JPH033950A - スターリングサイクル機関用軸封装置 - Google Patents
スターリングサイクル機関用軸封装置Info
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- JPH033950A JPH033950A JP13748589A JP13748589A JPH033950A JP H033950 A JPH033950 A JP H033950A JP 13748589 A JP13748589 A JP 13748589A JP 13748589 A JP13748589 A JP 13748589A JP H033950 A JPH033950 A JP H033950A
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- Japan
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- piston
- ring
- compression section
- back pressure
- sealing device
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Classifications
-
- 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
- F02G1/00—Hot gas positive-displacement engine plants
- F02G1/04—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type
- F02G1/043—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type the engine being operated by expansion and contraction of a mass of working gas which is heated and cooled in one of a plurality of constantly communicating expansible chambers, e.g. Stirling cycle type engines
- F02G1/053—Component parts or details
- F02G1/0535—Seals or sealing arrangements
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は、スターリングサイクルを利用したエンジンや
冷凍機、或いは、圧縮機等のクランク室内の高圧流体を
シールする装置に関する。
冷凍機、或いは、圧縮機等のクランク室内の高圧流体を
シールする装置に関する。
（従来の技術）
スターリングサイクル機関は、作動流体（ヘリウム、水
ソ、チッソ或いはそれらの混合気体の一つ）を、等温圧
縮、等容度化、等温膨張をくり返し、発動機、ヒートポ
ンプ、或いは冷凍機として、又は、冷凍機と原動機の両
機能を兼ねさせることができる。このスターリングサイ
クル機関の出力或いは熱効率の低下を防止する上で重要
なことは、作動流体の閉回路を構成する圧縮部から、高
圧の作動流体を漏洩させないようシールさせることにあ
る。実際、閉回路内の作動流体の漏洩は、機関の出力や
熱効率の低下のみならず、機関の停止を招き、長期間の
安定した運転維持の妨げとなる。
ソ、チッソ或いはそれらの混合気体の一つ）を、等温圧
縮、等容度化、等温膨張をくり返し、発動機、ヒートポ
ンプ、或いは冷凍機として、又は、冷凍機と原動機の両
機能を兼ねさせることができる。このスターリングサイ
クル機関の出力或いは熱効率の低下を防止する上で重要
なことは、作動流体の閉回路を構成する圧縮部から、高
圧の作動流体を漏洩させないようシールさせることにあ
る。実際、閉回路内の作動流体の漏洩は、機関の出力や
熱効率の低下のみならず、機関の停止を招き、長期間の
安定した運転維持の妨げとなる。
一方、スターリングサイクル機関は、一般に、一端がク
ロスヘツド或いは斜板と協働する往復動可能なピストン
ロッドをシリンダ内に延在させ且つ該シリンダ内のピス
トンと連結させ、さらに、その内部に背圧室を有するハ
