CN114837913A - 消音装置及压缩机 - Google Patents

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CN114837913A CN202110142707.6A CN202110142707A CN114837913A CN 114837913 A CN114837913 A CN 114837913A CN 202110142707 A CN202110142707 A CN 202110142707A CN 114837913 A CN114837913 A CN 114837913A
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谢志宾
王海军
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Abstract

本申请提供了一种消音装置及压缩机，消音装置包括：一内消音器，具有第一顶盖部，内消音器的内部腔体形成排气腔；一外消音器，具有第二顶盖部，外消音器罩盖内消音器；外消音器的外周沿和内消音器的外周沿密封连接，外消音器的内壁与内消音器的外壁合围形成至少一背腔，第二顶盖部的内壁与第一顶盖部的外壁相贴合，第二顶盖部的部分内壁具有向上凹陷形成的第一凹槽，和/或第一顶盖部的部分外壁具有向下凹陷形成的第二凹槽；第二顶盖部的部分内壁与第二凹槽之间、第一顶盖部的部分外壁与第一凹槽之间和/或第一凹槽与第二凹槽对位组合形成孔洞管道；孔洞管道与背腔共同形成亥姆霍兹共振腔；本申请实现了压缩机在10Hz至500Hz内特定频段的有效降噪。

Description

消音装置及压缩机
技术领域
本发明涉及压缩机技术领域，具体地说，涉及一种消音装置及压缩机。
背景技术
10Hz至500Hz的低频段噪声问题是目前转子式压缩机的焦点问题，开发者均在寻求合理的改善方向与方法，但是现有的内置扩张室型消声器无法有效降低10Hz至500Hz的低频段噪声。
因此，本发明提供了一种消音装置以及压缩机。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种消音装置及压缩机，实现压缩机在10Hz至500Hz内特定频段的有效降噪。
根据本发明的一个方面，提供一种消音装置，包括：
一内消音器，具有第一顶盖部，所述内消音器的中央设有第一安装孔，所述内消音器的内部腔体形成排气腔；
一外消音器，具有第二顶盖部以及与所述第一安装孔同心设置的第二安装孔，所述外消音器罩盖所述内消音器；
所述外消音器的外周沿和所述内消音器的外周沿密封连接，所述外消音器的内壁与所述内消音器的外壁合围形成至少一背腔，所述第二顶盖部的内壁与所述第一顶盖部的外壁相贴合，所述第二顶盖部的部分内壁具有向上凹陷形成的第一凹槽，和/或所述第一顶盖部的部分外壁具有向下凹陷形成的第二凹槽；所述第二顶盖部的部分内壁与所述第二凹槽之间、所述第一顶盖部的部分外壁与所述第一凹槽之间和/或所述第一凹槽与第二凹槽之间对位组合形成孔洞管道；所述背腔通过所述孔洞管道和所述第一安装孔连通所述排气腔形成气流通道，所述孔洞管道与所述背腔共同形成亥姆霍兹共振腔。
可选地，所述第一安装孔的内半径为r1，所述内消音器的内半径为r2，所述外消音器的内半径为r3，所述内消音器与所述外消音器的重叠比为t，其中
Figure BDA0002929811760000021
且t满足0.2≤t≤0.8。
可选地，所述第一安装孔的内半径为r1，所述内消音器的内半径为r2，每一所述孔洞管道的长度为L，其中L满足r2-r1＜L。
可选地，所述第一安装孔的内半径为r1，所述孔洞管道内部的最大高度为H，所述孔洞管道投影于所述第一安装孔的横截面所在平面上的总面积为S，其中0.3mm＜H＜10mm，且S＜2πr1H。
可选地，所述孔洞管道沿延伸方向的延展路径为曲线、直线或折线。
