CN203274204U - 空调室内柜机降噪结构、空调室内柜机和空调器 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于空调制造技术领域，提供了一种空调室内柜机降噪结构、空调室内柜机和空调，该降噪结构包括室内柜机壳体和开设于室内柜机壳体上的出风口，室内柜机壳体内设有边缘与室内柜机壳体的内壁相接的出风板，在出风板靠近出风口的一侧形成有与出风口相通的出风通道；出风板在背离出风口的一侧与室内机壳体围合形成有一空腔，出风板上设有多个微穿孔板吸声结构；该空调室内柜机及空调器采用前述降噪结构，本实用新型提供的空调室内柜机降噪结构能有效地降低空调室内柜机的噪声、改善噪声音质，而且其制造及装配简单、成本较低、适用性性广。该空调室内柜机及空调器噪音小，用户的使用体验舒适度好，产品的市场竞争力得到提升。

Description

空调室内柜机降噪结构、空调室内柜机和空调器

技术领域

本实用新型属于空调设备制造技术领域，更具体地说，是涉及一种空调室内柜机降噪结构、采用该降噪结构的空调室内柜机和空调器。

背景技术

空调室内柜机在人们日常生活和现代办公等环境中己被广泛使用。尽管空调产品的噪声指标己低于国家标准，但空调器运转时所产生的噪声仍显得偏大，大大影响了用户的使用体验，不能满足用户的要求。室内柜机所产生的噪声包括机械噪声和气流噪声，但气流噪声远大于机械噪声，气流噪声主要包括进气口噪声、风扇噪声（旋转噪声和涡旋噪声）、换热蒸发器噪声以及排气口噪声。

传统柜机的室内柜机风道系统由单吸离心风机组成，气流由进风面板的两侧风口进入，由离心风叶做功后换向90度后流向蜗壳，然后经过蒸发器和出风面板后流出。为了降低气流噪声，最有效的方法是降低风轮的转速，但降低了柜机内的气流速度也就降低了离心风机的全压，如不进行其它改动，势必降低循环风量，影响空调器的制冷性能。为此，中国实用新型专利CN2495946Y于2002年06月19日公开了一种降低空调器室内柜机通风气流噪声的风扇驱动结构，其通过调整离心风扇的结构和电机安装方式，从而在循环风量及其换热效率不减少的前提下，降低进气气流噪声，但该实用新型在工程中难以实施与应用。中国实用新型专利CN2864457Y于2007年01月31日公开了一种桂仕空调室内柜机的导风板，其采用在柜机腔内顶部角区加装圆弧面的导风板，使得气流在上升过程中由于圆弧导风面作用而顺畅流出，消除了涡旋气流，降低了送风噪声，但实际降低噪声效果较差。中国实用新型专利CN201314639Y于2009年09月23日公开了一种柜式空调室内柜机，其通过在蜗壳的涡舌部分设置若干个盲孔，利用多个盲孔共振结构来降低噪声，但实际降噪效果也较差。传统的倾斜涡舌技术、调节离心叶轮外径与涡舌间隙技术、吸声蜗壳技术等降噪措施对室内柜机进行降噪已经达到一个极限，故寻求一种简单有效地降低室内柜机噪声的方法与装置，进而改进其设计、提高噪音品质，对开拓空调新的市场和巩固现有市场具有极为重要的意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对上述现有空调柜机的噪声通过吸声蜗壳、倾斜涡舌、改变进出风口等措施后柜机进行降噪已经达到一个极限的问题，提供了结构简单、易于加工、成本较低且能有效降低空调室内柜机噪声的空调室内柜机降噪结构以及采用该降噪结构的空调室内柜机和空调器。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种空调室内柜机降噪结构，其包括室内柜机壳体和开设于所述室内柜机壳体上的出风口，所述室内柜机壳体内设有边缘与所述室内柜机壳体的内壁相接的出风板，在所述出风板靠近所述出风口的一侧形成有与所述出风口相通的出风通道；所述出风板在背离所述出风口的一侧与所述室内机壳体围合形成有一空腔，所述出风板上设有多个微穿孔板吸声结构。

