带有消声器的压缩机 本发明涉及一种用于制冷机或类似设备中的压缩机,特别涉及一种具有多个排放消声器的压缩机,其中排放消声器用以降低在冷却剂排放期间所产生的压力波动。
通常,压缩机是一个装置,其应用于制冷机或类似设备的制冷循环中(其中冷却剂依次经历一个压缩过程,一个冷凝过程,一个膨胀过程和一个蒸发过程),并把低温和低压的冷却剂压缩成高温和高压的冷却剂。根据其工作时的运动,可以把这样的压缩机分为直线式压缩机和往复式压缩机。
传统的往复式压缩机包括一个密封壳体其构成压缩机的外壳,一个安装在密封壳体内用于产生动力的驱动单元,一个压缩单元,其利用驱动单元产生的动力吸入、压缩和排放冷却剂。
驱动单元安装在密封壳体内部的上端部分。驱动单元包括一个定子,一个转子,及一个在其下端部具有一个偏心部分的旋转轴。旋转轴被强制地插入转子的中心部分,由此同转子一起旋转。
压缩单元放置在密封壳体内部的下端部分。该压缩单元包括一个缸盖,其具有吸入室和排放室,用于导引冷却剂的吸入和排放,一个前端同缸盖装配并具有一个压缩室的缸体,一个在压缩室往复运动的活塞,及通过一个偏心轴同活塞相连的一个连杆,其用于将旋转运动转变为直线运动。
另外,在缸盖的正上方安装有一个吸入消声器,用于降低冷却剂流入时产生的噪声。一个冷却剂吸入导管同吸入消声器相连。在缸体下方地两个位置安装有两个同排放室连通的排放消声器用以降低高压冷却剂排放时产生的噪声。一个冷却剂排放导管同其中一个排放消声器相连。同冷却剂排放导管相连的排放消声器的结构是空间扩展型,而不与冷却剂排放导管相连的排放消声器的结构是亥姆霍兹共鸣器型。
当上述传统的往复式压缩机通电时,旋转轴同转子一起旋转,同偏心部分相连的活塞通过连杆在压缩室内往复运动。相应地,冷却剂通过吸入消声器和缸盖内的吸入室流进压缩室并被压缩。连续压缩的冷却剂被排放到缸盖内的排放室和排放消声器内。
通过活塞向底部死点的运动而被吸入的低压冷却剂通过活塞向顶部死点的运动被压缩,并且压缩的冷却剂被排放到缸盖内的排放室内。一部分压缩冷却剂传送到空间扩展型的排放消声器内而其余部分传送到亥姆霍兹共鸣器型排放消声器内,所以冷却剂的压力波动降低。这种情况下,由于活塞向其底部死点运动期间的压力差,亥姆霍兹共鸣器型消声器内的压缩冷却剂通过缸盖内的排放室进入空间扩展型的排放消声器,然后被排放到外界。
然而,在传统往复式压缩机中,由于亥姆霍兹共鸣器型消声器内的压缩冷却剂通过缸盖内的排放室进入空间扩展型的排放消声器,所以冷却剂再结合期间压力波动的峰值改变,因此引起的问题是会产生一个具有不同频带的噪声。
另外,应当考虑许多诸如会影响亥姆霍兹共鸣器型消声器自然频率的排放消声器的容积以及连接排放室和排放消声器的冷却剂通道的截面积和长度等因素以便降低缸盖排放室内产生的噪声,这样就使得对这些因素的调整很难实现。
相应地,本发明已考虑到现有技术领域存在的问题,本发明的目的就是提供一种带有消声器的压缩机,其能够相应地降低冷却剂的排放噪声,其中降低噪声是以这样的方式实现的,即通过将排放消声器彼此直接连通来实现冷却剂的再结合,在此期间通过相消干扰抵消排放消声器内由于压力波动产生的噪声。
为了实现上述目的,本发明提供一种压缩机,其包括:一个用于产生动力的驱动单元;一个压缩单元,其利用驱动单元传递的动力吸入、压缩和排放冷却剂的;至少一对排放消声器,其临时储存从压缩单元排放出的冷却剂;一个冷却剂排放导管,其同其中一个排放消声器连接以导引冷却剂向外界的排放;及一个将排放消声器彼此连通的连接导管,其用于消除在其中一个排放消声器内分开的冷却剂再结合时所产生的噪声。
连接导管最好是具有一定的长度以使排放消声器中的一个第一排放消声器内的第一噪声在传递到第二排放消声器之后在相位上与第二排放消声器内的第二噪声相反。
在这样的条件下,排放消声器内产生噪声的频带为350到600HZ,且噪声在冷却剂内传播的速度为161m/s,连接导管的长度范围最好是从13.4到23cm。
另外,本发明提供一种压缩机,其包括:一个用于产生动力的驱动单元;一个压缩单元,其利用驱动单元传递的动力吸入、压缩和排放冷却剂;至少一对排放消声器,其临时储存从压缩单元排放出的冷却剂;一个冷却剂排放导管,其同其中一个排放消声器连接以导引冷却剂向外界的排放;至少一对冷却剂通道,它们分别将压缩单元与每个排放消声器连接,冷却剂通道具有不同的长度以便在冷却剂通过冷却剂通道之后冷却剂内的噪声具有相反的相位;及一个将排放消声器彼此连通的连接导管其用于分开的冷却剂在其中一个排放消声器内再结合期间抵消噪声。