可选地，所述孔洞管道具有至少两个。
可选地，所述内消音器具有环绕所述第一顶盖部设置的第一侧壁部，所述外消音器具有环绕所述第二顶盖部设置的第二侧壁部，所述内消音器的外周沿设有第一外缘部，所述外消音器的外周沿设有第二外缘部，所述第一外缘部的上表面、所述第一侧壁部的外表面、所述第二顶盖部的下表面以及所述第二侧壁部的内表面共同限定所述背腔的环形腔体。
可选地，所述第一安装孔的内半径等于所述第二安装孔的内半径。
可选地，所述外消音器和所述内消音器均呈多瓣腔型结构或环状腔型结构；或者其中之一呈多瓣腔型结构，另外一个呈环状腔型结构。
可选地，所述第二安装孔的孔壁向上形成有上翻边，所述第一顶盖部和所述第二顶盖部均为平板结构。
根据本发明的另一个方面，提供一种压缩机，包括：壳体及位于壳体内的电机及泵体组件，所述泵体组件包括曲轴、气缸、上缸盖、下缸盖及至少一排气结构，所述排气结构设于所述上缸盖和/或所述下缸盖上，并与所述气缸内部的压缩腔连通；
所述泵体组件还包括上述任一消音装置，所述消音装置罩盖于所述上缸盖和/或所述下缸盖背离所述气缸的一侧，所述消音装置的内消音器与所述上缸盖和/或所述下缸盖合围形成排气腔，所述排气腔通过所述排气结构与所述压缩腔连通，所述内消音器的第一安装孔和所述外消音器的第二安装孔均套设在所述上缸盖和/或所述下缸盖的颈部上，并与所述上缸盖和/或所述下缸盖的颈部之间留有间隙，所述排气腔与所述孔洞管道连通。
本发明与现有技术相比的有益效果在于：
本发明提供的消音装置及压缩机通过在外消音器的第二顶盖部的内壁形成第一凹槽，和/或内消音器的第一顶盖部的外壁形成第二凹槽，并进行对位组合形成孔洞管道，能够基于亥姆霍兹共振腔的理论，利用孔洞管道和背腔结构实现低频消声，实现了压缩机在10Hz至500Hz内特定频段的有效降噪。
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。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例公开的消音装置的立体图；
图2为本发明一实施例公开的消音装置的剖视图；
图3为本发明一实施例公开的消音装置中外消音器的剖视图；
图4为本发明一实施例公开的消音装置中内消音器的剖视图；
图5为本发明一实施例公开的消音装置的俯视剖视图；
图6为本发明另一实施例公开的消音装置的俯视剖视图；
图7为本发明一实施例公开的压缩机的剖视图；
图8为本发明一实施例公开的压缩机中消音装置与上缸盖组合的立体图；
图9为本发明的压缩机内噪音的传递损失曲线。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式。相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、材料、装置等。在其它情况下，不详细示出或描述公知技术方案以避免模糊本公开的各方面。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
用语“一个”、“一”、“该”、“所述”和“至少一个”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”、“具有”以及“设有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。
如图1至图5所示，本发明一实施例公开了一种消音装置1，该消音装置1包括一内消音器10以及一外消音器20。上述内消音器10具有第一顶盖部11以及环绕上述第一顶盖部11设置的第一侧壁部13，上述内消音器10的中央设有第一安装孔，上述内消音器10的内部腔体形成排气腔12。
