JPH04116276A - Oil infiltration preventing device for heat-driven engine - Google Patents

Oil infiltration preventing device for heat-driven engine

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JPH04116276A
JPH04116276A JP23400390A JP23400390A JPH04116276A JP H04116276 A JPH04116276 A JP H04116276A JP 23400390 A JP23400390 A JP 23400390A JP 23400390 A JP23400390 A JP 23400390A JP H04116276 A JPH04116276 A JP H04116276A
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crosshead
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oil
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crankcase
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利秀 幸田
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通雄 藤原
Ryoji Hase
良二 長谷
Susumu Kumada
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Abstract

PURPOSE:To improve the oil infiltration prevention performance by setting the diameter of a cross head larger than the diameter of a power piston, and communicating the inner space of a crank case and the upper space of the cross head via a check valve and an oil separator. CONSTITUTION:The diameter phiD1 of a power piston 6 is set smaller than the diameter phiD2 of a cross head 8. When an engine is operated, the pressure Pd in the upper space 24 of the cross head 8 and the pressure Pb in the inner space 25 of a crank case are changed respectively. A check valve 28 is installed in the middle of a communicating pipe 26 between the upper space 24 of the cross head 8 and the inner space 25 of the crank case, thus the differential pressure is applied to the cross head 8 by the sucking effect of gas due to the pressure fluctuation of the inner space 25 of the crank case caused by the reciprocating movement of the cross head 8. The oil existing on the sliding face of the cross head 8 and scraped by the reciprocating movement of the cross head 8 is returned to the inner space 25 of the crank case by this differential pressure.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、スターリング機関や無潤滑圧縮機など熱駆
動機関などにおいて、その運動機構部の潤滑油がそれら
の機関のシリンダ内作動空間へ浸入するのを防止する熱
駆動機関の油浸入防止装置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] This invention is directed to heat-driven engines such as Stirling engines and non-lubricated compressors, in which lubricating oil in the motion mechanism intrudes into the working space in the cylinders of those engines. This invention relates to an oil intrusion prevention device for a thermally driven engine that prevents oil ingress from occurring.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第13図は例えば欧州特許0212844号や特開昭6
4−53049号公報に示された従来のディスプレーサ
型スターリング機関の油浸入防止装置を示すもので、第
13図において、■はディスプレーサであり、シリンダ
2内に高圧作動流体の流れを生じさせ、加熱器3、再生
熱交換器4、冷却器5の作用と加えて、シリンダ内に圧
力変動を発生させるものである。
Figure 13 shows, for example, European Patent No. 0212844 and Japanese Unexamined Patent Publication No. 6
This shows a conventional oil intrusion prevention device for a displacer-type Stirling engine disclosed in Publication No. 4-53049. In FIG. In addition to the effects of the heat exchanger 3, the regenerative heat exchanger 4, and the cooler 5, pressure fluctuations are generated within the cylinder.

6はシリンダ2内に発生した圧力変化を受け、その圧力
変化に応じてピストン荷重の変化を発生する動力ビスト
ンであり、これに接続されている動力ロット7、クロス
ヘッド8、動力コネクティングロッド9a、9b、クラ
ンク軸lOで運動を伝達し、外部に回転出力を得るため
のものである。
Reference numeral 6 designates a power piston that receives pressure changes generated within the cylinder 2 and generates changes in piston load in accordance with the pressure changes, and connected to this are a power rod 7, a crosshead 8, a power connecting rod 9a, 9b, for transmitting motion with the crankshaft lO and obtaining rotational output to the outside.

上記クランク軸10にはディスプレーサコネクティング
ロッド11が回転自在に接続され、このコネクティング
ロッド11の他端にはディスプレーサロッド12が接続
されている。13はディスプレーサロッド12が貫通す
るクロスヘッド8、動力ビストン6の貫通部分の気密を
保つシールで、このシール13は通常O(オー)リング
等の各種パツキンが使用される。
A displacer connecting rod 11 is rotatably connected to the crankshaft 10, and a displacer rod 12 is connected to the other end of the connecting rod 11. Reference numeral 13 denotes a seal that maintains the airtightness of the crosshead 8 through which the displacer rod 12 passes and the portion through which the power piston 6 passes, and this seal 13 is usually made of various types of packing such as an O ring.

14はディスプレーサ1に取り付けられたガイドリング
、15はクロスヘッド8と動力コンド1間の軸受であり
、上記ディスプレーサ1はガイドリング14によって支
持されるとともに、ディスプレーサロッド12を介して
上記軸受15によって支持されている。
14 is a guide ring attached to the displacer 1; 15 is a bearing between the crosshead 8 and the power condo 1; the displacer 1 is supported by the guide ring 14 and also supported by the bearing 15 via the displacer rod 12; has been done.

16はクランクケース、17はクランクケース16の底
部に溜まる潤滑油であり、このクランクケース16内は
クランク軸10の回転によって油粒子が飛散した状態に
なっている。このため、クランク軸10、クロスヘッド
8、軸受15の摺動面には潤滑油17が送られ、潤滑作
用がなされている。
Reference numeral 16 denotes a crankcase, and 17 denotes lubricating oil collected at the bottom of the crankcase 16. Inside this crankcase 16, oil particles are scattered as the crankshaft 10 rotates. For this reason, lubricating oil 17 is sent to the sliding surfaces of crankshaft 10, crosshead 8, and bearing 15 to provide a lubricating effect.

