消音器、压缩机及其制冷设备的制作方法

1.本发明涉及压缩机领域，特别涉及一种消音器、压缩机及其制冷设备。


背景技术：

2.压缩机排气产生的噪音多为中低频噪音，如800hz-2500hz频段，该频段噪音即使在压缩机外包裹隔音棉后仍然无法较好的消除，同时该频段噪音严重影响压缩机听感，当前常见的做法是在压缩机排气口安装消音器，以降低压缩机排气噪音，但目前的消音器存在消声频带窄、作用频率较高，难以消除中低频噪音的问题。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种消音器、压缩机及其制冷设备，能够减少压缩机的噪音。
4.根据本发明的第一方面实施例的消音器，包括有主体，开设有进气口、出气口和多个空腔，所述进气口和所述出气口之间连通形成贯通所述主体的通道，所述空腔的一端封闭，所述空腔的另一端与所述通道连通，所述通道的口径由所述进气口朝向所述出气口的方向逐渐减小，多个所述空腔均环绕所述通道且相互独立设置。
5.根据本发明实施例的消音器，至少具有如下有益效果：利用声学黑洞的原理，使通道的口径由进气口朝向出气口的方向逐渐减小，降低通道中声波的透传，同时声波进入到各个空腔中，在空腔中不断反射，形成反射波，然后再从空腔反射出，与通道内的即将进入空腔的声波相互抵消，实现噪音的减弱，降低压缩机的噪音。
6.根据本发明的一些实施例，设所述空腔沿所述通道径向的长度为所述空腔的长度，沿所述进气口朝向所述出气口方向，多个所述空腔间隔排列且所述空腔的长度逐渐增大。
7.根据本发明的一些实施例，所述主体内设有多块隔板，多块所述隔板沿所述通道的轴向间隔排列，形成多层结构，每层沿所述通道周向排列有多个所述空腔，每层中各个所述空腔开口所在平面到所述通道的中心轴线之间的距离均相等。
8.根据本发明的一些实施例，每层中任意一个所述空腔的长度与同一层所述空腔的平均长度的偏差小于等于20％。
9.根据本发明的一些实施例，所述空腔沿所述通道径向的横截面形状为圆形或多边形。
10.根据本发明的一些实施例，所述空腔沿所述通道径向的横截面面积为s，所述s≥2mm2。
11.根据本发明的一些实施例，所述消音器由金属、树脂或尼龙制成。
12.根据本发明的第二方面实施例的压缩机，包括有本发明的第一方面实施例所述的消音器。
13.根据本发明第二方面实施例的压缩机，至少具有如下有益效果：压缩机排气口排
出的声波通过进气口进入到通道内，然后进入到各个空腔中，在空腔中不断反射，形成反射波，然后再从空腔反射出，与通道内的即将进入空腔的声波相互抵消，实现噪音的减弱，降低压缩机的噪音；同时通过设置不同腔体长度的空腔，使通道能够反射出不同频率的反射波，使能抵消不同频率的声波，扩大通道的消音频宽，提高降噪效果。
14.根据本发明的一些实施例，所述压缩机包括有压缩组件，所述压缩组件开设有排气口，消音器固定设置在所述排气口处，且所述通道与所述排气口连通。
15.根据本发明的一些实施例，所述通道的侧壁沿径向凹陷形成有排气逸散区，所述排气逸散区与所述通道连通，所述排气逸散区用于引导气体进入所述通道内。
16.根据本发明的第三方面实施例的制冷设备，包括有根据本发明的第二方面实施例所述的压缩机。
17.根据本发明的第三方面实施例的制冷设备，至少具有如下有益效果：压缩机排气口排出的声波通过进气口进入到通道内，然后进入到各个空腔中，在空腔中不断反射，形成反射波，然后再从空腔反射出，与通道内的即将进入空腔的声波相互抵消，实现噪音的减弱，降低压缩机的噪音；同时通过设置不同腔体长度的空腔，使通道能够反射出不同频率的反射波，使能抵消不同频率的声波，扩大通道的消音频宽，提高降噪效果，提高该制冷设备的静音效果。
18.本发明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，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
19.下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：
20.图1为本发明第一方面实施例的消音器的示意图；
21.图2为本发明第一方面实施例的消音器的径向剖视图；
