CN1517585A - 膨胀型消音器和使用该膨胀型消音器的冷冻循环回路及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种衰减流体的脉动波形、减小振动和声音的经济型、可靠性高的膨胀型消音器。膨胀型消音器具有：流体流入的流入口、使从该流入口流入的流体膨胀的消音器本体、对来自该本体的流体进行减压并使其流出的流出口；其中，消音器本体具有中间隔着使流体减压的减压连通孔被制成一体的各自长度不同的消音器室。

Description

膨胀型消音器和使用该膨胀型消音器的 冷冻循环回路及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种对由于从冷冻回路的压缩机等中排出的流体的压力变动、脉动而产生的声音和振动进行缓和的膨胀型消音器、使用该膨胀型消音器的冷冻循环回路及该膨胀型消音器的制造方法。

背景技术

由于在现有的冷冻循环回路等使用的膨胀型消音器中，会产生从压缩机等中排出的流体(制冷剂)的压力脉动变动致使产生振动和声音，或者，若这些产生的振动和声音的频率与构成回路的各种部件的固有频率一致，则产生共振和共鸣，出现大的振动和声音等各种问题，因此，开发了各种膨胀型消音器，防止上述问题的发生。

而且，作为具有代表性的现有的膨胀型消音器，其构造为：筒形外管的两端具有直径小于主部的连接口，在气密地内嵌在该外管的两端连接口内的状态下、通过上述外管内部而设的内管上设有开放孔，从外管的连接口吸入到内管的流体减压、膨胀，并通过上述开放孔流到外管，从而，空调的冷冻回路中产生的振动，尤其是共振等导致产生的大的振动被作为目标进行衰减。该构造的膨胀型消音器已被公开(例如：参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开2001-4250号公报(第2-4页，图1)

如上所述，对于现有的膨胀型消音器，虽然由于考虑到使用一个消音器室防止通过某种特定振动而产生的共振，从而可以防止某种特定的振动共振，但是，存在一个问题，即，在通过该消音器的流体脉动的频率变化的场合，消音器无法跟随该变化后的频率。

另外，虽然可以衰减某种特定频率的流体脉动波形的振幅，但是由于没有考虑到频率变化后，均衡性良好地衰减这些变化后的频率的振幅，因此，存在无法均衡性良好地抑制振动、噪音的问题。

另外，由于部件数量多，加工变得复杂，所以存在成本变高的问题。

发明内容

本发明是为解决上述问题而完成的，其目的在于：提供在相对简单的结构中，即使回路内流体的脉动频率产生变动、脉动波形的振幅发生变化，也能与这些变化相对应的减小振动和声音的经济型、可靠性高的膨胀型消音器和使用该膨胀型消音器的冷冻循环回路以及该膨胀型消音器的制造方法。

该发明所涉及的膨胀型消音器具有：流体流入的流入口、使从该流入口流入的上述流体膨胀的消音器本体、对来自该本体的上述流体进行减压并使其流出的流出口；

其中，上述消音器本体具有中间隔着使上述流体减压的减压连通孔被制成一体的各自长度不同的消音器室。

另外，上述消音器室的各个长度是整数，这些整数的最大公约数的商是质数。

而且，上述减压连通孔的横截面积大于上述流入口或上述流出口的横截面积。

还有，上述流入口和上述流出口的中心互相错开。

另外，技术方案1到4中的任何一种上述膨胀型消音器配置在冷冻循环回路等的排出脉动流体的压缩机的排出一侧的配管上。

上述压缩机具有改变其转速的变频装置。

另外，膨胀型消音器的制造方法的步骤包括：使消音器本体旋转的步骤；在该旋转的消音器本体的预先设定的开始位置和结束位置之间、在垂直方向上以一定的进给量、在水平方向上以一定的速度进行往复移动的施加规定外力的步骤；将上述开始位置和结束位置之间的去路或回路作为一次的挤压加工工序、在每次该加工工序中增加上述一定的进给量的步骤；当该增加后的进给量达到目标挤压量时、停止上述挤压加工的步骤，并且，上述消音器本体中设置了相互之间夹有减压连通孔的消音器室。

