CN112313464B - 制冷剂容器部件和包括这样的制冷剂容器部件的制冷回路 - Google Patents

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Abstract

用于制冷回路(100)的该制冷剂容器部件(2,4,7)包括限定内部容积(V)的沿着纵向轴线(X)延伸的壳体(10)，在该壳体中循环有制冷剂流体(R)，而该制冷剂容器部件(2)包括内部壳体(20)，该内部壳体(20)位于该壳体(10)径向内部并在该壳体(10)的圆周的至少一部分上延伸，而并且该内部壳体(20)至少部分地由穿孔材料形成。

Description

制冷剂容器部件和包括这样的制冷剂容器部件的制冷回路
技术领域
本发明涉及一种用于制冷回路的制冷剂容器部件，以及包括这样的制冷剂容器部件的制冷剂回路。
背景技术
在该冷却和加热(或供热，即heating)系统工业中，设备的声音和噪声水平现在是主要特性。制冷回路包括旋转压缩机，其产生声音脉动，所述声音脉动辐射在整个回路中。
制冷剂容器部件，诸如热交换器或油分离器，通常是噪声源，这是由于它们包含在其中循环制冷剂的通常金属材料的壳体的事实。作为直接声音源，该部件将通过辐射来自压缩机的脉动而发出噪声；而作为间接源，该部件可以向其它部件传输和放大脉动。尽管诸如消音器或吸收器之类的多个系统可以减少脉动水平，但这样的部件的集成通常成本高昂且设计麻烦。
其它问题是脉动的传递路径、以及制冷剂容器部件中可能的放大。为了适当地减少脉动并限制传递路径，应在部件的输入和输出处都放置高效的减少处置器(reductiondispositive)。
为了适当地减少辐射(来自制冷剂容器的声音发出)，通常将声学处理添加为壳体的外部层。
为了减少这样的振动和脉动，存在几种集成技术：螺旋挡板、平行挡板、倾斜挡板板件，但是实现这些是复杂的。
发明内容
本发明的目的是提供一种新的制冷剂容器部件，在其中所述声音脉动被更好地吸收，并且借助于较不复杂和更高效的装置。
为此，本发明涉及一种用于制冷回路的制冷剂容器部件，该制冷剂容器部件包括限定内部容积的沿纵向轴线延伸的壳体，在其中循环有制冷剂流体，而该制冷剂容器部件包括径向位于该壳体内部且在壳体的圆周的至少一部分上延伸的内部壳体，而并且该内部壳体至少部分地由穿孔材料形成。
由于本发明，该声音脉动在制冷剂容器部件内部被减少。来自部件的辐射噪声和整个制冷回路的声音脉动两者都被减少。双重壳体可以例如更换在管路上的脉动减少器。该解决方案似乎更成本高效，易于实现并且为制冷回路的声音性能提供巨大益处。
根据本发明的进一步的方面，这是有利的但不是强制性的，这样的制冷剂容器部件可包括以下特征中的一个或多个：
-穿孔的内部壳体位于制冷剂容器部件的蒸汽区域中，在此制冷剂流体处于汽相。
-径向地在壳体和穿孔的内部壳体之间设有声学处理层。
-声学处理层包括以下中的至少一个：
-多孔材料，
-空腔。
-制冷剂容器部件包括连结壳体和内部壳体的径向板，并且其在它们之间形成空腔。
-空腔中的至少一个空腔填充有由吸收性泡沫形成的多孔材料的块。
-吸收性泡沫具有高于0.3的吸收系数。
-空腔中的至少一个空腔填充有多孔材料的块，该材料包括三聚氰胺、玻璃纤维或另一种纤维材料。
-空腔中的至少一个空腔被留空，并被构建为谐振器，其带有穿孔的内部壳体的孔，所述孔建立在空腔与制冷剂容器部件的内部容积之间的连通。
-内部壳体在制冷剂容器部件的总长度的至少75％上延伸。
-内部壳体具有与壳体的形状位似的形状。
-内部壳体的穿孔材料包括具有包括在0.1和20毫米之间的最大尺寸的孔。