22.图3为图2中a处的局部放大示意图；
23.图4为本发明第一方面实施例的消音器的轴向剖视图；
24.图5为图4中b处的局部放大示意图；
25.图6为本发明第二方面实施例的压缩机的示意图；
26.图7为本发明第二方面实施例的压缩机的实验数据条形图。
27.附图标记说明：
28.消音器100、排气逸散区101、进气口102、出气口103、主体110、通道120、隔板121、空腔200、电机组件310、压缩组件320、排气口321。
具体实施方式
29.下面详细描述本发明的实施例，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，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
30.在本发明的描述中，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发明和简化描述，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发明的限制。
31.在本发明的描述中，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。
32.本发明的描述中，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发明中的具体含义。
33.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。
34.机械噪声指的是由于机械设备运转时，部件间的摩擦力、撞击力或非平衡力，使机械部件和壳体产生振动而辐射噪声。机械噪声按声源的不同可分为三类：空气动力性噪声，由气体振动产生，如通风机、压缩机、发动机、喷气式飞机和火箭等产生的噪声；机械性噪声，由固体振动产生，如齿轮、轴承和壳体等振动产生的噪声；电磁性噪声，由电磁振动产生，如电动机、发电机和变压器等产生的噪声。
35.其中，空气动力性噪声是由流体流动过程中的相互作用，或气体和固体介质之间的相互作用而产生的噪声，空气流动或物体在空气中运动引起空气产生涡流、冲击、或者压力突变导致空气扰动均会形成的噪声。例如风扇、风机、空压机等所产生的噪声，均属于空气动力性噪声。
36.压缩机，是一种将低压气体提升为高压气体的从动的流体机械，是制冷系统的心脏。它从吸气管吸入低温低压的制冷剂气体，通过电机运转带动活塞对其进行压缩后，向排气管排出高温高压的制冷剂气体，为制冷循环提供动力，但压缩机压缩输送气体时，会从压缩组件的排气口排出流速较大的气体，气体在排出排气口时，经过排气口的扰动，使气体产生振动，从而形成噪音。
37.参照图1至图5，本发明的第一方面实施例提供一种消音器100，包括有主体110，主体 110开设有进气口102、出气口103和多个的空腔200，进气口102和出气口103之间连通形成通道120，空腔200的一端封闭，空腔200的另一端与通道200连通，通道120贯通主体 110设置，通道120的口径由进气口102朝向出气口103的方向逐渐减小，使通道120沿径向的横截面形状整体呈梯形，多个空腔200均环绕通道120且相互独立设置，设所述空腔200 沿所述通道120径向的长度为所述空腔200的长度，沿所述进气口102朝向所述出气口103 方向，多个所述空腔200间隔排列且所述空腔200的长度逐渐增大。
38.压缩机压缩冷媒，并将冷媒从压缩组件320的排气口321释放出来，由于冷媒流速较大，在经过排气口321的时候，排气口321的侧壁扰动气流，使冷媒产生振动形成声波，声
波通过进气口102传入到通道120内，然后再传入到各个空腔200中，声波不断与空腔200的内壁接触，在空腔200内发生反射，形成反射波，然后反射波经过反射后向空腔200的开口传播，与通道120中即将进入空腔200的声波相遇，并与通道120中的声波相互抵消，削弱通道120中的声波能量，达到降低噪音的效果。此外，通过将空腔200环绕通道120设置，使能在实现消音的同时，减少该消音器100的体积，使其能安装到空间较小的压缩机内部。
