CN112856797B

CN112856797B - 吸音隔音复合结构及空调压缩机

Info

Publication number: CN112856797B
Application number: CN202110302470.3A
Authority: CN
Inventors: 梁雅诗; 王九飙; 秦远; 秦邦保; 冯乐斐; 罗云
Original assignee: Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai; Zhuhai Gree Green Resources Recycling Co Ltd
Current assignee: Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai; Zhuhai Gree Green Resources Recycling Co Ltd
Priority date: 2021-03-22
Filing date: 2021-03-22
Publication date: 2022-04-08
Anticipated expiration: 2041-03-22
Also published as: CN112856797A

Abstract

本发明涉及一种吸音隔音复合结构及空调压缩机，该空调压缩机包括吸音隔音复合结构，而吸音隔音复合结构包括层叠设置且顺序相连的顶层结构、中层结构及底层结构，所述顶层结构和底层结构皆由具有柔性的吸音材料制成，所述中层结构由具有柔性的隔音材料制成且在其内部设有多个封闭式容气腔。该吸音隔音复合结构具有更好的吸音效果和隔音效果。

Description

吸音隔音复合结构及空调压缩机

技术领域

本发明属于吸音、隔音及空调技术领域，具体涉及一种具有柔性的吸音隔音复合结构及包括该吸音隔音复合结构的空调压缩机。

背景技术

随着社会的进步和人们消费水平不断提高，人们对空调的噪音指标要求越来越高。空调噪音主要来源于压缩机。当前消除这种噪音的主要方式是通过在空调压缩机上包裹吸音材料、隔音材料或吸音隔音复合结构来削弱噪音(又称降噪)。由于吸音隔音复合结构的降噪效果越好于吸音材料和隔音材料，吸音隔音复合结构是现在最为理想的材料。

现有的吸音隔音复合结构包括层叠设置且顺序相连的顶层结构、中层结构及底层结构，其中顶层结构和底层结构皆由具有柔性的吸音材料制成，中层结构由具有柔性的隔音材料制成。该吸音隔音复合结构虽然具有较好的吸音效果和隔音效果，但人们的希望是继续提高其吸音效果和隔音效果，以降低噪音对人们的影响，但无奈的是现目前还不清楚如何对音隔音复合结构进行改进。

发明内容

为了解决上述全部或部分问题，本发明目的在于提供一种吸音隔音复合结构及包括该吸音隔音复合结构的空调压缩机，用以解决吸音隔音复合结构的吸音效果、隔音效果难以提高的问题。

根据本发明的第一方面，提供了一种吸音隔音复合结构，其包括层叠设置且顺序相连的顶层结构、中层结构及底层结构，所述顶层结构和底层结构皆由具有柔性的吸音材料制成，所述中层结构由具有柔性的隔音材料制成且在其内部设有多个封闭式容气腔。

进一步地，各个所述封闭式容气腔的体积、形状和在所述中层结构的厚度方向的位置完全相同，且在垂直经过各个所述封闭式容气腔的所述中层结构的横截面中，多个所述封闭式容气腔按照阵列形式排布。

进一步地，在所述中层结构靠近所述顶层结构的顶面上开设有多个开放式空气腔。

进一步地，各个所述开放式空气腔的体积、形状和在所述中层结构的厚度方向的位置完全相同，但所述开放式空气腔在所述中层结构的厚度方向的位置却高于所述封闭式容气腔，各个所述开放式空气腔在所述中层结构的底面上的正投影分别落入各个所述封闭式容气腔在所述中层结构的底面上的正投影中。

进一步地，所述封闭式容气腔和开放式空气腔皆为圆柱形、棱柱形、圆台形或棱台形。

进一步地，所述中层结构由彼此堆叠且相互粘接的第一隔音材料层和第二隔音材料层组成，其中所述第一隔音材料层的底面与所述底层结构粘接，所述第二隔音材料层的顶面与顶层结构粘接，所述封闭式容气腔由所述第一隔音材料层和第二隔音材料共同限定而成，所述开放式空气腔由所述第二隔音材料层单独限定而成。

