JPH07151404A - Oil sealing device - Google Patents

Oil sealing device

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Publication number
JPH07151404A
JPH07151404A JP32337993A JP32337993A JPH07151404A JP H07151404 A JPH07151404 A JP H07151404A JP 32337993 A JP32337993 A JP 32337993A JP 32337993 A JP32337993 A JP 32337993A JP H07151404 A JPH07151404 A JP H07151404A
Authority
JP
Japan
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oil
space
piston
lubricating oil
oil seal
Prior art date
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Pending
Application number
JP32337993A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Seiji Ikeda
清二 池田
Tatsuya Hirose
達也 廣瀬
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.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP32337993A priority Critical patent/JPH07151404A/en
Publication of JPH07151404A publication Critical patent/JPH07151404A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • 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

Abstract

PURPOSE:To prevent lubrication oil from entering an operation part by providing an oil through-hole in a sealed space subject to oil sealing, increasing an interval of the oil sealing than a rod stroke, and setting an interval between the rod in the space and an interval wall to be a size outside a range where the entering lubrication oil rises owing to a capillary action. CONSTITUTION:A body casing 41 is constructed with a casing 42 and a casing 43 in which an oil through-hole 43e is provided. An interval A between two oil sealings 44 provided in the body casing 41 is set to be enough longer than a reciplocation stroke of a piston rod 27. Further, a space 46 formed with hollow parts 42c, 43c has its greater internal diameter to prevent the lubrication oil from rising owing to a capillary action even though a compression piston 13 is directed upward.

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、例えば、ガス圧縮サイ
クル機関等の潤滑油を用いる駆動機構から圧縮機等の作
動機構へ潤滑油の侵入を阻止するために好適なオイルシ
ール装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an oil seal device suitable for preventing entry of lubricating oil from a drive mechanism using lubricating oil such as a gas compression cycle engine into an operating mechanism such as a compressor.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、ガス圧縮サイクル機関は、クラ
ンクによってシリンダ内ピストンを往復運動させ、ガス
を圧縮または膨張させるものであり、ガス圧縮機関には
クランク等を長時間に亘たって円滑に動作させるため
に、クランク等の軸受けへ潤滑油を供給するようになっ
ている。一方、ガス圧縮サイクル機関では、潤滑油がガ
ス圧縮膨張部へ侵入すると効率が低下するためにこれを
防止するためにオイルシールを施している。
2. Description of the Related Art Generally, a gas compression cycle engine reciprocates an in-cylinder piston by a crank to compress or expand a gas. The gas compression engine smoothly operates the crank or the like for a long time. Therefore, lubricating oil is supplied to bearings such as cranks. On the other hand, in a gas compression cycle engine, when lubricating oil enters the gas compression / expansion portion, the efficiency decreases, and an oil seal is provided to prevent this.

【0003】ここでは、オイルシールを施した代表例と
して2ピストン型スターリング冷凍機について図4を参
照して動作原理を説明する。
Here, a principle of operation of a two-piston type Stirling refrigerator as an oil-sealed representative example will be described with reference to FIG.

【0004】スターリング冷凍機1は、ガス圧縮機2と
膨張機3とを、途中に蓄冷器4とを介装したガス流路5
によって連通させ、このガス流路5のガス圧縮機2側に
放熱器6と蓄冷器4の入口側に放熱器7とを配設する一
方、膨張機3の上部に冷凍取り出し部8を形成し、さら
に、ガス圧縮機2の後方で、かつ、膨張機3の下方には
クランク機構部9を配設した構成としている。
The Stirling refrigerator 1 has a gas flow path 5 in which a gas compressor 2 and an expander 3 are interposed, and a regenerator 4 is interposed therebetween.
The radiator 6 and the radiator 7 are arranged on the gas compressor 2 side of the gas flow path 5 on the gas compressor 2 side and the inlet side of the regenerator 4 on the other hand, and the freezing take-out portion 8 is formed on the upper part of the expander 3. Further, a crank mechanism portion 9 is arranged behind the gas compressor 2 and below the expander 3.

【0005】ガス圧縮機2は、ヘリウム等極低温の沸点
の冷媒ガスを所定のサイクルに従って圧縮して圧縮され
た冷媒ガスを膨張機3へ供給するものであり、ガス圧縮
機2では、圧縮シリンダ本体10の内側に冷媒ガスを圧
縮する圧縮空間11を形成し、圧縮ピストン13が圧縮
シリンダ12に摺動自在に嵌装されて後述するクランク
機構部9の作用により圧縮ピストン13が往復運動をす
るようになっている。
The gas compressor 2 is for compressing a refrigerant gas having a cryogenic boiling point such as helium according to a predetermined cycle and supplying the compressed refrigerant gas to the expander 3. In the gas compressor 2, a compression cylinder is used. A compression space 11 for compressing a refrigerant gas is formed inside the main body 10, a compression piston 13 is slidably fitted in a compression cylinder 12, and the compression piston 13 reciprocates by the action of a crank mechanism section 9 described later. It is like this.

