消音器及制冷设备的制作方法

1.本实用新型涉及消音技术领域，特别涉及消音器及制冷设备。


背景技术：

2.冰箱、空调等制冷设备在运行工况下会伴随着机械噪声、电磁噪声和流动噪声等问题。在制冷管路系统中，毛细管是重要的节流元件，毛细管的出口与蒸发器相连，制冷剂在蒸发器内液态转化为气态实现热量传递。沿毛细管管长方向制冷剂的流动阻力不断增加，当制冷剂的压力降至饱和蒸汽压之下时，制冷剂会产生气化现象，制冷剂多以气液两相状态存在。毛细管与蒸发器蒸发管连接处，由于蒸发器管路直径突扩，蒸发管内会出现未充分膨胀的超音速射流现象，气液两相剧烈掺混激发强烈的射流噪声以及鼓泡音，严重影响制冷设备的静音体验。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种消音器，能够实现对冷媒喷发射流噪声的抑制。
4.本实用新型还提出一种具有上述消音器的制冷设备。
5.根据本实用新型的第一方面实施例的消音器，包括管体和涡流发生结构，所述管体包括第一连接段、第二连接段和若干段过渡段，所述过渡段位于所述第一连接段和所述第二连接段之间，任一段所述过渡段的内径大于所述第一连接段的内径且小于所述第二连接段的内径，当所述过渡段的数量不少于两段，沿所述第一连接段至所述第二连接段的方向，各个所述过渡段的内径依次增大；所述涡流发生结构位于所述管体内。
6.根据本实用新型实施例的消音器，至少具有如下有益效果：管体形成多级渐扩管结构，实现对流体的逐级降速，并且管体内设置涡流发生结构，将大尺度低频涡结构破碎为小尺度高频涡结构，从而降低冷媒喷发音。
7.根据本实用新型的一些实施例，所述涡流发生结构位于所述第一连接段的入口处。
8.根据本实用新型的一些实施例，部分所述涡流发生结构沿所述管体的轴向凸出于所述第一连接段。
9.根据本实用新型的一些实施例，所述涡流发生结构包括多个翅片，多个所述翅片沿所述管体的周向分布。
10.根据本实用新型的一些实施例，多个所述翅片相交于所述管体的轴线处。
11.根据本实用新型的一些实施例，所述消音器包括连接部，所述翅片的一侧连接于所述管体的内壁，另一侧连接于所述连接部，所述连接部设有导向部，所述导向部用于引导流体流向所述管体的内壁。
12.根据本实用新型的一些实施例，沿所述管体的径向，所述翅片在所述管体的周向的宽度逐渐增加。
13.根据本实用新型的一些实施例，多个所述翅片不相交，所述翅片远离所述管体内壁的侧边设有凹凸结构。
14.根据本实用新型的一些实施例，所述涡流发生结构设有通流孔，所述通流孔沿所述管体的轴向设置并用于供流体通过，所述通流孔的内壁设有环形槽。
15.根据本实用新型的一些实施例，沿所述管体的径向，所述环形槽在所述管体的轴向的宽度逐渐减小。
16.根据本实用新型的第二方面实施例的制冷设备，包括毛细管、蒸发器和本实用新型的第一方面实施例的消音器，所述第一连接段连接所述毛细管，所述第二连接段连接所述蒸发器。
17.根据本实用新型实施例的制冷设备，至少具有如下有益效果：通过采用本实用新型的第一方面实施例的消音器，管体形成多级渐扩管结构，实现对流体的逐级降速，并且管体内设置涡流发生结构，将大尺度低频涡结构破碎为小尺度高频涡结构，从而降低冷媒喷发音。
18.本实用新型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，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
19.下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明，其中：
20.图1为本实用新型实施例的消音器与毛细管连接的示意图；
21.图2为图1示出的一种实施例的消音器的a-a剖视图；
22.图3为图2示出的c处放大图；
23.图4为图1示出的一种实施例的消音器的b-b剖视图；
24.图5为图1示出的另一种实施例的消音器的b-b剖视图；
25.图6为图3示出的d处截面图；
26.图7为图1示出的另一种实施例的消音器的a-a剖视图(省略毛细管)；
27.图8为图1示出的另一种实施例的消音器的b-b剖视图；