ウジングとピストンとの間に圧縮部空間を画定させる構
成となっている。ピストンロッドとハウジングとの間の
摺接部に種々なシールを配し、圧縮部空間内の高圧作動
流体が、背圧室を介して、クロスヘツドや斜板の納めら
れる低圧クランク室に漏洩するのを防止させている。し
かし、実際には、圧縮部空間内の高圧作動流体の背圧室
への漏洩は完全に防止できず、この背圧室を作動ガスの
平均圧力或いは最低圧力に維持させ、クランク室との差
圧を小さくさせている。この差圧を小さくすることはク
ランク室への作動ガスの漏洩を制限するのに効果的であ
る。
ロスヘツド或いは斜板と協働する往復動可能なピストン
ロッドをシリンダ内に延在させ且つ該シリンダ内のピス
トンと連結させ、さらに、その内部に背圧室を有するハ
ウジングとピストンとの間に圧縮部空間を画定させる構
成となっている。ピストンロッドとハウジングとの間の
摺接部に種々なシールを配し、圧縮部空間内の高圧作動
流体が、背圧室を介して、クロスヘツドや斜板の納めら
れる低圧クランク室に漏洩するのを防止させている。し
かし、実際には、圧縮部空間内の高圧作動流体の背圧室
への漏洩は完全に防止できず、この背圧室を作動ガスの
平均圧力或いは最低圧力に維持させ、クランク室との差
圧を小さくさせている。この差圧を小さくすることはク
ランク室への作動ガスの漏洩を制限するのに効果的であ
る。
（発明が解決しようとしている課題）
従来より使用されている軸封装置の一例として実用新案
登録第１６８５１９４に示されたものがあるが、それを
第５図で示すと、ピストンリング１５、バックシールリ
ング１８及びエキスパンダーリング２１の組合わせより
なり、更にピストンリング１５の外周面に溝を形成し、
この溝にバックシールリング１８を嵌め込み、該ピスト
ンリング１５の圧縮室側（図で見て上方）の上平面に刻
設されたスリット１７が、前記ピストンリング１５の外
周面へ背圧室９から圧縮部空間８への逆流を可能にさせ
、又そのために前記ピストンリング１５とバックシール
リング１８、及びエキスパンダーリング２１のそれぞれ
の合口が重ならないように廻り止めが必要となっており
、軸封装置の構造を複雑にし且つ高価なものとなってい
る。
登録第１６８５１９４に示されたものがあるが、それを
第５図で示すと、ピストンリング１５、バックシールリ
ング１８及びエキスパンダーリング２１の組合わせより
なり、更にピストンリング１５の外周面に溝を形成し、
この溝にバックシールリング１８を嵌め込み、該ピスト
ンリング１５の圧縮室側（図で見て上方）の上平面に刻
設されたスリット１７が、前記ピストンリング１５の外
周面へ背圧室９から圧縮部空間８への逆流を可能にさせ
、又そのために前記ピストンリング１５とバックシール
リング１８、及びエキスパンダーリング２１のそれぞれ
の合口が重ならないように廻り止めが必要となっており
、軸封装置の構造を複雑にし且つ高価なものとなってい
る。
そこで本発明はシリンダー内のハウジングに保持され且
つピストンロッドと摺接する軸封装置を改良し、ハウジ
ング内の背圧室から圧縮部空間への作動流体の逆流を可
能にしながら、前述した複雑な構造を簡素化することを
、その技術的課題とする。
つピストンロッドと摺接する軸封装置を改良し、ハウジ
ング内の背圧室から圧縮部空間への作動流体の逆流を可
能にしながら、前述した複雑な構造を簡素化することを
、その技術的課題とする。
［発明の構成〕
（課題を解決するための手段）
上記した課題を解決するために講じた手段は、軸封装置
を合成樹脂製とし、且つ圧縮部空間側の平面に内周面か
ら外周面に貫通するスリットを備えたピストンリングの
合口を、ダブルアングル、ダブルラウンド、或いはダブ
ルステップ形とし、ピストンリングの外周面には該リン
グをピストンロッドに押圧するエキスパンダーリングを
配したこと、である。
を合成樹脂製とし、且つ圧縮部空間側の平面に内周面か
ら外周面に貫通するスリットを備えたピストンリングの
合口を、ダブルアングル、ダブルラウンド、或いはダブ
ルステップ形とし、ピストンリングの外周面には該リン
グをピストンロッドに押圧するエキスパンダーリングを
配したこと、である。
（作用）
軸封装置を境いに圧縮部空間側が背圧室に比して高圧の
場合には、ピストンリングの合口の凹凸両斜面が作動流
体圧力を受けて密着して作動流体の漏洩を防止し、背圧
室側が圧縮部空間側より高圧の場合は、ピストンリング
