TW202018189A - 用於供暖、通風和空調系統的消音裝置 - Google Patents

用於供暖、通風和空調系統的消音裝置 Download PDF

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陳靜
張鳳芝
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Abstract

本申請公開了一種用於供暖、通風和空氣調節系統消音裝置，包括：消音通道，所述消音通道具有出口和入口，以使得氣流從所述入口流入並從所述出口流出；以及止回閥，所述止回閥設置在所述消音通道內，所述止回閥具有雙瓣蝶形結構，以使得所述消音通道中的氣流從所述入口單向流過所述止回閥後流向所述出口，而不能從所述出口流過所述止回閥後流向所述入口。本申請還公開了一種壓縮機，將壓縮機的排氣通道的至少一部分構建成前述的消音通道，並在其中設置具有雙瓣蝶形結構的止回閥。

Description

用於供暖、通風和空調系統的消音裝置
發明領域 本申請涉及空調機組內的部件，具體涉及用於空調機組的消音和止回閥裝置。
發明背景 消音裝置(又稱消音器)和止回閥普遍應用於空調機組的吸、排氣管路上。消音裝置的作用是削減吸、排氣管中氣流的噪音。止回閥的作用是防止停機時氣流反沖導致壓縮機反轉。一般地，消音器和止回閥是作為兩個獨立的零件安裝在吸排氣管上。這種設置會增加管路的安裝複雜程度。在一些應用中，消音器和止回閥可以組合成一個零件使用。然而現有的一體式的消音止回閥存在著結構複雜、壓降大、閥門容易卡死以及消音效果不佳等缺點。
發明概要 本申請的目的是至少解決上述技術問題。
根據本申請的第一方面，消音裝置包括：消音通道，所述消音通道具有出口和入口，以使得氣流從所述入口流入、從所述出口流出；以及止回閥，所述止回閥設置在所述消音通道內，其中所述止回閥具有雙瓣蝶形結構，以使得所述消音通道中的氣流從所述入口單向流過所述止回閥後流向所述出口，而不能從所述出口流過所述止回閥後流向所述入口。
根據本實施例，所述止回閥的雙瓣蝶形結構包括軸和兩片半圓形蝶片；其中所述兩片半圓形蝶片相對於所述軸徑向對稱地設置在所述軸上，所述軸的兩端固定在所述消音通道的壁上。所述止回閥的雙瓣蝶形結構還包括設在所述軸上的扭簧，其中所述扭簧被配置為受預應力，所述預應力使所述兩片半圓形蝶片抵靠所述消音通道的表面。
根據本實施例，當所述氣流從所述消音通道的入口流向所述止回閥，並且所述氣流在所述止回閥兩側的壓差大於所述扭簧的所述預應力時，所述止回閥被配置為打開以使得所述氣流從所述消音通道的入口流向出口。
當所述氣流從所述消音通道的出口流向所述消音通道的入口或當所述氣流在所述止回閥兩側的壓差小於所述扭簧的所述預應力時，所述止回閥被配置為保持關閉，並且所述氣流無法從所述消音通道的出口或入口流過所述止回閥流向所述消音通道的入口或出口。
根據本實施例，所述消音通道的所述入口的直徑和/或所述出口的直徑比所述消音通道的所述入口和所述出口之間的所述消音通道的部分的直徑小。所述消音通道之間具有支撐結構，所述入口與所述支撐結構之間和所述出口與所述支撐結構之間的腔體被設置為減少氣流的雜訊。
根據本實施例，所述支撐結構中部設有內管，並且所述止回閥可以設置在所述內管的前端或後端。
根據本實施例，所述入口的內壁設置吸聲材料，所述吸聲材料形成吸聲材料通道，用於減少氣流的雜訊。
根據本實施例，所述消音通道的內壁設置吸聲材料，所述消音通道具有入口和出口，並且所述止回閥設置在所述消音通道的所述入口、所述消音通道的所述出口或所述消音通道的所述入口和所述出口之間的任意位置中。