【0006】膨張機3は、ガス圧縮機2から蓄冷器4を
介して供給された圧縮冷媒ガスを膨張させるものであ
り、膨張機3は、膨張機本体14の内側に膨張シリンダ
15が上下方向に配設され、この膨張シリンダ15の内
側に膨張ピストン16が上下方向に摺動自在に嵌装さ
れ、膨張機3の内側に低温が発生する膨脹空間として冷
凍発生部17が形成されている。
The expander 3 expands the compressed refrigerant gas supplied from the gas compressor 2 via the regenerator 4. The expander 3 has an expansion cylinder 15 inside the expander body 14 in the vertical direction. The expansion piston 16 is slidably fitted in the expansion cylinder 15 in the vertical direction, and the freezing generation section 17 is formed inside the expansion machine 3 as an expansion space in which a low temperature is generated.

【0007】蓄冷器4は、膨張機本体14の内周と膨張
シリンダ15の外周との間に円筒形状に形成され、ガス
流路5を介して膨張機3へ供給される圧縮された冷媒ガ
スを冷却する一方、冷凍発生部17で膨脹され冷却され
た冷媒ガスがガス圧縮機2に戻される際に、その冷媒が
冷却されて蓄冷するものであり、その材料としては、比
熱の大きな銅やステンレス鋼、さらに、鉛等が用いら
れ、それらが冷媒ガスを通す微細孔が多数穿設された円
筒形状に形成されたものである。
The regenerator 4 is formed in a cylindrical shape between the inner circumference of the expander body 14 and the outer circumference of the expansion cylinder 15, and is a compressed refrigerant gas supplied to the expander 3 through the gas flow path 5. On the other hand, when the refrigerant gas expanded and cooled in the freezing generation section 17 is returned to the gas compressor 2 while cooling the refrigerant, the refrigerant is cooled and stores cold. Stainless steel, lead, and the like are used, and they are formed into a cylindrical shape having a large number of fine holes through which a refrigerant gas passes.

【0008】ガス流路5は、ガス圧縮機2と膨張機3と
を連通する配管で蓄冷器4の入口側では、圧縮冷媒ガス
が均等に蓄冷器4内を通過するようになっている。放熱
器6と放熱器7は、圧縮された高温の冷媒ガスを室温付
近に下げるもので、放熱器6は圧縮シリンダ本体10の
胴部の外側に多数の円板状フィンを立設され、放熱器7
は、膨張機本体14の胴部の外側に多数の円形状フィン
を立設している。冷凍取り出し部8は、冷凍発生部17
で発生した冷熱を図示省略する低温槽等へ取り出すもの
で、膨張機本体14の上部にステンレス鋼等の板状体で
覆われている。
The gas flow path 5 is a pipe connecting the gas compressor 2 and the expander 3 so that the compressed refrigerant gas evenly passes through the regenerator 4 at the inlet side of the regenerator 4. The radiator 6 and the radiator 7 lower the compressed high-temperature refrigerant gas to near room temperature, and the radiator 6 has a large number of disk-shaped fins provided upright on the outside of the body of the compression cylinder body 10 for heat radiation. Bowl 7
Has a large number of circular fins standing on the outside of the body of the expander body 14. The freezing take-out unit 8 includes the freezing generation unit 17
The cold heat generated in 1 is taken out to a low temperature tank (not shown) or the like, and is covered with a plate-like body such as stainless steel on the upper portion of the expander body 14.

【0009】クランク機構部9は、圧縮ピストン13と
膨張ピストン16とを図示省略する駆動モータを駆動源
としてクランク運動の作用で往復運動をさせるものであ
り、クランク機構部9は、圧縮シリンダ12の後方に案
内部20を形成すると共に、膨張シリンダ15の下方に
案内部21とを形成したクランク室22を有し、このク
ランク室22の底部に潤滑油23を収納し、さらに、ク
ランク室22の内部にクランク機構24を配設してい
る。そして、このクランク機構24から延設されるコネ
クティングロッド25が案内部20の案内受20aにク
ロスガイド26が摺動自在に嵌装され、このクロスガイ
ド26に連絡するピストンロッド27が案内部20の貫
通穴20bに貫通して圧縮ピストン13の後部に接続す
ると共に、クランク機構24から延設されるコネクティ
ングロッド28が案内部21の案内受21aにクロスガ
イド29が摺動自在に嵌装され、このクロスガイド29
に連絡するピストンロッド30が貫通穴21bに貫通し
て膨張ピストン16の後部に接続している。
The crank mechanism section 9 reciprocates by the action of a crank motion using a drive motor (not shown) as a drive source for the compression piston 13 and the expansion piston 16. A crank chamber 22 having a guide portion 20 formed at the rear and a guide portion 21 below the expansion cylinder 15 is provided. Lubricating oil 23 is stored at the bottom of the crank chamber 22. A crank mechanism 24 is arranged inside. A connecting rod 25 extending from the crank mechanism 24 has a cross guide 26 slidably fitted in a guide receiver 20a of the guide portion 20, and a piston rod 27 communicating with the cross guide 26 is provided in the guide portion 20. The connecting rod 28 extending from the crank mechanism 24 is slidably fitted to the guide receiver 21a of the guide portion 21 while being connected to the rear portion of the compression piston 13 through the through hole 20b. Cross guide 29
Is connected to the rear part of the expansion piston 16 by penetrating the through hole 21b.