进一步地，所述中层结构为由PVC软胶材料制成，其厚度为2～4mm，密度为1.75～2.2g/cm³，所述封闭式容气腔的横截面面积为4～25cm²，深度为所述中层结构的厚度的1/8～3/8倍，各个所述封闭式容气腔的横截面积之和为所述中层结构的底面的面积的40％～60％。

进一步地，所述底层结构由聚酯纤维吸音棉制成，其厚度为4～12mm，克重为150～1300g/m²，孔隙率为60％～90％。

进一步地，在所述底层结构上设有锯齿结构，所述锯齿结构的齿槽的深度为所述底层结构的厚度1/2～2/3倍，横截面面积为6～50mm²，各个所述齿槽的横截面积之和为所述底层结构的底面的面积的40％～60％。

进一步地，所述顶层结构由PET和PP双组分吸音棉制成，其厚度为4～8mm，克重为280～600g/m2，孔隙率为50％～80％，在所述PET和PP双组分吸音棉中，PET和PP的含量以质量计均不低于30％。

根据本发明的第二方面，提供了一种空调压缩机，其包括压缩机及包覆在所述压缩机外的降噪结构，所述降噪结构为根据本发明的第一方面所述的吸音隔音复合结构。

由上述技术方案可知，本发明第一方面提供的吸音隔音复合结构的改进包括但不限于在吸音隔音复合结构的中层结构内增加多个封闭式容气腔，由于封闭式容气腔内的气体与隔音材料的特性阻抗不同，使得声波在射入封闭式容气腔和射出封闭式容气腔时可发生多次反射，形成衰减并被中层结构吸收，由此声波便可在途经中层结构中产生较大的透射损失，使得中层结构具有了吸音效果并间接提高吸音隔音复合结构的吸音效果。又由于中层结构存在封闭式容气腔，且封闭式容气腔内存在有空气(或其他气体)，所以该空气与两侧的中层结构可以构成典型的双层隔音结构，并借助空气的弹性作用提高中层结构的隔音效果，由此可以提高吸音隔音复合结构的隔音效果。与现有技术相比，该吸音隔音复合结构明显具有更好的吸音效果和隔音效果(即降噪效果)。此外，该吸音隔音复合结构的结构简单、装配容易、使用安全可靠，便于实施推广应用。

此外，本发明第二方面提供的空调压缩机因包含并使用了吸音隔音复合结构而具有更低的噪音，这有助于降低噪音对人们的影响，提高了用户在使用空调时的满意度。

附图说明

下面将结合附图来对本发明的优选实施例进行详细地描述。在图中：

图1为本发明实施例的吸音隔音复合结构的结构示意图；

图2显示了图1所示吸音隔音复合结构的底层结构；

图3显示了图1所示吸音隔音复合结构的第二隔音材料层。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步说明。在下文中将详细参考本发明的多种实施方式，实施方式的实施例在附图中示出并在以下说明。尽管本发明将结合示例性实施方式进行描述，但将理解的是，当前的描述并不意在将发明构思限制于那些示例性实施方式。相反，本发明在不仅涵盖示例性实施方式，而且涵盖可以包括在本发明的由所附权利要求限定的范围内的多种变化、修改、等同物和其他实施方式。