根據本實施例，所述消音通道的所述入口、所述消音通道的所述出口和所述消音通道的所述入口和所述出口之間的部分的直徑相同。
根據本申請的另一個方面，壓縮機包括排氣通道以及止回閥；其中，所述排氣通道的至少一部分被設置為消音通道，所述消音通道具有出口和入口，以使得氣流從所述入口流入並從所述出口流出，以及所述止回閥設置在所述消音通道內。所述止回閥可以為雙瓣蝶形結構，以使得所述消音通道中的氣流從所述入口單向流過所述止回閥後流向所述出口，而不能從所述出口流過所述止回閥後流向所述入口。
根據本實施例，所述止回閥的雙瓣蝶形結構包括軸和兩片半圓形蝶片，其中所述兩片半圓形蝶片相對於所述軸徑向對稱地設置在所述軸上，所述軸的兩端固定在所述消音通道的內壁上。所述軸上設有扭簧，其中所述扭簧被配置為受預應力，所述預應力使所述兩片半圓形蝶片抵靠所述消音通道的表面。
根據本實施例，在現有的消音器、管路、或壓縮機排氣通道的相關位置均可進行組合應用。與傳統實施例及現有技術相比，本申請公開的實施例中的結構更為簡單緊湊，壓降小，可以提高消音器的消音效果，並提高了閥芯的可靠性。
較佳實施例之詳細說明 下面將參考構成本說明書一部分的附圖對本申請的各種具體實施方式進行描述。應該理解的是，雖然在本申請中使用表示方向的術語，諸如“前”、“後”、“上”、“下”、“左”、“右”等描述本申請的各種示例結構部分和元件，但是在此使用這些術語只是為了方便說明的目的，基於附圖中顯示的示例方位而確定的。由於本申請所公開的實施例可以按照不同的方向設置，所以這些表示方向的術語只是作為說明而不應視作為限制。
圖1A-1E示出了根據本申請的消音裝置的一種類型的四個實施例，在這四個實施例中，止回閥設置在消音裝置的不同位置。具體地，圖1A和1B示出的是消音裝置的同一個實施例中止回閥的兩種狀態，圖1C-1E分別示出了止回閥在消音裝置中的不同位置的另外三個實施例。
圖1A-1E所示的消音裝置為抗性消音器，其工作原理是通過氣體管路橫截面積的突變引起聲傳播過程中阻抗的改變而產生聲能的反射、干涉。以這種方式，由消音器向外輻射的聲能被降低，以達到消音或降低氣流雜訊的目的。
在圖1A和圖1B所示的實施例中，止回閥設置在消音裝置的內管的後端。如圖1A所示，消音裝置100包括消音通道110。消音通道110包括入口104和出口106。根據本申請的一個實施例，消音通道110由管狀部件102形成，管狀部件102例如可以是空調機組的吸氣管路或排氣管路的一部分。當然，消音通道110也可以由不是管狀的部件形成的。在本實施例中，消音通道110的入口104和出口106的內徑(或橫截面)要分別小於消音通道110的入口104和出口106之間的消音通道110的部分112的內徑(或橫截面)。因此，當氣流116在流入流出消音通道110時發生氣流116的聲能的衰減，以達到消音或降低氣流116雜訊的目的。然而，入口104和出口106的內徑甚至可以分別大於入口104和出口106之間的消聲通道110的部分112的內徑，兩者的大小關係取決於具有消音裝置100的系統的降噪量和可接受的壓力損失。入口104和出口106可以與空調的氣體通路連通。氣體，例如氣流116，可以通過入口104進入消音通道110，並可以通過出口106流出消音通道110。在氣體經過消音通道110後，阻抗發生變化，以降低氣體(例如，氣流116)的聲能。
