专利名称：用于制冷剂压缩机的阻抗型吸气消音器的制作方法
技术领域：
本申请目的在于提供一种与压缩机一起使用的消音器，并且特别涉及一种用在制冷和制热系统中的压缩机低压侧的声学阻抗型消音器(resistivemuffler)。
背景技术：
压缩机是冷却和加热系统中的数个部件之一。由于压缩机被用来压缩系统中的制冷剂气体，提升这些气体的压力和温度，因此它们是非常重要的部件。取决于所应用的系统，其循环可以是可逆的，从而压缩机可以被用来加热或冷却一空间。典型地压缩机与冷凝器、膨胀阀、蒸发器以及风机一起使用来加热或冷却空间。取决于循环的方向，系统可以用来从预选的空间移除热量或者给预选的空间提供热量。
典型地压缩机本身是一种具有吸入口和排出口的密封装置。该密封装置典型地为一金属外壳，该外壳内容纳有电机和机械装置，例如叶轮或其它用于压缩气体的机械部分。对于大多数压缩机的设计而言，由壳体封闭的气腔用作将被吸入压缩机机械部分的低压气体的储存室。电机连接到为操作提供线路功率的电源上。电机依次驱动机械装置来压缩气体。典型地，压缩机根据压缩气体的装置来进行分类。例如，使用涡旋压缩装置来压缩制冷剂气体的压缩机被称为涡旋压缩机；使用活塞装置来压缩制冷剂气体的压缩机被称为往复式压缩机；使用旋转螺杆装置来压缩制冷剂气体的压缩机被称为螺杆压缩机。虽然这些压缩机在制冷剂气体如何被压缩方面是不同的，但前面提到的它们的基本运行原理却都是相同的，即当电机启动时，气体通过吸气口被吸入，然后在压缩机的机械部分中被压缩，最后高度压缩的气体通过出口被排出。
这些压缩机设计中的不同使得它们产生噪音的机械装置也有所不同，并因而产生出总体不同的噪音分布。在不同的设计中，采用不同的步骤来控制和衰减声音。尽管付出了这些努力，但是对于不同类型的压缩机仍存在着共同的噪音源。例如，主要的噪声源可能产生在气体吸入或吸气口处，在这里气体的流动被气体吸入/吸气阀装置调节。气体吸入/吸气阀装置产生出高水平的宽频带声音。对于密封型压缩机，制冷剂从由压缩机壳体封闭的腔中被吸入到压缩气体的装置中。在压缩机的运行过程中，声音朝制冷剂气流的上游传播，并且从吸气管或多个吸气管传播到压缩机的壳体腔中。于是从那里开始，这种高水平的声音从壳体腔通过压缩机的外壳传送到压缩机周围的空间。可以知道，当压缩机被放置在生活区或工作区内或者与其相邻或相近的地方时，这种声音是非常讨厌的。
当然，在气体吸入/吸气阀装置中产生声音并不是一个新话题，并且人们已经采取各种方法来试图消除、减少，或换句话说，衰减压缩机的噪声。例如，已知的有给压缩机油添加发泡剂来减少压缩机中的声音。可以认为发泡油起到了吸声剂的作用。虽然这种方法是奏效的，但是发泡油必须在极度费力的条件下持续进行，因为它被暴露在制冷剂环境和非常高的温度下。这种泡沫必须不会影响油的润滑性，必须不会因为与制冷剂的相互作用和高温的条件而导致分解。当然，如果泡沫在这些恶劣的条件下变劣，则它就失去了作为声音衰减剂的效果。然而，即使在泡沫没有变劣时，由于油泡沫往往被限制在壳体腔的底部，因此泡沫也只能仅仅部分地起到减少噪音的作用。
其它用过的方法包括消音器。消音器有两种基本类型，即反作用型消音器和阻抗型消音器。反作用型消音器用来在吸气管处截断声音，并且效果有限。反作用型消音器减弱声音的能力有限，因为它们的设计使它们只能对有限频率范围的声音有效。这些反作用型消音器有时候使用共鸣器，或者使气体通过尺寸不同的开口沿曲折的通道行进来增加气体流动的长度。虽然它们在设计的频率范围内是有效的，但是对于该频率范围外的声音则不起作用。虽然压缩机吸气装置产生的声音能量以宽频带为特征，但是反作用型消音器仅仅能衰减较窄频率范围的声音。剩余频率的声音则被传播。被传播的频率带被称作通带频率。设计用于预先确定的频率区域的反作用型消音器是很困难的，并且即使设计成功，也仍然不能截断吸气装置所产生的宽频带。因此，反作用型消音器往往用作通带过滤器。
2000年10月10日授权给Seo的美国专利6,129,522中提出了反作用型消音器的一个例子，该消音器用来抑制压缩机吸气侧产生的声音。其中通过使入口气体经过一系列尺寸不同的孔和开口的方式来衰减声音。
阻抗型消音器使用吸声材料来吸收较宽频率范围的声音。然而，用来吸收声音的典型材料并不能满意地用在类似于制冷剂压缩机中的高温、高流速环境的环境中，在该环境中材料还被暴露在化学制品例如压缩机润滑油和制冷剂中。
这些阻抗型消声器被放置在制冷剂压缩机的密封空间内，并且象其它的密封空间内的材料一样暴露在润滑油和制冷剂中并且浸透了油和制冷剂，有时会在超过300°F的温度条件下。此外，高压波动和相关的压力脉动和振动也会给吸声材料带来不利的影响。当声音隔离材料被浸透液体时，不仅它的声学性能会大大地退化，而且这种恶劣的环境会使材料破碎。当然，声音隔离材料的声学性能也会因材料的碎裂而变劣。然而，更加严重的危害是碎裂的材料最后与密封压缩机中的润滑油混合到一起。许多隔离材料会分解并与典型的制冷剂结合形成酸。这种酸会腐蚀压缩机和整个系统的金属部件。此外，这种材料会随着润滑油沉积到移动零件上。然而，这种材料会导致移动零件例如轴承的过度磨损甚至粘合。由于密封压缩机中的吸声材料存在失效的可能性并且伴随这种失效会产生令人不满意的结果，因此人们不愿在制冷剂压缩机中装设阻抗型消音器。例如，用聚亚胺脂来形成具有开放小室的泡沫，这种泡沫是一种有效的吸声器。然而，在压缩机的恶劣环境中，这些小室会破裂并且聚亚胺脂与润滑油结合形成一种讨厌的粘性流体。另一种有效的吸声器是solamide聚酰亚胺。但这种材料会分解并且导致轴承的变劣。
所需要的是一种可以吸收较宽频率范围的声音的消音器。这最好通过使用阻抗型消音器来实现。因此所需要的是一种包括声音隔离材料的阻抗型消音器，这种声音隔离材料可以经受得住压缩机的恶劣环境。
发明内容
一种制冷剂压缩机，它使用阻抗型消音器来衰减在压缩机运行过程中由气体吸入和吸气阀所产生的声音。该阻抗型消音器被装配成与吸入气体的流向成一直线，并且被设置在压缩机壳体内。该阻抗型消音器衰减压缩机在其运行过程中所产生的声音，该运行过程是制冷剂气体从蒸发器被引入压缩机然后穿过阻抗型消音器并且运送至吸气阀，从而最后运送至压缩机中的气体被物理压缩的区域。