第14図は例えば特開昭56−38543号公報に示さ
れたクロスヘッド構造を持つ従来の熱駆動機関の油浸入
防止装置を示す断面概略図であり、前記第13図と同一
部分に同一符号を付して重複説明を省略した第14図に
おいて、20a〜20Cはピストンロッドの円筒面に気
密摺動するようにシリンダ内に装着されたパツキン状の
ロッドシール、21はクロスヘッド8の摺動面やロッド
シール20a、20bにより分離された油を回収する油
回収機構部である。
FIG. 14 is a schematic cross-sectional view showing a conventional oil intrusion prevention device for a heat-driven engine having a crosshead structure as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-38543. In FIG. 14, in which redundant explanation has been omitted, 20a to 20C are gasket-like rod seals installed in the cylinder so as to slide airtightly on the cylindrical surface of the piston rod, and 21 is a sliding seal of the crosshead 8. This is an oil recovery mechanism section that recovers oil separated by the surfaces and rod seals 20a and 20b.

第15図は例えば特開昭64−49798号公報に示さ
れたクロスヘッド構造を持つ従来の他の熱駆動機関の油
浸入防止装置を示すクロスヘッド上部構造の要部断面図
であり、前記第13図と同一部分に同一符号を付して重
複説明を省略した第15図において、22はクロスヘッ
ド8に装着されたピストンリング、23は動力ビストン
6に装着されたピストンリングで、これ等のピストンリ
ング2223はともに圧力シール機能を有する。
FIG. 15 is a cross-sectional view of a main part of a crosshead upper structure showing another conventional oil intrusion prevention device for a heat-driven engine having a crosshead structure as disclosed in, for example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 64-49798. In FIG. 15, in which the same parts as those in FIG. Both piston rings 2223 have a pressure sealing function.

24は動力ビストン6とクロスヘッド8との間の空間、
つまりクロスヘッド上部空間、25はクランクケース内
部空間、26はクロスヘッド上部空間24とクランクケ
ース内部空間25を連通する連通管、27は連通管26
に接続さ、れた油分離器、28は連通管26の途中に設
けた逆止弁であり、図中、下から上、つまりクランクケ
ース内部空間25からクロスヘッド上部空間24へとガ
スを一方向にのみ流通させる。
24 is a space between the power piston 6 and the crosshead 8;
That is, the crosshead upper space, 25 is the crankcase internal space, 26 is a communicating pipe that communicates the crosshead upper space 24 and the crankcase internal space 25, and 27 is the communicating pipe 26.
The oil separator 28 is a check valve installed in the middle of the communication pipe 26, and as shown in the figure, the oil separator 28 is a check valve installed in the middle of the communication pipe 26, and as shown in the figure, the oil separator 28 is a check valve that allows gas to flow from the bottom to the top, that is, from the crankcase internal space 25 to the crosshead upper space 24. Flow only in the direction.

Pdはクロスヘッド上部空間24の、pbはクランクケ
ース内部空間25の運転(クロスへ・ラド8の往復運動
)にともなう圧力変化を示す。Pdはクロスヘッド上部
空間24に体積変化がないため、一定圧力を示し、pb
はクランクケース内部空間25に体積変化が生じ、第1
6図または第17図に示すようにクランク角に応じて圧
力変化が生ずる。
Pd represents the pressure change in the crosshead upper space 24, and pb represents the pressure change in the crankcase internal space 25 due to operation (reciprocating movement of the rad 8 to the crosshead). Pd exhibits a constant pressure because there is no volume change in the space 24 above the crosshead, and pb
, a volume change occurs in the crankcase internal space 25, and the first
As shown in FIG. 6 or FIG. 17, pressure changes occur depending on the crank angle.

つまり、クロスヘッド8の往復運動にともなって生じる
クランクケース内部空間25の圧力変動を利用し、クラ
ンクケース内部空間25内のドライなガスをクロスヘッ
ド上部空間24へと汲み上げることによって、クロスヘ
ッド上部空間24とクランクケース内部空間25との間
に圧力差を生じさせることができる。
In other words, by utilizing the pressure fluctuations in the crankcase internal space 25 that occur with the reciprocating motion of the crosshead 8 and pumping up the dry gas in the crankcase internal space 25 to the crosshead upper space 24, the crosshead upper space A pressure difference can be created between 24 and the crankcase interior space 25.

すなわち逆止弁28の効果により、Pd>Pbなる状態
が多くなる。逆止弁がない場合には、圧力の状態は第1
7図に示すようになる。この圧力差により、クロスヘッ
ド8の往復運動によりかき上げられたクロスヘッド摺動
面に介在する潤滑油をクランクケース側に押し戻し、シ
リンダ2内の作動空間19への油の浸入を防止する。
That is, due to the effect of the check valve 28, there are many situations where Pd>Pb. If there is no check valve, the pressure state is
The result will be as shown in Figure 7. This pressure difference pushes back the lubricating oil present on the crosshead sliding surface, which has been scraped up by the reciprocating motion of the crosshead 8, toward the crankcase, thereby preventing the oil from entering the working space 19 in the cylinder 2.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

従来の熱駆動機関の油浸入防止装置は以上のように構成
されているので、クロスヘッド8の摺動面を潤滑する油
は、その摺動面が上部の動力ビストン6方向へ飛散する
。そこで、第13図に示す従来装置では、クロスヘッド
摺動面から直接的に油をかき落とすためにロッドシール
20a〜20Cを設けいるが、このロッドシールは一般
的にその緊迫力が強く、摩擦損失が過大であり、その改
善の必要がある。
Since the conventional oil intrusion prevention device for a thermally driven engine is constructed as described above, the oil that lubricates the sliding surface of the crosshead 8 is scattered in the direction of the power piston 6 above the sliding surface. Therefore, in the conventional device shown in FIG. 13, rod seals 20a to 20C are provided in order to directly scrape off oil from the crosshead sliding surface, but these rod seals generally have a strong tension and cause friction. The losses are excessive and there is a need for improvement.