39.另外，可以理解的是，进入的空腔200内的声波在空腔200内反射的过程中，声波的能量会被消耗，使减少声波的能量，使声波减弱，同样可以起到降低噪音的效果。
40.可以理解的是，不同长度的空腔200，其形成的反射波的频率也不相同，设定反射波的频率为f，空腔200沿通道径向的长度为d，声音的传播速度为c，反射波频率f、空腔200 沿通道径向的长度为d以及声音的传播速度c之间的关系为：f＝4c/d，由此可知，通过设置多个沿通道径向的长度不同空腔，即可实现抵消多个频率声波，实现宽频消声,此公式为公知常识，在此不再详细叙述。
41.可以理解的是，参照图3，通道120的内径自进气口102往出气口103的方向逐渐减少，使通道120的径向横截面形状呈梯形，通道120整体呈喇叭状，通道120的进气口102的一端内径大于出气口103一端的内径，方便通道120收集从压缩组件320传出的声波，同时便于冷媒进入到通道120中，提高通道120的覆盖率，同时通道120的口径逐渐收窄，使通道的形状符合声学黑洞原理，使得声波在传播过程中逐渐减弱。此外，压缩机中电机组件310 的输出轴一般占据压缩机内的中心位置，通过将通道120设置成喇叭状，方便避让电机组件 310的输出轴，方便电机组件310的输出轴穿过通道120，避免该消音器100对电机组件310 发生干涉。
42.电机组件310的输出轴一般占据着压缩机内的中心位置，通常压缩组件320的排气口321 设置在电机组件310输出轴的旁边，因此排气口321并非正对通道120的进气口102，当气态的冷媒从排气口321排出时，会直接冲击到该消音器100，流动阻力增大，阻碍气体进入到通道120中，不利于冷媒在压缩机中流动，且当气体冲击该消音器100时，会产生更大的噪音，使压缩机的性能恶化。
43.为此，参照图1和图6，通道120的侧壁沿通道120的径向凹陷形成有排气逸散区101，使排气逸散区101正对压缩组件320的排气口321，同时排气逸散区101与通道120连通，使排气口321排出的冷媒首先进入到排气逸散区101，然后在沿着排气逸散区101进入到通道120中，使冷媒的流动阻力减少，使冷媒顺畅地进入到通道120中，提高冷媒的流动性。
44.同时，参照图6，排气逸散区101覆盖在排气口321的上方，使冷媒从排气口321排出后直接进入到排气逸散区101，减少冷媒从排气口321排出后四处逸散的情况，避免冷媒积聚在消音器100与压缩组件320之间的空间中，降低压缩机的制冷性能，同时，排气逸散区 101与通道120连通，声波能够从排气逸散区101传入到通道120中，提高压缩机的消音性能。同时避免压缩组件320排出的气体直接冲击该消音器100产生更大的噪音，使气体能够沿着这排气逸散区101进入到通道120中。
45.此外，还可以理解的是，参照图3和图4，主体内设有多块隔板121，多块隔板沿进气口朝向出气口的方向间隔排列，使相邻两块隔板之间留有空间，形成多层结构，相邻两个隔板之间通道的沿周向分布有多个空腔，每层中各个空腔开口所在平面到通道的中心轴线之间的距离均相等，减少冷媒在通道120中的流动阻力，使冷媒能够顺畅地从通道120的出气
口103 流出。
46.可以理解的是，设定同一层中多个空腔200的长度的平均值为d，位于该层空腔200的长度为d，d和d之间满足：(d-d)/d≤0.2，即设置在同一层的多个空腔200中，空腔200 的长度d与平均长度d之间相差不超过20％，避免同一层的多个空腔200只能抵消单一特定频率的声波，拓宽每层空腔200的吸声频带，提高吸声效果，使降低噪音的效果更加明显。
47.可以理解的是，压缩机内部的声场具有多个方向，并非单一方向的，同一频率的声波存在多个传播方向，设定垂直通道120轴向的平面为参照面，空腔200开口所在平面的法线在参照面的投影为投影线，同一层的多个空腔200中的任意两个，其投影线相交形成的夹角大于等于60
°
，且小于等于180
°
，避免空腔200之间相距太近，使空腔200的开口分布的通道侧壁的多个位置，使同一频率多个不同方向的声波均能传入到空腔200中，提高消音效果。
48.需要说明的是，空腔200沿通道120径向的截面形状可以为矩形、圆形、三角形、六边形等形状中的任意一种，也可以是其他任意不规则形状。