【0010】ここで、オイルシール33はクランク室2
2の潤滑油23が空間32に侵入するのを防止するため
に設けられ、オイルシール36はクランク室22の潤滑
油23が空間35に侵入するのを防止するために設けら
れている。なお、31は圧縮空間11と圧縮ピストン1
3の後方の空間32を断絶するピストンシールで、ま
た、34は冷凍発生部17と膨張ピストン16の後方の
空間35を断絶するピストンシールである。
Here, the oil seal 33 is the crank chamber 2
The second lubricating oil 23 is provided to prevent the lubricating oil 23 from entering the space 32, and the oil seal 36 is provided to prevent the lubricating oil 23 in the crank chamber 22 from entering the space 35. In addition, 31 is the compression space 11 and the compression piston 1.
3 is a piston seal that disconnects the space 32 behind the space 3, and 34 is a piston seal that disconnects the space 35 behind the freezing generator 17 and the expansion piston 16.

【0011】まず、図示省略する駆動モータの回転によ
ってクランク機構部9のクランク機構24が駆動する
と、ガス圧縮機2の圧縮シリンダ12内の圧縮ピストン
13が圧縮空間11側に移動して圧縮空間11に充満す
るヘリウムや窒素等の液化しにくい冷媒ガスが圧縮され
る。圧縮された冷媒ガスは、圧縮シリンダ本体10の外
周に設けられる放熱器6によって外部に放熱され室温付
近まで冷却され、ガス流路5を通り、さらに、放熱器7
で冷却されて蓄冷器4へ流入する。
First, when the crank mechanism 24 of the crank mechanism portion 9 is driven by the rotation of a drive motor (not shown), the compression piston 13 in the compression cylinder 12 of the gas compressor 2 moves to the compression space 11 side and the compression space 11 Refrigerant gas, such as helium or nitrogen, which is difficult to liquefy, is compressed. The compressed refrigerant gas is radiated to the outside by the radiator 6 provided on the outer periphery of the compression cylinder body 10 and cooled to near room temperature, passes through the gas flow path 5, and is further radiated by the radiator 7.
It is cooled by and flows into the regenerator 4.

【0012】蓄冷器4に流入した冷媒ガスは、比熱の大
きな材料、例えば、銅や鉛の金網状あるいは球からなる
蓄冷材によって冷却され、冷却された冷媒ガスが膨張機
3の冷凍発生部17へ流入され、冷凍発生部17が高圧
状態となる。
The refrigerant gas that has flowed into the regenerator 4 is cooled by a material having a large specific heat, for example, a regenerator material such as copper or lead wire mesh or spheres, and the cooled refrigerant gas is used in the freezing generation section 17 of the expander 3. And the freezing generation unit 17 is in a high pressure state.

【0013】その後、膨張機3の膨張シリンダ15内の
膨張ピストン16が圧縮ピストン13と約90°の位相
差を持って降下してくる。これによって、膨張空間とし
ての冷凍発生部17が拡張されて蓄冷器4から冷凍発生
部17へ流入した高圧の冷媒ガスが、急に膨張されて、
冷凍発生部17の冷媒ガスの圧力が急降下するため冷媒
ガスが低温となる。
Thereafter, the expansion piston 16 in the expansion cylinder 15 of the expander 3 descends with a phase difference of about 90 ° with the compression piston 13. Thereby, the freezing generation part 17 as an expansion space is expanded, and the high-pressure refrigerant gas flowing from the regenerator 4 into the freezing generation part 17 is suddenly expanded,
Since the pressure of the refrigerant gas in the freezing generation unit 17 suddenly drops, the refrigerant gas has a low temperature.

【0014】やがて、膨張ピストン16が上昇を開始
し、圧縮ピストン13が後退すると、低温の冷媒ガス
が、蓄冷器4を通り、ガス流路5を経て圧縮空間11へ
戻る。このとき、蓄冷器4では、蓄冷材が冷却され蓄冷
器4に冷熱が蓄えられる。
When the expansion piston 16 starts to rise and the compression piston 13 retracts, the low temperature refrigerant gas passes through the regenerator 4 and returns to the compression space 11 through the gas flow path 5. At this time, in the regenerator 4, the regenerator material is cooled and cold heat is stored in the regenerator 4.

