JP2624252B2 - Oil rising prevention device of Stirling engine - Google Patents
Oil rising prevention device of Stirling engineInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G2243/00—Stirling type engines having closed regenerative thermodynamic cycles with flow controlled by volume changes
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- Lubrication Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、クランクケース加圧型のスターリング機
関の圧縮室にドライブ・メカニズム部を潤滑している油
が侵入するのを防止するスターリング機関の油あがり防
止装置に関するものである。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a Stirling engine oil that prevents oil lubricating a drive mechanism from entering a compression chamber of a crankcase pressurizing Stirling engine. The present invention relates to a rising prevention device.
オイルシールを用いた従来の油あがり防止装置の例を
第4図に示す。図において、30はクランクケースであ
り、該クランクケースの下部構造は省略した。1は動力
ピストン8及びクロスヘッド5が摺動するシリンダライ
ナ、2は動力ピストン8に装着されたピストンリング、
3はオイルシール4が装着されたオイルシール用隔壁、
5は動力ピストン8が固定されるクロスヘッド、6はク
ロスヘッド5を上下運動させるコンロッド、7はクロス
ヘッド5とコンロッド6とを連結するピストンピン、8
は動力ピストン、9はクロスヘッド5と一体となり動力
ピストン8を支えるピストンロッド、10は動力ピストン
8の上部空間の圧縮室、11は動力ピストン8の下部空間
のディスタンス室、12はクロスヘッド5の下部空間のバ
ッファ室である。FIG. 4 shows an example of a conventional oil rising prevention device using an oil seal. In the figure, reference numeral 30 denotes a crankcase, and the lower structure of the crankcase is omitted. 1 is a cylinder liner on which the power piston 8 and the crosshead 5 slide, 2 is a piston ring mounted on the power piston 8,
3 is a partition wall for an oil seal on which an oil seal 4 is mounted.
5 is a crosshead to which a power piston 8 is fixed, 6 is a connecting rod for vertically moving the crosshead 5, 7 is a piston pin connecting the crosshead 5 and the connecting rod 6, 8
Is a power piston, 9 is a piston rod that is integral with the crosshead 5 and supports the power piston 8, 10 is a compression chamber in the upper space of the power piston 8, 11 is a distance chamber in a lower space of the power piston 8, and 12 is a cross chamber of the crosshead 5. This is a buffer room in the lower space.
このような構成のスターリング機関では、クロスヘッ
ド5のシリンダライナ1との摺動面は油で潤滑されるの
で、クロスヘッド5の上部にあがってきた油は飛散され
上部空間にあがる。飛散し上昇してきた油の大部分はオ
イルシール用隔壁3にあたって下へ落下し、またピスト
ンロッド9に付着した油は、オイルシート4によってか
き落とされる。In the Stirling engine having such a configuration, the sliding surface of the crosshead 5 with the cylinder liner 1 is lubricated with oil, so that the oil that has risen above the crosshead 5 is scattered and rises into the upper space. Most of the oil that has scattered and rises falls down against the oil seal partition 3, and the oil attached to the piston rod 9 is scraped off by the oil sheet 4.
しかし、クロスヘッド5の運動により温度の上昇した
油(約60℃)は、その一部が蒸気となり、オイルシール
4の漏れすきまから上昇し、温度の低い動力ピストン8
のシリンダライナ1(約40℃)や動力ピストン8の下部
空間のディスタンス室11で凝集し、再び油の液滴とな
る。これが低温熱交換器(クーラ)や再生器まで飛散す
ると、それらの伝熱面を汚し、著しく熱伝達率を低下さ
せたり、またピストンリング2に異常摩擦や圧力バラン
スの変動などを起こしたりする。However, the oil (about 60 ° C.) whose temperature has risen due to the movement of the crosshead 5 is partially vaporized and rises from the leakage gap of the oil seal 4, and the power piston 8 having a low temperature is formed.
In the space below the cylinder liner 1 (approximately 40 ° C.) and the power piston 8 and again form oil droplets. If this scatters to the low-temperature heat exchanger (cooler) or the regenerator, it contaminates the heat transfer surface thereof, significantly lowers the heat transfer coefficient, and causes abnormal friction and fluctuations in the pressure balance of the piston ring 2.
