專利名稱：用于制冷壓縮機的聲學(xué)消聲器中的諧振器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及設(shè)置在聲學(xué)過濾器或消聲器中的諧振器裝置，就是說 例如安裝在制冷壓縮機，特別是用在小型制冷系統(tǒng)的制冷壓縮機的氣 體吸入和/或排出線路中的聲學(xué)過濾器或消聲器。
背景技術(shù)：
聲學(xué)消聲器廣泛應(yīng)用于衰減氣體線路中傳輸?shù)脑肼?，它們特并?yīng) 用在壓縮機中，衰減所述下所及吸入和排出閥打開所產(chǎn)生的壓力過渡
過程。在這冷系統(tǒng)中，這些壓力過渡過程以不同方式產(chǎn)生噪聲由于 激發(fā)殼體諧振而產(chǎn)生壓縮機的聲波輻射，通常從2.5kHz到10kHz;由 于激勵空腔而產(chǎn)生聲波輻射，通常從300Hz到lkHz;和由于激勵制 冷系統(tǒng)的部件而產(chǎn)生壓縮機所耦接的制冷系統(tǒng)的制冷裝置的聲波輻 射，主要來源于小于2kHz的低頻脈沖。
吸入聲學(xué)消聲器具有若干功能，對于壓縮機的良好操作具有重要 作用，諸如氣體導(dǎo)向，衰減吸入導(dǎo)致的脈沖所產(chǎn)生的噪聲，將吸入 缸體內(nèi)部的制冷氣體熱絕緣；和控制吸入閥動特性。吸入聲學(xué)消聲器 對于壓縮機的能量小于具有重要影響，原因在于氣體熱絕緣、載荷損 失以及閥操作耦合。
除了吸入聲學(xué)消聲器之外，制冷系統(tǒng)的壓縮機還可以在其排出部 設(shè)置聲學(xué)衰減系統(tǒng)，通常表現(xiàn)為設(shè)置在壓縮機氣體排出線路中的聲學(xué) 消聲器，并且該氣體排出線路將缸體內(nèi)部壓縮的氣體導(dǎo)向通常關(guān)聯(lián)有 壓縮才幾的制冷系統(tǒng)。
目前所用的聲學(xué)消聲器基本上是阻抗性消聲器和反應(yīng)性消聲器的 組合，由一系列空腔(通常一個、兩個或三個串聯(lián)的空腔，也稱為膨 脹室)構(gòu)成，由氣體導(dǎo)管互聯(lián)，該氣體導(dǎo)管將來自吸入線路的制冷氣體直接導(dǎo)向吸入閥，所述氣體導(dǎo)管一般在其兩端敞開，用作制冷氣體
的通路。聲學(xué)消聲器由氣體導(dǎo)管和空腔(圖2、 3和13)形成，空腔通常由實體材料(塑料或金屬)制成。
氣體移動產(chǎn)生脈沖，產(chǎn)生的噪聲傳統(tǒng)方向與氣體向吸入閥移動的方向相反(圖2)。所述脈沖越小，則吸入聲學(xué)消聲器在其聲學(xué)出口處的效果越好，氣體通過該聲學(xué)出口進入聲學(xué)消聲器內(nèi)部。
消聲器對于壓縮機性能的影響非常重要，并且吸入消聲器的內(nèi)部體積和氣體導(dǎo)管長度在很大程度上影響壓縮機的效率。
相關(guān)文獻在聲學(xué)消聲器的例子和應(yīng)用方面具有豐富的內(nèi)容(Hansen, H. "Engineering Noise Control", 2003， Spon Press; Lyon, R.H.， "Machinery Noise and Diagnostics", 1987， Butterworth Publishers;Munjal， M. L. " Acoustics of Ducts and Mufflers", 1987, New YorkWiley-Interscience; Hamilton, J. F. "Measurement and Control ofCompressor Noise", 1988， Office of Publications, Purdue University,West Lafayette )。
雖然使用廣泛，但是已知的空腔-管筒型吸入聲學(xué)消聲器的缺陷在于，在這些管筒和空腔的典型聲學(xué)模式下產(chǎn)生噪聲尖峰。
這種聲學(xué)消聲器對低頻(400Hz到800Hz)有顯著的衰減效果。但是，在高頻時，它們管筒和空腔元件的聲學(xué)諧振而喪失性能，在壓縮機中產(chǎn)生更多的噪聲。這種特性在單一空腔聲學(xué)消聲器中尤為突出。一般來說，通過增大空間或減小管筒直徑可以提升聲學(xué)性能，但并不總是可行。
現(xiàn)在已經(jīng)應(yīng)用了 Helmholtz諧振器，其有一條管筒和一個空腔構(gòu)成，雖然能衰減它們被調(diào)諧的頻率，但是直徑較大，并且增加了聲學(xué)消聲器的制造復(fù)雜性。由于尺寸較大，無法使用多個Helmholtz諧振器的布置，并且其應(yīng)用限于衰減數(shù)量較少的頻率。