【0015】上記した工程によって、一つの熱サイクル
が終了し、この工程がクランク機構部9のクランク機構
24の往復運動によって繰り返される。これにより、徐
々に冷凍発生部17の温度と蓄冷器4の温度が降下し、
冷凍発生部17の冷媒ガスが低温とされる。この状態の
とき、冷凍取り出し部8では、冷凍発生部17の冷熱を
外部の図示省略する熱利用部としての低温槽と熱交換を
行って外部の低温槽の冷却負荷を冷凍温度とする。
One thermal cycle is completed by the above steps, and this step is repeated by the reciprocating movement of the crank mechanism 24 of the crank mechanism section 9. As a result, the temperature of the freezing generator 17 and the temperature of the regenerator 4 gradually drop,
The refrigerant gas in the freezing generation unit 17 is set to a low temperature. In this state, in the freezing take-out unit 8, the cold heat of the freezing generation unit 17 is exchanged with an external low temperature tank as a heat utilization unit (not shown) to bring the cooling load of the external low temperature tank to the freezing temperature.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図4で
説明した従来のスターリング冷凍機1では、案内部20
および案内部21にシール部を設けているが、シール機
能が充分に発揮されておらず作動空間としてのガス圧縮
機2および膨張機3へ侵入して冷凍能力等を低下させる
という問題がある。
However, in the conventional Stirling refrigerator 1 described with reference to FIG. 4, the guide portion 20 is used.
Also, although the guide portion 21 is provided with a seal portion, there is a problem that the seal function is not sufficiently exerted and the gas compressor 2 and the expander 3 as an operating space enter to reduce the refrigerating capacity and the like.

【0017】従来、ガス圧縮機2では、クランク機構2
4から延設されるコネクティングロッド25が案内部2
0の案内受20aにクロスガイド26が摺動自在に嵌装
され、クロスガイド26のピストンロッド27が貫通穴
20bに貫通し、このピストンロッド27には、オイル
シール33が施され、圧縮ピストン13の後部に接続さ
れている。
Conventionally, in the gas compressor 2, the crank mechanism 2 is used.
The connecting rod 25 extending from
No. 0 guide receiver 20a is slidably fitted to the cross guide 26, and the piston rod 27 of the cross guide 26 penetrates through the through hole 20b. The piston rod 27 is provided with an oil seal 33, and the compression piston 13 It is attached to the rear of the.

【0018】この構成で、クランク機構24によるクラ
ンク運動を圧縮ピストン13の往復運動とすると共に、
クランク室22の潤滑油23が圧縮ピストン13の後方
の空間32へ侵入することを防止している。
With this structure, the crank motion of the crank mechanism 24 is converted into the reciprocating motion of the compression piston 13, and
The lubricating oil 23 in the crank chamber 22 is prevented from entering the space 32 behind the compression piston 13.

【0019】ところが、上記オイルシール33のみで潤
滑油23を完全にシールすることは困難であり、潤滑油
23が後方の空間32に侵入する。このため侵入した潤
滑油23が冷媒ガスに混入して冷凍能力を低下させ、ま
た、蓄冷器4の蓄冷材に混入して蓄冷能力の劣化をさせ
るという問題がある。
However, it is difficult to completely seal the lubricating oil 23 with only the oil seal 33, and the lubricating oil 23 enters the space 32 at the rear. Therefore, there is a problem that the invading lubricating oil 23 mixes with the refrigerant gas to reduce the refrigerating capacity, and mixes with the regenerator material of the regenerator 4 to deteriorate the regenerator capacity.

【0020】以上のことは、膨張機3の圧縮ピストン1
3と案内部21についても同様である。
The above is the compression piston 1 of the expander 3.
The same applies to 3 and the guide portion 21.

【0021】そこで、本発明は潤滑油の作動部へ侵入を
極めて効果的に防止するオイルシール装置を提供するこ
とを目的とする。
Therefore, it is an object of the present invention to provide an oil seal device that very effectively prevents invasion of lubricating oil into the operating portion.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】本発明は、シリンダ内を
往復動作するピストンに連結されたロッドの潤滑油を充
たした駆動部側からピストン側へ潤滑油の侵入を阻止す
るオイルシール装置において、ロッドが貫通する両端内
側にオイルシールを施した密封空間を形成し、この空間
に溜まる潤滑油を外部へ排出するオイル抜け穴を設ける
と共に、オイルシールの間隔をロッドの往復運動による
ストロークよりも大きくし、かつ、空間のロッドと内壁
との間隔を侵入した潤滑油が毛管現象に基づき上昇をす
る範囲外の大きさとするようにしたものである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention provides an oil seal device for preventing the inflow of lubricating oil from a driving portion side filled with lubricating oil of a rod connected to a piston reciprocating in a cylinder to the piston side. A sealed space with oil seals is formed inside both ends where the rod penetrates, an oil drain hole is provided to discharge the lubricating oil accumulated in this space to the outside, and the oil seal interval is made larger than the stroke due to the reciprocating motion of the rod. In addition, the lubricating oil that has entered the space between the rod and the inner wall of the space has a size outside the range in which it rises due to the capillary phenomenon.

