CN113236568A - 一种消音结构以及具有其的压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及压缩机技术领域，具体涉及一种消音结构以及具有其的压缩机，该消音结构包括：共振腔，形成于气缸内，且至少一个开口端与所述气缸的侧壁面相连通；调节通道，开设于所述气缸内，用于连通所述共振腔与所述气缸的排气口；以及调节机构，活动连接于所述共振腔内，用于对所述共振腔的体积进行调节，以对不同波长的噪音进行消除；综上所述，采用本申请的设计，无需重新试验装机即可实现对不同工况时的噪音进行消除，从而节省人力物力，缩短压缩机研发周期，降低研发成本。

Description

一种消音结构以及具有其的压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，具体涉及一种消音结构以及具有其的压缩机。

背景技术

压缩机(compressor)，是将低压气体提升为高压气体的一种从动的流体机械，是制冷系统的心脏。它从吸气管吸入低温低压的制冷剂气体，通过电机运转带动活塞对其进行压缩后，向排气管排出高温高压的制冷剂气体，为制冷循环提供动力，从而实现压缩→冷凝(放热)→膨胀→蒸发(吸热)的制冷循环。

目前，旋转压缩机、涡旋压缩机等因其具有结构简单、体积较小、性能优良、稳定性高、往复运动部件少等优点，被广泛用作空调压缩机构，但是压缩机噪音一直是影响压缩机开发、推广的重大疑难问题，研发阶段压缩机噪音超标往往具有一定的偶然性，噪音频率具有随机性。

现有技术中，往往采用试验的方法确定压缩机噪音的超标频率，并在压缩机气缸内设计出可以消除该超标频率的消音结构，但是在压缩机使用过程中，经常会出现新频率的噪音，但是现有的消音结构无法对新频率的噪音进行消除，只能将现有的消音结构从压缩机内拆下，并通过重新试验确定新增噪音的频率值，制作出对应的消音结构，上述操作过程耗费人力物力，延长压缩机研发周期，增加研发成本。

发明内容

本申请的目的在于提供一种消音结构以及具有其的压缩机，以解决现有技术中对不同工况时的噪音无法消除的问题。

(一)技术方案

为实现上述目的，本发明第一方面提供了一种消音结构，包括：

共振腔，形成于气缸内，且至少一个开口端与所述气缸的侧壁面相连通；

调节通道，开设于所述气缸内，用于连通所述共振腔与所述气缸的排气口；

以及调节机构，活动连接于所述共振腔内，用于对所述共振腔的体积进行调节，以对不同波长的噪音进行消除。

作为本技术方案的优选方案之一，所述共振腔具有第一开口端和第二开口端，所述第一开口端与所述气缸的侧壁面相连通，所述第二开口端与所述气缸的上壁面相连通，且所述第二开口端由多个并排设置的辅助共振腔形成，至少其中一个所述辅助共振腔通过所述调节通道与所述排气口相连通。

作为本技术方案的优选方案之一，所述调节通道与所述气缸的上壁面相平行。

作为本技术方案的优选方案之一，多个所述辅助共振腔的尺寸均相同。

作为本技术方案的优选方案之一，多个所述辅助共振腔的尺寸沿着所述第一开口端向排气口的方向依次增大。

作为本技术方案的优选方案之一，所述共振腔具有开口端和闭合端，所述开口端与所述气缸的侧壁面相连通，所述闭合端通过所述调节通道与所述排气口相连通。

作为本技术方案的优选方案之一，所述调节通道与所述共振腔之间为倾斜设置。

作为本技术方案的优选方案之一，所述调节机构包括：相连接的驱动组件和活塞组件，所述活塞组件的形状与所述共振腔的形状相适配，所述驱动组件用于驱动所述活塞组件在所述共振腔内运动，以对所述共振腔的体积进行调节。

