CN114017342B - 压缩机及其制冷设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压缩机及其制冷设备，压缩机包括有：壳体，开设有出气口；吸声结构，设置在壳体内，吸声结构沿厚度方向开设有多个通孔，至少部分通孔沿轴向的长度不相等。其中，吸声结构与出气口之间形成有消音腔，通孔通过消音腔与出气口连通。通过吸声结构的通孔与消音腔配合，使气流经过通孔进入到消音腔时，降低气流的流速，使声波削弱，同时声波通过通孔进入到消音腔中，在消音腔中不断反射，消耗声波能量，使噪音降低，同时通过部分非等高的通孔，使能够处理不同频段的噪音声波，拓宽降噪频段，提高降噪效果。

Description

压缩机及其制冷设备

技术领域

本发明涉及制冷设备领域，特别涉及一种压缩机及其制冷设备。

背景技术

压缩机是在空调制冷剂回路中起压缩驱动制冷剂的作用，制冷剂在压缩机中主要是以气态形式存在，经过压缩机的驱动，会以较高速度从压缩机的出气口排出，使压缩机的排气阀周围有较大的噪音，为了降低气流噪声，通常通过消声器进行噪音衰减，但会导致压缩机性能恶化。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种压缩机及其制冷设备，能够降低压缩机的气动噪音，优化压缩机的性能。

根据本发明的第一方面实施例的压缩机，包括有：壳体，开设有出气口和消音腔；吸声结构，设置在所述壳体内，所述吸声结构沿厚度方向开设有多个通孔，至少部分所述通孔沿轴向的长度不相等。其中，所述吸声结构与所述出气口之间形成有消音腔，所述通孔通过所述消音腔与所述出气口连通。

根据本发明第一方面实施例的压缩机，至少具有如下有益效果：通过吸声结构的通孔与消音腔配合，使气流经过通孔进入到消音腔时，降低气流的湍流程度，使声波削弱，同时声波通过通孔进入到消音腔中，在消音腔中不断反射，消耗声波能量，使噪音降低，同时通过部分非等高的通孔，使能够处理不同频段的噪音声波，拓宽降噪频段，提高降噪效果。

根据本发明的一些实施例，所述通孔的横截面面积为S，所述S满足：1mm²≤S≤16mm²。

根据本发明的一些实施例，所述吸声结构的孔隙率为P，所述P满足：60％≤P≤90％。

根据本发明的一些实施例，设定所述通孔沿轴向的长度为H，所述H满足：1mm≤H≤10mm。

根据本发明的一些实施例，所述通孔的横截面形状为菱形、正方形或平行四边形。

根据本发明的一些实施例，所述吸声结构为厚度均匀的板状结构，所述通孔开设在所述平板，所述平板倾斜设置在所述壳体内。

根据本发明的一些实施例，所述吸声结构沿所述通孔的径向凸出设置有连接部，所述吸声结构通过所述连接部与所述壳体连接。

根据本发明的一些实施例，所述吸声结构通过焊接在固定在所述壳体内。

根据本发明的一些实施例，所述壳体内沿气流方向依次设置有压缩组件和电机组件，所述电机组件与所述出气口之间形成有第一腔体，所述电机组件与所述压缩组件之间形成有第二腔体，所述吸声结构设于所述第一腔体和/或所述第二腔体内。

根据本发明的第二方面实施例的制冷设备，包括有本发明的第一方面实施例所述的压缩机。

根据本发明第二方面实施例的制冷设备，至少具有如下有益效果：通过压缩机内的吸声结构与消音腔配合，使气流经过吸声结构进入到消音腔时，降低气流的湍流程度，减弱气流的振动，减弱进入到消音腔的声波能量，使噪音降低，同时通过声波在消音腔中不断反射，消耗声波的能量，进一步降低噪音，同时通过部分非等高的通孔，使能够处理不同频段的噪音声波，拓宽降噪频段，提高降噪效果。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：

图1为本发明第一方面实施例压缩机的第一种实施方式的示意图；

图2为图1中A处的局部放大示意图；

图3为本发明第一方面实施例压缩机的第二种实施方式的示意图；

图4为图1中B处的局部放大示意图；

图5为本发明第一方面实施例压缩机中吸声结构的俯视图；

图6为本发明第一方面实施例压缩机中吸声结构的径向剖视图。

附图标记说明：

吸声结构100、连接部101、通孔102、消音腔103；

壳体200、第一腔体201、第二腔体202、电机组件210、压缩组件220、出气口230。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

机械噪声指的是由于机械设备运转时，部件间的摩擦力、撞击力或非平衡力，使机械部件和壳体产生振动而辐射噪声。机械噪声按声源的不同可分为三类：空气动力性噪声，由气体振动产生，如通风机、压缩机、发动机、喷气式飞机和火箭等产生的噪声；机械性噪声，由固体振动产生，如齿轮、轴承和壳体等振动产生的噪声；电磁性噪声，由电磁振动产生，如电动机、发电机和变压器等产生的噪声。