具体地，所述微穿孔板吸声结构为微孔/或微缝隙。

优选地，所述微孔的孔径为1～2mm和/或所述微缝隙的宽度为1～2mm。

进一步优选地，所述微孔或所述微缝隙的穿孔率为1%～5%。

优选地，所述多个微孔呈正方形排列分布或者正三角形排列分布在所述出风板上。

具体地，所述微缝隙呈横向分布或者呈纵向分布或者呈斜向分布或者呈交叉分布设置于所述出风板上。

具体地，所述空腔的深度为5～20cm。

进一步地，所述空腔内还设置有吸声材料层。

优选地，所述吸声材料层设置于所述室内柜机壳体的内侧壁上。

优选地，所述出风板的厚度为0.2～5mm。

优选地，所述出风板为圆弧形板。

与现有技术相比，本实用新型提供的空调室内柜机降噪结构的有益效果是：

由于出风板上设置有多个微穿孔板吸声结构，使得出风板成为微穿孔板，而微穿孔板吸声结构是一种低声质量、高声阻的共振吸声结构，其性能介于多孔吸声材料和共振吸声结构之间，其吸声频带宽度可优于常规的穿孔板共振吸声结构，具有吸声系数高和吸声频率宽特点；同时，在出风板后侧留有一定深度空气层，即空腔，于是微穿孔板与板后的空腔形成赫姆霍兹消声器，利用声波传过时空气在小孔中来回摩擦消耗声能，并利用空腔的大小来控制峰的共振频率，可以吸收较低频率的窄带噪声。同时微穿孔板由于穿孔细而密，声阻比较大，而声质量比较小，声阻与声质量之比大大提高，可以实现宽频带吸声能力。因此能够有效地降低空调室内柜机的噪声、改善噪声音质，大大提升空调用户的使用体验舒适度，从而提高产品的市场竞争力。此外，本实用新型空调室内柜机降噪结构还具有制造及装配简单、成本较低、适用性性广的优点。形成微穿孔板的出风板可用如铝板、钢板、镀锌板、不锈钢板、塑料板等多种材料制作而成，且微穿孔板后的空气层可以不用填装多孔吸声材料，因此不怕水和潮气、不霉、不蛀、清洁无污染，能承受高速气流的冲击，因此，微穿孔板吸声结构在吸声降噪和改善室内音质方面有着十分广泛的应用。

本实用新型还提供了一种空调室内柜机，其包括上述的空调室内柜机降噪结构。

本实用新型还提供了一种空调器，其包括室外机和与所述室内机相连的室内机，所述室内机为上述的空调室内柜机。

本实用新型提供的空调室内柜机及空调器，由于采用了上述空调室内柜机降噪结构，其室内柜机的噪音得到有效降低、噪声音质得以改善，大大提高了空调用户的使用体验舒适度，同时产品成本得到很好的控制，整机效能得以提升，其市场竞争力从而得到增强。

附图说明

图1为微穿孔板吸声结构原理示意图；

图2为本实用新型实施例一提供的空调室内柜机降噪结构的立体结构示意图；

图3为图2的主视图；

图4为图3中A-A向剖视结构图；

图5为图3中B处局部放大图；

图6为图4中C处局部放大图；

图7为微孔呈正方形排列分布示意图；

图8为微孔呈正三角形排列分布示意图；

图9为本实用新型实施例二提供的空调室内柜机降噪结构的立体结构示意图；

图10为图9的主视图；

图11为图9中D-D向剖视结构图；

图12为图10中E处局部放大图。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合结构原理、附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型针对现有空调室内柜机的噪声通过吸声蜗壳、倾斜涡舌、改变进出风口等措施后柜机进行降噪已经达到一个极限的问题，提出了在空调室内柜机出口部件的出风板上进行开微孔或微缝隙的一种新的降噪结构，出风板侧留有一定深度空气层，也称空腔，利用声波传过时空气在小孔中来回摩擦消耗声能，并利用空腔的大小来控制峰的共振频率，空腔越大，共振频率越低。

微孔孔板可以看作大量微管（微穿孔）的并联，每个微穿孔为一个很细的短管，在孔间距比孔径大得很多时，可假设各孔的特性互不影响，微穿孔板的声阻抗简单地等于单孔的声阻抗除以孔数，声波在管内传播时，考虑粘滞性的影响在管壁上质点沿轴向的振动速度为零，在中心轴上的振动速度最大，管中沿半径方向存在速度梯度，另一方面，在孔间距比波长小很多时，孔板面对声波的反射也可忽略不计。

请参阅图1，为微穿孔板吸声结构的原理示意图，结构特性的主要参数有孔直径d，孔板后腔深h，孔板深度t和穿孔率p（由直径d，孔间距b决定）。

微穿孔板吸声结构的声学本性是它的声阻抗，实际上正是它决定了吸声结构的声学性能指标，如图1所示孔板吸声结构，其声阻抗Z为

$Z=r+j(\mathrm{\λ}-\cot \frac{\mathrm{\ωh}}{c})---\left(1\right)$

其中：r为孔板声阻率，其值为：

$r=\frac{32\mathrm{\μ}}{\mathrm{\ρc}}\frac{t}{d^{2}p}(\sqrt{1+\frac{k^2}{32}}+\frac{\sqrt{2}k}{8}\frac{d}{t})---\left(2\right)$