【0023】[0023]

【作用】上記構成により、両端に設けられるオイルシー
ルの間隔がロッドの往復運動によるストロークより大き
いから侵入した潤滑油がシリンダ側へ侵入することが回
避される。また、空間のロッドと内壁との間隔を侵入し
た潤滑油が毛管現象に基づき上昇をする範囲外の大きさ
として侵入した潤滑油が毛管現象に基づき上昇しないよ
うにして、空間に溜まる潤滑油をオイル抜け穴から外へ
排出させるために潤滑油がシリンダ側へ侵入することが
大幅に減少される。従って、シリンダ側の部所の機能劣
化や能力劣化が回避されて機能や能力の維持が図れる。
With the above structure, since the distance between the oil seals provided at both ends is larger than the stroke due to the reciprocating motion of the rod, it is possible to prevent the lubricating oil from entering the cylinder side. Moreover, the lubricating oil that has entered the space between the rod and the inner wall of the space rises outside the range that rises based on the capillary phenomenon. Lubrication oil is greatly reduced from entering the cylinder side to discharge it through the oil vent hole. Therefore, it is possible to avoid the functional deterioration and the capacity deterioration of the part on the cylinder side and maintain the function and the capacity.

【0024】[0024]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0025】図1は、本発明の一実施例を示すオイルシ
ール装置をスターリング冷凍機へ適用した概略図であ
る。従来例を示す図4と同一符号は、同一部分または相
当部分を示し、本実施例は、ガス圧縮機2の圧縮シリン
ダ12側へオイルシール装置37を適用すると共に、膨
張機3の膨張シリンダ15側へオイルシール装置38を
適用した例を説明する。なお、オイルシール装置37と
オイルシール装置38以外の構成は、図4に示す従来例
とほぼ同様である。
FIG. 1 is a schematic diagram in which an oil seal device showing an embodiment of the present invention is applied to a Stirling refrigerator. The same reference numerals as those in FIG. 4 showing a conventional example indicate the same or corresponding portions. In this embodiment, the oil seal device 37 is applied to the compression cylinder 12 side of the gas compressor 2 and the expansion cylinder 15 of the expander 3 is used. An example in which the oil seal device 38 is applied to the side will be described. The configuration other than the oil seal device 37 and the oil seal device 38 is almost the same as the conventional example shown in FIG.

【0026】図1において、ガス圧縮機2側のオイルシ
ール装置37は、案内部20の一端側に嵌装されて、ピ
ストンロッド27を貫通させる貫通穴39を形成し、ま
た、膨張機3側のオイルシール装置38は、案内部21
の上端側に嵌装されてピストンロッド30を貫通させる
貫通穴40を形成している。
In FIG. 1, the oil seal device 37 on the gas compressor 2 side is fitted to one end side of the guide portion 20 to form a through hole 39 through which the piston rod 27 penetrates, and the expander 3 side. The oil seal device 38 of the
A through hole 40 is formed which is fitted on the upper end side of the through hole 40 to penetrate the piston rod 30.

【0027】詳細には、オイルシール装置37は、図2
に示す如く、本体ケース41がケース42とケース43
とから構成され、ケース42は圧縮ピストン13側の一
端部に穴部42aを有し、その内側に連通して段部42
bと中空部42cとを有する円筒体で他端部にケース4
3の一端部と嵌合するための環状凸部42dを形成し、
一方、ケース43はクランク室22側の他端部に穴部4
3aを有し、その内側に連通して段部43bと中空部4
3cと後述するオイル抜け穴43eを形成した円筒体で
一端側には前述したケース42と嵌合する環状凹部43
dとを形成している。
Specifically, the oil seal device 37 is shown in FIG.
As shown in FIG.
The case 42 has a hole 42a at one end on the compression piston 13 side, and the step 42 communicates with the hole 42a.
and a case 4 at the other end with a cylindrical body having b and a hollow portion 42c.
Forming an annular convex portion 42d for fitting with one end of 3,
On the other hand, the case 43 has a hole 4 at the other end on the crank chamber 22 side.
3a having a stepped portion 43b and a hollow portion 4 communicating with the inside thereof.
3c and a cylindrical body formed with an oil drain hole 43e described later, and an annular recess 43 fitted to the case 42 described above at one end side.
and d.