49.可以理解的是，空腔200的沿通道120径向的横截面面积s大于2mm2，避免空腔200沿通道120径向的横截面面积太小，使空腔200的消音量降低，避免影响该消音部件的消音效果，同时，冷媒以气态的形式在压缩机中流动时，会携带有润滑液，润滑液进入到空腔200 时，若空腔200沿通道120径向的横截面面积太小，润滑液会在空腔200内黏连形成一层薄膜，将空腔200堵住，使声波无法进入到空腔200中导致空腔200失效。
50.参照图6，根据本发明第二方面实施例的压缩机，包括本发明第一方面实施例的消音器 100，该消音器100固定在压缩机内部，使消音器100置于压缩组件320的上方，并使电机的转轴穿过通道120，需要说明的是，电机的转轴穿过通道120，但并不与通道120的侧壁接触，避免影响电机转轴的转动。
51.压缩组件将冷媒从排气口321释放出来，由于冷媒流速较大，在经过排气口321的时候，排气口321的侧壁扰动气流，使冷媒产生振动形成声波，声波通过进气口102传入到通道120 内，然后再传入到各个空腔200中，声波不断与空腔200的内壁接触，在空腔200内发生反射，形成反射波，然后反射波经过反射后向空腔200的开口传播，与通道120中即将进入空腔200的声波相遇，并与通道120中的声波相互抵消，削弱通道120中的声波能量，达到降低噪音的效果。通过设置对比实验，得出图7的实验数据，通过分析数据可知，装有该消音器100的压缩机与没有装有该消音器100的压缩机相比，噪音有所降低，证明该消音器具有降噪作用。
52.可以理解的是，消音器100可以由金属材料制成，如铁、铜、铝等，使提高消音器100 的强度，提高该消音器100对声波的抵抗力，使该消音器100不易受到声波传递的振动能量影响，降低消音器100因声波的振动而裂开的情况，延长消音器100的使用寿命。通过使用金属材料制作消音器100，使消音器100的刚度的到提升，使声波在空腔200内内反射时，减少空腔200内侧壁的形变，提高声波反射时损失的能量，提高空腔200的消音效果。
53.熔焊是在焊接过程中将工件接口加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法，熔焊时，热源将消音器100的连接处以及压缩机的壳体内壁的连接处迅速加热熔化，形成熔池，熔池随热源向前移动，冷却后形成连续焊缝而将消音器100和压缩机的壳体连接成为一体。
54.此外，也可以通过钎焊实现消音器100与壳体之间的固定连接，使用比消音器100和和压缩机壳体熔点低的金属材料作钎料，将消音器100、压缩机壳体和钎料加热到高于钎料熔点、低于消音器100和和压缩机壳体熔点的温度，利用液态钎料润湿工件，填充接口间隙，并与消音器100以及压缩机壳体实现原子间的相互扩散，从而实现消音器100与压缩机壳体的焊接。
55.可以理解的是，该消音器100可以使用尼龙制成，使消声部件无毒、质轻，同时具备优良的机械强度、耐磨性和较好的耐腐蚀性。消声部件也可以使用树脂制成，使消声部件能具有良好的机械强度、韧性和阻燃性。
56.需要说明的是，焊接时形成的连接两个被连接体的接缝称为焊缝，焊缝的两侧在焊接时会受到焊接热作用，而发生组织和性能变化，这一区域被称为热影响区，焊接时因工件材料焊接材料、焊接电流等不同，焊后在焊缝和热影响区可能产生过热、脆化、淬硬或软化现象，会使焊件性能下降，恶化焊接性，可通过调整焊接条件，焊前对焊件接口处预热、焊时保温和焊后热处理可以改善焊件的焊接质量。
57.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。
58.根据本发明的第三方面实施例的制冷设备，包括有本发明的第二方面实施例的压缩机。制冷设备中的压缩机工作时产生的声波从压缩组件320传入到通道120中，声波在通道120中传播时，声波经空腔200的开口进入到空腔200内，声波在空腔200内不断反射形成反射波，然后朝向空腔200的开口传播，与通道120中即将进入空腔200的声波相遇，并相互抵消，达到消音的效果，使压缩机的噪音降低，提高制冷设备的静音效果，降低噪音污染，保护环境。
59.上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。