CN1187588A - 一种气密封压缩机及用于其上的消声器装置 - Google Patents

Abstract

一种气密封压缩机,包括:一个气密封外罩(1),其内充满了来自于制冷循环管路的气态制冷剂以及积蓄在底部的润滑油(100);一个包括用于吸入和压缩气态制冷剂的压缩机单元(60)和用于旋转驱动的电动机单元(2)的压缩机主体,压缩机主体设置在气密封外罩(1)内,通过环绕气密封外罩(1)内的压缩机单元(60),至少形成两个共振区域(10—1,10—2);一个连接在压缩机单元(60)的吸入口上并具有两个共振腔(16,21)的消声器装置,用于减轻或降低相应于形成在气密封外罩(1)内的两个(2)共振区域(10—1,10—2)的特定频率(f1,f2)的噪声。

Description

一种气密封压缩机及用于其上的消声器装置

本发明涉及一种用于冰箱和/或空调的制冷循环中的、由电动机驱动的电动压缩机，更确切地说是涉及一种为减轻气密封压缩机工作过程中产生的噪音而改进的消声器装置，在所述气密封压缩机中，压缩机单元和电动机单元安装在一个所谓的气密封罩或腔内，另外本发明还涉及使用这种消声器装置的气密封压缩机。

按常规，电动压缩机广泛地应用于冰箱和/或空调的制冷循环中，这样的压缩机即所谓的气密封压缩机。这种压缩机，如图12和图13中所示，其主体利用弹性体3(如弹簧)支撑或者安装在密封罩或腔1中，密封罩或腔1的底部积蓄有润滑油100，压缩机主体通过把电动机单元2和压缩机单元60设置在机架的上表面和下表面而构成，电动机单元2包括定子2a和转子2b，压缩机单元60包括气缸3，活塞4，气缸盖5和端盖6等，机架上设置一容纳孔，以支撑旋转曲轴7。因此，在这种气密封压缩机中，在气密封罩1和压缩机主体间形成一组区域，即至少包括在水平方向环绕压缩机主体的区域10-1和呈半球状从区域10-1的垂直方向延伸的区域10-2的两个区域。另外，连接通道11的一端通过端盖6与吸入口相连，该吸入口设置在压缩机单元60的气缸盖5内的吸入阀上，与吸入消声器装置13相连的连接管道11的另一端吸入气态制冷剂，所述吸入消声器装置13具有一吸入口20通到密封罩1内。

在具有上述结构的气密封压缩机中，当电动机单元2带动曲轴7旋转时，压缩机单元60的曲柄销71的偏心运动通过滑块41，使活塞4在气缸3内往复运动，以便重复一系列连续的过程，如吸气，压缩，排气。在活塞4的吸气过程中，充满在气密封罩1内的气态制冷剂从吸入口20的开口吸入，在经过包括消声器装置13、连接管道11和端盖6的通道后，到达气缸盖5的吸入口，从而利用推压作用来打开用于关闭气缸盖5的吸入口的吸入阀而进入气缸3内。并且，设置上述消声器装置13的目的是减轻或减低噪声，这些噪声包括阀吸入过程中产生的振动噪声和吸入的气态制冷剂产生的脉动声音。

但是，在这种消声器装置13中，如图14所示，气态制冷剂从消声器装置13的吸入口20流入，经过吸入通道12，到达与连接通道11相连的出口，接着被导入气缸3内。此外，消声器装置13中，仅设置一个所谓的共振腔21并且共振开口22形成在上述吸入通道12途中，使得通过它能将吸入通道12与共振腔21相连。在这种结构中，设置消声器13的目的是减轻或降低由上述气缸盖5的吸入阀振动和共振腔21使气态制冷剂脉动所产生的低频率噪声。