如图1所示，本发明的实施例提供了一种吸音隔音复合结构100。该吸音隔音复合结构100包括层叠设置且顺序相连的顶层结构1、中层结构2及底层结构3。顶层结构1和底层结构3皆由具有柔性的吸音材料制成，中层结构2由具有柔性的隔音材料制成且在其内部设有多个封闭式容气腔2a。该吸音隔音复合结构100的改进包括但不限于在吸音隔音复合结构100的中层结构2内增加多个封闭式容气腔2a，由于封闭式容气腔2a内的气体与隔音材料的特性阻抗不同，使得声波在射入封闭式容气腔2a和射出封闭式容气腔2a时可发生多次反射，形成衰减并被中层结构2吸收，由此声波便可在途经中层结构2中产生较大的透射损失，使得中层结构2具有了吸音效果并间接提高吸音隔音复合结构100的吸音效果。又由于中层结构2存在封闭式容气腔2a，且封闭式容气腔2a内存在有空气，所以该空气与两侧的中层结构2可以构成典型的双层隔音结构，并借助空气的弹性作用提高中层结构2的隔音效果，由此可以提高吸音隔音复合结构100的隔音效果。

在本实施例中，各个封闭式容气腔2a的体积、形状和在中层结构2的厚度方向的位置完全相同，其在垂直经过各个封闭式容气腔2a的中层结构2的截面中，多个封闭式容气腔2a按照阵列形式排布。通过这种方式，封闭式容气腔2a在中层结构2内的分布更加均匀，保证该吸音隔音复合结构100各个区域的隔音效果一致和吸音效果一致，避免局部的隔音和吸音效果好于其他部分。其中，封闭式容气腔2a优选为圆柱形、棱柱形、圆台形或棱台形等规则的立体形状，以降低制造难度及制造成本。也就是说，若不考虑制造难度及成本，该封闭式容气腔2a也可以选为非规则的立体形状。

在本实施例中，在中层结构2靠近顶层结构1的顶面上开设有内陷的多个开放式空气腔2b。开放式空气腔2b可以进一步提高声波在中层结构2中反射次数，增强声波衰减，进一步提高中层结构2的吸音效果。优选地，各个开放式空气腔2b的体积、形状和在中层结构2的厚度方向的位置完全相同，但开放式空气腔2b在中层结构2的厚度方向的位置却高于封闭式容气腔2a，各个开放式空气腔2b在中层结构2的底面上的正投影分别落入各个封闭式容气腔2a在中层结构2的底面上的正投影中。通过这种方式，封闭式容气腔2a和开放式空气腔2b在中层结构2内的分布都更加均匀，由此了保证该吸音隔音复合结构100各个区域的隔音效果一致和吸音效果一致，避免局部的隔音和吸音效果好于其他部分。封闭式容气腔2a的形状和体积与开放式空气腔2b的形状和体积可相同，也可不同，但建议优选为相同。开放式空气腔2b也优选为圆柱形、棱柱形、圆台形或棱台形等规则的立体形状，以降低其制造难度及制造成本。也就是说，若不考虑制造难度及成本，该封闭式容气腔2a也可以选为非规则的立体形状。

在本实施例中，中层结构2可选为一体式成型结构或层叠结构。为了低成本制造带有封闭式容气腔2a的中层结构2，其优选为层叠结构。比如，中层结构2由彼此堆叠且相互粘接的第一隔音材料层21和第二隔音材料层22组成，详见图1和图3。其中第一隔音材料层21的底面与底层结构3粘接，第二隔音材料层22的顶面与顶层结构1粘接，封闭式容气腔2a由第一隔音材料层21和第二隔音材料共同限定而成，开放式空气腔2b由第二隔音材料层22单独限定而成。

在本实施例中，柔性的吸音材料可选为多孔的柔性吸声材料，例如可选为有机纤维材料、玻璃棉、聚酯纤维吸音棉或PET和PP双组分吸音棉等，但建议优选为成本低且吸音效果好的聚酯纤维吸音棉或PET和PP双组分吸音棉。当声波射入到吸音材料中，主要产生两种机理引起声波衰减：一是声波振动引起空隙内空气运动，造成和孔壁的摩擦，紧靠孔壁和材料表面的空气受孔壁的影响不易动起来，由于摩擦和粘滞力的作用，使相当一部分声能转化为热能,从而使声波衰减，反射声减弱达到吸声的目的；二是小孔中的空气和孔壁与材料之间的热交换引起的热损失，也使声能衰减。另外，高频声波可使空隙间空气质点的振动速度加快空气与孔壁的热交换也加快。

