JP2003287304A - Stirling refrigerator - Google Patents

Stirling refrigerator

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JP2003287304A
JP2003287304A JP2002093075A JP2002093075A JP2003287304A JP 2003287304 A JP2003287304 A JP 2003287304A JP 2002093075 A JP2002093075 A JP 2002093075A JP 2002093075 A JP2002093075 A JP 2002093075A JP 2003287304 A JP2003287304 A JP 2003287304A
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JP
Japan
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piston rod
seal
housing
expansion
cylinder
Prior art date
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Pending
Application number
JP2002093075A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kosuke Ogasawara
弘丞 小笠原
Hiroshi Nishikawa
弘 西川
Takehiro Nishikawa
剛弘 西川
Hideyuki Inoue
英之 井上
Takashi Harako
貴志 原子
Shinya Itabashi
真也 板橋
Tetsuya Kato
哲也 加藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To realize an oil seal mechanism for effectively reducing oil loss, and to improve the performance and reliability of a stirling refrigerator. <P>SOLUTION: In oil seal mechanisms 21, 22, outer surfaces of piston rods 21, 27 are sealed with a guide ring arranged on the upper part of a seal housing 54, and the inner surface of the seal housing 54 is sealed with an oil seal 63 mounted on the large diameter part 52 of the piston rod. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、スターリング冷凍
機に関し、特にスターリング冷凍機の圧縮ピストンロッ
ド及び膨張ピストンロッドに係るオイルシール機構に関
する発明である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a Stirling refrigerator, and more particularly to an oil seal mechanism for a compression piston rod and an expansion piston rod of the Stirling refrigerator.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、地球環境問題におけるフロン代替
の冷凍装置として、又従来の冷却装置より使用温度が広
範囲で、従って、冷凍庫、冷蔵庫、投げ込み式クーラ等
の業務用又は家庭用の冷熱利用機器をはじめとして、低
温液循環器、低温恒温器、恒温槽、ヒートショック試験
装置、凍結乾燥機、温度特性試験装置、血液・細胞保存
装置、コールドクーラ、その他各種の冷熱装置等のあら
ゆる産業分野の冷熱利用機器に適用可能な、コンパクト
で、しかも成績係数が高く、エネルギー効率が良好とな
る冷凍機として、スターリング冷凍機が脚光を浴びてい
る。
2. Description of the Related Art In recent years, as a refrigerating device as an alternative to CFCs for global environmental problems, and having a wider operating temperature than conventional cooling devices, therefore, cold or heat utilization equipment for business use such as freezer, refrigerator, throw-in cooler, etc. , Low temperature liquid circulator, low temperature incubator, constant temperature bath, heat shock test device, freeze dryer, temperature characteristic test device, blood / cell storage device, cold cooler, and various other cooling and heating devices The Stirling refrigerator is in the spotlight as a refrigerator that can be applied to cold heat utilization equipment, is compact, has a high coefficient of performance, and has good energy efficiency.

【0003】ところで、スターリング冷凍機等の熱機関
では、その本体を構成し、クランク室やモータ室を有す
るハウジング内に、作動ガスが密閉状態で封入されてい
る。一方、作動ガスが圧縮室(高温室)と膨張室(低温
室)との間を流動し、この流路に沿って配設された冷却
用熱交換器(低温側熱交換器)及び放熱用熱交換器(高
温側熱交換器)により、夫々冷熱冷媒及び放熱用冷媒と
の熱交換が行われる。
By the way, in a heat engine such as a Stirling refrigerator, a working gas is hermetically sealed in a housing which constitutes a main body and has a crank chamber and a motor chamber. On the other hand, the working gas flows between the compression chamber (high temperature chamber) and the expansion chamber (low temperature chamber), and the cooling heat exchanger (low temperature side heat exchanger) and the heat radiating device arranged along this flow path. The heat exchanger (high temperature side heat exchanger) exchanges heat with the cold heat refrigerant and the heat radiating refrigerant, respectively.

【0004】スターリング冷凍機では、クランク室内の
オイル(潤滑油)やオイルミストがピストンロッドの表
面に沿って上昇し、作動ガスを圧縮又は膨張させるシリ
ンダ内に入り込み焼き付け等を生じる「オイル上がり」
という特有の問題があり、これは、スターリング冷凍機
の性能及び信頼性を低下させる原因となっていた。
In the Stirling refrigerator, oil (lubrication oil) or oil mist in the crank chamber rises along the surface of the piston rod, enters the cylinder for compressing or expanding the working gas, and causes "baking up" or the like.
There is a peculiar problem, which has been a cause of lowering the performance and reliability of the Stirling refrigerator.

【0005】このようなピストンロッドの外周面に沿っ
たオイルやミストの上昇を防止するロッドシールとし
て、従来、ピストンロッドに対して外側から摺接し、オ
イルの掻き取りを行うリップシールというオイルシール
が、スターリング冷凍機のクランク室と、シリンダ等の
無潤滑部(バッファ空間、圧縮シリンダ、膨張シリンダ
等)との間に、配設されていた。
As a rod seal for preventing the rise of oil and mist along the outer peripheral surface of such a piston rod, an oil seal called a lip seal which is in sliding contact with the piston rod from the outside and scrapes oil is conventionally used. It was arranged between the crank chamber of the Stirling refrigerator and a non-lubricated part such as a cylinder (buffer space, compression cylinder, expansion cylinder, etc.).

【0006】さらに、従来、別のシール手段として、ス
ターリング冷凍機のクランク室と、シリンダ等の無潤滑
部との間に、一端がクランク室側のハウジング上面に溶
接され、他端がピストンロッドに溶接された金属ベロー
ズを利用したベローズシールという手段が配設されてい
た。
Further, conventionally, as another sealing means, one end is welded to the crank chamber side housing upper surface and the other end is connected to the piston rod between the crank chamber of the Stirling refrigerator and a non-lubricated portion such as a cylinder. A means called a bellows seal utilizing a welded metal bellows has been provided.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】従来のロッドシールで
は、リップシールでオイルの掻き落としやオイルミスト
に対するシールを行っている際に、ピストンロッドが横
ぶれすると、リップシールとピストンロッドに隙間が生
じ、この隙間からオイルやオイルミストが上昇して無潤
滑部であるシリンダ側に入り込でしまうという問題があ
った。
In the conventional rod seal, when the piston rod is laterally deflected while the oil is scraped off or the oil mist is sealed by the lip seal, a gap is generated between the lip seal and the piston rod. However, there is a problem that oil or oil mist rises from this gap and enters the cylinder side which is a non-lubricated part.

【0008】又、クランク室及びシリンダー等の無潤滑
部には、夫々Heガス等の作動ガスが高圧で充填されて
いるが、クランク室及びシリンダー等の無潤滑部の間で
作動ガスが直接流通すると、シリンダー等の無潤滑部内
における作動ガスの圧力がクランク室の温度や圧力の変
化により左右されるから、圧縮シリンダ及び膨張シリン
ダにおける動作が不安定となり、スターリング冷凍機の
冷凍能力が低下する。しかし、このような作動ガスに対
するシールとしてはリップシールだけでは不十分であ
る。
The non-lubricated parts such as the crank chamber and the cylinder are filled with working gas such as He gas at a high pressure, but the working gas directly flows between the non-lubricated parts such as the crank chamber and the cylinder. Then, the pressure of the working gas in the unlubricated portion of the cylinder or the like depends on the temperature of the crank chamber and the change of the pressure, so that the operation of the compression cylinder and the expansion cylinder becomes unstable, and the refrigerating capacity of the Stirling refrigerator is reduced. However, a lip seal alone is not sufficient as a seal against such a working gas.

【0009】従来のベローズシールは、シール性能にお
いて優れているが、スターリング冷凍機を高速運転によ
り、その溶接取り付け箇所に応力が集中し、或いは繰り
返し応力による疲労で、比較的破損がしやすいという問
題があった。
Although the conventional bellows seal is excellent in sealing performance, when the Stirling refrigerator is operated at a high speed, stress is concentrated on the welding attachment point, or fatigue due to repeated stress causes a relatively easy breakage. was there.

