消声装置和空调器的制作方法

1.本技术涉及消音技术领域，具体涉及一种消声装置和空调器。


背景技术：

2.目前空调器吸排气管常用的消声装置为扩张室消声装置，其消声原理如图6所示，声音从入口端进入扩张室时，由于扩张室截面突变，声波在扩张室内会以平面波的形式传播，传到出口端平面时会发生反射，反射回去的声波会与传进来的声波因为相位差而产生干涉，达到消音的目的。
3.为了提高消声量，通常需要增加扩张室的内径，这样一来，当扩张室横截面积过大时，高频率的声波在扩张腔内不再保持近似为平面波，而是集中在扩张腔中部以窄声束通过，经出口管直接传播出去，从而使得消声效果明显下降。


技术实现要素：

4.因此，本技术要解决的技术问题在于提供一种消声装置和空调器，能够保证消声装置对高频音的有效消声，避免消音频率范围变窄，提高消声效果。
5.为了解决上述问题，本技术提供一种消声装置，包括扩张室和设置在扩张室至少一端的配管，扩张室的进口端具有供气流进入扩张室的进管出口，扩张室的出口端具有供气流流出扩张室的出管进口，进管出口和出管进口至少之一设置在配管上，在扩张室的横截面上，进管出口的投影和出管进口的投影错位设置。
6.优选地，扩张室的进口端具有进口接管，扩张室的出口端具有出口接管，配管包括安装在进口接管上的进气管，进气管包括进管出口，出口接管包括出管进口，进管出口与出管进口在扩张室的横截面上的投影错位设置。
7.优选地，进气管包括插入扩张室内的插入端，插入端具有扩张段，扩张段朝向出口接管的端面上具有进管出口。
8.优选地，进口接管和出口接管均为圆管，进管出口为多个，多个进管出口沿进口接管的圆周方向间隔排布，进管出口在扩张室的横截面上的投影位于出口接管在扩张室的横截面上的投影的外周侧。
9.优选地，扩张段为喇叭状，扩张段内设置有分流锥，进管出口位于分流锥与扩张段的外周壁之间的环形端面上。
10.优选地，进气管的外周壁上设置有限位凸起，限位凸起止挡在进口接管外。
11.优选地，进管出口的总面积与进气管的进气口面积相等。
12.优选地，扩张室的进口端具有进口接管，扩张室的出口端具有出口接管，配管包括安装在进口接管上的进气管和安装在出口接管上的出气管，进气管包括进管出口，出气管包括出管进口，进管出口与出管进口在扩张室的横截面上的投影错位设置。
13.优选地，进气管相对于扩张室的延伸方向弯折第一预设角度，出气管相对于扩张室的延伸方向弯折第二预设角度，进气管的弯折方向与出气管的弯折方向不同。
14.优选地，进气管的弯折方向与出气管的弯折方向相反。
15.优选地，第一预设角度和第二预设角度相同，角度范围均为15
°
～45
°
。
16.优选地，进气管伸入扩张室的消音腔内预设长度。
17.优选地，扩张室包括沿着气体流动方向依次设置的进口渐扩段、直筒段和出口渐缩段，进口接管连接至进口渐扩段，出口接管连接至出口渐缩段，消音腔为直筒段12所形成的腔室。
18.优选地，直筒段的长度为l1，预设长度为l2，l2＝l1/2，或，l2＝l1/4。
19.优选地，出气管伸入扩张室的消音腔内预设长度。
20.根据本技术的另一方面，提供了一种空调器，包括消声装置，该消声装置为上述的消声装置。
21.本技术提供的消声装置，包括扩张室和设置在扩张室至少一端的配管，扩张室的进口端具有供气流进入扩张室的进管出口，扩张室的出口端具有供气流流出扩张室的出管进口，进管出口和出管进口至少之一设置在配管上，在扩张室的横截面上，进管出口的投影和出管进口的投影错位设置。该消声装置使得进管出口和出管进口在扩张室的横截面上的投影错位设置，能够在消声装置的扩张室直径不变的情况下，使得高频段的声波不会集中在扩张室中部穿过，仍然可以在扩张室内通过反射作用消声，达到既可以消除低频音，又可以消除高频音，保证了消声装置对高频音的有效消声，保证了消声装置的消声频率范围不会变窄，提高了消声效果。
附图说明
22.图1为本技术一个实施例的消声装置的剖视结构图；
23.图2为本技术实施例的消声装置的扩张室的剖视结构图；
24.图3为本技术实施例的消声装置的进气管的剖视结构图；
25.图4为本技术实施例的消声装置的结构尺寸图；