28.图9为图1示出的另一种实施例的消音器的a-a剖视图；
29.图10为图1示出的另一种实施例的消音器的a-a剖视图(省略毛细管)；
30.图11为图1示出的另一种实施例的消音器的b-b剖视图；
31.图12为图1示出的另一种实施例的消音器的a-a剖视图(省略毛细管)；
32.图13为图12的消音器的示意图。
33.附图标记：
34.101、第一连接段；102、第二连接段；103、过渡段；104、毛细管；
35.301、涡流发生结构；
36.401、翅片；
37.701、连接部；
38.801、导向部；
39.901、凹凸结构；
40.1101、环形槽；1102、通流孔。
具体实施方式
41.下面详细描述本实用新型的实施例，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，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
42.在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
43.在本实用新型的描述中，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。
44.本实用新型的描述中，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实用新型中的具体含义。
45.相关技术中，为了解决毛细管与蒸发器蒸发管连接处产生的噪音问题，主要采用以下的技术方案。
46.在第一个方案中，在蒸发器与毛细管之间增加一个连接结构。具体地，毛细管具有进液口和出液口，蒸发器包括具有进液端的蒸发管，蒸发管与毛细管之间设置有过渡连接管，过渡连接管具有第一连接部和第二连接部，过渡连接管在第一连接部处的管内径与毛细管在出液口处的管外径相一致，过渡连接管在第二连接部处的管外径与蒸发管进液端处的内径相一致，第一连接部与毛细管的出液口相连接，第二连接部与蒸发管进液端相连接，过渡连接管的管内径在从第一连接部至第二连接部处均相同，并且毛细管、过渡连接管、蒸发管的中心线位于同一直线上。该技术方案试图通过增加单一过渡连接管实现降低制冷剂在流动过程中的噪声，但考虑毛细管内径通常在1mm左右、管路壁厚1mm，因此过渡连接管内径需要大于3mm，因此过渡连接管相较于毛细管流通面积增加9倍以上形成未充分膨胀的超音速射流，速度在第一级即降为毛细管流速的1/9。此外制冷剂在管径突变处会产生角涡和脱落涡现象。过渡连接管与蒸发管进液端连接方式存在同样的问题。因此，该技术方案中制冷剂在毛细管与过渡连接管第一连接部速度已降至足够小，第二连接部减速效果微弱，无法实现逐级减速的目的，且由于该结构在管径突变处会引发局部角涡和脱落涡，可能产生二次噪声问题。
47.在第二个方案中，同样在蒸发器与毛细管之间增加一个连接结构。具体地，毛细管与蒸发管之间通过多级渐缩管相连接，多级渐缩管的左端具有用于与毛细管出液口相连的第一连接管部，多级渐缩管的右端具有用于与蒸发管进液端相连的第二连接管部，第一连接管部的管内径小于所述第二连接管部的管内径，第一连接管部和第二连接管部之间还设置有若干级过渡管部，各级过渡管部的管内径由左往右依次增大，且各级过渡管部的管内径均大于第一连接管部的管内径，各级过渡管部的管内径均小于第二连接管部的管内径。该技术方案试图通过设置多级渐缩管实现逐级降速的目的，但多级渐缩管的左端与毛细管
出液口相连的第一连接管部的连接方式会导致流通面积增加9倍以上，因此多级渐缩管第一级相较于毛细管流通面积增加9倍以上形成未充分膨胀的超音速射流，速度在第一级即降为毛细管流速的1/9。由于流通面积突扩，速度在第一连接管部已经降至很小值，后续各级过渡管对速度降的作用基本可以忽略。此外，多级渐缩管的左端与毛细管出液口相连的第一连接管部的设计方案会引发局部角涡和脱落涡，产生二次噪声问题。根据管路内流体连续性方程，减速比与管路面积具有定量关系，单纯的约束各级过渡管部的管内径由左往右依次增大无法给出合理的管径范围，过大的管径比会引发强烈的湍流涡。
