JPH04292560A - Rod seal device for stirling engine - Google Patents

Rod seal device for stirling engine

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Publication number
JPH04292560A
JPH04292560A JP3057243A JP5724391A JPH04292560A JP H04292560 A JPH04292560 A JP H04292560A JP 3057243 A JP3057243 A JP 3057243A JP 5724391 A JP5724391 A JP 5724391A JP H04292560 A JPH04292560 A JP H04292560A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rod
oil
cylinder
intermediate chamber
stirling engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3057243A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nobumoto Iijima
飯 島 伸 元
Osamu Nakanishi
中 西   修
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aisin Seiki Co Ltd filed Critical Aisin Seiki Co Ltd
Priority to JP3057243A priority Critical patent/JPH04292560A/en
Publication of JPH04292560A publication Critical patent/JPH04292560A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G1/00Hot gas positive-displacement engine plants
    • F02G1/04Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type
    • F02G1/043Hot 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
    • F02G1/053Component parts or details
    • F02G1/0535Seals or sealing arrangements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G2243/00Stirling type engines having closed regenerative thermodynamic cycles with flow controlled by volume changes

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Sealing With Elastic Sealing Lips (AREA)

Abstract

PURPOSE:To make a stirling engine compact. CONSTITUTION:In a rod seal device 10 for stirling engine, a cylinder 29 is provided in an intermediate chamber 21 in parallel with a rod 15, and a seal means 30 for sliding on the inner peripheral surface of the cylinder 29 is fixed to the rod 15. Consequently, intrusion of the oil, which intrudes from an oil chamber 23 to the intermediate chamber 21 through a scraper seal 22, to a work space side is hindered by the seal means 30. Engine itself can be thereby made compact in comparison with a conventional one, in which length of an intermediate chamber is made longer than a stroke length of a rod to prevent intrusion of the oil to a work space.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、スターリングエンジン
のロツドシール装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rod seal device for a Stirling engine.

【0002】0002

【従来の技術】従来より、スターリングエンジンのロツ
ドシール装置として、実公平1−18831号公報に開
示されたものがある。この従来技術では、作動シリンダ
内を摺動する作動ピストンとガイドシリンダ内を摺動す
るガイドピストンとがロツドにより接続され、このロツ
ドの周囲には作動ピストンからガイドピストンへ向けて
直列的に第1シール手段,中間室,第2シール手段,オ
イル室,第3シール手段が配設されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is a rod seal device for a Stirling engine disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 1-18831. In this prior art, an operating piston that slides within an operating cylinder and a guide piston that slides within a guide cylinder are connected by a rod, and a first piston is connected around the rod in series from the operating piston to the guide piston. A sealing means, an intermediate chamber, a second sealing means, an oil chamber, and a third sealing means are provided.

【0003】ここで、スターリングエンジンの作動空間
(圧縮空間〜膨張空間)内に潤滑オイル等が混入するこ
とは様々な不具合を生じさせるので、作動シリンダ内で
は無潤滑状態で作動ピストンが摺動し、ガイドシリンダ
内ではオイル潤滑状態でガイドピストンが摺動している
[0003] The entry of lubricating oil into the working space (compression space to expansion space) of a Stirling engine causes various problems, so the working piston slides in the working cylinder without any lubrication. The guide piston slides inside the guide cylinder while being lubricated with oil.

【0004】また、一般に、第1シール手段はガスシー
ルであり、第2シール手段はオイルスクレーパシールで
あり、第3シール手段はオイルシールである。
[0004] Also, generally, the first sealing means is a gas seal, the second sealing means is an oil scraper seal, and the third sealing means is an oil seal.

【0005】更に、中間室はオイルフイルタを介して作
動シリンダの下部空間である圧縮空間に連通すると共に
、高圧オイルタンクを介してオイル室と連通している。
Further, the intermediate chamber communicates with a compression space, which is a space below the working cylinder, through an oil filter, and with an oil chamber through a high-pressure oil tank.