従来のスターリング機関の油あがり防止装置は以上の
ように構成されているので、オイルシールによって油あ
がりを防止する場合に、蒸気となった油の上昇を防止す
ることはできない。従ってこれを避けるためには低蒸気
圧の潤滑油を使用する必要があるが、このような潤滑油
は粘度が一般の潤滑油より高く、このため機械損失が大
きくなったり、また潤滑油の価格が高いなどの問題点が
あった。Since the conventional oil rising prevention device of a Stirling engine is configured as described above, when oil rising is prevented by an oil seal, the rise of steamed oil cannot be prevented. Therefore, to avoid this, it is necessary to use a low vapor pressure lubricating oil, but such a lubricating oil has a higher viscosity than ordinary lubricating oil, resulting in a large mechanical loss and a low lubricating oil price. There was a problem such as high.
この発明はかかる点に鑑みてなされたもので、上記の
ような低蒸気圧の潤滑油を使用することなく、蒸気とな
ってあがってきた油の凝縮を防止するスターリング機関
の油があり防止装置を得ることを目的とする。The present invention has been made in view of such a point, and there is a stirling engine oil for preventing condensation of oil that has been turned into steam without using a low-vapor-pressure lubricating oil as described above. The purpose is to obtain.
この発明に係るスターリング機関の油あがり防止装置
は、動力ピストン下部のディスタンス室、及び動力ピス
トン摺動部のシリンダライナの温度を潤滑油と同等の温
度に調整する温度調整手段を設けたものである。The oil rising prevention device for a Stirling engine according to the present invention is provided with temperature adjusting means for adjusting the temperature of the distance chamber below the power piston and the temperature of the cylinder liner of the sliding portion of the power piston to the same temperature as the lubricating oil. .
この発明においては、ディスタンス室及びシリンダラ
イナが温度調整手段により潤滑油と同等の温度に保たれ
るため、蒸気となった油はディスタンス室等で凝縮、即
ち液状となることはなく、蒸気のままで動力ピストンの
ピストンリングによってシールされ、作動室に液状の油
が侵入することはない。In the present invention, since the distance chamber and the cylinder liner are maintained at the same temperature as the lubricating oil by the temperature adjusting means, the oil which has become steam is not condensed in the distance chamber, etc. Thus, the oil is sealed by the piston ring of the power piston, and no liquid oil enters the working chamber.
以下、この発明の一実施例を図について説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図は本発明の第1の実施例による油あがり防止装
置を示したもので、図において、1〜12の符号で示す構
成部品は第4図で示す構成と全く同様の構成である。22
はシリンダライナ1の外周に設けられ、その中を温度調
整水を流れる温度調整水流路、20はこの流路22を流れる
温度調整水が流入する温度調整水入口、21は温度調整水
が流出する温度調整水出口、23は温度調整水流路12を形
成する隔壁である。なお図示していないが、温度調整水
はシリンダ外部にて所要温度となるよう制御される。FIG. 1 shows an oil rising prevention device according to a first embodiment of the present invention. In the figure, components indicated by reference numerals 1 to 12 have exactly the same configuration as the configuration shown in FIG. twenty two
Is provided on the outer periphery of the cylinder liner 1, a temperature-regulated water flow path through which temperature-regulated water flows, 20 is a temperature-regulated water inlet into which the temperature-regulated water flows through the flow path 22, and 21 is a temperature-regulated water flowing out The temperature control water outlet 23 is a partition wall that forms the temperature control water flow path 12. Although not shown, the temperature adjustment water is controlled outside the cylinder to a required temperature.
次に作用効果について説明する。 Next, the operation and effect will be described.
第4図の例で説明したように、機関の運転により温度
上昇した潤滑油はその一部が蒸気となってオイルシール
4の漏れすきまからあがってくる。このように潤滑油温
度が高い場合には、以下の動作によってディスタンス室
11及びシリンダライナ1の温度を上げる。即ち、所要温
度に温められた温水を流路22に流し、この温水によって
まずシリンダ1を温め、この温められたシリンダ1によ
ってディスタンス室11をあたためる。従って温水の温度
を調整すれば、ディスタンス室11の温度を温度上昇した
油の温度と同等にすることができ、これにより蒸気とな
ってあがってきた潤滑油はディスタンス室11シリンダラ
イナ1の内壁面で収縮することはない、ディスタンス室
11の油蒸気は飽和蒸気量となり平衡する。この蒸気は動
力ピストン8のピストンリング2によりシールされてい
るので、スターリング機関に悪影響を与える量まで、圧
縮室10に漏れることはない。As described with reference to the example of FIG. 4, the lubricating oil whose temperature has increased due to the operation of the engine is partially vaporized and rises from the leakage clearance of the oil seal 4. When the lubricating oil temperature is high, the following operation
11 and raise the temperature of the cylinder liner 1. That is, hot water heated to a required temperature is caused to flow through the flow path 22, the cylinder 1 is first heated by the hot water, and the distance chamber 11 is warmed by the heated cylinder 1. Therefore, if the temperature of the hot water is adjusted, the temperature of the distance chamber 11 can be made equal to the temperature of the oil whose temperature has been increased, whereby the lubricating oil that has turned into steam can be removed from the inner wall of the distance chamber 11 cylinder liner 1. The distance chamber does not shrink
The oil vapor of 11 becomes a saturated vapor amount and equilibrates. Since this steam is sealed by the piston ring 2 of the power piston 8, it does not leak to the compression chamber 10 to an amount that adversely affects the Stirling engine.