26.图5为本技术一个实施例的消声装置的剖视结构图；
27.图6为现有技术的消声装置的消声原理图。
28.附图标记表示为：
29.1、扩张室；2、进管出口；3、出管进口；4、进口接管；5、出口接管；6、进气管；7、出气管；8、扩张段；9、分流锥；10、限位凸起；11、进口渐扩段；12、直筒段；13、出口渐缩段。
具体实施方式
30.结合参见图1至图5所示，根据本技术的实施例，消声装置包括扩张室1和设置在扩张室1至少一端的配管，扩张室1的进口端具有供气流进入扩张室1的进管出口2，扩张室1的出口端具有供气流流出扩张室1的出管进口3，进管出口2和出管进口3至少之一设置在配管上，在扩张室1的横截面上，进管出口2的投影和出管进口3的投影错位设置。
31.该消声装置使得进管出口2和出管进口3在扩张室1的横截面上的投影错位设置，能够在消声装置的扩张室1直径不变的情况下，使得高频段的声波不会集中在扩张室1中部穿过，仍然可以在扩张室1内通过反射作用消声，达到既可以消除低频音，又可以消除高频音，保证了消声装置对高频音的有效消声，保证了消声装置的消声频率范围不会变窄，提高
了消声效果。
32.进管出口2的投影和出管进口3的投影错位设置包括两种情况，第一种情况为，进管出口2的投影和出管进口3的投影部分重叠，部分错位，第二种情况为，进管出口2的投影和出管进口3的投影部分完全错开，两种情况均能够起到既可以消除低频音，又可以消除高频音，保证消声装置对高频音的有效消声的作用，其中又以进管出口2的投影和出管进口3的投影部分完全错开的方案为优，可以最大化对于高频音的消声效果，保证消声装置的消声频率范围。
33.在一个实施例中，扩张室1的进口端具有进口接管4，扩张室1的出口端具有出口接管5，配管包括安装在进口接管4上的进气管6，进气管6包括进管出口2，出口接管5包括出管进口3，进管出口2与出管进口3在扩张室1的横截面上的投影错位设置。
34.在本实施例中，在扩张室1的两端分别设置有进口接管4和出口接管5，其中进口接管4用于实现进气管6的安装固定，出口接管5用于进行扩张室1的排气。进气管6包括插入扩张室1内的插入端，插入端具有扩张段8，扩张段8朝向出口接管5的端面上具有进管出口2。扩张段8能够增大进气管6在进管出口2所在端的面积，从而方便进行进管出口2的位置设置，便于将进管出口2的设置位置与出管进口3的位置在径向方向上错开，避免高频噪音直接从进管出口2经出管进口3排出扩张室1，使得高频噪音在经进管出口2进入到扩张室1之后，沿着行进方向传播时，无法直接到达出管进口3处，会接触扩张室1的内壁，并在扩张室1内进行反射，从而通过反射作用消声之后从出管进口3排出，达到既可以消除低频音，又可以消除高频音的目的，保证了消声装置的消声频率范围不会变窄。
35.在一个实施例中，配管也可以仅包括安装在出口接管5上的出气管7，其中进口接管4包括进管出口2，出气管7包括出管进口3，进管出口2与出管进口3在扩张室1的横截面上的投影错位设置。
36.扩张室1包括沿着气体流动方向依次设置的进口渐扩段11、直筒段12和出口渐缩段13，进口接管4连接至进口渐扩段11，出口接管5连接至出口渐缩段13。其中的直筒段12用于有效消除噪音，进口渐扩段11用于连接进口接管4，出口渐缩段13用于连接出口接管5。进口接管4与进口渐扩段11之间为固定连接，连接方式例如为焊接，出口接管5与出口渐缩段13之间为固定连接，连接方式例如为焊接。在本实施例中，进口接管4与进口渐扩段11之间为一体成型，出口接管5与出口渐缩段13之间为一体成型。
37.进口渐扩段11的渐扩形式为直线渐扩或曲线渐扩；出口渐缩段13的渐缩形式为直线渐缩或曲线渐缩。进口渐扩段11的渐扩形式和出口渐缩段13的渐缩形式由技术人员根据生产需求或其他特定要求决定，一般地，进口渐扩段11和出口渐缩段13在消音腔两侧成对称布置。本实施例中进口渐扩段11的渐扩形式为直线渐扩、出口渐缩段13的渐缩形式为直线渐缩只是举例说明，但进口渐扩段11并不局限于直线渐扩、出口渐缩段13并不局限于直线渐缩的形式。