如圖1A所示，在消音通道110的內部還橫向設置有支撐結構108，支撐結構108中部設置有內管114。支撐結構108將入口104和出口106之間的消音通道110的腔體118分成左右兩部分。也就是說， 腔體118的左側腔體133和右側腔體135被支撐結構108分開，以使得左側腔體133中的氣體經過內管114到達右側腔體135。在氣體通過內管114前和氣體通過內管114後將發生兩次紊流，例如在消音通道110的左側腔體133和右側腔體135處，由此實現更好的消音效果。
消音裝置100還包括設置在消音通道110內部的止回閥120。止回閥120可以為雙瓣蝶形結構，其包括軸202(參見圖2)和兩片半圓形蝶片122、124。圖2示出了止回閥120的一個實施例的更具體的細節。兩片半圓形蝶片122、124相對於軸202徑向對稱地設置在軸202上。軸202的兩端固定在內管114的壁119(例如，內壁)上或消音通道110上。兩片半圓形蝶片122、124是通過扭簧204的扭力單向偏向或關閉的。
在圖1A所示的實施例中，止回閥120設置在內管114的後端121(或下游端)。當從入口104上游流入消音通道110並進入止回閥120的氣體(例如，氣流116)的壓力大於止回閥120下游的氣體壓力，且兩者的壓力差大於止回閥120的扭簧204的扭力時，即可以將止回閥120的兩片半圓形蝶片122、124推開，氣體可以流過止回閥120。反之，如果氣體是從止回閥120出口106處流入，或者如果止回閥120的兩片半圓形蝶片122、124的上游和下游的氣體壓力差小於扭簧204的扭力，則止回閥120的兩片半圓形蝶片122、124在扭簧204的作用下保持關閉。圖1A中所示的狀態即為止回閥120在關閉位置的狀態。
圖1B示出了圖1A中的止回閥120在開啟位置的狀態。如圖1B所示，在止回閥120的開啟狀態，止回閥120的兩片半圓形蝶片122、124張開，氣體可以流過止回閥120進入下游的右側腔體135並通過出口106。
從所示出的實施例中可以看出，當氣體(例如，氣流116)流過止回閥120時，由於止回閥120呈雙瓣蝶形結構，所以氣流116被分流成兩股分別進入下游的右側腔體135。氣體的分流可以產生更多的紊流，加強消音通道110的消音效果。
事實上，本申請的止回閥120可以設置在消音裝置100的多個位置，具體地通過將止回閥120設置在消音通道110的不同位置來實現。例如，在如圖1C所示的實施例中，將止回閥120設置在消音通道110的入口104處。在圖1D所示的實施例中，將止回閥120設置在消音通道110的出口106處。在圖1E所示的實施例中，將止回閥120設置在內管114的前端123(或上游端)。這些實施例與圖1A所示的實施例除止回閥120設置的位置不同之外，其他結構類似，在此不做贅述。除了圖1A-1E所示的止回閥120的各種安裝位置外，止回閥120還可以設置在消音通道110和/或內管114的其他位置，這都在本申請的保護範圍之內。
圖2為本申請的止回閥120的一個實施例的立體結構示意圖，其中止回閥120設置在圖1A中的內管114的後端121。圖2用於示出止回閥120的具體結構。
如圖2所示，作為一個示例，內管114的後端121具有向外延伸形成的兩個相對於內管的軸對稱佈置的凸耳223和225，軸202的兩端分別固定在凸耳223和225的內壁114上。兩片半圓形蝶片122、124可轉動地連接在軸202上，使得兩片半圓形蝶片122、124相對於軸202形成蝴蝶翅膀的佈置。扭簧204設置在軸202上。扭簧204被配置為受預應力，預應力將兩片半圓形蝶片122、124抵靠在內管114的端部150(例如，壁或表面)處，從而使得止回閥120能夠閉合內管114。圖2中所示的止回閥120的兩片半圓形蝶片122、124處於開啟狀態。