また、第14図に示す従来装置では、クランクケース1
6の体積が大の場合、クロスヘッド8の往復による体積
変化の割合も相対的に小となる。
Furthermore, in the conventional device shown in FIG.
When the volume of the crosshead 6 is large, the rate of volume change due to the reciprocation of the crosshead 8 is also relatively small.

その結果、発生するPbの圧力変化値は小となり、差圧
(pa−pb)が小となり、クロスヘッド8の往復運動
により、かき上げられる油17は差圧により戻されにく
く、シリンダ2内の作動空間19への油侵入防止性能が
低下するという課題があった。
As a result, the pressure change value of Pb that occurs becomes small, and the differential pressure (pa-pb) becomes small. There was a problem that the performance of preventing oil intrusion into the working space 19 deteriorated.

この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので、油侵入防止性能の向上を図ることを目的とする
This invention was made to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to improve oil intrusion prevention performance.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

請求項(1)の発明に係る熱駆動機関の油浸入防止装置
は、クロスヘッドの直径をピストンの直径より大きい寸
法関係に形成したものである。
In the oil intrusion prevention device for a thermally driven engine according to the invention of claim (1), the diameter of the crosshead is formed to be larger than the diameter of the piston.

請求項(2)の発明に係る熱駆動機関の油浸入防止装置
は、クロスヘッド上部空間とクランクケース内部空間と
の間をシールするように前記クロスヘッドに上下2段に
設けたシール部材と、この上段シール部材と下段シール
部材との間の空間と前記クランクケース内部空間とを連
通ずる連通孔とを具備したものである。
The oil intrusion prevention device for a thermally driven engine according to the invention of claim (2) includes sealing members provided in two stages, upper and lower, on the crosshead so as to seal between the crosshead upper space and the crankcase internal space; A communication hole is provided that communicates the space between the upper seal member and the lower seal member with the crankcase interior space.

請求項(3)の発明に係る熱駆動機関の油浸入防止装置
は、クロスヘッド上部空間とクランクケース内部空間と
の間をシールするように前記クロスヘッドに上、中、下
3段に設けたシール部材と、前記上段シール部材と前記
中段シール部材との間の空間と前記クランクケース内部
空間とを連通ずる第1の連通孔と、前記中段シール部材
と前記下段シール部材との間の空間と前記クロスヘッド
上部材空間とを連通ずる第2の連通孔とを具備したもの
である。
The oil intrusion prevention device for a heat-driven engine according to the invention of claim (3) is provided in three stages of upper, middle, and lower stages of the crosshead so as to seal between the upper space of the crosshead and the internal space of the crankcase. a sealing member, a first communication hole that communicates a space between the upper sealing member and the middle sealing member with the crankcase internal space, and a space between the middle sealing member and the lower sealing member; A second communication hole communicating with the crosshead upper member space is provided.

請求項(4)の発明に係る熱駆動機関の油浸入防止装置
は、クロスヘッド上部空間とクランクケース内部空間と
の間をシールするように前記クロスヘッドに設けたシー
ル部材と、前記クロスヘッド上部空間内に装着した吸油
量に応じて体積変化する吸油性樹脂とを具備したもので
ある。
The oil intrusion prevention device for a thermally driven engine according to the invention of claim (4) includes a sealing member provided on the crosshead to seal between the crosshead upper space and the crankcase internal space; It is equipped with an oil-absorbing resin that changes its volume depending on the amount of oil absorbed in the space.

請求項(5)の発明に係る熱駆動機関の油浸入防止装置
は、クロスヘッドに設けた第1のシール部材と、ピスト
ンに設けガス漏れ抵抗が前記第1のシール部材のガス漏
れ抵抗より小さな第2のシール部材とを具備し、シリン
ダ内の作動空間とクランクケース内部空間を逆止弁、油
分離器を有する連通管によって連通させたものである。
The oil intrusion prevention device for a thermally driven engine according to the invention of claim (5) includes a first seal member provided on the crosshead, and a gas leak resistance provided on the piston that is smaller than the gas leak resistance of the first seal member. A second seal member is provided, and the working space in the cylinder and the internal space of the crankcase are communicated through a communication pipe having a check valve and an oil separator.

〔作 用〕[For production]

請求項(1)の発明におけるクロスヘッド上部空間内の
圧力は、クランクケース内部空間内の圧力とは圧力振幅
の極大値と極小値の発生が逆であるため、再圧力の差圧
が大となり、クロスヘッド摺動面に存在する油を押し戻
す力が増大し、油侵入防止性能が向上する。
In the invention of claim (1), the pressure in the crosshead upper space is opposite to the pressure in the crankcase internal space in that the maximum value and minimum value of the pressure amplitude occur, so the differential pressure of repressure is large. , the force pushing back oil present on the crosshead sliding surface increases, improving oil intrusion prevention performance.

請求項(2)または請求項(3)の発明における差圧は
2段または2段以上に生ずるので、クランクケース内部
空間内の圧力変動が小さい場合でも、油侵入防止性能を
低下しないようにする。
Since the differential pressure in the invention of claim (2) or claim (3) occurs in two or more stages, the oil intrusion prevention performance should not be degraded even if the pressure fluctuation in the internal space of the crankcase is small. .