【0028】そして、ケース42内では、中央にピスト
ンロッド27を貫通させて段部42bにオイルシール4
4を施し、このオイルシール44を中空部42cの端縁
に設けられるオイルシール押え板45によって固定して
いる。これに対応して、ケース43も同様に中央にピス
トンロッド27を貫通させ段部43bにオイルシール4
4を施し、このオイルシール44を中空部43cの端縁
に設けられるオイルシール押え板45によって固定して
いる。
In the case 42, the piston rod 27 is passed through the center of the case 42 and the oil seal 4 is provided at the step 42b.
4, and the oil seal 44 is fixed by an oil seal pressing plate 45 provided at the end edge of the hollow portion 42c. Correspondingly, in the case 43, the piston rod 27 is also penetrated in the center, and the oil seal 4 is attached to the step 43b.
4, the oil seal 44 is fixed by an oil seal holding plate 45 provided at the end edge of the hollow portion 43c.

【0029】上記したオイルシール装置37では、本体
ケース41内に設けられる二つのオイルシール44の間
隔Aをピストンロッド27の往復運動によるストローク
より十分に長くとる構成としており、さらに、中空部4
2c,43cで形成される空間46は、仮に圧縮ピスト
ン13側が上方向となっても、毛管現象によって潤滑油
23が上昇しないように内径寸法を大きく形成してい
る。
In the oil seal device 37 described above, the gap A between the two oil seals 44 provided in the body case 41 is set to be sufficiently longer than the stroke due to the reciprocating movement of the piston rod 27, and the hollow portion 4
The space 46 formed by 2c and 43c has a large inner diameter so that the lubricating oil 23 does not rise due to a capillary phenomenon even if the compression piston 13 side is directed upward.

【0030】すなわち、液中に直立させた場合に、毛管
内を上昇する液の高さhcは、次の関数式(1)で表さ
れる。
That is, the height hc of the liquid that rises in the capillary when the liquid is upright in the liquid is expressed by the following functional expression (1).

【0031】[0031]

【数1】 hc=f(ρ,g,D,σ,α)……………(1)## EQU00001 ## hc = f (.rho., G, D, .sigma..alpha.) ......... (1)

【0032】ここで、 ρ:液体の密度 g:重力の加速度 D:毛管の直径 σ:表面張力 α:接触角Where ρ: density of liquid g: acceleration of gravity D: diameter of capillary tube σ: surface tension α: contact angle

【0033】上記関数によって空間46の内径寸法を大
きくすれば、毛管現象による潤滑油23の上昇を阻止で
きる。
If the inner diameter of the space 46 is increased by the above function, the rise of the lubricating oil 23 due to the capillary phenomenon can be prevented.

【0034】一方、オイルシール装置38は、図3に示
す如く、オイルシール装置37と同様に、本体ケース4
7がケース48とケース49とから構成され、ケース4
8は膨張ピストン16側の一端部に穴部48aを有し、
その内側に連通して段部48bと中空部48cとを有す
る円筒体で他端部にケース49の一端部と嵌合するため
の環状凸部48dを形成し、一方、ケース49はクラン
ク室22側の他端部に穴部49aを有し、その内側に連
通して段部49bと中空部49cと後述するオイル抜け
穴49eを形成した円筒体で一端側には前述したケース
48と嵌合する環状凹部49dとを形成している。
On the other hand, the oil seal device 38, as shown in FIG.
7 comprises a case 48 and a case 49, and a case 4
8 has a hole 48a at one end on the expansion piston 16 side,
A cylindrical body communicating with the inside thereof and having a step portion 48b and a hollow portion 48c is formed with an annular convex portion 48d at the other end portion for fitting with one end portion of the case 49. Is a cylindrical body having a hole 49a at the other end on the side and having a step 49b, a hollow 49c, and an oil drain hole 49e which will be described later in communication therewith, and is fitted to the case 48 at one end. An annular recess 49d is formed.

【0035】そして、ケース48内では、中央にピスト
ンロッド30を貫通させて段部48bにオイルシール5
0を施し、このオイルシール50を中空部48cの端縁
に設けられるオイルシール押え板51によって固定して
いる。これに対応して、ケース49も同様に中央にピス
トンロッド30を貫通させ段部49bにオイルシール5
0を施し、このオイルシール50を中空部49cの端縁
に設けられるオイルシール押え板51によって固定して
いる。
In the case 48, the piston rod 30 is passed through the center of the case 48 and the oil seal 5 is attached to the step 48b.
0, and the oil seal 50 is fixed by the oil seal holding plate 51 provided at the edge of the hollow portion 48c. Correspondingly, in the case 49, the piston rod 30 is also penetrated in the center and the oil seal 5 is attached to the step portion 49b.
0 is applied, and the oil seal 50 is fixed by an oil seal holding plate 51 provided on the edge of the hollow portion 49c.