λ为孔板声抗率，其值为：

$\mathrm{\λ}=\frac{\mathrm{\ωt}}{\mathrm{cp}}(1+\sqrt{9+\frac{k^2}{2}}+0.85\frac{d}{t})---\left(3\right)$

式中，ω为入射的角频率，c为介质声速，μ为空气粘滞系数，ρ为空气密度，p为穿孔率；k为介质波数

当吸声结构的正入射时吸声系数α_N为

${\mathrm{\α}}_N=\frac{4r}{{(1+r)}^2+{(\mathrm{\λ}-\cot \frac{\mathrm{\ωh}}{c})}^2}---\left(4\right)$

吸声系数是结构参数和频率的函数，对于特定结构，吸声系数随频率的变化而变化。当系统共振时声抗为零，吸声系数达最大值，对应的共振频率为f，共振时的最大吸声系数为：

${\mathrm{\α}}_0=\frac{4r}{{(1+r)}^2}---\left(5\right)$

当微穿孔板吸声结构非正入射时，即声波与法线成θ角斜入射，则此时的吸声系数为：

${\mathrm{\α}}_{\mathrm{\θ}}=\frac{4r\cos \mathrm{\θ}}{{(1+r\cos \mathrm{\θ})}^2+{(\mathrm{\λ}\cos \mathrm{\θ}-\cot \frac{\mathrm{\ωh}}{c}\cos \mathrm{\θ})}^2}---\left(6\right)$

微穿孔板吸声结构的声学性能指标一般用吸声系数、吸声带宽B和最大吸声频率f表示。吸声系数是吸收功率与入射功率之比，吸声带宽也叫相对吸声半带宽，即在最大吸声频率（有时叫共振频率）附近，吸声系数等于最大吸声系数一半的两个频率之差与最大吸声频率之比。显然，最大吸声系数越大越好，吸声带宽越宽越好。穿孔率、空腔深度、孔径、板厚等因素对微穿孔板吸声结构的吸声系数以及吸声频带都有一定的影响。

本实用新型空调室内柜机降噪结构有多种实施方案，其较佳具体实施方式如下：

实施例一

请参阅图2至图8，本实用新型提供的空调室内柜机降噪结构包括室内柜机壳体1和开设于室内柜机壳体1上的出风口10，室内柜机壳体1内设有边缘与室内柜机壳体1的内壁相接的出风板2，出风板2靠近出风口10的一侧形成有与出风口10相通的出风通道110；出风板2在背离出风口10的一侧与室内机壳体1围合形成有一空腔120，出风板2上设有多个微穿孔板吸声结构。

本实施例中，微穿孔板吸声结构为贯穿出风板2的微孔20。送风出口部分通常采用塑料件，在出口塑料出风板2上进行打孔，微孔20直径为1mm～2mm，理论上微孔20的直径越小，对吸声系数的最大值有很明显的影响，吸声系数就会越大，同时还可以拓宽频带宽度，其吸声效果相对也越好，但是加工难度也越大，加工成本也随之上升；若微孔20直径过大，则吸声系数降低，导致降噪效果不明显。微孔20的穿孔率即所有微孔20总面积占出风板2的总面积的比例的范围为1%～5%，在一定条件下，增大穿孔率可使共振频率增大，使最大吸声系数也略有增加；微孔20可以正方形排列分布在出风板2上（请参见图7），也可以以正三角形排列分布在出风板2上（请参见图8）。

对于正方形排列分布，其穿孔率计算公式为：

对于正三角形排列分布，其穿孔率计算公式为：

微孔20孔板即出风板2后部的空腔120留有一定的深度的空气层，一般为5～20cm，孔板后侧的空腔120深度对共振频率影响最大，空腔120的深度越大，共振频率越低，与孔板其他参数组合的好，还可以使最大吸声数略有增加，吸声带宽有所增大。同时，将出风板2设计为圆弧形板，这样形成的出风通道110的拐弯处过渡平缓，利于气流顺畅流出，大大降低气流与出风板2摩擦产生噪音的可能性。

总之，穿孔率、空腔120的深度、微孔的孔径、板厚等因素对微穿孔板吸声结构的吸声系数以及吸声频带都有一定的影响。穿孔率最好不宜超过5%；在条件容许的情况下，空腔120的深度尽可能大；微孔的孔径则尽可能小为好；选择较厚的板也可以提高吸声系数，板厚一般控制在0.2～5mm这个范围。这些参数的选择要根据实际情况，考虑各种因素综合决定。

