JP2015209859A - Oil scrape ring for piston rod and stuffing box with the same - Google Patents

Oil scrape ring for piston rod and stuffing box with the same Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an oil scrape ring for a piston rod which is excellent in oil scrape performance and can reduce a drain amount, and a stuffing box with the oil scrape ring.SOLUTION: In an oil scrape ring, a ring body is divided in a circumferential direction into two or more pieces. The oil scrape ring includes one rail portion in an inner circumferential side and in axially central portion, an accommodation groove for a coil spring in an outer circumferential side and in axially central portion, and a plurality of oil passage grooves formed alternately in both an upper face and a lower face.

Description

本発明は、ピストンロッド用オイル掻きリングに関し、更に詳しくは、特に船舶用の大型2サイクルディーゼルエンジンなどにおいて使用されるピストンロッド用オイル掻きリング及び当該オイル掻きリングを備えたスタフィングボックスに関する。   The present invention relates to an oil scraping ring for a piston rod, and more particularly to an oil scraping ring for a piston rod used in a large-sized two-cycle diesel engine for a ship and a stuffing box provided with the oil scraping ring.

一般に船舶用の大型2サイクルディーゼルエンジンでは、エンジンの掃気室とクランク室との間に仕切り板が設けられており、ピストンロッドは、その仕切り板直上に設けられた気密リングやオイル掻きリングを収容するスタフィングボックスを通して往復動する。例えば、特許文献1に開示された図8に示すような一般的なスタフィングボックス400では、気密リング100とオイル掻きリング110でピストンロッド300の外周をシールし、エンジン掃気室からの燃焼残渣物を含んだシリンダ油がクランク室に流入しないようにするシール機能と、ピストンロッド300に付着したシステム油を掻き落としクランク室へ戻すオイル掻き機能を有している。   In general, large two-cycle diesel engines for ships are provided with a partition plate between the scavenging chamber and the crank chamber of the engine, and the piston rod accommodates an airtight ring or an oil scraping ring provided immediately above the partition plate. Reciprocates through the stuffing box. For example, in a general stuffing box 400 disclosed in Patent Document 1 as shown in FIG. 8, the outer periphery of the piston rod 300 is sealed by an airtight ring 100 and an oil scraper ring 110, and combustion residue from an engine scavenging chamber Has a sealing function that prevents the cylinder oil containing the oil from flowing into the crank chamber and an oil scraping function that scrapes off the system oil adhering to the piston rod 300 and returns it to the crank chamber.

図8に示されている従来のオイル掻きリング110は、2本のレール部を有する3分割されたリング本体の組合せで構成され、外周にコイルスプリング200を配接し、かつ重ね合わせてリング溝に装着される。オイル掻きリング110は、コイルスプリング200の収縮力によりその内周面がピストンロッド300の外周面に押圧付勢され、ピストンロッド300の往復動に際してピストンロッド表面に付着して掃気室側に移動するシステム油を掻き落とし、システム油の過剰の消費を防止する。なお、掻き落とされたシステム油の除去排出を容易にするため、2本のレール部の間に内周側から外周側に繋がるオイル通し穴210が設けられたものが一般的である。   The conventional oil scraping ring 110 shown in FIG. 8 is composed of a combination of three divided ring bodies having two rail portions, and a coil spring 200 is arranged on the outer periphery and overlapped with the ring groove. Installed. The oil scraping ring 110 has its inner peripheral surface pressed against the outer peripheral surface of the piston rod 300 by the contraction force of the coil spring 200, and adheres to the piston rod surface and moves to the scavenging chamber when the piston rod 300 reciprocates. Scrape off system oil to prevent excessive consumption of system oil. In order to facilitate removal and discharge of the system oil that has been scraped off, an oil through hole 210 that is connected from the inner peripheral side to the outer peripheral side is generally provided between the two rail portions.

また、オイル掻きリング溝の上から1段目のリング溝には連通孔401が設けられ、エンジン掃気室からの燃焼残渣物を含んだシリンダ油とオイル掻きリング110が掻き落とせずに侵入したシステム油の混合油が、この連通孔401からドレンとして外部に排出され、2段目以下のリング溝には、ピストンロッド300より掻き落としたシステム油が、オイル掻きリング110のオイル通し穴210を通してリング溝底に集められ、リング溝の外周に設けられた孔402によりクランク室に戻される。一般に、システム油は、燃料やシリンダ油と比較して高価であり、その消費量は船舶の運航コストに大きく影響するため、具体的にはドレン量を低減してシステム油の消費量を低減することが強く求められている。   In addition, a communication hole 401 is provided in the first ring groove from the top of the oil scraping ring groove, and the cylinder oil containing combustion residues from the engine scavenging chamber and the oil scraping ring 110 have entered without scraping. The mixed oil is discharged to the outside as a drain from this communication hole 401, and the system oil scraped off from the piston rod 300 is ringed through the oil through hole 210 of the oil scraper ring 110 into the second and lower ring grooves. It is collected at the groove bottom and returned to the crank chamber by a hole 402 provided on the outer periphery of the ring groove. In general, system oil is expensive compared to fuel and cylinder oil, and its consumption greatly affects the operating cost of ships. Specifically, the drain amount is reduced to reduce the consumption of system oil. There is a strong demand for that.