【0036】上記したオイルシール装置38は前述した
オイルシール装置37と同様に、本体ケース47内に設
けられる二つのオイルシール50の間隔Bをピストンロ
ッド30の往復運動によるストロークより十分に長くと
る構成としており、さらに、中空部48c,49cで形
成される空間53は、潤滑油23が毛管現象によって上
昇しないような大きな内径寸法としている。
Like the above-described oil seal device 37, the oil seal device 38 described above has a structure in which the distance B between the two oil seals 50 provided in the main body case 47 is sufficiently longer than the stroke due to the reciprocating motion of the piston rod 30. Further, the space 53 formed by the hollow portions 48c and 49c has a large inner diameter dimension so that the lubricating oil 23 does not rise due to the capillary phenomenon.

【0037】上記構成で、駆動モータを駆動源としてク
ランク機構24が回転してクランク運動をすると、クラ
ンク機構24に延設されるコネクティングロッド25が
案内部20に形成される案内受凹部20aに摺動自在に
嵌装されるクロスガイド26を往復運動させ、クロスガ
イド26に連結するピストンロッド27によって圧縮ピ
ストン13を往復運動させる。
With the above structure, when the crank mechanism 24 is rotated by the drive motor as the drive source to perform the crank motion, the connecting rod 25 extended to the crank mechanism 24 slides in the guide receiving recess 20a formed in the guide portion 20. The movably fitted cross guide 26 reciprocates, and the piston rod 27 connected to the cross guide 26 reciprocates the compression piston 13.

【0038】これによって、クランク室22に充たされ
る潤滑油23がクロスガイド26等を伝わって案内部2
0の案内受凹部20aに侵入し、クロスガイド26の往
復運動に伴って潤滑油23がオイルシール装置37の貫
通穴39からオイルシール44を越えて潤滑油23がオ
イルシール装置37の内部へ侵入する。
As a result, the lubricating oil 23 filled in the crank chamber 22 is transmitted through the cross guide 26 and the like to the guide portion 2.
No. 0 guide receiving recess 20a, the lubricating oil 23 penetrates through the through hole 39 of the oil seal device 37 and the oil seal 44 as the cross guide 26 reciprocates, and the lubricating oil 23 enters the inside of the oil seal device 37. To do.

【0039】このとき、図2で説明したオイルシール装
置37の空間46にクランク室22側に溜まった潤滑油
23が、まず、ピストンロッド27を伝ってその往復運
動に従って徐々に圧縮ピストン13側へ移動する。この
場合、オイルシール装置37の両端に設けたオイルシー
ル44の間隔Aをピストンロッド27の往復運動に伴う
ストロークより十分に設けているためピストンロッド2
7を伝って潤滑油23が圧縮ピストン13側のオイルシ
ール44まで移動することが阻止される。
At this time, the lubricating oil 23 accumulated on the crank chamber 22 side in the space 46 of the oil seal device 37 described with reference to FIG. 2 first travels along the piston rod 27 and gradually moves toward the compression piston 13 side in accordance with the reciprocating motion thereof. Moving. In this case, the distance A between the oil seals 44 provided at both ends of the oil seal device 37 is set sufficiently larger than the stroke associated with the reciprocating movement of the piston rod 27, so that the piston rod 2
The lubricating oil 23 is prevented from moving to the oil seal 44 on the side of the compression piston 13 along the path 7.

【0040】その上、仮に圧縮ピストン13側が上方向
となっても、毛管現象によって上昇する内径以上に空間
46の内径を十分にとってあるため潤滑油23が重力に
よって落下して空間46の底部に溜まる。これによっ
て、オイル抜け穴43eからクランク室22に回収され
る。
Moreover, even if the compression piston 13 side faces upward, the lubricating oil 23 falls by gravity and collects at the bottom of the space 46 because the inner diameter of the space 46 is sufficiently larger than the inner diameter that rises due to the capillary phenomenon. . As a result, the oil is collected in the crank chamber 22 from the oil escape hole 43e.

【0041】上記したオイルシール装置37の作用と同
様に、図3に示すオイルシール装置38へ貫通穴40を
介して潤滑油23が侵入すると、まず、ピストンロッド
30の往復運動に従ってピストンロッド30を伝って潤
滑油23が膨張ピストン16側へ移動する。この場合、
オイルシール装置38の両端に設けたオイルシール50
の間隔Bをピストンロッド30のストロークより十分に
大きくとっているためピストンロッド30を伝って潤滑
油23が膨張ピストン16側のオイルシール50まで移
動することが阻止される。
Similar to the operation of the oil seal device 37 described above, when the lubricating oil 23 enters the oil seal device 38 shown in FIG. 3 through the through hole 40, first, the piston rod 30 is moved in accordance with the reciprocating motion of the piston rod 30. The lubricating oil 23 moves to the expansion piston 16 side. in this case,
Oil seals 50 provided at both ends of the oil seal device 38
Since the distance B is sufficiently larger than the stroke of the piston rod 30, the lubricating oil 23 is prevented from moving to the oil seal 50 on the expansion piston 16 side along the piston rod 30.

