CN114151305A - 壳体组件、压缩机及制冷设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了壳体组件、压缩机及制冷设备，其中壳体组件包括本体部和减振部，减振部设有连接段和悬臂段，连接段的一端连接本体部，另一端连接悬臂段，悬臂段沿远离连接段的方向延伸设置，当壳体组件发生振动的时候，本体部的振动能够通过连接段传递至悬臂段，使得悬臂段发生振动而消耗壳体组件的振动能量，从而能够抑制壳体组件的振动响应，减少因壳体组件振动而产生的噪声，达到减振降噪的目的。

Description

壳体组件、压缩机及制冷设备

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，特别涉及一种壳体组件、压缩机及制冷设备。

背景技术

随着人们对空调噪声要求的提高及空调系统各部件成本的降低，使得压缩机的噪声问题更加凸显。由于压缩机振动噪声的大小直接影响客户对空调舒适度的评判，所以有必要进一步降低压缩机的噪声。相关技术中，经过声源定位发现，压缩机噪声的重要来源是壳体的振动辐射，故解决压缩机的壳体振动是迫在眉睫。

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，本发明提出一种壳体组件，其能够抑制振动响应，减少振动引起的噪声。

本发明还提供一种具有上述壳体组件的压缩机。

本发明还提供一种具有上述压缩机的制冷设备。

根据本发明第一方面实施例的壳体组件，应用于压缩机，所述壳体组件包括：

外壳部；

减振部，设有连接段和悬臂段，所述连接段的一端连接所述外壳部，另一端连接所述悬臂段，所述悬臂段沿远离所述连接段的方向延伸设置。

根据本发明第一方面实施例的壳体，至少具有如下有益效果：

壳体通过设置有外壳部和减振部，减振部设置有连接段和悬臂段，当壳体发生振动的时候，外壳部的振动能够通过连接段传递至悬臂段，使得悬臂段发生振动而消耗壳体的振动能量，从而能够抑制壳体的振动响应，减少因壳体振动而产生的噪声，达到减振降噪的目的。

根据本发明的一些实施例，所述悬臂段的厚度沿固定端朝向自由端的方向等厚设置或者逐渐减小。

所述悬臂段的厚度沿固定端朝向自由端的方向呈幂指数逐渐减小，且满足幂指数曲线h＝A*x^m，其中，x为沿所述悬臂段的延伸方向上的点与所述自由端的距离，h为所述悬臂段位于所述点处的厚度，A为常数且A＞0，m为幂指数且m≥2。

根据本发明的一些实施例，所述减振部还设有配重块，所述配重块连接于所述自由端。

根据本发明的一些实施例，所述配重块为粘弹性质量块。

根据本发明的一些实施例，所述自由端的厚度为h1，满足h1≥0.05mm。

根据本发明的一些实施例，所述连接段连接于所述外壳部的内壁，所述悬臂段螺旋盘绕于所述外壳部的内腔。

根据本发明的一些实施例，所述连接段连接于所述外壳部的外壁，所述悬臂段螺旋盘绕于所述外壳部的外部空间。

根据本发明的一些实施例，所述减振部设有多个，多个所述减振部沿所述外壳部的轴向或周向间隔设置。

根据本发明第二方面实施例的压缩机，包括本发明第一方面实施例的壳体。

根据本发明第二方面实施例的压缩机，至少具有如下有益效果：

压缩机由于采用本发明第一方面实施例的壳体，该壳体组件通过设置有外壳部和减振部，减振部设置有连接段和悬臂段，当壳体组件发生振动的时候，外壳部的振动能够通过连接段传递至悬臂段，使得悬臂段发生振动而消耗壳体组件的振动能量，从而能够抑制壳体组件的振动响应，减少因壳体组件振动而产生的噪声，进而减少压缩机的工作噪声。

