排气消声结构和压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，特别是涉及一种排气消声结构和压缩机。

背景技术

螺杆压缩机在运行时会伴随电磁噪声、机械振动噪声和气流脉动噪声，其中随着制造和装配精度的提高，机械振动噪声得以改善，但是气流脉动噪声仍然有待消减。

一般消减气流脉动噪声的构件只能够消减特定工况下的气流脉动，对于变工况运行比如变频螺杆压缩机变转速运行时，这种机构则无法对气流脉动噪声起到较好的消减效果。

发明内容

本发明针对变工况条件下气流脉动噪声消减效果不佳的问题，提出了一种排气消声结构和压缩机，利用穿孔率不同的多个消音器来抑制不同频率的气流脉动噪声，从而对变工况条件下的气流脉动噪声起到较好的消减效果。

一种排气消声结构，包括：

排气端消音座，所述排气端消音座内设有消音安装腔以及与所述消音安装腔连通的消音排气口，所述排气端消音座还设有与所述消音安装腔连接的气体入口；

多个消音器，多个所述消音器均安装在所述消音安装腔内，每一所述消音器均具有围成消音腔的消音壳体，所述消音壳体上设有多个均与所述消音腔连通的消音通孔，多个所述消音器的固有频率不同。

在其中一个实施例中，各个所述消音腔的体积不同；

和/或各个所述消音器的穿孔率不同。

在其中一个实施例中，所述排气端消音座内还设有用于安装排气端轴承的轴承安装腔，所有所述消音器均与所述轴承安装腔间隔布置。

在其中一个实施例中，多个所述消音器在所述消音安装腔中间隔布置。

在其中一个实施例中，所有所述消音器均为圆柱形，相邻两个消音器之间的中心距不小于所述消音器的圆柱外径的1.05倍。

在其中一个实施例中，经过所述消音排气口且与所述消音排气口的进气方向垂直的面为虚拟投影面，所有所述消音器构成消音单元，所述消音单元在所述虚拟投影面上的投影覆盖所述消音排气口所在位置。

在其中一个实施例中，经过所述消音排气口且与所述消音排气口的进气方向垂直的面为虚拟投影面，所有所述消音器构成消音单元，所述消音单元包括多个消音层，每一所述消音层至少包括一个所述消音器，多个所述消音层在靠近所述虚拟投影面的方向上依次间隔布置。

在其中一个实施例中，所有所述消音器均为圆柱形，属于同一消音层的两相邻消音器之间的中心距为H1，属于不同消音层的两相邻消音器之间的中心距为H2，H1大于H2。

在其中一个实施例中，所有所述消音器均为圆柱形，从所述气体入口指向所述消音排气口的方向为第一方向，所述消音器的轴向与所述第一方向相交。

在其中一个实施例中，所述排气端消音座包括第一座本体和第二座本体，所述第一座本体和所述第二座本体活动连接，使得所述排气端消音座存在闭合状态和打开状态，在所述闭合状态时所述第一座本体和所述第二座本体围成所述消音安装腔，在所述打开状态时所述第一座本体和所述第二座本体至少部分分离，形成能够取放所述消音器的安装开口所述消音排气口形成于所述第一座本体或所述第二座本体，所述气体入口形成于所述第一座本体或所述第二座本体，所有所述消音器均可拆卸的安装在所述消音安装腔内。

在其中一个实施例中，所述消音安装腔为圆柱形空间，所述排气端消音座包括径向侧部和轴向端部，所述径向侧部构成所述圆柱形空间的侧壁，所述轴向端部构成所述圆柱形空间的一端壁，所述气体入口形成于所述径向侧部的一端，所述径向侧部另一端与所述轴向端部连接，所述消音排气口形成于所述轴向端部。

一种压缩机，包括压缩部、压缩机壳体和上述任一项所述的排气消声结构，所述压缩机壳体内设有容纳空间，所述压缩部安装在所述容纳空间中，所述容纳空间具有压缩排气口，所述压缩部和所述机体围成压缩空间，所述压缩排气口与所述压缩空间连通，所述排气端消音座与所述压缩机壳体连接，所述压缩排气口与所述排气端消音座的所述气体入口对位连通。

在其中一个实施例中，所述排气端消音座与所述压缩机壳体可拆卸连接，所有所述消音器均可拆卸的安装在所述消音安装腔内。

在其中一个实施例中，所述压缩机还包括用于支撑所述压缩部的排气端轴承，所述排气端轴承装配在所述排气端消音座中。

上述方案提供了一种排气消声结构和压缩机，所述容纳空间中经过所述压缩部压缩后的高压工质会从所述压缩排气口排入所述消音安装腔，基于所述消音安装腔中设有多个固有频率不同的消音器，所以能够对多种不同频率的气流脉动噪声进行抑制，从而对变工况条件下的气流脉动噪声起到较好的消减效果。