オイル掻きリングのオイル掻き機能を向上するために、これまでいくつかの改良が施されてきた。特許文献2は、図9の(a)に示す従来のオイル掻きリング510から、小型軽量、柔構造としてオイル消費量(ドレン量)の低減と長寿命化を達成するための構造として、図9の(b)に示すように、断面形状において軸方向の幅が5 mm以上15 mm以下、径方向の厚さが別体のレール部を含み17 mm以上23 mm以下のオイル掻きリング610を開示し、特許文献3は、さらに追従性を向上するものとして、図10に示すように、軸方向幅(h1)が5 mm以上10 mm以下、径方向の厚さ(a1)がレール部を除き10 mm以上20 mm以下のリング本体710が、周方向に少なくとも2つ以上に分割され、内周側軸方向中央部に1本のレール部711と、外周側軸方向中央部にコイルスプリングの収容溝712と、上下側面の片側のみに複数のオイル通し溝713を備えたオイル掻きリングを開示している。 In order to improve the oil scraping function of the oil scraping ring, several improvements have been made so far. Patent Document 2 discloses a structure for achieving a reduction in oil consumption (drain amount) and a longer life as a small, light and flexible structure from the conventional oil scraping ring 510 shown in FIG. Disclosed is an oil scraping ring 610 having a cross-sectional shape with an axial width of 5 mm to 15 mm and a radial thickness of 17 mm to 23 mm, including a separate rail. In Patent Document 3, as shown in FIG. 10, the axial width (h 1 ) is 5 mm or more and 10 mm or less, and the radial thickness (a 1 ) is the rail portion. The ring main body 710 of 10 mm or more and 20 mm or less is divided into at least two in the circumferential direction, one rail portion 711 at the inner peripheral axial center and the coil spring at the outer axial central portion. And an oil scraping ring having a plurality of oil passage grooves 713 on only one side of the upper and lower side surfaces. There.

特許文献2や特許文献3のオイル掻きリングは、それ以前のオイル掻きリングと比較して、ドレン量の低減に有効であった。しかし、ドレン量の低減は永遠の課題でもあり、さらなる低減が求められているのが実情である。   The oil scraping rings of Patent Document 2 and Patent Document 3 are more effective in reducing the drain amount than the oil scraping rings before that. However, the reduction of the drain amount is an eternal problem, and the actual situation is that further reduction is required.

特開昭60−18664号公報JP 60-18664 A 特開2008−261364号公報JP 2008-261364 A 特開2011−12758号公報JP 2011-12758 A

上記問題に鑑み、本発明は、従来以上にオイル掻き性能に優れ、ドレン量を低減できるピストンロッド用オイル掻きリング、及び当該オイル掻きリングを備えたスタフィングボックスを提供することを課題とする。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an oil scraping ring for a piston rod that is more excellent in oil scraping performance than before and can reduce the drain amount, and a stuffing box including the oil scraping ring.

本発明者達は、特許文献3のオイル掻きリングの追従性をさらに改善し、ドレン量を低減するため、鋭意研究の結果、オイル掻きリングの上側面及び下側面の両方にオイル通し溝を交互に備えることによって、上下のバランスを取り、さらに追従性を改善したオイル掻きリングが得られることに想到した。   In order to further improve the followability of the oil scraping ring of Patent Document 3 and reduce the amount of drainage, the present inventors have intensively studied, and as a result, oil passage grooves are alternately formed on both the upper and lower sides of the oil scraping ring. It was conceived that an oil scraping ring that balances the upper and lower sides and has improved followability can be obtained by preparing for.

すなわち、本発明のピストンロッド用オイル掻きリングは、往復動するピストンロッドの外周面に摺接するレール部を有するリング本体と、前記レール部を前記ピストンロッドの外周面に対して押圧付勢する環状のコイルスプリングを有するピストンロッド用オイル掻きリングであって、前記リング本体が周方向に少なくとも2つ以上に分割され、内周側軸方向中央部に1本の前記レール部と、外周側軸方向中央部に前記コイルスプリングの収容溝と、上側面及び下側面の両側に複数のオイル通し溝を上下交互に備えたことを特徴とする。   That is, the piston rod oil scraping ring of the present invention includes a ring body having a rail portion that is in sliding contact with the outer peripheral surface of the piston rod that reciprocates, and an annular shape that presses and urges the rail portion against the outer peripheral surface of the piston rod. An oil scraping ring for a piston rod having a coil spring, wherein the ring main body is divided into at least two in the circumferential direction, one rail portion at the central portion in the axial direction on the inner peripheral side, and the axial direction on the outer peripheral side The coil spring receiving groove is provided in the central portion, and a plurality of oil passage grooves are provided alternately on the upper side surface and the lower side surface.