根据本发明第三方面实施例的制冷设备，包括本发明第二方面实施例的压缩机。

根据本发明第三方面实施例的制冷设备，至少具有如下有益效果：

该制冷设备由于采用本发明第二方面实施例的压缩机，压缩机的壳体组件通过设置有减振部，外壳部的振动传递至减振部时，减振部的悬臂段能够发生振动而消耗壳体组件的振动能量，从而能够抑制壳体组件的振动响应，减少因壳体组件振动而产生的噪声，进而减少压缩机的工作噪声，提高制冷设备使用的舒适性。

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

图1是本发明一些实施例的壳体组件的立体结构示意图；

图2是图1的壳体组件的分解结构示意图；

图3是本发明一些实施例的减振部的立体结构示意图；

图4是本发明另一些实施例的减振部的立体结构示意图；

图5是图4的减振部的另一角度示意图；

图6是图5中的A处放大图。

附图标记：

外壳部100；内腔110；

减振部200；悬臂段210；自由端211；固定端212；连接段220。

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、装配、配合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。

随着人们对空调噪声要求的提高及空调系统各部件成本的降低，使得压缩机的噪声问题更加凸显。由于压缩机振动噪声的大小直接影响客户对空调舒适度的评判，所以有必要进一步降低压缩机的噪声。相关技术中，经过声源定位发现，压缩机噪声的重要来源是壳体的振动辐射，因此如何减少壳体的振动是目前需要解决的技术问题。

为了解决上述的至少一个技术问题，本发明提出一种壳体组件，其应用于压缩机，能够抑制振动的响应，从而达到减振降噪的目的。

参照图1至图2，本发明第一方面实施例的壳体组件，包括外壳部100和减振部200，减振部200连接于外壳部100。制作壳体组件时，可以将减振部200和外壳部100分别单独制作，然后再将减振部200通过焊接或者粘接等方式固定连接于外壳部100。

参照图2，外壳部100作为壳体组件的主体部分，其大致为圆筒状，当然外壳部100也可以是方形或圆形或是其他的形状，在此并不做具体限制。外壳部100包括上壳部(图中未示出)和下壳部，上壳部的内部中空并具有朝向下方的开口，下壳部的内部中空并具有朝向上方的开口，上壳部盖设于下壳部的上端从而围设形成壳体组件的内腔110。具体安装时，可以根据实际的安装需要而将减振部200设置于壳体组件的内腔110中，也可以将减振部200设置于壳体组件的外壁上。

参照图3至图5，具体的，减振部200包括连接段220和悬臂段210，连接段220的一端与外壳部100连接固定，另一端与悬臂段210连接固定，连接段220可以将外壳部100的振动充分地传递至悬臂段210。

参照图4，可以理解的是，在本发明的一些实施例中，连接段220沿其宽度的一端可以相对悬臂段210凸出，当连接段220通过该凸出的一端与外壳部100连接的时候，能够使得悬臂段210与外壳部100之间形成间隙，从而可以防止悬臂段210振动时与外壳部100发生碰撞而产生噪声。

悬臂段210的一端与连接段220连接，另一端沿着远离连接段220的方向延伸设置，从而构成悬臂梁结构。悬臂梁结构具有吸振的特点，其能够消耗外壳部100传递过来的振动能量。

参照图1，壳体组件通过设置有外壳部100和减振部200，减振部200设置有连接段220和悬臂段210，当壳体组件发生振动的时候，外壳部100的振动能够通过连接段220传递至悬臂段210，使得悬臂段210发生振动而消耗壳体组件的振动能量，从而能够抑制壳体组件的振动响应，减少因壳体组件振动而产生的噪声，达到减振降噪的目的。

可以理解的是，在本发明的一些实施例中，悬臂段210的厚度可以沿着固定端212朝向自由端211的方向等厚设置，或者悬臂段210的厚度沿着固定端212朝向自由端211的方向逐渐减小。