38.扩张段8为喇叭状，扩张段8内设置有分流锥9，进管出口2位于分流锥9与扩张段8的外周壁之间的环形端面上。
39.进口接管4和出口接管5均为圆管，进管出口2为多个，多个进管出口2沿进口接管4的圆周方向间隔排布，进管出口2在扩张室1的横截面上的投影位于出口接管5在扩张室1的横截面上的投影的外周侧。
40.进气管6的一端与空调器管路连接，另一端为扩张段8，扩张段8插入扩张室1的消音腔内。扩张段8为中空的半封闭喇叭状结构，喇叭状结构的一端半封闭，即在封闭的喇叭口处开设多个通孔作为进管出口2，这些通孔沿着进口接管4的圆周方向均匀排布，且通孔与出管进口3在消声装置的长度方向上沿径向错开，从而避免高频噪音从中穿过，造成消音失效。此外，喇叭状结构的端面向着进气管6的进口端凹陷，形成圆锥状的分流锥9，分流锥9与扩张段8之间形成环形端面，进管出口2设置在环形端面上，一方面可以利用分流锥9防止冷媒直接冲击扩张段8的端面产生异响，另一方面可以实现有效的分流效果，使得冷媒可以均匀地从通孔流过，提高均流效果和消音效果。
41.进气管6的外周壁上设置有环形的限位凸起10，限位凸起10止挡在进口接管4外。该限位凸起10用来限制进气管6插入扩张室1内的深度，从而使得进气管6插入扩张室1内的深度为预设深度。此种结构可以通过预先设定限位凸起10的位置来保证进气管6插入扩张室1内的深度，因此结构更加简单，安装更加快速方便。进气管6与进口接管4之间的连接关系为插接，两者之间在插接位置处通过钎焊方式进行密封焊接。
42.进管出口2包括至少三个通孔，进管出口2的总面积与进气管6的进气口面积相等，能够保证消声装置的设置不会影响冷媒的正常流动，降低消声装置的使用对于冷媒流动的影响。
43.进气管6伸入扩张室1的消音腔内预设长度。
44.其中预设长度为进气管6伸入直筒段12所形成的消音腔内的长度。
45.直筒段12的长度为l1，预设长度为l2，l2＝l1/2，或，l2＝l1/4。
46.通过将进气管6插入消声装置扩张室1的消音腔内，可使本技术实施例中的消声装置能够按照特定频段进行消音。特定频段为压缩机振动所产生的声波中想要滤除的噪音所对应的频段，下面对本技术中的消声装置能够针对特定频段进行消音的原理进行详细阐述。
47.本技术中，消声装置的消音腔的截面积为s1，进气管6中空的截面积为s2，如图4所示，扩张室1的消音腔长度为l1，也即直筒段12的长度为l1，进气管6插入扩张室1的长度为l2，则此消声装置的扩张比m为：
48.m＝s1/s
2149.消声装置的消声量计算公式为：
[0050][0051]
其中，k为波数，
[0052][0053]
λ为声波在消声装置内气体温度下的波长，
[0054]
λ＝c/f 4
[0055]
c为声波在冷媒里传播的速度；f为声波的频率。
[0056]
从式2中可以看出，当sin2kl1＝1时，消音量具有最大值，此时，
[0057][0058]
由式3和4可得，
[0059][0060]
从而可得消声装置具有最大消音量的频率：
[0061][0062]
由式5可知，若消音腔的长度l1增加，则消声装置的最大消声量的频率f
n
就会降低。因此将需要消除的噪声的频率代入公式5便可计算出消音腔的长度l1。利用计算出消音腔长度的消声装置便可针对特定频率进行消音。
[0063]
但上述通过计算出消音腔长度对特定频率进行消音的消声装置虽然对特定的频率具有良好的消声性能，但是会存在周期性通过频率的问题，具体由公式2得出：
[0064]
当kl1＝nπ(n＝0,1,2,...)时，δl＝0，即消声装置对于频率为f
n
＝nc/2l1(n＝0,1,2,...)的声波不消声，从而致使这些频率的声波未经降低就直接传出。
[0065]
为了克服消声装置周期性的消音失效这一缺点，本技术中采用将进气管6插入消音腔内的方式进行解决。
[0066]
图4出示了消音腔内插入进气管6的结构示意图，进气管6插入的长度为l2，消音腔的长度为l1，则此时的消音量为：
[0067][0068]
其中：
[0069][0070][0071]
式中，p
i
表示消声装置入射声压；p
o
表示消声装置透射声压；m表示扩张比。
[0072]