作为本技术方案的优选方案之一，所述驱动组件靠近所述共振腔的外壁面上开设有通气槽。

为实现上述目的，本发明第二方面提供了一种压缩机，包括：气缸，所述气缸内设置有如前述中任一项所述的消音结构，所述消音结构的数量设置为至少一个。

为实现上述目的，本发明第三方面提供了一种消音控制方法，应用于前述中任一项所述的消音结构中，所述方法包括：

获取待消除噪音频率；

根据所述待消除噪音频率确定消音结构对应的共振吸音频率；

计算所述共振吸音频率对应的所述消音结构中共振腔的消音体积；

控制所述消音结构中调节机构，将所述共振腔的体积调节为所述消音体积。

(二)有益效果

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

本发明提供了一种消音结构以及具有其的压缩机，该消音结构包括：共振腔，形成于气缸内，且至少一个开口端与所述气缸的侧壁面相连通；调节通道，开设于所述气缸内，用于连通所述共振腔与所述气缸的排气口；以及调节机构，活动连接于所述共振腔内，用于对所述共振腔的体积进行调节，以对不同波长的噪音进行消除；具体的，若检测出在当前运行状态下产生超标噪音，则根据超标噪音的频率值确定出可以消除其的共振腔体积，并驱动调节机构在共振腔内进行运动，以将共振腔的体积调节至所需值即可，此时，由于共振腔内的共振吸音频率与待消除噪音的频率相等，从而实现将对应运行状态下产生的噪音进行消除，综上所述，采用本申请的设计，无需重新试验装机即可实现对不同工况时的噪音进行消除，从而节省人力物力，缩短压缩机研发周期，降低研发成本。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中：

图1是本发明中实施例一示出消音结构的剖视图；

图2是本发明中气缸的俯视图；

图3是本发明中气缸的剖视图；

图4是本发明中调节机构的结构示意图。

图5是本发明中实施例二示出消音结构的剖视图；

图6是本发明中实施例三示出消音结构的剖视图；

图中：1、共振腔；2、气缸；3、调节通道；4、排气口；5、调节机构；6、辅助共振腔；7、驱动组件；8、活塞组件；9、通气槽。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前，旋转压缩机、涡旋压缩机等因其具有结构简单、体积较小、性能优良、稳定性高、往复运动部件少等优点，被广泛用作空调压缩机构，但是压缩机噪音一直是影响压缩机开发、推广的重大疑难问题，研发阶段压缩机噪音超标往往具有一定的偶然性，噪音频率具有随机性。

现有技术中，往往采用试验的方法确定压缩机噪音的超标频率，并在压缩机气缸2内设计出可以消除该超标频率的消音结构，但是在压缩机使用过程中，经常会出现新频率的噪音，但是现有的消音结构无法对新频率的噪音进行消除，只能将现有的消音结构从压缩机内拆下，并通过重新试验确定新增噪音的频率值，制作出对应的消音结构，上述操作过程耗费人力物力，延长压缩机研发周期，增加研发成本。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

实施例一

为了解决现有技术中对不同工况时的噪音无法消除的问题，如图1-图4所示，本申请第一方面提供一种消音结构，包括：

共振腔1，形成于气缸2内，且至少一个开口端与气缸2的侧壁面相连通；其中，开口端可以设置为气缸2侧壁面任一位置上，示例性的，开口端设置为与气缸2活塞端同侧的侧壁面上，当然，还可以设置为气缸2活塞端相对的壁面上，具体的位置根据需要进行预先设计，综上，开口端设置为气缸2的侧壁面上可以便于与上法兰进行装配，保证两者装配更紧密，并且，本申请中未对开口端的具体位置进行限定，只要与气缸2的侧壁面相连通的设计均属于本申请的保护范围；另外，共振腔1的形状在本实施例中亦不作具体限定，示例性的，共振腔1可以设置为矩形，或者其他形状；在本实施例中，为了保证消音效果，如图1所示，共振腔1的形状设置为矩形，且开口端设置为气缸2活塞端同侧的侧壁面上。

调节通道3，开设于气缸2内，用于连通共振腔1与气缸2的排气口4；其中，调节通道3与共振腔1的设置位置不做具体限定，示例性的，调节通道3可以与共振腔1平行设置或者垂直设置或者倾斜设置，具体位置关系可以根据需要进行预先设计。

以及调节机构5，活动连接于共振腔1内，用于对共振腔1的体积进行调节，以对不同波长的噪音进行消除，具体的，调节机构5经由开口端插入共振腔1内，并可以在共振腔1内进行运动，以改变共振腔1的体积，进而促使共振腔1内产生的共振吸音频率与待消除噪音的频率始终保持相等，最终实现对不同工况时的噪音进行消除；优选的，调节机构5与气缸2之间为密封间隙配合，且密封间隙范围为1～10μm。