具体的，当悬臂段210的厚度沿着固定端212朝向自由端211的方向等厚设置的时候，即悬臂段210各处的厚度基本一致，此时悬臂段210能够实现窄带减振的效果。具体而言，对于振动频率与悬臂段210的共振频率相同的振动，以及振动频率在悬臂段210的共振频率附近的振动，悬臂段210具有良好的吸振效果，从而降低壳体组件因振动而产生的噪声。

当悬臂段210的厚度沿固定端212朝向自由端211的方向逐渐减小时，此时悬臂段210能够实现宽频减振的效果。具体而言，振动从悬臂段210的固定端212向自由端211传递时，由于悬臂段210的厚度逐渐减小时，此时振动的波速变小，实现波的聚集，同时根据能量守恒定理，此时振动的波幅值变大，从而能够快速消耗振动的能量。尤其是对于中高频的振动，厚度逐渐变小的悬臂段210的吸振效果更好，因此其能够有效抑制壳体组件的中高频振动，从而降低壳体组件因振动而产生的中高频噪声。

参照图3至图5，可以理解的是，在本发明的一些实施例中，悬臂段210的厚度沿固定端212朝向自由端211的方向呈幂指数逐渐减小，且满足幂指数曲线h＝A*x^m，其中，h为悬臂段210的厚度，x为沿悬臂段210的延伸方向上，悬臂段210上的任意点与自由端211的距离，h为悬臂段210位于该点处的厚度，A为常数且A＞0，m为幂指数且m≥2。可以理解的是，以悬臂段210的自由端211作为原点，x为原点与悬臂段210上任意点位置之间的间距。需要说明的是，悬臂段210的延伸方向轨迹可以是直线段，也可以是曲线段，因此此处的x应该理解为原点与任意点之间的直线段的长度或者曲线段的长度。也就是说，从固定端212朝向自由端211，悬臂段210的厚度呈幂指数逐渐减小。例如，幂指数曲线为h＝2x²，悬臂段210上距离自由端211的距离为2mm的位置，对应悬臂段210的厚度为8mm；悬臂段210上距离自由端211的距离为1mm的位置，对应悬臂段210的厚度为2mm。可见，越靠近自由端211，悬臂段210的厚度越小，且呈幂指数递减的形式变化。

可以理解的是，由于悬臂段210的厚度呈幂指数变化，悬臂段210上呈幂指数变化的区域也可理解为声学黑洞区域，声学黑洞效应是利用薄壁结构几何参数或者材料特性参数的幂指数变化,使波在声学黑洞区域的传播速度逐渐减小,在理想情况下波速可以减小至零，从而不发生反射的现象。利用声学黑洞可以将结构中传播的波动能量聚集在特定的位置，从而在薄壁结构的减振降噪的应用中具有明显的优势，声学黑洞对波的聚集具有宽频高效、实现方法简单灵活等特点。

根据声学黑洞效应，可理解到，悬臂段210采用声学黑洞结构，悬臂段210的厚度按照幂指数逐渐减小的规律分布，因此悬臂段210能够降低结构中波的传播速度，将超音速波转化为亚音速波，从而在一定的空间尺度上将宽频带的波聚集于结构厚度变薄的区域内，起到抑制结构中声辐射的作用，能够显著减小壳体组件的振动响应，获得良好的降噪效果。

参照图6，可以理解的是，悬臂段210的自由端211的厚度h1越小，则悬臂段210能起到的声学黑洞效应更好。然而，考虑工艺和加工的限制，实际制作中将自由端211的厚度设置为等于或稍大于0.05mm的尺寸即可。例如，自由端211的厚度设置为0.1mm，此时采用现有的工艺可以实现悬臂段210的上述尺寸，同时悬臂段210能够实现较好的减振效果。