-制冷剂容器是热交换器，诸如蒸发器或冷凝器、或油分离器。
本发明还涉及一种制冷回路，其包括如上所提到的至少一个制冷剂容器部件。
附图说明
本发明将关于作为说明性示例的附图来解释。在附图中：
-图1是体现本发明的满液式(或溢流式，即flooded)蒸发器的剖视图；
-图2是体现本发明的冷凝器的剖视图；
-图3是体现本发明的油分离器的侧视图；
-图4是根据本发明的制冷剂容器部件的双重壳体的剖视图；
-图5至图8是用于制造根据本发明的制冷剂容器部件的穿孔的内部壳体的穿孔材料的视图；-图9是根据本发明的制冷回路的示意图。
具体实施方式
图1示出了属于如图9中所描绘的制冷回路100的蒸发器2。制冷回路100包括蒸发器2、压缩机9、冷凝器4和压力减少器6。待冷却的流体F在蒸发器2中循环。制冷剂流体R在制冷回路100中循环。制冷回路的工作原理是众所周知的并且将不作进一步详细说明。
如图1中所示，蒸发器2形成制冷剂容器部件。蒸发器2包括沿着纵向轴线X延伸的壳体10。壳体10具有居中在纵向轴线X上的大致圆柱形状。壳体10包括端板，其中一个端板在图1中以附图标记12示出，并且其正交于纵向轴线X延伸。壳体10和端板12限定了蒸发器2的内部容积V。
参照纵向轴线X使用术语“轴向”、“径向”和“纵向”。
蒸发器2是满液型的。蒸发器2包括用于待被冷却的流体F的循环的一束管16。该束管16沿着纵向轴线X在内部容积V内部穿过端板12延伸。
蒸发器2包括入口管18，其允许液体制冷剂R进入到蒸发器的内部容积V中。
蒸发器2还包括至少一个出口管14，其允许汽化的制冷剂流体R从内部容积V中朝着压缩机9抽吸出。
压缩机9是旋转机器，其产生声音脉动。为了防止蒸发器2的壳体10放大、辐射或传输声音脉动，蒸发器2包括内部壳体20，该内部壳体20径向地位于蒸发器壳体10内，并在壳体10的圆周的一部分上延伸。声学处理层22径向地设在壳体10和内部壳体20之间，从而形成夹心结构。声学处理层22设计用于减少制冷剂R的声音脉动。壳体10内部的声学处理的实现允许壳体10的声音发出的问题在出现之前减少，因为壳体10振动的风险通过减少脉动被显著减少。相反，集成在壳体的外部侧上的现有技术的声学处理装置在声音问题出现后处理声音问题，因为它们没有避免内部壳体脉动。
声学处理层22和内部壳体20可以覆盖围绕中心轴线X截取的壳10的内圆周的一部分，其定义为例如包括在90°和180°之间的顶角β。
内部壳体20优选具有位似于壳体10形状的形状。在本示例中，内部壳体20具有位似于壳体10的圆柱形状的圆柱形状。内部壳体20和壳体10两者都居中在所述中心轴线X上。
声学处理层22和内部壳体20在图4中被比例放大且详细地表示。如在图4中可以看出，声学处理层22被示意性地示出为具有笔直的形状，但是现实中可以是弯曲的。内部壳体20至少部分地由穿孔材料形成。内部壳体20包括多个孔20a，其在声学处理层22和内部容积V之间形成通道。
内部壳体20可以由任何材料的穿孔板制成。例如，内部壳体20可以是穿孔的金属片，诸如在图5至8中所示出。穿孔板的孔20a可具有任何形状，包括六边形形状(图5)或更一般地多边形形状、正方形或矩形形状(图6)、圆形形状(图7)或椭圆形形状(图8)。孔20a的分布可以是随机的或规则的，带有各种密度。
备选地，内部壳体20可以由金属不锈钢丝网(metallic stainless steel wiremesh)制成。
内部壳体20的穿孔材料的孔20a可具有包括在0.1毫米和20毫米之间的最大尺寸D。例如，最大尺寸d可以是对于圆形形状的直径、对于椭圆形形状的最大直径、对于多边形形状的在两个最远端顶点之间的距离等。孔20a的尺寸可以对于每个孔20a是相同或不同的。