【0010】発明者等は、横ぶれ防止については、本発
明の先行技術として、図5に示す構造のシール機構を検
討した。これは、スターリング冷凍機の本体のハウジン
グで形成されるクランク室と圧縮シリンダ、膨張シリン
ダとの間に、シールハウジング65を設け、このシール
ハウジング65に、ピストンロッド66の外周面に対し
て摺接してシール(封止)を行うオイルシール(リップ
シール)68を設けるとともに、ピストンロッドを案内
するガイドリング67設けたものである。
The inventors of the present invention have examined a sealing mechanism having a structure shown in FIG. 5 as a prior art of the present invention for the prevention of lateral blurring. This is provided with a seal housing 65 between the crank chamber formed by the housing of the main body of the Stirling refrigerator, the compression cylinder, and the expansion cylinder. The seal housing 65 is slidably contacted with the outer peripheral surface of the piston rod 66. An oil seal (lip seal) 68 for performing a seal (sealing) is provided, and a guide ring 67 for guiding the piston rod is provided.

【0011】この先行するシール機構によると、ピスト
ンロッド66の外周面に対して外側からオイルシール6
8を摺接するとともに、ガイドリング67でピストンロ
ッド66を案内するので、確かにオイルシールだけ設け
たものに比較して横ぶれは若干解消される。
According to the preceding seal mechanism, the oil seal 6 is applied to the outer peripheral surface of the piston rod 66 from the outside.
Since the piston rod 66 is guided by the guide ring 67 while slidingly contacting 8, the lateral movement is certainly eliminated as compared with the case where only the oil seal is provided.

【0012】しかしながら、このシール機構では、ピス
トンロッド66の外周面に対して外側からガイドリング
67及びオイルシール68を押しつけた構成であるか
ら、ピストンロッド66に沿って上昇するオイルの全て
に対してオイルシールが機能しなくてはならないので、
シール効果は必ずしも十分ではない。
However, in this sealing mechanism, since the guide ring 67 and the oil seal 68 are pressed from the outside against the outer peripheral surface of the piston rod 66, all the oil rising along the piston rod 66 is pressed. Since the oil seal must work,
The sealing effect is not always sufficient.

【0013】又、ガイドリングの取り付け状態、摩耗し
た場合等によって、なお横ぶれやがた等が生じ、横ぶれ
の際に生じるオイルシールの隙間の問題は十分に解消さ
れず、又作動ガスに対するガスシールとしての機能は必
ずしも十分ではない。
Further, depending on the mounting condition of the guide ring, wear, etc., sideways deviation or backlash still occurs, and the problem of the gap of the oil seal which occurs during sideways deviation cannot be sufficiently solved, and it is against the working gas. The function as a gas seal is not always sufficient.

【0014】そこで、発明者等は、上記従来のオイルシ
ールの問題点、或いは先行するシール機構に係るの問題
を解決するために、次の点を具体的な課題として、新規
なシール機構の研究開発を鋭意進めた結果、本発明を想
到するに至った。 (1)ピストンロッドの横ぶれよるオイルシールに隙間
が生じ、ここからオイルが無潤滑部に侵入することを防
止するために、横ぶれが生じないようにピストンロッド
を確実に案内する。特に本発明では、ピストンロッドに
沿ってオイルが上昇しにくくとすることにより、オイル
シールが阻止すべきロッドに沿って上昇するオイルの量
自体を低減できるような構造のオイルシール機構を実現
する。 (2)ピストンロッドに沿ってオイルが上昇し無潤滑部
に入り込むオイル上がりを効果的に防止し信頼性、冷凍
機性能の向上を図るとともに、作動ガスに対しても十分
なガスシール機能を発揮させ、スターリング冷凍機にお
けるクランク室の圧力変化による作動部の動作への悪影
響を防止し、冷凍能力の低下を防止する。 (3)シール機構を構成する各部品及びその取り付け構
造が簡単であり、メインテナンスもしやすく、特に、シ
ール機構の各部品の取り付け構造については、運転時に
際してもずれやがた等が生じることなく、しかも確実に
取り付けが可能である構成とする。 (4)長期間の運転、或いは高速運転等の過酷な運転を
しても、破損しにくく、信頼性のある構造とし、メイン
テナンス頻度の低減し長寿命化を図る。
Therefore, in order to solve the above problems of the conventional oil seal or the problems of the preceding seal mechanism, the inventors have studied the novel seal mechanism by taking the following points as concrete problems. As a result of earnestly proceeding with the development, the present invention has been accomplished. (1) In order to prevent oil from entering the non-lubricated part from a gap formed in the oil seal due to the sideways displacement of the piston rod, the piston rod is reliably guided so that sideways displacement does not occur. In particular, the present invention realizes an oil seal mechanism having a structure capable of reducing the amount of oil itself that rises along the rod that should be blocked by the oil seal, by making it difficult for the oil to rise along the piston rod. (2) Oil rises along the piston rod and effectively prevents oil from entering the non-lubricated part to improve reliability and refrigerator performance, and also exhibits a sufficient gas sealing function against working gas. Thus, it is possible to prevent the adverse effect on the operation of the operating portion due to the pressure change of the crank chamber in the Stirling refrigerator, and prevent the deterioration of the refrigerating capacity. (3) Each component constituting the seal mechanism and its mounting structure are simple and easy to maintain. Especially, regarding the mounting structure of each component of the seal mechanism, there is no deviation or the like during operation, Moreover, the structure is such that it can be securely attached. (4) A structure that is resistant to damage and has a reliable structure even during long-term operation or high-speed operation such as high-speed operation, reduces the maintenance frequency, and extends the service life.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、クランク室を有するハウジングと、上記ク
ランク室の頂部に固定された圧縮シリンダ及び膨張シリ
ンダと、上記圧縮シリンダ及び膨張シリンダ内を往復動
し、作動ガスを圧縮及び膨張する圧縮ピストン及び膨張
ピストンと、上記クランク室内のクランクと連動し、上
記圧縮ピストン及び膨張ピストンに一端が連結された圧
縮ピストンロッド及び膨張ピストンロッドと、上記圧縮
ピストンロッド及び膨張ピストンロッドの夫々と上記ク
ランク室の頂部開口部との隙間をシールするオイルシー
ル機構とを備えて成るスターリング冷凍機において、上
記圧縮ピストンロッド及び膨張ピストンロッドに対する
上記オイルシール機構は、夫々シールハウジングを備え
ており、上記シールハウジングの内側には、Oリングで
弾力的に付勢され、上記圧縮ピストンロッド及び膨張ピ
ストンロッドを夫々案内するガイドリングが設けられて
おり、上記圧縮ピストンロッド及び膨張ピストンロッド
は、夫々大径部を有し、該大径部の外面に上記シールハ
ウジングの内面と摺接するオイルシールを装着して成る
ことを特徴とするスターリング冷凍機を提供する。
In order to solve the above problems, the present invention provides a housing having a crank chamber, a compression cylinder and an expansion cylinder fixed to the top of the crank chamber, and a compression cylinder and an expansion cylinder inside the cylinder. A compression piston and an expansion piston that reciprocally move to compress and expand the working gas; a compression piston rod and an expansion piston rod that are interlocked with a crank in the crank chamber and have one end connected to the compression piston and the expansion piston; In a Stirling refrigerator comprising an oil seal mechanism for sealing a gap between each of the compression piston rod and the expansion piston rod and the top opening of the crank chamber, the oil seal mechanism for the compression piston rod and the expansion piston rod is , Each equipped with a seal housing, Inside the housing, there are provided guide rings that are elastically urged by an O-ring to guide the compression piston rod and the expansion piston rod, respectively. There is provided a Stirling refrigerator having an outer surface of the large diameter portion and an oil seal which is in sliding contact with the inner surface of the seal housing.