按照现有技术中上述结构的气密封压缩机，有可能在特定的频率区域部分，减轻或降低吸入过程中的吸入阀的振动声音和气态制冷剂的脉动声音。但是，一旦在气密封罩1和包括压缩机单元60以及电动机单元2设置在其中的压缩机主体之间形成两(2)个或更多区域，并且如果在各区域存在特殊的驻波(柱状共振)，没有完全消除的噪声会引起共振，从而增加气密封压缩机的工作噪声。其中，最值得注意的是上述环绕压缩机主体的区域10-1内产生的共振，以及具有等于周线平均长度波长的频率的声音。例如，从本发明的发明人所作的试验中，频带约400Hz的声音引起共振，从而增加噪音，此外，由于从环绕区域向上方延伸所形成的半球形区域10-2的作用，与上述方式相同，频带约为600Hz的声音引起共振，也产生噪音。

引起共振的噪声主要是从吸入消声器装置13的吸入口20传播出的声音。但是，根据上述常规技术中的吸入消声器装置13，它仅从使压缩机具有较小尺寸的观点进行设计，从而位于一狭窄区域内，因而，它不能充分将该频带的噪声减少到防止共振的水平。所以，根据上述常规技术中的吸入消声器装置13不能根据区域10-1和区域10-2内产生的共振频率而充分地减少噪音。

另外，根据上述常规技术中的吸入消声器装置13，仅有的一个共振腔是作为与消声器装置13的分离体而形成的，并且它连接在形成气态制冷剂通道12的壁面上，从而，它导致部件数目和制造过程的工序增加。

因此，本发明的一个目的是克服上述现有技术中的缺陷，提供一种用于气密封压缩机中的消声器装置，它能大大降低由于气密封罩内的共振而产生或增强的噪声，减轻包括从作为引起共振声音的来源的消声器装置13的吸入口20传播出的振动声音和脉动声音的特定频带噪声，解决由形成在气密封罩内的许多区域导致的共振，此外，本发明还提供一个通过应用这样的消声器装置而能够大大降低工作噪声的无噪声气密封压缩机。

除了上述目的，本发明的另一个目的是提供一种制造便宜，组装工序少的消声器装置。

根据本发明，为了达到上述目的，提供了一种用在气密封压缩机中的消声器装置，该气密封压缩机的压缩机主体包括压缩机单元和电动机单元，压缩机单元用来从冷却循环管路中吸入和压缩气态制冷剂，电动机单元用于旋转驱动，压缩机主体位于具有润滑油的气密封罩内，该消声器装置与吸入孔连接以吸入所述压缩机的气态制冷剂，其组成为：

用于吸入所述罩内气态制冷剂的吸入口；

连接所述吸入口和所述压缩机单元的吸入口的吸入通道；和

一组带有共振腔和沿着所述吸入通道设置的各节流部分的共振消声器，共振腔通过节流部分与所述吸入通道相连通，其特征在于，所述一组共振消声器如此构造，使得它们能降低相应于环绕气密封罩内的压缩机主体而形成的一些共振区域的特定频率的噪声。

此外，根据本发明，还提供了一种如上所述的用于气密封压缩机中的消声器装置，其特征在于，所述一组共振消声器中的一个通过设置一形成共振腔的隔板和位于将所述吸入口和所述压缩机单元吸入口相连通的吸入通道一部位上的节流部分而形成。

而且，依据本发明，还提供了一种如上所述的用于气密封压缩机中的消声器装置，其特征在于，所述形成共振腔的隔板具有一弯曲部以形成节流部分，用以调节欲使其降低的声音频率。

除此以外，依据本发明，还提供了一种如上所述的用于气密封压缩机中的消声器装置，其特征在于，将一组共振消声器的共振腔中的一个和吸入通道相连通的节流部分是将其一部分伸到所述共振腔中而形成的，用以调节欲使其降低的声音频率。

而且，依据本发明，还提供了一种如上所述的用于气密封压缩机中的消声器装置，其特征在于，消声器装置由分成数块的树脂部件构成，并且通过组装各部分而形成一个整体。

另外，为了达到上述目的，根据本发明，提供了一种气密封压缩机，包括：

一个气密封外罩，其中充满了来自制冷循环管路的气态制冷剂，并积蓄有润滑油；

一个压缩机主体，它包括用于吸入和压缩气态制冷剂的压缩机单元和用于旋转驱动的电动机单元，且位于所述气密封罩内，其特征在于，一组共振区域通过环绕气密封罩体内的压缩机主体而形成；和

