连接毛细管，第二管道130连接蒸发器，第一管道120的管道内径小于第二管道130的管道内径，第二管道130的管道内径小于消音腔111的内径。消音腔111具有大的内径，通过提供一个具有大的内径的管道以辅助降低制冷剂流体流动噪音。需要说明的是，消音腔111的内径实质上大于毛细管的管道内径以及蒸发器与第二管道130连接的管道的内径。

本发明中，制冷剂流体自毛细管的开口喷射入第一管道120，经第一管道120进入消音腔111中，进入消音腔111中的制冷剂流体朝向消音结构140流动，部分制冷剂流体冲击隔板143，隔板143振动产生振动能量，由于隔板143通过弹簧固定于底座141上，上述振动能量通过隔板143传导至弹簧，弹簧将上述振动能量转化为弹簧的弹性势能进行衰减，此时，制冷剂流体流动的脉动作用被削弱，因制冷剂流体脉动导致的噪音被显著降低。

需要说明的是，本发明上述消音器100不局限设置毛细管与蒸发器之间，还可设置于制冷回路的其他位置进行降噪。

另外，隔板143上形成有多个贯孔144，多个贯孔144的分布必读自隔板143的中心朝向边缘逐渐减小，制冷剂流体在经过隔板143上的贯孔144时，贯孔144可分解制冷剂流体中大的湍流形态，将其重组为小的湍流形态，即，制冷剂流体中强有序的湍流形态经过贯孔144后，被强制混合、分配，其中大的湍流形态被分解成声能小的涡流形态，进而降低了制冷剂流体本身的湍动能，从而降低了湍动噪声。

另外，如图3所示，消音管110的消音腔111的长度L与目标消音频率相对应，符合L3＝(2n+1)×λ/4，其中，n为自然数，λ为目标消音频率对应的波长范围。即，消音腔111的长度L实际上是依据目标消音频率的波长进行设定。此外，在已知目标消音频率的波长时，可适当的加长消音腔111的长度，延长制冷剂流经的路径，使得制冷剂的流动更加平稳，进而增加消音效果。

本发明还提供一种制冷回路，包括毛细管、蒸发器及设置于毛细管和蒸发器之间的消音器，消音器为如上所述的消音器100。

本发明另外还提供一种冰箱，所述冰箱包括如上所述的制冷回路。

综上，本发明于毛细管与蒸发器之间设置消音器，其中，消音结构设置于消音管的消音腔中，消音结构的底座焊接于消音腔的内壁上，底座的中间设置隔板与弹性件，通过弹性件固定隔板至底座上，当制冷剂流体流经消音结构时，制冷剂流体冲击隔板的振动能量被传递至弹性件上，被弹性件转化为弹性势能进行衰减，进而制冷剂流体的脉动作用被削弱，脉动作用导致的噪声得到改善。另外，上述隔板还包括多个贯孔，制冷剂流体通过多个贯孔的再分配作用，使得流体中声能大的湍流形态被分解成声能小的小涡流，降低了流体本身的湍动能，从而降低了湍动噪声，因此，上述消音结构从制冷剂流体的湍流发声机理上进行改善，使得冰箱的流体噪音得到显著改善。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种消音器，适用于冰箱的制冷回路中，其特征在于，该消音器包括：

消音管，其具有消音腔；以及

消音结构，其设置于该消音腔中，该消音结构包括底座、至少一个弹性件及隔板；

其中，该底座固定于该消音腔的内壁，该至少一个弹性件及该隔板设置于该底座的中间区域，该中间区域与该消音腔相互连通，该至少一个弹性件位于该隔板的外边缘与该底座的内侧表面之间，且该至少一个弹性件固定该隔板于该底座中，该外边缘与该内侧表面相对；该外边缘和该内侧表面之间具有间隙；该至少一个弹性件为弹簧，该至少一个弹性件的数量为四个，该四个弹性件对称的分布于该隔板的两侧，该隔板上设置多个贯孔，该多个贯孔沿着该隔板的厚度方向贯穿该隔板。

2.如权利要求1所述的消音器，其特征在于，该多个贯孔在该隔板中心区域的分布密度大于该多个贯孔在该隔板的中心区域之外的分布密度。

3.如权利要求1所述的消音器，其特征在于，该贯孔为圆形孔。

4.如权利要求1所述的消音器，其特征在于，该底座为圆环结构。

5.如权利要求1所述的消音器，其特征在于，该消音器相对的两端还包括第一管道及第二管道，该第一管道与该第二管道分别连通该消音腔，该第一管道的管道内径小于该第二管道的管道内径，该第二管道的管道内径小于该消音腔的内径。

6.一种制冷回路，包括毛细管及蒸发器，其特征在于，还包括设置于该毛细管与该蒸发器之间的消音器，该消音器为如权利要求1-5中任意一项所述的消音器。

7.一种冰箱，具有制冷回路，其特征在于，该制冷回路为如权利要求6所述的制冷回路。

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