其中，空气动力性噪声是由流体流动过程中的相互作用，或气体和固体介质之间的相互作用而产生的噪声，空气流动或物体在空气中运动引起空气产生涡流、冲击、或者压力突变导致空气扰动均会形成的噪声。例如风扇、风机、空压机等所产生的噪声，均属于空气动力性噪声。

压缩机，是一种将低压气体提升为高压气体的从动的流体机械，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，但压缩机压缩输送气体时，会从压缩组件的出气口排出流速较大的气体，气体在排出出气口时，经过出气口的扰动，形成噪音声波。

本申请利用微孔板消音原理进行降噪，其具体为：小的孔径能够增加频带宽度，这是由于在声波传播的过程中，它的能量损失依赖于压缩后的冷媒及冷冻油在微孔中的摩擦损失。而摩擦损失取决于吸声结构的声阻大小，声阻越大，摩擦损失越大，声阻又与孔径的平方成反比。由于微穿孔板的孔径小于1mm以下，所以其声阻与一般穿孔板(几毫米至几十毫米)相比被大大地增加，从而提高了吸声系统；微穿孔板的孔隙率能够影响到吸声带宽及共振频率，随着孔隙率的增大，吸声带宽逐渐增加，同时对于最大吸声系数，孔隙率具有一最佳值，使得最大吸声系数达到最大值，同时随着孔隙率的增大，共振频率移向高频。微穿孔板厚度主要影响吸声结构共振时的吸收性能，随厚度的增加，共振频率处吸声系数增加，此外，共振频率稍微向低频方向有所移动。微孔板后空腔的深度能控制吸声峰的位置，吸声结构有一个或几个共振频率，共振频率的高低，也就是最大吸声峰的位置，可以由相应的空腔深度来进行控制，其深度越大，共振频率也就越低。在共振频率中，若穿孔板的的声阻与冷媒及冷冻油中的声阻相等，入射的声能就完全被微穿孔板吸声结构吸收，达到最大吸收值，否则只能吸收部分。

参照图1，本发明的第一方面实施例的压缩机，包括：壳体200，开设有出气口230；吸声结构100，设置在壳体200内，吸声结构100沿厚度方向开设有多个通孔102，至少部分通孔102沿轴向的长度不相等；其中，吸声结构100与出气口230之间形成有消音腔103，通孔102通过消音腔103与出气口230连通。

消音腔103设置在吸声结构100与出气口230之间，气流经过通孔102后，降低气流的流速，使气流的速度放缓，然后气流从通孔102出来后，进入到消音腔103中，消音腔103起到进一步缓冲气流的作用，避免气流直接冲击壳体200造成更大的噪音。

压缩机工作时产生的噪音包含有多种频率的声波，声波通过通孔102进入到消音腔103后，会在在消音腔103中不断反射，消耗声波的的能量，使噪音减弱。对于设定长度的通孔102，同一长度的通孔102只能让一种频率的声波通过，且声波通过通孔102后，在消音腔103中反射，削弱声波能量，使噪音减弱，具体原理可参照亥姆霍兹共振，通过设置部分非等高的通孔102，使吸声结构100具有多隔热不同长度的通孔102，使通孔102能够让多个频率的声波通过，拓宽可通过通孔102的声波的频段，使吸声结构100能够处理更广范围的声波，提高吸声效果。需要说明的是，通孔102的长度是指通孔102沿轴向的长度。

设吸声结构100的吸声频率为F，吸声结构100的孔隙率为P，通孔102沿轴向的长度为T，通孔102的直径为D，消音腔103沿通孔102轴向的长度为L，声速为C，他们之间的关系如下：

当消音腔103沿通孔102轴向的长度L为10mm，声速C为235000mm/s，通孔102的直径D为1.5mm，通孔102沿轴向的长度T为4.5mm，吸声结构100的孔隙率为P为71％，将上述数据代入到上述公式中，得出吸声结构100的吸声频率F为4166Hz；或者，当消音腔103沿通孔102轴向的长度L为10mm，声速C为235000mm/s，通孔102的直径D为1.5mm，通孔102沿轴向的长度T为6mm，吸声结构100的孔隙率为P为71％，代入公式可得出吸声结构100的吸声频率F为3714Hz；比如，当消音腔103沿通孔102轴向的长度L为10mm，声速C为235000mm/s，通孔102的直径D为1.5mm，通孔102沿轴向的长度T为9mm，吸声结构100的孔隙率为P为71％，代入公式可得出吸声结构100的吸声频率F为3120Hz。

