CN217813966U - 压缩机及制冷设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种压缩机，并公开具有压缩机的制冷设备，压缩机包括泵体组件、阀座组件和消音元件，阀座组件设有用于排出冷媒气体的排气口，消音元件由泡沫金属材料制成，消音元件设于排气口背离泵体组件的一侧，泡沫金属材料具有消音功能，由于消音元件设于排气口背离泵体组件的一侧，因此，在排气口处产生的声波和从排气口排出的冷媒气体均能够经过消音元件，声波在经过消音元件时会产生粘滞阻力，使得噪音的声波在消音元件内传播过程中发生明显的能量损耗，频率不同的噪音在经过消音元件时均会发生能量损耗，实现在排气口位置处对频率段范围较大的噪音进行降噪处理，并且泡沫金属材料也不影响排气效率。

Description

压缩机及制冷设备

技术领域

本实用新型涉及压缩机技术领域，特别涉及压缩机及制冷设备。

背景技术

压缩机的泵体组件的排气口处具有噪音，其排气噪声主要包括：高速高压气体从排气口排出产生的单极子源噪声；阀片颤振产生的单极子源噪声；高速高压气体带动阀片拍击限位器产生的结构振动噪声；阀片拍击阀座产生的结构振动噪声；高速高压气体排出时在阀片、限位器、阀座与消声器硬边界影响下产生的偶极子源噪声；压缩空腔和消声器空腔产生的共鸣噪声；高速高压气体喷射卷入其周边静止气体产生的四极子源噪声。由此可以得知，排气口位置处的噪音的频率范围较大。

相关技术中，在排气口处设置抗性消声器，但抗性消声器仅对一定频率段范围内的噪音有消音效果，并且该频率段范围较小，整体的降噪效果不够理想。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种压缩机，能够在噪音的传播过程中使其能量被损耗，在较大的频率范围内减小排气口处的噪音。

本实用新型还提出一种具有上述压缩机的制冷设备。

根据本实用新型的第一方面实施例的压缩机，包括：泵体组件；阀座组件，设有用于排出冷媒气体的排气口；消音元件，由泡沫金属材料制成，所述消音元件设于所述排气口背离所述泵体组件的一侧。

根据本实用新型第一方面实施例的压缩机，至少具有如下有益效果：消音元件由泡沫金属材料制成，泡沫金属材料具有消音功能，在由于消音元件设于排气口背离泵体组件的一侧，因此，在排气口处产生的声波和从排气口排出的冷媒气体均能够经过消音元件，声波在经过消音元件时会产生粘滞阻力，使得声波在消音元件内传播过程中发生明显的能量损耗，频率不同的噪音在经过消音元件时均会发生能量损耗，实现在排气口位置处对频率段范围较大的噪音进行降噪处理，可以减小整体的噪音值；冷媒气体经过消音孔也会使其能量发生损耗，压力较小，减小了冷媒气体作用于排气口位置处的气流压力脉动；由于泡沫金属材料的孔隙率较大，流通性较好，冷媒气体在经过消音元件时，阻力较低，不影响排气效率，不影响压缩机的制冷效率。

根据本实用新型的一些实施例，所述阀座组件包括颈部，所述消音元件开设有通孔，所述阀座组件的颈部穿设于所述通孔内。

根据本实用新型的一些实施例，所述通孔的内径为d1，所述阀座组件的颈部的最大外径为d2，所述d1和所述d2满足：0≤d1-d2≤0.5mm。

根据本实用新型的一些实施例，所述消音元件的外径为d3，所述压缩机的壳体的内径为d4，所述d3和所述d4满足：d4-d3≤0.5mm。

根据本实用新型的一些实施例，所述消音元件呈环形结构，所述消音元件的外周缘设有用于回流润滑油的凹槽。

根据本实用新型的一些实施例，所述消音元件与所述阀座组件粘接或焊接。

根据本实用新型的一些实施例，所述消音元件由泡沫铝或泡沫镍制成。

根据本实用新型的一些实施例，所述消音元件的孔隙率为σ，所述σ满足：σ≥80％。

根据本实用新型的一些实施例，所述消音元件的孔隙密度为PPI，所述PPI满足：PPI≥5。

根据本实用新型的一些实施例，所述消音元件的厚度为h1，所述h1满足：h1≥12mm。

根据本实用新型的第二方面实施例的制冷设备，包括第一方面实施例的压缩机。

根据本实用新型第二方面实施例的制冷设备，由于包括第一方面实施例的压缩机，因此至少具有第一方面实施例的压缩机的有益效果，在此不再赘述。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明，其中：