本発明のピストンロッド用オイル掻きリングは、上側面及び下側面の両方にオイル通し溝を交互に備えることにより上下のバランスを取りつつ断面2次モーメントを引き下げて追従性を改善するとともに、上側面のオイル通し溝と隣接する下側面のオイル通し溝の間のリング本体の軸に直角な方向の内周側の離間距離及び外周側の離間距離をいずれも所定の距離とすることによりオイル掻きリングとして必要な剛性も維持して、優れたオイル掻き性能を発揮し、ドレン量の低減に寄与する。また、オイル通し溝を内周側から外周側に断面積が拡大するように傾斜させることによって上側面のオイル通し溝に入ったオイルの除去排出を容易にすることができ、さらに、オイル掻きリングを複数個重ねて1つのリング溝に装着した場合、上下隣接するオイル掻きリングのオイル通し溝を対向するように組み合わせれば、オイル通し溝の大きさを拡大し、さらに容易にオイルを排出することができるようになる。   The oil scraping ring for piston rod of the present invention is provided with oil passage grooves alternately on both the upper side surface and the lower side surface, thereby improving the followability by lowering the secondary moment while maintaining the balance between the upper and lower sides. Oil scraping ring by setting the inner circumferential side separation distance and the outer circumferential side separation distance in the direction perpendicular to the axis of the ring body between the oil passage groove on the lower side surface adjacent to the oil passage groove on the lower surface to a predetermined distance. Maintaining the necessary rigidity, it exhibits excellent oil scraping performance and contributes to the reduction of drainage. In addition, the oil passage groove is inclined so that the cross-sectional area increases from the inner circumference side to the outer circumference side, so that the oil that has entered the oil passage groove on the upper side can be easily removed and discharged. When multiple cylinders are mounted in a single ring groove, the size of the oil passage groove can be increased and oil can be discharged more easily by combining the oil passage grooves of the oil scraping rings adjacent to each other vertically. Will be able to.

本発明のピストンロッド用オイル掻きリングを装着したスタフィングボックスを模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the stuffing box equipped with the oil scraping ring for piston rods of this invention. 本発明のピストンロッド用オイル掻きリングの一例を示す図であり、(a)はオイル掻きリングを軸方向から見た平面図、(b)は同リングを半径方向外周側から見た正面図の一部、(c)は同リングのA-A断面図である。It is a figure which shows an example of the oil scraping ring for piston rods of this invention, (a) is the top view which looked at the oil scraping ring from the axial direction, (b) is the front view which looked at the ring from the radial direction outer peripheral side. Part (c) is an AA cross-sectional view of the ring. 本発明のピストンロッド用オイル掻きリングの別の一例であり、オイル通し溝が傾斜した断面図である。It is another example of the oil scraping ring for piston rods of this invention, and is sectional drawing in which the oil passage groove | channel inclined. 本発明のピストンロッド用オイル掻きリングの上側面側にピンを有する別の一例であり、ピンを有する部分の断面図である。It is another example which has a pin in the upper surface side of the oil scraping ring for piston rods of this invention, and is sectional drawing of the part which has a pin. 本発明のピストンロッド用オイル掻きリングの下側面側にピン穴を有する別の一例であり、ピン穴を有する部分の断面図である。It is another example which has a pin hole in the lower surface side of the oil scraping ring for piston rods of this invention, and is sectional drawing of the part which has a pin hole. 本発明のピストンロッド用オイル掻きリングを装着したスタフィングボックスにおいて、オイル掻きリングを3段に重ねて1つのリング溝に装着した状態を示す断面図の一例である。FIG. 4 is an example of a cross-sectional view showing a state where the oil scraping ring is stacked in three stages and mounted in one ring groove in the stuffing box equipped with the piston rod oil scraping ring of the present invention. 本発明のピストンロッド用オイル掻きリングを装着したスタフィングボックスにおいて、オイル掻きリングを3段に重ねて1つのリング溝に装着した状態を示す断面図の別の一例である。It is another example of sectional drawing which shows the state where the oil scraping ring was piled up in three steps and mounted in one ring groove in the stuffing box equipped with the piston rod oil scraping ring of the present invention. 従来のピストンロッド用オイル掻きリングを装着したスタフィングボックスを模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the stuffing box equipped with the conventional oil scraping ring for piston rods. 特許文献2に開示された、従来の別の形態のピストンロッド用オイル掻きリングを装着したスタフィングボックスを示した断面図であり、(a)は従来型、(b)は(a)を改良した小型軽量、柔構造のオイル掻きリングを示している。It is sectional drawing which showed the stuffing box which equipped with the oil scraping ring for piston rods of another form of another conventionally disclosed by patent document 2, (a) is a conventional type, (b) improves (a) Shown is a small, lightweight, flexible oil scraping ring. 特許文献3に開示された、従来の別の形態のピストンロッド用オイル掻きリングを示した図であり、(a)はオイル掻きリングを軸方向から見た平面図、(b)は同リングのB-B断面図である。It is the figure which showed the conventional oil scraping ring for piston rods of another form disclosed by patent document 3, (a) is the top view which looked at the oil scraping ring from the axial direction, (b) is the ring of the ring It is BB sectional drawing.

