H型小型制冷系统消声器的制作方法

本发明涉及一种H型小型制冷系统消声器，具体地说，是涉及一种用于抑制电冰箱、冰柜、小型空调系统压缩机排气气流脉动，进而减少其噪声污染的消声装置。

背景技术：

长期以来，噪声和振动始终是困扰小型制冷系统厂家的一个主要问题，也是消费者评价小型制冷系统的一个重要因素。作为小型制冷系统系统中唯一有动力运动部件的压缩机是小型制冷系统的主要噪声源和激振力，压缩机噪声和振动对小型制冷系统的噪声特征有着决定性的影响。对于小型制冷系统来说，比如现在冰箱的整体噪声水平已经稳定在40dB以下(直冷式冰箱)，而要进一步减少其噪声水平，除了减少冰箱压缩机本身的机械噪声水平以外，还必须优化冰箱制冷系统的设计，减少电冰箱压缩机出口的排气气流脉动噪声。本发明人对此问题进行了较长时间的研究，认为小型制冷系统整体噪声水平要达到更低，必须重视作为制冷流路内部唯一激振源的压缩机排气口。根据噪声形成机制理论，我们知道，往复运动的压缩机向外排出高温高压且具备较大压力脉动的制冷剂气体，具备压力脉动的制冷剂气体会冲击管路，使管路系统产生激振。这样的激振运动通过管路传导到机箱各处，同时机械振动又直接不断的产生噪声，恶化了小型制冷系统系统的噪音环境。也即是说：要降低制冷剂气体对管路的激振，就必须降低压缩机排气口的制冷剂气体的压力脉动，进而减少制冷管路的激振噪声。因此抑制这种压缩机出口的排气噪声就可以减少小型制冷系统的整体噪声水平和噪声污染。

而申请号为CN200510032526.9公开文件号为CN1786623发明专利说明书公开了一种电冰箱消声器，该消声器为一种减少毛细管出口流动噪音的电冰箱消声器。它接于电冰箱蒸发器进口管与毛细管出口之间，它由三节等截面的消声管组成。所述消声管由前、中、后三根圆柱形消声小管相接而成。利用了降低流速以降低喷射噪声的消声原理、稳定流动以减少制冷系统内部喘流的消声原理以及减少毛细管出口插入深度以固定毛细管减少毛细管颤动等理论依据，使冰箱毛细管出口的喷射噪声经过等截面过渡减速、过渡管长度稳流、固定毛细管出口部分以减少颤动等多种措施后，冰箱的整体噪声水平得以降低。

从上述公开文件中可以看出，该发明的是通过三节不同直径的等截面管插入焊接而成。原理上，利用变截面管道的突扩膨胀减压作用使毛细管出口的膨胀速度得到减速，进而降低冰箱的噪声水平。但该发明只是通过单纯的抗性减压减速来使制冷剂流动趋于平稳，并没有 针对毛细管排出的制冷剂的压力脉动进行抑制。单纯的减压降噪不具备频率选择性，没能依据压力脉动频率特性确定最佳的滤波效果。此外由于该发明并没有对振动起到削峰填谷的作用，不能有效地解决制冷剂对管路的激振效果。故本发明就采用新的思路、新的技术原理和新的结构形式。针对压缩机排气管这一主要噪音源进行降噪处理，极大地优化了小型制冷系统流路的噪音环境，平缓了制冷剂流体的压力脉动，进而达到降低小型制冷系统压缩机出口制冷剂排气噪声的目的，具有更好的降低噪声的使用效果。

技术实现要素：

本发明需解决的技术问题是：针对小型制冷系统压缩机出口气态制冷剂具备很高的压力脉动幅值，而设计一种能减少压缩机出口气态制冷剂压力脉动的消声器，从而抑制制冷系统内部制冷剂管路的振动，降低小型制冷系统整体噪声水平。

本发明的理论依据：根据小型制冷系统管路振动噪声的形成机制可知，管路的振动大部分来自管内具备压力脉动的制冷剂气体激励，压力脉动主要是由压缩机的往复运动产生的。在家用商用冰箱、冰柜等小型制冷系统中使用最普遍是往复活塞式、滚动转子式压缩机，这些压缩机均有排气阀，由于排气阀的存在就必然存在排气气流脉动，而压缩机排出的高温高压气体所产生的气流脉动，必然对排气管路以及制冷系统的内部流动产生激振和噪声，这些是往复活塞式和滚动活塞式压缩机结构形式做决定的，无法依靠压缩机本身的设计改进进行消除和减弱，而本发明就着力于减少这一气流脉动，进而降低冰箱冰柜的整体噪声水平。

根据流体网络原理可知，当压缩机输出压力波传到消声器旁通管处时，旁通管内的制冷剂气体在脉动压力作用下，像活塞一样上下往复运动。运动的气体具备一定的质量，再加上管道的阻尼作用，削弱了压力脉动所引起的运动速度变化。另外，外套管与主管道外壁组成的容腔内制冷剂气体具备可压缩性，反复的压缩可以阻碍来自旁通管的压力变化的趋势，从而抑制主管道内制冷剂气体的压力脉动，达到削峰填谷的目的。本发明正是为实现这一目的而采取的技术措施。