のスリットを介して背圧室の圧力を下げる。
場合には、ピストンリングの合口の凹凸両斜面が作動流
体圧力を受けて密着して作動流体の漏洩を防止し、背圧
室側が圧縮部空間側より高圧の場合は、ピストンリング
のスリットを介して背圧室の圧力を下げる。
（実施例）
以下本発明を具体化した一実施例を第１〜４図に基づい
て説明する。
て説明する。
往復動可能なピストンロッド１の一端をクランク室２内
のクロスヘツド３に連結し、他端をシリンダ４内のピス
トン５に連結する。シリンダ４内に、その段部６に着座
するようハウジング７を収納させ、ピストン５とハウジ
ング７の頂壁との間に、ピストン５の動きに応じて、そ
の容積が可変となる圧縮部空間８を作る、ハウジング７
内に背圧室９を形成し、この背圧室９とクラクン室２と
の間に、クランク室２の潤滑油が背圧室９に入り作動流
体と混合するのを防止すると共に、背圧室９からクラン
ク室２への作動流体の漏れを防ぐピストンロッド１と摺
接するシール装置１０を配す。
のクロスヘツド３に連結し、他端をシリンダ４内のピス
トン５に連結する。シリンダ４内に、その段部６に着座
するようハウジング７を収納させ、ピストン５とハウジ
ング７の頂壁との間に、ピストン５の動きに応じて、そ
の容積が可変となる圧縮部空間８を作る、ハウジング７
内に背圧室９を形成し、この背圧室９とクラクン室２と
の間に、クランク室２の潤滑油が背圧室９に入り作動流
体と混合するのを防止すると共に、背圧室９からクラン
ク室２への作動流体の漏れを防ぐピストンロッド１と摺
接するシール装置１０を配す。
さらに、ハウジング７の頂壁のリング溝１１にピストン
ロッドエと摺接する軸封装置１２を配し、作動流体の圧
縮部空間８から背圧室９への作動流体の漏れを防止する
。１３は、クランク室２への潤滑油供給口を、１４は圧
縮部空間８に対する作動流体の出入口を示す。
ロッドエと摺接する軸封装置１２を配し、作動流体の圧
縮部空間８から背圧室９への作動流体の漏れを防止する
。１３は、クランク室２への潤滑油供給口を、１４は圧
縮部空間８に対する作動流体の出入口を示す。
二〇軸封装置１２は、非常に柔軟性に冨んだ、たとえば
、四フッ化エチレン樹脂で形成したピストンリング１５
を有する。ピストンリング１５は第４図の拡大部分斜視
図で示すように、特殊形状の合口部１９を有し、又第２
図で示すように圧縮部空間８側の上平面２７に９０”間
隔に内周面１６から外周面２８へ放射状に貫通するスリ
ット１７を備え、更にピストンリング１５の外周面２８
に断面形状矩形で巾寸法の小さい鋼製エキスパンダーリ
ング２１を配置する。第２図に示す軸封装置の平面図で
は前記ピストンリング１５の合い口部１９と、前記エキ
スパンダーリングの合い口部２９が１８０°ずれた位置
に配置されているがこれに限定されるものでなく、相対
位置関係に制限はなく、又廻り止めの必要もない。
、四フッ化エチレン樹脂で形成したピストンリング１５
を有する。ピストンリング１５は第４図の拡大部分斜視
図で示すように、特殊形状の合口部１９を有し、又第２
図で示すように圧縮部空間８側の上平面２７に９０”間
隔に内周面１６から外周面２８へ放射状に貫通するスリ
ット１７を備え、更にピストンリング１５の外周面２８
に断面形状矩形で巾寸法の小さい鋼製エキスパンダーリ
ング２１を配置する。第２図に示す軸封装置の平面図で
は前記ピストンリング１５の合い口部１９と、前記エキ
スパンダーリングの合い口部２９が１８０°ずれた位置
に配置されているがこれに限定されるものでなく、相対
位置関係に制限はなく、又廻り止めの必要もない。
前記ピストンリング１５の特殊合口１９は、互いに一定
の間１１３０．３０′を保って対立壁面３１．３２が対
向し、一方端３３は他方端３４の下方にもぐり込む様入
り組んでおり、具体的には切り日新端面形状が、凸形斜
面３５を有する三角形傾斜台３６を呈し、他方端３４は
前記斜面３５に対接する凹形斜面３７を有する三角形空
間３８を形成している。
の間１１３０．３０′を保って対立壁面３１．３２が対
向し、一方端３３は他方端３４の下方にもぐり込む様入
り組んでおり、具体的には切り日新端面形状が、凸形斜
面３５を有する三角形傾斜台３６を呈し、他方端３４は
前記斜面３５に対接する凹形斜面３７を有する三角形空
間３８を形成している。
ピストンリング１５及びエキスパンダーリング２１から