一種利用聲學(xué)消聲器衰減氣體通過而導(dǎo)致的噪聲的已知技術(shù)是耗散技術(shù)，該技術(shù)使用纖維材料構(gòu)造聲學(xué)消聲器，以耗散能量。還已知存在反應(yīng)技術(shù)，其中在聲波傳播過程中，在給定頻率下產(chǎn)生阻抗差異。但是，帶有諧振反應(yīng)衰減特征的已知聲學(xué)消聲器的構(gòu)造存在點缺 陷在于，僅對某一頻率起作用，或者僅在主頻率周圍的狹窄頻帶上起 作用。此外，作為壓縮機和聲學(xué)消聲器之間構(gòu)造差異的函數(shù)，在預(yù)期 頻率激活后者并不總是相同，并且在希望衰減的頻率值上下可能發(fā)生
約100Hz的誤差。
已知存在反應(yīng)式的聲學(xué)消聲器結(jié)構(gòu)，包括多個沿著聲學(xué)消聲器管 筒部分延伸部設(shè)置的諧振器(JP11093637A2 )，特別是諧振器裝置地 從各管筒部分徑向凸起。
圖4示出了現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)中的諧振器裝置，其中未示出的聲學(xué) 消聲器氣體導(dǎo)管包括多個沿著各氣體導(dǎo)管縱向延伸部分布的諧振導(dǎo) 管，這些導(dǎo)管從其徑向凸起。
雖然這種方案能使流經(jīng)各聲學(xué)消聲器的氣體所產(chǎn)生的噪聲減至最 小，但是其不能應(yīng)用于小型制冷壓縮機的聲學(xué)消聲器，因為該諧振器 的尺寸較大，且它們在該聲學(xué)小整齊的衰減室內(nèi)部占據(jù)的空間較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標(biāo)是提供為制冷壓縮機提供一種聲學(xué)消聲器的諧振器 裝置，該諧振器裝置可以應(yīng)用到小型壓縮機中，在各聲學(xué)消聲器中帶 來有效的寬頻帶衰減效果。
進一步的目的是提供一種如上所述的管筒型諧振器裝置，其不需 要改動吸入消聲器的尺寸。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種如上所述的裝置，允許減小諧振 器的尺寸，允許在每個諧振導(dǎo)管中設(shè)置更多諧振器。
本發(fā)明另一個目的是提供一種如上所述的裝置，使得壓縮機的負 載損失最小，對于缸體內(nèi)部吸入氣體和壓縮氣體導(dǎo)致的高頻和低頻脈 沖具有更好的噪聲衰減效果。
本發(fā)明更為具體的目的是提供一種如上所述的諧振器裝置，使得 所述消聲器所關(guān)聯(lián)的壓縮機電機效率更高、功率更大。
本發(fā)明的這些目的以及其他目的通過為安裝在氣密殼體內(nèi)部的制
7冷壓縮機提供一種位于聲學(xué)消聲器內(nèi)的諧振器裝置來實現(xiàn)，所述聲學(xué) 消聲器包括中空主體，該主體限定至少一個承載氣體入口導(dǎo)管和氣體 出口導(dǎo)管的衰減室，所述入口導(dǎo)管具有位于該衰減室外部的入口開口 和位于該衰減室內(nèi)部的出口開口，而所述出口導(dǎo)管具有位于該衰減室 內(nèi)部的入口開口和位于該衰減室外部的出口開口 ，每條所述氣體導(dǎo)管 具有各自長度和各自壁厚，氣體入口導(dǎo)管和氣體出口導(dǎo)管至少其中之 一沿著其至少 一部分長度各自承載多個諧振導(dǎo)管，每條諧振導(dǎo)管具有 朝向相應(yīng)氣體導(dǎo)管內(nèi)部敞開的第一端和與所述第一端相對并與其隔開 的第二端，每條所述諧振導(dǎo)管的尺寸具有確定的長度和確定的直徑，
該長度和直徑經(jīng)過計算，從而在確定的頻帶內(nèi)為該聲學(xué)消聲器限定一 定的反應(yīng)阻抗和一定的耗散阻抗。


根據(jù)以本發(fā)明一種實施方式為例子給出的附圖，以下將說明本發(fā)
明，其中
圖1示意性并局部地示出了帶有聲學(xué)消聲器的壓縮機的縱向截面 圖，該聲學(xué)消聲器特別設(shè)置在所述制冷壓縮機的吸入線路中；
圖2示意性地示出了壓縮機的吸入線路，以實線表示氣流方向， 以虛線表示噪聲傳播方向；
圖3示意性地示出了圖1所示聲學(xué)消聲器結(jié)構(gòu)的分解透視圖4示意性地示出了聲學(xué)消聲器氣體導(dǎo)管結(jié)構(gòu)的透視圖，表示傳 統(tǒng)諧振器裝置；
圖5和5a分別示意性地示出了具有本發(fā)明諧振器裝置的氣體導(dǎo)管 的結(jié)構(gòu)，狀態(tài)為安裝到管狀套管中并與其隔開；
