CN1938553A - 流路装置、制冷循环装置、压力脉动减少装置、压力脉动减少方法 - Google Patents

Abstract

若要减少流体的压力脉动，则需要用于流体膨胀等大的空间。而且存在压力损失增大的问题。本发明的压力脉动减少装置具有传播压力脉动的流路、设置在流路内并以使在流路内部流动的流体的大部分向周围流动的方式构成的内管、以及设置在内管上并因内管的内部与外部的压力差而向流路喷射喷流的多个小孔，从内管向设置在外周上的缩流部通过小孔喷射喷流，减少缩流部的压力脉动。

Description

流路装置、制冷循环装置、压力脉动 减少装置、压力脉动减少方法

技术领域

本发明涉及减少在构成例如空调机或制冷机的制冷循环内部流动的冷媒等流体的压力脉动的技术。

背景技术

作为现有的减少压力脉动的装置，已知有膨胀型消声器，在流体流动的配管等的中途，在流路面积扩大了的膨胀部处的漫反射的作用下使得能量损失。用膨胀型消声器减少压力脉动的效果涉及到比较广的范围。

并且，在现有的减少压力脉动的装置中，在入口管和出口管之间具有截面积大的部分，在此以与周围没有间隙的方式设置形成有许多贯通孔的板，流入的流体由于流路的扩大而产生流速减少的效果，并且由于流体穿过许多贯通孔而减少了压力脉动。(参照专利文献1)

并且，在现有的减少压力脉动的装置中，通过缩小流体所通过的阀体与滑动部之间的间隙等来增加滑动部的滑动阻力，从而减少压力脉动。(参照专利文献2)

专利文献1：日本特开平6-101794号公报(图1～图3)

专利文献2：日本特开平11-270429号公报(图1～图6)

发明内容

现有的通过在膨胀部的漫反射而使能量损失的膨胀型消声器型的压力脉动减少装置具有以下问题，即为了增加压力脉动减少量、需要增大在膨胀部前后的直径比，为了增加压力脉动减少量、需要大的空间。

并且具有以下问题，即，由于流路急剧扩大或急剧缩小，不仅是压力脉动而且流体的本身压力也产生很大的损失，出口流体的压力低于入口流体的压力。

并且，在缩小流体流动的流路间隙的技术中，具有流体的压力损失大、出口流体的压力低于入口流体的压力的问题。

并且，在将这些现有的技术用于制冷循环装置的情况下，由于压力损失而使得制冷循环装置的效率恶化的问题。

并且，在流路内设置缩流部的结构中，由于与周围没有间隙地设置该缩流部，因此流体必须通过缩流部，在缩流部因异物或油等发生堵塞的情况下，具有流体不能流动的问题。

本发明为了解决上述课题而形成，本发明的目的是得到不需要大的空间的、减少流体压力脉动的装置及其方法。

并且，本发明的目的是得到不太降低流入内部的流体压力、只减少压力脉动的装置及其方法。

并且，本发明的目的是得到不降低效率、而减少压力脉动的制冷循环装置。

并且，本发明的目的是得到即使是有压力脉动的装置也有高的能力、对长期运转可靠性高的技术。

本发明的流路装置具有内管、多个小孔和流路阻力体；内管设置在流体流动的流路内部，在流路内将流体分流到该内管的外部和内部；多个小孔分布设置在内管上，用于连通内管的内部和外部；流路阻力体设置在内管的外部或内部，使外部和内部的流体产生流速差；通过内管的内部与外部的压力差，从内部和外部的一方向另一方通过小孔喷射喷流，以此减少在流路传播的压力脉动。

本发明的压力脉动的减少方法具有以下步骤：设置流路分隔机构，该流路分隔机构设置在流体流动的外管的内部、分隔所述外管内部，将所述流体在所述外管内分流成多个流路；降低所述多个流路中的至少一个流路的流速，以在所述流路分隔机构的两侧设置流速低的流路和流速高的流路；穿过连通两个流路之间分布设置的多个小孔，利用由被分隔的流路的流速差所产生的压力差，从流速低的一方向流速高的一方喷射喷流；通过喷射的喷流减少流速高的流体传播的压力脉动。

本发明可在小的空间得到大的压力脉动减少效果。并且，本发明具有不太降低流体压力而只减少压力脉动的效果。例如，在将本发明用于制冷循环装置的情况下，由于不产生制冷循环装置的压力损失，因此可以不降低机器的效率而只减少压力脉动，具有可以得到高效率装置的效果。并且，本发明可以得到即使在异物或油等阻塞的情况下也可以防止流体不流动的可靠性高的装置。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式的压力脉动减少装置的结构图。