請求項(4)の発明における油吸収樹脂は、油吸収量に
応して体積が膨張することにより、クロスヘッド上部空
間内の圧力を変化させるので、クロスヘッド上部に作用
する差圧が変化し、シリンダの作動空間への油の浸入を
特徴する 請求項(5)の発明におけるシール部材は、クロスヘッ
ドに設けたシール部材のガス漏れ抵抗よりピストンに設
けたシール部材のガス漏れ抵抗を小さくし、シリンダの
作動空間とクランクケース内部空間とを逆止弁、油分離
器を有する連通管で連通したことにより、クロスヘッド
に設けたシール部材に作用する差圧が増大して、油侵入
防止性能が向上する。
The oil-absorbing resin in the invention of claim (4) changes the pressure in the space above the crosshead by expanding its volume in accordance with the amount of oil absorbed, so the differential pressure acting on the top of the crosshead changes. The sealing member according to the invention of claim (5), characterized in that oil does not infiltrate into the working space of the cylinder, has a gas leakage resistance of the sealing member provided on the piston that is smaller than gas leakage resistance of the sealing member provided on the crosshead. By communicating the working space of the cylinder and the internal space of the crankcase through a communication pipe equipped with a check valve and an oil separator, the differential pressure acting on the seal member provided on the crosshead increases, improving oil intrusion prevention performance. will improve.

〔実施例〕〔Example〕

以下、この発明の実施例を図について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は請求項(1)の発明装置の実施例を示す要部断
面図であり、前記第14図と同一部分に同一符号を付し
て重複接続を省略した第1図において、動力ビストン6
の直径φD、<クロスヘッド8の直径φD2の寸法関係
に構成されている。
FIG. 1 is a cross-sectional view of essential parts showing an embodiment of the inventive device according to claim (1), and in FIG. 1, the same parts as in FIG. 6
The diameter φD of the crosshead 8 is smaller than the diameter φD2 of the crosshead 8.

次に上記実施例の動作について説明する。Next, the operation of the above embodiment will be explained.

機関が運転された場合、クロスヘッド上部空間24の圧
力Pdとクランクケース内部空間25内の圧力Pbは、
それぞれ変化する。
When the engine is operated, the pressure Pd in the crosshead upper space 24 and the pressure Pb in the crankcase internal space 25 are as follows.
Each changes.

例えば、クロスヘッド8が上死点にある場合、クロスヘ
ッド上部空間24内の体積は最小となり、クロスヘッド
上部空間24内の圧力pbは最大値を示す。反対に、ク
ランクケース内部空間25内の体積は最大値となり、そ
のクランクケース内部空間25内の圧力Pbは最小値を
示す、この状況を第2図、第3図に示す。クロスヘッド
上部空間24とクランクケース内部空間25との連通管
26の途中に逆止弁28を設置しない場合は、両者の圧
力の平均値は同レベルであるが、逆止弁28を設置する
ことでクロスヘッド8の往復運動にともなって生じるク
ランクケース内部空間25の圧力変動によるガスの汲み
上げ効果によって、第3図に示す圧力関係となる。
For example, when the crosshead 8 is at the top dead center, the volume within the crosshead upper space 24 is at its minimum, and the pressure pb within the crosshead upper space 24 is at its maximum value. On the contrary, the volume within the crankcase internal space 25 is at its maximum value, and the pressure Pb within the crankcase internal space 25 is at its minimum value. This situation is shown in FIGS. 2 and 3. If the check valve 28 is not installed in the middle of the communication pipe 26 between the crosshead upper space 24 and the crankcase internal space 25, the average value of the pressures of both will be at the same level, but the check valve 28 should be installed. The pressure relationship shown in FIG. 3 is achieved due to the gas pumping effect caused by pressure fluctuations in the crankcase internal space 25 that occur as the crosshead 8 reciprocates.

その結果、クロスヘッド8には差圧(Pd−Pb)が作
用し、クロスヘッド8の往復運動によってかき上げられ
るクロスヘッド摺動面に存在する油は、上記差圧により
、クランクケース内部空間25へ押し戻される。上記差
圧は従来装置の差圧より、Pdが変動する量ΔPdだけ
大となる。
As a result, a differential pressure (Pd-Pb) acts on the crosshead 8, and the oil present on the crosshead sliding surface, which is scraped up by the reciprocating motion of the crosshead 8, is removed from the crankcase internal space 25 by the differential pressure. be pushed back to The differential pressure is greater than the differential pressure of the conventional device by the amount ΔPd by which Pd fluctuates.

第4図は請求項(2)の発明装置の実施例を示す要部断
面図、第5図はクロスヘッドの底面図であり、前記第1
図と同一部分に同一符号を付して重複説明を省略した第
4図、第5図において、8a。
FIG. 4 is a sectional view of essential parts showing an embodiment of the inventive device of claim (2), and FIG. 5 is a bottom view of the crosshead.
8a in FIGS. 4 and 5, in which the same parts as in the figures are given the same reference numerals and redundant explanations are omitted.

8bはコネクティングロッド9a、9bが挿入されるよ
うに、クロスヘッド8の底面に形成された盲穴、29a
、29bはクロスヘッド8に上下2段に設けたシール部
材、30はシール部材29a。
8b is a blind hole 29a formed in the bottom surface of the crosshead 8 so that the connecting rods 9a and 9b can be inserted.
, 29b are sealing members provided in two stages, upper and lower, on the crosshead 8, and 30 is a sealing member 29a.

29bとシリンダ2の内壁との間に形成された空間、3
1は盲穴8a、8bを介して空間30をクランクケース
内部空間25に連通する連通孔である。
A space formed between 29b and the inner wall of cylinder 2, 3
Reference numeral 1 denotes a communication hole that communicates the space 30 with the crankcase internal space 25 via the blind holes 8a and 8b.

