TWI535935B - 噪音衰減室 - Google Patents

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TWI535935B
TWI535935B TW101122456A TW101122456A TWI535935B TW I535935 B TWI535935 B TW I535935B TW 101122456 A TW101122456 A TW 101122456A TW 101122456 A TW101122456 A TW 101122456A TW I535935 B TWI535935 B TW I535935B
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Description

噪音衰減室 相關申請案之交叉參考
此申請案係請求2004年5月14日提交的美國臨時申請案No.60/571,630號之利益。上述申請案的揭示係以引用方式併入本文中。
發明領域
本發明有關噪音密封，更特別有關用於壓縮機之噪音密封。
發明背景
由於不斷致力於降低壓縮機重量及成本，已經使得加熱及冷卻設備製造廠以較輕質量材料來取代金屬組件。這些改變時常導致來自壓縮機單元之噪聲傳輸的增加。現今銷售予原始設備製造廠之壓縮機係分成數種特性類別。一般所考量之有意義的特性類別係包括成本、溫度效能、美觀性、回收態樣及噪聲消減效能。
雖然加熱及冷卻業中已經提出單頻噪音消除方案，迄今為止，尚未找到可滿意地解決一壓縮機的寬頻譜噪聲消除簽章之解決方案。如第1圖所示，過去已經提供了放置在壓縮機上方之軟纖維充填袋以降低來自壓縮機的噪聲傳輸。此等迎合消費者需求的嘗試已經遭遇到製造及效能方面之議題。因此，對於壓縮機系統之低成本噪聲消減仍具有顯著的改良空間。
尚未有人採行將噪聲屏蔽功能併入一大致實心塑料殼 內之方式，其完全地密封住一壓縮機，在空氣壓縮機噪音抑制中亦尚未使用優良的噪音傳輸損失材料。為此，在此技藝中仍需要一具有不佔體積、經改良的噪音吸收及衰減特徵之空氣壓縮機系統，其可集體地操作以高度可靠的方式來經濟地降低壓縮機噪聲。
發明概要
本發明提供一用於渦捲壓縮機之經改良的噪音衰減殼，其以低成本提供經顯著改良的噪聲降低。具有優良噪音傳輸損失性質的材料係與一特別適合提供增加的吸收及優良的噪音傳輸損失性質之障壁構造予以合併。
一實施例中，本發明提供一用於一渦捲壓縮機之噪音衰減室，該渦捲壓縮機係具有一構成為支撐壓縮機之基底構件，基底係界定一充填有一噪音衰減材料之第一室。噪音衰減室係進一步具有一構成為覆蓋住壓縮機且耦合至基底之覆蓋構件，該覆蓋構件係界定另一室。此室額外地充填有一噪音衰減材料。
又另一實施例中，一兩層壓縮機殼覆蓋件係由一聚合物樹脂形成且其界定一內部室。依照需要，殼的內部室可具有不均勻的厚度。較佳係在發散噪聲傳輸具有較大振幅之預選區域上具有最大之內部腔體的厚度，以增加噪聲傳輸損失。
本發明的另一實施例中，提供一噪音密封藉以圍繞一壓縮機的殼。噪音密封係與壓縮機呈可振動式隔離並具有 以磅/平方呎為單位的質量密度以將來自壓縮機之傳輸噪聲降低超過10dB。
本發明係將障壁及吸收技術併用在塑料構造中，藉以降低整體噪聲傳輸率，同時降低既有技術之空間、複雜度及成本需求。
從下文的詳細描述將可得知本發明的進一步適用領域。應瞭解詳細描述及特定範例雖然顯示出本發明的較佳實施例但預定只供示範用而無意限制本發明的範圍。
圖式簡單說明