声学处理层22位于蒸发器2的蒸汽区域24中，在其中制冷剂R处于汽相或气相。如在图1中所示，声学处理层22在内部容积V的上部部分中延伸，其形成蒸汽区域24，但不存在于该内部容积V的下部部分中，其形成蒸汽-液体区域26，在其中制冷剂R以液相和气相/汽相两种形式存在。
声学处理层22可以包括以下部件中的至少一种：
-多孔材料，
-空腔。
在夹心结构内部，多孔材料可以是或者吸收性泡沫的块28，或者多孔材料的块30，其选自于例如三聚氰胺、玻璃纤维或任何其它的纤维材料之间。在空腔的情况下，没有东西被放置在壳体10和穿孔内部壳体20之间。吸收性泡沫可以具有充分的吸收系数α来处理在关注的频率范围中的脉动。例如，吸收系数可以高于0.3。
声学处理层22包括径向板32，其连结壳体10和内部壳体20并且在它们之间形成空腔34。
空腔34中的至少一个空腔填充有多孔材料诸如吸收性泡沫，并且空腔34的至少一个空腔填充有多孔材料诸如纤维材料。一些空腔34可以被留空。声学处理层22可以包括填充吸收性泡沫、纤维材料的任何数量的空腔34，或者可以被留空。孔20a提供空腔34和内部容积V之间的连通，以便空腔34用作谐振器。
空腔34可具有不同的容积。可以选择空腔34的容积与孔20a的尺寸之间的比率，以获得最高效的声音减少和吸收。一些空腔34可以被设计为亥姆霍兹谐振器。
声学处理层22的厚度T(径向地截取于壳体10和内部壳体20之间)应正确地被设计以满足声学要求，诸如关注的频率范围、效率、充分吸收和空腔容积的定义。
已经关于蒸发器2描述了本发明。然而，本发明也类似地适用于其它类型的制冷剂容器部件，诸如其它热交换器，例如图2中所示的冷凝器4。在冷凝器4上，与蒸发器2的元件类似的元件携带相同的附图标记并且以相同的方式工作。冷凝器4还包括居中在中心轴线X上的壳体10、一束管16，在其中通过有比在壳体10中循环的制冷剂R更冷的流体。在冷凝器4中，制冷剂流体R进入位于壳体10的上部区域上的入口管18，并且经由位于壳体10的底侧上的出口管14离开。
冷凝器4具有类似的蒸汽区域24和汽液相区域26，声学处理层22和内部壳体20位于该蒸汽区域24中，而在汽液相区域26中不存在声学处理层22和内部壳体20。
制冷回路100还可以包括在图3中示出的至少一个油分离器7，用于将来自于压缩机9中混合以制冷剂R的润滑油分离出并用于润滑油返回到压缩机9。制冷回路100可包括其它油分离器7。
油分离器7还形成了本发明适用的制冷剂容器部件。油分离器7包括围绕中心轴线X延伸的壳体10、内部壳体20和正交于中心轴线X的端板12。在液体状态中的油36滴落并聚集在壳体10的底侧中。与制冷剂混合的润滑油的流OR经由入口管18进入，并且分离的制冷剂R经由出口管14以汽相的形式出来。油分离器7包括各种油分离部件，诸如油网38。由于未示出的油返回装置，分离的油被返回到压缩机9。
声学处理层22设于在油分离器7的上侧内部壳体20与壳体10之间，其中制冷剂R处于汽相中，并且在下侧中不存在，其中润滑油和制冷剂处于汽相和液相两者中。
对于上面描述的制冷剂容器部件的三种示例性类型中的每一种，内部壳体20和声学处理层22可以例如在制冷剂容器部件的总长度L的至少75％上延伸。如图3中所示，内部壳体20和声学处理层22可以沿着制冷剂容器部件的整个长度L延伸。