图2是表示设置有本发明的第一实施方式的压力脉动减少装置的制冷循环装置的结构图。

图3是表示由本发明的第一实施方式的小孔来减少压力脉动的原理说明图。

图4是表示由本发明的第一实施方式的小孔来减小压力脉动的另外的原理说明图。

图5是表示由本发明的第一实施方式的小孔来减小压力脉动的另外的原理说明图。

图6是表示本发明的第一实施方式的压力脉动减少装置形成的压力脉动减少效果的实验结果说明图。

图7是表示本发明的第一实施方式的压力脉动减少装置的其他结构图。

图8是表示本发明的第一实施方式的压力脉动减少装置的其他结构图。

图9是表示本发明的第一实施方式的压力脉动减少装置的其他结构图。

图10是表示本发明的第一实施方式的压力脉动减少装置的其他结构图。

图11是表示本发明的第一实施方式的压力脉动减少装置的其他结构图。

图12是表示本发明的第一实施方式的压力脉动减少装置的其他结构图。

图13是表示本发明的第一实施方式的压力脉动减少装置的其他结构图。

图14是表示本发明的第一实施方式的压力脉动减少装置的其他结构图。

图15是表示设置本发明的第一实施方式的压力脉动减少装置的其他制冷循环装置的结构图。

图16是表示设置本发明的第一实施方式的压力脉动减少装置的其他制冷循环装置的结构图。

图17是表示设置本发明的第一实施方式的压力脉动减少装置的压缩机的结构图。

图18是表示本发明的第一实施方式的压力脉动减少装置的其他结构图。

图19是表示设置本发明的第一实施方式的压力脉动减少装置的其他制冷循环装置的结构图。

图20是表示设置本发明的第一实施方式的压力脉动减少装置的其他制冷循环装置的结构图。

图21是表示设置本发明的第一实施方式的压力脉动减少装置的其他制冷循环装置的结构图。

图22是表示设置本发明的第一实施方式的压力脉动减少装置的其他制冷循环装置的结构图。

图23是表示本发明的第一实施方式的压力脉动减少装置的其他结构图。

图24是表示本发明的第一实施方式的压力脉动减少装置的其他结构图。

图25是表示本发明的第一实施方式的压力脉动减少装置的其他结构图。

图26是表示本发明的第一实施方式的压力脉动减少装置的小孔设置图。

图27是表示本发明的第一实施方式的压力脉动减少装置的其他结构图。

具体实施方式

第一实施方式

图1是表示本发明的第一实施方式的流体压力脉动减少装置的结构图，图2是表示设置有压力脉动减少装置30的制冷循环装置的结构图。在图中，被压缩机20压缩的高温高压的气体冷媒在冷凝器21中冷凝、形成液体冷媒，在节流机构23减压后、在蒸发器24进行蒸发、形成低温低压的气体冷媒，而后被吸入压缩机20。在冷凝器21上设置冷凝器用鼓风机22，使冷凝器的热与空气进行热交换。在蒸发器24上设置蒸发器用鼓风机25，同样使蒸发器的热与空气进行热交换。

压缩机20形成以下结构，即，在内部具有电驱动式的电动机，通过电动机的旋转，转子进行旋转，使得压缩室内的间隙容积改变、吸入压缩室的流体被压缩，形成规定的压力或规定的旋转角度后、流体被从压缩机一下子排出。因此，从压缩机20排出的流体压力具有以压缩机的转速乘压缩室的数量而得到的值为基本频率、也含有高次谐波成分的脉动成分。当然压缩机吸入侧的压力也具有以压缩机的转速乘压缩室的数量而得到的值为基本频率、也含有高次谐波成分的脉动成分。压缩机20有滚筒式、涡旋式、往复式、螺旋式等，在任何类型压缩机上都产生压力脉动。

该压力脉动一旦传播，则使冷凝器21或膨胀装置23或蒸发器24或与之相连的流体流动的配管振动、成为向周围发出噪音的原因，因此，需要在压缩机20附近的流路上设置压力脉动减少装置30来减少流体的压力脉动。并且，在压缩机的排出侧或吸入侧设置压力开关、限制运转压力范围的情况等下，在该压力开关选择高压侧时、检测高于进行脉动的平均值的压力，在选择低压侧时、检测低于进行脉动的平均值的压力，实施安全措施。为了扩大机器的实际运转范围，需要通过压力脉动减少装置来减少压力开关设置部的流体的压力脉动。并且，对于机器的耐压设计，考虑到高于平均值的脉动部分来决定材料、尺寸、形状，通过减少所考虑的压力脉动，可以缩小机器实际的设计耐压、降低成本。

在图1和图2所示的压力脉动减少装置30的结构中，在作为流路的外管10的内部，沿着如从流入流体1到流出流体2那样的流体流动设置内管11。此时，流体在内管11的内部和外管10的内侧、内管11的外部作为主流3，进行分流流动。内管11设置有连通其内部和外部的许多小孔12，同时，通过采用具有在流出侧利用封闭板进行封闭的结构、或者只能稍微流过一点的切口那样几乎封闭的结构、或者设置小的开口等结构的流路阻力体，抑制流动。因此，内管内部的流体从小孔12流入缩流部4。结果，在设置了内管11之处，由于流入流体1在内管内部的流动受到流路阻力体的限制，因此，在外管10中流动的流体在内管外部的缩流部4流速提高，形成流出流体。利用这样的配管等的内部结构、可以减少压力脉动，因此，不需要大的专门的空间。在膨胀型消声器中，将外径形成为前后的配管外径的两倍以上的情况居多，如果是这样的结构，可以一面将压力损失抑制的较小，一面实现与前后配管相同的外径或比前后配管小的外径的压力脉动减少装置。另外，从设置空间来看，最好是小于等于前后配管外径的外径，但即使是前后配管的1.2倍以下的外径或稍微超出该尺寸，也无须设置专门的空间范围(该空间用于收容形成该压力脉动减少装置30的流路阻力体的配管)，可对该压力脉动减少装置30加以充分地收容。在用于制冷循环的情况下，即使从使流体上升到高压后排出的压缩机的排出口到进行吸入的压缩机的吸入口、设置该压力脉动减少装置30，也可以连接与原来流体循环的配管直径大致相同直径的配管。在气体侧和液体侧等处改变配管直径的情况下，没有必要为了具有消声器的效果而专门加大成该压力脉动减少装置30的前后配管直径的两倍以上。这样，即使设置压力脉动减少装置30，也可以抑制收容配管的容器或室外机等的空间。

在本发明中，通过改变内管11的外部和内部的流动速度，在内管的内部与外部产生压力差。为此，如图1所示，在内管的流出侧设置使流体的流动变缓的阻力体即可；也可以封闭流出端部，或者不进行封闭而是设置开孔；或者也可以是设置切口状开口或整流板的流体阻力体，这样，可以使流动通畅，同时可以使流动变缓。另外，在图1、2中，对降低内管的内部流速、在内管的外部设置缩流部的结构进行了说明，但也可以将内管内部作为缩流部、在内管的外部的流出端侧设置封闭流动的流体阻力体。另外，在图1、2中设置两个流路、利用流速的不同，但本发明是：在具有压力脉动的高压流体流动的流路内，在与其的前后配管直径大致相同的配管尺寸中改变流路、消耗流体所具有的能量，从而降低压力脉动。因此，可以是在配管中具有多个流路、例如具有多个上述说明的结构的内管，也可是一个流路、只设置流路阻力体就可以得到本发明的效果。即，对使内部流速降低、在内管的外部设置缩流部的结构进行了说明，但也可以将内管内部作为缩流部、在内管的外部的流出端侧设置封闭流动的流体阻力体。或者，也可以不存在内管等、而改变流路的流动或流路本身，例如设置使流入口为板状、出口为缩小尺寸的块状的流体阻力体。这样，本发明是不需要大幅度地扩大配管直径、几乎不改变配管直径地设置改变流路的流动的流体阻力体、使动压力变化的结构，即使不加宽配管、扩大整个流体，也可以抑制压力降低、减少压力脉动。而且，本发明由于也不是通过设置共鸣的结构体来减少特定波长的能量，而是向主流路的流动喷射喷流、用喷流的能量来减少存在于主流路的流动中的脉动能量，因此，可以对应任何的脉动波长、将脉动减少效果扩展到很大的区域。