上述外消音器20具有第二顶盖部21以及与上述第一安装孔同心设置的第二安装孔，上述外消音器20罩盖上述内消音器10。其中，上述第一安装孔与第二安装孔均是用于在压缩机装配过程中将消音装置1和上缸盖固定连接。本实施例中，上述第一安装孔的内半径等于上述第二安装孔的内半径。上述第一顶盖部11和上述第二顶盖部21均为平板结构。本申请均不以此为限。
上述外消音器20的外周沿和上述内消音器10的外周沿密封连接，上述外消音器20的内壁与上述内消音器10的外壁合围形成至少一背腔30。上述第二顶盖部21的内壁与上述第一顶盖部11的外壁相贴合。其中，外消音器20的上述第二顶盖部21的部分内壁具有向上凹陷形成的第一凹槽，和/或内消音器10的上述第一顶盖部11的部分外壁具有向下凹陷形成的第二凹槽。上述第二顶盖部21的部分内壁与上述第二凹槽之间、上述第一顶盖部11的部分外壁与上述第一凹槽之间，和/或上述第一凹槽与第二凹槽之间对位组合形成孔洞管道40。
上述背腔30通过上述孔洞管道40和上述第一安装孔连通上述排气腔12形成气流通道。也即，上述孔洞管道40的一端连通背腔30，另一端分别连通第一安装孔和第二安装孔的内部区域。上述孔洞管道40与上述背腔30共同形成亥姆霍兹共振腔。也即，基于亥姆霍兹消声原理，利用上述孔洞管道40与上述背腔30共同组成新的消声结构，实现压缩机在10Hz至500Hz内特定频段的有效降噪。也即，本申请可根据低频降噪中目标消声频段的需要，对孔洞管道40的长度、最大内径以及数量等参数进行调整，实现对压缩机在工作状态下的特定频段的降噪。
参考图2，本实施例中，上述第一安装孔的内半径为r1，上述内消音器10的内半径为r2，上述外消音器20的内半径为r3，上述内消音器10与上述外消音器20的重叠比为t，其中
Figure BDA0002929811760000051
且t满足0.2≤t≤0.8。其中，一方面满足t≥0.2，可以使得孔洞管道的有效长度达到低频频段的降噪要求，从而实现10Hz至500Hz内的低频频段的有效降噪。另一方面满足t≤0.8，可以保证背腔预留足够的空间，提高消声量，从而有利于提高消音装置的消声性能。
本实施例中，每一上述孔洞管道40的长度为L，其中L满足r2-r1＜L。其中，只有当孔洞管道40的长度L>r2-r1，才能保证第一安装孔的内部区域和背腔30连通。
本实施例中，上述孔洞管道40内部的最大高度为H，上述孔洞管道40投影于上述第一安装孔的横截面所在平面上的总面积为S，其中0.3mm＜H＜10mm；这样一方面满足H>0.3mm，可以保证形成孔洞管道的工艺的可实现性。另一方面满足H＜10mm，可以保证消声效果较好的峰值维持在低频频段，即实现低频频段的有效降噪。并且，S满足：S＜2πr1H。这样可以保证孔洞特征的有效性，使得消声频段维持在低频频段区域。
本实施例中消音装置1的出口采用中间环形排气形式，但不局限于此，该消音装置1也适用多排气出口形式。本申请中消音装置1的材质为钢材或者合成树脂，但不以此为限。
需要说明的是，图2中由于需要示出孔洞管道40以及孔洞管道40的高度，所以图2中所述第二顶盖部21的内壁与所述第一顶盖部11的外壁并不是出于贴合状态，并不表示本申请中第二顶盖部21的内壁与所述第一顶盖部11的外壁实际安装之后的状态。
上述外消音器20具有环绕上述第二顶盖部21设置的第二侧壁部22，上述内消音器10的外周沿设有第一外缘部14，上述外消音器20的外周沿设有第二外缘部23，上述第一外缘部14的上表面、上述第一侧壁部13的外表面、上述第二顶盖部21的下表面以及上述第二侧壁部22的内表面共同限定上述背腔30的环形腔体。本申请不以此为限。
本实施例中，孔洞管道40的纵截面形状可以为圆形或方形，但不局限于此，也可以为三角形或半圆形等其他多边形。
在本申请另一实施例中，在上述实施例的基础上，上述外消音器20和上述内消音器10均呈多瓣腔型结构或环状腔型结构；或者其中之一呈多瓣腔型结构，另外一个呈环状腔型结构。
上述第二安装孔的孔壁向上形成有上翻边24，在一个优选实施例中，上翻边24合围形成第一管部，且孔洞管道40的横截面垂直于第一管部的轴向，但不以此为限。
