CN108194318B - 共振消声结构及具有其的压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种共振消声结构及具有其的压缩机，该共振消声结构包括：顺次连通的连通通道、共振腔以及延展腔，连通通道的一端与共振腔连通，连通通道的另一端用于与主腔室连通；吸声材料，填充在延展腔内。通过本发明提供的技术方案，解决了现有技术中的共振腔结构的消声频带较窄、消声量较低的技术问题。

Description

共振消声结构及具有其的压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，具体而言，涉及一种共振消声结构及具有其的压缩机。

背景技术

目前，为了降低压缩机整机的噪声，在压缩机上设置有共振腔，该共振腔可用来降低特定噪声峰值。一般而言，共振腔的构成由三部分组成，分别为斜切口、连接颈部、共振腔腔体。共振腔的消声频率由以下几个尺寸决定：颈部宽度、颈部深度、颈部长度、空腔的直径以及深度。当该共振腔的所有尺寸确定后，其消音频率也确定了。

现有技术中的共振腔的特点是吸收中频、低频噪声，并且其频率选择性强，只在设计频率附近有着较好的消声效果。因此，这种消声方式的消声频率带宽较窄，降噪频率带宽受到限制，降噪效果也受到了较大的限制。

发明内容

本发明提供一种共振消声结构及具有其的压缩机，以解决现有技术中的共振腔结构的消声频带较窄、消声量较低的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种共振消声结构，共振消声结构包括：顺次连通的连通通道、共振腔以及延展腔，连通通道的一端与共振腔连通，连通通道的另一端用于与主腔室连通；吸声材料，填充在延展腔内。

进一步地，延展腔的深度大于或等于共振腔的深度。

进一步地，延展腔的当量直径与共振腔的直径的比值在1.5至3之间。

进一步地，延展腔的体积大于或等于共振腔的体积的两倍。

进一步地，吸声材料在延展腔内的密度在80至120Kg/m³的范围内。

进一步地，延展腔包裹在共振腔的外侧和/或沿共振腔的深度方向设置。

进一步地，共振腔和延展腔的横截面均为圆形，共振腔位于延展腔内，延展腔的圆心和共振腔的圆心均位于连通通道的轴线上。

进一步地，延展腔的轮廓形成的圆形结构与共振腔的轮廓形成的圆形结构为内切，且切点位于共振腔与连通通道的连通处。

进一步地，延展腔沿共振腔的深度方向设置，且位于共振腔的下方。

进一步地，延展腔包括相互连通的第一延展部和第二延展部，第一延展部包裹在共振腔的外侧，第二延展部沿共振腔的深度方向设置且位于共振腔的下方。

进一步地，共振腔在深度方向的投影位于第二延展部内，且共振腔沿深度方向的一端伸入第二延展部内。

进一步地，延展腔包括顺次连通的第三延展部、第四延展部以及第五延展部，第三延展部和第五延展部的截面形状为半圆形，第四延展部的截面形状为矩形，共振腔位于第三延展部和第四延展部内，第三延展部的圆心和共振腔的圆心均位于连通通道的轴线上。

进一步地，连通通道的与连通共振腔相对的另一端朝远离共振腔的方向尺寸逐渐扩大。

根据本发明的一个方面，提供了一种压缩机，该压缩机包括上述提供的共振消声结构。

进一步地，压缩机还包括气缸，气缸内具有主腔室，共振消声结构设置在气缸上，共振腔消声结构的连通通道的一端与主腔室连通，连通通道的另一端与共振消声结构的共振腔连通。

应用本发明的技术方案，该共振消声结构包括：顺次连通的连通通道、共振腔、延展腔和吸声材料。其中，连通通道的一端与共振腔连通，连通通道的另一端用于与主腔室连通。吸声材料填充在延展腔内。通过在与共振腔的连通处设置延展腔，并在延展腔内填充吸声材料，这样在气体经共振腔多次反射的同时能与吸声材料相互摩擦并进一步消耗声能，从而能够起到更好的降噪效果，并且通过增加吸声材料能够增宽消声频带，从而能够解决现有技术中的共振腔结构的消声频带较窄、消声量较低的技术问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明实施例一提供的共振消声结构的主视图；