一个消声器装置，它与压缩机单元的吸入孔相连接，并且具有一组共振腔以降低相应于气密封外罩内形成的一组共振区域的特定频带的噪声。

另外，根据本发明，还提供了一种如上所述的气密封压缩机，其特征在于，所述一组共振区域包括一形成在气密封外罩的内壁表面间和在水平方向环绕压缩机主体的第一共振区域，以及从第一共振区域的向上方向延伸而形呈一半球状的第二共振区域。

此外，根据本发明，还提供了一种如上所述的气密封压缩机，其特征在于，相应于形成在气密封罩体内的第一和第二共振区域的噪声的特定频率分别约为400Hz和600Hz。

图1是显示根据本发明一实施例的设置在气密封压缩机内的消声器装置的必要结构和工作原理的透视图；

图2是沿图1中线A-A的横截面图，用于显示消声器的内部结构；

图3是根据本发明的局部切开的透视图，显示了设置有消声器装置的气密封压缩机的主体；

图4是根据本发明的更详细显示的消声器装置的俯视图；

图5是图4所示消声器装置的侧视图；

图6是图4所示消声器装置的整体透视图；

图7是从上面看去的、构成图4所示消声器装置下部结构的部件透视图；

图8是图7中所示消声器的部分部件沿切开线B-B的横截面图；

图9是显示根据本发明的消声器装置减低噪声的特性曲线图；

图10是显示根据本发明的消声器装置的节流部分发生变化的示意图；

图11(a)到(c)是根据本发明的消声器装置的节流部分连接结构的各种变化显示图；

图12是根据现有技术的气密封压缩机结构的横截面图；

图13是根据现有技术的气密封压缩机结构的另一个横截面图；

图14是根据现有技术的、连接到气密封压缩机的消声器装置结构的横截面图。

下面将参照附图对本发明的实施例加以详细说明。

首先参见图3，它表示了依据本发明一个实施例的气密封压缩机的结构，与上述方式相同，该气密封压缩机这样构造：压缩机的主体通过诸如弹簧的弹性件9，支撑并容纳在底部积蓄有润滑油的气密封罩或腔1内，压缩机主体通过分别将电动机单元2和压缩机装置单元60分别配置在机架8的上表面和下表面上构成，电动机单元2包括定子2a和转子2b，压缩机装置单元60包括气缸3，活塞4，气缸盖5和端盖6等，机架上设有一容纳孔以支撑旋转曲轴6。

根据这样的气密封压缩机，在气密封外罩1和压缩机主体之间形成一组共振区域，即，包括在水平方向环绕压缩机主体的区域10-1和从该区域以半球形在垂直方向延伸的另一区域10-2的至少两个区域。但是，不再讲述上述结构的气密封压缩机的工作过程，因为其与前述的工作过程相似。另外，设置消声器的目的也是减轻或减低包括吸入阀吸入过程中产生的振动声音和吸人的气态制冷剂产生的脉动声音等噪声。

在图1中，显示了根据本发明实施例的气密封压缩机中的消声器装置和消声器安装在其上的一部分压缩机单元。在图中，参考号14表示形成在消声器装置13上部的月牙形空腔部分，空腔部分14与从上述气缸3的气缸盖5延伸出的连接通道11相通。另外，参考号15表示设置在空腔部分14内的大致为“L”形的弯曲隔板。该隔板15设置在连接通道11的端部与空腔部分14相连通的部分附近。

另外，图中参考号16表示第一容积腔，它是一通过隔板15分隔空腔部分14内部的容积腔而得到的中空腔(即，共振腔)，上述消声器装置13的空腔部分14的截面图清楚地显示在图2中。此外，参考号17表示一由弯曲隔板15的一部分和空腔部分14的壁面间形成的缝隙而构成的节流部分，上述空腔部分14通过该节流部分与第一容积腔或共振腔16相通。第一容积腔或共振腔16构成一带有上述节流部分17的第一共振型消声器18。

接下来，图2中的参考号12表示了设置在上述消声器装置内的吸入通道的端边，吸入通道12的端边与消声器装置13内的第一容积腔相分隔的空腔部分14相通。另外，如图1所示，用于气态制冷剂的通道12由位于消声器装置13内的水平部分12-1和垂直部分12-2构成，从而形成一大约以直角，即90