图1为本实用新型第一方面实施例的压缩机的结构示意图；

图2为图1中示出的A处的放大图；

图3为图1中示出的B处的放大图；

图4为图1中示出的C处的放大图；

图5为本实用新型一些实施例的消音元件的结构示意图；

图6为使用抗性消声器的压缩机相对无抗性消声器的压缩机噪音对比效果图；

图7为使用本实用新型的消音元件的压缩机相对使用抗性消声器的压缩机噪音对比效果图。

附图标记：

压缩机1000；

泵体组件100、阀座组件110、排气口111、曲轴120；

消音元件200、通孔210；

电机300；

储液器400；

进气管500；

壳体600。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

压缩机是一种用于压缩冷媒的设备，对于滚动转子式压缩机而言，以下简称压缩机，压缩机下部的吸气管将储液器内的低压冷媒气体吸入气缸内，气缸与曲轴连接，曲轴的上部与电机的定子固定，使得电机可以带动曲轴转动，进而曲轴可以带动气缸作转动，以压缩低压冷媒气体，低压冷媒气体被压缩后变成高压冷媒气体，由泵体组件的排气口排出，高压冷媒气体进入压缩机的机壳内，最后经过电机的缝隙由压缩机上部的排气口排出至压缩机外部。

滚动转子式压缩机的排气口位置处具有噪音，其排气噪声主要包括：高速高压气体从排气口排出产生的单极子源噪声；阀片颤振产生的单极子源噪声；高速高压气体带动阀片拍击限位器产生的结构振动噪声；阀片拍击阀座产生的结构振动噪声；高速高压气体排出时在阀片、限位器、阀座与消声器硬边界影响下产生的偶极子源噪声；压缩空腔和消声器空腔产生的共鸣噪声；高速高压气体喷射卷入其周边静止气体产生的四极子源噪声。由此可以得知，排气口位置处的噪音的频率范围较大。

另外，压缩机间歇性的吸气和排气使得冷媒气体的压力在排气口位置处中非均匀地变化，进而引起气流压力脉动，冷媒气体作用于管道或泵体组件上的压力上并不均匀，在某个部位有较集中的或是较大的压力，使得管路等零部件产生振动，产生疲劳损坏。

相关技术中，通常在排气口处设置抗性消声器，以达到降噪效果，抗性消声器内设有管道，管道的截面具有突变，声波在经过该突变位置处时，会引起阻抗的改变而产生声能的反射、干涉，从而降低抗性消声器向外辐射的声能，达到消声目的。然而抗性消声器内的管道对特定频率的噪音有作用，抗性消声器仅对一定频率段范围内的噪音有消音效果，并且该频率段范围较小，整体的降噪效果不够理想。

基于此，参照图1所示，根据本实用新型第一方面实施例的压缩机1000，包括泵体组件100、阀座组件110和消音元件200，压缩机1000具体为滚动转子式压缩机，电机300的转子与泵体组件100的曲轴120固定连接，阀座组件110呈法兰结构形状，阀座组件110与泵体组件100的曲轴120转动连接，阀座组件110与泵体组件100固定连接。阀座组件110上设有用于排出冷媒气体的排气口111，排气口111处设置有阀片和限位器等零部件，泵体组件100内设有压缩腔，泵体组件100从进气管500吸入储液器400内的低压冷媒气体，低压冷媒气体进入压缩腔内，电机300可以带动曲轴120转动，曲轴120可以带动位于泵体组件100的压缩腔内的气缸转动，泵体组件100在压缩腔内将低压冷媒气体压缩为高压冷媒气体，高压冷媒气体冲击阀片并将其打开，使得高压冷媒气体能够从排气口111排出，并流至压缩机1000的壳体600的内部。

具体地，消音元件200设于排气口111背离泵体组件100的一侧，消音元件200设置于排气口111外，消音元件200沿阀座组件110的轴向设置，具有一定的厚度，消音元件200呈块状结构，具体可以呈方形或圆形，并且，消音元件200由泡沫金属材料制造而成，例如泡沫铝或泡沫镍，使得消音元件200的内部形成有多个弯曲的消音孔，消音孔的内径较小，消音孔可以吸收噪音，并且多个消音孔在消音元件200的内部延伸而形成弯曲复杂的流道。消音元件200覆盖排气口111设置，在排气口111位置处产生的噪音的声波能够经过消音孔，从排气口111排出的高压冷媒气体也能够经过消音元件200内的消音孔声波进入消音元件200内弯曲复杂的流道，声波在经过流道时会产生粘滞阻力，使得声波在消音元件200内传播的过程中发生明显的能量损耗，频率不同的噪音的声波在经过消音元件200时均会发生能量损耗，实现在排气口111位置处对频率段范围较大的噪音进行降噪处理，可以减小整体的噪音值；同时，高压冷媒气体在经过消音孔时也会发生能量损耗，使得高压冷媒气体作用于排气口位置处的压力较小，减小了气流压力脉动；并且由于泡沫金属材料的孔隙率较大，流通性较好，冷媒气体在经过消音元件200时，阻力较低，不影响排气效率，不影响压缩机1000的制冷效率。