図1は、本発明の実施態様を示すピストンロッド用オイル掻きリング1を装着したスタフィングボックス10の断面を模式的に示したもので、オイル掻きリング1は各リング溝に3段に重ねて収容されている。オイル掻きリング1は往復動するピストンロッド30の外周面に摺接する1本のレール部2を内周側軸方向中央部に有し、前記レール部2を前記ピストンロッド30の外周面に対して押圧付勢する環状のコイルスプリング3を外周側軸方向中央部に形成されたコイルスプリング収容溝7に備えている。また、図2の(a)は本発明の実施態様を示す3分割されたオイル掻きリング1のリング本体の軸方向から見た平面図であり、(b)は同リングを半径方向外周側から見た正面図の一部であり、(c)は同リングのA-A断面図である。オイル掻きリング1は、上側面及び下側面の両側に複数のオイル通し溝を交互に備えており、内周側の溝深さはレール部2にかからない程度までとしている。オイル通し溝4を上下側面の両側に交互に形成することは、上下側面の片側のみに形成することと比べ、上下のバランス改善と断面2次モーメントのさらなる引き下げによる追従性の向上の両方に寄与している。ここで、追従性を向上しつつも、オイル掻きリングとして必要な剛性を維持するため、上側面のオイル通し溝4と隣接する下側面のオイル通し溝4の間のリング本体の軸に直角な方向の内周側の離間距離(t)及び外周側の離間距離(t’)、すなわち上下側面にオイル通し溝を有しない部分の距離は、いずれも2 mm以上であることが好ましい(図2の(a)参照)。離間距離(t及びt’)は2.5 mm以上であればより好ましく、3 mm以上であればさらに好ましい。さらに、前記オイル通し溝4の内周側開口面積率は10〜35%であることが好ましい。15〜30%であればより好ましく、18〜27%であればさらに好ましい。   FIG. 1 schematically shows a cross-section of a stuffing box 10 equipped with an oil scraping ring 1 for a piston rod showing an embodiment of the present invention. The oil scraping ring 1 is stacked in three stages in each ring groove. Contained. The oil scraping ring 1 has one rail portion 2 slidably in contact with the outer peripheral surface of the piston rod 30 that reciprocates in the central portion in the axial direction on the inner peripheral side, and the rail portion 2 is located with respect to the outer peripheral surface of the piston rod 30. An annular coil spring 3 that is pressed and urged is provided in a coil spring housing groove 7 formed in the axially central portion on the outer peripheral side. FIG. 2 (a) is a plan view of the oil scraping ring 1 divided into three parts, showing the embodiment of the present invention, as viewed from the axial direction of the ring body, and FIG. (C) is a cross-sectional view taken along the line AA of the ring. The oil scraping ring 1 is provided with a plurality of oil passage grooves alternately on both sides of the upper side surface and the lower side surface, and the groove depth on the inner peripheral side is set so as not to reach the rail portion 2. The alternate formation of the oil passage groove 4 on both sides of the top and bottom sides contributes to both the improvement of the balance between the top and bottom and the improvement of follow-up by further lowering the moment of inertia of the cross section compared to the formation of only one side of the top and bottom sides. doing. Here, in order to maintain the rigidity required for the oil scraping ring while improving the followability, it is perpendicular to the axis of the ring body between the oil passage groove 4 on the upper side surface and the oil passage groove 4 on the lower side surface adjacent thereto. The inner circumferential side separation distance (t) and the outer circumferential side separation distance (t ′), that is, the distance between the portions not having the oil passage groove on the upper and lower side surfaces is preferably 2 mm or more (FIG. 2). (See (a)). The separation distance (t and t ') is more preferably 2.5 mm or more, and further preferably 3 mm or more. Furthermore, it is preferable that the inner peripheral opening area ratio of the oil passage groove 4 is 10 to 35%. More preferably, it is 15 to 30%, and further preferably 18 to 27%.

また、オイル通し溝4は、内周側から外周側に断面積を拡大するように傾斜していることが好ましく、前記オイル通し溝4の傾斜角度θは、リング本体の軸に直角な方向に対し3〜10°であることが好ましく、5〜8°であることがより好ましい。図3は傾斜したオイル通し溝4を示しており、この傾斜により、オイル通し溝4に入ったシリンダ油又はシステム油はリング溝の底側に流れやすくなる。   The oil passage groove 4 is preferably inclined so as to increase the cross-sectional area from the inner periphery side to the outer periphery side, and the inclination angle θ of the oil passage groove 4 is in a direction perpendicular to the axis of the ring body. On the other hand, it is preferably 3 to 10 °, more preferably 5 to 8 °. FIG. 3 shows an inclined oil passage groove 4. This inclination makes it easier for the cylinder oil or the system oil that has entered the oil passage groove 4 to flow to the bottom side of the ring groove.