なる軸封装置１２を備えるスターリングサイクル機関２
４は、ピストン１の周期的な往復動により圧縮部空間８
の容積は変化し、その内部の作動流体が周期的に高圧と
なる。ピストンリングは、これとは別に、ダブルラウン
ド、或いはダブルステップでもよい。
なる軸封装置１２を備えるスターリングサイクル機関２
４は、ピストン１の周期的な往復動により圧縮部空間８
の容積は変化し、その内部の作動流体が周期的に高圧と
なる。ピストンリングは、これとは別に、ダブルラウン
ド、或いはダブルステップでもよい。
この高圧作動流体は、リング溝１１内に入り、第３図で
みて、軸封装置１２の下向きに、又、半径方向内方へと
作用する。高圧作動流体の下向きの作用力は、軸封装置
１２の端面を、リング溝工１の下壁２５に密着させ、リ
ング溝１１をう回する圧縮部空間８から背圧室９への作
動流体の漏洩を前記ピストンリングの特殊合口部１９の
三角形空間３８の凹形斜面３７が、三角形傾斜台３６の
凸形斜面３５に高圧作動流体を受けて密着し、完全に防
止する。更に軸封装置１２に対し半径方向内方へと作用
する高圧作動流体は、エキスパンダーリング２１の締付
力に加えて、ピストンリング１５のピストンロッド１へ
の接触力を高め、ピストンロッド１とピストンリング１
５の内周面１６との摺動部からの作動流体の漏洩を最小
とさせる。
みて、軸封装置１２の下向きに、又、半径方向内方へと
作用する。高圧作動流体の下向きの作用力は、軸封装置
１２の端面を、リング溝工１の下壁２５に密着させ、リ
ング溝１１をう回する圧縮部空間８から背圧室９への作
動流体の漏洩を前記ピストンリングの特殊合口部１９の
三角形空間３８の凹形斜面３７が、三角形傾斜台３６の
凸形斜面３５に高圧作動流体を受けて密着し、完全に防
止する。更に軸封装置１２に対し半径方向内方へと作用
する高圧作動流体は、エキスパンダーリング２１の締付
力に加えて、ピストンリング１５のピストンロッド１へ
の接触力を高め、ピストンロッド１とピストンリング１
５の内周面１６との摺動部からの作動流体の漏洩を最小
とさせる。
一方、ピストン５の周期的な往復動中、圧縮部空間８の
容積が大となり該空間８の圧が下がり、しかも、背圧室
９例の圧が該空間８の圧より大となると、軸封装置１２
は、背圧室９側の圧を受けて、第３図でみて上方へ移動
し、ピストンリング１５がリング溝１１の土壁２６に接
する。しかし、ピストンリング１５のス・リット１７が
、背圧室９と圧縮部空間８との連通を可能にさせている
ので、背圧室９側の高圧が圧縮部空間８へと流入し、背
圧室９の圧を下げる。これは、スターリングサイクル機
関の作動流体用閉回路に必要な量の作動流体の確保に寄
与すると共に、背圧室９とクランク室２との間のシール
装置１０に対する負担を軽減し、クランク室２への作動
流体の漏れを最小とさせる。
容積が大となり該空間８の圧が下がり、しかも、背圧室
９例の圧が該空間８の圧より大となると、軸封装置１２
は、背圧室９側の圧を受けて、第３図でみて上方へ移動
し、ピストンリング１５がリング溝１１の土壁２６に接
する。しかし、ピストンリング１５のス・リット１７が
、背圧室９と圧縮部空間８との連通を可能にさせている
ので、背圧室９側の高圧が圧縮部空間８へと流入し、背
圧室９の圧を下げる。これは、スターリングサイクル機
関の作動流体用閉回路に必要な量の作動流体の確保に寄
与すると共に、背圧室９とクランク室２との間のシール
装置１０に対する負担を軽減し、クランク室２への作動
流体の漏れを最小とさせる。
本発明によれば、スターリングサイクル機関用の軸封装
置は、特殊合口形状を有し、圧縮部空間側の側面にスリ
ットを有するピストンリングの外周面にエキスパンダー
リングを配するという、非常に簡単な構造で、スターリ
ング機関の作動流体の閉回路への補充と背圧室とクラン
ク室との間のシール装置への負担を軽減させることがで
きる。
置は、特殊合口形状を有し、圧縮部空間側の側面にスリ
ットを有するピストンリングの外周面にエキスパンダー
リングを配するという、非常に簡単な構造で、スターリ
ング機関の作動流体の閉回路への補充と背圧室とクラン
ク室との間のシール装置への負担を軽減させることがで
きる。
第１図は本発明の一実施例を備えたスターリングサイク
ル機関の部分断面図、第２図は本発明の一実施例を示す
軸封装置の平面図、 第３図は第２図の合口部分の断端面図、第４図は第２図