另外，在流体中有压力脉动的情况下，流体的压力在恒定压力的增加侧和减少侧进行周期变动。最近研究表明，对于这样的流体的流动，一旦改变从小孔喷射的具有一定程度流速的流体的流动，则该喷流具有减少压力脉动的效果。对该压力脉动减少机理有各种意见，没有完全弄清，但M.S.HOME在1979年发行的流体力学期刊的209页到229页中记载的“低马赫数喷管流中的噪声衰减(Attenuation ofsound in a low Mach number nozzle flow)”中，记载了喷流的能量的一部分用于旋涡的生成能量。以下，基于该现象，利用图3至图5，对旋涡形成的压力脉动减少的机理进行说明。

如图所示，一旦在带孔板的两侧产生P1和P2的压力差，则根据压力差形成穿过孔内部的喷流(图3)。此时，根据HOME的理论，在喷流的下游侧，在与周围流体的剪切作用下，喷流所具有的一部分能量转换成旋涡能量，生成旋涡。喷流的速度与周围流体的速度差越大，则该剪切作用越大。所生成的旋涡被喷流冲走、离开带孔部，在其移动过程中，通过与周围流体的剪切或摩擦而转换成热能(即周围流体的温度上升)和压力能量(即向周围流体放出脉动成分)，最终散失。即，在喷流附近连续反复该涡流的生成和散失，带孔部周围形成包括喷流和旋涡的脉动空间。通过带孔部处的喷流而形成的旋涡尺寸取决于孔直径d，如果将流速设置为U，则由旋涡产生的压力脉动的频率f与它们之间存在用以下公式表示的关系。

[数1]

f∝U/d

这里，生成旋涡的周期为1/f、波长为音速/f。而且认为是波长λ比孔的直径大很多的(λ＞＞d)的压力脉动入射到喷流附近。如上所述，压力脉动相对恒定压力在增加侧和减少侧进行周期性的变化。因此，若在喷流附近入射有该压力脉动的高压成分或低压成分，如图4所示，在生成旋涡的瞬间，孔的上游侧以及下游侧的恒定压力上升或下降。

在入射有压力脉动的高压成分、恒定压力上升的情况(图4(1))下，带孔部两侧的压力变化量相同、带孔部前后的压力差不变，但恒定密度p上升压力所上升的量。若使带孔部的两侧的压力为P₁、P₂，则根据伯努利定理，喷流的恒定速度U用以下公式表示。

[数2]

$U\∝\sqrt{\frac{P1-P2}{\mathrm{\ρ}}}$

这样，一旦恒定密度p上升、则喷流的恒定速度U降低。因此，当恒定压力上升、即压力变动ΔP＞0时，恒定速度降低、即速度变动成为ΔU＜0。

相反，在入射有压力脉动的低压成分、恒定压力下降的情况(图4(2))下、同样由于压力差不变、恒定密度降低，因此喷流的速度增加。因此，当恒定压力下降、即压力变动ΔP＜0时，恒定速度增加、即速度变动成为ΔU＞0。

根据牛顿第二定律，带孔部附近的空间内力学的能量E是将压力变动ΔP和速度变动ΔU的积进行一个周期的积分而成的，即根据以下的公式而得到的。

[数3]

E＝∫(ΔP·ΔU)·dt

因此，如上所述，当ΔP＞0时、ΔU＜0，当ΔP＜0时、ΔU＞0，力学能量E总是为负(图5)。力学能量为负是指压力脉动的能量散失、脉动能量减少即压力脉动减少。并且，当主流的压力脉动的波长比二次流生成的旋涡的波长大很多时，由于压力脉动与旋涡干涉而损失能量，因此发挥了压力脉动减少效果。因此，在低频率区域可切实得到压力脉动减少效果。

并且，与主流的流动正交方向的小孔的间隔必须相对于主流的压力脉动的波长足够小。这是由于如果小孔的间隔大于压力脉动的波长，则压力脉动会穿过小孔产生的旋涡之间。但是，另一方面，虽然主流流动方向的小孔的间隔比压力脉动的波长大也没有关系，但小孔产生的涡流数量减少，从而压力脉动减少效果也相应地降低。由于将小孔分布在整个内管壁面，因此形成防止由异物进入等而产生堵塞性能高的装置，可得到长期运转可靠性高的装置。

图6是确认了本发明的压力脉动减少装置的效果的实验结果，在传播压力脉动的流路10上设置带孔管11，穿过带孔管的小孔12即带孔部向流路内导入喷流，测定没有喷流的情况下的压力脉动减少量。在图中，横轴表示压力脉动的频率，纵轴表示压力脉动减少量。(1)的实验1和(2)的实验2是不同实验的测定结果，实验1是流体为空气且外管的截面积约为200cm²的情况下的测定结果，在实验中使喷流的速度变化，图中所示的喷流的流速形成流速1＜流速＜2流速3＜流速4的关系。并且，实验2是在流体为冷媒(R407C、过热气体)且外管的截面积约为21mm²的情况下、通过螺旋压缩机产生压力脉动的实验的测定结果。在任何一种情况下都显示在喷流存在时压力脉动减少，由此可知该喷流产生的效果。尤其是可以看到在低频率区域可以得到大的压力脉动减少效果，且喷流的流速越大压力脉动减少效果越大。即，对于低频率的压力脉动、如果增大小孔两侧的压力差，则效果增大。