阻抗型消音器包括具有吸入端和排出端的消音器壳体。吸声泡沫组件被装入消音器壳体中。选择该吸声泡沫组件的基础是其具备吸收较宽频率范围的声音的能力。不仅组件中的吸声泡沫必须具备吸收较宽频率范围的声音的能力，而且泡沫必须设置在消音器内，并且消音器必须装配在压缩机内以使声音不会绕过消音器并且将大量的声音传递给压缩机壳体。理想的是泡沫组件在暴露于压缩机流体中时应保持化学惰性。吸声泡沫必须稳定，也就是它必须在暴露于类似于压缩机正常运行时的高温环境中时不会变劣。当在这些升高的温度下暴露于压缩机流体中时这些材料应当保持化学惰性。理想的是，吸声泡沫即使浸透了压缩机流体也应当基本保持吸收较宽频率范围的声音的能力。泡沫组件还应当可以承受非常大的压力波动而不会变劣。此外，进入阻抗型消音器的流体在穿过消音器时不应当产生显著的压降，也就是，在吸入端和排出端之间的压差应当小于25％。
本发明的一个优点在于装有阻抗型消音器的压缩机可以衰减较宽频率范围的声音。这降低了传递到压缩机附近环境的声音的总体水平。还允许不使用仅能吸收较窄频率带的声音的反作用型消音器。
本发明的另一个优点在于本发明的阻抗型消音器包括吸声泡沫。本发明使用的吸声泡沫在本发明的恶劣环境中不会变劣。
本发明的另一个优点在于本发明的阻抗型消音器即使在吸声泡沫浸透润滑油或者制冷剂的情况下仍可以继续用作声音衰减器。
通过下面结合附图对一些优选实施例进行更加详细地描述，本发明的其它特征和优点将更为显而易见，这些附图以例子的方式图解说明了本发明的原理。
图1是装有本发明的阻抗型消音器的制冷剂压缩机的横截面；图2是本发明的阻抗型消音器第一实施例的横截面，其中吸声泡沫仅占据了与气体流道相邻的消音器腔室的一部分；图3是本发明的阻抗型消音器第二实施例的横截面，其中吸声泡沫占据了与气体流道相邻的消音器腔室的整个部分；以及图4是图2和图3的消音器在不同频率下的消音器插入损失的图示。
具体实施例方式
在图1中示出了装有本发明阻抗型消音器的压缩机。压缩机2连接到传统的制冷系统(未示出)，例如可以是家用或车用冰箱中的系统，该系统具有冷凝器、膨胀阀和蒸发器以及将它们连接到一起的管道。压缩机2是往复式压缩机，它通过插入压缩机2吸气口14内的吸气管12连接到蒸发器(未示出)上。吸气口延伸穿过压缩机壳体16。来自蒸发器的制冷剂气体通过吸气口14进入压缩机2的低压侧。
压缩机2包括电机18。图示的是一种具有定子20和转子22的标准感应电机。然而也可以使用任意其它类型的电机。轴24延伸穿过转子22。在这个压缩机2中，轴24的底端26延伸入润滑油槽28中，并且包括一系列的孔27。在电机下方连接到轴24的是至少一个活塞组件30。图1中的压缩机2示出了两个活塞组件。连接杆32连接到活塞头34上，该活塞头34在气缸36中进行往复运动。气缸包括气体入口38和气体排出口40。与这些口38、40相关联的是按现有技术的已知方式装配的各自的吸气阀和排气阀(未示出)。吸气阀通过排出管52连接到阻抗型消音器50上。阻抗型消音器还包括吸入管54，该吸入管对封闭在压缩机壳体16内的气腔开放。阻抗型消音器包括吸声泡沫56。吸声泡沫56围绕着吸入管54，该吸入管基本延伸入消音器50中，但泡沫56没有延伸穿过吸入管54的横截面，从而流经吸入管的气体不会被吸声泡沫56所妨碍。
电机18由响应预定条件的信号启动，例如，当预设温度达到时温度调节装置发出的电信号。电流被供给定子20，然后定子20中的绕组促使转子20旋转。转子22的旋转使得轴24转动。在图示的压缩机中，油槽28中的油和移动通过轴底端26中的孔27的油被通过和沿着轴24向上移动，从而润滑压缩机2的移动零件。
转子22的旋转还产生活塞组件30的往复运动。当该组件朝着吸入位置移动，活塞头34移动远离气体入口38，吸气阀打开并且制冷剂流体被导入膨胀的气缸36体积中。该气体从压缩机壳体16和吸气管12中被引入。该气体被吸入吸入管54中并且通过阻抗型消音器50、排出管52来到气体入口38，在该气体入口处它将穿过吸气阀并且被导入气缸36中。当活塞组件30到达它冲程的第一端(或顶端)时，即图1的活塞头34移动到气缸36的左侧时，吸气阀关闭。然后活塞头34通过减少气缸36的体积来压缩制冷剂气体。当活塞组件30移动到它冲程的第二端(或底端)时，即图1的活塞头34移动到气缸36的右侧时，排气阀打开并且高度压缩的制冷剂气体通过气体排出口40被逐出，并且离开压缩机壳体进入到与冷凝器相连的管道中。这包括了活塞组件的一个循环。
定子20按现有技术的通常方式连接到电源(未示出)。定子20的电机绕组启动转子22，该转子促使轴24旋转。轴的旋转驱使活塞组件往复运动。由于吸气阀与活塞组件的往复同步打开和关闭，因此制冷剂气体通过吸入管54和吸气管12被吸入到腔室中。随同制冷剂流动的周期开始和停止一起的吸气阀的循环打开和关闭产生出较宽频率范围的高水平噪音。在吸气阀和吸气管12之间的气体流道中设置消音器有助于吸收因吸气阀循环运动和气体循环波动而产生的宽频带声音。使用阻抗型消音器可以让声音在较宽频率范围上而不是较窄频率范围上衰减，例如被反作用型消音器衰减的较窄频率范围。没有被反作用型消音器衰减的频率范围内的声音能量从消音器吸入管54传播到由壳体16封闭的气腔中。压缩机壳体16起到共鸣腔的作用并且将这种声音转播到周围环境中。阻抗型消音器可以衰减较宽频率范围的声音，从而任何频率的到达压缩机壳体的噪音水平都能被急剧地减少。
本发明阻抗型消音器250的一个例子在图2中示出。消音器250包括消音器壳体260、在消音器的活塞组件30侧离开壳体260的排出管252、以及在消音器250的吸气管12侧进入壳体260的吸入管254。壳体形成腔室262，从而气体从吸入管254经过该腔室到达排出管252。吸入管254和排出管252彼此偏置，也就是说它们没有排成一列，这样气体不能直接从吸入管254到达排出管252。而是当气体从吸入管252进入排出管252时，它必须进入腔室262。腔室262被分成两部分，即填满吸声泡沫266的一部分264和基本上为中空空间的第二部分268。