需要说明的是，在本发明的一些实施例中，为了进一步抑制壳体组件的低频噪声，减振部200还可以设置有配重块(图中未示出)，配重块的重量根据所需要消除的振动频率而具体设置，配重块连接于悬臂段210的自由端211。悬臂段210通过设置有配重块，可以增大对振动能量的消耗，从而提高悬臂段210对低频振动的吸振效果，有利于抑制壳体组件的低频振动，从而减少壳体组件的低频噪声的产生。

可以理解的是，当悬臂度210采用厚度逐渐减小的结构，同时悬臂段的自由端211安装有配重块，此时减振部200对全频段振动均具有良好的吸振效果，可以抑制壳体组件全频段振动的响应，从而有效减少壳体组件的全频段噪声的产生，因此可以获得更好的减振降噪效果。

可以理解的是，在本发明的一些实施例中，配重块可以为粘弹性的质量块，粘弹性的质量块可以由橡胶或是其他黏弹性材料制成。安装时，可以通过硫化或粘接等方式将粘弹性的质量块连接固定于悬臂段210的自由端211。

需要说明的是，粘弹性质量块还具有阻尼作用，其能够将固体机械振动能转变为热能而耗散，粘弹性质量块能够在不改变结构的情况下进行有效的减振和降噪，材料的阻尼性能可根据它耗散振动能的能力来衡量，评价阻尼大小的标准是阻尼系数。因此在悬臂段210的自由端211连接粘弹性质量块的时候，可以进一步降低壳体组件的振动响应，提高减振部200的减振效果。

当然，在本发明的一些实施例中，配重块还可以为刚性的质量块，刚性的质量块可以采用与悬臂段210相同的材质制成，制作时将配重块与悬臂段210一体成型，加工更为方便。

参照图1和图2，可以理解的是，在本发明的一些实施例中，减振部200位于壳体组件的内腔110中，此时连接段220连接于外壳部100的内壁。为了能够降低悬臂段210对壳体组件的内腔110空间的占用，悬臂段210设置为螺旋状，其螺旋盘绕于内腔110中，此时悬臂段210的长度比较长，使得其具有更宽的减振频段，有利于提高减振的效果。具体的，螺旋状的悬臂段210展开为平板或者直梁的结构，加工制作更为方便。可以理解的是，此时螺旋状的悬臂段210的外圈的直径应当小于内腔110的内径，从而避免悬臂段210与内腔110的内壁发生碰撞。

参照图1，相关技术中，经过声源定位发现，壳体组件内腔110上部的结构共振及振动声辐射是压缩机产生高频噪声的主要根源。为此，可以将减振部200设置于壳体组件内腔110的上部，从而能够使得减振部200能够起到更好的吸振效果，从而能够更好的抑制壳体组件的振动响应，实现更好的减振降噪效果。当然，也可以将减振部200设置于壳体组件上部的外壁，此时连接段220连接于外壳部100的外壁，悬臂段210螺旋盘绕于外壳部100的外部空间，同样可以起到较好的减振降噪效果。

可以理解的是，壳体组件的模态节点位置的振幅比较小，甚至为0，因此减振部的设置位置应该避开壳体组件的模态节点位置，从而使得减振部200能够起到吸振的作用。

可以理解的是，为了进一步提高壳体组件的减振降噪效果，在本发明的一些实施例中，减振部200设有多个，多个减振部200沿着外壳部100的轴向或周向间隔设置，从而提高减振部200的吸振效果，提升壳体组件的减振降噪效果。具体的，可以在外壳部100的外壁沿壳体组件的轴心线对称设置两个减振部200，当然，两个减振部200也可以采用非对称的方式具体布置于外壳部100。

本发明第二方面实施例的压缩机，包括本发明第一方面实施例的壳体组件。压缩机可以是旋转式压缩机，当然也可以是其他形式的压缩机。

下面以旋转式压缩机为例进行描述，压缩机包括泵体组件和电机组件，泵体组件和电机组件安装于壳体组件的内腔110中。具体的，电机组件位于内腔110中的上部，泵体组件位于电机组件的下方。