从下面结合附图的详细描述中能够更清楚地理解本发明的上述及其他目的、特征和其他优点,其中:
图1为根据本发明一个实施例的带有消声器的压缩机的局部剖面图;
图2为图1沿线II-II剖开的剖面图;
图3为图2沿线III-III剖开的剖面图;
图4为本发明压缩机的运转曲线图,其中冷却剂排放的噪声被降低;及
图5为根据本发明另一个实施例的带有消声器压缩机的仰视图。
下面结合附图对本发明进行描述,其中在所有不同的附图中相同的标号表示相同或类似的组件。
根据本发明的一个往复式压缩机包括一个密封的壳体10,用于在其内部的下端部分盛放油,一个用于通电产生动力的驱动单元20,及一个用于利用驱动单元20产生的动力吸入、压缩和排放冷却剂的压缩单元30。
密封壳体10构成了往复式压缩机的外壳,并且该壳体是通过把一个上部壳体部分11和一个下部壳体部分12密封地相互连接在一起构成的。
驱动单元20安装在密封壳体10内部的上端部分。驱动单元20包括一个用于通电产生磁场的定子21,一个安装在定子21内并可旋转的转子22,及一个被强制安装到转子内并在其下端具有一个偏心部分24的旋转轴23。
压缩单元30放置在密封壳体10内部的下端部分。压缩单元包括一个缸体31,其中该缸体31具有一个通过活塞33的运动吸入、压缩和排放冷却剂的压缩室31a,一个连接活塞33和偏心部分24的连杆34,一个位于缸体31的前面并具有一个吸入室32a和一个排放室32b的缸盖32。标号“25”表示一个支撑轴承,其放置在缸体31上用于支撑旋转轴23和转子22的旋转。标号“40”表示一个吸入消声器,其放置在缸盖32的上面用于降低由于冷却剂的流入所产生的噪声。一个冷却剂吸入导管13同吸入消声器40相连用以把冷却剂从外界导入到密封壳体10内。
排放消声器50L和50R位于缸体31的下面以便在排放的压缩冷却剂通过缸盖32内的排放室32b期间降低压力波动。排放消声器50L和50R的详细结构将结合图2和图3进行详细的描述。
首先,排放消声器50L和50R对称地放置在缸体31下面的两个位置上,并用螺栓同缸体31固定。在每个排放消声器50L和50R内部的下端形成有一个阻尼空间51。
在缸体中形成的两个冷却剂通道52L和52R与缸盖32内的排放室32b(参考图1)相连并分别与排放消声器50L和50R相连。一个冷却剂排放导管14同排放消声器50L和50R中的一个相连以把冷却剂排放到外界,即冷却循环(在本实施例中,如图3所示,冷却剂排放导管14同右侧的排放消声器50R相连)。
一个连接导管60使排放消声器50L和50R彼此相连以便在冷却剂再结合期间通过相消干扰减少噪声。因此,连接导管60的一端61与左侧排放消声器50L相连而另一端62同右侧排放消声器50R相连,因此两个排放消声器50L和50R通过连接导管60彼此连通。
这种情况下,连接导管60应该具有一定的长度,该长度能使左侧排放消声器50L内的噪声在相位上与右侧排放消声器50R内的噪声相反。
下面将详细的描述对连接导管60长度的确定。
在通过连接导管60后,为了使左侧排放消声器50L内的噪声在相位上与右侧排放消声器50R内的噪声相反,连接导管60的长度应满足下面的方程式:
L=λ/2
其中L为连接导管60的长度,λ为c/f,c为噪声的频率,f为噪声在冷却剂内的传播速度。
举例说明,在排放消声器50L和50R内产生的噪声的频率“c”为350到600HZ,且在制冷机通常应用的冷却剂R134a内的传播速度为161m/s(在100℃时)的条件下,连接导管60的长度L最好是13.4到23cm。
因此,在左侧排放消声器50L内的噪声通过连接导管传递到右侧排放消声器50R以后,来自左侧排放消声器50L内的噪声的相位变得与右侧排放消声器50R内的噪声的相位相反。这使得左侧排放消声器50L内的噪声通过相消干扰抵消右侧排放消声器50R内的噪声。
在往复式压缩机中,通过改变连接导管60的长度L能够容易地消除具有一定频带的噪声。另外,很明显如果象改变连接导管60的长度L一样对连接导管60的内径进行适当的调整,也能够容易地消除具有一定频带的噪声。
下面,对本发明往复式压缩机的运转和效果进行详细的描述。