已知的是制冷剂气体常常与润滑油混合到一起，并且润滑油以薄雾形式存在。因此进入腔室262的制冷剂气体会接触腔室260第二部分268的表面，例如表面270，并且被偏转通过穿孔屏272进入吸声泡沫266中。任何以薄雾形式存在的润滑剂会浸透泡沫直到达到形成液滴的临界量为止，该液滴通过同一屏272离开泡沫266并且与制冷剂气体一起被吸入到活塞组件中。取决于温度和气体的流速，少量的制冷剂气体还会形成液体，并且在它通过泡沫266时参与泡沫266的浸透。当声波从吸气阀和活塞组件沿着排出管252传播并且接触到消音器壳体时，声音被该消音器衰减，从而吸声泡沫可以吸收一部分声音，但是制冷剂气体的流动并没有因为消音器的存在而改变。消音器被设计成最小程度地妨碍气体的流动，即主要的流动，从而不会降低压缩机的性能。理想的是，经过消音器的压降小于25％。此外，从吸气阀组件通过气流本身传播的声波在气流(因而也是声波)接触到吸声材料时被衰减。
图3中示出了本发明第二个实施例的横截面。在这里，阻抗型消音器350包括消音器壳体360、在消音器活塞组件30侧离开壳体360的排出管352、以及在消音器350吸气管12侧进入壳体360的吸入管354。壳体形成腔室362，从而气体从吸入管354穿过该腔室进入排出管352。如图3所示，吸入管354和排出管352是连续的，形成一个单管。但并不要求必须这样，吸入管354和排出管352可以是连接到一起、分开一段较短距离或分开消音器长度的单独管。壳体360形成填充有吸声泡沫366的腔室362。然而，为了完全利用声学消音器350的衰减能力，必须设置可用来让气体穿过消音器350接触吸声泡沫的通道或通路。该通道由连续管352/354中的多个孔380来提供，该连续管形成了主流的边界。
进入消音器的制冷剂气体的一部分穿过多个孔380进入吸声泡沫366，一部分将被吸入直接通过排出管352。任何以薄雾形式存在的润滑油将浸透泡沫直到达到形成液滴的临界量为止，该液滴通过多个孔380中位于下方的孔、或者通过位于腔室362底部并且可流动地连接到连续管352/354中气流的下方通道382离开泡沫366，从而与制冷剂气体一起被吸入到活塞组件中。制冷剂气体将通过多个孔380返回到气流中。取决于温度和气体流速，少量的制冷剂气体还会形成液体，并且当它通过泡沫366时参与浸透泡沫366，然后如果最初没有被转化成气体的话，它将与润滑油一起返回到气流中。再次地，当声波从吸气阀和活塞组件沿排出管352传播并且接触到消音器壳体时，声音将被消音器衰减，从而吸声泡沫366可以吸收声音的一部分。从吸气阀组件通过气流本身传播的声波在气流(因而也是声波)接触吸声材料时被衰减。管352/354不必如图3所示的一样直线穿过消音器350，虽然这种构造可以具有最小的压降。管子在消音器350中可以是弧形的，虽然这样在每个管端都会产生附随的压降。
为使消音器能提供想要的声音衰减而同时在压缩机寿命内可以经受得住压缩机内的恶劣环境条件，就必须仔细地选择包括吸声泡沫在内的材料。吸声泡沫最重要的特点在于它必须可以吸收或衰减较宽频率范围的声音。它还必须可以经受得住压缩机环境的高温，这种环境典型地为在较长时间周期内温度为250-300°F，在较短时间周期内周期性的温度峰值超过300°F。当接触到各种润滑剂和制冷剂时，它还必须是惰性的。例如，典型的润滑剂包括矿物油、多元醇酯、聚烯烃、乙二醇和烷基苯，而典型的制冷剂包括例如氯氟碳化合物(CFCs)和氢氟碳化合物(HFCs)。吸声泡沫还必须在浸透润滑剂、制冷剂或二者组合物时仍可以衰减声音。吸声泡沫可以是一种合成物，其中第一种材料被包裹在第二种材料中，第一种材料具有吸声能力和抗高温能力，第二种材料对于润滑剂和制冷剂是惰性的，它也应该可以经受得住高温。这样的包裹可以防止第一种材料被润滑油或制冷剂浸透。这样的包裹还可以如果第一种材料碎裂的话防止它释放到润滑油或制冷剂中。
一种可接受用作吸声泡沫的材料是三聚氰胺泡沫，它在压缩机寿命内可以经受得住压缩的环境。它可以用作较宽频率范围的衰减器，并且甚至在它被湿润时还能保持它的衰减能力。因此，三聚氰胺泡沫，即具有开放小室的泡沫，不需要象合成材料一样包裹起来。三聚氰胺泡沫由德国Aktiengesellschaft的BASF公司生产。三聚氰胺通过加热尿素和氨形成。将异氰酸与氨的合成混合物在大约400℃的温度下通过固体催化剂起反应形成三聚氰胺。然后将三聚氰胺树脂制成具有开放小室的泡沫。
其它具有良好吸声特性的材料包括例如，玻璃纤维和钢丝绒。然而，这些材料由纤维性材料组成，这些纤维性材料在暴露于压缩机中的流速和压力环境下时会分离。这些纤维会损害移动零件。然而，如果将这些材料封装起来，它们是有效的。因此优选地将这些材料用不与压缩机流体起反应的第二种材料包裹起来。如果将这些纤维性材料包裹入或封入类似于聚脂薄膜、尼龙或其它工程塑料的材料中，或者将其包含在经受得住压缩机中恶劣环境的过滤器中，就可以使用它们。然而这些材料可以不与包裹件或者过滤器一起使用。作为另一种选择，与将一些纤维性材料包裹到惰性材料中形成对比，可以给单独的纤维涂上合适的惰性材料。
已经制造出使用本发明阻抗型吸气消音器的压缩机系统并对其进行测试。并且对图2和图3构造的消音器进行评估。使用的吸声材料是具有开放小室的三聚氰胺泡沫。使用评价消音器性能的标准声学度量标准来判断阻抗型消音器的效果。所用的声学度量标准是消音器的“插入损失”。插入损失是当消音器插入声音流道时，在声音传播下游侧的声音压力的分贝减少量。对于压缩机吸气消音器的情况而言，就是与直线进入压缩机的均匀管等效的入口处的动压减去入口管254、354处的动压。两种消音器构造对应的插入损失作为1/3倍频带水平的函数绘制在图4中。该图4中还示出了典型的反作用型消音器的插入损失。该图清楚地证明了与反作用型消音器相比，阻抗型消音器具有宽频带的效果。对于图2的阻抗型消音器，朝吸入气体上游传播的声音能量的总体减少达到了27dB，而对于图3的阻抗型消音器，整体减少达到了32dB。通过比较，反作用型消音器的声音能量总体减少仅达到了22dB。因此，阻抗型消音器吸收的声音能量至少是反作用型消音器的两倍。