附图说明

图1为本发明的实施方式1中膨胀型消音器的简要剖视图。

图2为本发明的实施方式1中膨胀型消音器的衰减频率的特性图。

图3为与本发明的实施方式1相对应的现有的膨胀型消音器的简要剖视图。

图4为与本发明的实施方式1相对应的其他现有的膨胀型消音器的简要剖视图。

图5为本发明的实施方式2中膨胀型消音器的简要剖视图。

图6为本发明的实施方式3中膨胀型消音器的简要剖视图。

图7为本发明的实施方式4中冷冻循环回路的简要结构图。

图8为本发明的实施方式5中挤压加工装置的简要结构图。

图9为本发明的实施方式5中对流入口进行挤压加工时的简要构成图。

图10为本发明的实施方式5中挤压加工的详细加工图。

具体实施方式

实施方式1

参照图1对本发明的实施方式1进行说明。图1为膨胀型消音器的简要结构剖视图，如该图所示，本发明的筒状膨胀型消音器1由以下部分构成：压力脉动流体流入的流入口1a；使从该流入口1a流入的脉动流体膨胀且使脉动流体在消音器壁上产生漫反射、吸收压力变动和脉动的能量的第1消音器室1b；通过减压连通孔1d被制成与该第1消音室1b连接且衰减在第1消音室1b处共振、共鸣频率的压力脉动的第2消音器室1c；和设置于该第2消音器室1c上的流出流体的流出口1e，这些部件制成一体。

下面，对这样构成的膨胀型消音器的动作进行详细的叙述。首先，若从空调的压缩机等中排出的脉动流体制冷剂通过膨胀型消音器1的流入口1a流入到第1消音器室1b，则该流入的脉动流体在第1消音器室1b内膨胀并释放能量，同时，反复进行与消音室壁的漫反射，通过反复进行该漫反射和释放能量，衰减流体的脉动波形。

即，与流入口1a的开口横截面积和第1消音器室1b的筒开口横截面积的比相对应地衰减脉动波形的振幅，脉动波形的频率中与第1消音器室1b的长度不一致的频率被衰减，从而可以抑制脉动流体的振动和声音。

此时，虽然由于脉动波形的长度和消音器的长度一致，因此频率与第1消音器室1b的流体流动方向的长度(La)一致的脉动波形产生共振、共鸣而能量增强，但是，该能量增强后的脉动波形的流体在减压连通孔1d处被减压，流入到下一个长度(Lb)不同的第2消音器室1c，在该第2消音器室1c处，与上述同样地膨胀并释放能量，由于在消音器壁上反复进行漫反射的同时，能量被吸收并被衰减，因此其结果是：流体的振动和声音得以抑制，流体从流出口1e流出。

而且，此时，由于从该流出口1e中流出的脉动流体，从流入口1a流经第1消音器室1b、减压连通孔1d、第2消音器室1c，多次连续地反复进行减压、膨胀，所以在减压连通孔1d具有某种程度的大小时，第1消音器室1b和第2消音器室1c通过减压连通孔1d具有一个消音器的功能，因此，与第1消音器室1b的长度(La)和第2消音器室1c的长度(Lb)的总和(Lc)相对应地，波形的频率也被衰减，流体流出。

即，图2中实线表示的各频带被衰减。

换句话说，若衰减频率的各个消音器的长度(La)、(Lb)和(Lc)相互之间存在同一个数(包含整数或整数以外的数)的倍数关系，则衰减的频率为同一频率，由于衰减频率的区域减小，因而，不能使各个消音器相互之间的长度相同，或者使一消音器的长度成为另外的消息器的长度的整数倍。

尤其是此时，由于若使消音器室的各长度为整数，这些整数的最大公约数的商由质数构成，则能够使各个消音器的长度及将各个消音器长度相加所得总长度分别稳定地成为不同，能够均衡性良好且可靠地衰减多个不同的频率，因此，可以获得均衡性良好地衰减各个不同频率的膨胀型消音器。