通过上述数据可知，在其他参数不变，通过改变通孔102沿轴向的长度为T，即可改变吸声结构100的吸声频率F，或者同时改变通孔102沿轴向的长度为T和消音腔103沿通孔102轴向的长度L，实现吸声结构100的宽频吸声。

同样，参照图5和图6，可以理解的是，设定通孔102沿着轴向的长度为H，H满足：1mm≤H≤10mm，即通孔102的长度为为1mm～10mm。具体地，吸声结构100设置有板体，板体表面设置有斜面，斜面的最低处高度为1mm，斜面的最高处高度为10mm，多个通孔102均匀地开设在平板上，通孔102沿斜板的高度方向延伸，并贯通平板，使通孔102的长度范围为1mm～10mm。此外，吸声结构100也可以设置有厚度不均匀的板体，多个通孔102均匀地开设在板体上，并沿板体的厚度方向延伸，贯通板体，板体的表面高低不一，呈波浪式起伏，板体表面的最高处的厚度为10mm，板体表面的最低处的厚度为1mm，即通孔102的长度为1mm～10mm。

此外，还可以理解的是，吸声结构100为厚度均匀的板状结构，如平板，通孔102开设在吸声结构100，吸声结构100倾斜设置在壳体200内。通过上述公式可知，也可以通过改变消音腔103沿通孔102轴向的长度L，改变吸声结构100的吸声频率F，通过将厚度均匀的吸声结构100倾斜设置，使吸声结构100与壳体200配合形成的消音腔103，其沿通孔102轴向的长度为变化的，使吸声结构100能够宽频吸声。

需要说明的是，吸声结构100为厚度均匀的平板，通孔102沿竖直方向开设在吸声结构100，各个通孔102之间的长度保持一致，实现吸声结构100在通孔102长度一致的情况下，使消音腔103也能实现宽频吸声，另外，消音腔103通常压缩机的出气口230设置在压缩机的上端，使通孔102与压缩机的长度方向保持一致，便于声波传入消音腔103中。

还可以理解的是，可以同时改变通孔102沿轴向的长度为T和消音腔103沿通孔102轴向的长度L，实现吸声结构100的宽频吸声。

可以理解的是，吸声结构100整体呈板状，吸声结构100的外边缘沿周向向外凸出设置有连接部101，连接部101与壳体200的内壁抵接，且连接部101的外边缘轮廓与壳体200的内表面形状匹配，提高吸声结构100与容纳腔的内壁之间的密封性，避免声波从吸声结构100与容纳腔之间的间隙流入消音腔103，提高降噪效果。

可以理解的是，参照图1至图4，壳体200内设置有电机组件210和压缩组件220，电机组件210的上方形成有第一腔体201，电机组件210与压缩组件220之间形成有第二腔体202。吸声结构100可以设置在第一腔体201或第二腔体202内，当吸声结构100设置在第一腔体201时，声波从压缩组件220的传出后经过电机组件210后，通过吸声结构100的通孔102进入到消音腔103中，当吸声结构100设置在第二腔体202内时，声波从压缩组件220传出后，通过吸声结构100进入到消音腔103内，使得气流先经过吸声结构和消音腔，然后再经过电机组件，最后从出气口排出。

还可以理解的是，可以在第一腔体201和第二腔体202同时设置吸声结构100，使声波从压缩组件220传出后，首先经过第二腔体202中的吸声结构100，减弱声波，然后再通过第一腔体201中的吸声结构100，进一步减弱声波，降低噪音，减少噪音的透传。

可以理解的是，参照图5，通孔102阵列设置，具体地，通孔102均匀地分布在吸声结构100中，且通孔102之间等间距设置，使吸声结构100整体美观，同时方便在吸声结构100上加工出通孔102。

需要说明的是，通孔102的横截面形状可以为菱形、正方形、平行四边形等多边形，也可以为常见的圆形、椭圆形等，此外，还可以是不规则图形。

另外，设通孔102的横截面面积为S，满足：1mm²≤S≤16mm²，通过限定通孔102的横截面积的大小，避免通孔102的横截面过小而增加加工难度，使成本增加，同时通孔102也不适宜过大，通孔102的横截面面积过大将会减弱通孔102对气流的阻碍作用，使降噪效果减弱。需要说明的是，通孔102的横截面为沿通孔102轴向的截面。

可以理解的是，设吸声结构100的孔隙率为P，P满足：60％≤P≤90％。压缩机中的噪音主要是气流振动产生的，吸声结构100的孔隙率越小，则吸声结构100上的通孔102越稀疏，不利于声波通过通孔102传播到消音腔103中，吸声结构100的孔隙率越大，则表示吸声结构100上的通孔102分布较密集，气流通过时阻力减小，当孔隙率接近100％时，声波进入到消音腔103后，在消音腔103内反射时，会从通孔102反射出，使消音腔103的降噪效果降低，为避免上述情况，限定孔隙率P在60％～90％的范围内。需要说明的是，孔隙率是指，指材料中孔隙体积与材料在自然状态下总体积的百分比。