虽然已经参照优选实施例描述了本发明，然而本领域的技术人员都知道，在不脱离本发明范围的情况下，可以对其进行各种改变并且可以用等效物来替代其各种元件。此外，在不脱离本发明实质范围的情况下，根据本发明的教导可以进行许多修改来适应特殊的情况或材料。因此，本发明的目的不是为了限制在作为实施本发明最佳模式公开的特殊实施例中，而是为了包括落入所附权利要求范围内的所有实施例。
权利要求
1.一种用在制冷剂压缩机中的声学消音器，包括消音器壳体；位于消音器壳体的第一端处用于接收制冷剂流体流的吸入管；位于消音器壳体的相对第二端处用于排出制冷剂流体流的排出管；位于消音器壳体内的吸声泡沫组件，该吸声泡沫组件与流体的主流相邻而位于其外侧，该吸声泡沫组件对压缩机流体保持化学惰性，该吸声泡沫组件的特征在于具有衰减较宽声音频率范围的声音的能力，即使当该吸声泡沫组件浸透压缩机流体也是如此，并且其特征还在于，该吸声泡沫组件具有在正常的压缩机运行中产生的高温和波动压力条件下的稳定性；以及其中消音器被装配在压缩机内，从而因气体流入活塞组件产生的声音不会绕过消音器，该消音器衰减因压缩机运行产生的噪音，从而显著减少传播到压缩机壳体的声音。
2.根据权利要求1所述的声学消音器，其中吸声泡沫组件在浸透压缩机流体时，仍保持衰减较宽频率范围的声音的能力。
3.根据权利要求1所述的声学消音器，其中消音器壳体被分成两部分，即充满吸声泡沫的第一部分和没有材料的第二部分。
4.根据权利要求3所述的声学消音器，其中消音器壳体还包括穿孔屏，该屏将包括吸声泡沫的所述第一部分与所述第二部分隔离。
5.根据权利要求3所述的声学消音器，其中位于消音器壳体第一端的吸入管和位于消音器壳体第二端的排出管不在一条直线上。
6.根据权利要求5所述的声学消音器，其中从吸入管进入排出管的流体穿过消音器壳体。
7.根据权利要求5所述的声学消音器，其中进入消音器壳体的流体的一部分首先进入吸声泡沫，然后进入排出管。
8.根据权利要求6所述的声学消音器，其中穿过消音器壳体的压力降足够低，从而不会妨碍主流。
9.根据权利要求1所述的声学消音器，其中连接到吸入管和排出管的消音器壳体是基本充满吸声泡沫的单个腔室，该吸声泡沫围绕着从吸入管到排出管的流体的主流。
10.根据权利要求9所述的声学消音器，其中吸入管和排出管是连续的，形成了用于流体主流通道的单个管。
11.根据权利要求9所述的声学消音器，其中消音器壳体包括允许流体从主流通道流过声学消音器的流道。
12.根据权利要求11所述的声学消音器，其中该流道包括多个位于流体的主流边界中的孔。
13.根据权利要求1所述的声学消音器，其中吸声泡沫是具有开放小室的泡沫。
14.根据权利要求13所述的声学消音器，其中具有开放小室的泡沫通过异氰酸和氨起反应来形成。
15.根据权利要求14所述的声学消音器，其中具有开放小室的泡沫是三聚氰胺。
16.根据权利要求1所述的声学消音器，其中吸声泡沫是合成材料。
17.根据权利要求16所述的声学消音器，其中吸声泡沫包括纤维声音衰减材料。
18.根据权利要求17所述的声学消音器，其中纤维材料是玻璃纤维。
19.根据权利要求17所述的声学消音器，其中纤维材料是钢丝绒。
20.根据权利要求17所述的声学消音器，其中纤维声音衰减材料被包裹到对压缩机流体保持惰性的材料中。
21.根据权利要求20所述的声学消音器，其中惰性材料是聚酯薄膜。
22.根据权利要求1所述的声学消音器，其中压缩机运行的噪音在400Hz到5000Hz的范围内被衰减了至少6分贝。
23.根据权利要求22所述的声学消音器，其中压缩机运行的噪音在600Hz到5000Hz的范围内被衰减了至少10分贝。
24.一种制冷剂压缩机，包括压缩机壳体；吸气管，该吸气管延伸穿过压缩机壳体以引导制冷剂流体进入压缩机壳体；吸入管，该吸入管位于压缩机壳体内用来接收被引入压缩机壳体内的制冷剂流体；排出管，该排出管用来从吸入管接收制冷剂流体；位于吸入管和排出管之间的阻抗型消音器，该阻抗型消音器包括位于消音器壳体内的吸声泡沫组件，该吸声泡沫组件与流体通过消音器的主流相邻而位于其外侧，该吸声泡沫组件对压缩机流体保持化学惰性，该吸声泡沫组件的特征在于具有衰减较宽声音频率范围的声音的能力，即使当该吸声泡沫组件浸透压缩机流体也是如此，并且其特征还在于，该吸声泡沫组件具有在正常的压缩机运行中产生的高温和波动压力条件下的稳定性；并且其中消音器衰减因压缩机运行产生的噪音，从而显著减少转播给压缩机壳体的声音；从排出管接收制冷剂流体的气体入口；从排出管接收制冷剂流体的压缩机机械装置；电机，该电机用来驱动压缩机机械装置压缩从排出管导入的制冷剂流体；以及排气口，该排气口将已被压缩的制冷剂流体排入制冷系统中。
25.根据权利要求24所述的压缩机，其中压缩机是往复式压缩机。
26.根据权利要求24所述的压缩机，其中阻抗型消音器在400Hz到5000Hz的频率范围内至少将声音衰减了6分贝。
27.根据权利要求24所述的压缩机，其中吸声泡沫组件所包括的吸声泡沫从三聚氰胺和被包裹在对制冷剂流体保持惰性的材料中的纤维吸声材料中选择。
28.根据权利要求27所述的压缩机，其中对制冷剂材料保持惰性的材料是聚酯薄膜。
全文摘要
一种阻抗型消音器(50，250，350)，它衰减由制冷剂压缩机(2)的气体吸入和吸气阀所产生的声音。该阻抗型消音器(50，250，350)被装配成与压缩机的吸入气体流向成一直线，并且被放置在压缩机壳体(16)内。该阻抗型消音器(50，250，350)包括具有吸入端(54，254，354)和排出端(52，252，352)的消音器壳体(260，360)。吸声泡沫组件(56，266，366)被包括在消音器壳体(260，360)内。基于在较宽频率范围内具有吸收声音的能力来选择吸声泡沫组件(56，266，366)，并且当在运行过程中的升温条件下暴露于压缩机流体中时，该吸声泡沫组件仍可以保持化学惰性。
文档编号F04B39/00GK1671963SQ03818160
公开日2005年9月21日 申请日期2003年7月1日 优先权日2002年7月2日
发明者史蒂文·马歇尔, 戴维·吉列姆, 蒂莫西·万普勒, 戴维·蒙克 申请人:布里斯托尔压缩机公司
技术领域：