而且，为了得到如上所述的本发明的效果，即使只是如图3所示的第1消音器室1b和第2消音器室1c通过配管而连接的构造，由于减压、膨胀的连续性通过该连接配管被降低，所以，与第1消音器室1b的长度(La)和第2消音器室1c的长度(Lb)的总和(Lc)相对应的与其相当的频率通过配管也变成无法衰减，因此，无法获得衰减效果，而且配管空间扩大，配管设计的自由度降低。

另外，如图4所示，可以采用在消音器内设置隔板，在该隔板上设置减压连通孔，连续地反复进行减压、膨胀的结构，但是由于这样一来，不但需要另外设置隔板，将该隔板固定于消音器内的加工困难，而且流体大致直角地撞到该隔板后通过减压连通孔，流到下一个消音器室，因此，流声变大，不是好办法。

如上所述，在本发明中，由于消音器具有：流体流入的流入口；使从该流入口流入的上述流体膨胀的第1消音器室；与该第一消音器室通过使来自该第1消音器室的流体减压的减压连通孔被制成一体的、上述流体流动方向长度不同的第2消音器室；设置于该第2消音器室中的对上述流体进行减压并使其流出的流出口，所用简单的结构，能够连续且顺利地反复进行流体的减压、膨胀，通过该反复减压、膨胀衰减多个不同频率，因此，能够获得衰减效率高的经济型膨胀型消音器。

另外，对于上述本发明的膨胀型消音器，将具有第1消音器室1b和第2消音器室1c的构造的消音器作为代表例进行了说明，但本发明不仅限于该构造，也可以是再将第3、第4消音器室通过减压连通孔顺次制成一体，更进一步进行流体的减压和膨胀的构造。

实施方式2

参考图5对该实施方式2进行说明。在该实施方式2中，实施方式1中膨胀型消音器1的减压连通孔1d的横截面积大于流入口1a或流出口1e的横截面积。

另外，若如上所述使减压连通孔1d的横截面积变大，则第1消音器室1b和第2消音器室1c之间的区分得以缓和，各频率的衰减量从图2所示的实线向虚线变化。即，通过与第1及第2消音器室1b、1c的长度(La)、(Lb)一致的频率(例如：图2的F11、F12、F13)的共鸣，减小能量增强量，同时，通过第1及第2消音器室的长度的总和(Lc)决定的衰减频率，F11、F12、F13大幅度地衰减。

所以，若各个衰减频率为已知，能够与这些衰减频率相对应地决定消音器室长度和减压连通孔的大小，则可以均衡性良好地衰减各个频率，因此，尤其是夜间，在压缩机的转速慢下来、安静地进行运转的带有变频器的空调等的场合，成为有效。

实施方式3

参考图6对该实施方式3进行说明。在该实施方式3中，如图6所示，圆筒状的膨胀型消音器1的流入口1a的中心和流出口1e的中心互相错开。

这样一来，由于连接于膨胀型消音器1的配管的设计自由度提高，因此，可以获得配管配置容易、使用方便的膨胀型消音器。

实施方式4

参考图7对该实施方式4进行说明。在该实施方式4中，如图7所示，在空调等的冷冻回路中，特别是在该冷冻回路的压缩机的排出一侧的配管上配置了上述实施方式1到3中的任何一种膨胀型消音器1。

这样一来，由于从脉动的产生处，即，从压缩机中排出的流体(制冷剂)在流入到冷冻回路的部件之前能够进行衰减，因此可以有效地进行脉动衰减。

即，由于冷冻循环回路为复杂的回路，并且存在构成该复杂回路的具有各种固有频率的多个部件，所以，若流体流入到这些部件，通过该流体的脉动可能引起共振和共鸣，因此，为了防止该共振和共鸣的产生，在压缩机的排出一侧的配管上配置膨胀型消音器1，从而可以防止由流体脉动产生的共振和共鸣。

