用于空气处理装置的降噪装置和空气处理装置的制作方法

本发明涉及空气处理装置领域，尤其涉及用于空气处理装置的降噪装置。

背景技术：

诸如空调、空气加湿器、空气净化器等的空气处理装置被广泛用于对环境空气进行处理，以改善室内空气的质量。空气处理装置通常都包括用于驱动空气流动的风机，在空气处理装置运行以改善室内空气质量的同时，风机运行和空气振动产生的噪声也能够被用户直接感知，从而导致用户烦躁不安。

例如，作为商用和家用中央空调系统的末端产品的风机盘管主要包括风机、换热器、过滤器、水管和接水盘等。在运行时，通过风机的强制作用，不断循环房间内的空气，使空气通过换热器被冷却或加热，以保持房间温度的恒定。风机盘管的噪声主要由风机运行和空气振动噪声构成，这种噪声在一定频率内的峰值偏高。图1是风机盘管的噪声频谱图，其中阴影部分表示具有较高峰值的声压。如果能够对这部分噪声进行有效地控制，则可以显著改善风机盘管的噪声水平。

因此，如何降低噪声是空气处理装置中亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的就是要克服上述现有技术中的至少一种缺陷，提出一种用于空气处理装置的降噪装置，这种降噪装置能够显著地提高空气处理装置的噪声控制水平，以降低空气处理装置产生的噪声。

为此，根据本发明的一方面，提供一种用于空气处理装置的降噪装置，所述降噪装置包括：

盖板，所述盖板上设置多个孔；以及

带有敞口的容器；

其中，所述盖板与所述容器密封连接以覆盖所述容器的所述敞口，从而使由所述盖板与所述容器限定的大体密闭的腔室形成共振降噪空腔。

优选地，所述容器内设置有多个隔断，以将所述共振降噪空腔分隔成多个子空腔，覆盖每个子空腔的盖板的部分具有相应的孔，以便对不同峰值频率的噪声进行降噪。

优选地，对于需要被降噪的频率为f的噪声，所述降噪装置被设计成满足公式：

其中，c是声速，V是所述共振降噪空腔的体积，G是孔传导率。

优选地，在所述孔为圆形孔时，所述孔传导率满足公式：

其中，n为孔的数目，d为孔的直径，l₀为盖板的厚度。

优选地，在所述孔为长圆形孔时，所述孔传导率满足公式：

其中：n为孔的数目，a为孔的长度，b为孔的宽度，h为孔的深度，le为孔的深度修正量。

优选地，所述降噪装置还包括设置在所述盖板与所述容器之间的密封条。

优选地，所述盖板由所述空气处理装置的底板构成或者由单独的板构成。

优选地，所述容器是所述空气处理装置的接水容器。

优选地，所述容器上设置有排水口。

优选地，所述孔为翻边孔。

优选地，所述空气处理装置是空调系统的风机盘管、空气加湿器或空气净化器。

根据本发明的另一方面，提供一种空气处理装置，其特征在于，所述空气处理装置包括如上所述的降噪装置。

根据本发明，通过由盖板与容器限定的大体密闭的腔室形成共振降噪空腔，可以有效地降低峰值噪音，解决现有空气处理装置运行过程中噪声过大的问题。

附图说明

下面参照附图来详细描述本发明的示例性实施例及进一步解释本发明，在附图中：

图1是传统风机盘管的噪声频谱图；

图2是根据本发明的示例性实施例的用于空气处理装置的降噪装置的示意立体图；

图3是图2中的用于空气处理装置的降噪装置的分解示意图；

图4是图2中的用于空气处理装置的降噪装置的降噪原理图。

具体实施方式

下面结合示例详细描述本发明的优选实施例。在本发明的优选实施例中，以用于风机盘管的降噪装置为例对本发明进行描述。但是，本领域技术人员应理解的是，这些示例性实施例并不意味着对本发明形成任何限制，例如，本发明的降噪装置可以用作诸如空气加湿器或空气净化器等的其它空气处理装置的降噪装置。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图1是风机盘管的噪声频谱图，其中，横坐标表示声音频率f，纵坐标表示声压NP。从图1中可以看出，在某一特定频率内，例如在频率为大约450-2000Hz的范围内，风机盘管表现出较高的声压峰值，如阴影部分所示，达到35dB或甚至更高。在这些频率范围内的噪声通常会让人烦躁不安。如果能够降低这些噪声，则可以显著改善风机盘管的噪声水平，以提供更良好的室内感受。