上記のように、クロスヘッド8に上下2段にシール部材
を装着すると、クロスヘッドの往復運動によりかき上げ
られてクロスヘッド摺動面に滞在する油は、2倍の差圧
2X (Pd−Pb)でクランクケース内部空間25へ
押し戻されることになり、クランクケース内部空間内の
圧力変動が小さい場合でも、十分な油侵入防止性能が得
られる。
As mentioned above, when the seal members are installed in two stages, upper and lower, on the crosshead 8, the oil that is scraped up by the reciprocating movement of the crosshead and stays on the crosshead sliding surface is evacuated by the pressure difference 2X (Pd-Pb ) is pushed back into the crankcase internal space 25, and even when pressure fluctuations in the crankcase internal space are small, sufficient oil intrusion prevention performance can be obtained.

なお、シール部材29bには、差圧が下から上に(空間
25から30へ)作用し、油を汲み上げることになるが
、空間30はクランクケース内部空間25に連通され、
油が戻るので、特に問題はない。
Note that a differential pressure acts on the seal member 29b from the bottom to the top (from the space 25 to 30), and oil is pumped up, but the space 30 is communicated with the crankcase internal space 25,
There is no particular problem as the oil will return.

第6図、第7図は請求項(3)の発明装置の実施例を示
す要部断面図、第8図はクロスヘッドの底面図であり、
前記第1図と同一部分に同一符号を付して重複説明を省
略した第6図乃至第8図において、32a〜32cはク
ロスヘッド8の上下3段に装着したシール部材で、これ
等シール部材とシリンダ内壁とにより、シール部材32
aと同32bの間およびシール部材32bと同32Cの
間に空間33.34が形成されている。35はクランク
ケース内部空間25と上記空間33を連通する連通孔、
36はクロスヘッド上部空間24と上記空間34を連通
する連通孔である。
6 and 7 are sectional views of essential parts showing an embodiment of the inventive device according to claim (3), and FIG. 8 is a bottom view of the crosshead,
In FIGS. 6 to 8, in which the same parts as in FIG. and the cylinder inner wall, the sealing member 32
A space 33.34 is formed between the seal member 32b and the seal member 32b and between the seal member 32b and the seal member 32C. 35 is a communication hole that communicates the crankcase internal space 25 and the space 33;
36 is a communication hole that communicates the crosshead upper space 24 and the space 34.

上記上下3段のシール部材32a〜32cと連通孔35
.36により、クロスヘッド上部空間24とクランクケ
ース内部空間25の間には、2 (Pd−Pb)以上の
差圧が発生する。この結果、クロスヘッド8の往復運動
によりかき上げられるクロスヘッド摺動面の油は、上記
差圧によってクランクケース内部空間へ押し戻されるこ
とになる。
The three upper and lower seal members 32a to 32c and the communication hole 35
.. 36, a pressure difference of 2 (Pd-Pb) or more is generated between the crosshead upper space 24 and the crankcase internal space 25. As a result, the oil on the crosshead sliding surface that is scraped up by the reciprocating motion of the crosshead 8 is pushed back into the crankcase internal space by the differential pressure.

この場合、中段のシール部材32bには、差圧が下から
上へ(空間34から空間33へ)作用し、油を汲み上げ
ることになるが、空間33はクランクケース内部空間2
5に連通されており、油がクランクケース内部空間25
に戻るので、特に問題はない。
In this case, the differential pressure acts on the middle seal member 32b from the bottom to the top (from the space 34 to the space 33), and oil is pumped up, but the space 33 is the inner space of the crankcase 2.
5, and oil flows into the crankcase internal space 25.
, so there is no particular problem.

第9図は請求項(4)の発明装置の実施例を示す要部断
面図であり、前記第1図と同一部分に同一符号を付して
重複説明を省略した第9図において、38はクロスヘッ
ド上部空間24内に装着した吸油性樹脂であって、図示
例はシリンダ2の内壁面、動力ビストン2とクロスヘッ
ド8の表面および両者を連結するロッド7の表面に設け
られている。
FIG. 9 is a cross-sectional view of essential parts showing an embodiment of the inventive device according to claim (4). In FIG. 9, the same parts as those in FIG. The oil-absorbing resin is installed in the crosshead upper space 24, and in the illustrated example, it is provided on the inner wall surface of the cylinder 2, the surfaces of the power piston 2 and the crosshead 8, and the surface of the rod 7 that connects the two.

この吸油性樹脂38としては、例えば日本触媒化学工業
株式会社により開発発表された“高吸油性樹脂”を用い
る。この吸油性樹脂38は油成分と接した場合、樹脂分
子内部に油成分を吸収して樹脂自身が膨張するもので、
この膨張によってクロスヘッド上部空間24内の圧力が
変化し、この圧力変化による差圧でシリンダ2の作動空
間への油の浸入を防止する。
As this oil-absorbing resin 38, for example, a "highly oil-absorbing resin" developed and announced by Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co., Ltd. is used. When this oil-absorbing resin 38 comes into contact with an oil component, it absorbs the oil component inside the resin molecule and the resin itself expands.
This expansion changes the pressure in the crosshead upper space 24, and the differential pressure caused by this pressure change prevents oil from entering the working space of the cylinder 2.

第10図は請求項(5)の発明装置の実施例を示す要部
断面図であり、前記第1図と同一部分に同一符号を付し
て重複説明を省略した第10図において、39はシリン
ダ2内の作動空間19とクランクケース内部空間25と
を連通ずる連通管であり、この連通管39の途中に油分
離器40およびクランクケース内部空間25からシリン
ダ2の作動空間19にガスを流す逆止弁41が設けられ
ている。
FIG. 10 is a cross-sectional view of essential parts showing an embodiment of the inventive device according to claim (5). In FIG. 10, the same parts as those in FIG. This is a communication pipe that communicates the working space 19 in the cylinder 2 with the crankcase internal space 25, and there is an oil separator 40 in the middle of this communication pipe 39, and gas flows from the crankcase internal space 25 to the working space 19 of the cylinder 2. A check valve 41 is provided.

