CN112179025B - 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；以及第一消音结构，其设置于该消音腔中，该第一消音结构具有第一内插管及多个第一消音孔，该多个第一消音孔贯穿该第一内插管的管壁。本发明提供的消音器，制冷剂流体入口处的内插管多孔设计可显著降低制冷剂流体的湍流强度及湍流噪音。

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，湍流效应强，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大的湍流形态以及制冷剂在蒸发器流入口因管道的管径差异，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；以及第一消音结构，其设置于该消音腔中，该第一消音结构具有第一内插管及多个第一消音孔，该多个第一消音孔贯穿该第一内插管的管壁。

作为可选的技术方案，第二消音结构，其设置于该消音腔中，该第二消音结构具有第二内插管及多个第二消音孔，该多个第二消音孔贯穿该第二内插管的管壁；其中，该第一内插管的延伸方向与该第二内插管的延伸方向相对。

作为可选的技术方案，该第二内插管的管径沿着制冷剂流体的流出方向逐渐增大。

作为可选的技术方案，还包括第一外延管与第二外延管，该第一外延管与该第一内插管相通，该第二外延管与该第二内插管相连通，该第一外延管的延伸方向与该第二外延管的延伸方向相反，其中，该第一外延管及该第二外延管伸出于该消音管的外侧。

作为可选的技术方案，该第一外延管与该冰箱的该制冷回路中的毛细管连接，该第二外延管与该制冷回路中的蒸发器相连接，该制冷剂自该毛细管流入该消音器，并从该消音器流出至该蒸发器。

作为可选的技术方案，该第一外延管与该第一内插管构成该第一管道，该第二外延管与该第二内插管构成该第二管道，该第一管道插设于该消音器的一端，该第二管道插设于该消音器相对的另一端。

作为可选的技术方案，该第一内插管的具有第一长度，该第二内插管具有第二长度，该消音腔具有第三长度，其中，该第一长度为该第三长度的1/4，该第二长度为该第三长度的1/2。

作为可选的技术方案，该第二内插管的最小管道内径大于等于该第一内插管的管道内径。

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，本发明藉由消音腔中的具有多个第一消音孔的第一内插管消除自毛细管口喷射出的制冷剂流体大的湍流形态，以使大的湍流形态重组成小的湍流形态，湍流尺度的减小使其携带的噪音能量一并减弱，进而降低噪音。另外，通过消音腔中制冷剂流体的流出方向上，设置具有渐扩管径的第二内插管，一方面可以避免管径突变带来的再生噪音，另一方面在制冷剂流体的气流流向上形成爬坡角度，起到引导平顺气流的作用，实现降噪的目的。

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为第一消音结构的放大示意图。

图5为第二消音结构的放大示意图。

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，湍流效应强，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；图4为第一消音结构的放大示意图；图5为第二消音结构的放大示意图。其中，“纵向”与消音器的中心轴垂直。

如图2至图5所示，消音器100包括消音管110、第一消音结构124及第二消音结构134，消音管110具有消音腔111；第一消音结构124及第二消音结构134分别容置于消音腔111中，第一消音结构124包括第一内插管121及多个第一消音孔122，第一消音孔122贯穿第一内插管121的管壁；第二消音结构134包括第二内插管131及多个第二消音孔132，第二消音孔132贯穿第二内插管131的管壁；第一内插管121的延伸方向与第二内插管131的延伸方向相对。

本实施例中，第一管道120与第二管道130分别与消音管110的消音腔111相互连通，第一管道120与制冷回路中的毛细管相连通，第二管道130与制冷回路中的蒸发器相连通。制冷回路中的制冷剂沿着箭头F1所示的方向自毛细管流入第一管道120，并自第一管道120的第一消音结构124流入消音腔111中，消音腔111中的制冷剂沿着箭头F2所示的方向自第二管道130的第二消音结构134中流出而进入蒸发器中。

毛细管口喷射的制冷剂流体往往处于湍流状态，在经过第一内插管121上设置的多个第一消音孔122后，制冷剂流体中大的湍流形态被破坏，进而重组成小的涡流形态，涡流尺度的减小使制冷剂流体携带的噪声能量也一并减弱。

进一步，沿着制冷剂的流出的方向，第二内插管131的管径逐渐增大，或者说，沿着制冷剂的流出的方向，第二内插管131的管径采用渐扩结构，其中，第二内插管131的管径是指第二内插管131的管道内径。

此外，消音腔111的管道内径大于第一内插管121的管道内径以及第二内插管131的最大管道内径，第二内插管131最小管道内径大于等于第一内插管121的管道内径。其中，管道内径较大的消音腔111可以辅助降低制冷剂流体的噪音，第二内插管131的最小管道内径大于等于第一内插管的121的管道内径，确保了制冷剂流体自较小的管道流入，从较大的管道中流出，在一定程度可以避免因流出管道的管道内径过小导致的新的噪音。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。