從詳細描述及圖式可更完整地瞭解本發明，其中：第1圖代表根據先前技術之一壓縮機噪音覆蓋物；第2圖代表根據本發明的教導之一壓縮機的一噪音密封；第3圖代表根據第2圖的教導之一蓋殼；第4圖代表根據第3圖的教導之蓋殼所用的一耦合機構；第5至9圖代表根據本發明的教導之替代性耦合機構；第10圖代表第2圖所示的一基底殼之剖視圖；第11至13圖代表第2圖所示的聲學殼之組裝；第14a及14b圖代表第2圖所示的側殼所用之替代性耦合機構；第15及16圖代表一替代性基底殼之立體及橫剖側視圖；第17圖代表替代性聲學殼之分解圖； 第18a及18b圖代表第17圖所示的一側殼之一內部圖；第19圖代表一替代性聲學密封之分解圖；第20至28圖代表根據本發明的教導之替代性聲學殼；第29及30圖代表利用一四分之一波管噪音消除機構之聲學殼；第31圖代表一利用液體以減振來自一相關聯壓縮機的噪音傳輸之聲學殼；及第32圖代表用以減振來自壓縮機的噪音傳輸之一實心聲學殼的一部分。
較佳實施例之詳細說明
較佳實施例的下列描述只為示範性質且決無意限制本發明、其應用、或使用方式。雖然所提及噪音衰減圓頂係描述為與一壓縮機且更特別與一渦捲壓縮機相關聯，可預見此處的教導同樣地適用於包括但不限於供家庭、運輸、及製造環境中使用之閥件、充氣器總成、引擎及馬達總成等其他應用。
第2圖代表一具有可分離的殼構件之噪音密封56。如圖所示，噪音密封56係由至少一側殼構件58、一蓋殼構件60及一基底殼構件62所形成。噪音密封係構成為完全地圍繞一渦捲壓縮機52。特別重要的是噪音密封將噪音衰減材料定位在渦捲壓縮機52的基底處及周圍以衰減其中所產生的寬頻譜噪聲。如下文進一步所描述，噪音密封56係界定複數個得以具有吸取、電源及壓力線路耦合件之開孔。
噪音密封56可歸類為較佳具有小於5%洩漏的“完全密封”。噪音密封56的壁係提供由傳輸定律(transmission law)所控管之傳輸損失(TL)。
TL=20 log w+20 logf-33.5其中“w”=質量密度磅/平方呎且f=頻率
因此，噪音密封56係選擇性構成為對於大於100 Hz及小於20 kHz的聲學頻率具有一有效質量密度以提供在約100與約1000 Hz之間大於約10 dB且選擇性大於15 dB的一傳輸損失。壓縮機52係利用設置於壓縮機52足部處及吸取與排放線路周圍之彈性體隔離器而與結構隔離。彈性體隔離器係降低通往噪音密封56之結構性振動轉移路徑。隔離器亦有助於盡量減少來自噪音密封之聲學能洩漏。
第3圖代表第2圖所示的蓋殼60。蓋殼60具有一外表面64、一內表面66、及一耦合表面68。在內表面66上進一步界定一耦合部70，耦合部70係構成為將蓋殼60可鎖式接合至側構件58。如下述，利用脆弱條將構件沿壓縮機52周圍固持在一起。
如第4圖所示，耦合部70具有一配置於一內表面66上之內凹形對接表面72。一下對接表面76係配置於外表面64與內表面66之間。在外表面64與內表面66之間係進一步配置有一延伸至耦合部70內之經界定的內腔體78。在內腔體78內配置一諸如砂、熔渣或其他噪音散佈集合體等噪音減振或衰減材料。進一步可想見噪音減振材料可為一諸如乳劑等雙相液體。如下文進一步所述，各構件的外表面係可界 定一構成為可固持住條之外部溝槽79。
第5圖代表一替代性蓋殼60。蓋殼60具有一經界定的外表面82及一經界定的內表面84及一未延伸至耦合區70內之替代性內部腔體86。類似地，如第6圖所示，一基底構件62可具有一不含內腔體之耦合構件88。基底殼62係界定一圓形基底支撐構件92，圓形基底支撐構件92界定一貫通孔徑94，貫通孔徑94係構成為得以自壓縮機52配置一安裝緊固件(未圖示)。