并且，流体无论是气体还是碳氩化合物类的气体冷媒都可以得到压力脉动减少效果。从理论上可以明确，只要是通过喷流产生旋涡的流体，则任何流体都可以得到同样的效果。并且，无论流路截面积大还是小，都可以得到压力脉动减少效果，而且，无论流路的大小都具有压力脉动减少效果。另外，在图6中，实验2的压力脉动减少效果小于实验1不是由于流路截面积的大小，而是由于小孔部的面积不同。另外，通过其他的实验也明确了小孔的孔径越小越好。

在前面所示的图2中，在制冷循环中的压缩机20的排出侧设置利用上述机理的压力脉动减少装置30。在压力脉动减少装置30内设置内管11，内管11的一端开放、另一端封闭。并且，在内管11的周围壁面上设置许多小孔12。在此，内管11的开放端向着上游侧、封闭端向着下游侧设置。在此，当装置开始运转动作时，流入压力脉动减少装置30的流体1，流入流动阻力小的外管10与内管11之间的流路、即缩流部4。这是由于内管11形成一端被封闭且周围打开许多小孔的结构。因此，内管11内部的流体几乎是静止状态，内管11的外部是流速快的流体流动的状态。根据流体力学的伯努利定理，在流动的各部中，流体的静压力和动压力之和相等，动压力与流速的平方成正比。即，设内管内部的静压力为P₁、内管外部的静压力为P₂、缩流部的流速为v₂、流体的密度为p、流体的体积流量为Q、缩流部的截面积为A，则以下的公式成立。

[数4]

$P_1-P_2=\frac{1}{2}\·\mathrm{\ρ}\·{v_2}^2=\frac{1}{2}\·\mathrm{\ρ}\·{\left(\frac{Q}{A}\right)}^2$

因此，在缩流部4上产生对应流速的动压力，但在内管11的内部不产生动压力，内管内部的静压力P₁大于缩流部的静压力为P₂。因此，由于在设置于内管11的周围壁面上的小孔12的两端产生压差(＝P₁-P₂)，所以，穿过小孔12产生二次流。此时，二次流的流速V_h用以下公式表示。即使在内管的内部存在流速的情况下，由于外部和内部流速不同，因此动压力不同，如上所述，由于动压力和静压力构成的总压相同，因此在外部和内部产生静压力差，根据该差产生喷流。

[数5]

$V_h=\sqrt{\frac{2\·(P_1-P_2)}{\mathrm{\ρ}\·\mathrm{\ξ}}}$

另外，公式中的ξ为流体损失系数，在开孔率大时为1，若开孔率变小，则流体难于流动，因此值增大。当开孔率小且主流的速度不太快时，损失系数为3左右，若主流加快则不容易产生二次流，需要将ξ作为更大的值处理。

并且，穿过小孔12、被喷射到缩流部的流体与穿过缩流部的主流3合流，从压力脉动减少装置30流出。若形成穿过小孔12的流动、则通过前面所说明的机理产生压力脉动减少效果。因此，流入压力脉动减少装置30的冷媒的压力脉动在小孔12的设置部减少。若冷媒的压力脉动减少，则可以防止因配管振动引起的噪音的产生。

另外，在图1和图2中，从原理上来说，不将内管固定地保持在流动中，但实际上需要固定在某个位置上，因此，内管用某种固体固定在外管上。但由于该固定件不能妨碍主流的流动，因此如图7所示，最好将开孔率大的穿孔轴承(パンチングメタル)或间隙大的固定件作为内管的支撑件15使用。

并且，对于内管，只要是主流可穿过内管的外部即可，无须完全封闭内管的封闭端(底部)。例如，如图8所示，也可以在内管的封闭端设置小孔。这样，具有进一步增大压力脉动减少量的效果。另外，在流体含有润滑油的情况等下，具有防止润滑油积存在内管内部的效果。此时，内管的周围小孔与底部的小孔不需要为相同的开孔率，也可以形成不同的直径。

图9是将压力脉动减少装置安装在弯曲的配管上时的应用示例。在向弯曲的配管上进行安装时，如图所示，可将内管11螺钉固定在外管10本身上、容易进行设置。其他的流动状况和效果与上述说明相同。另外，无论配管(外管)是直管还是弯曲管，都没有必要是圆筒形的，如图9所示，可以是长方体或进一步变形的流路。并且，内管也没有必要是圆筒形，也可是长方体或进一步变形的流路。应当明白，从原理上来说，在任何情况下都产生压力脉动减少效果。

在图1或图9所示结构的压力脉动减少装置中，由于内管11形成一端开放、另一端关闭的状态，因此，有可能在内部产生共鸣。一旦产生共鸣，则会附加与共鸣频率对应的多余的压力脉动，很不理想。以下，对具有防止共鸣的压力脉动减少装置的结构进行说明。首先，如图10所示，考虑了在内管11的开放端相对半径方向形成角度的方法。共鸣频率因管的长度不同而有不同的值。因此，通过在开放端形成角度，可使产生共鸣的频率因位置不同而形成不同的值。虽然共鸣能量其本身不发生变化，但由于可以扩大共鸣带宽，因此，其结果可减少某特定频率的共鸣能量，可防止附加多余的压力脉动。也就是说，只要内管的流体流动的轴方向长度因外周侧的位置不同而不同，则构成减少该共鸣的措施。图11是在开放端形成切口，其也与图10相同可以扩大共鸣带宽，可减少某特定频率的共鸣能量，可防止附加多余的压力脉动。

图12表示将插入管13插入内管11的内部、以只开放插入管13的一端的方式在一端安装盖14的结构。由此，可以缩小在内管内部产生的共鸣向外部放出的面积，并且，如果采用小的插入管的内径、则可通过在插入管内部的摩擦来减少共鸣能量，可以防止共鸣的影响波及到外部。另外，插入管13的前端可以形成直角，但如图12所示，如果是相对半径方向形成角度的结构，则可防止在插入管13的内部产生共鸣，具有更显著的效果。

图13是使螺钉穿过插入管13的内部的结构，因此可以更多地减少在插入管13内部产生的共鸣能量，防止共鸣的影响波及到外部。并且，只将插入管13的内部形成粗糙的面，也可以产生与穿过螺栓相同的效果。