この場合、動力ビストン6に設けられたシール部材(ピ
ストンリング)42は、クロスヘッド8に設けられたシ
ール部材(ピストンリング)43のシール性より漏れ抵
抗が小となるように設定する。漏れ抵抗を相対的に小と
するには、その漏れ面積を大としたり、また、シール部
材42の装着段数を相対的に減らすなどの手段による。
In this case, the sealing member (piston ring) 42 provided on the power piston 6 is set to have a lower leakage resistance than the sealing performance of the sealing member (piston ring) 43 provided on the crosshead 8. The leakage resistance can be made relatively small by increasing the leakage area or by relatively reducing the number of stages in which the seal member 42 is mounted.

この結果、クロスヘッド上部空間24の平均圧力は、漏
れ抵抗の相対的に小さいシリンダ2内の作動空間19の
圧力に近似される。
As a result, the average pressure in the crosshead upper space 24 is approximated to the pressure in the working space 19 in the cylinder 2, which has relatively low leakage resistance.

第11図はクランク軸の回転クランク角度を横軸に、圧
力を細軸に採った圧力変化図であり、Pcはシリンダ2
内の作動空間19の機関の運転にともなう圧力変化、P
bはクランクケース内部空間25の圧力変化、Pcはシ
リンダ圧力の平均値を示す。
Fig. 11 is a pressure change diagram in which the horizontal axis represents the rotational crank angle of the crankshaft and the pressure represents the thin axis.
Pressure change due to engine operation in the working space 19 within the P
b shows the pressure change in the crankcase internal space 25, and Pc shows the average value of the cylinder pressure.

第10図に示す実施例構成とすれば、逆止弁30の効果
と、動力ビストン2とクロスヘッド8のシール性の差に
より、圧力Pdと圧力Pbの関係は第12図に示す状態
となる。ここで圧力Pdはほぼシリンダの作動内部の圧
力Pcの平均圧力と同レベルのため、差圧(Pd−Pb
)は大となり、油侵入防止性能が向上する。
If the embodiment shown in FIG. 10 is configured, the relationship between pressure Pd and pressure Pb will be as shown in FIG. 12 due to the effect of the check valve 30 and the difference in sealing performance between the power piston 2 and the crosshead 8. . Here, the pressure Pd is approximately at the same level as the average pressure Pc inside the cylinder, so the differential pressure (Pd-Pb
) becomes large, improving oil intrusion prevention performance.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように、請求項(1)の発明によれば、クロスヘ
ッドの直径を動力ビストンの直径より大に設定し、クラ
ンクケース内部空間とクロスヘッド上部空間を逆止弁、
油分離器を介して連通し、クロスへラドシールにかかる
差圧を大にしたので、クロスヘッドの往復運動によりか
き上げられた油は、上記の差圧でクランクケース内部空
間に押し戻され、クロスヘッド上部空間に浸入しにくく
なり、油侵入防止性能が向上することになる。
As described above, according to the invention of claim (1), the diameter of the crosshead is set larger than the diameter of the power piston, and the internal space of the crankcase and the upper space of the crosshead are connected to the check valve.
By communicating through the oil separator and increasing the differential pressure applied to the cross head Rad Seal, the oil scraped up by the reciprocating movement of the cross head is pushed back into the crankcase internal space by the above differential pressure, and the cross head This makes it difficult for oil to enter the upper space, improving oil intrusion prevention performance.

請求項(2)または(3)の発明によれば、クロスヘッ
ドに上下2段または上、中、下3段にシール部材を設け
、このシール部材間の空間をクランクケース内部空間に
連通させ、また、同時にクロスヘッド上部空間に連通さ
せるように構成したので、これ等シール部材には2段ま
たは2段以上の差圧が作用し、クロスヘッドの往復運動
によりかき上げられた油をクランクケース内部空間に押
し戻す。
According to the invention of claim (2) or (3), the crosshead is provided with seal members in two upper and lower stages or in three upper, middle, and lower stages, and the space between the seal members is communicated with the crankcase internal space, In addition, since it is configured to communicate with the space above the crosshead at the same time, a pressure difference of two or more stages acts on these seal members, and the oil scraped up by the reciprocating movement of the crosshead is removed from the inside of the crankcase. Push back into space.

この結果、油侵入防止性能が向上し、クランクケース内
部圧力変動が小の場合においても油侵入防止性能が低下
しないものである。
As a result, the oil intrusion prevention performance is improved, and even when the crankcase internal pressure fluctuation is small, the oil intrusion prevention performance does not deteriorate.

請求項(4)の発明によれば、クロスヘッド上部空間に
浸入した油成分を、油吸収樹脂で吸着するとともに該油
吸収樹脂は吸着量に応じて膨張し、クロスヘッド上部空
間内の圧力を変化させて差圧を増大させ、油をクランク
ケース内部空間内へ押し戻すので、シリンダの作動空間
への油侵入防止機能が向上する。
According to the invention of claim (4), the oil component that has entered the space above the crosshead is adsorbed by the oil-absorbing resin, and the oil-absorbing resin expands according to the amount of adsorption, thereby reducing the pressure in the space above the crosshead. This increases the differential pressure and pushes the oil back into the internal space of the crankcase, improving the function of preventing oil from entering the working space of the cylinder.