止回閥120的兩片半圓形蝶片122、124是否打開，取決於氣流在止回閥120和/或內管114的兩片半圓形蝶片122、124上游側152和下游側154的壓力差是否能大於扭簧204的預應力。
當氣流116從內管114的上游側152流經止回閥120時，兩片半圓形蝶片122、124上游的氣體壓力可以大於其下游的氣體壓力，且壓力差可以大於扭簧204的預應力。在這種情況下，止回閥120的兩片半圓形蝶片122、124被上游的氣體或氣流116推開。反之，當氣流116從內管114的下游側154流向內管114的的上游側152時或當半圓形蝶片122、124兩側142、144的壓差(例如，上游側152大於下游側154)小於扭簧204的預應力時，止回閥120不能打開。這即是止回閥120單嚮導通的工作原理。
圖3示出了根據本申請的消音裝置的另一種類型的實施例。
圖3所示的消音裝置300為阻性消音器，其和圖1A示出的抗性消音器不同。在阻性消音器中，聲波在多孔性吸聲材料中傳播，因摩擦將聲能轉化為熱能而散發掉，從而達到消音的目的。抗性消音器的消音作用依靠的是消音裝置的消音通道內的吸聲材料。如圖3所示，消音裝置300具有消音通道310，其中消音通道310具有入口304和出口306，入口304和出口306連接在具有氣體通路的系統中，例如空調器。根據本申請的一個實施例，消音通道310由管狀部件302形成。當然，消音通道310也可以由不是管狀的部件形成的。作為一個示出的實施例，消音通道310的入口304和出口306的內徑(或橫截面)分別與消音通道310的入口304和出口306之間的部分312的內徑(或橫截面)一致。在消音通道310內壁設置有吸聲材料320，吸聲材料320主要起到吸收聲能的作用。
止回閥120可以設置在入口304、出口306或入口304與出口306之間的任意位置。作為一個實施例，圖3所示的止回閥120設置在靠近出口306的位置。止回閥120的開啟和關閉的原理和方法與前述實施例相同，在此不做贅述。
圖4示出了根據本申請的消音裝置的又一種類型的實施例。在所示出的實施例中，消音裝置包括吸聲材料，吸聲材料位於與圖1A所示的相似的消音裝置的消音通道內。
具體地，圖4示出了消音裝置430。消音裝置430為抗阻複合型消音裝置。這種複合型消音裝置將圖1A所示的抗性消音裝置和圖3所示的阻性消音裝置結合在一起，既利用了抗性消音器通過消音通道內徑的改變來消減聲能的功能，也利用了阻性消音裝置通過吸聲材料來吸收聲能的功能。具體地，消音裝置430是通過將如圖3所示的消音裝置300相似的吸聲材料433加裝在如圖1A所示的消音裝置100的消音通道110的內壁434形成的。這使得消音裝置430具有雙重消音特性，雙重消音特性包括圖1A的消音裝置100和圖3的消音裝置300的各自的消音特性，因此達到更好的消音效果。
消音裝置430中的止回閥120的安裝方式與消音裝置100相同，但是可以設置在消音裝置430的多個位置中的任意一個，例如圖1C、圖1D和圖1E等圖所示的多個位置中的任意一個。消音裝置430的安裝結構和工作原理也與圖1A、圖1C、圖1D和圖1E等相同，在此不做贅述。
圖5A為設有本申請的消音裝置的壓縮機的實施例的結構示意圖，其中，壓縮機的排氣通道的至少一部分被配置成消音通道。圖5B為示出圖5A中B區域的結構放大圖。
如圖5A及圖5B所示，壓縮機500，如空調壓縮機，具有殼體532，殼體532內設有容腔534，其中容腔534具有氣體入口531和排氣通道540。容腔534內設置有一個或兩個(或更多)轉子536。轉子536在電機(未示出)的帶動下旋轉，將氣體535從容腔534的氣體入口531吸入。氣體535被壓縮，並隨後從排氣通道540排出。本申請將排氣通道540的至少一部分配置為消音通道510，並在其中設置止回閥120，以形成消音裝置550，使得氣體535經消音裝置550時可以被消音。消音裝置550的具體結構見圖5B。