图14是在流体流入侧的盖14上开孔的结构。盖14位于对应于内管内部共鸣的速度的波节(压力的波腹)的位置，通过在此开孔可以改变临界条件，具有很难产生共鸣的效果。并且，在图12到图14中，可以考虑使螺钉穿过插入管13的外周或使插入管13的外周形成粗糙面的方法(无图示)。这种情况下，具有减少在内管11内部的共鸣的效果。并且，在所有的结构中，也可以考虑使螺钉穿过内管11的内面或使内管11的外周形成粗糙面的方法，具有减少在内管11内部的共鸣的效果(无图示)。

并且，在图12到图14中，也可以在内管11的内部填充钢丝绒等的填充物，这种情况下也具有减少在内管11的内部的共鸣的效果。在图2中，以将压力脉动减少装置30安装在制冷循环装置的压缩机的排出侧为例进行了说明，但是，由于压缩机的脉动也在吸入侧进行传播，因此，如图15所示，也可以将压力脉动减少装置30安装在制冷循环装置的压缩机的吸入侧，可以减少向蒸发器侧传播的压力脉动。并且，如图16所示，也可以将压力脉动减少装置30安装在制冷循环装置的压缩机的排出侧和吸入侧这两侧，可以减少向压缩机两侧传播的压力脉动。

并且，如图17所示，压力脉动减少装置30由于利用流路，因此可形成小型化、具有设置自由度，例如可装入作为脉动压力产生源的压缩机的内部，减少从压缩机发出的噪音。图17是螺旋型压缩机的示例，安装在被电动机41驱动的压缩机的压缩室42的排出口和油分离器43之间，通过来自小孔12的二次流5可减少流入油分离器的冷媒主流3的压力脉动。并且，在图17中，在向油分离器43的流入口上设置了压力脉动减少装置30，也可以将图9至图14所示结构的压力脉动减少装置30用于压缩机内部的流路，可以起到同样的效果。

另外，在上述的压力脉动减少装置中，无论小孔的开孔率(以相对一定流路面积的小孔的总开口面积进行定义)是多少，都发挥压力脉动减少效果。但是，从理论上来说若小孔的开孔率增大，为了得到相同的压力脉动减少效果，则必须加大通过孔的流速。如果考虑实际的设备可实现的压力差，小孔的开孔率最好为1％、2％的小的开孔率，在实际应用中，小孔的开孔率可允许在10％以下。而且，从其他的观点来看，在本发明中只要存在减少压力脉动的必要静压力差即可，因此，在一个示例中、缩流部截面积/全流路截面积为一半左右，就可以得到抑制压力脉动的效果。

并且，在该压力脉动减少装置中，小孔的直径为多少都可以。但是，为了得到相同的压力脉动减少效果，需要使小孔的开口面积保持相同。在小孔直径大的情况下，为了使小孔的开孔率相同，必须减少小孔的数量。旋涡产生在小孔的边缘，并且喷流喷射后的扩大角度是一定的，因此一旦小孔的直径大，其结果喷流的影响所波及的范围缩小，压力脉动减少效果减小。因此，小孔的直径为1mm、2mm最好，在实际使用中应该允许小孔的直径为10mm以下。

并且，在流路中流动的流体可以是任意的，可以使用例如空气、R22等单一成分的冷媒、如R407C那样的由三个组分类构成的混合冷媒、如R410A那样的由两个组分类构成的混合冷媒、丙烷等HC冷媒或CO₂等自然冷媒、水蒸气、天然气、配管煤气等。特别是在诸如家用电器那样要求小型化、抑制噪音和振动的产生、高效率的情况下尤其有效。并且，在冷风装置等大型空调或大型制冷机中，由于设置空间的问题而不能设置大型的压力脉动减少装置，因此是非常有效的。而且，通过设置在汽车的发动机内或排气部，可有效地利用设置自由度。

并且，如图18所示，可以在内管11的下游侧设置具有一定角度以下例如10度倾斜度的压力恢复部16。这样，由于穿过内管11周围的流体的流路面积逐渐变化，因此能量损失少，可以使压力恢复部16的出口侧的压力恢复到与内管11的入口侧的压力大致相同的压力，可以减少压力损失。显然，可以采用用于测定流体的流量的具有众所周知的结构的文丘里管。

并且，如图19所示，可以在内管11的上游侧设置具有一定角度以下例如10度倾斜度的流路引导件17。这样，由于流入内管11的流体的流路面积逐渐变化，因此可进一步减少压力损失。另外，流路引导件17也可以象漏斗那样用曲面构成。

图20、图21和图22是在内管11和外管10之间设置流路阻力体、以使大部分的流体通过内管11内部的方式构成压力脉动减少装置、并将其适用于制冷循环装置的图。图20是在压缩机的排出侧设置压力脉动减少装置的图，图21是在压缩机的吸入侧设置压力脉动减少装置的图，图22是在压缩机的吸入侧和排出侧设置压力脉动减少装置的图。即使是这样的构成，因设置在内管外部的流路阻力体的影响，流入内管内部的流体的流速比外部快，因此产生相应于该差的静压力差，产生从内管的外部向着内部的二次流，从而减少了在内管内部流动的流体的压力脉动。

图23是将压力脉动减少装置30模块化的图。压力脉动减少装置可在前后连接配管，例如可将具有胀管等的连接部19c的配管连接在入口侧和出口侧。通过这样的结构，可将压力脉动减少装置30当作一般的零件，简单地连接在制冷循环装置或汽车的排气口或其他流体流动的任何流路上，可以减少流体的压力脉动。另外，在像汽车的排气口那样、在内部流动的流体向大气开放的情况下，由于压力脉动形成声音进行传播，因此通过在流路上设置压力脉动减少装置30，可产生减少周围噪音的效果。若准备各种可与一侧或前后的配管连接的压力脉动减少装置30，则可根据声音或振动的产生状况、即根据脉动的频率或大小，在此后安装具有最适当的小孔的直径或分布范围等的压力脉动减少装置。