圖5b示意性地示出了圖5a所示氣體導(dǎo)管縱向截面圖6、 6a和6b和圖5、 5a、 5b—樣，示意性地示出了具有本發(fā) 明諧振器裝置的氣體導(dǎo)管的替代結(jié)構(gòu)的透視圖和縱向截面圖7、 7a、 7b和圖5、 5a、 5b—樣，示意性地示出了具有本發(fā)明 諧振器裝置的氣體導(dǎo)管變形結(jié)構(gòu)的透視圖和縱向截面圖；圖8、 8a、 8b和圖5、 5a、 5b—樣，示意性地示出了具有本發(fā)明 諧振器裝置的氣體導(dǎo)管另一種替代結(jié)構(gòu)的透視圖和縱向截面圖9、 9a、 9b分別示意性地示出了具有本發(fā)明諧振器裝置的氣體 導(dǎo)管另一種結(jié)構(gòu)的透視圖、縱向截面圖和穿過圖9a的IX-IX線的截面 圖10、 10a、 10b和圖9、 9a、 9b—樣，示意性地示出了具有本 發(fā)明諧振器裝置的氣體導(dǎo)管變形結(jié)構(gòu)的透視圖、縱向截面圖和穿過圖 10a的X-X線的截面圖11示意性地示出了具有本發(fā)明不同諧振器結(jié)構(gòu)的聲學(xué)消聲器 的截面圖12示意性地示出了以現(xiàn)有技術(shù)的聲學(xué)消聲器結(jié)構(gòu)(虛線)和本 發(fā)明4中不同諧振器裝置所產(chǎn)生的衰減曲線，每個所述裝置包含確定 量的諧振器(實線)；和
圖13示意性地示出了圖12的曲線，但是示出了以現(xiàn)有技術(shù)的聲 學(xué)消聲器機構(gòu)(虛線)和包含4個諧振器的本發(fā)明諧振器裝置所產(chǎn)生 的衰減曲線。
具體實施例方式
本發(fā)明將針對安裝在小型制冷設(shè)備的那種制冷壓縮機中的聲學(xué)消 聲器進行說明，該聲學(xué)消聲器在密封殼體l內(nèi)包括馬達-壓縮機組件， 該組件具有缸體模塊2，其中限定缸體3，缸體一端設(shè)置活塞4，在相 對的一端由缸蓋5閉合，缸蓋在其中限定排出室(未示出)，以通過吸 入端口 7a和排出端口 7b而有選擇地與限定在缸體3內(nèi)部位于活塞4 頂部和閥板7之間的壓縮室流體連通，該閥板設(shè)置在缸體3相對端部 和缸蓋5之間，吸入端口 7a和排出端口 7b設(shè)置在閥板7上，且有選 擇地分別^皮吸入閥8a和排出閥8b閉合。
如圖所示，有壓縮機抽取并來自耦接在壓縮機上的制冷系統(tǒng)吸入 線路9的氣體，通過吸入聲學(xué)消聲器到達殼體1內(nèi)部，該消聲器通常 設(shè)置在所述殼體l內(nèi)部并與閥板7的吸入端口 7a保持流體連通。
9應(yīng)用本發(fā)明的方案的聲學(xué)消聲器將在此稱為吸入聲學(xué)消聲器，諸
如在圖3中示出，包括中空主體IO,該主體通常以低導(dǎo)熱性材料制成， 例如塑料，具有基礎(chǔ)部分11，該基礎(chǔ)部分由頂蓋12氣密閉合并借助 適當(dāng)裝置諸如膠粘劑、夾具、凸起、干涉配合或周邊帶保持就位，這 些裝置未示出。
根據(jù)附圖，中空主體IO對于基本上彼此匹配的基礎(chǔ)部分11和頂 蓋12的每個部分具有確定的壁厚，所述中空主體IO在內(nèi)部限定至少 一個衰減室13 (圖2和圖11)，該衰減室承載氣體入口導(dǎo)管20，該 入口導(dǎo)管20具有位于衰減室13外側(cè)的入口開口 21和誒與衰減室13 內(nèi)部的出口開口22;和氣體出口導(dǎo)管30，該出口導(dǎo)管30具有位于衰 減室13內(nèi)側(cè)的入口開口 31和位于衰減室13外側(cè)的出口開口 32。
在圖l所示構(gòu)造中，吸入聲學(xué)消聲器存在氣體入口導(dǎo)管20，該氣 體入口導(dǎo)管使其入口開口 21與壓縮機氣體供應(yīng)部流體連通并連接到 壓縮機所耦接的制冷系統(tǒng)的吸入線路；并且使其出口開口 22與壓縮機 吸入側(cè)流體連通，例如直接連接到壓縮機閥板7的吸入端口 7a。每條 氣體導(dǎo)管20、 30具有各自的長度以及各自的壁厚。
圖4示出了現(xiàn)有技術(shù)的諧振器裝置的構(gòu)造，其中氣體導(dǎo)管20、 30 包括多個諧振導(dǎo)管25、 35,這些諧振導(dǎo)管沿著給氣體導(dǎo)管20、 30的 長度分布，從其徑向凸起，每條所述諧振導(dǎo)管35、 35具有預(yù)定長度和 壁厚。在這種構(gòu)造中，每條諧振導(dǎo)管25、 35存在朝向個氣體導(dǎo)管20、 30內(nèi)部敞開的第一端25a、 35a和相對著所述第一端25a、 35a并與其 徑向隔開笫第二端25b、 35b。這種構(gòu)造存在的缺陷在上文中已經(jīng)敘述 過。