如圖5B所示，排氣通道540的內徑542較大的段形成消音通道510，並且消音通道510具有出口507和入口504，以使得氣流(例如，氣體535)從入口504流入並且從出口507流出。消音通道510的其餘部分544的內徑542大於出口507和入口504各自的內徑，使得氣流在流入流出消音通道510的過程中發生聲能的衰減，以達到消音的目的。消音通道510的內部設有支撐結構508，支撐結構508中部設有內管516，並且內管516的後端520設置有止回閥120。止回閥120可以是雙瓣蝶形結構，以使得氣流(例如，氣體535)從入口504進入消音通道510中並單向流過止回閥120後流向出口507，而不能從出口507流過止回閥120後流向入口504，起到單向氣流導通的作用。
同樣的，圖5A和5B中的止回閥120的雙瓣蝶形結構，其設置方式與圖1A相同。同樣地，與圖1C-1E相似，圖5A和5B中的止回閥120也可以設置在消音通道510內的不同位置。
在示出的實施例中，將空調壓縮機500的排氣通道540的至少一部分構建成消音通道，在消音通道內安裝本申請的止回閥，使得消音裝置集成在壓縮機500內部。以這種方式，氣流在低壓降下止回和氣流消音的功能可以被同時實現，並且同時節省了具有壓縮機500的電器的內部空間，集成度高，並具有高可靠性。
儘管參考附圖中出示的具體實施方式將對本申請進行描述，但是應當理解，在不背離本申請教導的精神和範圍和背景下，本申請的消音裝置可以有許多變化形式。本領域技術普通技術人員還將意識到有不同的方式來改變本申請所公開的實施例中的參數，均落入本申請和申請專利範圍的精神和範圍內。
100、300、430:消音裝置 102、302:管狀部件 104、304、504:入口 106、306、507:出口 108:支撐結構 110、310、510:消音通道 112、312:部分 114、516:內管 116、535:氣流 118:腔體 119:壁 120:止回閥 121、520:後端 122、124:半圓形蝶片 123:前端 133:左側腔體 135:右側腔體 150:端部 152:上游側 154:下游側 202:軸 204:扭簧 223、225:凸耳 320、433:吸聲材料 434:內壁 500:壓縮機 508:支撐結構 531:氣體入口 532:殼體 534:容腔 540:排氣通道 542:內徑 544:其餘部分 550:消音裝置
圖1A為本申請的消音裝置的一個實施例的實施例結構示意圖，其中，中止回閥設置在消音裝置的內管後端； 圖1B為圖1A中的止回閥位於開啟位置的結構示意圖； 圖1C為與圖1A同一種類型的消音裝置的另一個實施例的結構示意圖，其中，止回閥設置在消音裝置的消音通道的入口處； 圖1D為與圖1A同一種類型的消音裝置的又一個實施例的結構示意圖，其中，止回閥設置在消音通道的出口處； 圖1E為與圖1A同一種類型的消音裝置的再一個實施例的結構示意圖，其中，止回閥設置在消音裝置的內管的前端； 圖2為本申請的止回閥設置在圖1A中的內管的後端的立體結構示意圖。 圖3為本申請的消音裝置的另一種類型的實施例的結構示意圖。 圖4為本申請的消音裝置的一個實施例的結構示意圖，其包括在如圖1A所示的消音裝置內的吸聲材料； 圖5A為設有本申請的消音裝置的壓縮機的實施例結構示意圖，其中，壓縮機的排氣通道的至少一部分配置成消音通道； 圖5B為圖5A中壓縮機的B區域的結構放大圖。
