消声器、压缩机、热交换系统和电器设备
技术领域
本实用新型涉及消声技术领域，尤其涉及消声器、压缩机、热交换系统和电器设备。
背景技术
压缩机是制冷系统的核心部件，压缩机噪音是评价压缩机的核心指标，而气动噪音是压缩机噪音的重要组成部分，对于旋转压缩机而言，气动噪音主要是由于压缩机在不连续压缩过程中，导致的压力脉动引起的。消声器安装在压缩机压缩腔排气口，是降低气动噪音的重要手段。
通常情况，降噪性能与截面缩放比有关，出口截面越小消声性能越好，但是流动截面太小会影响流动性能。目前的压缩机消声器主要是利用消声器腔室截面的突变，实现声波的反射或干涉进行降噪。但通过截面突变实现声波反射或干涉降噪的方法，在不降低压缩机性能的前提下，对于给定的空间，单一消声器腔室降噪能力也趋于极限，降噪能力无法突破。
实用新型内容
本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种消声器，消声部形成消声腔，多个排气孔构造在消声部上并与消声腔连通，消声部有对称的声学模态，排气孔则分别构造在消声部声学模态对称的位置上，排气孔的排气视为二次声源，其在消声腔内部幅值相近，但是对称位置上的声压平衡叠加，实现声压响应干涉相消。本实用新型相较于现有的消声器，更加精准优化了消声器的排气孔位置，使得消声器在有限消声空间内传递损失最大化，能够进一步提高消声性能，降低噪音，且不会影响气体的流动性。
本实用新型还提出一种压缩机。
本实用新型还提出一种热交换系统。
本实用新型还提出一种电器设备。
根据本实用新型第一方面实施例的消声器，包括消声部，所述消声部构造有消声腔和多个连通所述消声腔的排气孔，各所述排气孔分别位于所述消声部上声学模态对称的位置。
根据本实用新型实施例的消声器，消声部形成消声腔，多个排气孔构造在消声部上并与消声腔连通，消声部有对称的声学模态，排气孔则分别构造在消声部声学模态对称的位置上，排气孔的排气视为二次声源，其在消声腔内部幅值相近，但是对称位置上的声压平衡叠加，实现声压响应干涉相消。本实用新型相较于现有的消声器，更加精准优化了消声器的排气孔位置，使得消声器在有限消声空间内传递损失最大化，能够进一步提高消声性能，降低噪音，且不会影响气体的流动性。
根据本实用新型的一个实施例，所述位置为相同、声压、频率和振幅相同的位置。
根据本实用新型的一个实施例，各所述排气孔与所述消声部上最大声压的位置距离相同。
根据本实用新型的一个实施例，所述排气孔为偶数个。
根据本实用新型的一个实施例，所述消声部为多层。
根据本实用新型的一个实施例，相邻两层所述消声部上的所述排气孔位置相错。
根据本实用新型的一个实施例，所述消声部的中部还构造有通孔。
根据本实用新型的一个实施例，多个消声单元周向环绕构造成所述消声腔。
根据本实用新型第二方面实施例的压缩机，包括轴承和如上所述的消声器，所述消声器安装于所述轴承的外端面。
根据本实用新型实施例的压缩机，压缩机的压缩腔排气口处的轴承上安装消声器，多个排气孔构造在消声部上并与消声腔连通，消声部有对称的声学模态，排气孔则分别构造在消声部声学模态对称的位置上，排气孔的排气视为二次声源，其在消声腔内部幅值相近，但是对称位置上的声压平衡叠加，实现声压响应干涉相消。本实用新型相较于现有的消声器，更加精准优化了消声器的排气孔位置，使得消声器在有限消声空间内传递损失最大化，能够进一步提高消声性能，降低噪音，且不会影响气体的流动性，解决了现有压缩机的单一消声器腔室降噪能力有限的问题。
根据本实用新型的一个实施例，在所述消声部的中部构造有中部排气孔或安装孔的情况下，所述轴承的转轴穿过所述中部排气孔或所述安装孔。
根据本实用新型第三方面实施例的热交换系统，包括如上所述的压缩机。
根据本实用新型实施例的热交换系统，包括安装消声器的压缩机，多个排气孔构造在消声部上并与消声腔连通，消声部有对称的声学模态，排气孔则分别构造在消声部声学模态对称的位置上，排气孔的排气视为二次声源，其在消声腔内部幅值相近，但是对称位置上的声压平衡叠加，实现声压响应干涉相消。本实用新型相较于现有的消声器，更加精准优化了消声器的排气孔位置，使得消声器在有限消声空间内传递损失最大化，能够进一步提高消声性能，降低噪音，且不会影响气体的流动性，解决了现有压缩机的单一消声器腔室降噪能力有限的问题，使热交换系统运行过程中降噪效果显著。
根据本实用新型第四方面实施例的电器设备，包括如上所述的热交换系统。
本实用新型实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：
本实用新型实施例的消声器，消声部形成消声腔，多个排气孔构造在消声部上并与消声腔连通，消声部有对称的声学模态，排气孔则分别构造在消声部声学模态对称的位置上，排气孔的排气视为二次声源，其在消声腔内部幅值相近，但是对称位置上的声压平衡叠加，实现声压响应干涉相消。本实用新型相较于现有的消声器，更加精准优化了消声器的排气孔位置，使得消声器在有限消声空间内传递损失最大化，能够进一步提高消声性能，降低噪音，且不会影响气体的流动性。