本申请目的在于提供一种与压缩机一起使用的消音器，并且特别涉及一种用在制冷和制热系统中的压缩机低压侧的声学阻抗型消音器(resistivemuffler)。
背景技术：
压缩机是冷却和加热系统中的数个部件之一。由于压缩机被用来压缩系统中的制冷剂气体，提升这些气体的压力和温度，因此它们是非常重要的部件。取决于所应用的系统，其循环可以是可逆的，从而压缩机可以被用来加热或冷却一空间。典型地压缩机与冷凝器、膨胀阀、蒸发器以及风机一起使用来加热或冷却空间。取决于循环的方向，系统可以用来从预选的空间移除热量或者给预选的空间提供热量。
典型地压缩机本身是一种具有吸入口和排出口的密封装置。该密封装置典型地为一金属外壳，该外壳内容纳有电机和机械装置，例如叶轮或其它用于压缩气体的机械部分。对于大多数压缩机的设计而言，由壳体封闭的气腔用作将被吸入压缩机机械部分的低压气体的储存室。电机连接到为操作提供线路功率的电源上。电机依次驱动机械装置来压缩气体。典型地，压缩机根据压缩气体的装置来进行分类。例如，使用涡旋压缩装置来压缩制冷剂气体的压缩机被称为涡旋压缩机；使用活塞装置来压缩制冷剂气体的压缩机被称为往复式压缩机；使用旋转螺杆装置来压缩制冷剂气体的压缩机被称为螺杆压缩机。虽然这些压缩机在制冷剂气体如何被压缩方面是不同的，但前面提到的它们的基本运行原理却都是相同的，即当电机启动时，气体通过吸气口被吸入，然后在压缩机的机械部分中被压缩，最后高度压缩的气体通过出口被排出。
这些压缩机设计中的不同使得它们产生噪音的机械装置也有所不同，并因而产生出总体不同的噪音分布。在不同的设计中，采用不同的步骤来控制和衰减声音。尽管付出了这些努力，但是对于不同类型的压缩机仍存在着共同的噪音源。例如，主要的噪声源可能产生在气体吸入或吸气口处，在这里气体的流动被气体吸入/吸气阀装置调节。气体吸入/吸气阀装置产生出高水平的宽频带声音。对于密封型压缩机，制冷剂从由压缩机壳体封闭的腔中被吸入到压缩气体的装置中。在压缩机的运行过程中，声音朝制冷剂气流的上游传播，并且从吸气管或多个吸气管传播到压缩机的壳体腔中。于是从那里开始，这种高水平的声音从壳体腔通过压缩机的外壳传送到压缩机周围的空间。可以知道，当压缩机被放置在生活区或工作区内或者与其相邻或相近的地方时，这种声音是非常讨厌的。
当然，在气体吸入/吸气阀装置中产生声音并不是一个新话题，并且人们已经采取各种方法来试图消除、减少，或换句话说，衰减压缩机的噪声。例如，已知的有给压缩机油添加发泡剂来减少压缩机中的声音。可以认为发泡油起到了吸声剂的作用。虽然这种方法是奏效的，但是发泡油必须在极度费力的条件下持续进行，因为它被暴露在制冷剂环境和非常高的温度下。这种泡沫必须不会影响油的润滑性，必须不会因为与制冷剂的相互作用和高温的条件而导致分解。当然，如果泡沫在这些恶劣的条件下变劣，则它就失去了作为声音衰减剂的效果。然而，即使在泡沫没有变劣时，由于油泡沫往往被限制在壳体腔的底部，因此泡沫也只能仅仅部分地起到减少噪音的作用。
其它用过的方法包括消音器。消音器有两种基本类型，即反作用型消音器和阻抗型消音器。反作用型消音器用来在吸气管处截断声音，并且效果有限。反作用型消音器减弱声音的能力有限，因为它们的设计使它们只能对有限频率范围的声音有效。这些反作用型消音器有时候使用共鸣器，或者使气体通过尺寸不同的开口沿曲折的通道行进来增加气体流动的长度。虽然它们在设计的频率范围内是有效的，但是对于该频率范围外的声音则不起作用。虽然压缩机吸气装置产生的声音能量以宽频带为特征，但是反作用型消音器仅仅能衰减较窄频率范围的声音。剩余频率的声音则被传播。被传播的频率带被称作通带频率。设计用于预先确定的频率区域的反作用型消音器是很困难的，并且即使设计成功，也仍然不能截断吸气装置所产生的宽频带。因此，反作用型消音器往往用作通带过滤器。
2000年10月10日授权给Seo的美国专利6,129,522中提出了反作用型消音器的一个例子，该消音器用来抑制压缩机吸气侧产生的声音。其中通过使入口气体经过一系列尺寸不同的孔和开口的方式来衰减声音。
阻抗型消音器使用吸声材料来吸收较宽频率范围的声音。然而，用来吸收声音的典型材料并不能满意地用在类似于制冷剂压缩机中的高温、高流速环境的环境中，在该环境中材料还被暴露在化学制品例如压缩机润滑油和制冷剂中。
这些阻抗型消声器被放置在制冷剂压缩机的密封空间内，并且象其它的密封空间内的材料一样暴露在润滑油和制冷剂中并且浸透了油和制冷剂，有时会在超过300°F的温度条件下。此外，高压波动和相关的压力脉动和振动也会给吸声材料带来不利的影响。当声音隔离材料被浸透液体时，不仅它的声学性能会大大地退化，而且这种恶劣的环境会使材料破碎。当然，声音隔离材料的声学性能也会因材料的碎裂而变劣。然而，更加严重的危害是碎裂的材料最后与密封压缩机中的润滑油混合到一起。许多隔离材料会分解并与典型的制冷剂结合形成酸。这种酸会腐蚀压缩机和整个系统的金属部件。此外，这种材料会随着润滑油沉积到移动零件上。然而，这种材料会导致移动零件例如轴承的过度磨损甚至粘合。由于密封压缩机中的吸声材料存在失效的可能性并且伴随这种失效会产生令人不满意的结果，因此人们不愿在制冷剂压缩机中装设阻抗型消音器。例如，用聚亚胺脂来形成具有开放小室的泡沫，这种泡沫是一种有效的吸声器。然而，在压缩机的恶劣环境中，这些小室会破裂并且聚亚胺脂与润滑油结合形成一种讨厌的粘性流体。另一种有效的吸声器是solamide聚酰亚胺。但这种材料会分解并且导致轴承的变劣。
所需要的是一种可以吸收较宽频率范围的声音的消音器。这最好通过使用阻抗型消音器来实现。因此所需要的是一种包括声音隔离材料的阻抗型消音器，这种声音隔离材料可以经受得住压缩机的恶劣环境。
发明内容
一种制冷剂压缩机，它使用阻抗型消音器来衰减在压缩机运行过程中由气体吸入和吸气阀所产生的声音。该阻抗型消音器被装配成与吸入气体的流向成一直线，并且被设置在压缩机壳体内。该阻抗型消音器衰减压缩机在其运行过程中所产生的声音，该运行过程是制冷剂气体从蒸发器被引入压缩机然后穿过阻抗型消音器并且运送至吸气阀，从而最后运送至压缩机中的气体被物理压缩的区域。