【0016】本発明は上記課題を解決するために、クラ
ンク室を有するハウジングと、上記クランク室の頂部に
固定されたシリンダと、上記シリンダ内を往復動するピ
ストンと、上記クランク室内のクランクと連動し、上記
ピストンに一端が連結されたピストンロッドと、上記ピ
ストンロッドと上記クランク室の頂部開口部との隙間を
シールするオイルシール機構とを備えて成るスターリン
グ冷凍機において、上記オイルシール機構は、シールハ
ウジングを備えており、上記シールハウジングの内側に
は、Oリングで弾力的に付勢され、ピストンロッドを案
内するガイドリングが設けられており、上記ピストンロ
ッドは、大径部を有し、該大径部の外面に上記シールハ
ウジングの内面と摺接するオイルシールを装着して成る
ことを特徴とするスターリング冷凍機を提供する。
In order to solve the above problems, the present invention interlocks with a housing having a crank chamber, a cylinder fixed to the top of the crank chamber, a piston reciprocating in the cylinder, and a crank in the crank chamber. Then, in a Stirling refrigerator comprising a piston rod whose one end is connected to the piston, and an oil seal mechanism for sealing a gap between the piston rod and the top opening of the crank chamber, the oil seal mechanism is A seal housing is provided, and a guide ring that is elastically biased by an O-ring and guides the piston rod is provided inside the seal housing, and the piston rod has a large diameter portion, An oil seal, which is in sliding contact with the inner surface of the seal housing, is mounted on the outer surface of the large diameter portion. To provide a Stirling refrigerator.

【0017】上記大径部は、ピストンロッドと一体又は
別体のいずれに構成されていてもよい。
The large-diameter portion may be formed integrally with or separately from the piston rod.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を実施例に基
づき図面を参照して以下に説明する。図1〜図3は、本
発明の適用されるスターリング冷凍機を説明する図であ
り、図1はスターリング冷凍機1の全体構成を説明する
正面図である。図2はスターリング冷凍機1の要部を説
明する図であり、図3は一部が断面の右側面図を示す図
である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below based on examples with reference to the drawings. 1 to 3 are diagrams illustrating a Stirling refrigerator to which the present invention is applied, and FIG. 1 is a front view illustrating the entire configuration of the Stirling refrigerator 1. FIG. 2 is a diagram for explaining a main part of the Stirling refrigerator 1, and FIG. 3 is a diagram partially showing a right side view of a cross section.

【0019】スターリング冷凍機1の鋳物で形成された
ハウジング2は、その内部は密閉状態に保持され、区画
壁3を介して互いに連通するモータ室4とクランク室5
とを有する。モータ室4には正逆回転可能なモータ6が
配設されており、クランク室5には、モータ6で回転駆
動されるクランクシャフト7、コンロッド8、9と、ク
ロスガイドヘッド10、11等の駆動機構が配設されて
いる。
The housing 2 made of cast metal of the Stirling refrigerator 1 has a motor chamber 4 and a crank chamber 5 which are kept in a sealed state and communicate with each other through a partition wall 3.
Have and. A motor 6 capable of rotating in the normal and reverse directions is arranged in the motor chamber 4, and the crank chamber 5 includes a crank shaft 7, connecting rods 8 and 9 which are rotationally driven by the motor 6, cross guide heads 10 and 11, and the like. A drive mechanism is provided.

【0020】クランクシャフト7の二つのクランク部1
2、13は、モータ6の正転時にクランク部13がクラ
ンク部12より先行して移動するように、位相差を付け
て形成されている。この位相差は、一般的には約90度
の位相差が採用される。クランク部12、13には、コ
ンロッド8、9が取り付けられ、さらにこのコンロッド
8、9にクロスガイドヘッド10、11が取り付けられ
ている。
Two crank parts 1 of the crankshaft 7
Reference numerals 2 and 13 are formed with a phase difference so that the crank portion 13 moves ahead of the crank portion 12 when the motor 6 rotates in the normal direction. As this phase difference, a phase difference of about 90 degrees is generally adopted. Connecting rods 8 and 9 are attached to the crank portions 12 and 13, and cross guide heads 10 and 11 are attached to the connecting rods 8 and 9.

【0021】ハウジング2におけるクランク室5の上部
には、座部14を介してシリンダブロック15がボルト
16で取付られている。シリンダブロック15は、圧縮
シリンダ17を形成するとともに、膨張シリンダ18の
一部(下部)を形成している。
A cylinder block 15 is attached to the upper portion of the crank chamber 5 of the housing 2 with a bolt 16 via a seat portion 14. The cylinder block 15 forms a compression cylinder 17 and a part (lower part) of the expansion cylinder 18.

【0022】圧縮シリンダ17内を往復動する圧縮ピス
トン19の上方空間(圧縮空間)が高温室20であり、
この中で作動ガスは圧縮されて高温となる。圧縮ピスト
ンロッド21は、圧縮ピストン19とクロスガイドヘッ
ド10を連結し、クランク室5からクランク室5の頂部
開口部を通して圧縮シリンダ17へ伸びるように設けら
れている。クランク室5の頂部開口部55と圧縮シリン
ダ17との間に、オイルシール機構22が取り付けら
れ、圧縮ピストンロッド21とクランク室5の頂部開口
部(正確には開口部の内周縁)55との隙間をシール
し、クランク室5からの油上がりを防止している。
The space above the compression piston 19 (compression space) that reciprocates in the compression cylinder 17 is the high temperature chamber 20,
In this, the working gas is compressed and becomes high temperature. The compression piston rod 21 connects the compression piston 19 and the cross guide head 10, and is provided so as to extend from the crank chamber 5 to the compression cylinder 17 through the top opening of the crank chamber 5. An oil seal mechanism 22 is attached between the top opening 55 of the crank chamber 5 and the compression cylinder 17, and the compression piston rod 21 and the top opening of the crank chamber 5 (correctly, the inner peripheral edge of the opening) 55 are connected. The gap is sealed to prevent oil from rising from the crank chamber 5.

【0023】一方、膨張シリンダ18は、その下部は上
述の通りシリンダブロック15で構成し、その上部は、
後述する放熱用熱交換器29の内側シリンダ23と冷却
用熱交換器の内筒24とから構成している。この膨張シ
リンダ18内を往復摺動するピストン25の上方空間
(膨張空間)が低温室26であり、この中で作動ガスが
膨張し低温となる。
On the other hand, the expansion cylinder 18 has a lower portion composed of the cylinder block 15 as described above and an upper portion thereof.
It is composed of an inner cylinder 23 of a heat radiating heat exchanger 29 described later and an inner cylinder 24 of a cooling heat exchanger. An upper space (expansion space) of the piston 25 that slides back and forth in the expansion cylinder 18 is a low temperature chamber 26, in which the working gas expands and becomes a low temperature.

【0024】膨張ピストンロッド27は、膨張ピストン
25とクロスガイドヘッド11とを連結し、クランク室
5からクランク室5の頂部開口部55を通して膨張シリ
ンダ18内に伸びるように設けられている。クランク室
5と膨張シリンダ18との間に、オイルシール機構28
が取り付けられ、膨張ピストンロッド21とクランク室
5の頂部開口部(正確には開口部の内周縁)55との隙
間をシールし、クランク室5からの油上がりを防止して
いる。膨張ピストン25は、圧縮ピストン19より90
度の位相だけ先行して移動する。
The expansion piston rod 27 connects the expansion piston 25 and the cross guide head 11 and is provided so as to extend from the crank chamber 5 into the expansion cylinder 18 through the top opening 55 of the crank chamber 5. An oil seal mechanism 28 is provided between the crank chamber 5 and the expansion cylinder 18.
Is attached to seal the gap between the expansion piston rod 21 and the top opening portion (correctly, the inner peripheral edge of the opening portion) 55 of the crank chamber 5 to prevent oil from rising from the crank chamber 5. The expansion piston 25 is 90
It moves ahead by the phase of degrees.