第7圖顯示一蓋殼60的內面之視圖，蓋殼60係具有一附接至側殼58的安裝表面之耦合區70。耦合區70係界定一凹形表面96，凹形表面96係構成為與一形成於側殼58上的凸形對接表面98對接。內表面100及外表面係界定了延伸至耦合區70內且充填有噪音減振材料之內腔體102。
第8圖代表用於具有基底構件62的側殼58之耦合區之橫剖視圖。殼及耦合構件較佳係由相對較具勁性的熱固性材料形成。因此，可想見殼可由諸如但不限於環氧樹脂、耐綸、聚丙烯、TPE或TPO等材料形成。
簡短地參照第5、6及9圖，其代表蓋60或側殼82之耦合機構。如圖所示，耦合機構88係界定一與一對應的鉤互動之第一鉤形部90。雖然用以固持噪音衰減材料80之腔體並未延伸至耦合機構88內，耦合機構88係相對於外部來流體式密封住殼56的內部。
第10圖代表基底62的一替代性耦合機構。一耦合機構88係具有一概呈水平的支撐面104及一界定於一上邊緣108 處之垂直阻止基底106。當組件在壓縮機52周圍被帶動合併時，水平支撐面係可滑式支撐側殼58上之一對應的耦合區。
第11至13圖代表噪音衰減殼沿壓縮機52周圍之組裝。如圖所示，壓縮機52係配置於支撐基底62上。側殼構件58係滑移至基底上藉以接合下鎖固機構88。接著，蓋殼60滑移至殼58的上鎖固機構88上藉以覆蓋壓縮機52的頂部。如第13圖所示，蓋殼60及側殼58係由兩或更多個可分離件所形成。在兩可分離件之間係配置有經界定的開孔105及107。利用這些開孔來將吸取及壓力線路帶入壓縮機體部內。該等線路周圍配置有用以聲學性隔離聲學室內部與外部之具適當尺寸的索環109。如圖所示，蓋殼60可額外具有一熱啟動式止回閥61。此熱啟動式止回閥61係設計為在一預定溫度開啟，以在溫度抵達一預定位準時讓經加熱氣體從噪音衰減器內部離開。
第14a及14b圖代表定位於基底構件62上方之側殼58的耦合機構。沿著基底構件62的周邊配置有一擱架部120，擱架部120係可滑式支撐鎖固機構88的一部分。如第14b圖清楚地顯示，對接表面112係在側殼58滑移至基底62上時予以支撐。應注意，基底62額外地具有一對平坦表面121，利用此對平坦表面121來可旋轉式定向側殼構件58與基底62。
第15及16圖代表基底殼62的立體及橫剖視圖。如圖所示，基底的一下部中係界定有一流體陷阱114，利用流體陷阱114來累積液體並得以排放來自壓縮機的冷凝之液體。因此，基底構件62進一步界定一開孔116而得以排放流體。
第17至19圖代表根據一替代性設計的噪音衰減殼之替代性視圖。如圖所示，提供條114藉以使噪音衰減室圍繞且鎖固於壓縮機52周圍。這些鎖固條114一般係配置於蓋殼60的側殼構件58的外部表面上之凹口115內。應注意側殼構件58可界定腔體或凹陷110以將用於壓縮機52的電子控制器116固持在噪音衰減室內。這些電子控制器116可調節壓縮機52的所有功能。基於人體工學的因素，應注意噪音衰減室的組件可分成複數個可耦合的組件。
如第18a及18b圖清楚地顯示，壓縮機可選擇性含有一條或層的開或閉格室低密度泡綿212。利用一可降低在密封56所形成的室內發生聲學駐波之方式，將此泡綿212定位在密封56所形成的室內。低密度泡綿212較佳係定位在一不會接觸壓縮機殼之部位中。依需要，各個殼組件係界定一得以充填內腔體78之孔214。因此，內腔體78的一部分可界定一漏斗部216以幫助腔體的充填。如第19圖所示，側殼構件58可分成數個組件以使重量較佳保持小於約5磅。組件的數量及尺寸係為壓縮機52尺寸的函數。