阻抗型消音器包括具有吸入端和排出端的消音器壳体。吸声泡沫组件被装入消音器壳体中。选择该吸声泡沫组件的基础是其具备吸收较宽频率范围的声音的能力。不仅组件中的吸声泡沫必须具备吸收较宽频率范围的声音的能力，而且泡沫必须设置在消音器内，并且消音器必须装配在压缩机内以使声音不会绕过消音器并且将大量的声音传递给压缩机壳体。理想的是泡沫组件在暴露于压缩机流体中时应保持化学惰性。吸声泡沫必须稳定，也就是它必须在暴露于类似于压缩机正常运行时的高温环境中时不会变劣。当在这些升高的温度下暴露于压缩机流体中时这些材料应当保持化学惰性。理想的是，吸声泡沫即使浸透了压缩机流体也应当基本保持吸收较宽频率范围的声音的能力。泡沫组件还应当可以承受非常大的压力波动而不会变劣。此外，进入阻抗型消音器的流体在穿过消音器时不应当产生显著的压降，也就是，在吸入端和排出端之间的压差应当小于25％。
本发明的一个优点在于装有阻抗型消音器的压缩机可以衰减较宽频率范围的声音。这降低了传递到压缩机附近环境的声音的总体水平。还允许不使用仅能吸收较窄频率带的声音的反作用型消音器。
本发明的另一个优点在于本发明的阻抗型消音器包括吸声泡沫。本发明使用的吸声泡沫在本发明的恶劣环境中不会变劣。
本发明的另一个优点在于本发明的阻抗型消音器即使在吸声泡沫浸透润滑油或者制冷剂的情况下仍可以继续用作声音衰减器。
通过下面结合附图对一些优选实施例进行更加详细地描述，本发明的其它特征和优点将更为显而易见，这些附图以例子的方式图解说明了本发明的原理。
图1是装有本发明的阻抗型消音器的制冷剂压缩机的横截面；图2是本发明的阻抗型消音器第一实施例的横截面，其中吸声泡沫仅占据了与气体流道相邻的消音器腔室的一部分；图3是本发明的阻抗型消音器第二实施例的横截面，其中吸声泡沫占据了与气体流道相邻的消音器腔室的整个部分；以及图4是图2和图3的消音器在不同频率下的消音器插入损失的图示。
具体实施例方式
在图1中示出了装有本发明阻抗型消音器的压缩机。压缩机2连接到传统的制冷系统(未示出)，例如可以是家用或车用冰箱中的系统，该系统具有冷凝器、膨胀阀和蒸发器以及将它们连接到一起的管道。压缩机2是往复式压缩机，它通过插入压缩机2吸气口14内的吸气管12连接到蒸发器(未示出)上。吸气口延伸穿过压缩机壳体16。来自蒸发器的制冷剂气体通过吸气口14进入压缩机2的低压侧。
压缩机2包括电机18。图示的是一种具有定子20和转子22的标准感应电机。然而也可以使用任意其它类型的电机。轴24延伸穿过转子22。在这个压缩机2中，轴24的底端26延伸入润滑油槽28中，并且包括一系列的孔27。在电机下方连接到轴24的是至少一个活塞组件30。图1中的压缩机2示出了两个活塞组件。连接杆32连接到活塞头34上，该活塞头34在气缸36中进行往复运动。气缸包括气体入口38和气体排出口40。与这些口38、40相关联的是按现有技术的已知方式装配的各自的吸气阀和排气阀(未示出)。吸气阀通过排出管52连接到阻抗型消音器50上。阻抗型消音器还包括吸入管54，该吸入管对封闭在压缩机壳体16内的气腔开放。阻抗型消音器包括吸声泡沫56。吸声泡沫56围绕着吸入管54，该吸入管基本延伸入消音器50中，但泡沫56没有延伸穿过吸入管54的横截面，从而流经吸入管的气体不会被吸声泡沫56所妨碍。
电机18由响应预定条件的信号启动，例如，当预设温度达到时温度调节装置发出的电信号。电流被供给定子20，然后定子20中的绕组促使转子20旋转。转子22的旋转使得轴24转动。在图示的压缩机中，油槽28中的油和移动通过轴底端26中的孔27的油被通过和沿着轴24向上移动，从而润滑压缩机2的移动零件。
转子22的旋转还产生活塞组件30的往复运动。当该组件朝着吸入位置移动，活塞头34移动远离气体入口38，吸气阀打开并且制冷剂流体被导入膨胀的气缸36体积中。该气体从压缩机壳体16和吸气管12中被引入。该气体被吸入吸入管54中并且通过阻抗型消音器50、排出管52来到气体入口38，在该气体入口处它将穿过吸气阀并且被导入气缸36中。当活塞组件30到达它冲程的第一端(或顶端)时，即图1的活塞头34移动到气缸36的左侧时，吸气阀关闭。然后活塞头34通过减少气缸36的体积来压缩制冷剂气体。当活塞组件30移动到它冲程的第二端(或底端)时，即图1的活塞头34移动到气缸36的右侧时，排气阀打开并且高度压缩的制冷剂气体通过气体排出口40被逐出，并且离开压缩机壳体进入到与冷凝器相连的管道中。这包括了活塞组件的一个循环。
定子20按现有技术的通常方式连接到电源(未示出)。定子20的电机绕组启动转子22，该转子促使轴24旋转。轴的旋转驱使活塞组件往复运动。由于吸气阀与活塞组件的往复同步打开和关闭，因此制冷剂气体通过吸入管54和吸气管12被吸入到腔室中。随同制冷剂流动的周期开始和停止一起的吸气阀的循环打开和关闭产生出较宽频率范围的高水平噪音。在吸气阀和吸气管12之间的气体流道中设置消音器有助于吸收因吸气阀循环运动和气体循环波动而产生的宽频带声音。使用阻抗型消音器可以让声音在较宽频率范围上而不是较窄频率范围上衰减，例如被反作用型消音器衰减的较窄频率范围。没有被反作用型消音器衰减的频率范围内的声音能量从消音器吸入管54传播到由壳体16封闭的气腔中。压缩机壳体16起到共鸣腔的作用并且将这种声音转播到周围环境中。阻抗型消音器可以衰减较宽频率范围的声音，从而任何频率的到达压缩机壳体的噪音水平都能被急剧地减少。
本发明阻抗型消音器250的一个例子在图2中示出。消音器250包括消音器壳体260、在消音器的活塞组件30侧离开壳体260的排出管252、以及在消音器250的吸气管12侧进入壳体260的吸入管254。壳体形成腔室262，从而气体从吸入管254经过该腔室到达排出管252。吸入管254和排出管252彼此偏置，也就是说它们没有排成一列，这样气体不能直接从吸入管254到达排出管252。而是当气体从吸入管252进入排出管252时，它必须进入腔室262。腔室262被分成两部分，即填满吸声泡沫266的一部分264和基本上为中空空间的第二部分268。