需要说明的是，本实施例的消音元件200是在噪声产生之后，在噪声的声波传递路径上降噪，并且要求消音元件200具有一定的厚度，使得消音孔的长度较长，以达到较好的降噪效果。

需要说明的是，参照图6和图7所示的实验数据条形图，为对比品和评价品的噪音对比效果图，纵轴坐标为噪音值，横轴坐标为对应噪音的频率值，最右侧的条形图即为综合噪音值，黑色填充表示评价品在对比品的基础上的增量，表现为评价品的噪音相对于对比品进一步恶化，阴影填充表示评价品在对比品的基础上的减量，表现为评价品的噪音相对于对比品得到改善。

参照图6所示，当压缩机1000处于90Hz的运行工况下，有抗性消声器和无抗性消声器的效果对比图，抗性消声器设置于泵体组件100的排气口111处，可以得知，抗性消声器仅在800至2000Hz频率内有一定的降噪效果，作用的频率段范围较小，整体上对排气口111处的降噪效果较差。而参照图7所示，当压缩机1000处于90Hz的运行工况下，抗性消声器和泡沫铝材料的效果对比图，抗性消声器和泡沫铝材料分别单独地设置于泵体组件100的排气口111处，可以得知，相较于抗性消声器，泡沫铝材料对80至20000Hz频率范围内的噪音都有较好的降噪效果，作用的频率段范围更大，整体的降噪效果比抗性消声器更好。

参照图1和图2所示，可以理解的是，阀座组件110包括法兰部和颈部，法兰部与泵体组件100连接，颈部套设于所述曲轴120，且所述颈部位于法兰部的中部，颈部沿法兰部轴向设置，消音元件200设于阀座组件110背离泵体组件100的一侧，消音元件200的中部开设有通孔210，消音元件200呈环形结构，消音元件200套设于阀座组件110的颈部，阀座组件110的颈部穿设于通孔210内，阀座组件110与消音元件200固定连接，消音元件200环绕阀座组件110的颈部而设置，可以使得消音元件200的体积较大，消音元件200可以全面覆盖到排气口111，从排气口111排出的冷媒气体均可通过消音元件200，并且，消音元件200的体积较大，内部形成的消音孔较多，形成的流道也较多，降噪效果较好。

需要说明的是，孔隙率是指材料中的孔隙体积与材料在自然状态下总体积的百分比，孔隙率直接反映材料的密实程度。可以理解的是，当消音元件200的孔隙率过小时，消音元件200的流通性较差，冷媒气体在经过消音元件200时产生的阻力较大，影响排气效率。基于此，本实施例限定，消音元件200的孔隙率为σ，孔隙率σ满足关系式：σ≥80％，当满足该关系式时，消音元件200内的消音孔数量较多，消音元件200内形成的流道的数量也较多，可以使消音元件200的流通性较好，减小冷媒气体通过消音元件200的阻力，减轻对压缩机1000排气能效的影响。

可以理解的是，当消音孔分布不够均匀时，在消音元件200上，某部分位置处的消音孔较为密集，某部分位置处的消音孔较为疏散，流道分布不够均匀，某部分位置处的流道数量较少，导致降噪效果较差。基于此，本实施例限定，消音元件200的孔隙密度为PPI，需要说明的是，孔隙密度是指消音元件200在单位英寸长度上消音孔的平均孔数，PPI满足关系式：PPI≥5，当满足该关系式时，可以使得消音孔分布较为均匀，并且，消音孔的数量较多，可以进一步增强降噪效果。

需要说明的是，为了达到一定的消音效果，消音元件200需要具有一定的厚度，如果消音元件200的厚度过小，所达到的消音效果并不显著，但如果消音元件200的厚度过大，对冷媒气体的阻力较大，进而影响压缩机1000的制冷效率。基于此，参照图1和图3所示，在本实施例中，消音元件200的厚度为h1，厚度h1满足关系式：h1≥12mm，当满足上述关系式时，消音元件200对冷媒气体的阻力较小，同时还可以兼顾消音效果，需要说明的是，消音元件200的厚度h1可以理解为消音元件200沿阀座组件110轴向的高度。