本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例，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是本实用新型实施例提供的其中一种消声器的立体结构示意图；
图2是本实用新型实施例提供的其中一种消声器的仰视结构示意图；
图3是本实用新型实施例提供的另一种消声器的立体结构示意图；
图4是本实用新型实施例提供的另一种消声器的仰视结构示意图。
附图标记：
1：消声部；11：消声腔；12：排气孔；13：通孔；
2：连接部；21：连接孔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。
在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实用新型实施例和简化描述，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实用新型实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。
在本实用新型实施例中，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。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
如图1、图2、图3和图4所示，本实用新型实施例提供了消声器，包括消声部1，消声部1构造有消声腔11和多个连通消声腔11的排气孔12，各排气孔12分别位于消声部1上声学模态对称的位置。
本实用新型实施例的消声器，消声部1形成消声腔11，多个排气孔12构造在消声部1上并与消声腔11连通，消声部1有对称的声学模态，排气孔12则分别构造在消声部1声学模态对称的位置上，排气孔12的排气视为二次声源，其在消声腔11内部幅值相近，但是对称位置上的声压平衡叠加，实现声压响应干涉相消。本实用新型相较于现有的消声器，更加精准优化了消声器的排气孔12位置，使得消声器在有限消声空间内传递损失最大化，能够进一步提高消声性能，降低噪音，且不会影响气体的流动性。
对称声学模态是指消声器具有基本对称的声学模态，不需要消声器的结构完成对称相同，只需要在声压及相位响应接近的位置设置排气孔12，而该排气孔12位置与声源位置的距离基本接近即可，声源位置即声模态响应最大的地方。
根据本实用新型的一个实施例，位置为相位、声压、频率和振幅相同的位置。在消声部1声学模态对称的位置上，相位、声压、频率和振幅通常为相近，作为进一步优化选择，该位置也可为相位、声压、频率和振幅均相同，排气孔12设置在声模态对称的位置上，能够保证该位置上噪音的其他特性参数均相同，通过声学模态对称实现声压响应干涉相消，提高消声效果。
根据本实用新型的一个实施例，各排气孔12与消声部1上最大声压的位置距离相同。排气孔12在声学模态对称的位置上呈对称分布，相对称的各排气孔12与消声部1上最大声压位置之间的距离相同。
根据本实用新型的一个实施例，排气孔12为偶数个。例如本实施例中，排气孔12可以设置两个，消声部1的对称声学模态位置上分别设置一个。在其它实施例中，其它偶数个排气孔12分布在声学模态对称位置上，而且分被位于对称位置上的排气孔12的数量相等，能够有效维持对称声学模态位置上排气的声压、频率、振幅和相位相同。
本实用新型的消声器模型设计方法如下：
S1，根据实体模型，建立消声器的声学模型；
声学模型的建立是通过仿真方法获得压缩机噪声频率分布，同时是声学模态获得的关键步骤，通过声学有限元软件或程序建立。
S2，进行消声器的声模态计算；
声学模态计算是基于步骤S1中的声学模型基础上进行的，将系统的自由声场被解耦合为N个正交的单自由度声学系统，对应系统的N个模态。每一个模态具有特定的固有频率和声模态。
S3，根据声模态的分布规律，以及声源位置，在响应相同区域对称开孔形成排气孔12；
声模态的分布规律是通过步骤S2中声模态计算得到，声源位置即声模态响应最大的位置，响应相同是步骤S2的声模态计算中获得声压相同数值一致，对称开孔适应于消声器的声模态为对称的情况下。
S4，获得消声器的排气孔12的声压响应及相位，保证其相似，若一致则通过，若否则调整位置重新计算；
相似是通过声压响应及相位数值基本相同判断，重新计算是通过返回步骤S1重新进行计算。
S5，获得最终排气孔12的位置，并进行传递损失计算，获得优化的设计模型。
通过声学计算，求解声学方程，即可获得传递损失，通过S1至S5步骤反复调整，传递损失最大的即为本实用新型消声器的优化模型。
根据本实用新型的一个实施例，消声部1为多层。消声部1可多层层叠设置，各层之间相距一定间隔，相邻的两层消声部1中，上层消声部与下层消声部之间的空间为上层消声腔，下层消声部的内侧空间为下层消声腔。排气孔12可增加其所设置的消声部1的上层消声腔与下层消声腔的传递损失。