根据未示出的实施例，蒸发器2、冷凝器4或油分离器7可仅包括穿孔的内部壳体20，其中在内部壳体20和壳体10之间没有放置声学处理层22。在这样的情形下，穿孔的内部壳体20可以相对于壳体10限定空间的环形形状的部分。取决于壳体10和穿孔的内部壳体20的相应形状，这样的空间可以具有其它形状。内部壳体20可以通过任何方便的技术固定到壳体10。
在制冷回路100中使用的压缩机9可以是离心式压缩机或者螺杆式压缩机。
可以将上面描述的实施例的特征和变型进行组合以形成本发明的新实施例。

Claims (15)

1.一种用于制冷回路(100)的制冷剂容器部件(2,4,7)，其包括：
限定内部容积(V)的沿着纵向轴线(X)延伸的壳体(10)，在其中循环有制冷剂流体(R)，和内部壳体(20)，所述内部壳体(20)位于所述壳体(10)径向内部并且在所述壳体(10)的圆周的至少一部分上延伸，
其中，所述内部壳体(20)至少部分地由穿孔材料形成，
其中，径向地在所述壳体(10)和穿孔的内部壳体(20)之间设有声学处理层(22)。
2.根据权利要求1所述的制冷剂容器部件，其特征在于，所述穿孔的内部壳体(20)位于所述制冷剂容器部件(2,4,7)的蒸汽区域(24)中，在其中所述制冷剂流体(R)是在汽相中。
3.根据权利要求1或2所述的制冷剂容器部件，其特征在于，所述声学处理层(22)包括以下中的至少一个：
-多孔材料(28,30)，
-空腔(34)。
4.根据权利要求3所述的制冷剂容器部件，其特征在于，所述制冷剂容器部件(2,4,7)包括连结所述壳体(10)和内部壳体(20)的径向板(32)，并且所述径向板在所述壳体(10)和内部壳体(20)之间形成所述空腔(34)。
5.根据权利要求4所述的制冷剂容器部件，其特征在于，所述空腔(34)中的至少一个空腔填充有由吸收性泡沫形成的多孔材料的块(28)。
6.根据权利要求5所述的制冷剂容器部件，其特征在于，所述吸收性泡沫具有高于0.3的吸收系数(α)。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的制冷剂容器部件，其特征在于，所述空腔(34)中的至少一个空腔填充有包括三聚氰胺或玻璃纤维的多孔材料的块(30)。
8.根据权利要求4至6中任一项所述的制冷剂容器部件，其特征在于，所述空腔(34)中的至少一个空腔是留空的，并且构建为谐振器，该谐振器带有所述穿孔的内部壳体(20)的孔(20a)，所述孔建立在所述空腔(34)和所述制冷剂容器部件(2,4,7)的内部容积(V)之间的连通。
9.根据权利要求1或2所述的制冷剂容器部件，其特征在于，所述内部壳体(20)在所述制冷剂容器部件(2,4,7)的总长度(L)的至少75％上延伸。
10.根据权利要求1或2所述的制冷剂容器部件，其特征在于，所述内部壳体(20)具有与所述壳体(10)的形状位似的形状。
11.根据权利要求1或2所述的制冷剂容器部件，其特征在于，所述内部壳体(20)的穿孔材料包括具有被包括在0.1和20毫米之间的最大尺寸(D)的孔(20a)。
12.根据权利要求1或2所述的制冷剂容器部件，其特征在于，所述制冷剂容器是热交换器。
13.根据权利要求4至6中任一项所述的制冷剂容器部件，其特征在于，所述空腔(34)中的至少一个空腔填充有包括纤维材料的多孔材料的块(30)。
14.根据权利要求12所述的制冷剂容器部件，其特征在于，所述制冷剂容器是蒸发器(2)或冷凝器(4)或油分离器(7)。
15.一种制冷回路(100)，其包括根据前述权利要求1-14中任一项所述的至少一个制冷剂容器部件(2,4,7)。
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