图2是根据本发明的示例性实施例的用于空气处理装置的降噪装置的示意立体图。图3是图2中的用于空气处理装置的降噪装置的分解示意图。如图2和3所示，根据本发明的示例性实施例的用于空气处理装置的降噪装置1包括带有多个孔的盖板3、密封条5和具有敞口6的容器7。盖板3可以与容器7密封连接以覆盖容器7的敞口6，从而形成大体密闭的腔室。降噪装置1可以直接安装在风机盘管的壳体底部，例如，通过螺栓或卡扣连接，以便于根据需要将降噪装置拆卸下来进行维护。根据本发明的实施例，盖板3由风机盘管的壳体底板构成。当降噪装置1安装定位后，盖板3位于风机盘管换热器的下方，容器7通过密封条5与盖板3形成密封连接。当然，容器7也可以与盖板3直接连接，而没有密封条5。这样，本发明的降噪装置1的大体密闭的腔室位于风机盘管底部。在本发明中，“大体密闭的腔室”意味着由容器7和盖板3形成的腔室除了盖板3上的孔所在部分之外的其它部分基本上是密闭的。

由于容器7和带有孔的盖板3密封地连接而形成的降噪装置1直接安装在风机盘管的底部，所以，降噪装置1也可以用作风机盘管的接水盘。风机盘管的现有敞开式接水盘灰尘容易落入其中，不但影响冷凝水的排出，也会成为细菌滋生的场所，影响室内环境卫生和用户健康。与现有的敞开式接水盘设计相比，形成大体密闭的腔室的降噪装置1节省了安装空间，占用体积更小。

在风机盘管工作时，换热器翅片上流下来的冷凝水会滴落在盖板3上，然后流入容器7。根据本发明的实施例，盖板3上设有多个孔9，冷凝水可 以通过孔9流入容器7，风机管盘中的气流也可以通过孔9流入盖板3与容器7形成的腔室中。孔9可以在盖板3上成排设置，也可以在不同的局部区域设置不同的数目。孔9的形状可以是圆形孔，或者长圆形孔，或者其他适当的形状。优选地，孔9可以为翻边孔的形状，一方面便于水向下流，另一方面这样的孔形成带有一定厚度的空气弹簧，以满足针对不同噪声频率的降噪设计。

盖板3由片材冲压制成，其形状与风机盘管壳体底部的轮廓形状相对应，如平坦的平板样式，或包括平坦的底面15、两个倾斜的侧面17，或者还包括两个侧边缘19。根据本发明的优选实施例，在盖板3包括底面15和侧面17的情况下，孔9可以分布在底面15上和/或侧面17上。优选地，在盖板3的两端，分别设有多个连接部11，该连接部11可以具有孔，以通过螺钉与风机盘管的壳体连接。连接部11也可以是卡扣形式，更便于安装和拆卸。盖板3的侧边缘19可以嵌入风机盘管的侧板内侧，以便于安装和防止漏风。

容器7与传统的接水槽形状类似，可以是大致方形、长圆形或其他合适的形状。根据本发明的一实施例，容器7包括底部21、两侧部23和两端部25，顶部敞口6。为便于将滴入容器7的水顺利排出，容器7的底部21不是水平的，而是设有下凹处。这样，滴入容器7的水会首先汇集至该下凹处。对于还用作风机盘管的接水盘的降噪装置1，还可以为大体密闭的腔室设置排水口，例如，在容器7的任一端部或侧部设有排水口13，排水口13与上述下凹处的最低点流体连通，以使冷凝水可以从容器7完全排出，而不会积存在容器7中，避免了容器7出现霉变等现象。容器7的两端部25的上边缘与盖板3的端部轮廓相对应，即与风机盘管底板的端部轮廓相对应，以使得容器7可以与盖板3形状吻合地装配在一起，而在容器7和盖板3之间形成的大体密闭的腔室构成带有多个孔的共振降噪空腔。容器7与盖板3的连接可以采用现有技术中的任何连接方式。

此外，在容器7的底部21上可以设置多个隔断，以将容器7的内腔分隔成多个子空腔。这样，使多个子空腔中的每一子空腔与相同或不同数目的孔配合，形成多频段共振子空腔，即形成可以实现对不同峰值频率的共振进行降噪的多个降噪结构，从而可以更有效地减少峰值噪声，提高室内的舒适度。例如，在容器7的底部21上设有多个可渗水隔断，如竖直的板，将容器7原来的一个整体内腔划分成多个子空腔，且每个子空腔的大小可以相同或不同，对应的盖板3上的孔的数量也可以相同或不同。

根据本发明的实施例，降噪装置1还可包括密封条5，该密封条与盖板3的外围形状相匹配，以使得在盖板3与容器7安装在一起时，密封条5在盖板3和容器7之间提供良好的密封。密封条5可以是U型密封条，也可以是其他形状的带凹槽的密封条。密封条5的材料可以是橡胶，也可以是硅胶、PVC、海绵密封条等。密封条5可以实现盖板3与容器7之间良好的密封，防止漏气和漏噪，并在风机盘管工作时为降噪装置提供一定的减振效果。