如第20至27圖所示，整體噪音衰減系統56可採行一對充填有噪音衰減材料之中空殼構件的形式。如第20至21圖所示，可想見各殼構件124界定一內部腔體126來支撐壓縮機52。支撐表面可由中空殼構件的單一部分所界定或可由兩或更多個構件所形成。如前述，殼構件124可具有供吸取或加壓空氣用之經界定的開孔128及130。內部腔體126係界定一基底埠區域131，基底埠區域131係構成為支撐壓縮機 52的底部。第23及24圖顯示一壓縮機52可滑移至構件的一者中之一腔體136內。可利用第二構件134來包封壓縮機52。
第一或第二構件的任一者係可具有用以接受吸取或壓縮空氣線路之經界定的開孔138。如第27圖所示，殼構件164及166係可具有許多互鎖表面及凸緣168-174以包封支撐件且圍繞壓縮機52。如第28圖所示，揭露噪音衰減殼的一替代性實施例。殼係包括構成為與表面192及188互鎖之一蓋構件184及一基底構件186，以將一對的殼178及180固持在壓縮機52周圍。
第29及30圖代表本發明的一替代性實施例。顯示一具有一四分之一波共振器管198之渦捲壓縮機52，四分之一波共振管器198係配置於壓縮機殼199周圍。四分之一波共振器管係具有將來自輸出一特定頻率之壓縮機的噪聲予以降低之功用。殼構件194及196具有一用以界定一蜿蜒狀溝槽202之內部表面200。蜿蜒狀溝槽202係構成為包封且固持住四分之一波管198。如圖所示，一開孔204將內部腔體流體式耦合至外部殼。開孔204內配置有一索環206以流體式密封噪音衰減室。
第31圖代表一替代性實施例。顯示一中空吹塑殼208而界定了一支撐表面210及一內部腔體212。可想見此內部腔體212可充填有用來衰減一壓縮機52所產生的噪聲信號之諸如甘油或油及水等二或三相流體混合物。此二相材料較佳係為一用以衰減噪音傳輸之乳劑。
第32圖代表一替代性噪音壓縮機密封56之橫剖視圖。 密封56為實心且提供大於約10dB的一傳輸損失。因此，密封56係由一具有足夠質量密度以提供大於約10dB之聚合物材料所形成。此聚合物中可併用有填料以增加質量密度且因此增加傳輸損失。
本發明的描述僅為示範性質，因此未脫離本發明主旨之變異係預定仍位於本發明的範圍內。此等變異並不視為脫離本發明的精神與範圍。
52‧‧‧渦捲壓縮機，壓縮機
56‧‧‧噪音衰減系統，噪音密封，噪音壓縮機密封，密封
58‧‧‧側殼構件，側構件，側殼，殼
60‧‧‧蓋殼，蓋殼構件
61‧‧‧熱啟動式止回閥
62‧‧‧基底，支撐基底，基底殼，基底殼構件，基底構件
64‧‧‧外表面
66,84,100‧‧‧內表面
68‧‧‧耦合表面
70‧‧‧耦合區，耦合部
72‧‧‧內凹形對接表面
76‧‧‧下對接表面
78,102‧‧‧內腔體
79‧‧‧外部溝槽
80‧‧‧噪音衰減材料
82‧‧‧外表面，側殼
86,126‧‧‧內部腔體
88‧‧‧耦合機構
88‧‧‧耦合構件，耦合機構，鎖固機構
90‧‧‧第一鉤形部
92‧‧‧圓形基底支撐構件
94‧‧‧貫通孔徑
96‧‧‧凹形表面
98‧‧‧凸形對接表面
104‧‧‧支撐面
105,107,128,130,138,204‧‧‧開孔
106‧‧‧垂直阻止基底
108‧‧‧上邊緣
109,206‧‧‧索環
110‧‧‧腔體或凹陷
112‧‧‧對接表面
114‧‧‧流體陷阱，鎖固條，條
115‧‧‧凹口
116‧‧‧開孔，電子控制器
120‧‧‧擱架部
121‧‧‧平坦表面
124,164,166,194,196‧‧‧殼構件
131‧‧‧基底埠區域
134‧‧‧第二構件
136‧‧‧腔體
168-174‧‧‧互鎖表面及凸緣
178,180‧‧‧殼
184‧‧‧蓋構件
186‧‧‧基底構件
188,192‧‧‧表面
198‧‧‧四分之一波共振器管，波管
199‧‧‧壓縮機殼
200‧‧‧內部表面
202‧‧‧蜿蜒狀溝槽
208‧‧‧中空吹塑殼
210‧‧‧支撐表面
212‧‧‧泡綿，內部腔體