【0025】膨張シリンダ18を囲むように、放熱用熱
交換器(高温側熱交換器)29、再生器30及び冷却用
熱交換器(低温側熱交換器)31が互いに連通して環状
に配設されている。放熱用熱交換器29の下端、かつ膨
張シリンダ18の周囲に、マニホールド(作動ガス用の
流路)32が形成されている。
A heat-radiating heat exchanger (high-temperature-side heat exchanger) 29, a regenerator 30, and a cooling heat-exchanger (low-temperature-side heat exchanger) 31 communicate with each other and are annularly arranged so as to surround the expansion cylinder 18. It is set up. A manifold (flow path for working gas) 32 is formed around the lower end of the heat radiating heat exchanger 29 and around the expansion cylinder 18.

【0026】そして、圧縮シリンダ17の上端部には、
高温室20とマニホールド32とを連通する連通孔33
が形成されている。高温室20と低温室26は、連通孔
33、マニホールド32、放熱用熱交換器29、再生器
30及び冷却用熱交換器31を通して互いに順次連通す
るように構成されている。
At the upper end of the compression cylinder 17,
Communication hole 33 for communicating the high greenhouse 20 and the manifold 32
Are formed. The high greenhouse 20 and the low temperature chamber 26 are configured to sequentially communicate with each other through the communication hole 33, the manifold 32, the heat radiating heat exchanger 29, the regenerator 30, and the cooling heat exchanger 31.

【0027】シリンダブロック15は、その上部に放熱
用熱交換ハウジング34を有する。この放熱用熱交換ハ
ウジング34と内側シリンダ23との間には、熱交換器
筒37が嵌合し、放熱用熱交換器(高温側熱交換器)2
9を構成している。熱交換器筒37は、その内面には、
作動ガスの流路を形成する細溝35を有し、外面に放熱
フィン36を有する。
The cylinder block 15 has a heat radiating heat exchange housing 34 on its upper part. A heat exchanger tube 37 is fitted between the heat radiating heat exchange housing 34 and the inner cylinder 23, and the heat radiating heat exchanger (high temperature side heat exchanger) 2
9 is composed. The heat exchanger tube 37 has, on its inner surface,
It has a narrow groove 35 that forms a flow path of the working gas, and has a radiation fin 36 on the outer surface.

【0028】作動ガスは細溝35を通り、放熱用熱交換
ハウジング34と放熱フィン36との間の放熱路38は
冷却水が流れこれにより、作動ガスの温熱が冷却水に放
熱される。シリンダブロック15の左右両側面には、蓋
板39が水密的に固定されており、この蓋板39とシリ
ンダブロック15との間に冷却水路40を形成してい
る。この冷却水路40は、入口41と通して放熱路38
に連通するとともに、圧縮シリンダ17及び膨張シリン
ダ18を囲むように形成されている。
The working gas passes through the narrow groove 35, and the cooling water flows through the heat dissipation path 38 between the heat dissipation housing for heat dissipation 34 and the heat dissipation fins 36, whereby the heat of the working gas is dissipated to the cooling water. A lid plate 39 is watertightly fixed to both left and right side surfaces of the cylinder block 15, and a cooling water passage 40 is formed between the lid plate 39 and the cylinder block 15. The cooling water passage 40 communicates with the inlet 41 and the heat dissipation passage 38.
And is formed so as to surround the compression cylinder 17 and the expansion cylinder 18.

【0029】放熱路38に冷却水の流入口42が設けら
れており、冷却水路40には流出口43が設けられ、流
入口40と流出口43は、図示はしないが、冷却水循環
路及び冷却水循環用ポンプを介して、冷却ファンを有す
る空冷の放熱器(ラジエータ)に接続されている。
A cooling water inflow port 42 is provided in the heat radiation path 38, an outflow port 43 is provided in the cooling water path 40, and the inflow port 40 and the outflow port 43 are not shown in the drawing, but are not shown in the drawing. It is connected to an air-cooled radiator (radiator) having a cooling fan via a water circulation pump.

【0030】内筒24の下部は、内側シリンダ23と嵌
合し膨張シリンダ18の一部を構成しているが、この内
筒24の上部外周側に冷却用熱交換ハウジング44が配
設され、シリンダブロック15に着脱可能に固着されて
いる。冷却用熱交換ハウジング44は、その内面には複
数の細溝45を有し、内筒24と嵌合して作動ガス流路
46を形成し、その外面には冷却フィン47を有する。
これにより、冷却用熱交換器(低温側熱交換器)31を
構成している。
The lower part of the inner cylinder 24 is fitted with the inner cylinder 23 to form a part of the expansion cylinder 18. A cooling heat exchange housing 44 is arranged on the upper outer peripheral side of the inner cylinder 24. It is detachably fixed to the cylinder block 15. The heat exchange housing 44 for cooling has a plurality of narrow grooves 45 on its inner surface, is fitted with the inner cylinder 24 to form a working gas passage 46, and has cooling fins 47 on its outer surface.
This constitutes the cooling heat exchanger (low temperature side heat exchanger) 31.

【0031】この冷却用熱交換器31は、本発明のスタ
ーリング冷凍機の冷熱を利用する冷熱利用機器の冷熱冷
媒の冷却を行う。冷熱冷媒としては、空気、水、アルコ
ール、HFE、PFC等が使用される。
This cooling heat exchanger 31 cools the cold heat refrigerant of the cold heat utilizing equipment which utilizes the cold heat of the Stirling refrigerator of the present invention. Air, water, alcohol, HFE, PFC or the like is used as the cold heat refrigerant.

【0032】内筒24と冷却用熱交換ハウジング44と
の間の環状空間には、金属メッシュ等の蓄冷材から成る
再生器30が配設されている。
A regenerator 30 made of a cold storage material such as a metal mesh is arranged in an annular space between the inner cylinder 24 and the cooling heat exchange housing 44.

【0033】オイルシール機構28と膨張ピストン25
との間の空間(オイルシール機構22と圧縮ピストン1
9との間の空間についても同じ)は、バッファ空間(バ
ッファ室)48と呼ばれている。バッファ空間48は、
管49によりバッファタンク51に接続され、バッファ
タンク51は、管50によりハウジング2のクランク室
5(モータ室4でもよい。)に接続されている。
Oil seal mechanism 28 and expansion piston 25
Space between the oil seal mechanism 22 and the compression piston 1
The same applies to the space between 9 and 9) is called the buffer space (buffer chamber) 48. The buffer space 48 is
The pipe 49 is connected to the buffer tank 51, and the buffer tank 51 is connected to the crank chamber 5 (or the motor chamber 4) of the housing 2 by the pipe 50.

【0034】本発明は以上のような構成において、特
に、圧縮ピストンロッド21及び膨張ピストンロッド2
7に対するオイルシール機構22、28の構成に特徴を
有する。スターリング冷凍機において、オイルシール機
構22、28が取り付けられた状態は、図2において示
されている。
The present invention has the above-mentioned structure, and particularly, the compression piston rod 21 and the expansion piston rod 2
7 is characterized by the configuration of the oil seal mechanisms 22 and 28 for 7. In the Stirling refrigerator, the state where the oil seal mechanisms 22 and 28 are attached is shown in FIG.

【0035】図4は、本発明に係るオイルシール機構2
2、28をより詳細を説明する図であり、図4(a)
は、本発明に係るオイルシール機構22、28のピスト
ンロッド21、27の軸心に沿った縦断面図であり、図
2中のオイルシール機構22の構成及びその取り付け状
態を拡大して示しており、図4(b)は、図4(a)の
A−A断面図を示している。
FIG. 4 shows an oil seal mechanism 2 according to the present invention.
FIG. 4A is a diagram for explaining the details of 2 and 28 in FIG.
FIG. 4 is a vertical cross-sectional view taken along the axial center of the piston rods 21, 27 of the oil seal mechanisms 22, 28 according to the present invention, showing the configuration of the oil seal mechanism 22 in FIG. 4 (b) is a sectional view taken along line AA of FIG. 4 (a).