根據(jù)本發(fā)明，氣體入口導(dǎo)管20和氣體出口導(dǎo)管30中的至少一條 承載沿著其長度的至少一部分延伸的相應(yīng)多條的諧振導(dǎo)管40，該諧振 導(dǎo)管40例如為管型，每條所述諧振導(dǎo)管40存在向各氣體導(dǎo)管20內(nèi)部 敞開的第一端41和與該第一端相對并與其隔開的第二端42，每條所 述諧振導(dǎo)管40尺寸設(shè)定為具有預(yù)定長度和預(yù)定直徑，所述預(yù)定長度和 直徑經(jīng)過計算，為聲學(xué)消聲器在確定的頻帶內(nèi)限定一定的反應(yīng)阻抗和一定的耗散阻抗。
在本發(fā)明的一種實施方式中，諧振導(dǎo)管40存在至少一個由直徑和 長度限定的參數(shù)具有相同的值。
諧振導(dǎo)管40的尺寸可以相等或不同，取決于預(yù)期的衰減效果。因 此，如果希望拓寬衰減頻帶，則所述尺寸不等，相區(qū)別，或者僅略微 不同。如果希望在確定的更窄的頻帶內(nèi)衰減效果更大，則諧振導(dǎo)管40 應(yīng)該具有相同的尺寸。
在本發(fā)明的方案中，諧振導(dǎo)管40位于個氣體導(dǎo)管20、 30的區(qū)域 內(nèi)，承受聲學(xué)壓力，這種聲學(xué)壓力會產(chǎn)生需要衰減的噪聲。在本發(fā)明 的一種實施方式中，諧振導(dǎo)管40根據(jù)各氣體導(dǎo)管20、 30的相同橫截 面定位，所述橫截面切割所述氣體導(dǎo)管20、30中聲學(xué)壓力最大的區(qū)域。
本發(fā)明在形成聲學(xué)消聲器的元件(諸如氣體導(dǎo)管、分隔元件或圖 3中所示聲學(xué)消聲器的中空主體10的體積)中采用 一組1/4和1/2波 長的聲學(xué)諧振器。諧振導(dǎo)管40位于氣體導(dǎo)管的壁上和/或位于聲學(xué)消 聲器中空主體10的內(nèi)部，以便阻止或衰減聲波傳播，借助粘滯效應(yīng)反 射或耗散它們，而不會增加氣流路徑上的載荷損失。
根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，承載多條氣體導(dǎo)管40的氣體導(dǎo)管 20、 30使其至少一部分所述諧振導(dǎo)管40的第一端41沿著各氣體導(dǎo)管 20、 30延伸方向彼此縱向隔開，隔開距離為需要衰減的頻帶的函數(shù)， 所述距離例如沿著各氣體導(dǎo)管20、 30的延伸方向保持不變。
根據(jù)本發(fā)明，位于中空主體IO內(nèi)部的第二端42可以根據(jù)中空主 體IO內(nèi)部的可用空間而打開或閉合，當(dāng)所述空間較大時，打開，因為 第二端42需要更大的空間打開。在諧振導(dǎo)管40第二端42設(shè)置在中空 主體10外部的氣體導(dǎo)管部分的構(gòu)造中，所述第二端42必須閉合。
在本發(fā)明的一種實施方式中，至少一部分諧振導(dǎo)管40的第二端閉合。
在應(yīng)用于氣體導(dǎo)管20、 30時，諧振導(dǎo)管40改變局部阻抗，反射 部分聲學(xué)能量。當(dāng)應(yīng)用于最大模型壓力區(qū)域時，這些諧振導(dǎo)管40操作， 從主系統(tǒng)中帶走(耗散)能量，減少諧振效應(yīng)。 一般來說，諧振導(dǎo)管40增大聲學(xué)消聲器在其調(diào)諧頻帶中的聲學(xué)衰減效果。
在本發(fā)明的一種實施方式中，諧振導(dǎo)管40可以與應(yīng)用該諧振導(dǎo)管 的聲學(xué)消聲器的部件結(jié)合注射在一起，或者制作成兩件部件，正如以
下參照圖5-9所述。
當(dāng)應(yīng)用于聲學(xué)消聲器主體時，所述諧振導(dǎo)管40可以為直線型或者 可以不是這樣，它們?nèi)勘舜似叫谢蛘咭部梢悦拷M諧振導(dǎo)管彼此平行， 例如表現(xiàn)為開設(shè)小凹槽的板件形式，以接頭、膠粘劑或任何其他適當(dāng) 的固定裝置固緊，或者也可以局部或整體設(shè)置在中空主體10的壁厚 中，例如設(shè)置在中空主體10擠出部分10的壁厚中，正如圖ll所示。 在諧振導(dǎo)管40局部限定在中空主體10基礎(chǔ)部分11壁厚中的這種變形 構(gòu)造中，所述諧振導(dǎo)管40使其至少一部分長度沿著中空主體10基礎(chǔ) 部分的內(nèi)表面形成，通過靠近中空主體IO基礎(chǔ)部分11內(nèi)表面設(shè)置閉 合元件諸如板件來完成每條諧振導(dǎo)管40。在諧振導(dǎo)管40全部形成在 中空主體10壁厚中的情況下，例如形成在中空主體10基礎(chǔ)部分11 的壁厚中，則例如通過設(shè)置限定在所述中空主體10上的孔，每條諧振 導(dǎo)管40使其至少各第一端41向著中空主體10其中一個艙室內(nèi)部敞 開。