附图说明

构成本申请的一部分的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。

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实施例所述压缩机的剖视图；

图2为本实施例所述排气端消音座的剖视图；

图3为赫姆霍兹共振器原理图。

附图标记说明：

10、压缩机；11、螺杆阴转子；12、螺杆阳转子；13、压缩部；20、排气消声结构；21、压缩机壳体；211、容纳空间；212、压缩排气口；22、排气端消音座；221、消音安装腔；222、消音排气口；223、径向侧部；224、轴向端部；23、消音单元；231、消音器；2311、消音通孔；232、第一消音层；233、第二消音层；234、第三消音层。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

本申请中为提升对气流脉动噪音的消减效果设计出一种排气消声结构20，如图1所示在某些实施例中，所述排气消声结构20装配于压缩机壳体21，可用于消减所述压缩机壳体21的压缩排气口212所排出的工质的气流脉动。所述压缩机壳体21内设有用于容纳压缩部的容纳空间211。所述容纳空间211具有压缩排气口212。本申请中所述压缩部是指压缩机中用于对工质进行压缩的部件，比如螺杆压缩机10中的两个螺杆转子上用于挤压工质的部位。如图1所述，螺杆阴转子11和螺杆阳转子12相互匹配，两螺杆转子和压缩机壳体21围成压缩空间。螺杆阴转子11和螺杆阳转子12转动时，工质在压缩空间中逐渐被挤压，最终较高压力的工质从所述压缩排气口212迅速排出到所述压缩空间外。

在空调领域，从压缩排气口212排出的高压工质可以被输送到换热器中进行换热。

如图1和图2所示，在一些实施例中，所述排气消声结构20包括排气端消音座22和多个消音器231。

所述排气端消音座22内设有消音安装腔221以及与所述消音安装腔221连通的消音排气口222。所述排气端消音座22还设有与所述消音安装腔221连接的气体入口。所述排气端消音座22用于与所述压缩机壳体21连接，且两者连接时所述压缩排气口212与所述气体入口对位连通。从所述压缩排气口212排出的高压工质会进入所述消音安装腔221中，随后从所述消音排气口222排出。

而多个所述消音器231均安装在所述消音安装腔221内，且多个所述消音器231的固有频率不同。从而各个消音器231的共振频率不同，所能够重点抑制的气流脉动的频率范围不同。

压缩部在不断运转压缩工质的同时也会吸入气体，吸入的气体会随工质一起被压缩。当高压工质从压缩排气口212排出的同时高压气流瞬间从压缩排气口212排出，产生气流脉动。高压工质和高压气体构成的混合流体在经过多个消音器231时，各个消音器231对气流脉动进行抑制，达到降噪的目的。而基于多个所述消音器231的固有频率不同，所以不同消音器231所能够重点抑制的脉动频率不同，进而在多个消音器231的联合作用下，不同频率的气流脉动均能够得到抑制，从而即使对变工况的运行环境下的气流脉动噪声也能够起到较高的消减效果。

进一步地，如图3所示，在一些实施例中，各个所述消音器231均为赫姆霍兹共振消音器，采用赫姆霍兹共振器原理达到消音降噪的作用。赫姆霍兹共振器主要有短管(短管长度L)和腔体(腔体体积V)组成，当入射声波的频率接近赫姆霍兹腔体内的固有频率时，位于赫姆霍兹共振器的短管中的介质产生强烈振动，介质在震动的过程中要克服摩擦阻力进而消耗声能。

如图1和图2所示，本申请在某些实施例中，每一所述消音器231均具有围成消音腔的消音壳体，所述消音壳体上设有多个均与所述消音腔连通的消音通孔2311。消音通孔2311相当于赫姆霍兹共振器中的短管，消音腔相当于赫姆霍兹共振器中的腔体。当消音器231所处环境出现振动，且振动频率接近消音器231的固有频率时，消音通孔2311中的介质会产生强烈振动，介质在振动过程中需要克服摩擦阻力而消耗振动声波的能量，进而达到消减气流脉动的作用。而且消音安装腔221中只有少量工质往返于所述消音通孔2311，工质在往返于不同消音器231的消音通孔2311时形成不同频率的振动波，这一振动波会与消音安装腔221内工质原本的主要振动波相互影响而发生消减，达到减振的效果。所以本申请通过采用赫姆霍兹共振器原理，可以减小在减振的同时尽量降低压损。