当本发明往复式压缩机通电后,转子22连同旋转轴高速旋转。该旋转运动通过连杆34转变为活塞33的直线运动。
相应地,活塞33往复地通过压缩室31a。当活塞33移向其底部死点或处于吸入阶段时,低压的冷却剂通过吸入消声器40和吸入室32a被吸入压缩室31a;如果活塞33移向其顶部死点或处于排放阶段时,压缩的冷却剂就被排放到排放室32b和排放消声器50L和50R内的阻尼空间内,并连续地通过冷却剂排放导管14被排放出密封壳体10。旋转轴23转动一周该操作实现一次。
在此期间,排放到排放室32b内的一部分冷却剂通过左侧冷却剂通道52L被传送到左侧排放消声器50L内,而剩余部分通过右侧冷却剂通道52R被传送到右侧排放消声器50R内,所以压力波动降低。这种情况下,冷却剂通过冷却剂排放导管14被排放到外界。传送到左侧排放消声器50L内的压缩冷却剂通过连接导管60被排放到右侧排放消声器50R内。在该过程中,压缩冷却剂的噪声被抵消。
如图4所示,在压缩冷却剂被排放到缸盖32内的排放室32b(参考图1)时产生一个具有正弦波形的第一噪声“A”,并且在压缩冷却剂被送向左右侧排放消声器50L和50R的同时,由压力波动产生并有一定频带的第一噪声“A”也向左右排放消声器50L和50R传递。换而言之,在压缩冷却剂被送向左右排放消声器50L和50R的同时,会产生和第一噪声“A”具有同样频带的第二和第三噪声“B”和“C”。
其后,传送到右侧排放消声器50R的压缩冷却剂通过冷却剂排放导管14直接排放到外界;而传送到左侧排放消声器50L的压缩冷却剂通过连接导管60被传送到右侧排放消声器50R,并与右侧排放消声器50R内剩余的压缩冷却剂再结合。
当左侧排放消声器50L内的噪声“B”同压缩冷却剂一起通过连接导管60传送到右侧排放消声器50R时,“B”变为“D”并且同右侧排放消声器50R内的噪声“C”相比具有180°的相位差。
因此,当左侧排放消声器50L内的压缩冷却剂通过连接导管60与右侧排放消声器50R内的压缩冷却剂再结合时,噪声通过相消干扰被抵消。因此,压缩冷却剂的整个排放噪声也相应地降低。
在此期间,尽管噪声能通过调整连接导管60的长度L被抵消,然而,本发明的目的还可以通过调整冷却剂通道52L和52R的长度L1和L2实现,其中冷却剂通道52L和52R分别将排放室32b与排放消声器50L和排放消声器50R连接。
更详细地说,为了在压缩冷却剂通过冷却剂通道52L和52R被传送到排放消声器50L和50R之后使噪声的相位相反,将排放室32b与左侧排放消声将器50L相连的左侧冷却剂通道52L的长度L1和将排放室32b与右侧排放消声将器50R相连的右侧冷却剂通道52R的长度L2彼此设计的长度不同(在该实施例中,左侧冷却剂通道52L的长度L1设计的比右侧冷却剂通道52R的长度L2长,即L1>L2)。
相应地,从缸盖32内的排放室32b排放冷却剂期间产生的噪声通过具有不同长度L1和L2的冷却剂通道52L和52R传递到排放消声器50L和50R,因此左右侧排放消声器50L和50R内的噪声具有相反的相位。
传送到左侧排放消声器50L内的压缩冷却剂通过连接导管60被传送到右侧排放消声器内,并与右侧排放消声器50R内的剩余冷却剂再结合,然后同右侧排放消声器内的剩余冷却剂一起被排放出密封壳体10。这种情况下,左侧排放消声器50L内的噪声和压缩冷却剂一起通过连接导管60传递到右侧排放消声器50R内,因此从左侧排放消声器50L内传递来的噪声和右侧排放消声器50R内的噪声通过相消干扰被抵消。相应地,压缩冷却剂的整个排放噪声都相应地降低。
如上所述,本发明提供了一种带有消声器的压缩机,其中一对排放消声器对称地安装在其缸体的下面,一个冷却剂排放导管同其中一个排放消声器连接而两个排放消声器通过一个连接导管彼此连通。这种情况下,连接导管的长度设计的使其中一个排放消声器内冷却剂的噪声与另一个排放消声器内冷却剂的噪声在前一个排放消声器内的噪声传递之后相位相反。因此,当传送到一对排放消声器的压缩冷却剂通过连接导管彼此再结合时噪声通过相消干扰被抵消,所以压缩冷却剂的整个噪声相应地降低。另外,通过改变连接导管的长度能够容易地消除具有任何频带的噪声。
尽管为说明目的对本发明的优选实施例进行了详细的描述,但是对于本领域的熟练人员而言,在不脱离本发明的思想和范围内,可以作出许多的修改,添加和置换。