諧振導(dǎo)管40的長度經(jīng)過計算，考慮希望衰減的頻率或頻帶，所述 諧振導(dǎo)管40根據(jù)下述關(guān)系沿著所述頻帶分布，諧振導(dǎo)管40長度之間 的差異取決于頻帶寬度以及所需的衰減效果。
Li = (C/4 + (8/3丌)a
(諧振導(dǎo)管40—端(第一端)敞開而另一端閉合)
Li = (C/2 . fj) + (16/3丌)a
(諧振導(dǎo)管40端部敞開)
其中Li為i-esimal諧振導(dǎo)管40的長度
fi為希望衰減的i-esimal頻率
C為氣體中的聲速
a諧振導(dǎo)管40的半徑 本發(fā)明的諧振器裝置采用了一組諧振導(dǎo)管40，每條諧振導(dǎo)管調(diào)諧到普通的頻率，但是非常靠近另一條諧振導(dǎo)管40的頻率，以便于以所 述諧振導(dǎo)管40產(chǎn)生寬頻帶。
根據(jù)本發(fā)明的 一種實施方式，諧振導(dǎo)管40至少局部由各氣體導(dǎo)管 20、 30相鄰的表面部分承載，例如固緊到所述相鄰表面部分或這沿著 該相鄰表面部分形成，諸如設(shè)置在各氣體導(dǎo)管20、 30的加大壁部24、 34上的凹槽23、 33,在所述凹槽中設(shè)置所述諧振導(dǎo)管40。在一種未 示出的構(gòu)造形式中，諧振導(dǎo)管40借助適當(dāng)裝置附加在相鄰的氣體導(dǎo)管 20、 30中。
從圖5b、 7b、 9a和10a所示的構(gòu)造形式中可以看出，諧振導(dǎo)管 40使其至少部分長度直接形成在各氣體導(dǎo)管20、 30的壁厚中，以使 每條諧振導(dǎo)管40第一端41通過設(shè)置在所述氣體導(dǎo)管20、 30上的孔 26、 36各氣體導(dǎo)管20、 30內(nèi)部敞開。
在本發(fā)明的這些實施方式中，諧振導(dǎo)管40使其至少部分長度由兩 部件互補限定 一部件限定在氣體導(dǎo)管20、 30的主體中，而另一部件 由管狀套管50限定，該套管由氣體導(dǎo)管20、 30承載，位于后者內(nèi)部 或外部并限定諧振導(dǎo)管40的一部分，所述管狀套管50具有壁厚和面 對氣體導(dǎo)管20、 30相鄰表面的表面，諧振導(dǎo)管40橫截面局部限定在 管狀套管50和氣體導(dǎo)管20、 30相鄰的、面對面的表面上。
在氣體導(dǎo)管20、 30承載管狀套管50的變形構(gòu)造中，諧振導(dǎo)管40 至少一部分，例如限定在管狀套管50和氣體導(dǎo)管40的部件的面對的 表面之間的部分，分隔所述部件。在圖5-8和IO所示的變形構(gòu)造中， 至少一條導(dǎo)管20、 30承載管狀套管50，該管狀套管在其壁厚中具有 至少一部分諧振導(dǎo)管40,所述諧振導(dǎo)管40的互補部分限定其截面的 剩余部分，由氣體導(dǎo)管20、 30和管狀套管50的所述部件的另一部分 形成。
在所示變形構(gòu)造中，管狀套管50包圍設(shè)置諧振導(dǎo)管40的氣體導(dǎo) 管20、 30至少一部分縱向延伸部，正如前面所述，每條諧振導(dǎo)管40 使其部分橫截面限定在氣體導(dǎo)管20、 30和管狀套管50相鄰的面對的 表面其中之一上。
13在其中一種構(gòu)造中，每條所述諧振導(dǎo)管40沿著氣體入口導(dǎo)管20、 氣體出口導(dǎo)管30和管狀套管50的各部件以螺旋方式延伸，正如圖5 和6所示，或者設(shè)置成平行于管狀套管50和氣體導(dǎo)管20、 30相應(yīng)部 件的軸線的直線布置，如圖7-10所示。
對于這些構(gòu)造來說，每條諧振導(dǎo)管40包括凹部23、 33、 53，該 凹部限定在氣體導(dǎo)管20、 30和管狀套管50至少其中之一的延伸部件 上，攜帶至少一部分所述諧振導(dǎo)管40。
圖5-7和9示出了本發(fā)明的構(gòu)造形式，其中每條諧振導(dǎo)管40寶庫 偶沿著各氣體導(dǎo)管20、 30外側(cè)向表面延伸的凹部23、 33，而在圖8 中，每條諧振導(dǎo)管40由沿著管狀套管50內(nèi)表面設(shè)置的凹部53限定， 在所述管狀套管50安裝之后，面向氣體導(dǎo)管20、 30外側(cè)向表面，從 而限定多條諧振導(dǎo)管40。
可以看出，在圖9-9b的構(gòu)造中，氣體導(dǎo)管20、 30和管狀套管50 的每個部件設(shè)置由各凹部23、 33、 53，這些凹部限定諧振導(dǎo)管40橫 截面輪廓的一部分。