の合口部を拡大して示す部分斜視図、 第５図は第３図に相当する従来の合口部の断端面図であ
る。 １・・−ピストンロッド、 ４− シリンダ、５−・
・ピストン、 ７−ハウジング、８−・圧縮部
空間、 ９−背圧室、１２・−・軸封装置、
１５−・ピストンリング、１６・・・内周面、
１７−スリット、１９−・・合口、 ２１・・−エキスパンダーリング、 ２７−平面、 ２８−・外周面、３０．３
０′・・・所定間隙、３．３−一一一方端、３４・・−
他方端、 ３５・−凸形斜面、３７−凹形斜
面。
ル機関の部分断面図、第２図は本発明の一実施例を示す
軸封装置の平面図、 第３図は第２図の合口部分の断端面図、第４図は第２図
の合口部を拡大して示す部分斜視図、 第５図は第３図に相当する従来の合口部の断端面図であ
る。 １・・−ピストンロッド、 ４− シリンダ、５−・
・ピストン、 ７−ハウジング、８−・圧縮部
空間、 ９−背圧室、１２・−・軸封装置、
１５−・ピストンリング、１６・・・内周面、
１７−スリット、１９−・・合口、 ２１・・−エキスパンダーリング、 ２７−平面、 ２８−・外周面、３０．３
０′・・・所定間隙、３．３−一一一方端、３４・・−
他方端、 ３５・−凸形斜面、３７−凹形斜
面。
Claims (1)
- シリンダ４内をピストンロッド１により往復動するピス
トン５と、該ピストンと対向する形で前記シリンダ内に
固定され且つ前記ピストンとの間にその容積を可変とす
る圧縮部空間８を画定するハウジング７とを有し、前記
ハウジング内の背圧室９と前記圧縮部空間とを前記ピス
トンロッドに摺接する軸封装置１２によりシールさせ且
つ前記圧縮部空間が作動流体のための閉回路の一部を構
成しているスターリング機関において、前記軸封装置が
合成樹脂よりなり且つ前記圧縮部空間側の平面２７に内
周面１６から外周面２８に貫通するスリット１７を備え
たピストンリングの合い口形状を、ダブルアングル、ダ
ブルステップ又は、ダブルラウンド形とし、ピストンリ
ングの外周面２８には該シリンダをピストンロッドに押
圧するエキスパンダーリング２１を配したことを特徴と
するスターリングサイクル機関用軸封装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13748589A JPH033950A (ja) | 1989-06-01 | 1989-06-01 | スターリングサイクル機関用軸封装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13748589A JPH033950A (ja) | 1989-06-01 | 1989-06-01 | スターリングサイクル機関用軸封装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH033950A true JPH033950A (ja) | 1991-01-10 |
Family
ID=15199741
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13748589A Pending JPH033950A (ja) | 1989-06-01 | 1989-06-01 | スターリングサイクル機関用軸封装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH033950A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5242192A (en) * | 1992-02-24 | 1993-09-07 | Morton International, Inc. | Fabric cover/chute for airbag modules |
| IT201600085635A1 (it) * | 2016-08-17 | 2018-02-17 | Nuovo Pignone Tecnologie Srl | Tenuta per l'asta di un pistone |
-
1989
- 1989-06-01 JP JP13748589A patent/JPH033950A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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