具体在某些实施例中，各个所述消音器231的穿孔率不同，进而带来各个消音器231固有频率不同的结果。在另一些实施例中，各个所述消音腔的体积不同，进而带来各个消音器231固有频率不同的结果。

如图1所示，所述消音壳体为两端封闭的圆筒壳体，消音壳体的侧壁上设有多个所述消音通孔2311。消音壳体的自身轴向和高度方向一致，在某些实施例中，各个消音壳体的高度不低于所述消音排气口222的顶点高度。换言之振动波必须经过消音壳体后才能够传递到消音排气口，而振动波在经过消音壳体时会被抑制消减。所以上述消音壳体高度的限定，确保了在各个消音器231的作用下，消音排气口222的气流脉动噪声大大降低。

如图1所示，在某些实施例中，所有所述消音器231均为圆柱形。从所述气体入口指向所述消音排气口222的间隔方向为第一方向，换言之从所述压缩排气口212指向所述消音排气口222的间隔方向为第一方向。所述消音器231的轴向与所述第一方向相交。具体在一个实施例中，如图1所示，所述消音器231的轴向与所述第一方向垂直。气流脉动在沿所述第一方向向所述消音排气口222传递的过程中会经过所述消音器231，基于所述消音器231的周向与所述第一方向相交，所以振动频率位于消音器231固有频率附近的气流脉动会更易被消音器拦截消减。

进一步地，在某些实施例中，经过所述消音排气口222且与所述消音排气口222的进气方向垂直的面为虚拟投影面。如图2所示，所有所述消音器231构成消音单元23。所述消音单元23在所述虚拟投影面上的投影覆盖所述消音排气口222所在位置。消音单元23拦截在消音排气口222的前方，阻挡气流脉动直接传递到消音排气口222，确保消音单元23能够起到降低消音排气口222的气流脉动噪声的作用。

具体地，如图1和图2所示，所述消音单元23包括多个消音层，每一所述消音层至少包括一个所述消音器231，多个所述消音层在靠近所述虚拟投影面的方向上依次间隔布置。

如图2所示，在一个实施例中，消音单元23包括三个消音层，最靠近消音排气口222的一层为第三消音层234，最远离消音排气口222的一层为第一消音层232，中间的一层为第二消音层233。第一消音层232和第二消音层233均包括并排布置的两个消音器231，且位于同一消音层的两消音器231间隔布置。第二消音层233包括一个消音器231。第二消音层233所包含的消音器231对应另外两消音层中所包含的两个消音器231之间的间隔缝隙。

气流脉动经过第一消音层232时，某一频率附近的气流脉动噪声被消减。未被消减的噪声向后传递经过第二消音层233时，第二消音层233对另一频率附近的气流脉动噪声进行消减。以此类推，经过三层消音层后，大部分噪声被消减，最终从所述消音排气口222排出的工质较平稳。

如图1和图2所示，多个所述消音器231在所述消音安装腔221中间隔布置。两个间隔的消音器231之间的缝隙的后方会对应一消音器231，尽量使得振动波至少经过一消音器231。这里所述某一特征的后方是指沿工质流通方向位于此特征下游的一侧。

具体在一个实施例中，所有所述消音器231均为圆柱形，相邻两个消音器231之间的中心距不小于所述消音器231的圆柱外径的1.05倍。两消音器231之间具有缝隙供工质直接流过，工质在各个缝隙之间穿行时振动也会有所消减。

属于同一消音层的两相邻消音器231之间的中心距为H1，属于不同消音层的两相邻消音器231之间的中心距为H2，H1大于H2。属于同一消音层的两相邻消音器231之间的间距较大，可以减小对工质向前流动的阻碍，减少压损。而在平行于工质前进方向的方向上工质窜流相对较少，所以不同消音层中两相邻的消音器231可以设置的更加紧凑，即这两相邻消音器231之间的间距可以设置的较小。既保障了振动消减效果，由尽量减小了工质的动能损失。如图2所示，所述消音安装腔221中设有5个消音器231，其中4个消音器231的中心分别分布在一正方向的四个转角处，剩余一消音器231的中心位于此正方向的几何中心。

进一步地，在一些实施例中，所述排气端消音座22内还设有用于安装排气端轴承的轴承安装腔，所有所述消音器231均与所述轴承安装腔间隔布置。可以理解为各个消音器231不会与轴承安装腔中的轴承发生干涉，确保压缩部13能够正常安装。