压缩机在运行过程中，若检测出在当前运行状态下产生超标噪音，则根据超标噪音的频率值确定出可以消除其的共振腔1体积，并驱动调节机构5在共振腔1内进行运动，以将共振腔1的体积调节至所需值即可，此时，由于共振腔1内的共振吸音频率与待消除噪音的频率相等，从而实现将对应运行状态下产生的噪音进行消除，综上，采用本申请的设计，无需重新试验装机即可实现对不同工况时的噪音进行消除，从而节省人力物力，缩短压缩机研发周期，降低研发成本。

具体消音原理如下：

当噪音的波长在较低频率时，即：噪音的波长远大于共振腔1时，噪音在调节通道3内各部分空气均属于波长内一个很小区域，此时可认为噪音在调节通道3内各部分振动情况是相同的，调节通道3内的气体犹如一个活塞做整体往复运动，并具有一定的声质量，而当气体在调节通道3内振动时，在调节通道3内壁面摩擦和阻尼的作用下，促使其具有一定的声阻，与此同时，共振腔1内的气体类似于一个空气弹簧，且具有一定声顺，当声波经由共振腔1入射到调节通道3时，由于阻抗失配导致一部分声波反射回共振腔1内，使得该部分声波无法继续向前传播，而在共振腔1内气体振动产生的摩擦和阻尼作用下，该部分声能将被转化为热能耗散掉，相应的声波波动变得较为平缓，气流噪音随之降低，从而达到消音效果。

也就是说，当共振腔1内气体的共振吸音频率与待消除噪音的频率相等时，在共振腔1内气体振动产生的摩擦和阻尼作用下，噪音产生的声能将被转化为热能耗散掉，从而达到消音效果，因此，在对消音结构进行设计时，仅需根据共振吸音频率公式确定出对应的共振腔1体积，即可实现对等频率噪音的消除；共振吸音频率具体公式如下：

其中，

式中：M_b为声质量；C_b为声容；V_b为共振腔的体积；l_b为调节通道的长度；S_b为调节通道的截面积；ρ₀为空气密度；c为声波在介质中的传播速度。

根据上述公式即可确定出消除噪音所对应的共振腔1体积，并根据体积与长度之间的公式即可确定共振腔1的长度。

现有技术利用上述消音原理，计算出消除超标噪音所对应的共振腔1体积，每一个压缩机内仅可以消除一种频率的超标噪音，当压缩机处于不同运动状态下产生新频率的超标噪音时，上述消音结构将无法对其进行消音处理，只能将现有的消音结构从压缩机内拆下，并通过重新试验确定新增噪音的频率值，制作出对应的共振腔1体积，上述操作过程耗费人力物力，延长压缩机研发周期，增加研发成本。

为了解决上述技术问题，本申请将共振腔1的体积设计为可调节，可以根据超标噪音的频率对共振腔1的体积进行调节，以实现对不同工况时的噪音进行消除，并且，本方案亦可以在冷媒变更的情况下，由于声速在不同介质下传播速度不同，因此可以根据上述公式确定出待消除噪声对应的共振腔1体积，从而实现通过共振腔1体积的变化，对由于冷媒变更出现的噪音进行消除。

根据本发明的一个实施例，如图1所示，共振腔1具有第一开口端和第二开口端，第一开口端与气缸2的侧壁面相连通，第二开口端与气缸2的上壁面相连通，且第二开口端由多个并排设置的辅助共振腔6形成，至少其中一个辅助共振腔6通过调节通道3与排气口4相连通，其中，调节通道3与气缸2的上壁面相平行；优选的，多个辅助共振腔6的尺寸均相同，从而保证每个辅助共振腔6的体积均相等，进而促使每个辅助共振腔6的共振吸音频率相等，具体的，如图1所示，在本实施例中，辅助共振腔6的数量设置为三个，沿着第一开口端至排气口4的方向依次设置为第一辅助共振腔6、第二辅助共振腔6以及第三辅助共振腔6，示例性的，每个辅助共振腔6对应的共振吸音频率为1HZ，当当前运动状态下超标噪声所需的共振吸音频率为2HZ时，仅需推动调节机构5促使其运动至封堵第一辅助共振腔6即可，而当超标噪声所需的共振吸音频率为1HZ时，则对应的推动调节机构5促使其运动至封堵第二辅助共振腔6即可，其他调节过程与上述相同，故不在此做过多赘述；同理的，当当前运动状态下超标噪声所需的共振吸音频率为3HZ时，仅需拉动调节机构5促使其运动至均不封堵三个辅助共振腔6即可，其他调节过程与上述相同，故不在此做过多赘述。