本发明所采用的技术方案：所述H型小型制冷系统消声器包括主管道、焊接在主管道上的气流旁通管、旁通管和主管道外面的外套管。

所述消声器内部在主管道上分别布置了2根旁通管作为H型消声器的颈部，从而形成了复合共振形式。

所述主管道进口与压缩机排气管相连，另外一端与冷凝器进口相连接。

所述焊接在主管道上面的气流旁通管为内径0.6-1.8mm的毛细管，毛细管的长度为15-50mm，毛细管直接与主管道焊接在一起，其内径与主管道直接连通，毛细管的数量为1- 4根。

所述主管道的外径为5-12mm，长度为30-200mm，壁厚为0.35-2mm，材料为紫铜管、邦迪管、能够使用于小型制冷系统的金属管道。

所述外套管的外径为20-50mm，长度为40-120mm，壁厚为0.35-2mm，外套管的两端为缩口结构，缩口端内径与主管道的外径一致，另外一端的内径为19-49mm，分为前后两节布置，两节外套管与主管道、气流旁通管组成消音器容腔，起到旁通压缩机排气气流脉动的左右，也就是一种抗性消声器。

所述消声器布置于压缩机排气管处，减弱压缩机排出制冷剂气体的压力脉动现象，使后段制冷剂流动趋于平稳。

本发明的有益效果：本发明充分利用了流体谐振滤波现象等理论依据，使小型制冷系统压缩机出口的压力脉动经过本消声器的谐振抑制后，压缩机出口排气振动大大降低，小型制冷系统整体噪声水平得到了明显的抑制。并且本发明比传统的消声器构造简单，加工、安装方便，后期维护成本低等优良特性。

附图说明

图1是为本发明的H型小型制冷系统消声器内部结构示意图。

图2是本发明的H型小型制冷系统消声器三维结构示意图。

图3是本发明的H型小型制冷系统消声器内部流路等效电网络模型。

图4是本发明的H型小型制冷系统消声器对高频压力脉动输入的抑制示意图。

图5是本发明的H型小型制冷系统消声器对低频压力脉动输入的通过性示意图。

图6是本发明的H型小型制冷系统消声器单边外套管结构示意图。

图中：1、主管道；2、外套管；3、焊接在主管道上的气流旁通管；4、消声器300Hz高频压力脉动输入曲线；5、消声器对300Hz高频输入的滤波输出曲线；6、消声器50Hz低频压力脉动输入曲线；7、消声器对50Hz低频输入的滤波输出压力曲线；

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步叙述。

参见图1，消声器接于电冰箱压缩机排气管与冷凝器入口之间，由3种不同直径的铜质圆管：主管道、旁通管和外套管组成。主管道是一段内径6mm的直管道段，长度为90mm。主管道管壁上下分别焊接2段内径1.8mm的旁通管，旁通管长度为35mm。与主管道同轴布置的是一段内径为22mm，长60mm的外套管，外套管前后分为两段，两段之间以焊接方式连接， 外套管两端通过缩口工艺与主管道的外壁一起组成容腔。消声器接管与压缩机排气管连接，离压缩机20mm。

参见图2，本消声器在设计时充分考虑了制造和装配的工艺问题。外套管分为前后两段组装，两段之间采用氧焊方式连接封闭，端点以缩口工艺外加焊接方式与主管道闭合组成容腔。

所述旁通管同样以焊接方式，连接在主管道上，两根旁通管呈旋转对称方式布置。

参见图3，本消声器依据流体网络理论、集中参数瞬态交变流动理论对消声器流路进行设计并分析得到其流动特性，通过计算建立了消声器流路的等效电网络模型。以等效电路输入端电压类比消声器输入压力脉动，以电路输出端电压类比消声器输出压力脉动，从而得到消声器对于制冷剂气体脉动压力的抑制效应。

参见图4与图5，体现了本发明的消声滤波效果。以300Hz的典型压缩机高频压力脉动为例：图3中的4表示压缩机输出端的气体压力脉动；

5表示脉动流体流过消声器后的压力脉动情况。以10Hz的典型压缩机低频压力脉动为例：图4中的4表示表示压缩机输出端的气体压力脉动；

5表示脉动流体流过消声器后的压力脉动情况。从图3和图4中可以看出，使用了本发明的滤波消声器以后的冰箱压缩机输出的制冷剂气体的脉动压力得到了有效的抑制。对于分布能量较少的低频部分，消声器体现出了良好的通过性。在300Hz以上等冰箱主要频带的压力脉动有所降低，而这一频带的压力脉动占压缩机输出压力脉动的主要成分。在300Hz的脉动压力输入时，压力脉动幅值得到了40％以上的降低。流体经过消声器之后，流动趋于平稳，对管壁的激振作用不再明显。压力脉动的频率越高，抑制作用体现得越明显。所以本消声器具有非常明显的降低小型制冷设备排气噪声作用。

本发明的应用范围并不仅仅局限于冰箱，对于降低使用往复式压缩机的小型制冷设备如空调的噪声值同样具有作用。