根據(jù)附圖中所示內(nèi)容，每條諧振導(dǎo)管40的第二端42閉合，且第 一端向氣體導(dǎo)管20、 30內(nèi)部敞開，其中通過各徑向通孔26、 36限定 了所述凹部23、 43，所述通孔將所述氣體導(dǎo)管20、 30內(nèi)部與各諧振 導(dǎo)管40內(nèi)部連通。每個徑向孔26、 36與各第一端41對準，以便保持 與其直接流體連通。但是，雖然未示出，應(yīng)該理解，本發(fā)明的構(gòu)思還 考慮了諧振導(dǎo)管40第二端42敞開的結(jié)構(gòu)。
在圖6所示的另一種構(gòu)造中，每條諧振導(dǎo)管40第一端41向各氣 體導(dǎo)管20、 30面向聲學(xué)消聲器主體內(nèi)部的端部敞開。
在本發(fā)明的另一種實施方式中，諧振導(dǎo)管40總體沿著氣體導(dǎo)管 20、 30壁厚設(shè)置。在所示方案中，諧振導(dǎo)管40設(shè)置在各氣體導(dǎo)管加 大部分24、 34的壁厚中。
雖然僅示出了諧振導(dǎo)管40占據(jù)各氣體導(dǎo)管20、 30縱向延伸部一 部分的構(gòu)造，但是應(yīng)該理解，文中所述構(gòu)思并不限于所示例子。每條 諧振導(dǎo)管40可以占據(jù)各氣體導(dǎo)管20、 30的整個縱向延伸部，該延伸部限定為需要衰減的頻率的函數(shù)，并且從上述方程中得到。
本發(fā)明的一項優(yōu)勢在于，增大了聲學(xué)消聲器在效率降低的離散頻 率或頻帶中的衰減效果，而無論這種效率降低是源于結(jié)構(gòu)形式、氣體
導(dǎo)管20、 30較大的直徑或體積不足，還是源于不希望的諧振。
由于諧振導(dǎo)管40為管狀，并沿著氣體導(dǎo)管20、 30和管狀套管50 (其端部全部敞開或者第一端敞開而第二端閉合)各部件的延伸部限 定，所述諧振導(dǎo)管40占據(jù)更小的空間，允許每條氣體導(dǎo)管20、 30使 用更大量的諧振導(dǎo)管。這種特征允許每條氣體導(dǎo)管20、 30使用長度不 同的多條諧振導(dǎo)管40，使得能衰減若干頻率或更寬的頻帶，在使用傳 統(tǒng)Helmholtz諧振器的時候，這是不可能的。
螺旋形諧振導(dǎo)管40允許在較短的氣體導(dǎo)管20、 30中衰減較低的 頻率，利用現(xiàn)有技術(shù)中已知的衰減元件無法實現(xiàn)這種效果。
另一項巨大優(yōu)勢是對于制造誤差和操作溫度變化敏感性低。利用 本發(fā)明的諧振導(dǎo)管40布置，不需要精確調(diào)諧，由于諧振導(dǎo)管40長度 不同，導(dǎo)致促動頻率重疊。重疊因數(shù)取決于諧振導(dǎo)管40之間的長度差 異和直徑差異。
上述技術(shù)允許增大聲學(xué)消聲器在任何頻帶的衰減效果，能簡化所 述消聲器的幾何形狀，通過增大諧振導(dǎo)管的直徑來提高效率，并使用 單體積或衰減室的聲學(xué)消聲器。
每條諧振導(dǎo)管40的直徑以及各自的橫截面的形狀可以根據(jù)制造 過程、所需的衰減效果和尺寸選擇。直徑限定成高達2mm或更大， 在總耗散性(更大直徑)直到總反應(yīng)性(直徑高達2mm )之間限定諧 振導(dǎo)管的衰減行為。
根據(jù)圖12和13所示，在利用了本發(fā)明諧振器裝置的聲學(xué)消聲器 的響應(yīng)中，所獲得的噪聲衰減效果可以從約5dB到約20dB。圖12示 出了具有1至4個諧振器的聲學(xué)消聲器獲得噪聲衰減曲線，而圖13 相對于現(xiàn)有技術(shù)中不采用諧振器的噪聲衰減曲線，僅示出了圖13的曲 線代表的結(jié)果并利用4個諧振器的布置來實現(xiàn)。
其他優(yōu)勢在于消聲器幾何結(jié)構(gòu)簡化；提高了壓縮機的能量效率；
15和減小了消聲器尺寸。
本發(fā)明的具體特征在附圖中示出僅為了方便說明，根據(jù)本發(fā)明， 每個特征可以與其他特征相結(jié)合。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，替代實 施方式應(yīng)當(dāng)認為是可行的，并且應(yīng)當(dāng)包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。因此， 上述說明內(nèi)容應(yīng)當(dāng)理解為說明而非限制本發(fā)明的范圍。