また、本発明のピストンロッド用オイル掻きリング1は、図4に示すように、リング本体の上側面側に、上側に隣接する別のピストンロッド用オイル掻きリング1と結合するためのピン8を有していることが好ましく、図5に示すように、リング本体の下側面側には、下側に隣接する別のピストンロッド用オイル掻きリング1のピン8と結合するためのピン穴9を有していることが好ましい。これらのピストンロッド用オイル掻きリング1は、スタフィングボックス10の1つのリング溝に、複数個重ねて装着することが好ましく、隣接するピストンロッド用オイル掻きリング1のオイル通し溝4が対向して配置されるピストンロッド用オイル掻きリングの組合せを含むことが好ましい。図6は3段に重ねたオイル掻きリングにおいて、上側2段のオイル掻きリングのオイル通し溝4,4が対向して配置されており、オイル通し溝の断面積が2倍に拡大され(4+4)、シリンダ油又はシステム油がオイル通し溝に流入しやすい態様となる。図7は、図6に示した断面図に示されたオイル通し溝の隣のオイル通し溝について切断した断面図であり、下側2段のオイル掻きリングのオイル通し溝4,4が対向して配置された様子を示している。   In addition, as shown in FIG. 4, the piston rod oil scraping ring 1 of the present invention has a pin 8 for coupling with another piston rod oil scraping ring 1 adjacent to the upper side on the upper side of the ring body. As shown in FIG. 5, a pin hole 9 for coupling with a pin 8 of another piston rod oil scraping ring 1 adjacent to the lower side is provided on the lower side of the ring body as shown in FIG. It is preferable to have. It is preferable that a plurality of these piston rod oil scraping rings 1 be mounted in a single ring groove of the stuffing box 10 so that the oil passage grooves 4 of the adjacent piston rod oil scraping rings 1 face each other. It preferably includes a combination of piston rod oil scraping rings arranged. FIG. 6 shows the oil scraping rings stacked in three stages, in which the oil passage grooves 4 and 4 of the upper two stages of the oil scraping ring are opposed to each other, and the cross-sectional area of the oil passage groove is doubled (4 +4) Cylinder oil or system oil tends to flow into the oil passage groove. FIG. 7 is a cross-sectional view of the oil passage groove adjacent to the oil passage groove shown in the cross-sectional view shown in FIG. 6, and the oil passage grooves 4, 4 of the lower two-stage oil scraping ring face each other. It shows how they are arranged.

ピン8及びピン穴9による結合部は、3つの分割されたオイル掻きリングを組み合わせて1カ所あればよく、ピン穴9にクリアランスを設けることにより各オイル掻きリングのピストンロッド30に対する追従性を保持することができる。一般に、オイル掻きリングは、リング溝内のサイドクリアランスにより、ピストンロッドの上下動に伴って傾斜する。図8や図9のレールが2本のオイル掻きリング110,510,610の場合、傾斜により片側のレールとピストンロッドの間に隙間が形成されるが、本発明のオイル掻きリング1では、1つのレール2を1つのコイルスプリング3で押圧付勢しており、かつピン穴9にクリアランスがあるため、独立してピストンロッド30に追従することができ、オイル掻きリング1が傾いたとしても、レール2とピストンロッド30の間には隙間が形成されにくいという特徴も有している。   The connecting part by the pin 8 and the pin hole 9 may be one place by combining three divided oil scraping rings. By providing clearance in the pin hole 9, the followability of each oil scraping ring to the piston rod 30 is maintained. can do. Generally, the oil scraping ring is inclined as the piston rod moves up and down due to the side clearance in the ring groove. When the rails of FIGS. 8 and 9 are two oil scraping rings 110, 510, and 610, a gap is formed between the rail on one side and the piston rod due to the inclination. In the oil scraping ring 1 of the present invention, one rail 2 is Because it is pressed and biased by one coil spring 3 and there is clearance in the pin hole 9, it can follow the piston rod 30 independently, and even if the oil scraping ring 1 is tilted, the rail 2 and piston Another feature is that a gap is hardly formed between the rods 30.

実施例1
実施例1として、ボア径800 mm、ストローク2800 mmの7気筒大型2サイクル低速ディーゼルエンジン用に、内径310 mmφ、外径345 mmφ、幅(h1)8 mm、レール部を含む厚さ(a1)17.5 mm、レール部の幅1.5 mm、レール部の厚さ4.5 mmの周方向3分割した鉛青銅鋳物(CAC603)製オイル掻きリング本体を作製した。リング本体には、溝幅30 mm、溝深さ2.5 mmのオイル通し溝を、上側面と下側面に交互に、上側面に5個、下側面に4個、リング全体で上側面に15個、下側面に12個形成した。ここで、オイル通し溝間の離間距離は、内周側の離間距離(t)を5.37 mm、外周側の離間距離(t’)を7.64 mmとした。スタフィングボックスは、これらのオイル掻きリングを2段に重ねて装着するリング溝を4段有する構成とし、オイル掻きリングは、2段に重ねて装着するため、下段のオイル掻きリングには上段のオイル掻きリングのピン穴と結合させるピンを取付け、上段のオイル掻きリングには下段のオイル掻きリングのピンと結合させるピン穴を形成した。この結合により、上下隣接するオイル掻きリングのオイル通し溝が対向する位置関係を取っている。また、これらのオイル掻きリングと組み合わせるコイルスプリング(SWPB製)は面圧が0.24 MPaになるように調整した。
Example 1
As Example 1, for a 7-cylinder large two-cycle low-speed diesel engine with a bore diameter of 800 mm and a stroke of 2800 mm, an inner diameter of 310 mmφ, an outer diameter of 345 mmφ, a width (h1) of 8 mm, and a thickness including a rail (a1) An oil scraping ring body made of a lead bronze casting (CAC603) divided into three in the circumferential direction having a width of 17.5 mm, a width of the rail portion of 1.5 mm, and a thickness of the rail portion of 4.5 mm was manufactured. The ring body has oil passage grooves with a groove width of 30 mm and a groove depth of 2.5 mm alternately on the upper and lower sides, 5 on the upper side, 4 on the lower side, and 15 on the upper side of the entire ring. Twelve were formed on the lower surface. Here, the separation distance between the oil passage grooves was 5.37 mm on the inner circumferential side (t) and 7.64 mm on the outer circumferential side (t ′). The stuffing box has a structure with four ring grooves for mounting these oil scraping rings in two stages, and the oil scraping ring is mounted in two stages, so the lower oil scraping ring has an upper stage. A pin to be coupled with the pin hole of the oil scraping ring was attached, and a pin hole to be coupled with the pin of the lower oil scraping ring was formed in the upper oil scraping ring. Due to this connection, the oil passage grooves of the oil scraping rings adjacent to each other in the upper and lower sides are positioned to face each other. The coil spring (made by SWPB) combined with these oil scraping rings was adjusted so that the surface pressure was 0.24 MPa.