根据本发明的一个实施例，如图4所示，调节机构5包括：相连接的驱动组件7和活塞组件8，优选的，驱动组件7与活塞组件8之间采用胶接设置，且可以保证驱动组件7与活塞组件8之间在-50～150℃温度范围内不会发生断开，保证两者稳定连接；活塞组件8的形状与共振腔1的形状相适配，驱动组件7用于驱动活塞组件8在共振腔1内运动，以对共振腔1的体积进行调节；进一步的，为了保证调节机构5与共振腔1贴合更紧密，优选的，共振腔1的闭合端的形状与活塞端的形状相适配；在其中一个具体的实施例中，驱动组件7设置为驱动电机，驱动电机的输出端与活塞组件8相连接，当压缩机运行状态发生改变时，根据噪声试验测出当前噪声频率，并将测得的频率反馈至控制器，控制器根据接收到的噪声频率确定出共振腔1的体积，之后控制器将给予驱动电机控制信号，以使得驱动电机推动或拉动活塞组件8在共振腔1内运动，直至运动至所需位置，以实现对共振腔1体积的调节，进而实现对压缩机不同运行状态下产生的噪声进行消除。

在另一个具体实施例中，驱动组件7还可以设置为驱动气缸2、伸缩杆以及其他可以驱动活塞组件8进行直线运动的其他结构。

根据本发明的一个实施例，如图1和图4所示，为了便于驱动组件7相对气缸2进行运动，驱动组件7靠近共振腔1的外壁面上开设有通气槽9，优选的，通气槽9的尺寸大于活塞组件8运动的范围，以保证无论活塞组件8如何运动，通气槽9均不会进入共振腔1内，从而保证调节机构5对共振腔1体积的顺利调节。

为了解决上述技术问题，本申请第二方面提供一种压缩机，包括：气缸2，气缸2内设置有如前述中任一项的消音结构，消音结构的数量设置为至少一个；为了提高消音效果，消音结构设置为多个，多个消音结构设置为气缸2内噪音较大的位置，以实现对多个位置进行同时消音；另一方面，多个消音结构内的共振腔1可以通过调节机构5设置为不同体积，以实现多个消音结构对应消除噪音的频段不同，理论上，在气缸2内噪音频段较高的位置设置共振腔1体积较大的消音结构，相对应的，在气缸2内噪音频段较低的位置设置共振腔1体积较小的消音结构，其中，具体的设置位置以及每个消音结构内对应的共振腔1的体积可以根据测量结果进行预设，或者可以根据试验设备反馈的数据，通过控制器进行实时调节，进一步提高消音结构对多频段噪音的消音效果。