所有明顯的變 化和改動落入由附帶的權(quán)利要求書所限定的專利保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種聲學(xué)消聲器中的諧振器裝置，用于安裝在氣密殼體(1)內(nèi)部中的制冷壓縮機，所述聲學(xué)消聲器包括中空主體(10)，該主體限定至少一個承載氣體入口導(dǎo)管(20)和氣體出口導(dǎo)管(30)的衰減室(13)，所述入口導(dǎo)管具有位于該衰減室(13、14)外部的入口開口(21)和位于該衰減室(13)內(nèi)部的出口開口(22)，而所述出口導(dǎo)管具有位于該衰減室(13)內(nèi)部的入口開口(31)和位于該衰減室(13)外部的出口開口(32)，每條所述氣體導(dǎo)管(20、30)具有相應(yīng)長度和相應(yīng)壁厚，其特征在于，所述氣體入口導(dǎo)管(20)和氣體出口導(dǎo)管(30)至少其中之一沿著其至少一部分長度承載相應(yīng)的多條諧振導(dǎo)管(40)，每條諧振導(dǎo)管(40)具有朝向相應(yīng)氣體導(dǎo)管(20、30)內(nèi)部敞開的第一端(41)和與所述第一端(41)相對并與其隔開的第二端(42)，每條所述諧振導(dǎo)管(40)的尺寸具有確定的長度和確定的直徑，該長度和直徑經(jīng)過計算，從而在確定的頻帶內(nèi)為該聲學(xué)消聲器限定一定的反應(yīng)阻抗和一定的耗散阻抗。
2. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，每條所述諧振導(dǎo)管(40) 至少局部由相應(yīng)氣體導(dǎo)管(20、 30)的相鄰表面部分承載。
3. 如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，每條諧振導(dǎo)管(40) 的至少一部分長度形成在相應(yīng)氣體導(dǎo)管(20、 30)的所述壁厚中。
4. 如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述氣體導(dǎo)管(20、 30)沿著其延伸部的至少一部分承載具有壁厚的管狀套管(30)，所述 諧振導(dǎo)管(40)至少一部分形成在所述管狀套管(50)的壁厚中。
5. 如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述管狀套管(50) 相對于相應(yīng)氣體導(dǎo)管(20、 30)占據(jù)內(nèi)部位置和外部位置其中之一。
6. 如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述氣體導(dǎo)管(20、 30)沿著其延伸部至少一部分承載管狀套管(50)，該管狀套管具有壁 厚和面對所述氣體導(dǎo)管(20、 30)相鄰表面的表面，所述諧振導(dǎo)管(40)至少一部分長度限定在所述管狀導(dǎo)管(50)和所述氣體導(dǎo)管(20、 30) 的所述各面對的表面之間。
7. 如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述諧振導(dǎo)管(40) 的橫截面局部限定在管狀導(dǎo)管(50)和氣體導(dǎo)管(20、 30)相鄰的面 對表面中的每一個表面上。
8. 如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，每條所述諧振導(dǎo)管(40) 由凹部(23、 33、 53)所限定，所述凹部產(chǎn)生在所述管狀套管(50) 的所述面對的表面和所述氣體導(dǎo)管(20、 30)的延伸部中的至少之一 上。
9. 如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述管狀套管(50) 相對于相應(yīng)氣體導(dǎo)管(20、 30)占據(jù)內(nèi)部位置和外部位置其中之一。
10. 如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述諧振導(dǎo)管(40) 為直線型，平行于所述氣體導(dǎo)管(20、 30)的軸線。
11. 如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述諧振導(dǎo)管(40) 設(shè)置成螺旋形布置。
12. 如權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，所述諧振導(dǎo)管(40) 至少一部分使其相應(yīng)第一端(41)位于相應(yīng)氣體導(dǎo)管(20、 30)承受 聲學(xué)壓力的區(qū)域中，該聲學(xué)壓力導(dǎo)致需要衰減的噪聲。