比較例1
比較例1として、図9の(a)に示すオイル掻きリング510の形状で、内径310 mmφ、外径358 mmφ、幅(h1)22 mm、レール部を含む厚さ(a1)26.5 mm、レール部の幅1.5 mm、レール部の厚さ4.5 mmの周方向3分割した従来の鋳鉄(FC250)製オイル掻きリング本体を作製した。ここで、コイルスプリング(SWPB製)は面圧が従来の0.38 MPaとなるように調整した。
Comparative Example 1
As Comparative Example 1, the shape of the oil scraping ring 510 shown in FIG. 9 (a) has an inner diameter of 310 mmφ, an outer diameter of 358 mmφ, a width (h1) of 22 mm, a thickness including the rail (a1) of 26.5 mm, a rail An oil scraping ring body made of conventional cast iron (FC250) with a width of 1.5 mm and a rail thickness of 4.5 mm divided in three circumferential directions was produced. Here, the coil spring (manufactured by SWPB) was adjusted so that the surface pressure was 0.38 MPa.

[1] 実機試験1
ボア径800 mm、ストローク2800 mmの7気筒大型2サイクル低速ディーゼルエンジンを搭載したタンカーにて実機試験をするため、実施例1のオイル掻きリングを装着したスタフィングボックスAを7気筒分と、比較例1のオイル掻きリングを装着したスタフィングボックスBを7気筒分準備した。実機試験は、7気筒全てにスタフィングボックスBを使用して開始し、1008時間経過後、スタフィングボックスBをスタフィングボックスAに交換し、さらに1008時間を行った。表1に、各気筒の24時間、504時間、1008時間のドレン量(l/日)を、比較例1の第1気筒の24時間経過時のドレン量(l/日)を1とした相対量で示す。
[1] Actual machine test 1
Compared to 7 cylinders, the stuffing box A equipped with the oil scraping ring of Example 1 was compared with a 7-cylinder tank for carrying out actual machine tests on a tanker equipped with a 7-cylinder large 2-cycle low-speed diesel engine with a bore diameter of 800 mm and a stroke of 2800 mm. Seven cylinders of stuffing box B equipped with the oil scraping ring of Example 1 were prepared. The actual machine test was started using stuffing box B for all seven cylinders. After 1008 hours, stuffing box B was replaced with stuffing box A, and another 1008 hours were conducted. Table 1 shows the relative amount of drain (l / day) for 24 hours, 504 hours, and 1008 hours for each cylinder, and the drain amount (l / day) for the first cylinder of Comparative Example 1 after 24 hours. Shown in quantity.

Figure 2015209859
Figure 2015209859

実施例1の初期ドレン量(24時間)は、比較例1の初期ドレン量と比較して20.9%であり、本発明のオイル掻きリングを使用することにより、大きく(79.1%)低減された。また、1008時間経過してもドレン量は殆ど変わらなかった。  The initial drain amount (24 hours) of Example 1 was 20.9% compared to the initial drain amount of Comparative Example 1, and was greatly reduced (79.1%) by using the oil scraping ring of the present invention. Further, the drain amount hardly changed even after 1008 hours had passed.