48.综上所述，上述几种技术方案通过增加过渡连接管理论上能够在一定程度上起到降低流速的作用，但速度降和流场湍流度依赖于连接管路段的级数、各级管径渐扩比、各级管路长度以及相邻两级锥形管连接段长度等因素。此外，过渡连接管与毛细管的连接方式会造成管路流通面积增加9倍以上，造成局部速度的骤降形成未充分膨胀的超音速射流现象，后续过渡连接管减速效果微弱，过渡连接管与蒸发管进液端连接方式存在同样的问题。因此，上述方案其自身存在的技术不足使其使用条件和适用范围受到了一定的限制，无法有效实现毛细管路喷流噪声抑制的作用。
49.下面参照图1至图13，说明本实用新型实施例的消音器如何解决上述问题。
50.参照图1所示，可以理解的是，本实用新型实施例的消音器包括管体，管体设置在毛细管104与蒸发管之间，管体整体上采用多级渐扩管结构，以实现对流体逐级降速的目的。具体地，管体包括第一连接段101、第二连接段102和两段过渡段103，第一连接段101和第二连接段102分别与毛细管104与蒸发管连接，两段过渡段103用于连接第一连接段101和第二连接段102。管体在各段的内径从右到左依次增大，即两段过渡段103的内径均大于第一连接段101的内径，并且两段过渡段103的内径均小于第二连接段102的内径，右端的过渡段103的内径小于左端的过渡段103的内径。
51.需要说明的是，过渡段103的段数还可以是一段、三段、四段等。
52.参照图2至图13所示，可以理解的是，本实用新型实施例的消音器还包括涡流发生结构301，涡流发生结构301设置在管体内。设置涡流发生结构301的主要目的就是将流场破碎为微小尺度涡，调控流场，使得管体内集中在管体轴线附近的流体朝向管体的内壁方向流动，即将集中在中心处的流体打散，使得流体充分膨胀并充盈管体的各个角落，减少角涡和脱落涡现象的产生。
53.参照图2至图3所示，可以理解的是，涡流发生结构301位于第一连接段101的入口处，毛细管104插入第一连接段101的入口处，从而让涡流发生结构301更加靠近毛细管104，使得涡流发生结构301更加靠近毛细管104喷出的流体，减少高速流体在管体右端的至涡流发生结构301的距离，从而减少角涡和脱落涡现象的产生。
54.需要说明的是，涡流发生结构301也可以设置在其他位置，例如涡流发生结构301可以设置在过渡段103。
55.参照图3和图6所示，可以理解的是，部分涡流发生结构301凸出于第一连接段101，并且凸出的这部分涡流发生结构301插至毛细管104内。最理想的气流发射器射流距离为零，理论上频率可以调制到无穷大。部分涡流发生结构301插至毛细管104内，能够调制涡流频率至超声段，超声波的赫兹明显是高于人耳所能听到的范围，故此人没办法听到超声波，也即人耳听不到噪声。
56.需要说明的是，一部分涡流发生结构301位于第一连接段101内，另一部分涡流发生结构301凸出于第一连接段101，这两部分涡流发生结构301采用的结构形式相同，只是凸出于第一连接段101那部分涡流发生结构301的尺寸更小。当然，在其他一些实施例中，这两部分涡流发生结构301采用的结构形式也可以不相同。
57.参照图2至图4所示，可以理解的是，在一种实施例中，涡流发生结构301包括三个翅片401，三个翅片401沿管体的周向分布。毛细管104喷出的流体经过三个翅片401后，被三个翅片401分为三股流体，每股流体流向相邻的两个翅片401之间的空隙，从而实现将大尺度低频涡结构破碎为小尺度高频涡结构，从而降低冷媒喷发音。
58.参照图4所示，可以理解的是，三个翅片401相交于管体的轴线处，即三个翅片401相交于管体的中心位置。由于流体湍流核心区在中间，是打散涡结构的关键位置，三个翅片401相交能够更有效地打散涡结构。
59.参照图5所示，可以理解的是，涡流发生结构301还可以包括四个翅片401，四个翅片401沿管体的周向分布。四个翅片401相比于三个翅片401，可以将大尺度低频涡结构破碎为更小尺度的高频涡结构，从而降低冷媒喷发音。
60.可以理解的是，翅片401的数量还可以是两片、五片、六片等。