并且，图24是使内管11的开放部位于流路的下游侧设置的图。即使是这样的结构，对应于内管外部的流体的流速，内管内部的静压力高于内管外部，因此，形成从内管内部向着内管外部穿过小孔的二次流，得到压力脉动效果。另外，通过从内管开放部向内管内部供给流体，可以连续产生二次流。在这样的结构中，在内管的出口侧，截面积增大、流体的流速减慢，内管内部的流体的压力与内管开放部外的流体的压力差几乎消失，因此，从内管的下游侧的开放部向内管内部，供给相当于从内管内部向内管外部穿过小孔流动的二次流的量的流体。因此，即使像这样使内管的开放部位于流路的下游侧，也与内管的开放部位于上游侧的情况相同，可以持续压力脉动减少效果。由此，在流体含有润滑油的情况下或者流体中混有固体的粉体的情况等下，可以防止润滑油或粉体等积存在内管内部，即具有防止在长期使用中小孔阻塞而引起压力脉动减少效果逐年下降的效果。但是，这样构成的情况下，与内管的开放部位于上游侧的情况相比，流体难于流入内管内部，因此需要将小孔的开孔率设定成小于内管的开放部位于上游侧的情况。

并且，如图25所示，也可以将内管设置在相对流动具有角度的位置，在这种情况下，对应于内管外部的流体的流速，内管内部的静压力高于内管外部，因此，形成从内管内部向内管外部穿过小孔的二次流，可以得到压力脉动减少效果。并且，从内管的开放部向内管内部，供给相当于从内管内部向内管外部产生的二次流的量的流体，因此可以长期持续保持压力脉动减少效果。在这种情况下，由于流入流体1的影响、上游侧与下游侧相比难于产生通过小孔的二次流，可以预测通过上游侧的小孔的二次流的流速降低。因此，通过使上游侧的小孔开孔率低于下游侧的小孔开孔率，可以确实得到压力脉动减少效果。这样，只要将一端开放的内管插入外管的内部，无论内管的位置如何都可以得到压力脉动减少效果。

另外，小孔处的压力脉动减少效果可以利用以下的公式进行概算。如果设小孔的吸声率为α、流路的截面积为S、设置小孔的部分的面积为A、设置小孔的部分的流路方向长度为L，则压力脉动减少量[dB]用以下公式表示。

[数6]

$\mathrm{TL}=1.05\×{\mathrm{\α}}^{1.4}\×\frac{A}{S}\×L$

另外，该公式是将吸声材料贴在配管的内侧、使空气向内部流动的情况下、概算噪音减少量的经验公式，但是，发现在这种情况下也可以使用同样的公式。因此明白了压力脉动减少量与小孔设置部的面积和长度成正比，若尽量设置多的小孔，则压力脉动减少量增加。

另外，在至此的说明中，反复使用开孔率一词，在这里对开孔率的计算方法进行说明。图26是小孔的设置图，小孔以等间隔的间距排列。在图26中，(1)是在小孔的排列相对于流动为笔直的情况下，设小孔的间距为a和b；(2)是在小孔的排列相对于流动为倾斜的情况下，设小孔的间距为c和d；(3)是在小孔的排列相对于流动为交错排列的情况下，设小孔的间距为e和f；小孔的直径在上述任一情况下都是ΦD。此时，开孔率R以存在于连接小孔的中心之间形成的长方形或菱形内的小孔的开孔面积的比进行定义，用以下公式表示。

[数7]

(1)的情况下 $R=\frac{\mathrm{\π}\×D^2/4}{a\×b}$

(2)的情况下 $R=\frac{\mathrm{\π}\×D^2/4}{c\×d}$

(3)的情况下 $R=\frac{\mathrm{\π}\×D^2/4}{e\×f}$

在此，以小孔按等间隔的间距进行排列的情况为例进行了说明，但小孔不一定以等间隔的间距进行排列。从经验上可以得出小孔的间距长时，使通过小孔的二次流的流速更慢，可以增加压力脉动减少量；在小孔的间距短时，使二次流的流速更快，可以增加压力脉动减少量。在内管的内外静压力分布不均匀的情况等下，通过减小在压力差大的部分上的小孔的间距、增大在压力差小的部分上的小孔的间距，可使得压力脉动减少效果增大。

另外，以小孔的直径是相同的情况为例进行了说明，但直径不一定是相同的，不同的部位可形成不同的直径。并且，以小孔是圆形的为例进行了说明，但不局限于此，可以是长方形或菱形或三角形或星型或其他形状，只要是可以产生喷流的形状、什么样的形状都可以。

并且，以在外管内设置一个内管的情况为例进行了说明，但不局限于此，如图27所示，可在外管内设置多个内管。图27表示将兼作内管支撑件的流路阻力体15设置在内管外部，并使主流3流过多个内管11的内部。由于内管内部的流速快，因此产生从内管外部向内管内部的二次流。另外，作为内管支撑件15的结构，可形成将多个内管11固定在外管10上的结构。另外，在此对主流在内管的内部流动的情况进行了说明，但在主流在内管的外部流动的情况下，同样也可在外管内设置多个内管。如上所述，压力脉动减少量与设置小孔的壁面的面积成正比、与流路截面积成反比。因此，如果这样在外管内设置多个内管，则可以增加相对于同一流路截面积的小孔部的面积，可以期待更大的压力脉动减少效果。这种方法尤其在流路截面积大的情况下有效。

作为本发明的压力脉动减少装置的说明，将在流路内改变流动的内管和设置在其壁面上的小孔、以及得到消除流体的压力脉动能量的压力差的装置即流路阻力体集中成一个进行了说明。当然也可以形成如下装置，即在用配管形成的流路内只设置一个或多个流路阻力体，由此改变流体的流动，并且得到消除压力脉动能量的压力差。例如，在流路中设置部分地阻挡流动的碰撞体或节流形状的隔板，可利用该改变了流动的喷流。但该压力脉动减少装置虽然可以有效地减少流体的压力脉动，但压力损失增大。因此，在只采用流路阻力体的压力脉动减少装置中，几乎不改变配管外径、即采用与前后的配管直径相同程度的配管直径，可以解决因改变直径所产生的空间或压力损失等问题，可获得不需要专门的大的空间的压力脉动减少装置。但是，为了减少压力损失，最好是像图1或图20那样的分别针对如下两个作用形成不同的结构，即，像主流和二次流那样改变流动的作用、和通过封闭的内管等来获得压力差的作用。这样，可以得到具有传播压力脉动的流路和流路阻力体的压力脉动减少装置，该流路阻力体设置在流路内，通过改变在流路内部流动的流体流动、产生喷流来减少压力脉动能量。设有该流路阻力体的配管部分与其前后的配管直径相同，即具有与来自带来压力脉动的产生源的配管直径大致相同的尺寸。