图2示出了根据本发明实施例一提供的共振消声结构的剖视图；

图3示出了降噪量随延展腔的深度与共振腔的深度比值的变化情况；

图4示出了根据降噪量和压缩机的能效比随延展腔的当量直径与共振腔的直径比值的变化情况；

图5示出了降噪量和成本随吸声材料的密度变化的情况；

图6示出了根据本发明实施例二提供的共振消声结构的剖视图；

图7示出了根据本发明实施例三提供的共振消声结构的剖视图；

图8示出了根据本发明实施例四提供的共振消声结构的剖视图；

图9示出了根据本发明实施例五提供的共振消声结构的剖视图；

图10示出了根据本发明提供的共振消声结构的消声频带与现有技术中共振腔的消声频带的对比示意图；

图11示出了根据本发明实施例六提供的压缩机的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、连通通道；20、共振腔；30、延展腔；40、气缸；50、主腔室。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1和图2所示，实施例一提供了一种共振消声结构，该共振消声结构包括：顺次连通的连通通道10、共振腔20、延展腔30和吸声材料。其中，连通通道10的一端与共振腔20连通，连通通道10的另一端用于与主腔室50连通。吸声材料填充在延展腔30内。通过在与共振腔20的连通处设置延展腔30，并在延展腔30内填充吸声材料，这样能够使该共振消声结构能够吸收不同频率值的噪音，增宽了消声频带，从而能够解决现有技术中的共振腔20的消声频带较窄、消声量较低的技术问题。

在本实施例中，该共振腔20可以设置为亥姆赫兹共振腔，当外界入射声波频率和该共振腔的固有频率相同时，共振腔20内的气体柱会由于共振而产生剧烈的振动。在剧烈振动的过程中，气体柱和共振腔20的侧壁摩擦而消耗声能，从而能够起到消声降噪的效果。该共振腔20的消声频带较窄，由于该共振腔20的尺寸确定，使得该共振腔20只能吸收特定频率附近的噪音。通过在与该共振腔20连通的位置处增加了延展腔30，并在延展腔30内设置吸声材料，使得气体能由共振腔20进入到该延展腔30内，使得声波可以在该延展腔30内进行多次反射，同时该声波通过与设置在延展腔30内的吸声材料相互摩擦而消耗声能。采用本实施例中的共振消声结构，通过将共振式消声结构与吸声材料结合，达到了增宽消声频带的目的，从而能够提高该共振消声结构消声效果。同时，由于该共振消声结构能够提高降噪量，进而可以有效地降低气体压力脉动，削弱气动激励力，降低气体动力噪声及振动。

如图3所示，h₁代表延展腔30的深度，h代表共振腔20的深度，当延展腔30的深度大于或等于共振腔20的深度时，消声共振结构的消声效果更好，且延展腔30的深度越大消声效果越好。采用这样的结构，使得延展腔30能容纳的吸声材料也增加，从而能够起到更好的增宽消声频带的作用，进而能够起到更好的消声效果。本实施例中延展腔30的深度等于共振腔20的深度，这样既能减少生产成本，又能在一定程度上增宽消声频率。

如图4所示，延展腔30的当量直径为D，共振腔20的直径为d，COP代表压缩机的能效比。延展腔30的当量直径与共振腔20的直径的比值在1.5至3之间。此时，该共振消声结构能够起到较好的降噪效果。同时，将这样的共振消声结构应用与压缩机中时，也会使得压缩机的能效比较高。

为了进一步的增宽消声频带，以使降噪量增加，本实施例中延展腔30的体积大于或等于共振腔20的体积的两倍。

为了使本实施例中的共振消声结构的消声效果更好，本实施例中的吸声材料在延展腔30内的密度在80至120Kg/m³的范围内。本实施例中的吸声材料为玻璃纤维材料，玻璃纤维材料的密度大，这样有利于提高消声量，从而能够增宽该共振消声结构的消声频带。如图5所示，横轴代表吸声材料的密度，当吸声材料的密度在80至120Kg/m³的范围内时，其生产成本较为合理，且降噪效果较好。