可以理解的是，吸声结构100可以使用金属材料制成，如铁、铜、铝等，使吸声结构100的强度得到增强，提高吸声结构100的使用寿命。通过使用金属材料制作吸声结构100，提升吸声结构100的刚度，使声波在消音腔103中反射时，减少吸声结构100表面的形变，增加声波反射时的损耗，提高消音腔103的吸声效果。

还可以理解的是，可以通过熔焊将吸声结构100固定在压缩机内部。熔焊是在焊接过程中将工件接口加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法，熔焊时，热源将压缩机的连接部101以及压缩机的内壁迅速加热熔化，形成熔池，熔池随热源向前移动，冷却后形成连续焊缝而将吸声机构的连接部101和压缩机的内壁连接成为一体。

此外，也可以通过钎焊实现吸声结构100与壳体200之间的固定连接，使用比吸声结构100材料和压缩机壳体200材料熔点低的金属材料作钎料，将吸声结构100、压缩机壳体200和钎料加热到高于钎料熔点、低于吸声结构100和压缩机壳体200熔点的温度，利用液态钎料填充间隙，并与吸声结构100以及压缩机壳体200实现原子间的相互扩散，从而实现吸声结构100与压缩机壳体200的连接。

另外，吸声结构100可以由尼龙制成，使吸声结构100具有无毒、质轻的特点，同时具备优良的机械强度、耐磨性和较好的耐腐蚀性。吸声结构100也可以使用树脂制成，使吸声结构100在具备良好的机械强度的同时，还具有较好的韧性和阻燃性。

噪声对人体的危害是全身性的，既可以引起听觉系统的变化，也可以对非听觉系统产生影响。噪声对听觉器官的影响是一个从生理移行至病理的过程，造成病理性听力损伤必须达到一定的强度和接触时间。长期接触较强烈的噪声引起听觉器官损伤的变化一般是从暂时性听阈位移逐渐发展为永久性听阈位移。此外，噪声反复长时间的刺激，超过生理承受能力，就会对中枢神经系统造成损害，使脑皮层兴奋与抑制平衡失调，导致条件反射的异常，使脑血管功能紊乱，脑电位改变，从而产生神经衰弱综合征，可出现头痛、头昏、耳鸣、易疲倦以及睡眠不良等表现，还可以引起暴露者记忆力、思考力、学习能力、阅读能力降低等神经行为效应。

本发明的第二方面实施例的制冷设备，包括有本发明的第一方面实施例的压缩机。通过压缩机内的吸声结构100与消音腔103配合，使气流经过吸声结构100进入到消音腔103时，降低气流的湍流程度，减弱气流的振动，使噪音降低，同时通过部分非等高的通孔102，使能够处理不同频段的噪音声波，拓宽降噪频段，提高降噪效果。

需要说明的是，压缩机在输送气态制冷剂时，会有部分制冷剂液化，同时压缩机内部存在有润滑液，因而压缩机内部会存在有液体，同时液体会跟随气体在压缩机内输送，当气体通过通孔102时，也会有部分液体进入到通孔102中，通过设置通孔102沿竖直方向延伸，使液体能够从通孔102中滴落，避免液体在通孔102内积聚，避免降低吸声结构100的吸声效果。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.压缩机，其特征在于，包括：

壳体，开设有出气口；

吸声结构，设置在所述壳体内，所述吸声结构沿厚度方向开设有多个通孔，至少部分所述通孔沿轴向的长度不相等；

其中，所述吸声结构与所述出气口之间形成有消音腔，所述通孔通过所述消音腔与所述出气口连通。

2.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述通孔的横截面面积为S，所述S满足：1mm²≤S≤16mm²。

3.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述吸声结构的孔隙率为P，所述P满足：60％≤P≤90％。

4.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述通孔沿轴向的长度为H，所述H满足：1mm≤H≤10mm。

5.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述通孔的横截面形状为菱形、正方形或平行四边形。

6.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述吸声结构为厚度均匀的板状结构，所述通孔开设在所述吸声结构，所述吸声结构倾斜设置在所述壳体内。

7.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述吸声结构沿周向向外凸出设置有连接部，所述吸声结构通过所述连接部与所述壳体连接。

8.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述吸声结构通过焊接固定在所述壳体内。

9.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述壳体内沿气流方向依次设置有压缩组件和电机组件，所述电机组件与所述出气口之间形成有第一腔体，所述电机组件与所述压缩组件之间形成有第二腔体，所述吸声结构设于所述第一腔体和/或所述第二腔体内。

10.制冷设备，其特征在于，包括有权利要求1至9任一项所述的压缩机。

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