弯曲的弯曲通道。吸入通道12的另一端形成有一吸入部分20，其中形成有一开口，通过该开口，充满在气密封外罩1内的气态制冷剂被吸入。

参考号21表示第二容积腔，它也是一中空腔(即，共振腔)，它由形成弯曲通道的吸入通道12的壁和上述消声器装置13的外壁围绕而成。参考号22表示一开口在气态制冷剂通道壁上的共振开口，尤其是开在如图中清楚所示的水平部分12-1的壁上，开口22将通道12和容积腔(共振腔)相连接，从而构成第二节流部分。并且，在图中，由第二容积腔(共振腔)21和第二节流开口或部分22形成的第二共振型消声器用参考号23表示。

以这种方式，消声器装置13这样构成：沿着吸入的气态制冷剂流过的吸入通道12和上述空腔部分14，设置上述第一共振型消声器18和第二共振型消声器23，以通过第一节流部分17和第二节流部分(开口)18分别与吸入通道12和空腔部分14相连通。

通常，根据上述这种共振型消声器，声音频率f的减轻或降低取决于作为消声器共振腔的容积腔的体积V、节流部分的横截面积S和长度L，频率f可用下式表述： $f=\frac{C}{2\mathrm{\π}}\sqrt{\frac{S}{\mathrm{VL}}}$

其中C是声音在管道中的传播速度。

因此，根据本发明，可通过适当调整第一共振型消声器18和第二共振型消声器23以相应于共振区域10-1和10-2的共振频率，而减轻频率f1和f2。更具体地，在上述实施例中，通过至少调整包括第一容积腔(共振腔)16的容积V、第一节流部分17的横截面积S和长度L(见图2)在内的因素中的一个，可将频率f1减低到相应于气密封外罩1内共振区域10-1的频带(如400Hz)。另一方面，通过至少调整包括第二容积腔(共振腔)21的容积V、第二节流部分22的横截面积S和长度L(即通道的厚度)在内的因素中的一个，可将频率f2减低到相应于气密封外罩1内共振区域10-2的频带(如600Hz)。

然后，通过上面大体给出的描述，下面将参照附图4到附图8更详细地描述消声器装置13的结构和工作过程。

显示在这些图中的消声器装置13可以用包括金属和树脂等在内的材料制造，但是，在下文将显示特别是用绝热树脂制造的消声器。利用上述树脂构成并制造消声器装置13，可通过所谓的注射模技术而使得制造相对容易和便宜，另外利用这种绝热材料，也有可能改善气密封压缩机的整体性能。

消声器装置13由标记13-A，13-B和组装在前两部分内的13-C(特别显示在图8中)三部分构成。通过组装这些部分，区别于前述现有技术中的消声器装置，该消声器装置13制造容易，它的一组容积腔(共振腔)设置在一单元内。

根据该实施例的消声器装置13，还包括连接到压缩机主体的压缩机单元60的气缸盖5上的连接通道11，以及开口于气密封外罩1的气态制冷剂吸入口20，这些结构与上述实施例稍有不同，特别是在形状上。同时，还沿着从吸入口20向上到连接通道11的出口的吸入通道设置容积腔(即共振腔)，用于构成两(2)个共振型消声器，从而达到减轻或降低压缩机单元的吸入阀在吸入过程中引起的振动噪声和气态制冷剂的脉动噪声的效果。

也就是说，从图中可以看出，在通过连接通道11而连接到压缩机单元60的气缸盖5上的消声器装置13和与空腔部分14相通并开口于气密封外罩1的吸入口20之间，吸入通道12也形成有水平部分12-1和垂直部分12-2。另外，利用气态制冷剂吸入通道12的壁和消声器装置13的外侧壁，形成了第二容积腔(共振腔)21。该第二容积腔(共振腔)21还通过起第二节流部分作用的开口22与吸入通道12相通，开口22形成于吸入通道12的水平部分12-1上。