【0006】以上の構成をとることにより、従来技術の
スターリングエンジンではガイドピストン用の潤滑オイ
ルが作動ピストン側に浸入しないようになつている。
By adopting the above structure, in the Stirling engine of the prior art, lubricating oil for the guide piston is prevented from penetrating into the working piston side.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の従来技
術では、第2シール手段の機能上油膜分のオイル通過は
避けられず、また、その劣化に伴い、オイル室のオイル
が第2シール手段を通過して中間室内のロツド上に浸入
してしまう。そして、中間室内に浸入したオイルは作動
ガス等の作用によりミスト上となつて、第1シール手段
から作動空間へと浸入してしまうおそれがあつた。しか
し、この作動空間へのオイル浸入は作動空間中に配設さ
れた図示しない熱交換器に付着し、高温作動ガスにより
炭化をひきおこして作動ガスの流れに悪影響を及ぼす。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the above-mentioned prior art, the passage of oil in the oil film cannot be avoided due to the function of the second sealing means, and as the oil film deteriorates, the oil in the oil chamber passes through the second sealing means. It passes through and enters onto the rod in the intermediate chamber. There is a fear that the oil that has entered the intermediate chamber becomes a mist due to the action of the working gas and the like, and may enter the working space from the first sealing means. However, this oil infiltration into the working space adheres to a heat exchanger (not shown) disposed in the working space, and causes carbonization due to the high temperature working gas, which adversely affects the flow of the working gas.

【0008】そこで、本発明では作動空間へのオイル浸
入防止をその技術的課題とする。
Therefore, the technical objective of the present invention is to prevent oil from entering the working space.

【0009】[0009]

【発明の構成】[Structure of the invention]

【0010】0010

【課題を解決するための手段】前述した本発明の技術的
課題を解決するために講じた本発明の技術的手段は、作
動シリンダ内を摺動する作動ピストンと、作動ピストン
とロツドを介して接続されガイドシリンダ内を摺動する
ガイドピストンと、ロツドの周囲に作動ピストンからガ
イドピストンへ向けて直列的に配設される第1シール手
段,中間室,第2シール手段,オイル室,第3シール手
段とを有するスターリングエンジンのロツドシール装置
において、中間室内にロツドと平行にシリンダを配設す
ると共に、シリンダ内面と摺動する第4シール手段をロ
ツドに固設したことである。
[Means for Solving the Problems] The technical means of the present invention taken to solve the above-mentioned technical problems of the present invention are as follows. A guide piston that is connected and slides within the guide cylinder, and a first sealing means, an intermediate chamber, a second sealing means, an oil chamber, and a third sealing means arranged in series around the rod from the working piston to the guide piston. In a rod sealing device for a Stirling engine having a sealing means, a cylinder is disposed in an intermediate chamber parallel to the rod, and a fourth sealing means that slides on the inner surface of the cylinder is fixed to the rod.

【0011】[0011]

【作用】上述した本発明の技術的手段によれば、第2シ
ール手段を通過して中間室へと浸入した潤滑オイルは、
ロツド上に配設された第4シール手段とシリンダの作用
により作動ピストン側へ浸入することがない。
[Operation] According to the above-mentioned technical means of the present invention, the lubricating oil that has passed through the second sealing means and entered the intermediate chamber is
Due to the action of the fourth sealing means disposed on the rod and the cylinder, no intrusion into the working piston side occurs.

【0012】0012

【実施例】以下、本発明の技術的手段を具体化した実施
例について添付図面に基づいて説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Examples embodying the technical means of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0013】図1に示す本発明実施例のスターリングエ
ンジンのロツドシール装置10では、作動シリンダ11
内を摺動する作動ピストン12とガイドシリンダ13の
クランク室25内を摺動するガイドピストン14とがロ
ツド15により接続されている。作動シリンダ11の内
部は作動ピストン12により膨張空間16と圧縮空間1
7とに区画され、本発明実施例のスターリングエンジン
は多気筒タイプであるので、膨張空間16は図示しない
他の作動シリンダの圧縮空間と接続され、圧縮空間17
も図示しない他の作動シリンダの膨張空間と接続される
。尚、圧縮空間と膨張空間の接続ライン上には放熱器1
8と再生器19が配設されている。また、圧縮空間〜膨
張空間の作動空間中には作動ガスとして例えばヘリウム
ガス等が封入されて、各空間間を作動ピストン12の作
用により往復動する。
In the rod seal device 10 for a Stirling engine according to the embodiment of the present invention shown in FIG.
A rod 15 connects an actuating piston 12 that slides therein and a guide piston 14 that slides inside a crank chamber 25 of a guide cylinder 13. The inside of the working cylinder 11 is divided into an expansion space 16 and a compression space 1 by the working piston 12.
Since the Stirling engine according to the embodiment of the present invention is of a multi-cylinder type, the expansion space 16 is connected to the compression space of another working cylinder (not shown), and the compression space 17 is
It is also connected to the expansion space of another working cylinder (not shown). In addition, a heat sink 1 is installed on the connection line between the compression space and the expansion space.
8 and a regenerator 19 are provided. Furthermore, a working gas such as helium gas is sealed in the working spaces of the compression space to the expansion space, and is reciprocated between the spaces by the action of the working piston 12.