61.参照图7和图8所示，可以理解的是，本实用新型另一实施例的消音器的涡流发生结构301与第一连接段101的入口处存在一段距离，以供毛细管104插入第一连接段101，插入后的毛细管104的端口靠近涡流发生结构301。消音器还包括连接部701，多个翅片401相交处于连接部701，即连接部701位于管体的中心位置，连接部701增大了涡流发生结构301与流体在流体湍流核心区的接触面积，能够更有效地打散涡结构。
62.参照图8所示，可以理解的是，沿管体的径向，翅片401在管体的周向的宽度逐渐增加。换而言之，沿着靠近管体的内壁的方向，翅片401在周向上的两侧的距离逐渐增加，这样就使得翅片401在靠近管体的内壁的位置的弧长比靠近连接部701的位置的弧长大，从而减小管体的内壁处的空间，管体的内壁处的多余空间被翅片401占据，降低引发局部角涡和脱落涡的可能性。
63.参照图9所示，可以理解的是，连接部701设有导向部801，导向部801用于引导流体流向管体的内壁。导向部801可以设置为锥形结构，锥形结构可以在增大涡流发生结构301与流体的接触面积的同时，还减少流体阻力。
64.参照图10和图11所示，可以理解的是，本实用新型另一实施例的消音器的涡流发生结构301包括三个翅片401，三个翅片401沿管体的周向分布，并且三个翅片401不相交，即管体的中心位置没有翅片401，翅片401只布置在管体的内壁的位置，使得流体在管体的径向上的局部位置与翅片401碰撞，使得高速流体被打散，从而降低冷媒喷发音。
65.参照图10和图11所示，可以理解的是，翅片401远离管体内壁的侧边设有凹凸结构901。换而言之，翅片401的一个侧边为固定端，并且与管体内壁固定连接。翅片401的另一个侧边为自由端，并且没有与其他结构连接。通过在翅片401的自由端设置凹凸结构901，使得流体经过凹凸结构901的时候，流体沿着凹凸结构901的边缘流动，并且形成朝向管体的中心位置流动的折返波，多个方向的折返波与管体的中心位置的流体混合，从而将流体的大尺度低频涡结构破碎为更小尺度的高频涡结构，从而降低冷媒喷发音。
66.参照图10所示，可以理解的是，凹凸结构901可以为波浪状结构或锯齿状结构，也
即凹凸结构901具有两个不同方向的导向面，其中一个导向面引导流体朝向左下角流动，另一个导向面引导流体朝向左上角流动，使得多个方向的流体不断交汇后又分离，实现打散流体的效果。
67.参照图12和图13所示，可以理解的是，本实用新型另一实施例的消音器的涡流发生结构301设有通流孔1102，通流孔1102的内壁设有环形槽1101。换而言之，涡流发生结构301包括本体，本体设置在管体的内部，通流孔1102沿管体的轴线方向贯穿本体，并且通流孔1102连通管体的内孔，从毛细管104喷出的流体先经过通流孔1102在进入管体的内孔中。本体还设置了环形槽1101，环形槽1101的开口位于通流孔1102的内壁上，即环形槽1101与通流孔1102连通，环形槽1101的内径大于通流孔1102的内径。流体经过环形槽1101的时候，流体进入环形槽1101，然后又折返到通流孔1102，实现流体的混合，从而将流体的大尺度低频涡结构破碎为更小尺度的高频涡结构，从而降低冷媒喷发音。
68.参照图12和图13所示，可以理解的是，沿管体的径向，环形槽1101在管体的轴向的宽度逐渐减小。在管体的轴线方向，即图12所示的左右方向上，环形槽1101的两个侧壁的距离沿远离管体的轴线的方向逐渐减小，即环形槽1101的两个侧壁的纵向截面的形状呈v字形。环形槽1101的两个侧壁分别引导流体进入和流出环形槽1101，使得多个方向的流体不断交汇后又分离，实现打散流体的效果。
69.本实用新型实施例的制冷设备，包括毛细管104、蒸发器和本实用新型的第一方面实施例的消音器，第一连接段101连接所述毛细管104，第二连接段102连接所述蒸发器。通过采用本实用新型的第一方面实施例的消音器，管体形成多级渐扩管结构，实现对流体的逐级降速，并且管体内设置涡流发生结构301，将大尺度低频涡结构破碎为小尺度高频涡结构，从而降低冷媒喷发音。本实用新型实施例的制冷设备可以是冰箱、空调等产品。
70.上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。