【0036】ところで、オイルシール機構22とオイル
シール機構28は、その構成は同じであり、その取り付
けられる配置は、オイルシール機構22は圧縮シリンダ
17側に取り付けられているのに対して、オイルシール
機構28は膨張シリンダ18側に取り付けられている点
では相違するが、その取り付け構造は同じである。従っ
て、オイルシール機構22とオイルシール機構28の構
造及びその取り付け構造を、図4(a)で共通して説明
する。オイルシール機構22及びオイルシール機構28
の構成に係る符号は併記する。
By the way, the oil seal mechanism 22 and the oil seal mechanism 28 have the same construction, and the mounting arrangement is such that the oil seal mechanism 22 is mounted on the compression cylinder 17 side, whereas the oil seal mechanism 22 is mounted on the compression cylinder 17 side. The mechanism 28 is different in that it is attached to the expansion cylinder 18 side, but the attachment structure is the same. Therefore, the structure of the oil seal mechanism 22 and the oil seal mechanism 28 and the mounting structure thereof will be described in common in FIG. Oil seal mechanism 22 and oil seal mechanism 28
The reference numerals relating to the configuration are also described.

【0037】図2、図4(a)において、オイルシール
機構22、28は、大径部52と小径部53から成る略
円筒状のシールハウジング54を有する。このシールハ
ウジング54の大径部52は、圧縮シリンダ17及び膨
張シリンダ18に対応するスターリング冷凍機1のハウ
ジング2の開口部55に嵌合して載置するとともに、座
部14を上方から載置し、これをボルト16でハウジン
グ2にねじ止めする。これにより、シールハウジング5
4の大径部52は、締着され、シールハウジング54
は、圧縮シリンダ17、膨張シリンダ18内に装着され
る。
2 and 4 (a), the oil seal mechanisms 22 and 28 have a substantially cylindrical seal housing 54 having a large diameter portion 52 and a small diameter portion 53. The large diameter portion 52 of the seal housing 54 is fitted and placed in the opening 55 of the housing 2 of the Stirling refrigerator 1 corresponding to the compression cylinder 17 and the expansion cylinder 18, and the seat portion 14 is placed from above. Then, this is screwed to the housing 2 with the bolt 16. As a result, the seal housing 5
The large-diameter portion 52 of No. 4 is fastened and the seal housing 54
Are mounted in the compression cylinder 17 and the expansion cylinder 18.

【0038】シールハウジング54の小径部53の上部
には棚壁56が形成されており、棚壁56の中心にピス
トンロッド用の開口57が形成されている。この開口5
7を通して、圧縮ピストンロッド21、膨張ピストンロ
ッド27(「ピストンロッド21、27」という。)が
挿通されている。
A shelf wall 56 is formed above the small diameter portion 53 of the seal housing 54, and a piston rod opening 57 is formed at the center of the shelf wall 56. This opening 5
A compression piston rod 21 and an expansion piston rod 27 (referred to as “piston rods 21 and 27”) are inserted through 7.

【0039】このピストンロッド21、27に嵌合する
ように、ガイドリング58が棚壁56上に装着され、さ
らに、ガイドリング58の外側にOリング59が装着さ
れる。ガイドリング58及びOリング59は、上方から
環状の蓋板60が載置され、ねじ61が小径部53の上
面に螺着されることにより、締着される。
A guide ring 58 is mounted on the shelf wall 56 so as to fit the piston rods 21, 27, and an O-ring 59 is mounted on the outer side of the guide ring 58. The guide ring 58 and the O-ring 59 are fastened by mounting an annular lid plate 60 from above and screwing a screw 61 onto the upper surface of the small diameter portion 53.

【0040】ピストンロッド21、27は、大径部62
(環状部材を固定して成るものでもよい。)が設けられ
ている。この大径部62は、シールハウジング54の内
径より小さい外径を有し、シールハウジング54内を移
動可能である。この大径部62の外周面にリップシール
等のオイルシール63が装着されている。このオイルシ
ール63は、シールハウジング54の内面に摺接し、ピ
ストンロッド21、27とシールハウジング54の間の
隙間をシールしている。
The piston rods 21 and 27 have a large diameter portion 62.
(It may be formed by fixing an annular member.). The large diameter portion 62 has an outer diameter smaller than the inner diameter of the seal housing 54 and is movable inside the seal housing 54. An oil seal 63 such as a lip seal is attached to the outer peripheral surface of the large diameter portion 62. The oil seal 63 slidably contacts the inner surface of the seal housing 54 and seals the gap between the piston rods 21 and 27 and the seal housing 54.

【0041】このように、本発明に係るスターリング冷
凍機のオイルシール機構21、22では、シールハウジ
ング54の上部に設けたガイドリング58でピストンロ
ッド21、27外面に対してシールを行うとともに、ピ
ストンロッドの大径部52に装着したオイルシール63
でシールハウジング54の内面に対してシール(封止)
を行う構成である。
As described above, in the oil seal mechanisms 21 and 22 of the Stirling refrigerator according to the present invention, the guide ring 58 provided on the upper part of the seal housing 54 seals the outer surfaces of the piston rods 21 and 27 and the pistons. Oil seal 63 attached to the large diameter portion 52 of the rod
Seals against the inner surface of the seal housing 54
It is a configuration for performing.

【0042】(作用)次に、本発明の上記実施例のスタ
ーリング冷凍機の作用を説明する。モータ6によってク
ランクシャフト7が正方向に回転し、クランク室5内の
クランク部12、13が90度位相がずれて回転する。
このクランク部12、13に連結されたコンロッド8、
9、クロスガイドヘッド10、11、圧縮ピストンロッ
ド21及び膨張ピストンロッド27を介して、圧縮ピス
トン19及び膨張ピストン25が、互いに90度の位相
差をもって往復動する。
(Operation) Next, the operation of the Stirling refrigerator of the above embodiment of the present invention will be described. The motor 6 rotates the crankshaft 7 in the forward direction, and the crank portions 12 and 13 in the crank chamber 5 rotate 90 degrees out of phase.
The connecting rod 8 connected to the crank portions 12 and 13,
The compression piston 19 and the expansion piston 25 reciprocate through the cross guide heads 10 and 11, the compression piston rod 21, and the expansion piston rod 27 with a phase difference of 90 degrees.

【0043】膨張ピストン25が90度先行して上死点
付近でゆっくりと移動中、圧縮ピストン19は中間付近
を上死点に向かって急速に移動して作動ガスの圧縮動作
を行う。圧縮された作動ガスは、連通孔33及びマニホ
ールド32を通り放熱用熱交換器29の細溝35内に流
入し、放熱路38を流れる冷却水に放熱する。さらに作
動ガスは、再生器30に蓄熱された冷熱で冷却され、細
溝45内を通って低温室26(膨張空間)内に流入す
る。
While the expansion piston 25 moves 90 degrees ahead and moves slowly near the top dead center, the compression piston 19 moves rapidly near the middle toward the top dead center to compress the working gas. The compressed working gas flows into the narrow groove 35 of the heat radiating heat exchanger 29 through the communication hole 33 and the manifold 32, and radiates heat to the cooling water flowing through the heat radiating passage 38. Further, the working gas is cooled by the cold heat stored in the regenerator 30, passes through the narrow groove 45, and flows into the low temperature chamber 26 (expansion space).

【0044】圧縮ピストン19が上死点近辺でゆっくり
と移動している時に膨張ピストン25は急激に下死点に
向かって移動し、低温室26(膨張空間)に流入した作
動ガスは急激に膨張し冷熱が発生する。これにより冷却
用熱交換器31を含むヘッド部(コールドヘッドと言
う。)48は冷却されて低温となる。
When the compression piston 19 is slowly moving near the top dead center, the expansion piston 25 rapidly moves toward the bottom dead center, and the working gas flowing into the low temperature chamber 26 (expansion space) rapidly expands. Then cold heat is generated. As a result, the head portion (called a cold head) 48 including the heat exchanger 31 for cooling is cooled to a low temperature.