100:消音裝置
102:管狀部件
104:入口
106:出口
108:支撐結構
110:消音通道
112:部分
114:內管
116:氣流
118:腔體
119:壁
120:止回閥
121:後端
122、124:半圓形蝶片
133:左側腔體
135:右側腔體

Claims (10)

  1. 一種用於供暖、通風和空氣調節系統的消音裝置，包括： 消音通道，其中所述消音通道包括出口和入口，以使得氣流從所述入口流入並從所述出口流出；以及 止回閥，所述止回閥設置在所述消音通道內，並且所述止回閥為雙瓣蝶形結構，以使得所述消音通道中的氣流從所述入口單向流過所述止回閥後流向所述出口，而不能從所述出口流過所述止回閥後流向所述入口。
  2. 如請求項1所述的消音裝置，其中所述止回閥的雙瓣蝶形結構包括軸和兩片半圓形蝶片， 其中所述兩片半圓形蝶片相對於所述軸徑向對稱地設置在所述軸上，所述軸的兩端固定在所述消音通道的壁上，並且 其中所述軸上設有扭簧，所述扭簧被配置為受預應力，所述預應力使所述兩片半圓形蝶片抵靠所述消音通道的表面。
  3. 如請求項2所述的消音裝置，其中，當所述氣流從所述消音通道的入口流向所述止回閥且所述氣流在所述止回閥相對兩側的壓差大於所述扭簧的所述預應力時，所述止回閥被配置為打開，以使得所述氣流從所述消音通道的入口流向出口，並且 其中，當所述氣流從所述消音通道的出口流向所述消音通道的入口時或當所述氣流在所述止回閥相對兩側的壓差小於所述扭簧的所述預應力時，所述止回閥被配置為保持關閉，並且所述氣流無法從所述消音通道的出口或入口流過所述止回閥流向所述消音通道的入口或出口。
  4. 如請求項3所述的消音裝置，其中所述消音通道的所述入口的直徑和/或所述出口的直徑比所述消音通道的所述入口和所述出口之間的部分的直徑小，並且 其中所述消音通道之間的所述入口和所述出口之間設有支撐結構，所述入口與所述支撐結構之間和所述出口與所述支撐結構之間的腔體被設置為減少氣流的雜訊。
  5. 如請求項4所述的消音裝置，其中： 所述支撐結構中部設有內管，並且 所述止回閥設置在所述內管的前端或後端。
  6. 如請求項1所述的消音裝置，其中： 所述消音通道的所述入口和所述出口之間的的內壁設置吸聲材料，所述吸聲材料形成吸聲材料通道，用於減少氣流的雜訊。
  7. 如請求項1所述的消音裝置，其中： 所述消音通道的內壁設置吸聲材料；並且 所述止回閥設置在所述消音通道的所述入口、所述消音通道的所述出口或所述消音通道的所述入口和所述出口之間的任意位置中。
  8. 如請求項7所述的消音裝置，其中： 所述消音通道的所述入口、所述出口和所述消音通道的所述入口和所述出口之間的部分的內徑相同。
  9. 一種壓縮機，包括： 排氣通道；以及 止回閥； 其中，所述排氣通道的至少一部分被設置為消音通道，其中所述消音通道包括出口和入口，以使得氣流從所述入口流入並從所述出口流出；以及 其中所述止回閥設置在所述消音通道內，所述止回閥包括雙瓣蝶形結構，以使得所述消音通道中的氣流從所述入口單向流過所述止回閥後流向所述出口，而不能從所述出口流過所述止回閥後流向所述入口。
  10. 如請求項9所述的壓縮機，其中： 所述止回閥的雙瓣蝶形結構包括軸和兩片半圓形蝶片， 其中所述兩片半圓形蝶片相對於所述軸徑向對稱地設置在所述軸上，所述軸的兩端固定在所述消音通道的壁上，其中所述軸上設有扭簧，所述扭簧被配置為受預應力，所述預應力使所述兩片半圓形蝶片抵靠所述消音通道的表面。
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