214‧‧‧孔
216‧‧‧漏斗部
第1圖代表根據先前技術之一壓縮機噪音覆蓋物；第2圖代表根據本發明的教導之一壓縮機的一噪音密封；第3圖代表根據第2圖的教導之一蓋殼；第4圖代表根據第3圖的教導之蓋殼所用的一耦合機構；第5至9圖代表根據本發明的教導之替代性耦合機構；第10圖代表第2圖所示的一基底殼之剖視圖；第11至13圖代表第2圖所示的聲學殼之組裝；第14a及14b圖代表第2圖所示的側殼所用之替代性耦合機構；第15及16圖代表一替代性基底殼之立體及橫剖側視圖；第17圖代表替代性聲學殼之分解圖；第18a及18b圖代表第17圖所示的一側殼之一內部圖；第19圖代表一替代性聲學密封之分解圖； 第20至28圖代表根據本發明的教導之替代性聲學殼；第29及30圖代表利用一四分之一波管噪音消除機構之聲學殼；第31圖代表一利用液體以減振來自一相關聯壓縮機的噪音傳輸之聲學殼；及第32圖代表用以減振來自壓縮機的噪音傳輸之一實心聲學殼的一部分。
56‧‧‧噪音密封
58‧‧‧側殼構件
60‧‧‧蓋殼構件
62‧‧‧基底殼構件

Claims (19)

  1. 一種用於壓縮機之噪音衰減室，其包含：一基底構件，其係組配來支撐該壓縮機；及一覆蓋構件，其係組配來覆蓋該壓縮機且耦合至該基底構件，該覆蓋構件包括充填有一噪音衰減材料的一第一室，及具有一體成形之第一鎖固機構的一個二件式蓋構件。
  2. 如請求項1之噪音衰減室，其中該覆蓋構件包括組配來覆蓋該壓縮機的一對側構件。
  3. 如請求項2之噪音衰減室，更包含組配來將該等側構件固持在一起的一條狀物。
  4. 如請求項2之噪音衰減室，其中該等側構件中之一者包括一第二鎖固機構，其係組配來耦合至該第一鎖固機構。
  5. 如請求項4之噪音衰減室，其中該第一鎖固機構包括一凹形表面與一凸形表面中之一者，而該第二鎖固機構則包括該凹形表面與該凸形表面中之另一者。
  6. 如請求項1之噪音衰減室，其中該蓋構件界定充填噪音衰減材料的一腔體。
  7. 如請求項1之噪音衰減室，其中該蓋構件界定一熱啟動式止回閥。
  8. 如請求項1之噪音衰減室，其中該基底構件界定充填噪音衰減材料的一腔體。
  9. 如請求項1之噪音衰減室，其中該噪音衰減材料係為一集料。
  10. 如請求項9之噪音衰減室，其中該集料係為砂及熔渣中之至少一者。
  11. 如請求項1之噪音衰減室，其中該噪音衰減材料係為一流體。
  12. 如請求項11之噪音衰減室，其中該流體係為甘油、油及水中之至少一者。
  13. 如請求項1之噪音衰減室，其中該覆蓋構件及該基底構件中之一者界定組配來支撐該壓縮機的一支撐表面。
  14. 如請求項1之噪音衰減室，其中該覆蓋構件及該基底構件中之至少一者係由聚合物材料所形成。
  15. 如請求項1之噪音衰減室，其中該覆蓋構件及該基底構件中之一者係至少部分地由一材料所形成，該材料係具有足以產生大於約10dB之傳輸損失的一質量密度。
  16. 如請求項15之噪音衰減室，其中該覆蓋構件及該基底構件中之另一者係至少部分地由一材料所形成，該材料係具有足以產生大於約10dB之傳輸損失的一質量密度。
  17. 如請求項15之噪音衰減室，其中該材料係具有對於100及1000Hz間之一音頻足以產生大於約10dB之傳輸損失的一質量密度。
  18. 如請求項1之噪音衰減室，更包含一泡綿構件，該泡綿構件係配置於該壓縮機與該基底構件及該覆蓋構件中之至少一者間。
  19. 如請求項18之噪音衰減室，其中該泡綿構件係與該壓縮機分開。
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