具体在某些实施例中，所述轴承安装腔为形成于所述排气端消音座22内，且与所述消音安装腔221间隔的一空间，轴承安装腔和消音安装腔221之间不连通。或者在另一些实施例中，所述轴承安装腔属于所述消音安装腔221的一部分，所述轴承安装腔位于各个消音器231靠近所述气体入口的一侧。

上述消音安装腔221直接成型在用于安装排气端轴承的所述排气端消音座22中，混合流体在排出压缩排气口212的同时即可进行消音降噪，进一步提升降噪效果。排气端消音座22主要用于承载排气端轴承，所述排气端轴承用于支撑所述压缩部。将消音安装腔221成型在所述排气端消音座22上，而非另增设一零件来单独加工消音安装腔221，也能够使得所述排气消声结构20整体结构更加紧凑。

更进一步地，在一些实施例中，所述排气端消音座22与所述压缩机壳体21可拆卸连接，所有所述消音器231均可拆卸的安装在所述消音安装腔221内。将所述排气端消音座22从所述压缩机壳体21上拆下后，即可更换所述消音安装腔221内的消音器231。

使用时可以根据需要选择合适的消音器231，使得消音器231的固有频率满足降噪要求。比如根据压缩机工作时的变频范围，获悉从压缩排气口212排出的混合流体的气流脉动频率范围，根据此频率范围选择各个消音器231，使得各个消音器231的抑制范围尽量覆盖所述气流脉动频率范围。

所述排气端消音座22与所述压缩机壳体21之间设有密封圈，确保所述排气端消音座22和所述压缩机壳体21连接在一起时，两者之间的密封性较高，确保工质能够在压缩空间中前行完成压缩过程。

或者，在另一些实施例中，所述排气端消音座22包括第一座本体和第二座本体，所述第一座本体和所述第二座本体活动连接，使得所述排气端消音座存在闭合状态和打开状态。在所述闭合状态时所述第一座本体和所述第二座本体围成所述消音安装腔221。在所述打开状态时所述第一座本体和所述第二座本体至少部分分离，形成能够取放所述消音器231的安装开口。所述消音排气口222形成于所述第一座本体或所述第二座本体，所述气体入口形成于所述第一座本体或所述第二座本体，所有所述消音器231均可拆卸的安装在所述消音安装腔221内。

在需要更换所述消音安装腔221内的消音器231时，先将所述第一座本体和所述第二座本体切换到打开状态，使得消音器231外露；更换上新的消音器231后在将第一座本体和第二座本体组装在一起。

在某些实施例中，所述消音安装腔221为圆柱形空间，排气端消音座22被一经过此圆柱形空间的轴线的虚拟截面所截获得所述第一座本体和所述第二座本体。

可选地，所述第一座本体和所述第二座本体也可以按照其他方式分隔，在这里不做具体限制。

进一步具体地，如图1和图2所示，在一些实施例中，所述排气端消音座22包括径向侧部223和轴向端部224，所述径向侧部223构成所述圆柱形空间的侧壁，所述轴向端部224构成所述圆柱形空间的一端壁。所述气体入口形成于所述径向侧部223的一端所述径向侧部223另一端与所述轴向端部224连接，所述消音排气口222形成于所述轴向端部224。这里所述径向侧部223的一端和另一端是指在所述圆柱形空间的轴向上的两端。

所述径向侧部223一端与所述压缩机壳体21连接，压缩排气口212位于径向侧部223靠近所述压缩机壳体21的一侧，从压缩排气口212排入消音安装腔221内的混合流体要经过多个所述消音器231后才会达到所述消音排气口222。

本申请还有一些实施例中，提供了一种压缩机10，包括压缩部13、压缩机壳体21和上述的排气消声结构20，所述压缩部13安装在所述容纳空间211中，所述压缩部13和所述压缩机壳体21围成压缩空间，所述压缩排气口212与所述压缩空间连通。

所述容纳空间211中经过所述压缩部压缩后的高压工质会从所述压缩排气口212排入所述消音安装腔221，基于所述消音安装腔221中设有多个穿孔率不同的消音器231，所以能够对多种不同频率的气流脉动噪声进行抑制，从而对变工况条件下的气流脉动噪声起到较好的消减效果。

所述压缩部13为螺杆转子的一部分，螺杆转子的两端安装在轴承中，压缩部13位于两轴承之间。所述排气端消音座22用于支撑位于螺杆转子某一端的轴承，即前述的排气端轴承。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。