而且，在消声器装置13上部的月牙形空腔部分14中，如图7和图8所清楚显示的那样，也采用与上述相同的方式，大致为“L”形的隔板15也作为一个元件从用于形成空腔部分14的隔壁部分13-C上突出地设置，从而将第一容积腔(共振腔)16与空腔部分14隔开。参考号17也表示利用隔板15的弯曲部分而形成的第一容积腔(共振腔)16的节流部分。

在附图9中，显示了上述结构的消声器装置13的减低噪声特性曲线。在这个曲线图中，特性曲线N代表压缩机单元作为噪声源传出或发出的噪声水平。与这条曲线相对照，特征曲线|表示了通过消声器装置13的声音降低作用而减弱或降低的噪声水平，即从消声器装置13的吸入口20传出的声音。从这个曲线图中可以看出，利用消声器装置13，在频带约为400Hz(f1)和600Hz(f2)处和其附近以及两者间的区域，噪声明显地降低了，如图中箭头RD所示的声音降低量。因此，利用带有安装在压缩机单元上的消声器装置13的气密封压缩机，由于从吸入入口20传播出的噪声在频带从400Hz到600Hz之间被有选择地减弱或降低，尽管存在一组共振频率，也不会在气密封外罩1内发生共振，因此可得到一无噪声的气密封压缩机。这里，为了进一步比较，现有技术中的消声器的特性也用曲线|||描绘出来了。

上面的讲述是假设只有两个共振腔产生频率为f1和f2、即在400Hz和600Hz附近的驻波，但是，在还有其它一个共振区域产生不是f1和f2的共振频率的驻波情况下，也有可能利用该另一共振频率充分抑制噪声，即通过适当设置频率f1和f2以便该共振频率位于f1和f2之间的范围内。

在上述实施例中，只讲述了用隔板15将第一容积腔(共振腔)18从月牙形空腔部分14中分离的方式，该隔板制成如图1、7和8中所示的“L”形弯曲板。但是，根据本发明，隔板不仅限于上述形式或构造，它也可以制成如附图10中参考号15’显示的那样，从而有可能增加节流部分17-1和17-2所形成的开口面积S。但是也可以有选择地(图中未显)在所示弯曲隔板位置，用一个平板材料分隔该腔，其上开有一预定直径的开口以形成节流。

另外，在上述实施例中，为了达到调整可通过上述第一共振型消声器18和第二共振型消声器23减弱或降低的频率的目的，所讲述的那些因素，比如，容积腔的容积V和节流部分的横截面积S均可适当地加以选择，特别是，在第一共振型消声器18的情况下，通过调整节流部分的长度L，即上述“L”形隔板15的弯曲部分的长度来改变频率。此外，在第二共振型消声器23的情况下，如图4或图8所示，也可调节第二节流部分22的长度L，比如，除将第二节流部分22开口于通道12的水平部分12-1的壁上部分外，还可以通过将第二节流部分22突伸入容积腔(共振腔)21内，即调整第二节流部分22的突出长度来改变频率。

而且，根据上述实施例，消声器装置13由三部分13-A，13-B和13-C组装构成，如图4至图8中所示。但是，在组装它们时，为了达到利用第一共振型消声器18和第二共振型消声器23降低噪声的效果，密封对于由那些部件或元件所形成的共振腔16和21是极其重要的。由于这个原因，在上述实施例中，采用粘结或高频热粘结技术以在其之间进行粘结或连接，特别是在部分13-C和13-B之间。此外，由于在部分13-C上制有隔板15，板15的上端面以高可靠性与部分13-A的内部表面或部分13-B的内部表面相连是非常重要的。

为了这个目的，如附图11中所示，在这些部分中的一个表面上(比如，在部分13-A的内部下表面)形成有一个凹入部分110，从而插入其它部分(如隔板15)的突起部分，如图11(a)中所示，或者在一对凹面体111和111之间形成一凹口112以插入其它部件(如，也是隔板)的突出部分，如图11(b)所示。可选择地，也可将突起部分(如隔板15)的上部做得较薄以形成一弹性部分15-1，然后一平直部分(例如，部分13-A的内部下表面)压在其上以使它们牢固装配。但是，如果这些部件间不能充分密封，换句话说，如果它们之间存在泄露，如前面图9中曲线||所示的利用消声器装置13降低噪声的特性曲线被损害了。正如所看到的，在那种情况下，不再具有与用曲线|||描绘的现有技术特性相比较的优势，特别是，相对于频带从400Hz到600Hz以及导致噪声产生的频率附近的声音。