电机组件包括有转子和定子，定子固定于壳体组件的内壁，转子能够相对定子转动。转子连接泵体组件的曲轴，其能够带动曲轴做旋转运动。

泵体组件包括有气缸、上轴承、下轴承、消音器和曲轴，上轴承配合安装于气缸的上端面，下轴承配合安装于气缸的下端面，从而使得气缸的内部形成有压缩腔。消音器安装于上轴承的上端，用于降低压缩腔排气时产生的气流噪声。

曲轴的一端与转子连接，另一端套设有活塞，活塞位于压缩腔内，活塞在曲轴的带动下在压缩腔内做偏心旋转运动，从而使压缩腔的工作容积产生周期性变化。活塞与配合的滑片将压缩腔分隔为低压腔和高压腔。

压缩机通常还设有储液器，储液器与泵体组件连接，为泵体组件提供制冷剂，泵体组件的曲轴在电机组件的转子驱动下旋转，使得泵体组件能够完成吸气、压缩、排气的过程，制冷剂经过泵体组件的压缩后，通过壳体组件的排气管排出，然后进入制冷装置循环。

压缩机工作时，泵体组件和电机组件会产生振动而传递至壳体组件，使得壳体组件产生振动而产生噪声。为此，壳体组件通过设置有外壳部100和减振部200，减振部200具有连接段220和悬臂段210，连接段220的两端分别连接外壳部200和悬臂段210，悬臂段210沿着远离连接段220的方向延伸设置以形成悬臂梁结构。当泵体组件和电机组件的振动传递至壳体组件时，部分振动能量通过外壳部100传递至减振部200，使得悬臂段210发生振动而消耗壳体组件的振动能量，从而能够抑制壳体组件的振动响应，减少因壳体组件振动而产生的噪声，降低压缩机的工作噪声，达到减振降噪的目的。

本发明第三方面实施例的制冷设备，包括本发明第二方面实施例的压缩机。该制冷设备可以是空调、冰箱等家用电器，制冷设备应用上述实施例的压缩机。由于制冷设备采用了上述实施例的压缩机的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再赘述。

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 (11)

1.壳体组件，应用于压缩机，其特征在于，包括：

外壳部；

减振部，设有连接段和悬臂段，所述连接段的一端连接所述外壳部，另一端连接所述悬臂段，所述悬臂段沿远离所述连接段的方向延伸设置。

2.根据权利要求1所述的壳体组件，其特征在于：所述悬臂段的厚度沿固定端朝向自由端的方向等厚设置或者逐渐减小。

3.根据权利要求1所述的壳体组件，其特征在于：所述悬臂段的厚度沿固定端朝向自由端的方向呈幂指数逐渐减小，且满足幂指数曲线h＝A*x^m，其中，x为沿所述悬臂段的延伸方向上的点与所述自由端的距离，h为所述悬臂段位于所述点处的厚度，A为常数且A＞0，m为幂指数且m≥2。

4.根据权利要求3所述的壳体组件，其特征在于：所述减振部还设有配重块，所述配重块连接于所述自由端。

5.根据权利要求4所述的壳体组件，其特征在于：所述配重块为粘弹性质量块。

6.根据权利要求3所述的壳体组件，其特征在于：所述自由端的厚度为h1，满足h1≥0.05mm。

7.根据权利要求1所述的壳体组件，其特征在于：所述连接段连接于所述外壳部的内壁，所述悬臂段螺旋盘绕于所述外壳部的内腔。

8.根据权利要求1所述的壳体组件，其特征在于：所述连接段连接于所述外壳部的外壁，所述悬臂段螺旋盘绕于所述外壳部的外部空间。

9.根据权利要求1至8任一项所述的壳体组件，其特征在于：所述减振部设有多个，多个所述减振部沿所述外壳部的轴向或周向间隔设置。

10.压缩机，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的壳体组件。

11.制冷设备，其特征在于，包括如权利要求10所述的压缩机。

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