下面参照附图4详细描述本发明的用于风机盘管的降噪装置的工作情况。

从图4可以看出，当降噪装置1被安装到风机盘管15的底部之后，风机盘管的风道通过孔9与由盖板3与容器7形成的大体密闭的腔室相通，使降噪装置1形成单个或多个带孔的共振降噪空腔。这样，降噪装置1形成了赫姆霍兹共振消声器类型的穿孔板共振吸声降噪结构。因此，孔和空腔组成一个弹性振动系统，当气流的声波频率和共振降噪空腔振动系统的固有频率相同时，这个振动系统就发生共振，孔中具有一定质量的空气柱运动速度加快，摩擦阻尼增大，大量声能转化为热能而消耗掉，从而达到降低噪声的目的。

对于本发明的降噪装置来说，当在风机盘管的运行状态，噪声从进风口2(图4中的左侧)进入风机盘管内，频率为f的噪声波到达孔9处时，由于局部声阻抗突然增大，使大部分噪声声能发生反射，另一部分噪声由 于共振腔的摩擦阻尼转化为热能散失，只有一小部分噪声继续向前传播到出风口4而排出。这样，消除了某一频率范围内的噪声。

在针对某一峰值频率f的噪声进行降噪装置设计时，共振降噪空腔的体积V与孔传导率G满足以下公式(1)：

其中，c为声速。

对于形状为圆形的孔，传导率G可以根据以下公式(2)确定：

其中，n为孔的数目，d为孔的直径，l₀为盖板的厚度。另外，孔距最好为孔径d的5倍以上。

对于形状为长圆形的孔或条缝，传导率G可以根据以下公式(3)确定：

其中：n为孔的数目，a为孔的长度，b为孔的宽度，h为孔的深度，l_e为孔的深度修正量(其通过查表1获得)。

表1修正系数l_e/b与b/B、B/A的关系

其中，B是相邻两个孔的中心距离(B＜0.5λ，λ为共振频率f的声波长)，A是空腔的深度。

根据公式(1)可知，对于需要降噪的特定频率f，共振降噪空腔的体积V和孔传导率G都是可变量。换句话说，只要共振降噪空腔的体积V和孔传导率G之间的关系满足公式(1)就可实现对特定频率f的降噪。因而，对于共振降噪空腔和孔的形状并没有特别要求。当共振降噪空腔的体积V和孔传导率G确定以后，就可以设计降噪装置的具体结构。对于某一确定的共振降噪空腔的体积V，可以有多种的共振降噪空腔形状和尺寸，对于某一确定的孔传导率G，也可以有多种的孔径、板厚和穿孔数目组合。因此，对于本领域的技术人员来说，对于确定的共振降噪空腔的体积V和孔传导率G，可以有多种不同的设计方案。在实际设计中，通常根据现场情况和钢板材料，首先确定几个量(如板厚、孔径和腔深等)，然后再计算其它参数。

对于本发明的多孔共振吸声结构类型的降噪装置，通常盖板上的孔均匀分布且具有相同的尺寸，因此，其共振频率同样可以使用公式(1)进行计算。当孔的尺寸不相同时，可以采用公式(1)分别计算各自的共振频率，需要注意的是，在这种情况下，公式(1)中的体积应该用每个孔实际对应的体积。对于降噪装置内的空腔被分成多个子空腔的类型，同样可以采用公式(1)来计算共振频率，在这种情况下，通过对不同子空腔的体积和与相应子空腔对应的孔传导率的选择，可以实现不同的子空腔针对不同频率的噪声进行降噪，从而使得降噪装置能够对特定频率范围的噪声进行降噪，获得更好的降噪效果。根据公式(2)和(3)可知，孔传导率的选择与孔的数目、尺寸、盖板的厚度等因数相关。当噪声达到降噪装置的共振频率而共振时，振动速度达到最大，对噪声的吸收也达到最大。

以上结合具体实施例对本发明进行了详细描述。显然，以上描述以及在附图中示出的实施例均应被理解为是示例性的，而不构成对本发明的限制。例如，在优选实施例中以用于空调的风机盘管的降噪装置为例对本发 明进行了描述，降噪装置还起到风机盘管的接水盘的作用，但是对于用于诸如空气过滤机的降噪装置就不需要还起到接水盘的作用。另外，在优选实施例中降噪装置的盖板是由风机盘管的壳体的底板构成的，但是对于不带底板的空气处理装置而言，降噪装置的盖板可以由单独的板构成。对于本领域技术人员而言，可以在不脱离本发明的精神的情况下对其进行各种变型或修改，这些变型或修改均不脱离本发明的范围。