CN114215759B - 一种支架结构、压缩机及空调器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种支架结构、压缩机及空调器，其中，支架结构用于涡旋压缩机中，支架结构包括支架本体，支架本体背离动涡盘的一侧设置有至少一个阶梯，阶梯位于支架结构的上端面与底座之间，阶梯的阶梯面和上端面平行用于消减支架结构和压缩机动涡盘之间的固体噪音。本发明中，在传统支架的背离动涡盘的一侧设置阶梯，阶梯和上端面形成至少两个平行的平面，声波在至少两个平行平面之间垂直入射时，会发生半波损失，从而达到消音的效果。

Description

一种支架结构、压缩机及空调器

技术领域

本发明涉及涡旋压缩机降噪技术领域，特别是涉及一种支架结构、压缩机及空调器。

背景技术

涡旋压缩机因其效率高、体积小、重量轻、结构简单而被广泛应用于空调系统中。在涡旋压缩机中，由于轴向气体力的存在，动涡盘会与支架发生摩擦，摩擦引起的固体声首先会在支架内部传播，之后通过支架与压缩机壳体的环形接触面传递至压缩机的壳体上，再辐射到压缩机周围环境上。由此可知，支架即为该摩擦声传播的固定声场，当支架被扰动时，不仅会产生纵波，还会产生横波和表面波，进而形成各种噪音。根据声学的相关知识可知，支架本身就是该摩擦声传播的固体声场，支架的外形轮廓，就构成了这个固体声场的边界，不同的声场边界，对于声的传播特性会有很大的影响。因此，如何对支架的形状进行改进，使得该支架的声场边界可以消除更多的噪音是目前急需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种支架结构、压缩机及空调器，在传统支架背离动涡盘的一侧设置阶梯，通过阶梯与上端面的配合消除支架结构和压缩机动涡盘之间的固体噪音。

为了解决上述问题，根据本申请的一个方面，本发明的实施例提供了一种支架结构，支架结构用于涡旋压缩机中，支架结构包括支架本体，支架本体背离动涡盘的一侧设置有至少一个阶梯，至少一个阶梯位于支架结构的上端面与底座之间，阶梯的阶梯面与上端面平行用于消减支架结构和压缩机动涡盘之间的固体噪音。

在一些实施例中，当支架本体背离动涡盘的一侧仅设置有第一阶梯时，固体噪音的消声频率取决于第一阶梯的高度，高度为底座的顶部与上端面的底部之间的距离。

在一些实施例中，支架本体在第一阶梯处的横截面为圆形，固体噪音的消声量取决于该圆形的直径d₁。

在一些实施例中，第一阶梯用于消减支架结构和压缩机动涡盘之间的频率为f₁的固体噪音，其中：

上式中，c为声速，H为上端面的高度，D₁为第一阶梯的高度，n为不小于1的整数。

在一些实施例中，当支架本体背离动涡盘的一侧还设置有第二阶梯时，第二阶梯的阶梯面与第一阶梯的阶梯面平行。

在一些实施例中，第二阶梯用于消减支架结构和压缩机动涡盘之间的频率为f₂的固体噪音，其中：

上式中，c为声速，H为上端面的高度，D₂为第二阶梯的高度，即：所述上端面的底部与第一阶梯的顶部之间的距离，n为不小于1的整数。

在一些实施例中，第一阶梯与第二阶梯共同作用用于消减支架结构和压缩机动涡盘之间的频率为f₃的固体噪音，其中：

上式中，c为声速，H为上端面的高度，D₁为第一阶梯的高度，D₂为第二阶梯的高度，n为不小于1的整数。

在一些实施例中，支架本体在第二阶梯处的横截面为圆形，固体噪音的消声量还取决于该圆形的直径d₂。

在一些实施例中，第一阶梯和第二阶梯中，当第一阶梯靠近上端面时，第一阶梯的直径大小与消声量成正比，第二阶梯的直径大小与消声量成反比。

在一些实施例中，上端面的高度与固体噪音的频率的上限成反比。

根据本申请的另一个方面，本发明的实施例提供了一种压缩机，压缩机包括上述的支架结构。

根据本申请的另一个方面，本发明的实施例提供了一种空调器，空调器包括上述的压缩机。

与现有技术相比，本发明的支架结构至少具有下列有益效果：

支架本体背离动涡盘的一侧设置有至少一个阶梯，至少一个阶梯对应的阶梯面和上端面形成至少两个平行的平面，声波在平行平面之间垂直入射，在刚性壁面反射时会发生半波损失，从而达到消音的效果。

另一方面，本发明提供的压缩机是基于上述支架结构而设计的，其有益效果参见上述支架结构的有益效果，在此，不一一赘述。

另一方面，本发明提供的空调器是基于上述压缩机而设计的，其有益效果参见上述压缩机的有益效果，在此，不一一赘述。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本发明的实施例提供的一种支架结构中，当仅有第一阶梯时的剖视图；