为了解决上述技术问题，本申请第三方面提供一种消音控制方法，所述方法包括：

获取待消除噪音频率；

具体的，通过噪音检测设备对待消除噪音频率进行检测；

根据所述待消除噪音频率确定消音结构对应的共振吸音频率；

计算所述共振吸音频率对应的所述消音结构中共振腔的消音体积；

控制所述消音结构中调节机构，将所述共振腔的体积调节为所述消音体积。

实施例二

与实施例一提供的消音结构相比，本实施例提出的消音结构具有以下区别：如图5所示，多个辅助共振腔6的尺寸沿着第一开口端向排气口4的方向依次增大，具体的，如图5所示，在本实施例中，辅助共振腔6的数量设置为三个，沿着第一开口端至排气口4的方向依次设置为第一辅助共振腔6、第二辅助共振腔6以及第三辅助共振腔6，因此，第一辅助共振腔6、第二辅助共振腔6以及第三辅助共振腔6的体积逐渐增大，相对应的，共振吸音频率亦对应增大；示例性的，第一辅助共振腔6对应的共振吸音频率为1HZ，第二辅助共振腔6对应的共振吸音频率为2HZ，第三辅助共振腔6对应的共振吸音频率为3HZ，当当前运动状态下超标噪声所需的共振吸音频率为5HZ时，仅需推动调节机构5促使其运动至封堵第一辅助共振腔6即可，而当超标噪声所需的共振吸音频率为3HZ时，则对应的推动调节机构5促使其运动至封堵第二辅助共振腔6即可，其他调节过程与上述相同，故不在此做过多赘述；同理的，当当前运动状态下超标噪声所需的共振吸音频率为6HZ时，仅需拉动调节机构5促使其运动至均不封堵三个辅助共振腔6即可，其他调节过程与上述相同，故不在此做过多赘述。

当然，在另一个实施例中，多个辅助共振腔6的尺寸可以间隔不同，或者沿着第一开口向排气口4方向依次减小，具体可以根据需要进行预先设计。

实施例三

与实施例一提供的消音结构相比，本实施例提出的消音结构具有以下区别：如图6所示，共振腔1具有开口端和闭合端，开口端与气缸2的侧壁面相连通，闭合端通过调节通道3与排气口4相连通，本实施例中省略辅助共振腔6的设计，直接通过倾斜设置的调节通道3与排气口4相连通，从而实现对压缩机不同运行状态下共振吸音频率的无级调节，从而有效避免案例一中出现的部分频率无法调节的情况。

根据本发明的一个实施例，调节通道3与共振腔1之间为倾斜设置。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，若干个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

而且，术语“包括”、“包含”和“具有”以及他们的任何变形或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

以上仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改和变化对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (11)

1.一种消音结构，其特征在于，包括：

共振腔，形成于气缸内，且至少一个开口端与所述气缸的侧壁面相连通；

调节通道，开设于所述气缸内，用于连通所述共振腔与所述气缸的排气口；

以及调节机构，活动连接于所述共振腔内，用于对所述共振腔的体积进行调节，以对不同波长的噪音进行消除。

2.根据权利要求1所述的消音结构，其特征在于，所述共振腔具有第一开口端和第二开口端，所述第一开口端与所述气缸的侧壁面相连通，所述第二开口端与所述气缸的上壁面相连通，且所述第二开口端由多个并排设置的辅助共振腔形成，至少其中一个所述辅助共振腔通过所述调节通道与所述排气口相连通。

3.根据权利要求2所述的消音结构，其特征在于，所述调节通道与所述气缸的上壁面相平行。

4.根据权利要求2所述的消音结构，其特征在于，多个所述辅助共振腔的尺寸均相同。

5.根据权利要求2所述的消音结构，其特征在于，多个所述辅助共振腔的尺寸沿着所述第一开口端向排气口的方向依次增大。

6.根据权利要求1所述的消音结构，其特征在于，所述共振腔具有开口端和闭合端，所述开口端与所述气缸的侧壁面相连通，所述闭合端通过所述调节通道与所述排气口相连通。

7.根据权利要求6所述的消音结构，其特征在于，所述调节通道与所述共振腔之间为倾斜设置。

8.根据权利要求1所述的消音结构，其特征在于，所述调节机构包括：相连接的驱动组件和活塞组件，所述活塞组件的形状与所述共振腔的形状相适配，所述驱动组件用于驱动所述活塞组件在所述共振腔内运动，以对所述共振腔的体积进行调节。

9.根据权利要求8所述的消音结构，其特征在于，所述驱动组件靠近所述共振腔的外壁面上开设有通气槽。

10.一种压缩机，其特征在于，包括：气缸，所述气缸内设置有如权利要求1-9中任一项所述的消音结构，所述消音结构的数量设置为至少一个。

11.一种消音控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1-9中任一项所述的消音结构中，所述方法包括：

获取待消除噪音频率；

根据所述待消除噪音频率确定消音结构对应的共振吸音频率；

计算所述共振吸音频率对应的消音结构中共振腔的消音体积；

控制所述消音结构中调节机构，将所述共振腔的体积调节为所述消音体积。

Images