此外，上述实施例中，讲述的是假设第一共振区域10-1的共振频率f1和第二共振区域10-2的共振频率f2分别是400Hz和600Hz，但是，它们可能通过改变气密封外罩1的尺寸等而改变。在这种情况下，共振频率f1和f2也可以改变，因此，在噪声降低特性曲线中的消声器装置13的频率f1和f2也相应于它们而适当变化。

如上面对本发明的详细、充分地说明，根据本发明，可以提供一种用于气密封压缩机上的消声器装置以及配置有消声器装置的气密封压缩机，它使作为工作噪声的声音被有效地减弱，该声音位于频带400Hz到600Hz之间，利用连接在压缩机单元上的消声器装置的第一共振消声器和第二共振消声器，即使在气密封外罩内存在多种共振频率的情况下，也能防止气密封压缩机的气密封外罩或腔内共振导致的工作噪声，并且还提供一种通过使用消声器装置而能无噪声工作的气密封压缩机。

Claims (8)

1.一种用在气密封压缩机中的消声器装置，其中的压缩机主体包括用于从制冷循环管路中吸入和压缩气态制冷剂的压缩机单元以及用于旋转驱动的电动机单元，压缩机主体位于积蓄有润滑油的气密封外罩内，消声器装置与一吸入所述压缩机的气态制冷剂的吸入孔相连，它包括：

一用于吸入所述罩内气态制冷剂的吸入口；

一连接所述吸入口和所述压缩机单元的吸入孔的吸入通道；

一组由共振腔和各自设置在所述吸入通道上的节流部分而形成的一组共振消声器，所述共振腔通过节流部分与所述吸入通道相连通，其特征在于，所述一组共振消声器如此构造，使得它们能降低相应于环绕气密封罩内的压缩机主体的一组共振区域的特定频率的噪声。

2.一种如权利要求1所述的用在气密封压缩机中的消声器装置，其特征在于，所述一组共振消声器中的一个通过设置一形成共振腔的隔板以及形成于所述吸入通道上的节流部分而形成，所述吸入通道连接所述吸入口和所述压缩机单元的吸入孔。

3.一种如权利要求2所述的用在气密封压缩机中的消声器装置，其特征在于，所述分隔共振腔的隔板具有一弯曲部位，形成用以调节要降低的声音频率的节流部分。

4.一种如权利要求1所述的用在气密封压缩机中的消声器装置，其特征在于，所述节流部分连接所述一组共振腔中的一个和所述吸入通道，它通过向所述共振腔内突伸一部分而形成，以调节要降低的声音的频率。

5.一种如权利要求1所述的用在气密封压缩机中的消声器装置，其特征在于，所述消声器装置由分成多块的树脂部件构成，并通过将这些部件组装起来而成为一个整体。

6.一种气密封压缩机，包括：

一个气密封外罩，其中充满了来自于制冷循环管路的气态制冷剂并积蓄有润滑油；

一压缩机主体，包括用于吸入和压缩气态制冷剂的压缩机单元和用于旋转驱动的电动机单元，且位于所述气密封罩内，其特征在于，一组共振区域通过环绕气密封罩体内的压缩机主体而形成；和

一个消声器装置，它与压缩机竟单元的吸入孔相连接，并且具有一组共振腔以降低相应于气密封外罩内形成的一组共振区域的特定频带的噪声。

7.一种如权利要求6的气密封压缩机，其特征在于，所述一组共振区域包括一形成在气密封外罩的内壁表面间和在水平方向环绕压缩机主体的第一共振区域，以及从所述第一共振区域的向上方向延伸而形呈一半球状的第二共振区域。

8.一种如权利要求7的气密封压缩机，其特征在于，相应于形成在气密封罩体内的第一和第二共振区域的噪声的特定频率分别约为400Hz和600Hz。

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