另外，对于空调等的冷冻回路的压缩机2，在压缩机2以一定的转速运转的场合，虽然若使用一个长度与上述转速(频率)相对应的消音器，可以基本消除共振和共鸣，但是，在具有转速可变化的变频器的压缩机的场合，尤其是由于流体(制冷剂)的脉动频率通过转速的变化而改变，并需要对应大部分的频率区域，因此若安装实施方式1到3中任何一种膨胀型消音器，即，若安装衰减多个不同频率的消音器，则可以获得能够有效防止通过流体脉动产生的共鸣和共振的冷冻循环回路。

实施方式5

参考图8到图10对该实施方式5进行说明。该实施方式5涉及一种膨胀型消音器的制造方法，如图8所示，该膨胀型消音器具有：流体流入的流入口1a；使从该流入口1a流入的上述流体膨胀的由铜管等构成的消音器本体1；对来自该本体的上述流体进行减压并使其流出的流出口1e，由铜管等构成的消音器本体1具有中间隔着对流体进行减压的减压连通孔1d被制成一体的各自流体流动方向上的长度不同的消音器室。

接着，对该膨胀型消音器的制造方法进行说明。首先，由铜管等构成的消音器本体1安装在固定该消音器本体1的一端、自如旋转地压在其另一端的挤压加工装置10的固定夹具10a上，使上述固定夹具10a旋转，从而使铜管旋转。

然后，由于加工装置10的轧辊部10b从该旋转铜管1的挤压开始位置到挤压加工的结束位置、以一定的初次垂直进给量(例如2mm)施加规定的外力，同时以一定的速度沿着水平方向移动，因此，完成到图10的(a)阶段的加工。

此时，由于轧辊部10b压靠在旋转铜管上，所以旋转。

在上述加工结束后，由于将轧辊部10b的初次垂直进给量变成大约例如2倍(例如4mm)，轧辊部10b给铜管施加规定的外力的同时，从挤压加工结束位置向开始位置沿着水平方向移动，因此，进行到图10的(b)阶段的加工。

接着，以下的挤压加工也相同，将从开始位置到加工结束位置，或者从加工结束位置到开始位置的挤压加工作为1次的加工工序，将该加工工序的次数乘以初次垂直进给量所得的值或大于上次垂直进给量的值作为挤压辊部10b的垂直进给量，以该垂直进给量给铜管施加规定的外力的同时，反复进行挤压，若通过该反复加工，轧辊部10b的垂直进给量达到目标垂直进给量，即，达到指定的减压连通孔尺寸，则挤压加工工序完成。

在该挤压加工完成时，轧辊部10b在下一个开始位置或者加工结束位置停止。

接着，在完成上述的消音器本体1的挤压加工、在该消音器本体1中没有比该本体直径小的流体流入的流入口1a及流体流出的流出口1e的时候，如图9所示，在消音器本体1的没有加工流入口1a或者流出口1e的一侧的口部，装入抑制挤压加工时的偏心的铁心，没有装入该铁心一侧的流入口1a或者流出口1e的挤压加工与上述相同，轧辊部10b从挤压的开始位置向铜管的端部(结束位置)，一边施加规定的外力，一边仅以其每次加工量逐渐地增加垂直进给量，同时进行挤压，该挤压量达到目标挤压量，即，达到指定的流入口1a或者流出口1e的尺寸时，挤压加工完成。

若进行如上所述的挤压加工来制造膨胀型消音器，由于挤压部的壁厚达到大致均匀的壁厚状态的同时，流体向目标减压连通孔流动，慢慢减压之后，慢慢膨胀，因此可以得到强度高、流动声音小的膨胀型消音器的制造方法。