実施例2
実施例2として、ボア径370 mm、ストローク880 mmの3気筒大型2サイクル低速ディーゼルエンジン用に、内径138 mmφ、外径165 mmφ、幅(h1)6 mm、レール部を含まない厚さ(a1)9 mm、レール部の幅1.5 mm、レール部の厚さ4.5 mmの周方向3分割した鉛青銅鋳物(CAC603)製オイル掻きリング本体を作製した。ここで、リング本体には、溝幅13 mm、内周側溝深さ1.5 mm、傾斜角8°のオイル通し溝を、上側面と下側面に交互に、上側面に5個、下側面に4個、リング全体で上側面に15個、下側面に12個形成した。ここで、オイル通し溝間の離間距離は、内周側の離間距離(t)を2.38 mm、外周側の離間距離(t’)を3.85 mmとした。スタフィングボックスは、これらのオイル掻きリングを3段に重ねて装着するリング溝を4段有する構成とし、オイル掻きリングは、3段に重ねて装着するため、下段のオイル掻きリングの上側面には中段のオイル掻きリングのピン穴と結合させるピンを取付け、中段のオイル掻きリングの下側面と上側面には、それぞれ、下段のオイル掻きリングのピンと結合させるピン穴を形成し、上段のオイル掻きリングのピン穴と結合させるピンを取り付け、上段のオイル掻きリングの下側面には中段のオイル掻きリングのピンと結合させるピン穴を形成した。この結合により、上中段及び中下段の上下隣接するオイル掻きリングのオイル通し溝が対向する位置関係を取っている。また、これらのオイル掻きリングと組み合わせるコイルスプリング(SWPB製)は面圧が0.13 MPaになるように調整した。
Example 2
As Example 2, for a three-cylinder large two-cycle low-speed diesel engine with a bore diameter of 370 mm and a stroke of 880 mm, an inner diameter of 138 mmφ, an outer diameter of 165 mmφ, a width (h1) of 6 mm, and a thickness not including the rail (a1 ) An oil scraping ring body made of lead bronze casting (CAC603) divided into 3 parts in the circumferential direction with 9 mm, rail width 1.5 mm and rail thickness 4.5 mm was prepared. Here, the ring body has oil passage grooves with a groove width of 13 mm, an inner groove depth of 1.5 mm, and an inclination angle of 8 °, alternately on the upper and lower sides, 5 on the upper side and 4 on the lower side. In total, 15 rings were formed on the upper side and 12 on the lower side. Here, the separation distance between the oil passage grooves was 2.38 mm on the inner circumferential side (t) and 3.85 mm on the outer circumferential side (t ′). The stuffing box has a structure with four ring grooves for mounting these oil scraping rings in three stages, and since the oil scraping ring is mounted in three stages, it is attached to the upper side of the lower oil scraping ring. Attach a pin to be coupled with the pin hole of the middle oil scraping ring, and form a pin hole to be coupled with the pin of the lower oil scraping ring on the lower surface and upper surface of the middle oil scraping ring, respectively. A pin to be connected to the pin hole of the scraping ring was attached, and a pin hole to be connected to the pin of the middle oil scraping ring was formed on the lower surface of the upper oil scraping ring. By this connection, the upper and lower middle and lower and upper oil scraping rings of the oil scraping ring adjacent to each other are positioned so as to face each other. In addition, the coil spring (manufactured by SWPB) combined with these oil scraping rings was adjusted so that the surface pressure was 0.13 MPa.

比較例2
比較例2として、図8に示す2本のレール部を有するオイル掻きリング110の形状で、内径138 mmφ、外径169 mmφ、幅(h1)9 mm、レール部を含む厚さ(a1)15.5 mm、レール部の幅1.5 mm、レール部の厚さ5.0 mmの周方向3分割した従来の鋳鉄(FC250)製オイル掻きリング本体を作製した。ここで、コイルスプリング(SWPB製)は面圧が従来の0.13 MPaとなるように調整した。
Comparative Example 2
As a comparative example 2, the shape of the oil scraping ring 110 having two rail portions shown in FIG. 8 is shown. The inner diameter is 138 mmφ, the outer diameter is 169 mmφ, the width (h1) is 9 mm, and the thickness including the rail portion (a1) is 15.5. An oil scraping ring body made of conventional cast iron (FC250) divided into three in the circumferential direction with a width of 1.5 mm, a rail width of 1.5 mm, and a rail thickness of 5.0 mm was produced. Here, the coil spring (manufactured by SWPB) was adjusted so that the surface pressure was 0.13 MPa.

[2] 実機試験2
ボア径370 mm、ストローク880 mmの3気筒大型2サイクル低速ディーゼルエンジンを搭載した船舶にて実機試験をするため、実施例2のオイル掻きリングを装着したスタフィングボックスCを3気筒分と、比較例2のオイル掻きリングを装着したスタフィングボックスDを3気筒分準備した。実機試験は、3気筒全てにスタフィングボックスDを使用して開始し、1008時間経過後、スタフィングボックスDをスタフィングボックスCに交換し、さらに1008時間を行った。表2に、各気筒の24時間、504時間、1008時間のドレン量(l/日)を、比較例2の第1気筒の24時間経過時のドレン量(l/日)を1とした相対量で示す。
[2] Actual machine test 2
Compared to the three-cylinder stuffing box C equipped with the oil scraping ring of Example 2 to test the actual machine on a ship equipped with a 3-cylinder large 2-cycle low-speed diesel engine with a bore diameter of 370 mm and a stroke of 880 mm Three stuffing boxes D equipped with the oil scraping ring of Example 2 were prepared. The actual machine test was started using stuffing box D for all three cylinders. After 1008 hours, stuffing box D was replaced with stuffing box C, and another 1008 hours were conducted. Table 2 shows the relative amount of drainage (l / day) for 24 hours, 504 hours, and 1008 hours for each cylinder, and the drainage amount (l / day) for the first cylinder of Comparative Example 2 after 24 hours. Shown in quantity.

Figure 2015209859
Figure 2015209859

実施例2の初期ドレン量(24時間)は、比較例2の初期ドレン量と比較して3.2%であり、本発明のオイル掻きリングを使用することにより、著しく(96.8%)低減された。また、1008時間経過してもドレン量は殆ど変わらなかった。   The initial drain amount (24 hours) of Example 2 was 3.2% compared to the initial drain amount of Comparative Example 2, and was significantly reduced (96.8%) by using the oil scraping ring of the present invention. Further, the drain amount hardly changed even after 1008 hours had passed.