在另一个实施例中，消声器还可包括单层的消声部1，该消声部1构造有排气孔12，进而通过单层消声部1设计，实现提高传递损失的效果，进一步简化结构，提高消声效果。
根据本实用新型的一个实施例，消声部1的中部还构造有通孔13。消声部1的中部位置为消声部1的对称中心及其周围以圆形辐射到位置，也可为消声部1的边缘以内较为集中的位置。通孔13构造于消声部1的中部的位置，当压缩机轴承的转轴穿过消声器时，可由通孔13穿过，并通过通孔13与转轴之间的空隙和排气孔12实现排气；也可将通孔13与转轴连接，仅通过排气孔12排气，此时通孔13相同于安装孔，安装孔可使消声器在压缩机轴承上安装更加牢固，同时增强了消声器在降噪工作中的稳定性。当压缩机轴承的转轴不穿过消声部1时，消声部1可仅设置排气孔12不设置通孔13，通过排气孔12排气；也可设置通孔13，并通过整个通孔13和排气孔12实现排气。本实施例中，通孔13的边缘由消声部1的外壁向消声腔11的外部延伸形成凸起，且凸起与消声部1的外壁弧形过渡连接。
根据本实用新型的一个实施例，相邻两层消声部1上的排气孔12位置相错。在设置多层消声部1的情况下，相邻两层消声部1上所构造的排气孔12处于相错开的位置状态，即相邻两层排气孔12不正对设置，相邻两层排气孔12的轴线不重合，避免下层消声腔的气体由下层消声部的排气孔12进入上层消声腔后，直接由上层消声部的排气孔12排出，而未在上层消声腔内进行消声处理，尽量保证气体在一个消声腔11内的最大行程，充分利用每一层消声腔11进行噪声传递损失，保证消声效果的完全性。
根据本实用新型的一个实施例，多个消声单元周向环绕构造成消声腔11。本实施例中，消声单元为五个，五个消声单元可组成五瓣状的消声部1，每个消声单元构造有膨胀腔，五个膨胀腔可相应组成五瓣状的消声腔11。气体进入消声腔11后，可最大程度的降噪，增大传递损失，提高消声效果。当然消声单元的数量不受此处举例限制。
本实用新型实施例的消声器还包括连接部2，连接部2构造于消声部1的外侧边缘，连接部2上设有连接孔21。连接部2用于将消声部1与压缩机轴承连接，连接部2上设置连接孔21，形成法兰连接结构，轴承端面上设置与连接孔21对应的孔，可通过紧固件等实现二者的有效连接固定。
本实用新型实施例提供了压缩机，包括轴承和如上的消声器，消声器安装于轴承的外端面。
本实用新型实施例的压缩机，压缩机的压缩腔排气口处的轴承上安装消声器，多个排气孔12构造在消声部1上并与消声腔11连通，消声部1有对称的声学模态，排气孔12则分别构造在消声部1声学模态对称的位置上，排气孔12的排气视为二次声源，其在消声腔11内部幅值相近，但是对称位置上的声压平衡叠加，实现声压响应干涉相消。本实用新型相较于现有的消声器，更加精准优化了消声器的排气孔12位置，使得消声器在有限消声空间内传递损失最大化，能够进一步提高消声性能，降低噪音，且不会影响气体的流动性，解决了现有压缩机的单一消声器腔室降噪能力有限的问题。
根据本实用新型的一个实施例，在消声部1的中部构造有通孔13的情况下，轴承的转轴穿过通孔13。当消声器的消声部1中部位置设置通孔13时，轴承的转轴穿过通孔13并与通孔13连接，也可穿过通孔13但不与通孔13连接，转轴的外壁与通孔13之间形成环形排气通道，消声腔11内的气体可由此排出。
根据本实用新型实施例的压缩机，其消声器具有连接部2的情况下，连接部2与轴承的端面连接。
本实用新型实施例提供了热交换系统，包括如上的压缩机。
本实用新型实施例的热交换系统，包括安装消声器的压缩机，多个排气孔12构造在消声部1上并与消声腔11连通，消声部1有对称的声学模态，排气孔12则分别构造在消声部1声学模态对称的位置上，排气孔12的排气视为二次声源，其在消声腔11内部幅值相近，但是对称位置上的声压平衡叠加，实现声压响应干涉相消。本实用新型相较于现有的消声器，更加精准优化了消声器的排气孔12位置，使得消声器在有限消声空间内传递损失最大化，能够进一步提高消声性能，降低噪音，且不会影响气体的流动性，解决了现有压缩机的单一消声器腔室降噪能力有限的问题，使热交换系统运行过程中降噪效果显著。
本实用新型实施例提供了电器设备，包括如上述实施例的热交换系统。
本实施例中，电器设备可以为热交换设备，如冰箱、空调等，电器设备还可为干衣机、具有烘干功能的洗衣机、热泵热水器、热泵洗碗机等。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
以上实施方式仅用于说明本实用新型，而非对本实用新型的限制。尽管参照实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本实用新型的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围中。