【0014】ロツド15の周囲には作動ピストン12か
らガイドピストン14へ向けて直列的にガスシール(第
1シール手段)20,中間室21,オイルスクレーパシ
ール(第2シール手段)22,オイル室23,オイルシ
ール(第3シール手段)24が配設されている。尚、本
実施例では、オイルスクレーパシール22は2段直列タ
イプとなつている。
Around the rod 15, a gas seal (first seal means) 20, an intermediate chamber 21, an oil scraper seal (second seal means) 22, and an oil chamber 23 are arranged in series from the operating piston 12 toward the guide piston 14. , an oil seal (third seal means) 24 are provided. In this embodiment, the oil scraper seal 22 is of a two-stage series type.

【0015】また、中間室21はオイルフイルタ26及
び一方向弁28を介して圧縮空間17に連通すると共に
、第1高圧オイルタンク27を介してオイル室23と連
通している。
Further, the intermediate chamber 21 communicates with the compression space 17 via an oil filter 26 and a one-way valve 28, and also communicates with the oil chamber 23 via a first high-pressure oil tank 27.

【0016】更に、中間室21内にはロツド15と平行
にシリンダ29を配設し、このシリンダ29内面と摺動
するオイルストツパ(第4シール手段)30がロツド1
5に固設されている。尚、シリンダ29には連通孔31
が形成されて、室32と中間室21との間に圧力差が生
じないようになつている。
Furthermore, a cylinder 29 is disposed in the intermediate chamber 21 in parallel with the rod 15, and an oil stopper (fourth sealing means) 30 that slides on the inner surface of the cylinder 29 is attached to the rod 1.
It is fixed at 5. Note that the cylinder 29 has a communication hole 31.
is formed so that no pressure difference occurs between the chamber 32 and the intermediate chamber 21.

【0017】更には、中間室21は管路33を介して第
2高圧オイルタンク34と連通している。尚、第2高圧
オイルタンク34の液面高さはフロート35と制御弁3
6とにより一定値以下に制限されている。また、この液
面制限機構は図示しないが第1高圧オイルタンク27に
も採用されている。
Furthermore, the intermediate chamber 21 communicates with a second high-pressure oil tank 34 via a conduit 33. The liquid level of the second high pressure oil tank 34 is determined by the float 35 and the control valve 3.
6, it is limited to a certain value or less. Although not shown, this liquid level limiting mechanism is also employed in the first high-pressure oil tank 27.

【0018】以上の構成を有するスターリングエンジン
のロツドシール装置10の作用について以下に説明する
The operation of the Stirling engine rod seal device 10 having the above configuration will be explained below.

【0019】スターリングエンジンの作動空間(膨張空
間16〜圧縮空間17)内に潤滑オイル等が混入するこ
とは様々な不具合を生じさせるので、作動シリンダ11
内では無潤滑状態で作動ピストン12が摺動し、ガイド
シリンダ13内ではオイル潤滑状態でガイドピストン1
4が摺動している。
If lubricating oil or the like gets mixed into the working space (expansion space 16 to compression space 17) of the Stirling engine, it will cause various problems.
The operating piston 12 slides within the guide cylinder 13 without lubrication, and the guide piston 1 slides within the guide cylinder 13 with oil lubrication.
4 is sliding.

【0020】また、ガスシール20及び一方向弁28の
作用によつて、中間室21と第1高圧オイルタンク27
は作動空間の変動圧の最低圧にほぼ近い圧力に保持され
る。
Furthermore, by the action of the gas seal 20 and the one-way valve 28, the intermediate chamber 21 and the first high pressure oil tank 27 are
is maintained at a pressure approximately close to the lowest pressure of the fluctuating pressure in the working space.