已知的是制冷剂气体常常与润滑油混合到一起，并且润滑油以薄雾形式存在。因此进入腔室262的制冷剂气体会接触腔室260第二部分268的表面，例如表面270，并且被偏转通过穿孔屏272进入吸声泡沫266中。任何以薄雾形式存在的润滑剂会浸透泡沫直到达到形成液滴的临界量为止，该液滴通过同一屏272离开泡沫266并且与制冷剂气体一起被吸入到活塞组件中。取决于温度和气体的流速，少量的制冷剂气体还会形成液体，并且在它通过泡沫266时参与泡沫266的浸透。当声波从吸气阀和活塞组件沿着排出管252传播并且接触到消音器壳体时，声音被该消音器衰减，从而吸声泡沫可以吸收一部分声音，但是制冷剂气体的流动并没有因为消音器的存在而改变。消音器被设计成最小程度地妨碍气体的流动，即主要的流动，从而不会降低压缩机的性能。理想的是，经过消音器的压降小于25％。此外，从吸气阀组件通过气流本身传播的声波在气流(因而也是声波)接触到吸声材料时被衰减。
图3中示出了本发明第二个实施例的横截面。在这里，阻抗型消音器350包括消音器壳体360、在消音器活塞组件30侧离开壳体360的排出管352、以及在消音器350吸气管12侧进入壳体360的吸入管354。壳体形成腔室362，从而气体从吸入管354穿过该腔室进入排出管352。如图3所示，吸入管354和排出管352是连续的，形成一个单管。但并不要求必须这样，吸入管354和排出管352可以是连接到一起、分开一段较短距离或分开消音器长度的单独管。壳体360形成填充有吸声泡沫366的腔室362。然而，为了完全利用声学消音器350的衰减能力，必须设置可用来让气体穿过消音器350接触吸声泡沫的通道或通路。该通道由连续管352/354中的多个孔380来提供，该连续管形成了主流的边界。
进入消音器的制冷剂气体的一部分穿过多个孔380进入吸声泡沫366，一部分将被吸入直接通过排出管352。任何以薄雾形式存在的润滑油将浸透泡沫直到达到形成液滴的临界量为止，该液滴通过多个孔380中位于下方的孔、或者通过位于腔室362底部并且可流动地连接到连续管352/354中气流的下方通道382离开泡沫366，从而与制冷剂气体一起被吸入到活塞组件中。制冷剂气体将通过多个孔380返回到气流中。取决于温度和气体流速，少量的制冷剂气体还会形成液体，并且当它通过泡沫366时参与浸透泡沫366，然后如果最初没有被转化成气体的话，它将与润滑油一起返回到气流中。再次地，当声波从吸气阀和活塞组件沿排出管352传播并且接触到消音器壳体时，声音将被消音器衰减，从而吸声泡沫366可以吸收声音的一部分。从吸气阀组件通过气流本身传播的声波在气流(因而也是声波)接触吸声材料时被衰减。管352/354不必如图3所示的一样直线穿过消音器350，虽然这种构造可以具有最小的压降。管子在消音器350中可以是弧形的，虽然这样在每个管端都会产生附随的压降。
为使消音器能提供想要的声音衰减而同时在压缩机寿命内可以经受得住压缩机内的恶劣环境条件，就必须仔细地选择包括吸声泡沫在内的材料。吸声泡沫最重要的特点在于它必须可以吸收或衰减较宽频率范围的声音。它还必须可以经受得住压缩机环境的高温，这种环境典型地为在较长时间周期内温度为250-300°F，在较短时间周期内周期性的温度峰值超过300°F。当接触到各种润滑剂和制冷剂时，它还必须是惰性的。例如，典型的润滑剂包括矿物油、多元醇酯、聚烯烃、乙二醇和烷基苯，而典型的制冷剂包括例如氯氟碳化合物(CFCs)和氢氟碳化合物(HFCs)。吸声泡沫还必须在浸透润滑剂、制冷剂或二者组合物时仍可以衰减声音。吸声泡沫可以是一种合成物，其中第一种材料被包裹在第二种材料中，第一种材料具有吸声能力和抗高温能力，第二种材料对于润滑剂和制冷剂是惰性的，它也应该可以经受得住高温。这样的包裹可以防止第一种材料被润滑油或制冷剂浸透。这样的包裹还可以如果第一种材料碎裂的话防止它释放到润滑油或制冷剂中。
一种可接受用作吸声泡沫的材料是三聚氰胺泡沫，它在压缩机寿命内可以经受得住压缩的环境。它可以用作较宽频率范围的衰减器，并且甚至在它被湿润时还能保持它的衰减能力。因此，三聚氰胺泡沫，即具有开放小室的泡沫，不需要象合成材料一样包裹起来。三聚氰胺泡沫由德国Aktiengesellschaft的BASF公司生产。三聚氰胺通过加热尿素和氨形成。将异氰酸与氨的合成混合物在大约400℃的温度下通过固体催化剂起反应形成三聚氰胺。然后将三聚氰胺树脂制成具有开放小室的泡沫。
其它具有良好吸声特性的材料包括例如，玻璃纤维和钢丝绒。然而，这些材料由纤维性材料组成，这些纤维性材料在暴露于压缩机中的流速和压力环境下时会分离。这些纤维会损害移动零件。然而，如果将这些材料封装起来，它们是有效的。因此优选地将这些材料用不与压缩机流体起反应的第二种材料包裹起来。如果将这些纤维性材料包裹入或封入类似于聚脂薄膜、尼龙或其它工程塑料的材料中，或者将其包含在经受得住压缩机中恶劣环境的过滤器中，就可以使用它们。然而这些材料可以不与包裹件或者过滤器一起使用。作为另一种选择，与将一些纤维性材料包裹到惰性材料中形成对比，可以给单独的纤维涂上合适的惰性材料。
已经制造出使用本发明阻抗型吸气消音器的压缩机系统并对其进行测试。并且对图2和图3构造的消音器进行评估。使用的吸声材料是具有开放小室的三聚氰胺泡沫。使用评价消音器性能的标准声学度量标准来判断阻抗型消音器的效果。所用的声学度量标准是消音器的“插入损失”。插入损失是当消音器插入声音流道时，在声音传播下游侧的声音压力的分贝减少量。对于压缩机吸气消音器的情况而言，就是与直线进入压缩机的均匀管等效的入口处的动压减去入口管254、354处的动压。两种消音器构造对应的插入损失作为1/3倍频带水平的函数绘制在图4中。该图4中还示出了典型的反作用型消音器的插入损失。该图清楚地证明了与反作用型消音器相比，阻抗型消音器具有宽频带的效果。对于图2的阻抗型消音器，朝吸入气体上游传播的声音能量的总体减少达到了27dB，而对于图3的阻抗型消音器，整体减少达到了32dB。通过比较，反作用型消音器的声音能量总体减少仅达到了22dB。因此，阻抗型消音器吸收的声音能量至少是反作用型消音器的两倍。