従って本実施例においては、蒸気となった油が低温側
熱交換器(クーラ)や再生器部の伝熱性能を低下させる
ことはなく、またピストンリング2に異常摩耗や圧力バ
ランスの変動を起こす等の問題を解消することができ
る。Therefore, in this embodiment, the oil that has become steam does not lower the heat transfer performance of the low-temperature side heat exchanger (cooler) or the regenerator, and causes abnormal wear and pressure balance fluctuations on the piston ring 2. And the like can be solved.
次に、第2図に本発明の第2の実施例による油あがり
防止装置を示す。上記第1の実施例では、ディスタンス
室11の温度を調整するために、シリンダライナ外周に温
度調整水を流すようにしたが、この第2の実施例はシリ
ンダ1の外周にヒータ24を巻きつけ、これによりシリン
ダ1を電気加熱し、ディスタンス室11を温めるようにし
たものであり、このような実施例によっても上記実施例
と同様な効果を奏する。Next, FIG. 2 shows an oil rising prevention device according to a second embodiment of the present invention. In the first embodiment, in order to adjust the temperature of the distance chamber 11, the temperature adjusting water is supplied to the outer periphery of the cylinder liner. In the second embodiment, the heater 24 is wound around the outer periphery of the cylinder 1. Thus, the cylinder 1 is electrically heated so that the distance chamber 11 is warmed, and this embodiment has the same effect as the above embodiment.
なお、上記第1及び第2の実施例ではオイルシールを
用いて油あがりを止める方式のものに本発明を適用した
場合について説明したが、第3図のようにこのオイルシ
ールのかわりにオイルシール用スポンジ15で油あがりを
止める方式のものに、温度調整水を流してディスタンス
室11の温度を調整するようにしてもよく、上記第1の実
施例と同様の効果を奏する。In the first and second embodiments, the case where the present invention is applied to a system in which oil rising is stopped by using an oil seal has been described. However, as shown in FIG. The temperature of the distance chamber 11 may be adjusted by flowing temperature-adjusted water to a system in which oil rising is stopped by the sponge 15 for use, and the same effect as in the first embodiment can be obtained.
また図は省略するが、上記第2の実施例のオイルシー
ルのかわりにオイルシール用スポンジを用い、ディスタ
ンス室11の温度調整をヒータで行うようにしてもよい。Although not shown, an oil seal sponge may be used instead of the oil seal of the second embodiment, and the temperature of the distance chamber 11 may be adjusted by a heater.
また、上記各実施例では本発明をスターリングエンジ
ンに適用した場合について説明したが、本発明はスター
リングサイクル冷凍機やG.M.サイクル冷凍機、ベルマイ
ヤー機関や無潤滑圧縮機などにも適用できる。またスタ
ーリングエンジンの形式(βディスプレーサ型,γディ
スプレーサ型,ダブルアクティング型)も規定するもの
ではない。In each of the above embodiments, the case where the present invention is applied to a Stirling engine has been described. However, the present invention can also be applied to a Stirling cycle refrigerator, a GM cycle refrigerator, a Bellmeier engine, a lubrication-free compressor, and the like. Also, the type of the Stirling engine (β displacer type, γ displacer type, double-acting type) is not specified.
以上のようにこの発明に係るスターリング機関の油あ
がり防止装置によれば、ディスタンス室及び動力ピスト
ン摺動部のシリンダライナの温度を潤滑油と同等の温度
に調整する温度調整手段を設けたので、油蒸気の凝縮を
防止でき、低温側熱交換器(クーラ)や再生器部の伝熱
性能を劣化させることなく、ピストンリングの異常摩耗
や圧力バランスの変動を防止することができる効果があ
る。As described above, according to the oil rising prevention device for a Stirling engine according to the present invention, since the temperature adjusting means for adjusting the temperature of the cylinder liner of the distance chamber and the sliding portion of the power piston to the same temperature as the lubricating oil is provided, This has the effect of preventing condensation of oil vapor and preventing abnormal wear of the piston ring and fluctuations in pressure balance without deteriorating the heat transfer performance of the low-temperature side heat exchanger (cooler) and the regenerator.