从公式7、8可知，当进气管6插入消音的的长度l2＝l1/2，kl1＝(2n 1)π,(n＝0,1,2
…
)时，δl≠0，消声装置可以消除频率为f
n
＝nc/2l1n为大于0的奇数的声波，即可以消除1/2波长的奇数倍通过频率；当进气管6插入消音的的长度l2＝l1/4，kl1＝2nπ,(n＝0,1,2
…
)时，δl≠0，消声装置可以消除频率为f
n
＝nc/2l
1 n为大于0的偶数的声波，即可以消除1/2波长的偶数倍通过频率。
[0073]
由此，本技术中消声装置的消音腔中插入进气管6，且进气管6插入消音腔内的长度可以为消音腔长度的1/2或1/4。因此，本技术中的消声装置不但可将特定频率的声波滤除，还可通过进气管6周期性漏过频率消除，从而使本技术中的消声装置能够针对特定频率进行消音且具有良好的消音效果。
[0074]
本技术的实施例中，消声装置中扩张室和进气管的材质可以为铁，也可以为紫铜，
本领域技术人员可根据具体需求进行选择，不做特殊限制。
[0075]
在一个实施例中，扩张室1的进口端具有进口接管4，扩张室1的出口端具有出口接管5，配管包括安装在进口接管4上的进气管6和安装在出口接管5上的出气管7，进气管6包括进管出口2，出气管7包括出管进口3，进管出口2与出管进口3在扩张室1的横截面上的投影错位设置。
[0076]
本实施例中，采用了两个单管结构进行组合，其中设置在扩张室1的进口端的单管结构作为进气管6固定安装在进口接管4上，设置在扩张室1的出口端的单管结构作为出气管7固定安装在出口接管5上，两者均为圆管结构，且进气管6位于扩张室1内的管口与出气管7位于扩张室1内的管口沿着扩张室1的延伸方向在径向方向上形成错位，从而保证高频音能够充分在扩张室1内反射消声，提高对高频音的消声效果。
[0077]
在进气管6和出气管7上分别设置有限位凸起10，限位凸起10为环形，进气管6通过限位凸起10在进气管6与进口接管4进行配合时限定进气管插入扩张室1内的长度，出气管7通过限位凸起10在出气管7与出口接管5进行配合时限定进气管插入扩张室1内的长度。进气管6和出气管7均在插接位置处通过钎焊的方式进行密封连接。
[0078]
进气管6相对于扩张室1的延伸方向弯折第一预设角度，出气管7相对于扩张室1的延伸方向弯折第二预设角度，进气管6的弯折方向与出气管7的弯折方向不同。
[0079]
进气管6的弯折方向与出气管7的弯折方向相反。
[0080]
第一预设角度和第二预设角度相同，角度范围均为15
°
～45
°
，使得消音腔内进管出口2与出管进口3之间相互错开，防止出现高频音从消音腔内集中穿过，无法通过消音腔的反射作用消音的问题。
[0081]
进气管6伸入扩张室1预设长度；和/或，出气管7伸入扩张室1内预设长度。
[0082]
其中预设长度为进气管6伸入直筒段12所形成的消音腔内的长度。
[0083]
直筒段12的长度为l1，预设长度为l2，l2＝l1/2，或，l2＝l1/4。
[0084]
当进气管6或出气管7插入长度为消音腔长度的1/2或1/4时，就可以消除1/2波长的奇数倍通过频率或1/2波长的偶数倍通过频率；或者两者综合，进气管6插入1/2消音腔长度，出气管7插入1/4消音腔长度，这样既可以消除消除1/2波长的奇数倍通过频率，又可以消除1/2波长的偶数倍通过频率。
[0085]
根据本技术的实施例，空调器包括消声装置，消声装置为上述的消声装置。
[0086]
消声装置的进气管6与空调器的压缩机管路进行连接，连接方式具体为：空调器的压缩机管路插入到消声装置的进气管6中，且压缩机管路插入进气管6的部分的外表面与进气管6的内表面通过钎焊焊接。
[0087]
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
[0088]
以上仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。以上仅是本技术的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本技术的保护范围。