虽然已经参照优选实施例描述了本发明，然而本领域的技术人员都知道，在不脱离本发明范围的情况下，可以对其进行各种改变并且可以用等效物来替代其各种元件。此外，在不脱离本发明实质范围的情况下，根据本发明的教导可以进行许多修改来适应特殊的情况或材料。因此，本发明的目的不是为了限制在作为实施本发明最佳模式公开的特殊实施例中，而是为了包括落入所附权利要求范围内的所有实施例。
权利要求
1.一种用在制冷剂压缩机中的声学消音器，包括消音器壳体；位于消音器壳体的第一端处用于接收制冷剂流体流的吸入管；位于消音器壳体的相对第二端处用于排出制冷剂流体流的排出管；位于消音器壳体内的吸声泡沫组件，该吸声泡沫组件与流体的主流相邻而位于其外侧，该吸声泡沫组件对压缩机流体保持化学惰性，该吸声泡沫组件的特征在于具有衰减较宽声音频率范围的声音的能力，即使当该吸声泡沫组件浸透压缩机流体也是如此，并且其特征还在于，该吸声泡沫组件具有在正常的压缩机运行中产生的高温和波动压力条件下的稳定性；以及其中消音器被装配在压缩机内，从而因气体流入活塞组件产生的声音不会绕过消音器，该消音器衰减因压缩机运行产生的噪音，从而显著减少传播到压缩机壳体的声音。
2.根据权利要求1所述的声学消音器，其中吸声泡沫组件在浸透压缩机流体时，仍保持衰减较宽频率范围的声音的能力。
3.根据权利要求1所述的声学消音器，其中消音器壳体被分成两部分，即充满吸声泡沫的第一部分和没有材料的第二部分。
4.根据权利要求3所述的声学消音器，其中消音器壳体还包括穿孔屏，该屏将包括吸声泡沫的所述第一部分与所述第二部分隔离。
5.根据权利要求3所述的声学消音器，其中位于消音器壳体第一端的吸入管和位于消音器壳体第二端的排出管不在一条直线上。
6.根据权利要求5所述的声学消音器，其中从吸入管进入排出管的流体穿过消音器壳体。
7.根据权利要求5所述的声学消音器，其中进入消音器壳体的流体的一部分首先进入吸声泡沫，然后进入排出管。
8.根据权利要求6所述的声学消音器，其中穿过消音器壳体的压力降足够低，从而不会妨碍主流。
9.根据权利要求1所述的声学消音器，其中连接到吸入管和排出管的消音器壳体是基本充满吸声泡沫的单个腔室，该吸声泡沫围绕着从吸入管到排出管的流体的主流。
10.根据权利要求9所述的声学消音器，其中吸入管和排出管是连续的，形成了用于流体主流通道的单个管。
11.根据权利要求9所述的声学消音器，其中消音器壳体包括允许流体从主流通道流过声学消音器的流道。
12.根据权利要求11所述的声学消音器，其中该流道包括多个位于流体的主流边界中的孔。
13.根据权利要求1所述的声学消音器，其中吸声泡沫是具有开放小室的泡沫。
14.根据权利要求13所述的声学消音器，其中具有开放小室的泡沫通过异氰酸和氨起反应来形成。
15.根据权利要求14所述的声学消音器，其中具有开放小室的泡沫是三聚氰胺。
16.根据权利要求1所述的声学消音器，其中吸声泡沫是合成材料。
17.根据权利要求16所述的声学消音器，其中吸声泡沫包括纤维声音衰减材料。
18.根据权利要求17所述的声学消音器，其中纤维材料是玻璃纤维。
19.根据权利要求17所述的声学消音器，其中纤维材料是钢丝绒。
20.根据权利要求17所述的声学消音器，其中纤维声音衰减材料被包裹到对压缩机流体保持惰性的材料中。
21.根据权利要求20所述的声学消音器，其中惰性材料是聚酯薄膜。
22.根据权利要求1所述的声学消音器，其中压缩机运行的噪音在400Hz到5000Hz的范围内被衰减了至少6分贝。
23.根据权利要求22所述的声学消音器，其中压缩机运行的噪音在600Hz到5000Hz的范围内被衰减了至少10分贝。
24.一种制冷剂压缩机，包括压缩机壳体；吸气管，该吸气管延伸穿过压缩机壳体以引导制冷剂流体进入压缩机壳体；吸入管，该吸入管位于压缩机壳体内用来接收被引入压缩机壳体内的制冷剂流体；排出管，该排出管用来从吸入管接收制冷剂流体；位于吸入管和排出管之间的阻抗型消音器，该阻抗型消音器包括位于消音器壳体内的吸声泡沫组件，该吸声泡沫组件与流体通过消音器的主流相邻而位于其外侧，该吸声泡沫组件对压缩机流体保持化学惰性，该吸声泡沫组件的特征在于具有衰减较宽声音频率范围的声音的能力，即使当该吸声泡沫组件浸透压缩机流体也是如此，并且其特征还在于，该吸声泡沫组件具有在正常的压缩机运行中产生的高温和波动压力条件下的稳定性；并且其中消音器衰减因压缩机运行产生的噪音，从而显著减少转播给压缩机壳体的声音；从排出管接收制冷剂流体的气体入口；从排出管接收制冷剂流体的压缩机机械装置；电机，该电机用来驱动压缩机机械装置压缩从排出管导入的制冷剂流体；以及排气口，该排气口将已被压缩的制冷剂流体排入制冷系统中。
25.根据权利要求24所述的压缩机，其中压缩机是往复式压缩机。
26.根据权利要求24所述的压缩机，其中阻抗型消音器在400Hz到5000Hz的频率范围内至少将声音衰减了6分贝。
27.根据权利要求24所述的压缩机，其中吸声泡沫组件所包括的吸声泡沫从三聚氰胺和被包裹在对制冷剂流体保持惰性的材料中的纤维吸声材料中选择。
28.根据权利要求27所述的压缩机，其中对制冷剂材料保持惰性的材料是聚酯薄膜。
全文摘要
一种阻抗型消音器(50，250，350)，它衰减由制冷剂压缩机(2)的气体吸入和吸气阀所产生的声音。该阻抗型消音器(50，250，350)被装配成与压缩机的吸入气体流向成一直线，并且被放置在压缩机壳体(16)内。该阻抗型消音器(50，250，350)包括具有吸入端(54，254，354)和排出端(52，252，352)的消音器壳体(260，360)。吸声泡沫组件(56，266，366)被包括在消音器壳体(260，360)内。基于在较宽频率范围内具有吸收声音的能力来选择吸声泡沫组件(56，266，366)，并且当在运行过程中的升温条件下暴露于压缩机流体中时，该吸声泡沫组件仍可以保持化学惰性。
文档编号F04B39/00GK1671963SQ03818160
公开日2005年9月21日 申请日期2003年7月1日 优先权日2002年7月2日
发明者史蒂文·马歇尔, 戴维·吉列姆, 蒂莫西·万普勒, 戴维·蒙克 申请人:布里斯托尔压缩机公司
再多了解一些
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