在实施例一中，将共振腔20和延展腔30的横截面均设置为圆形，共振腔20位于延展腔30内，延展腔30的圆心和共振腔20的圆心均位于连通通道10的轴线上。如此以使延展腔30将共振腔20包裹起来，以使共振腔20内的空气能更充分地与延展腔30内的吸声材料接触，从而能够提高该共振消声结构的消声频带，进而能够达到较好的消声效果。

具体的，延展腔30的轮廓形成的圆形结构与共振腔20的轮廓形成的圆形结构为内切，且切点位于共振腔20与连通通道10的连通处。采用这样的设置，能够使该延展腔30更好的将共振腔20包裹起来，且无需对连通通道10的结构进行改变，尽可能减低对现有结构的调整，并且使得延展腔30内的吸声材料能更好的消除不同频率的噪音，进而能够提高消声的频带。

为了使延展腔30以及内部的吸声材料更好的吸收不同频率的噪音，本实施例中将延展腔30沿共振腔20的深度方向设置，且位于共振腔的下方。

如图6所示，在实施例二中将延展腔30沿共振腔20的深度方向设置，具体地，在本实施例中，将延展腔30设置在共振腔20的下方。

如图7所示，在实施例三中将延展腔30包裹在共振腔20的外侧，同时将延展腔30沿共振腔20的深度方向设置。当延展腔30包裹在共振腔20的外侧，且该延展腔30沿共振腔20的深度方向设置，采用这样的设置将更有利于增宽该共振消声结构的消声频带，从而能够增加降噪量，进而能够更好的提高消声效果。

如图8所示，在实施例四中，延展腔30包括相互连通的第一延展部和第二延展部，第一延展部包裹在共振腔的外侧，第二延展部沿共振腔20的深度方向设置且位于共振腔20的下方。采用这样的设置，将有利于该延展腔30充分与共振腔20接触，便于延展腔30和设置在延展腔30内的吸声材料能够更好的吸收不同频率的噪音，从而能够起到更好的降噪效果。

为了更好的扩宽该消声共振结构的消声频带，共振腔20在深度方向的投影位于第二延展部内，且共振腔20沿深度方向的一端伸入第二延展部内。采用这样的设置，能够使该延展腔30更充分的与共振腔20接触，如此以更好的吸收不同频率的噪音，进而能够提高降噪效果。

具体的，连通通道10的与连通共振腔相对的另一端朝远离共振腔20的方向尺寸逐渐扩大。采用这样的设置，将便于外界的气体进入到连通通道10内，以使共振腔20和延展腔30起到更好的消音降噪效果。

在上述实施例中，实施例二、实施例三与实施例四的共振消声结构的主视图与实施例一中的共振消声结构的主视图相同。

如图9所示，实施例五中提供了一种共振消声结构，该共振消声结构的延展腔30包括顺次连通的第三延展部、第四延展部以及第五延展部，第三延展部和第五延展部的截面形状为半圆形，第四延展部的截面形状为矩形，共振腔20位于第三延展部和第四延展部内，第三延展部的圆心和共振腔20的圆心均位于连通通道10的轴线上。本实施例中的共振消声结构的延展腔30的截面积远大于共振腔20的截面积，如此能够填充更多的吸声材料，从而能够更好的增宽该结构的消声频带，以使该共振消声结构的消声效果更好。在本实施例中，该延展腔30沿垂直于连通通道10的轴线方向延展。当然，延展腔的具体结构不限于上述提供的结构，也可朝其它方向延展，只要是通过吸声材料与共振腔相结合以降低噪音的结构设计均可。

采用实施例一至实施例五中提供的共振消声结构，该结构不用对原有的共振腔20进行改进，只需增设延展腔30，通过调整延展腔30的尺寸能够调节该共振消声结构的消声频带宽度，从而能够提高消声效果。同时，实施例一至实施例五中的共振消声结构可以采用一体设计。还可以将实施例一至实施例五中的连通通道10设置在一个结构上，将共振腔20和延展腔30设置在另外一个结构上，在装配时保证连通通道10与共振腔20相连通即可。这样，使得该共振消声结构的设置更加灵活方便。

实施例一至实施例五中的共振消声结构的结构简单，且能有效增宽消声频率，因而能够起到较好的降噪效果。如图10所示，横轴代表消声频率，纵轴代表降噪量，线1代表增加延展腔30和吸声材料后的消声情况，线2代表仅有共振腔的消声情况，由线1和线2对比可以知道，通过增加延展腔30和吸声材料能够更好的增宽消声频带，以提高降噪效果。