【0045】そして、冷却用熱交換器31において、冷
却フィン47に接する冷熱利用機器用の冷熱冷媒を冷却
する。膨張ピストン25が下死点から上死点に移動する
ときには圧縮ピストン19は中間位置から下死点に向か
っており、作動ガスは低温室26より冷却用熱交換器の
細溝45を通り再生器30に流入し作動ガスの有する冷
熱を再生器30に蓄熱する。再生器30に蓄熱された冷
熱は、上記のように高温室20から放熱用熱交換器29
を通して送られてくる作動ガスを、再度冷却するために
再利用される。
Then, in the cooling heat exchanger 31, the cold heat refrigerant for the equipment utilizing cold heat, which is in contact with the cooling fins 47, is cooled. When the expansion piston 25 moves from the bottom dead center to the top dead center, the compression piston 19 moves from the intermediate position to the bottom dead center, and the working gas flows from the low temperature chamber 26 through the narrow groove 45 of the cooling heat exchanger to the regenerator. Cold heat flowing into the working gas 30 and contained in the working gas is stored in the regenerator 30. The cold heat stored in the regenerator 30 is transferred from the high temperature chamber 20 to the heat radiating heat exchanger 29 as described above.
The working gas sent through is reused for cooling again.

【0046】そして、冷却用熱交換器において冷却され
た冷熱冷媒は、流出パイプ64から各種の冷熱利用機器
に送られ冷却に利用される。例えば、冷熱冷媒は、冷凍
庫等の冷熱利用機器内の冷熱冷媒用配管に送られ、冷熱
利用機器内で冷凍あるいは冷却作用を行う。そして冷熱
利用機器から冷却用熱交換器31に流入パイプ65を通
って循環して戻され、再度冷却される。
Then, the cold heat refrigerant cooled in the cooling heat exchanger is sent from the outflow pipe 64 to various cold heat utilizing devices and used for cooling. For example, the cold heat refrigerant is sent to a cold heat refrigerant pipe in a cold heat utilization apparatus such as a freezer, and performs a freezing or cooling action in the cold heat utilization apparatus. Then, the cold heat utilization equipment circulates back to the cooling heat exchanger 31 through the inflow pipe 65 and is cooled again.

【0047】放熱器(ラジエータ)から送られてくる冷
却水は、流入口42から放熱用熱交換器38内に流入
し、放熱路38を通過して作動ガスを冷却する。さら
に、この冷却水は冷却水路40に流入し、圧縮シリンダ
17及び膨張シリンダ18の周囲を流れる。これによっ
て、シリンダブロック15の内側に形成されている圧縮
シリンダ17及び膨張シリンダ18を周囲から冷却す
る。この後、冷却水は、流出口43から流出して、放熱
器において冷却ファンで冷却され、再度、放熱用熱交換
器29へと循環する。
The cooling water sent from the radiator (radiator) flows into the heat radiating heat exchanger 38 through the inlet 42, passes through the heat radiating passage 38, and cools the working gas. Further, this cooling water flows into the cooling water passage 40 and flows around the compression cylinder 17 and the expansion cylinder 18. As a result, the compression cylinder 17 and the expansion cylinder 18 formed inside the cylinder block 15 are cooled from the surroundings. After that, the cooling water flows out from the outflow port 43, is cooled by the cooling fan in the radiator, and is circulated again to the heat radiation heat exchanger 29.

【0048】バッファタンク51は、バッファ空間48
とハウジング2を均等な圧力とし、バッファ空間48内
の圧力変動を吸収するとともに、ハウジング2内の圧力
変動を吸収し、バッファ空間にその影響を及ぼさないよ
うな緩衝機能を有する。
The buffer tank 51 has a buffer space 48.
The housing 2 has a uniform pressure, absorbs pressure fluctuations in the buffer space 48, and absorbs pressure fluctuations in the housing 2 so as not to affect the buffer space.

【0049】スターリング冷凍機1の動作中、ピストン
ロッド21、27が上下動すると、ピストンロッド2
1、27は、オイルシール機構21、22を通して上下
動する。すると、ピストンロッド21、27は、シール
ハウジング54の上部に設けたガイドリング58に対し
て摺動し、ガイドリング58は、ピストンロッド21、
27の案内するとともに、ピストンロッド21、27の
表面に沿って上がってくるオイルやオイルミストに対し
てその上昇を阻止するようにシール(封止)を行う。
When the piston rods 21 and 27 move up and down during operation of the Stirling refrigerator 1, the piston rod 2
1, 27 move up and down through the oil seal mechanisms 21 and 22. Then, the piston rods 21 and 27 slide with respect to the guide ring 58 provided on the upper part of the seal housing 54, and the guide ring 58 moves the piston rods 21 and 27.
Along with guiding 27, oil (oil mist) rising along the surfaces of the piston rods 21, 27 and oil mist are sealed so as to prevent the rising.

【0050】そして、ピストンロッド21、27の大径
部62に装着したオイルシール63は、シールハウジン
グ54の内面に対して摺動し、ピストンロッド21、2
7とシールハウジング54の隙間から上昇するオイルや
オイルミストを阻止するようにシールを行う。
The oil seal 63 attached to the large diameter portion 62 of the piston rods 21, 27 slides on the inner surface of the seal housing 54, and the piston rods 21, 2,
Sealing is performed so as to prevent oil and oil mist rising from the gap between 7 and the seal housing 54.

【0051】スターリング冷凍機1では、上述の通り、
ピストンロッド21、27の表面を伝わって上昇し、バ
ッファ空間48や圧縮シリンダ17、膨張シリンダ18
内に入り込むいわゆる「オイル上がり」が問題となる。
本発明に係るシール機構22、28では、クランク室5
からピストンロッド21、27の表面に沿ってオイルが
上昇してきても、ピストンロッド21、27の大径部5
2があるために、オイルがさらに上昇するためには、そ
の底面64に沿ってシールハウジング54とロッドの大
径部52の隙間方向(軸心から外方)に移動しなくはな
らないので、その上昇が阻止され又は困難となる。
In the Stirling refrigerator 1, as described above,
The piston rods 21 and 27 rise along the surfaces of the piston rods 21 and 27, and the buffer space 48, the compression cylinder 17, and the expansion cylinder 18
The so-called "oil rise" that gets inside becomes a problem.
In the seal mechanisms 22 and 28 according to the present invention, the crank chamber 5
Even if the oil rises along the surfaces of the piston rods 21 and 27 from the large diameter portion 5 of the piston rods 21 and 27,
Since there is 2, it is necessary to move in the gap direction (outward from the axial center) between the seal housing 54 and the large diameter portion 52 of the rod along the bottom surface 64 thereof in order for the oil to further rise. The rise is blocked or difficult.

【0052】又、本発明に係るオイルシール機構22、
28では、オイルシール63はシールハウジング54の
内面に摺接する構造であり、ピストンロッド21、27
に直接、摺接する構造ではないので、運転中、ピストン
ロッド21、27が多少の横ぶれが生じても、先行例の
ように、オイルシール68とピストンロッド66との間
の隙間からオイル、オイルミストが通過するような現象
は生じない。
Further, the oil seal mechanism 22 according to the present invention,
In 28, the oil seal 63 has a structure in which the oil seal 63 is in sliding contact with the inner surface of the seal housing 54.
Since the structure is not in direct sliding contact with the engine, even if the piston rods 21 and 27 are slightly laterally displaced during operation, as in the prior example, oil, oil, and oil are discharged from the gap between the oil seal 68 and the piston rod 66. The phenomenon that the mist passes through does not occur.

【0053】本発明に係るシール機構では、ピストンロ
ッド21、27に横ぶれが生じ、ピストンロッド21、
27の大径部52のオイルシール63とシールハウジン
グ54の小径部53の内面との間に隙間が生じる可能性
が考えられる。
In the seal mechanism according to the present invention, the piston rods 21 and 27 are laterally shaken to cause the piston rods 21 and 27 to move sideways.
It is conceivable that a gap may occur between the oil seal 63 of the large diameter portion 52 of 27 and the inner surface of the small diameter portion 53 of the seal housing 54.