在本实施例中，具有柔性的隔音材料应选为紧实且偏重的柔性隔音材料，其可以阻断声音传播或减弱透射声能。柔性的隔音材料例如可选为硅胶、橡胶或PVC软胶等，但建议优选为成本低且隔音效果好的PVC软胶。

在本实施例中，中层结构2为由PVC软胶材料制成，其厚度为2～4mm，密度为1.75～2.2g/cm³，封闭式容气腔2a的横截面面积为4～25cm²，深度为中层结构2的厚度的1/8～3/8倍，各个封闭式容气腔2a的横截面积之和为中层结构2的底面的面积的40％～60％。底层结构3由聚酯纤维吸音棉制成，其厚度为4～12mm，克重为150～1300g/m2，孔隙率为60％～90％。顶层结构1由PET和PP双组分吸音棉制成，其厚度为4～12mm，克重为280～600g/m2，孔隙率为50％～80％，在PET和PP双组分吸音棉中，PET和PP的含量以质量计均不低于30％。

优选地，在底层结构3的底面上设有锯齿结构3a，详见图1和图2。锯齿结构3a的齿槽的深度为底层结构3的厚度的1/2～2/3倍，横截面面积为6～50mm²，各个齿槽的横截面积之和为底层结构3的底面的面积的40％～60％。增设的锯齿结构3a也可以进一步提高该吸音隔音复合结构100的隔音效果和吸音效果。通过包裹压缩机使得该吸音隔音复合结构100弯成一定的弧度，相当于减小穿孔率，使得噪声被阻挡和不断反射而消耗，进而使其降噪效果得到提高。

接下来，通过实验结果证明吸音隔音复合结构100的隔音效果和吸音效果。在实验过程中采用了5个实施例及1个对比例，具体参数如下。

表1

表2

在表1和表2中：PET和PP代表为PET和PP双组分吸音棉，以质量计，PET的含量为60％，PP的含量为40％；封闭式容气腔为圆柱形，横截面面积为12mm，深度为1mm，各个封闭式容气腔的横截面积之和为中层结构的底面的面积的60％；开放式空气腔的形状、体积及数量与封闭式容气腔相同；锯齿结构的齿槽为深度4mm，宽度5mm，其长度方向贯穿底层结构，各个齿槽的横截面积之和为底层结构的顶面的面积的60％。

接下来，通过混响室法测试实施例1-5及对比例在125Hz，250Hz，500Hz，1000Hz，2000Hz，4000Hz六个频带下的吸声系数，然后计算平均吸声系数，具体数值如表3。最后，通过混响室法测试实施例1-5及对比例的隔音率，具体数值如表3。

表3

分类	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	对比例
							平均吸声系数	0.5158	0.5235	0.5658	0.5066	0.4985	0.32654
隔音率(dB)	31	35	57	29	26	20

根据表1到表3得知，对比例作为已知的吸音隔音复合结构100，其的平均吸声系数及隔音率虽然较高，但却不及实施例1-5的吸音隔音复合结构100。根据实施例1-5和对比例的测试结果，尤其是实施例5和对比例的测试结果可知，在吸音隔音复合结构100的中层结构内增加多个封闭式容气腔，可以有效提高该吸音隔音复合结构100的隔音效果和吸音效果。在此基础上，由实施例4和实施例5的测试结果可以看出，如果在吸音隔音复合结构100的中层结构内增加多个开放式空气腔，则可以进一步提高该吸音隔音复合结构100的隔音效果和吸音效果。此外，在底层结构上增设的锯齿结构也可以进一步提高该吸音隔音复合结构100的隔音效果和吸音效果。实施例1～5的平均吸声系数的平均数约为0.5，属于理想的吸音材料。