如图6所示，上述孔洞管道40沿延伸方向的延展路径为曲线。这在一定程度上有利于提高压缩机在低频段的消声效果，也即降噪效果。当然在其他实施例中，该延展路径也可以为直线或折线。
在本申请另一实施例中，在上述实施例的基础上，上述孔洞管道40具有至少两个，这样有利于提高压缩机在低频段的消声效果，也即降噪效果。进一步的，多条孔洞管道40呈螺旋状。
如图7所示，本发明实施例还提供一种压缩机，包括：上盖91、壳体92、电机93、上缸盖6、上述任一实施例公开的消音装置1、气缸95、下缸盖96、下盖97以及储液器98。其中，电机93和气缸95容置于壳体92内，电机93包括内转子932以及外定子933；曲轴931将电机93的旋转力传递给气缸95中的活塞，以压缩制冷剂；上缸盖6和下缸盖96与气缸95共同限定压缩空间并支撑曲轴931；上缸盖6位于电机93和气缸95之间，上盖91和下盖97分别罩盖壳体92的两端，储液器98与气缸95联通，向气缸95提供制冷剂。上缸盖6具有供曲轴931通过的通孔。并且，如图8所示，用于降噪消音作用的消音装置1设置于壳体92内，并罩盖于上述上缸盖和/或上述下缸盖背离上述气缸的一侧。上缸盖6包括一法兰部和凸起于法兰部的轴承部。
上述消音装置的内消音器10与上述上缸盖6和/或下缸盖96合围形成上述排气腔12，上述排气腔通过上述排气结构与上述压缩腔连通。压缩腔内压缩后的高温高压气体部分经排气腔12排出。
上述内消音器10的第一安装孔和上述外消音器20的第二安装孔均套设在上述上缸盖6和/或下缸盖96的颈部也即上述轴承部上，并与上述上缸盖6和/或下缸盖96的颈部也即上述轴承部之间留有间隙，形成环形出口。上述排气腔12与上述孔洞管道40连通。
图9为本发明的压缩机内噪音的传递损失曲线。参考图9，图9中的横轴X为声音频率(Hz)、纵轴Y为传递损失(dB)。其中，虚线M的轨迹为现有技术中针对不同声音频率的传递损失消减轨迹，实线N为使用本申请后的针对不同声音频率的传递损失消减轨迹，可见本申请能在10Hz至500Hz内特定频段进行有效降噪。
综上，本发明的消音装置及压缩机至少具有如下优势：
本实施例公开的消音装置及压缩机通过在外消音器的第二顶盖部的内壁形成第一凹槽，和/或内消音器的第一顶盖部的外壁形成第二凹槽，并进行对位组合形成孔洞管道，能够基于亥姆霍兹共振腔的理论，利用孔洞管道和背腔结构实现低频消声，实现了压缩机在10Hz至500Hz内特定频段的有效降噪。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“底部”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或者暗示所指的结构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。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，“若干个”的含义是一个或一个以上。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或者示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或者示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或者多个实施例或者示例中以合适的方式结合。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种消音装置，其特征在于，包括：
一内消音器(10)，具有第一顶盖部(11)，所述内消音器(10)的中央设有第一安装孔，所述内消音器(10)的内部腔体形成排气腔(12)；