请参见图4及图6，本实施例中，空腔120内还可以设置吸声材料层3，吸声材料层3最好设置于室内柜机壳体1的内侧壁上，这样在设置微孔20结构基础上，进一步在微孔孔板后侧的空腔120内填充吸声材料，不仅可以提高吸声系数，且也起到保温隔热作用，防止空调在制冷时空调出风口10带有冷凝水。

实施例二

请参阅图9至图12，本实施例与实施例一中的区别在于微穿孔板吸声结构为贯穿出风板2的微缝隙21，微缝隙21的宽度为1mm～2mm，微缝隙21的穿孔率即所有微缝隙21的总面积占出风板2的总面积的比例的范围为1%～5%，微缝隙21可以横向、纵向、斜向或者交叉开设在出风板2上，但考虑加工方便性，一般做成与拉拔模方向一致。与实施例一中的微孔孔板相对比，微缝隙21孔板吸声效果稍微差一点点（约0.3dBA），但开缝隙在孔板由于制造工艺简单，便于在工程实施。实施例二的其它结构与实施例一相同，此处不再赘述。

实际实施中，以某空调室内柜机实验为例，把室内柜机放置带工况的半消声室进行噪音对比测试，室内柜机设置为强劲档、送风状态，双离心风轮转速为700rpm，采用B&K振动噪音测试设备对其采集与分析。本实用新型实施前，空调室内柜机A计权声压级值为50.8dBA，采用实用新型实施例二提供的降噪结构后，柜机噪声值为46.8dBA，降低了约4dBA，采用本实用新型降噪结构能有效地降低空调室内柜机噪声。

本实用新型还提供一种空调室内柜机（未图示）。空调室内柜机包括上述的空调室内柜机降噪结构。

本实用新型还提供一种空调器（未图示）。空调室器包括室外机和与室内机相连的室内机，室内机为上述的空调室内柜机。

本实用新型提供的空调室内柜机及空调器，由于采用了上述空调室内柜机降噪结构，其室内柜机的噪音得到有效降低、噪声音质得以改善，大大提高了空调用户的使用体验舒适度，同时产品成本得到很好的控制，整机效能得以提升，其市场竞争力从而得到增强。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (13)

1.空调室内柜机降噪结构，包括室内柜机壳体和开设于所述室内柜机壳体上的出风口，所述室内柜机壳体内设有边缘与所述室内柜机壳体的内壁相接的出风板，在所述出风板靠近所述出风口的一侧形成有与所述出风口相通的出风通道；其特征在于：所述出风板在背离所述出风口的一侧与所述室内机壳体围合形成有一空腔，所述出风板上设有多个微穿孔板吸声结构。

2.如权利要求1所述的空调室内柜机降噪结构，其特征在于：所述微穿孔板吸声结构为微孔/或微缝隙。

3.如权利要求2所述的空调室内柜机降噪结构，其特征在于：所述微孔的孔径为1～2mm/或所述微缝隙的宽度为1～2mm。

4.如权利要求3所述的空调室内柜机降噪结构，其特征在于：所述微孔或所述微缝隙的穿孔率为1%～5%。

5.如权利要求4所述的空调室内柜机降噪结构，其特征在于：所述多个微孔呈正方形排列分布或者正三角形排列分布在所述出风板上。

6.如权利要求4所述的空调室内柜机降噪结构，其特征在于：所述微缝隙呈横向分布或者呈纵向分布或者呈斜向分布或者呈交叉分布设置于所述出风板上。

7.如权利要求1至6任一项所述的空调室内柜机降噪结构，其特征在于：所述空腔的深度为5～20cm。

8.如权利要求7所述的空调室内柜机降噪结构，其特征在于：所述空腔内还设置有吸声材料层。

9.如权利要求8所述的空调室内柜机降噪结构，其特征在于：所述吸声材料层设置于所述室内柜机壳体的内侧壁上。

10.如权利要求7所述的空调室内柜机降噪结构，其特征在于：所述出风板的厚度为0.2～5mm。

11.如权利要求7所述的空调室内柜机降噪结构，其特征在于：所述出风板为圆弧形板。

12.空调室内柜机，其特征在于：包括权利要求1至11任一项所述的空调室内柜机降噪结构。

13.空调器，包括室外机和与所述室内机相连的室内机，其特征在于：所述室内机为权利要求12所述的空调室内柜机。

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