图2是本发明的实施例提供的一种支架结构中，当有第一阶梯和第二阶梯时的剖视图；

图3是本发明的实施例提供的一种压缩机的局部剖视图。

其中：

1、支架本体；2、第一阶梯；3、上端面；4、底座；5、第二阶梯。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

在本发明的描述中，需要明确的是，术语“垂直”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“水平”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅仅是为了便于描述本发明，而不是意味着所指的装置或元件必须具有特有的方位或位置，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

扰动在介质中的传播称为声，当这种声是我们不需要时，就将之称为噪声。噪声现象在动力机械中广泛存在，根据噪声传播介质的不同，可以把噪声分为气体声和结构声(固体声)。

从压缩机周围环境的角度来看，声场是气体声场，压缩机周围环境接收到的是气体声。然而从声源即压缩机的振动发声源分析，有相当一部分的声能量是通过固体零件传播到压缩机壳体上再辐射到压缩机周围的气体声场。这其中，摩擦噪声又占据了主要部分。当两个零件发生摩擦时，摩擦表面的扰动能量，小部分会向周围气体空间(压缩机内部空间声场)辐射，但是当这部分扰动能量穿过压缩机壳体壁厚时，绝大部分会被反射掉，几乎无法透射到压缩机周围环境，大部分的摩擦扰动，是在摩擦副零件内部的固体空间中传播，形成固体声，然后，传播到压缩机的壳体，再辐射到周围气体中，因此，形成摩擦声的主要是这部分固体声的传播；本实施例的主要目的就是为了消减这部分固体声。

本实施例提供一种支架结构，支架结构用于涡旋压缩机中，如图1所示，支架结构包括支架本体1，支架本体1背离动涡盘的一侧设置有至少一个阶梯，至少一个阶梯位于支架结构的上端面3与底座4之间，至少一个阶梯的阶梯面和上端面3平行用于消减支架结构和压缩机动涡盘之间的固体噪音。

传统的压缩机的支架，从其结构外形设计来看，没有经过声学的优化设计，其轮廓为圆锥斜面，而本实施例在支架本体1背离动涡盘的一侧设置有阶梯，针对支架结构固体声场传播的摩擦噪声，消减其中的纵波成份，具体地，声波在阶梯和上端面3之间垂直入射时，在刚性壁面反射时会发生半波损失，从而达到消减结构(固体)噪声、从而降低整机噪声的目的。

在具体实施例中：

当支架本体1背离动涡盘的一侧仅设置有第一阶梯2时，固体噪音的消声频率取决于第一阶梯2的高度，其中，第一阶梯2的高度为底座4的顶部与上端面3的底部之间的距离。

具体地，第一阶梯2用于消减支架结构和压缩机动涡盘之间的频率为f₁的固体噪音，其中：

上式中，c为声速，H为上端面3的高度，D₁为第一阶梯2的高度，n为不小于1的整数。

假如需要消除频率为30Hz的固体噪音，则将30代入上述公式中，同时将上端面3的高度H代入上述公式中，可对应出第一阶梯2的高度D1，根据该高度来设置支架结构即可。

在具体实施例中：

支架本体1在所述第一阶梯2处的横截面为圆形，固体噪音的消声量取决于该圆形的直径d₁。

具体地，固体噪音的消声量与上述圆的直径成正比，即：直径d₁越大，消音量越大，这是因为直径大，则声波反射的面积大，进而可以削弱更多的声波。

在具体实施例中：

如图2所示，当支架本体1背离动涡盘的一侧还设置有第二阶梯5时，第二阶梯5的阶梯面与第一阶梯2的阶梯面平行。

具体地，根据波的干涉理论，两束相干波，其相位差满足一定条件时，合成的声波会出现相互削弱的效应。以及声波在两个平行平面(第一阶梯2的阶梯面和第二阶梯5的阶梯面)之间垂直入射时，在两个刚性壁面反射时会发生半波损失，从而达到消声的效果。

在具体实施例中：

第二阶梯5用于消减支架结构和压缩机动涡盘之间的频率为f₂的固体噪音，其中：

上式中，c为声速，H为上端面3的高度，D₂为第二阶梯5的高度，即：所述上端面3的底部与第一阶梯2的顶部之间的距离，n为不小于1的整数。

和第一阶梯2类似，将需要被消除的固体噪音的频率、上端面3的高度H代入上述公式中，可对应出第二阶梯5的高度D₂，根据该高度来设置支架结构即可。

并且，第一阶梯2与第二阶梯5共同作用还可以消除其它频率段的噪音，具体为：

上式中，c为声速，H为上端面3的高度，D₁为第一阶梯2的高度，D₂为第二阶梯5的高度，n为不小于1的整数。f₃即为第一阶梯2与第二阶梯5共同作用后，所消减支架结构和压缩机动涡盘之间的频率。