另外，由于第二内插管131的管径沿着制冷剂流体的流出方向逐渐增大，一方面可避免管径突变带来的再生噪音，另一方面，制冷剂流体在第二内插管131中流动时，沿着第二内插管131的渐扩结构，气流流向上形成爬坡角度，起到引导平顺气流的作用，进一步减小制冷剂流体流出时的噪音。上述“再生噪音”是区别于原始噪音另外衍生出来的噪音。管径突变带来的上述“再生噪音”包括：1)由于制冷剂流体流通的管径突变，导致制冷剂流体冲击部分结构件，引起结构振动传出来的振动噪音；2)制冷剂流体冲击部分结构件，产生湍流形态、涡流形态，进而再生出湍流噪音；3)“振动噪音”和“湍流噪音”耦合起来的其他噪音。

继续参照图3至图5，第一管道120还包括突伸于消音管110端部的第一外延管125，第二管道130还包括突伸于消音管110的另一端的第二外延管135，第一外延管125与第一内插管121相通，第二外延管135与第二内插管131相通，其中，第一外延管125的延伸方向与第二外延管135的延伸方向相反。本实施例中，第一外延管125与第二外延管135可方便消音器100与毛细管及蒸发器之间的组装。较佳的，毛细管与第一外延管125相互套接并通过焊接的方式固定毛细管与第一外延管125，蒸发器的连接管与第二外延管135相互套接并通过焊接的方式固定蒸发器的连接管与第二外延管135，由此消音器100实现与毛细管及蒸发器的组装。

本发明中，消音器100实质上可以是一体成型形成上述各结构，因此，第一外延管125及第一内插管121构成的第一管道120插设于消音管110的一端，第二外延管135及第二内插管131构成的第二管道130插设于消音管110相对的另一端，且第一内插管121及第二内插管131分别容置于消音管110的消音腔中。

继续参照图1，针对双循环系统的冰箱，毛细管包括冷藏毛细管40和冷冻毛细管60，蒸发器包括冷藏蒸发器50和冷冻蒸发器70，冷藏毛细管40与冷藏蒸发器50之间的位置(图1中所示的B1)以及冷冻毛细管60和冷冻蒸发器70之间位置(图1中所示的B2)可分别设置上述消音器100。此外，需要说明的是，上述消音器可不局限设置于毛细管与蒸发器之间，也可设置于制冷回路的其他位置，用以降低制冷剂流动产生的噪音。

继续参照图3，第一内插管121具有第一长度L1，第二内插管131具有第二长度L2，消音腔111具有第三长度L3，其中，第一长度L1等于第三长度L3的1/4，即，L1＝L3×1/4；第二长度L2等于第三长度L3的1/2，即，L2＝L3×1/4。其中，第三长度L3为消音腔111内部的长度。

本实施例中，消音管110的消音腔111的第三长度L3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的第三长度L3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，本发明藉由消音腔中的具有多个第一消音孔的第一内插管消除自毛细管口喷射出的制冷剂流体大的湍流形态，以使大的湍流形态重组成小的湍流形态，湍流尺度的减小使其携带的噪音能量一并减弱。另外，通过消音腔中制冷剂流体的流出方向上，设置具有渐扩管径的第二内插管，一方面可以避免管径突变带来的再生噪音，另一方面在制冷剂流体的气流流向上形成爬坡角度，起到引导平顺气流的作用。由此，本发明提供的消音器，制冷剂流体入口处的内插管多孔设计可显著降低制冷剂流体的湍流强度及湍流噪音，制冷剂流体出口处的具有渐扩管径的多孔内插管，可形成迎流角度，平顺气流，进而降低制冷剂流体流出的噪音。

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 (4)

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

第一消音结构，其设置于该消音腔中，该第一消音结构具有第一内插管及多个第一消音孔，该多个第一消音孔贯穿该第一内插管的管壁；

第二消音结构，其设置于该消音腔中，该第二消音结构具有第二内插管及多个第二消音孔，该多个第二消音孔贯穿该第二内插管的管壁；其中，该第一内插管的延伸方向与该第二内插管的延伸方向相对；该第二内插管的管径沿着制冷剂流体的流出方向逐渐增大，该第二内插管的最小管道内径大于等于该第一内插管的管道内径；

该消音管的消音腔的第三长度L3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；

还包括第一外延管与第二外延管，该第一外延管与该第一内插管相通，该第二外延管与该第二内插管相连通，该第一外延管的延伸方向与该第二外延管的延伸方向相反，其中，该第一外延管及该第二外延管伸出于该消音管的外侧；

该第一外延管与该冰箱的该制冷回路中的毛细管连接，该第二外延管与该制冷回路中的蒸发器相连接，该制冷剂自该毛细管流入该消音器，并从该消音器流出至该蒸发器；

该第一内插管具有第一长度，该第二内插管具有第二长度，该消音腔具有第三长度，其中，该第一长度为该第三长度的1/4，该第二长度为该第三长度的1/2。

2.如权利要求1所述的消音器，其特征在于，该第一外延管与该第一内插管构成第一管道，该第二外延管与该第二内插管构成第二管道，该第一管道插设于该消音器的一端，该第二管道插设于该消音器相对的另一端。

3.一种制冷回路，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1-2中任意一项所述的消音器。

4.一种冰箱，具有制冷回路，其特征在于，该制冷回路为如权利要求3所述的制冷回路。

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