在使用本发明的压力脉动减少装置的情况下，当用于制冷循环时，即使设置在压缩机附近等，用来收容压缩机和该配管的室外机等容器也可以使用与现有的相同容器，可以抑制压力脉动，可以减少振动和噪音，且可得到高效率。其中，该压力脉动减少装置具有传播压力脉动的流路和流路阻力体，该流路阻力体设置在流路内，通过改变在流路内部流动的流体流动、产生喷流来减少压力脉动能量。设有该流路阻力体的配管部分与其前后的配管直径相同，即具有与来自带来压力脉动的产生源的配管直径大致相同的尺寸。在安装于汽车排气消声器上的情况下，由于抑制了配管直径，因此可以很有效地利用安装在狭窄空间上的供油箱等，不仅可以得到容易使用的汽车、而且可以得到设计自由度高、款式性能等商品价值高的产品。本发明的消声器安装部的配管直径由于可以形成与连接制冷循环的压缩机或汽车用发动机的部分相同尺寸，因此对空间的利用非常有效。

本发明的压力脉动减少装置具有：传播压力脉动的流路，如图1所示设置在流路内、使流入流路内部的大部分流体向周围流动地构成的内管，以及设置在内管上、通过内管的内部与外部的压力差向流路喷射喷流的多个小孔；在外周侧设置缩流部，或如图20所示在内周侧设置缩流部。由此，例如从内管向设置在外周的缩流部通过小孔喷射喷流，从而减少缩流部的压力脉动，也可以将内管的内部作为缩流部。但是，相比于其它，由于向内管的外周侧的外部喷射喷流是以配管外周部为主流，因此含在流体中一起流动的异物或油等容易通过、很少堵塞。相反，在以中央部为主流的结构中，由于容易设置流路引导件、容易抑制压力损失，因此可以将装置的效率降低限制在最小限度。

本发明的压力脉动减少装置具有内管支撑件，该内管支撑件以不妨碍流路的内管外部的流动的方式构成、将上述内管固定在流路上。这样可简单地使流体向内管外部流动。并且，本发明的压力脉动减少装置是将内管直接安装在流路壁上的结构。

本发明的压力脉动减少装置是使内管的开放端形成相对半径方向具有一定以上的角度的形状。或者本发明的压力脉动减少装置在内管的开放端设置切口。由此，即使在使流速变化的流体流动的流路中设置像内管那样的相对于流动成为的阻碍或接盘的压力脉动减少装置，也可以防止发生共鸣等问题。

本发明的压力脉动减少装置具有传播压力脉动的流路、设置在流路内并使在流路内部流动的大部分流体向周围流动地构成的第一内管、设置在第一内管上并因内管的内部与外部的压力差向流路喷射喷流的多个小孔、作为插入到第一内管内部的插入管的第二内管，将第二内管的一端固定在第一内管的开放端，可应对快的流速等。并且，本发明的压力脉动减少装置的该第二内管的固定部开孔，形成一定以上的开孔率。本发明的压力脉动减少装置使插入管的前端形成相对半径方向具有一定以上的角度的形状。本发明的压力脉动减少装置将插入管的内部形成粗糙的面。本发明的压力脉动减少装置将插入管的外部形成粗糙的面。

本发明的压力脉动减少装置将内管的内面形成粗糙的面。本发明的压力脉动减少装置使小孔的直径为10mm以下。本发明的压力脉动减少装置使作为小孔的截面积总和与流路的截面积之比、即开孔率为10％以下。

上述说明的作为本发明流路装置的压力脉动减少装置是将配管设置在作为流路的外管内部而使压力脉动减少的结构，但不局限于由外管和内管形成的结构。即，在流路中设置两个以上的流路、从流速慢的流路向流速快的流路通过小孔喷射喷流来减少压力脉动，只要是这样的结构，则也可在外管上插入隔板来分隔流路。即，可以为如下结构，设置流路分隔机构，该流路分隔机构设置在流体流动的外管内部，分隔外管内部以使流体在外管内分流成多个，并被固定支撑在外管上；利用流路阻力体使被流路分隔机构分隔的多个流路的至少一个流路的流速降低；具有多个小孔，所述小孔设置在具有流路阻力体的流路和流速快的流路之间的流路分隔机构上并连通两个流路之间地分布设置；利用流路分隔机构分隔的流路的流速差而形成压力差，利用该压力差，从流路分隔机构的流速慢的流体向流速快的流体通过小孔喷射喷流，从而使流体传播的压力脉动减少。即，不局限于金属制配管，可简单地制造诸如塑料等对形状和尺寸没有限制的结构。而且，如果只用流路阻力体构成本发明，则形状更加简单，只在金属制的配管内部安装同样是金属制造的节流部或突起等即可。

这样，在流体流动的外管内部设置用于分隔外管内部的流路分隔机构，将流体在外管内分流成多个流路，降低多个流路中的至少一个流路的流速，在流路分隔机构的两侧设置流速慢的流路和流速快的流路，穿过连通两个流路间分布设置的多个小孔，由于分隔后的流路的流速差所形成的压力差而从流速慢的流体向流速快的流体喷射喷流，从而由喷射的喷流可以减少流速快的流体所传播的压力脉动。由此，任何结构、形状的流路都可以简单地减少压力脉动。并且，在本发明中，不需要专门的形状或特定的结构就可以减少宽带的压力脉动，即通过设置向流体主要流动的主流路喷射喷流的辅助流路这一简单的结构，就可以减少扩及宽带的波长的压力脉动，可以得到无可动部、维修保养简单、不容易损坏的可靠性高的装置。

Claims (22)