一外消音器(20)，具有第二顶盖部(21)以及与所述第一安装孔同心设置的第二安装孔，所述外消音器(20)罩盖所述内消音器(10)；
所述外消音器(20)的外周沿和所述内消音器(10)的外周沿密封连接，所述外消音器(20)的内壁与所述内消音器(10)的外壁合围形成至少一背腔(30)，所述第二顶盖部(21)的内壁与所述第一顶盖部(11)的外壁相贴合，所述第二顶盖部(21)的部分内壁具有向上凹陷形成的第一凹槽，和/或所述第一顶盖部(11)的部分外壁具有向下凹陷形成的第二凹槽；所述第二顶盖部(21)的部分内壁与所述第二凹槽之间、所述第一顶盖部(11)的部分外壁与所述第一凹槽之间和/或所述第一凹槽与第二凹槽之间对位组合形成孔洞管道(40)；所述背腔(30)通过所述孔洞管道(40)和所述第一安装孔连通所述排气腔(12)形成气流通道，所述孔洞管道(40)与所述背腔(30)共同形成亥姆霍兹共振腔。
2.如权利要求1所述的消音装置，其特征在于，所述第一安装孔的内半径为r1，所述内消音器(10)的内半径为r2，所述外消音器(20)的内半径为r3，所述内消音器(10)与所述外消音器(20)的重叠比为t，其中
Figure FDA0002929811750000011
且t满足0.2≤t≤0.8。
3.如权利要求1所述的消音装置，其特征在于，所述第一安装孔的内半径为r1，所述内消音器(10)的内半径为r2，每一所述孔洞管道(40)的长度为L，其中L满足r2-r1＜L。
4.如权利要求1所述的消音装置，其特征在于，所述第一安装孔的内半径为r1，所述孔洞管道(40)内部的最大高度为H，所述孔洞管道(40)投影于所述第一安装孔的横截面所在平面上的总面积为S，其中0.3mm＜H＜10mm，且S＜2πr1H。
5.如权利要求1所述的消音装置，其特征在于，所述孔洞管道(40)沿延伸方向的延展路径为曲线、直线或折线。
6.如权利要求1所述的消音装置，其特征在于，所述孔洞管道(40)具有至少两个。
7.如权利要求1所述的消音装置，其特征在于，所述内消音器(10)具有环绕所述第一顶盖部(11)设置的第一侧壁部(13)，所述外消音器(20)具有环绕所述第二顶盖部(21)设置的第二侧壁部(22)，所述内消音器(10)的外周沿设有第一外缘部(14)，所述外消音器(20)的外周沿设有第二外缘部(23)，所述第一外缘部(14)的上表面、所述第一侧壁部(13)的外表面、所述第二顶盖部(21)的下表面以及所述第二侧壁部(22)的内表面共同限定所述背腔(30)的环形腔体。
8.如权利要求1所述的消音装置，其特征在于，所述第一安装孔的内半径等于所述第二安装孔的内半径。
9.如权利要求1所述的消音装置，其特征在于，所述外消音器(20)和所述内消音器(10)均呈多瓣腔型结构或环状腔型结构；或者其中之一呈多瓣腔型结构，另外一个呈环状腔型结构。
10.如权利要求1所述的消音装置，其特征在于，所述第二安装孔的孔壁向上形成有上翻边(24)，所述第一顶盖部(11)和所述第二顶盖部(21)均为平板结构。
11.一种压缩机，其特征在于，包括：壳体及位于壳体内的电机及泵体组件，所述泵体组件包括曲轴、气缸、上缸盖、下缸盖及至少一排气结构，所述排气结构设于所述上缸盖和/或所述下缸盖上，并与所述气缸内部的压缩腔连通；
所述泵体组件还包括如权利要求1至10中任意一项所述的消音装置，所述消音装置罩盖于所述上缸盖和/或所述下缸盖背离所述气缸的一侧，所述消音装置的内消音器(10)与所述上缸盖和/或所述下缸盖合围形成排气腔(12)，所述排气腔(12)通过所述排气结构与所述压缩腔连通，所述内消音器(10)的第一安装孔和所述外消音器(20)的第二安装孔均套设在所述上缸盖和/或所述下缸盖的颈部上，并与所述上缸盖和/或所述下缸盖的颈部之间留有间隙，所述排气腔(12)与所述孔洞管道(40)连通。
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