【0054】しかしながら本発明に係るオイルシール機
構22、28では、シールハウジング54の小径部53
の棚壁56上に、Oリング59で弾力的にピストンロッ
ド21、27の外面に押圧される様に付勢されたガイド
リング58を設けているから、このガイドリング58
は、ピストンロッド21、27の横ぶれを防止し、横ぶ
れに伴うオイルシール63とシールハウジング54の小
径部53の内面との間に隙間が生じにくい。
However, in the oil seal mechanisms 22 and 28 according to the present invention, the small diameter portion 53 of the seal housing 54 is used.
On the shelf wall 56 of the guide ring 58, a guide ring 58 that is urged to be elastically pressed by the O-ring 59 against the outer surfaces of the piston rods 21 and 27 is provided.
Prevents lateral displacement of the piston rods 21, 27, and a gap is unlikely to be formed between the oil seal 63 and the inner surface of the small diameter portion 53 of the seal housing 54 due to the lateral displacement.

【0055】又、シールハウジング54の小径部53の
上部に装着されたガイドリング58は、Oリング59で
外側からピストンロッドに向けて押圧する弾力が付勢さ
れているから、リップシール等のオイルシール63では
捕捉できないオイルやオイルミストの無潤滑部への侵入
を阻止するだけでなく、クランク室5とシリンダ等の無
潤滑部との間の作動ガスの流通を阻止するガスシールと
しても機能し、クランク室5内の温度の変化等による作
動ガスの圧力の変化があっても、シリンダ等無潤滑部へ
影響することを防止するから、スターリング冷凍機1の
冷凍能力の低減等が生じない。
Further, since the guide ring 58 mounted on the upper portion of the small diameter portion 53 of the seal housing 54 is biased by the O-ring 59 from the outside toward the piston rod, oil such as lip seal is used. The seal 63 not only prevents oil and oil mist that cannot be captured by the seal 63 from entering the unlubricated portion, but also functions as a gas seal that blocks the flow of the working gas between the crank chamber 5 and the unlubricated portion such as the cylinder. Even if there is a change in the pressure of the working gas due to a change in the temperature in the crank chamber 5, etc., it is prevented from affecting the non-lubricated portion such as the cylinder, so that the refrigerating capacity of the Stirling refrigerator 1 is not reduced.

【0056】そして、ガイドリング58は、その外側の
Oリング59とともに、棚壁56上に装着され、上方か
ら環状の蓋板60がねじ61で小径部53の上面に螺着
されることにより簡単に取り付けることができる。この
ように、ガイドリング58及びOリング59の取り付け
構造も簡単であるから、その製作、メインテナンス等が
簡単となる。
The guide ring 58, together with the O-ring 59 on the outside thereof, is mounted on the shelf wall 56, and a ring-shaped cover plate 60 is screwed from above onto the upper surface of the small diameter portion 53 to simplify the operation. Can be attached to. As described above, the structure for attaching the guide ring 58 and the O-ring 59 is also simple, so that the manufacturing, maintenance, and the like thereof are easy.

【0057】以上、本発明の実施の形態を実施例に基づ
いて説明したが、本発明は、上記実施例に限定されるこ
となく、特許請求の範囲記載の技術的事項の範囲内でい
ろいろな実施例があることは言うまでもない。
The embodiments of the present invention have been described above based on the examples, but the present invention is not limited to the above examples and various modifications can be made within the scope of the technical matters described in the claims. It goes without saying that there are examples.

【0058】[0058]

【発明の効果】本発明は以上のとおりであるから、次の
ような効果が生じる。 (1)シールハウジングの上部に設けたガイドリングで
ピストンロッド外面に対してシールを行うとともに、ピ
ストンロッドの大径部に装着したオイルシールでシール
ハウジングの内面に対してシールを行うので、ピストン
ロッドに沿ってオイルが上昇しにくくし、ロッドシール
が阻止すべきオイルの量を低減できる。これにより、ス
ターリング冷凍機の性能及び信頼性が向上し、メインテ
ナンスのための頻度、費用が低減する。
As described above, the present invention has the following effects. (1) Since the guide ring provided on the upper part of the seal housing seals the outer surface of the piston rod and the oil seal mounted on the large diameter part of the piston rod seals the inner surface of the seal housing, It is possible to make it difficult for the oil to rise along the line and reduce the amount of oil that the rod seal should prevent. This improves the performance and reliability of the Stirling refrigerator and reduces the frequency and cost of maintenance.

【0059】(2)オイルシールに加えて、Oリングで
弾力の付与されたガイドリングを設けピストンロッドを
案内且つシールすることにより、ピストンロッドの横ぶ
れを防止し、ピストンロッドの大径部に装着されたオイ
ルシールとシールハウジングの内面に隙間が生じないよ
うにして、オイル上がりを効果的に防止する。
(2) In addition to the oil seal, a guide ring provided with elasticity by an O-ring is provided to guide and seal the piston rod, thereby preventing lateral displacement of the piston rod and providing a large diameter portion of the piston rod. A gap is not formed between the mounted oil seal and the inner surface of the seal housing, and oil is effectively prevented from rising.

【0060】(3)Oリングで外側からピストンロッド
に対して押圧する方向に弾力の付与されたガイドリング
を設けることにより、作動ガスに対しても十分なシール
性能を発揮させ、スターリング冷凍機の冷凍能力を向上
する。
(3) By providing the O-ring with the guide ring to which the elastic force is applied in the direction of pressing the piston rod from the outside, sufficient sealing performance can be exhibited even against the working gas, and the Stirling refrigerator Improve the refrigeration capacity.

【0061】(4)シール機構を構成する各部品及びそ
の取り付け構造が簡単であるから、製作、メインテナン
スもしやすい。又、長期間の運転、或いは高速運転等の
過酷な運転をしても、破損しにくく、信頼性が向上し、
メインテナンス頻度も低減し、長寿命化が可能となる。
(4) Since each component constituting the seal mechanism and its mounting structure are simple, it is easy to manufacture and maintain. In addition, even during long-term operation or severe operation such as high-speed operation, it is less likely to be damaged and reliability is improved.
The maintenance frequency is also reduced and the service life can be extended.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係るスターリング冷凍機の全体構成を
説明するための正面図である。
FIG. 1 is a front view for explaining the overall configuration of a Stirling refrigerator according to the present invention.

【図2】図1のスターリング冷凍機の要部を示す図であ
る。
FIG. 2 is a diagram showing a main part of the Stirling refrigerator of FIG.

【図3】本発明に係るスターリング冷凍機を説明する右
側一部破断正面図である。
FIG. 3 is a right side partially cutaway front view illustrating a Stirling refrigerator according to the present invention.

【図4】本発明に係るスターリング冷凍機のシール機構
を説明する図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a seal mechanism of a Stirling refrigerator according to the present invention.