在上述说明中，虽然通过挤压加工制造了膨胀型消音器，但是，也可以将消音器本体装入模子，在装入该模子的消音器本体中加入高压油，从而制造本发明的膨胀型消音器。

本发明如上所述膨胀型消音器具备：流体流入的流入口；使从该流入口流入的上述流体膨胀的消音器本体；对来自该消音器本体的上述流体进行减压并使其流出的流出口，上述消音器本体具有中间隔着使上述流体减压的减压连通孔被制成一体的各自长度不同的消音器室，从而，由简单的结构，能够在连续并顺利的反复进行流体的减压、膨胀的同时，衰减多个不同的频带，因此，可以获得衰减效率高的经济型膨胀型消音器。

另外，由于上述消音器室的各个长度为整数，这些整数的最大公约数的商由质数构成，从而，能够均衡性良好且可靠地衰减不小于消音器室的个数的多个不同的频率，因此，可以获得均衡性良好且有效地进行衰减的膨胀型消音器。

另外，由于上述减压连通孔的面积大于上述流入口或者上述流出口的面积，因此可以获得均衡性良好且有效地衰减由各个消音器室的长度决定的衰减频率的膨胀型消音器。

另外，由于上述流入口和上述流出口的中心互相错开，因此可以得到配管配置容易且使用方便的膨胀型消音器。

而且，由于技术方案1到4的任何一种上述膨胀型消音器配置在冷冻循环回路等的排出脉动流体的压缩机的排出一侧的配管上，从而，能够在流体流入到冷冻回路的具有各种固有频率的多个部件之前衰减流体的脉动波形，因此可以获得抑制了振动和声音的冷冻循环回路。

另外，由于上述压缩机具有改变其转速的变频装置，从而，尤其在夜间，压缩机的转速即使变慢，也能安静的进行运转，因此可以获得振动和声音小的冷冻循环回路。

另外，由于具有：使消音器本体旋转的步骤；在该旋转的消音器本体的预先设定的开始位置和结束位置之间、在垂直方向上以一定的进给量、在水平方向上以一定的速度进行往复移动的施加规定外力的步骤；将上述开始位置和结束位置之间的去路或回路作为一次的挤压加工工序、在每次该加工工序中增加上述一定的进给量的步骤；当该增加后的进给量达到目标挤压量时停止上述挤压加工的步骤，上述消音器本体中设有相互之间夹有减压连通孔的消音器室，因此，通过对消音器本体进行多次往复挤压加工，壁厚大致均匀，而且，流体向减压连通孔流动，慢慢减压之后，慢慢膨胀，从而可以得到强度高、流动声音小的膨胀型消音器的制造方法。

Claims (7)

1.一种膨胀型消音器，具备：流体流入的流入口、使从该流入口流入的上述流体膨胀的消音器本体、对来自该本体的上述流体进行减压并使其流出的流出口，

其特征是：上述消音器本体具有中间隔着使上述流体减压的减压连通孔被制成一体的各自长度不同的消音器室。

2.根据权利要求1的膨胀型消音器，其特征是：上述消音器室的各个长度是整数构成，这些整数的最大公约数的商是质数。

3.根据权利要求1的膨胀型消音器，其特征是：上述减压连通孔的横截面积大于上述流入口或者上述流出口的横截面积。

4.根据权利要求1的膨胀型消音器，其特征是：上述流入口和上述流出口的中心互相错开。

5.一种冷冻循环回路，其特征是：权利要求1到4的任何一种膨胀型消音器配置在冷冻循环回路等的排出脉动流体的压缩机的排出一侧的配管上。

6.根据权利要求5的冷冻循环回路，其特征是：上述压缩机具有改变其转速的变频装置。

7.一种膨胀型消音器的制造方法，其特征是：具有：使消音器本体旋转的步骤；

在该旋转的消音器本体的预先设定的开始位置和结束位置之间、在垂直方向上以一定的进给量、在水平方向上以一定的速度进行往复移动的施加规定外力的步骤；

将上述开始位置和结束位置之间的去路或回路作为一次的挤压加工工序，在每次该加工工序中增加上述一定的进给量的步骤；

当该增加后的进给量达到目标挤压量时，停止上述挤压加工的步骤，

上述消音器本体中设有相互之间夹有减压连通孔的消音器室。

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