在一个未示出的实施例中，其提供了一种空调压缩机，其包括压缩机及包覆在压缩机外的降噪结构，降噪结构为上述任一个实施例的吸音隔音复合结构100。该空调压缩机因使用吸音隔音复合结构100而具有更低的噪音，降低了噪音对人们的影响，提高了用户在使用空调时的满意度。

在本申请中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述仅为本发明的优选实施方式，但本发明保护范围并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明公开的技术范围内，可容易地进行改变或变化，而这种改变或变化都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求书的保护范围为准。只要不存在冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims

1.一种吸音隔音复合结构，其特征在于，包括层叠设置且顺序相连的顶层结构、中层结构及底层结构，所述顶层结构和底层结构皆由具有柔性的吸音材料制成，所述中层结构由具有柔性的隔音材料制成，且在其内部设有多个封闭式容气腔，在所述中层结构靠近所述顶层结构的顶面上开设有多个开放式空气腔。

2.根据权利要求1所述的吸音隔音复合结构，其特征在于，各个所述封闭式容气腔的体积、形状和在所述中层结构的厚度方向的位置完全相同，且在垂直经过各个所述封闭式容气腔的所述中层结构的截面中，多个所述封闭式容气腔按照阵列形式排布。

3.根据权利要求1所述的吸音隔音复合结构，其特征在于，各个所述开放式空气腔的体积、形状和在所述中层结构的厚度方向的位置完全相同，但所述开放式空气腔在所述中层结构的厚度方向的位置却高于所述封闭式容气腔，各个所述开放式空气腔在所述中层结构的底面上的正投影分别落入各个所述封闭式容气腔在所述中层结构的底面上的正投影中。

4.根据权利要求1所述的吸音隔音复合结构，其特征在于，所述封闭式容气腔和开放式空气腔皆为圆柱形、棱柱形、圆台形或棱台形。

5.根据权利要求3所述的吸音隔音复合结构，其特征在于，所述中层结构由彼此堆叠且相互粘接的第一隔音材料层和第二隔音材料层组成，其中所述第一隔音材料层的底面与所述底层结构粘接，所述第二隔音材料层的顶面与顶层结构粘接，所述封闭式容气腔由所述第一隔音材料层和第二隔音材料共同限定而成，所述开放式空气腔由所述第二隔音材料层单独限定而成。

6.根据权利要求1到5中任一项所述的吸音隔音复合结构，其特征在于，所述中层结构为由PVC软胶材料制成，其厚度为2～4mm，密度为1.75～2.2g/cm³，所述封闭式容气腔的横截面面积为4～25cm²，深度为所述中层结构的厚度的1/8～3/8倍，各个所述封闭式容气腔的横截面积之和为所述中层结构的底面的面积的40％～60％，所述开放式空气腔的形状、体积及数量与封闭式容气腔相同。

7.根据权利要求1到5中任一项所述的吸音隔音复合结构，其特征在于，所述底层结构由聚酯纤维吸音棉制成，其厚度为4～12mm，克重为150～1300g/m²，孔隙率为60％～90％。

8.根据权利要求7所述的吸音隔音复合结构，其特征在于，在所述底层结构上设有锯齿结构，所述锯齿结构的齿槽的深度为所述底层结构的厚度1/2～2/3倍，横截面面积为6～50mm²，各个所述齿槽的横截面积之和为所述底层结构的底面的面积的40％～60％。

9.根据权利要求1到5中任一项所述的吸音隔音复合结构，其特征在于，所述顶层结构由PET和PP双组分吸音棉制成，其厚度为4～8mm，克重为280～600g/m2，孔隙率为50％～80％，在所述PET和PP双组分吸音棉中，PET和PP的含量以质量计均不低于30％。

10.一种空调压缩机，其特征在于，包括压缩机及包覆在所述压缩机外的降噪结构，所述降噪结构为根据权利要求1到9中任一项所述的吸音隔音复合结构。