也就是说，在保证支架结构机械功能和强度的前提下，通过上述公式对应出第一阶梯2与第二阶梯5的高度，使得在第一阶梯2与第二阶梯5上反射的声波的波程差恰好满足相位相反的要求，从而这两路声波相互削弱，达到消减固体噪声的目的。

在具体实施例中：

支架本体1在第二阶梯5处的横截面为圆形，固体噪音的消声量还取决于该圆形的直径d₂。

具体地，第一阶梯2和第二阶梯5中，当第一阶梯2靠近上端面时，第一阶梯2的直径d₁大小与消声量成正比，第二阶梯5的直径d₂大小与消声量成反比。

当然，支架本体1背离动涡盘的一侧还可设置第三阶梯，第四阶梯等，其均需要与上端面3平行。

另外，上端面3的高度与所述固体噪音的频率的上限成反比；也就是说：上端面3的高度越小，可消除的固体噪音的频率的上限越大；一般来说，上端面3的高度H沿用传统方案中的即可，但是如果为了进一步有更好的消声效果，在满足结构强度的前提下，可以考虑减小H的大小至原方案的2/3，H减小后，消声频率上限提高，使得可以消声的范围增大。

本实施例提供的支架结构通过在传统支架的圆周面上设计两个平行的梯形面，实现了对多个噪声目标频率的消声。

实施例2

本实施例提供一种压缩机，如图3所示，压缩机包括实施例1的支架结构。

本实施例提供的压缩机由于应用了实施例1中的支架结构，从而降低了压缩机整机噪音，满足压缩机静音化的要求。

实施例3

本实施例提供一种空调器，空调器包括实施例2的压缩机。

综上，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利技术特征可以自由地组合、叠加。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种支架结构，所述支架结构用于涡旋压缩机中，其特征在于，所述支架结构包括支架本体（1），所述支架本体（1）背离动涡盘的一侧设置有阶梯，所述阶梯位于所述支架结构的上端面（3）与底座（4）之间，所述阶梯的阶梯面和所述上端面（3）平行用于消减所述支架结构和动涡盘之间的固体噪音，所述支架本体（1）背离所述动涡盘的一侧仅设置有第一阶梯（2），所述固体噪音的消声频率取决于所述第一阶梯（2）的高度，所述高度为所述底座（4）的顶部与所述上端面（3）的底部之间的距离，所述第一阶梯（2）用于消减所述支架结构和所述动涡盘之间的频率为 f₁的固体噪音，其中：

上式中，c为声速，H为上端面（3）的高度，D₁为第一阶梯（2）的高度，n为不小于1的整数。

2.根据权利要求1所述的支架结构，其特征在于，所述支架本体（1）在所述第一阶梯（2）处的横截面为圆形，所述固体噪音的消声量取决于该圆形的直径d₁。

3.根据权利要求1所述的支架结构，其特征在于，所述上端面（3）的高度与所述固体噪音的频率的上限成反比。

4.一种支架结构，所述支架结构用于涡旋压缩机中，其特征在于，所述支架结构包括支架本体（1），所述支架本体（1）背离动涡盘的一侧设置有阶梯，所述阶梯位于所述支架结构的上端面（3）与底座（4）之间，所述阶梯的阶梯面和所述上端面（3）平行用于消减所述支架结构和动涡盘之间的固体噪音，所述阶梯包括第一阶梯（2）和第二阶梯（5），所述第一阶梯（2）和所述第二阶梯（5）共同作用用于消减所述支架结构和所述动涡盘之间的频率为f₃的固体噪音，其中：

上式中，c为声速，D₁为第一阶梯（2）的高度，D₂为第二阶梯（5）的高度，n为不小于1的整数。

5.根据权利要求4所述的支架结构，其特征在于，所述支架本体（1）在所述第二阶梯（5）处的横截面为圆形，所述固体噪音的消声量还取决于该圆形的直径d₂。

6.根据权利要求5所述的支架结构，其特征在于，所述第一阶梯（2）和第二阶梯（5）中，当所述第二阶梯（5）靠近上端面（3）时，所述第一阶梯（2）的直径大小与消声量成正比，所述第二阶梯（5）的直径大小与消声量成反比。

7.根据权利要求4所述的支架结构，其特征在于，所述第二阶梯（5）的阶梯面与所述第一阶梯（2）的阶梯面平行。

8.一种压缩机，其特征在于，所述压缩机包括权利要求1-7任一项所述的支架结构。

9.一种空调器，其特征在于，所述空调器包括权利要求8所述的压缩机。

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