实施例六提供了一种压缩机，该压缩机包括实施例一至实施例五中提供的共振消声结构。

具体的，如图11所示，压缩机还包括气缸40，气缸内具有主腔室50，共振消声结构设置在气缸40上，共振腔消声结构的连通通道10的一端与主腔室50连通，连通通道10的另一端与共振消声结构的共振腔20连通。该压缩机还包括排气通道。现有技术中将亥姆赫兹共振腔设置在压缩机的排气通道上时，其降噪效果最好，因此本实施例中将该共振消声结构设置在排气通道处。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种共振消声结构，其特征在于，所述共振消声结构设置在压缩机的排气通道处，所述共振消声结构包括：

顺次连通的连通通道(10)、共振腔(20)以及延展腔(30)，所述连通通道(10)的一端与所述共振腔(20)连通，所述连通通道(10)的另一端用于与主腔室(50)连通；

吸声材料，填充在所述延展腔(30)内；

所述延展腔(30)包裹在所述共振腔(20)的外侧和/或沿所述共振腔(20)的深度方向设置。

2.根据权利要求1所述的共振消声结构，其特征在于，所述延展腔(30)的深度大于或等于所述共振腔(20)的深度。

3.根据权利要求1所述的共振消声结构，其特征在于，所述延展腔(30)的当量直径与所述共振腔(20)的直径的比值在1.5至3之间。

4.根据权利要求1所述的共振消声结构，其特征在于，所述延展腔(30)的体积大于或等于所述共振腔(20)的体积的两倍。

5.根据权利要求1所述的共振消声结构，其特征在于，所述吸声材料在所述延展腔(30)内的密度在80至120Kg/m³的范围内。

6.根据权利要求1所述的共振消声结构，其特征在于，所述共振腔(20)和所述延展腔(30)的横截面均为圆形，所述共振腔(20)位于所述延展腔(30)内，所述延展腔(30)的圆心和所述共振腔(20)的圆心均位于所述连通通道(10)的轴线上。

7.根据权利要求6所述的共振消声结构，其特征在于，所述延展腔(30)的轮廓形成的圆形结构与所述共振腔(20)的轮廓形成的圆形结构为内切，且切点位于所述共振腔(20)与所述连通通道(10)的连通处。

8.根据权利要求6所述的共振消声结构，其特征在于，所述延展腔(30)沿所述共振腔(20)的深度方向设置，且位于所述共振腔(20)的下方。

9.根据权利要求1所述的共振消声结构，其特征在于，所述延展腔(30)包括相互连通的第一延展部和第二延展部，所述第一延展部包裹在所述共振腔(20)的外侧，所述第二延展部沿所述共振腔(20)的深度方向设置且位于所述共振腔(20)的下方。

10.根据权利要求9所述的共振消声结构，其特征在于，所述共振腔(20)在深度方向的投影位于所述第二延展部内，且所述共振腔(20)沿深度方向的一端伸入所述第二延展部内。

11.根据权利要求1所述的共振消声结构，其特征在于，所述延展腔(30)包括顺次连通的第三延展部、第四延展部以及第五延展部，所述第三延展部和所述第五延展部的截面形状为半圆形，所述第四延展部的截面形状为矩形，所述共振腔(20)位于所述第三延展部和所述第四延展部内，所述第三延展部的圆心和所述共振腔(20)的圆心均位于所述连通通道(10)的轴线上。

12.根据权利要求1所述的共振消声结构，其特征在于，所述连通通道(10)的与连通所述共振腔(20)相对的另一端朝远离所述共振腔(20)的方向尺寸逐渐扩大。

13.一种压缩机，其特征在于，所述压缩机包括权利要求1至12中任一项所述的共振消声结构。

14.根据权利要求13所述的压缩机，其特征在于，所述压缩机还包括气缸(40)，所述气缸(40)内具有主腔室(50)，所述共振消声结构设置在所述气缸上，所述共振消声结构的连通通道(10)的一端与所述主腔室(50)连通，所述连通通道(10)的另一端与所述共振消声结构的共振腔(20)连通。