【0021】また、中間室21は第1高圧オイルタンク
27を介して接続されるオイル室23との圧力差が小さ
く保たれており、中間室21からクランク室25への作
動ガスの漏れはスクレーパシール22により防止されて
いる。同時に、スクレーパシール22はオイル室23の
オイルが中間室21へと浸入することも防止しているが
、そのシール性は完全ではなく、油膜厚さ分のオイルは
ロツド15表面に付着し中間室21へと浸入してしまう
Further, the pressure difference between the intermediate chamber 21 and the oil chamber 23 connected via the first high-pressure oil tank 27 is kept small, and leakage of working gas from the intermediate chamber 21 to the crank chamber 25 is prevented by a scraper. This is prevented by a seal 22. At the same time, the scraper seal 22 also prevents the oil in the oil chamber 23 from entering the intermediate chamber 21, but its sealing performance is not perfect, and the oil equivalent to the thickness of the oil film adheres to the surface of the rod 15 and is removed from the intermediate chamber. It will infiltrate into 21.

【0022】ここで、ロツド15上に付着したオイルや
このオイルが中間室内でミスト状になつたものは、シリ
ンダ29とオイルストツパ30の作用によりオイルスト
ツパ30よりもガスシール20側へは浸入せず、掻き集
められて中間室21の図示下面に落下する。この後、こ
れらのオイルは管路33を介して第2高圧オイルタンク
34へと流出していき、制御弁36に伴つてクランク室
25へと流出する。
[0022] Here, the oil adhering to the rod 15 and the oil in the form of mist in the intermediate chamber are prevented from penetrating into the gas seal 20 side from the oil stopper 30 due to the action of the cylinder 29 and the oil stopper 30. It is scraped up and falls to the lower surface of the intermediate chamber 21 in the drawing. Thereafter, these oils flow out to the second high-pressure oil tank 34 via the conduit 33, and flow out into the crank chamber 25 along with the control valve 36.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上に示した様に本発明では、第2シー
ル手段を通過して中間室へと浸入した潤滑オイルは、ロ
ツド上に配設された第4シール手段とシリンダの作用に
より作動ピストン側へ浸入することがない。従つて、作
動シリンダ内に潤滑オイルが浸入せず、スターリングエ
ンジンの出力性能に悪影響を及ぼすことがない。
As described above, in the present invention, the lubricating oil that has passed through the second sealing means and entering the intermediate chamber is activated by the action of the fourth sealing means disposed on the rod and the cylinder. It will not get into the piston side. Therefore, lubricating oil does not enter the working cylinder and does not adversely affect the output performance of the Stirling engine.

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

【図1】本発明実施例のスターリングエンジン11のロ
ツドシール装置10の構成図を示す。
FIG. 1 shows a configuration diagram of a rod seal device 10 of a Stirling engine 11 according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10  スターリングエンジンのロツドシール装置、1
1  作動シリンダ、12  作動ピストン、13  
ガイドシリンダ、14  ガイドピストン、15  ロ
ツド、20  ガスシール(第1シール手段)、21 
 中間室、22  オイルスクレーパシール(第2シー
ル手段)、23  オイル室、24  オイルシール(
第3シール手段)、29  シリンダ、30  オイル
ストツパ(第4シール手段)。
10 Stirling engine rod seal device, 1
1 Working cylinder, 12 Working piston, 13
Guide cylinder, 14 Guide piston, 15 Rod, 20 Gas seal (first sealing means), 21
Intermediate chamber, 22 Oil scraper seal (second seal means), 23 Oil chamber, 24 Oil seal (
3rd sealing means), 29 cylinder, 30 oil stopper (4th sealing means).

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  作動シリンダ内を摺動する作動ピスト
ンと、該作動ピストンとロツドを介して接続され、ガイ
ドシリンダ内を摺動するガイドピストンと、該ロツドの
周囲に前記作動ピストンから前記ガイドピストンへ向け
て直列的に配設される第1シール手段,中間室,第2シ
ール手段,オイル室,第3シール手段とを有するスター
リングエンジンのロツドシール装置において、前記中間
室内に前記ロツドと平行にシリンダを配設すると共に、
該シリンダ内面と摺動する第4シール手段を前記ロツド
に固設したことを特徴とするスターリングエンジンのロ
ツドシール装置。
Claims: 1. A working piston that slides within a working cylinder; a guide piston that is connected to the working piston via a rod and slides within a guide cylinder; In a rod sealing device for a Stirling engine, the rod sealing device has a first sealing means, an intermediate chamber, a second sealing means, an oil chamber, and a third sealing means arranged in series toward the rod, and a cylinder is provided in the intermediate chamber in parallel with the rod. In addition to arranging
A rod sealing device for a Stirling engine, characterized in that a fourth sealing means that slides on the inner surface of the cylinder is fixed to the rod.
JP3057243A 1991-03-20 1991-03-20 Rod seal device for stirling engine Pending JPH04292560A (en)

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