1, 110, 510, 610, 710 オイル掻きリング
2, 711 レール部
3, 200 コイルスプリング
4, 210, 713 オイル通し溝
5, 401 連通孔
6, 402 孔
7, 712 コイルスプリング収容溝
8 ピン
9 ピン穴
10, 400 スタフィングボックス
30, 300 ピストンロッド
1, 110, 510, 610, 710 Oil scraping ring
2, 711 Rail section
3, 200 coil spring
4, 210, 713 Oil through groove
5, 401 communication hole
6, 402 holes
7, 712 Coil spring receiving groove
8 pin
9 Pin hole
10, 400 stuffing box
30, 300 Piston rod

Claims (9)

往復動するピストンロッドの外周面に摺接するレール部を有するリング本体と、前記レール部を前記ピストンロッドの外周面に対して押圧付勢する環状のコイルスプリングを有するピストンロッド用オイル掻きリングであって、前記リング本体が周方向に少なくとも2つ以上に分割され、内周側軸方向中央部に1本の前記レール部と、外周側軸方向中央部に前記コイルスプリングの収容溝と、上側面及び下側面の両側に複数のオイル通し溝を上下交互に備えたことを特徴とするピストンロッド用オイル掻きリング。   An oil scraping ring for a piston rod having a ring body having a rail portion slidably contacting an outer peripheral surface of a piston rod that reciprocates, and an annular coil spring that presses and urges the rail portion against the outer peripheral surface of the piston rod. The ring body is divided into at least two in the circumferential direction, one rail portion at the inner axial side central portion, an accommodation groove for the coil spring at the outer axial side central portion, and an upper side surface And an oil scraping ring for a piston rod, wherein a plurality of oil passage grooves are alternately provided on both sides of the lower surface. 請求項1に記載のピストンロッド用オイル掻きリングにおいて、前記上側面のオイル通し溝と隣接する前記下側面のオイル通し溝の間の前記リング本体の軸に直角な方向の内周側の離間距離(t)及び外周側の離間距離(t’)がいずれも2 mm以上であることを特徴とするピストンロッド用オイル掻きリング。   2. The piston rod oil scraping ring according to claim 1, wherein a separation distance on an inner peripheral side in a direction perpendicular to the axis of the ring main body between the oil passage groove on the upper side surface and the oil passage groove on the lower side surface adjacent to the oil passage groove on the upper side surface. An oil scraping ring for a piston rod, wherein (t) and the outer peripheral side separation distance (t ′) are both 2 mm or more. 請求項1又は2に記載のピストンロッド用オイル掻きリングにおいて、前記オイル通し溝の内周側開口面積率が10〜35%であることを特徴とするピストンロッド用オイル掻きリング。   The oil scraping ring for piston rod according to claim 1 or 2, wherein the oil perforation groove has an inner peripheral opening area ratio of 10 to 35%. 請求項1〜3のいずれかに記載のピストンロッド用オイル掻きリングにおいて、前記オイル通し溝が内周側から外周側に断面積を拡大するように傾斜していることを特徴とするピストンロッド用オイル掻きリング。   The oil scraping ring for piston rod according to any one of claims 1 to 3, wherein the oil passage groove is inclined so as to increase the cross-sectional area from the inner peripheral side to the outer peripheral side. Oil scraping ring. 請求項4に記載のピストンロッド用オイル掻きリングにおいて、前記オイル通し溝の傾斜角度が前記リング本体の軸に直角な方向に対し3〜10°であることを特徴とするピストンロッド用オイル掻きリング。   5. The piston rod oil scraping ring according to claim 4, wherein an angle of inclination of the oil passage groove is 3 to 10 degrees with respect to a direction perpendicular to the axis of the ring body. . 請求項1〜5のいずれかに記載のピストンロッド用オイル掻きリングにおいて、前記リング本体の前記上側面に、上側に隣接する別のピストンロッド用オイル掻きリングと結合するためのピンを有していることを特徴とするピストンロッド用オイル掻きリング。   The piston rod oil scraping ring according to any one of claims 1 to 5, wherein the upper surface of the ring body has a pin for coupling with another piston rod oil scraping ring adjacent to the upper side. An oil scraping ring for piston rods. 請求項1〜6に記載のピストンロッド用オイル掻きリングにおいて、前記リング本体の前記下側面に、下側に隣接する別のピストンロッド用オイル掻きリングと結合するためのピン穴を有していることを特徴とするピストンロッド用オイル掻きリング。   The piston rod oil scraping ring according to claim 1, wherein the lower surface of the ring main body has a pin hole for coupling with another piston rod oil scraping ring adjacent to the lower side. An oil scraping ring for piston rods. 請求項6又は7に記載のピストンロッド用オイル掻きリングを複数個重ねて1つのリング溝に装着したことを特徴とするスタフィングボックス。   A stuffing box, wherein a plurality of piston rod oil scraping rings according to claim 6 are stacked in a single ring groove. 請求項8に記載のスタフィングボックスにおいて、隣接する前記ピストンロッド用オイル掻きリングの前記オイル通し溝が対向して配置されるピストンロッド用オイル掻きリングの組合せを含むことを特徴とするスタフィングボックス。   9. The stuffing box according to claim 8, comprising a combination of piston rod oil scraping rings in which the oil through grooves of the adjacent piston rod oil scraping rings are arranged to face each other. .
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