1.一种流路装置，具有内管、多个小孔和流路阻力体；该内管设置在流体流动的流路内部，在流路内将所述流体分流到该内管的外部和内部；所述多个小孔分布设置在所述内管上，用于连通所述内管的内部和外部；所述流路阻力体设置在所述内管的外部或内部，使所述外部和内部的所述流体产生流速差；通过所述内管的内部与外部的压力差，从所述内部和外部的一方向另一方通过小孔喷射喷流，以此减少在所述流路传播的压力脉动。

2.如权利要求1所述的流路装置，其特征在于，具有内管支撑件，该内管支撑件以不妨碍所述内管外部的流动的方式将所述内管安装在所述流路壁面上，在所述内管内部设置所述流路阻力体，使外部的流速比内部的流速大幅度降低。

3.如权利要求1所述的流路装置，其特征在于，在所述内管和外管之间设置所述流路阻力体，使所述内管内部的流速比外部的流速大幅度降低。

4.如权利要求1或2或3所述的流路装置，其特征在于，将流体流入所述内管的入口侧端部以具有一定以上的角度的倾斜形状开放、或设置切口开放。

5.如权利要求1或2或3所述的流路装置，其特征在于，所述内管的流体流动的轴方向长度因外周侧的位置不同而不同。

6.如权利要求1或2或4或5所述的流路装置，其特征在于，设置从所述内管的入口侧端部向所述内管内部贯通的插入管，所述流体通过所述插入管流入所述内管内部。

7.一种流路装置，具有流路、内管、多个小孔和插入管；该流路传播压力脉动；所述内管设置在所述流路内，使在所述流路内部流动的大部分流体向周围流动；所述多个小孔设置在所述内管的外周部，连通所述内管的内部和外部，利用所述内管的内部与外部的压力差向所述流路喷射喷流；所述插入管插入到所述内管的内部，使所述流体流入所述内管的内部。

8.如权利要求6或7所述的流路装置，其特征在于，以使固定在所述内管的入口侧端部的固定部具有一定以上的开口率的方式，使所述插入管开口。

9.如权利要求6至8中任一项所述的流路装置，其特征在于，使所述插入管的所述内管内部侧的前端以具有一定以上的角度的形状开放。

10.如权利要求6至9中任一项所述的流路装置，其特征在于，使所述插入管的内部壁面以及外部壁面的至少一方形成比所述流路壁面粗糙的面。

11.如权利要求1至10中任一项所述的流路装置，其特征在于，连通所述内管的内部和外部且分布设置在所述内管的外周面的多个小孔的、与所述内管的流动大致正交方向的所述小孔的间隔，小于流体的压力脉动的波长。

12.如权利要求1至11中任一项所述的流路装置，其特征在于，使所述小孔的直径为10mm以下。

13.如权利要求12所述的流路装置，其特征在于，连通所述内管的内部和外部且分布设置在所述内管的外周面的多个小孔的直径与所述小孔的分布数量，成反比关系地设置。

14.如权利要求1至13中任一项所述的流路装置，其特征在于，使所述小孔的截面积总和与设置所述小孔的所述流路壁面的面积之比、即开孔率为10％以下。

15.如权利要求1至15中任一项所述的流路装置，其特征在于，连通所述内管的内部和外部的所述内管外周面的多个小孔的分布面积，大于大部分所述流体流动的流路面积。

16.一种流路装置，具有至少一个流路阻力体和流路阻力体支撑配管；该流路阻力体设置在流体流动的配管内部，使所述流体在所述配管内改变流动而产生旋涡；所述流路阻力体支撑配管支撑所述流路阻力体，同时设置有所述流路阻力体的配管直径与邻接的配管直径大致相同；几乎不改变所述配管直径地改变所述流体的流动，以此减少在所述配管内部流动的流体的压力脉动。

17.如权利要求1至16中任一项所述的流路装置，其特征在于，设置流路引导件，该流路引导件在分流所述流体或改变所述流体的流动时，使流体流入的入口侧端部的流速大的一方的面积从大到小逐渐变化，或使流体流出的出口侧端部的流速大的一方的面积从小到大逐渐变化。

18.如权利要求1至17中任一项所述的流路装置，其特征在于，使所述内管的内部壁面或所述流路阻力体的表面形成比所述流路壁面或所述配管内壁面粗糙的面。

19.一种制冷循环装置，其特征在于，将权利要求1至18中任一项所述的流路装置设置在冷媒循环的回路上。

20.一种压力脉动减少装置，具有：流路分隔机构、流路阻力体以及多个小孔；该流路分隔机构设置在流体流动的外管的内部，分隔所述外管内部以在所述外管内将所述流体分流成多个流动，并支撑于所述外管；所述流路阻力体降低被所述流路分隔机构分隔的多个流路中的至少一个流路的流速；所述多个小孔设置在具有所述流路阻力体的流路和流速快的流路之间的流路分隔机构上，连通这两个流路之间地分布设置；利用所述流路分隔机构分隔的流路的流速差产生压力差，利用该压力差，从所述流路分隔机构的流速慢的一方向流速快的一方通过所述小孔喷射喷流，以此减小所述流体传播的压力脉动。

21.一种压力脉动减少方法，其特征在于，具有以下步骤：

设置流路分隔机构，该流路分隔机构设置在流体流动的外管的内部、分隔所述外管内部，将所述流体在所述外管内分流成多个流路；

降低所述多个流路中的至少一个流路的流速，以在所述流路分隔机构的两侧设置流速低的流路和流速高的流路；

穿过连通两个流路之间分布设置的多个小孔，利用由被分隔的流路的流速差所产生的压力差，从流速低的一方向流速高的一方喷射喷流；

通过喷射的喷流减少流速高的流体传播的压力脉动。

22.一种压力脉动减少方法，其特征在于，具有以下步骤：

设置流路阻力体，流路阻力体配置在流体流动的配管的内部，在所述配管内将所述流体的流动加以分隔；

将所述流路阻力体支撑于所述配管的内壁面，利用由所述流路阻力体分隔的流速不同的相互流动，减小所述流体传播的压力脉动；

使设置有所述流路阻力体的配管与具有和该配管大致相同直径的配管邻接连接。

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