【図5】本発明に係るスターリング冷凍機のシール機構
の先行技術を説明する図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a prior art of a seal mechanism of a Stirling refrigerator according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 スターリング冷凍機 2 ハウジング 3 区画壁 4 モータ室 5 クランク室 6 モータ 7 クランクシャフト 8、9 コンロッド 10、11 クロスガイドヘッド 12、13 クランク部 14 座部 15 シリンダブロック 16 ボルト 17 圧縮シリンダ 18 膨張シリンダ 19 圧縮ピストン 20 上方空間(圧縮空間)高温室 21 圧縮ピストンロッド 22 圧縮ピストンロッドのオイルシール機構 23 内側シリンダ 24 冷却用熱交換器の内筒 25 膨張シリンダ18内を往復摺動するピストン 26 上方空間(膨張空間)が低温室 27 膨張ピストンロッド 28 膨張ピストンロッドのオイルシール機構 29 放熱用熱交換器(高温側熱交換器) 30 再生器 31 冷却用熱交換器(低温側熱交換器) 32 マニホールド(作動ガス用の流路) 33 連通孔 34 放熱用熱交換ハウジング 35 熱交換器筒の内面の作動ガス流路用の細溝 36 放熱フィン 37 熱交換器筒 38 放熱用熱交換ハウジング放熱フィンとの間の放
熱路 39 蓋板 40 冷却水路 41 入口 42 放熱路38に冷却水の流入口 43 冷却水路40の流出口 44 冷却用熱交換ハウジング 45 冷却用熱交換ハウジング44の内面の複数の細
溝 46 作動ガス流路 47 冷却フィン 48 バッファ空間(バッファ室) 49 管 51 バッファタンク 52 大径部 53 小径部 54、66 シールハウジング 55 ハウジングの開口部 56 棚壁 57 ピストンロッド用の開口 58、67 ガイドリング 59 Oリング 60 蓋板 61 ねじ 62 ピストンロッドの大径部 63、68 オイルシール 64 ピストンロッドの大径部の底面 66 ピストンロッド
1 Stirling Refrigerator 2 Housing 3 Partition Wall 4 Motor Chamber 5 Crank Chamber 6 Motor 7 Crankshaft 8, 9 Connecting Rod 10, 11 Cross Guide Head 12, 13 Crank Part 14 Seat 15 Cylinder Block 16 Bolt 17 Compression Cylinder 18 Expansion Cylinder 19 Compression piston 20 upper space (compression space) high temperature chamber 21 compression piston rod 22 compression piston rod oil seal mechanism 23 inner cylinder 24 cooling heat exchanger inner cylinder 25 expansion cylinder 18 reciprocally sliding piston 26 upper space ( Expansion space is low temperature chamber 27 Expansion piston rod 28 Oil seal mechanism of expansion piston rod 29 Heat dissipation heat exchanger (high temperature side heat exchanger) 30 Regenerator 31 Cooling heat exchanger (low temperature side heat exchanger) 32 Manifold ( Working gas flow path) 33 Communication hole 34 Heat dissipation Heat exchange housing 35 Thin groove for working gas flow passage on the inner surface of heat exchanger tube 36 Radiating fins 37 Heat exchanger tube 38 Radiating heat exchange housing Radiating path 39 with heat radiating fins Cover plate 40 Cooling water channel 41 Inlet 42 Cooling Water Inlet 43 to Heat Dissipation Path 38 Outlet 44 of Cooling Water Path 40 Cooling Heat Exchange Housing 45 Plural Small Grooves on Inner Surface of Cooling Heat Exchange Housing 44 Working Gas Flow Path 47 Cooling Fin 48 Buffer Space (Buffer Space) Chamber) 49 pipe 51 buffer tank 52 large diameter portion 53 small diameter portion 54, 66 seal housing 55 housing opening 56 shelf wall 57 piston rod opening 58, 67 guide ring 59 O-ring 60 cover plate 61 screw 62 piston rod Large diameter part 63, 68 Oil seal 64 Bottom face of large diameter part of piston rod 66 Piston rod

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西川 剛弘 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 井上 英之 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 原子 貴志 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 板橋 真也 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 加藤 哲也 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Takehiro Nishikawa             2-5-3 Keihan Hondori, Moriguchi City, Osaka Prefecture             Within Yo Denki Co., Ltd. (72) Inventor Hideyuki Inoue             2-5-3 Keihan Hondori, Moriguchi City, Osaka Prefecture             Within Yo Denki Co., Ltd. (72) Inventor Takashi Atomic             2-5-3 Keihan Hondori, Moriguchi City, Osaka Prefecture             Within Yo Denki Co., Ltd. (72) Inventor Shinya Itabashi             2-5-3 Keihan Hondori, Moriguchi City, Osaka Prefecture             Within Yo Denki Co., Ltd. (72) Inventor Tetsuya Kato             2-5-3 Keihan Hondori, Moriguchi City, Osaka Prefecture             Within Yo Denki Co., Ltd.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 クランク室を有するハウジングと、上
記クランク室の頂部に固定された圧縮シリンダ及び膨張
シリンダと、上記圧縮シリンダ及び膨張シリンダ内を往
復動し、作動ガスを圧縮及び膨張する圧縮ピストン及び
膨張ピストンと、上記クランク室内のクランクと連動
し、上記圧縮ピストン及び膨張ピストンに一端が連結さ
れた圧縮ピストンロッド及び膨張ピストンロッドと、上
記圧縮ピストンロッド及び膨張ピストンロッドの夫々と
上記クランク室の頂部開口部との隙間をシールするオイ
ルシール機構とを備えて成るスターリング冷凍機におい
て、 上記圧縮ピストンロッド及び膨張ピストンロッドに対す
る上記オイルシール機構は、夫々シールハウジングを備
えており、 上記シールハウジングの内側には、Oリングで弾力的に
付勢され、上記圧縮ピストンロッド及び膨張ピストンロ
ッドを夫々案内するガイドリングが設けられており、 上記圧縮ピストンロッド及び膨張ピストンロッドは、夫
々大径部を有し、該大径部の外面に上記シールハウジン
グの内面と摺接するオイルシールを装着して成ることを
特徴とするスターリング冷凍機。
1. A housing having a crank chamber, a compression cylinder and an expansion cylinder fixed to the top of the crank chamber, a compression piston that reciprocates in the compression cylinder and the expansion cylinder, and compresses and expands a working gas, An expansion piston, a compression piston rod and an expansion piston rod which are interlocked with a crank in the crank chamber and have one ends connected to the compression piston and the expansion piston, the compression piston rod and the expansion piston rod, and the top of the crank chamber. In a Stirling refrigerator comprising an oil seal mechanism that seals a gap between the opening and the opening, the oil seal mechanisms for the compression piston rod and the expansion piston rod each include a seal housing, and inside the seal housing. Is elastically urged by the O-ring Guide rings for guiding the compression piston rod and the expansion piston rod respectively are provided, the compression piston rod and the expansion piston rod each have a large diameter portion, and an outer surface of the large diameter portion of the seal housing A Stirling refrigerator, comprising an oil seal that is in sliding contact with the inner surface.
【請求項2】 クランク室を有するハウジングと、上
記クランク室の頂部に固定されたシリンダと、上記シリ
ンダ内を往復動するピストンと、上記クランク室内のク
ランクと連動し、上記ピストンに一端が連結されたピス
トンロッドと、上記ピストンロッドと上記クランク室の
頂部開口部との隙間をシールするオイルシール機構とを
備えて成るスターリング冷凍機において、 上記オイルシール機構は、シールハウジングを備えてお
り、 上記シールハウジングの内側には、Oリングで弾力的に
付勢され、ピストンロッドを案内するガイドリングが設
けられており、 上記ピストンロッドは、大径部を有し、該大径部の外面
に上記シールハウジングの内面と摺接するオイルシール
を装着して成ることを特徴とするスターリング冷凍機。
2. A housing having a crank chamber, a cylinder fixed to the top of the crank chamber, a piston reciprocating in the cylinder, and a crank in the crank chamber, and one end of which is connected to the piston. A Stirling refrigerator comprising a piston rod, and an oil seal mechanism for sealing a gap between the piston rod and the top opening of the crank chamber, wherein the oil seal mechanism includes a seal housing, A guide ring that is elastically biased by an O-ring and guides the piston rod is provided inside the housing. The piston rod has a large diameter portion, and the seal is provided on the outer surface of the large diameter portion. A Stirling refrigerator, comprising an oil seal that is in sliding contact with the inner surface of the housing.
【請求項3】 上記大径部は、ピストンロッドと一体
又は別体に構成されていることを特徴とする請求項1又
は2記載のスターリング冷凍機。
3. The Stirling refrigerator according to claim 1 or 2, wherein the large-diameter portion is formed integrally with or separately from the piston rod.
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