請求項(5)の発明によれば、クロスヘッドに設けたシ
ール部材のガス漏れ抵抗を動力ビストンのシール部材の
ガス漏れ抵抗より大とし、クランクケース内部空間とシ
リンダ内の作動空間を逆止弁、油分離器を介して連通さ
せて、クロスヘッド上部空間の圧力をシリンダ内の作動
空間の平均圧力に近似するようにしたので、クロスヘッ
ドのシール部材に作用する差圧が大きくなり、油侵入防
止性能が向上する。
According to the invention of claim (5), the gas leakage resistance of the seal member provided on the crosshead is made greater than the gas leakage resistance of the seal member of the power piston, and the internal space of the crankcase and the working space within the cylinder are separated by a check valve. , the pressure in the upper space of the crosshead approximates the average pressure in the working space in the cylinder by communicating through an oil separator, which increases the differential pressure acting on the sealing member of the crosshead and prevents oil intrusion. Prevention performance is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は請求項(1)の発明装置の実施例を示す要部断
面図、第2図、第3図はこの発明装置の機関運転時にお
けるクロスヘッド上部空間、クランクケース内部空間の
圧力変化図、第4図は請求項(2)の発明装置の実施例
を示す要部断面図、第5回はクロスヘッドの底面図、第
6図、第7図は請求項(3)の発明装置の実施例を示す
要部断面図、第8図はこの装置におけるクロスヘッドの
底面図、第9図は請求項(4)の発明装置の実施例を示
す要部断面図、第1O図は請求項(5)の発明装置の実
施例を示す要部断面図、第11図、第12図はこの発明
装置の機関運転時におけるクロスヘッド上部空間、クラ
ンクケース内部空間の圧力変化図、第13図乃至第15
図は種々の従来装置を示す縦断面図、第16図、第17
図は従来装置の機関運転時における圧力変化図である。 6はピストン、7はロッド、8はクロスヘッド、10は
クランク軸、11はコネクティングロッド、24はクロ
スヘッド上部空間、25はクランクケース内部空間、2
6.39は連通管、27.40は油分離器、28.41
は逆止弁、29a、29b、32a 〜32c、42.
43はシール部材、30.33.34は空間、31,3
5.36は連通孔、3日は吸油性樹脂。 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 of a main part showing an embodiment of the invention device of claim (1), and Figs. 2 and 3 show pressure changes in the crosshead upper space and crankcase internal space during engine operation of this invention device. Figure 4 is a sectional view of a main part showing an embodiment of the inventive device of claim (2), Figure 5 is a bottom view of the crosshead, and Figures 6 and 7 are the inventive device of claim (3). 8 is a bottom view of the crosshead in this device, FIG. 9 is a sectional view of essential parts showing an embodiment of the inventive device of claim (4), and FIG. 11 and 12 are cross-sectional views of the main parts showing the embodiment of the inventive device of item (5), and FIG. 13 is a diagram of pressure changes in the crosshead upper space and crankcase internal space during engine operation of this inventive device. to 15th
The figures are longitudinal sectional views showing various conventional devices, Figs. 16 and 17.
The figure is a pressure change diagram during engine operation of a conventional device. 6 is a piston, 7 is a rod, 8 is a crosshead, 10 is a crankshaft, 11 is a connecting rod, 24 is a crosshead upper space, 25 is a crankcase internal space, 2
6.39 is a communication pipe, 27.40 is an oil separator, 28.41
are check valves, 29a, 29b, 32a to 32c, 42.
43 is a sealing member, 30.33.34 is a space, 31,3
5.36 is a communication hole, and 3rd is an oil-absorbing resin. In addition, in the figures, the same reference numerals indicate the same or equivalent parts.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)回転運動を往復運動に変換するためのクランク軸
と、このクランク軸にコネクティングロッドを介して連
結したクロスヘッドと、このクロスヘッドにロッドを介
して連結したピストンと、前記クロスヘッド下部のクラ
ンクケース内部空間と該クロスヘッド上部空間とを連通
する連通管と、この連通管の途中に設けられ前記クラン
クケース内部空間から前記クロスヘッド上部空間を流通
方向とする逆止弁および作動流体中の潤滑油成分を分離
する油分離器と、前記クロスヘッド上部空間と前記クラ
ンクケース内部空間との間をシールするように前記クロ
スヘッドに設けたシール部材とを備え、前記クロスヘッ
ドの直径を前記ピストンの直径より大きい寸法関係に形
成した熱駆動機関の油浸入防止装置。
(1) A crankshaft for converting rotational motion into reciprocating motion, a crosshead connected to this crankshaft via a connecting rod, a piston connected to this crosshead via a rod, and a lower part of the crosshead. A communication pipe that communicates the crankcase internal space and the crosshead upper space, a check valve that is provided in the middle of the communication pipe and whose flow direction is from the crankcase internal space to the crosshead upper space, and a an oil separator that separates a lubricating oil component; and a sealing member provided on the crosshead to seal between the crosshead upper space and the crankcase internal space; An oil infiltration prevention device for thermally driven engines formed with a dimension larger than the diameter of.
(2)回転運動を往復運動に変換するためのクランク軸
と、このクランク軸にコネクティングロッドを介して連
結したクロスヘッドと、このクロスヘッドにロッドを介
して連結したピストンと、前記クロスヘッド下部のクラ
ンクケース内部空間と該クロスヘッド上部空間とを連通
する連通管と、この連通管の途中に設けられ前記クラン
クケース内部空間から前記クロスヘッド上部空間を流通
方向とする逆止弁および作動流体中の潤滑油成分を分離
する油分離器と、前記クロスヘッド上部空間と前記クラ
ンクケース内部空間との間をシールするように前記クロ
スヘッドに上下2段に設けたシール部材と、この上段シ
ール部材と下段シール部材との間の空間と前記クランク
ケース内部空間とを連通する連通孔とを備えた熱駆動機
関の油浸入防止装置。