13. 如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述諧振導(dǎo)管(40) 至少一部分使其各第一端(41)朝向所述中空主體(10)內(nèi)部敞開。
14. 如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述諧振導(dǎo)管(40) 的至少一部分使其相應(yīng)第一端(41)通過設(shè)置在所述氣體導(dǎo)管(20、 30)中并與所述第一端(41)流體連通的相應(yīng)徑向孔(26、 36)朝向 設(shè)置所述諧振導(dǎo)管的氣體導(dǎo)管(20、 30)的內(nèi)部敞開。
15. 如權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，所述諧振導(dǎo)管(40) 的第一端(41)根據(jù)相應(yīng)氣體導(dǎo)管(20、 30)的相同橫截面定位，所 述橫截面切割所述氣體導(dǎo)管(20、 30)中的最大聲學(xué)壓力區(qū)域。
16. 如權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，每條所述諧振導(dǎo)管 (40)的第二端(42)閉合。
17. 如權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，每條所述諧振導(dǎo)管 (40)的第二端(42)敞開。
18. 如權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，至少一部分所述諧 振導(dǎo)管(40)的第一端(41)彼此縱向隔開，隔開的距離限定為需要 衰減的頻帶的函數(shù)。
19. 如權(quán)利要求18所述的裝置，其特征在于，所述諧振導(dǎo)管(40) 的第一端之間的縱向間隔恒定。
20. 如權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，所述諧振導(dǎo)管(40) 的至少一個由所述直徑和長度限定的參數(shù)具有相同的值。
21. 如權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，所述聲學(xué)消聲器的 中空主體(10)具有壁厚并且內(nèi)部承載至少一條諧振導(dǎo)管(40)，所述 諧振導(dǎo)管具有朝向相應(yīng)氣體導(dǎo)管(20、 30)內(nèi)部敞開的第一端(41) 和與所述第一端(41)相對并與其隔開的第二端(42)，每條所述諧振 導(dǎo)管(40)確定尺寸為具有確定的長度和確定的直徑，所述長度和直 徑經(jīng)過計算，從而在確定的頻帶內(nèi)為所述聲學(xué)消聲器限定一定的反應(yīng) 阻抗和一定的耗散阻抗。
22. 如權(quán)利要求21所述的裝置，其特征在于，每條所述諧振導(dǎo)管 (40)至少局部由所述中空主體(10)的相鄰表面部分承載。
23. 如權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于，每條所述諧振導(dǎo)管 (40)的至少一部分長度形成在所述中空主體(10)的所述壁厚中。
24. 如權(quán)利要求22所述的裝置，其特征在于，所述諧振導(dǎo)管(40) 為直線型。
全文摘要
一種用于制冷壓縮機的聲學(xué)消聲器中的諧振器裝置，該壓縮機具有殼體(1)，該殼體中安裝聲學(xué)消聲器，該聲學(xué)消聲器包括中空主體(10)，該主體限定至少一個承載氣體入口導(dǎo)管(20)和氣體出口導(dǎo)管(30)的衰減室(13)，每條氣體導(dǎo)管具有各自長度和各自壁厚，所述入口導(dǎo)管和所述氣體出口導(dǎo)管至少其中之一沿著其至少一部分長度各自承載多條諧振導(dǎo)管(40)，每條諧振導(dǎo)管(40)具有朝向各氣體導(dǎo)管(20、30)內(nèi)部敞開的第一端(41)和相對這所述第一端(41)并與其隔開的第二端(42)，每條所述諧振導(dǎo)管(40)的尺寸具有確定的長度和確定的直徑，該長度和直徑經(jīng)過計算，從而在確定的頻帶內(nèi)為該聲學(xué)消聲器限定一定的反應(yīng)阻抗和一定的耗散阻抗。
文檔編號F04B39/00GK101466949SQ200780021621
公開日2009年6月24日 申請日期2007年5月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月3日
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