第1図はこの発明の第1の実施例によるスターリング機
関の油あがり防止装置を示す断面図、第2図はこの発明
の第2の実施例によるスターリング機関の油あがり防止
装置を示す断面図、第3図はこの発明の第3の実施例に
よるスターリング機関の油あがり防止装置を示す断面
図、第4図は従来のスターリング機関の油あがり防止装
置を示す断面図である。 図において、1はシリンダライナ、2はピストンリン
グ、3はオイルシール用隔壁、4はオイルシール、5は
クロスヘッド、6はコンロッド、7はピストンピン、8
は動力ピストン、9はピストンロッド、10は圧縮室、11
はディスタンス室、12はバッファ室、15はオイルシール
用スポンジ、20は温度調整水入口、21は温度調整水出
口、22は温度調整水流路、23は隔壁、24はヒータであ
る。 なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。FIG. 1 is a sectional view showing an oil rising prevention device for a Stirling engine according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a sectional view showing an oil rising prevention device for a Stirling engine according to a second embodiment of the present invention. FIG. 3 is a sectional view showing an oil rising prevention device for a Stirling engine according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a sectional view showing a conventional oil rising prevention device for a Stirling engine. In the drawing, 1 is a cylinder liner, 2 is a piston ring, 3 is an oil seal partition, 4 is an oil seal, 5 is a crosshead, 6 is a connecting rod, 7 is a piston pin, 8
Is a power piston, 9 is a piston rod, 10 is a compression chamber, 11
Is a distance chamber, 12 is a buffer chamber, 15 is a sponge for oil seal, 20 is a temperature control water inlet, 21 is a temperature control water outlet, 22 is a temperature control water flow path, 23 is a partition, and 24 is a heater. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
Claims (3)
ピストンとを有し、該クロスヘッドまたはピストンロッ
ドの下部にバッファ室が、クロスヘッドまたはピストン
ロッドと動力ピストンとの間にディスタンス室がそれぞ
れ独立して設けられており、上記クロスヘッドまたはピ
ストンロッドが油潤滑されるようになっているクランク
ケース加圧型のスターリング機関において、スターリン
グ機関の作動室への潤滑油の侵入を防止するスターリン
グ機関の油あがり防止装置であって、 動力ピストン下部のディスタンス室、及び動力ピストン
摺動部のシリンダライナの温度を潤滑油と同等の温度に
調整する温度調整手段を備えたことを特徴とするスター
リング機関の油あがり防止装置。1. A crosshead or piston rod and a power piston, a buffer chamber below the crosshead or piston rod, and a distance chamber between the crosshead or piston rod and the power piston. In the crankcase pressurizing type Stirling engine provided with the crosshead or the piston rod to be lubricated with oil, the lubricating oil of the Stirling engine is prevented from flowing into the working chamber of the Stirling engine. An oil rising prevention device for a Stirling engine, comprising: a temperature adjusting means for adjusting a temperature of a distance chamber below a power piston and a cylinder liner of a sliding portion of the power piston to a temperature equivalent to lubricating oil. apparatus.
に形成した流路に温度調整用の水を流すものであること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載のスターリング
機関の油あがり防止装置。2. A stirling engine oil stirrer according to claim 1, wherein said temperature adjusting means flows water for temperature adjustment through a flow path formed on the outer periphery of the cylinder liner. apparatus.
に巻き付けられた加熱用コイルまたは冷却用バイメタル
であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のス
ターリング機関の油あがり防止装置。3. A stirling engine oil stirrer according to claim 1, wherein said temperature adjusting means is a heating coil or a bimetal for cooling wound around the outer periphery of the cylinder liner.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP62083414A JP2624252B2 (en) | 1987-04-03 | 1987-04-03 | Oil rising prevention device of Stirling engine |
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JP62083414A JP2624252B2 (en) | 1987-04-03 | 1987-04-03 | Oil rising prevention device of Stirling engine |
Publications (2)
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JPS63248958A JPS63248958A (en) | 1988-10-17 |
JP2624252B2 true JP2624252B2 (en) | 1997-06-25 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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---|---|---|---|---|
GB0513590D0 (en) * | 2005-07-01 | 2005-08-10 | Disenco Ltd | Neck cooler |
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1987
- 1987-04-03 JP JP62083414A patent/JP2624252B2/en not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
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JPS63248958A (en) | 1988-10-17 |
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