(2) A crankshaft for converting rotational motion into reciprocating motion, a crosshead connected to this crankshaft via a connecting rod, a piston connected to this crosshead via a rod, and a lower part of the crosshead. A communication pipe that communicates the crankcase internal space and the crosshead upper space, a check valve that is provided in the middle of the communication pipe and whose flow direction is from the crankcase internal space to the crosshead upper space, and a an oil separator that separates lubricating oil components; a seal member provided in two upper and lower stages on the crosshead to seal between the crosshead upper space and the crankcase internal space; the upper seal member and the lower seal member; An oil intrusion prevention device for a thermally driven engine, comprising a communication hole that communicates a space between the seal member and the crankcase interior space.
(3)回転運動を往復運動に変換するためのクランク軸
と、このクランク軸にコネクティングロッドを介して連
結したクロスヘッドと、このクロスヘッドにロッドを介
して連結したピストンと、前記クロスヘッド下部のクラ
ンクケース内部空間と該クロスヘッド上部空間とを連通
する連通管と、この連通管の途中に設けられ前記クラン
クケース内部空間から前記クロスヘッド上部空間を流通
方向とする逆止弁および作動流体中の潤滑油成分を分離
する油分離器と、前記クロスヘッド上部空間と前記クラ
ンクケース内部空間との間をシールするように前記クロ
スヘッドに上、中、下3段に設けたシール部材と、前記
上段シール部材と前記中段シール部材との間の空間と前
記クランクケース内部空間とを連通する第1の連通孔と
、前記中段シール部材と前記下段シール部材との間の空
間と前記クロスヘッド上部空間とを連通する第2の連通
孔とを備えた熱駆動機関の油浸入防止装置。
(3) A crankshaft for converting rotational motion into reciprocating motion, a crosshead connected to this crankshaft via a connecting rod, a piston connected to this crosshead via a rod, and a lower part of the crosshead. A communication pipe that communicates the crankcase internal space and the crosshead upper space, a check valve that is provided in the middle of the communication pipe and whose flow direction is from the crankcase internal space to the crosshead upper space, and a an oil separator that separates a lubricating oil component; a sealing member provided in three stages of upper, middle, and lower stages of the crosshead to seal between the upper space of the crosshead and the internal space of the crankcase; and the upper stage. a first communication hole that communicates a space between the seal member and the middle seal member with the crankcase internal space; a space between the middle seal member and the lower seal member and the crosshead upper space; and a second communication hole communicating with the oil intrusion prevention device for a thermally driven engine.
(4)回転運動を往復運動に変換するためのクランク軸
と、このクランク軸にコネクティングロッドを介して連
結したクロスヘッドと、このクロスヘッドにロッドを介
して連結したピストンと、前記クロスヘッド下部のクラ
ンクケース内部空間と該クロスヘッド上部空間とを連通
する連通管と、この連通管の途中に設けられ前記クラン
クケース内部空間から前記クロスヘッド上部空間を流通
方向とする逆止弁および作動流体中の潤滑油成分を分離
する油分離器と、前記クロスヘッド上部空間と前記クラ
ンクケース内部空間との間をシールするように前記クロ
スヘッドに設けたシール部材と、前記クロスヘッド上部
空間内に装着した吸油量に応じて体積変化する吸油性樹
脂とを備えた熱駆動機関の油浸入防止装置。
(4) A crankshaft for converting rotational motion into reciprocating motion, a crosshead connected to this crankshaft via a connecting rod, a piston connected to this crosshead via a rod, and a lower part of the crosshead. A communication pipe that communicates the crankcase internal space and the crosshead upper space, a check valve that is provided in the middle of the communication pipe and whose flow direction is from the crankcase internal space to the crosshead upper space, and a an oil separator that separates lubricating oil components; a seal member provided on the crosshead to seal between the crosshead upper space and the crankcase internal space; and an oil absorber installed in the crosshead upper space. An oil intrusion prevention device for thermally driven engines equipped with an oil-absorbing resin whose volume changes depending on the amount of oil.
(5)回転運動を往復運動に変換するためのクランク軸
と、このクランク軸にコネクティングロッドを介して連
結したクロスヘッドと、このクロスヘッドにロッドを介
して連結したピストンと、前記クロスヘッド下部のクラ
ンクケース内部空間とシリンダ内の作動空間とを連通す
る連通管と、この連通管の途中に設けられ前記クランク
ケース内部空間から前記作動空間を流通方向とする逆止
弁および作動流体中の潤滑油成分を分離する油分離器と
、前記クロスヘッドに設けた第1のシール部材と、前記
ピストンに設けガス漏れ抵抗が前記第1のシール部材の
ガス漏れ抵抗より小さな第2のシール部材とを備えた熱
駆動機関の油浸入防止装置。
(5) A crankshaft for converting rotational motion into reciprocating motion, a crosshead connected to this crankshaft via a connecting rod, a piston connected to this crosshead via a rod, and a lower part of the crosshead. A communication pipe that communicates the internal space of the crankcase with the working space in the cylinder, a check valve that is provided in the middle of the communicating pipe so that the flow direction is from the internal space of the crankcase to the working space, and lubricating oil in the working fluid. an oil separator for separating components; a first seal member provided on the crosshead; and a second seal member provided on the piston and having a gas leakage resistance smaller than that of the first sealing member. Oil intrusion prevention device for heat-driven engines.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60173350A (en) * 1984-02-20 1985-09-06 Toshiba Corp Reciprocating bearing device
JPS6449798A (en) * 1987-08-18 1989-02-27 Mitsubishi Electric Corp Oil immersion preventing structure

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