可以理解的是，消音元件200与阀座组件110通过粘胶固定连接，或者，消音元件200也可以与阀座组件110焊接，消音元件200也可以直接与阀座组件110的颈部粘胶连接或焊接，在此不作限定。

参照图1和图2所示，可以理解的是，消音元件200的通孔210的内径为d1，阀座组件110的颈部的最大外径为d2，d1和d2满足关系式：0≤d1-d2≤0.5mm，使得消音元件200与阀座组件110的颈部为间隙配合，可以方便装配，同时也方便执行上述实施例的加工工艺，消音元件200与阀座组件110的颈部留有间隙可以方便注入粘胶，或者，可以方便执行焊接工艺。

为了方便润滑油回流，压缩机1000的壳体600内设有润滑油，润滑油堆积在壳体600内的底部，润滑油的液面需要足够高以对泵体组件100实现润滑效果，润滑油会飞溅至上方而经过消音元件200，如果消音元件200与压缩机1000的壳体600紧密贴合会使得润滑油难以回流至底部。基于此，参照图1和图3所示，本实施例限定，消音元件200呈环形结构，消音元件200的外径为d3，压缩机1000的壳体600内径为d4，d3和d4满足关系式：d4-d3≤0.5mm，当满足该关系式时，消音元件200与压缩机1000的壳体600之间具有一定的间隙，润滑油可以从该间隙通过，可以方便润滑油回流至底部。

可以理解的是，对于上述的实施例，也可以在消音元件200的外周缘处设置凹槽，凹槽由消音元件200的外周壁沿径向向内凹入形成，具体地，凹槽可以由去除材料的加工方式加工而成，凹槽可以沿消音元件200的轴向延伸，凹槽位于消音元件200与壳体600之间，消音元件200的外周壁可以与壳体600的内周壁贴合，或两者之间具有间隙，壳体600内的润滑油能够通过凹槽，以方便润滑油回流至壳体600的底部。凹槽的横截面可以呈圆形、半圆形或方形，凹槽可以设置有多个，多个凹槽沿消音元件220的周向设置，可以进一步增强润滑油回流效果。

根据本实用新型第二方面实施例的制冷设备，包括上述实施例的压缩机1000，可以在较大的频率段范围内降低制冷设备的噪音，制冷设备可以是空调外机或冰箱等家用电器，由于制冷设备包括上述实施例的压缩机1000，可以达到上述的有益效果，在此不再赘述。

噪声对人体的危害是全身性的，既可以引起听觉系统的变化，也可以对非听觉系统产生影响。噪声对听觉器官的影响是一个从生理移行至病理的过程，造成病理性听力损伤必须达到一定的强度和接触时间。长期接触较强烈的噪声引起听觉器官损伤的变化一般是从暂时性听阈位移逐渐发展为永久性听阈位移。此外，噪声反复长时间的刺激，超过生理承受能力，就会对中枢神经系统造成损害，使脑皮层兴奋与抑制平衡失调，导致条件反射的异常，使脑血管功能紊乱，脑电位改变，从而产生神经衰弱综合征，可出现头痛、头昏、耳鸣、易疲倦以及睡眠不良等表现，还可以引起暴露者记忆力、思考力、学习能力、阅读能力降低等神经行为效应。

上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (11)

1.压缩机，其特征在于，包括：

泵体组件；

阀座组件，设有用于排出冷媒气体的排气口；

消音元件，由泡沫金属材料制成，所述消音元件设于所述排气口背离所述泵体组件的一侧。

2.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述阀座组件包括颈部，所述消音元件开设有通孔，所述阀座组件的颈部穿设于所述通孔内。

3.根据权利要求2所述的压缩机，其特征在于，所述通孔的内径为d1，所述阀座组件的颈部的最大外径为d2，所述d1和所述d2满足：0≤d1-d2≤0.5mm。

4.根据权利要求2所述的压缩机，其特征在于，所述消音元件呈环形结构，所述消音元件的外径为d3，所述压缩机的壳体的内径为d4，所述d3和所述d4满足：d4-d3≤0.5mm。

5.根据权利要求2所述的压缩机，其特征在于，所述消音元件呈环形结构，所述消音元件的外周缘设有用于回流润滑油的凹槽。

6.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述消音元件与所述阀座组件粘接或焊接。

7.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述消音元件由泡沫铝或泡沫镍制成。

8.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述消音元件的孔隙率为σ，所述σ满足：σ≥80％。

9.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述消音元件的孔隙密度为PPI，所述PPI满足：PPI≥5。

10.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述消音元件的厚度为h1，所述h1满足：h1≥12mm。

11.制冷设备，其特征在于，包括如权利要求1至10任意一项所述的压缩机。

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