【0042】また、空間53に溜まった潤滑油23が毛
管現象によって上昇することが考えられるが、空間53
の内径寸法を十分にとることによって潤滑油23が重力
によって落下して空間53の底部に溜まり、潤滑油23
がオイル抜け穴49eからクランク室22へ回収され
る。
It is conceivable that the lubricating oil 23 accumulated in the space 53 rises due to the capillary phenomenon.
By sufficiently setting the inner diameter of the lubricating oil 23, the lubricating oil 23 falls due to gravity and collects at the bottom of the space 53.
Is collected in the crank chamber 22 through the oil vent hole 49e.

【0043】このように、オイルシール装置の空間部の
両端に設けるオイルシールの間隔をピストンロッドの往
復運動によるストロークより十分に長くし、かつ、毛管
現象によって潤滑油が上昇しない内径寸法の内部空間を
設けているために侵入した潤滑油がピストンロッドを伝
ってピストン側のオイルシールまで到達することが回避
できる。
As described above, the space between the oil seals provided at both ends of the space portion of the oil seal device is made sufficiently longer than the stroke due to the reciprocating movement of the piston rod, and the internal space having the inner diameter dimension in which the lubricating oil does not rise due to the capillary phenomenon. It is possible to prevent the invading lubricating oil from reaching the oil seal on the piston side along the piston rod due to the provision of.

【0044】また、溜まった潤滑油はオイル抜け穴から
回収できる。従って、潤滑油が圧縮シリンダや膨張シリ
ンダの作動空間へ侵入することが大幅に減少され、蓄冷
能力の劣化や熱交換器能力の劣化が従来に比べ大きく減
少し、冷凍能力を長期に亘って維持することができる。
Further, the accumulated lubricating oil can be recovered from the oil vent hole. Therefore, it is possible to significantly reduce the penetration of lubricating oil into the working space of the compression cylinder and expansion cylinder, significantly reduce the deterioration of the cold storage capacity and the deterioration of the heat exchanger capacity, and maintain the refrigeration capacity for a long time. can do.

【0045】なお、本実施例では、オイルシール装置を
スターリング冷凍機へ適用した例を説明したが、これに
限らず潤滑油を用いる駆動部とこの駆動部によりロッド
で作動する作動部が潤滑油の侵入によって機能劣化等を
する場合に適用することができる。
In the present embodiment, the example in which the oil seal device is applied to the Stirling refrigerator has been described, but the present invention is not limited to this, and the drive unit using the lubricating oil and the operating unit operated by the rod by the driving unit are the lubricating oil. It can be applied when the function is deteriorated by the intrusion of

【0046】[0046]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、空
間のオイルシールの間隔がロッドの往復運動によるスト
ロークより大きく、かつ、空間のロッドと内壁との間隔
をより大きくして侵入した潤滑油が毛管現象に基づき上
昇しないようにしたために潤滑油がシリンダ側へ侵入す
ることを大幅に減少でき、シリンダ側の作動部の能力や
機能の劣化等を回避して能力や機能の維持が図られる。
As described above, according to the present invention, the space between the oil seals in the space is larger than the stroke due to the reciprocating motion of the rod, and the space between the rod and the inner wall in the space is made larger to invade the lubrication. Since the oil is prevented from rising due to the capillary phenomenon, it is possible to greatly reduce the intrusion of lubricating oil into the cylinder side, and it is possible to maintain the capacity and function by avoiding the deterioration of the capacity and function of the operating part on the cylinder side. To be

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

【図1】本発明の一実施例を示すオイルシール装置を適
用したスターリング冷凍機の概略図。
FIG. 1 is a schematic view of a Stirling refrigerator to which an oil seal device according to an embodiment of the present invention is applied.

【図2】図1の圧縮ピストン側のオイルシール装置を示
す断面図。
FIG. 2 is a sectional view showing an oil seal device on the compression piston side of FIG.

【図3】図1の膨張ピストン側のオイルシール装置を示
す断面図。
FIG. 3 is a sectional view showing an oil seal device on the expansion piston side of FIG.

【図4】従来例を示すオイルシールを施したスターリン
グ冷凍機の概略図。
FIG. 4 is a schematic view of a Stirling refrigerator with an oil seal showing a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 スターリング冷凍機 9 クランク機構部 12 圧縮シリンダ 13 圧縮ピストン 15 膨張シリンダ 16 膨張ピストン 20 案内部 37,38 オイルシール装置 39,40 貫通穴 41,47 本体ケース 42,43,48,49 ケース 42a,43a,48a,49a 穴部 42b,43b,48b,49b 段部 42c,43c,48c,49c 中空部 42d,48d 環状凸部 43d,49d 環状凹部 43e,49e オイル抜け穴 44,50 オイルシール 45,51 オイルシール押え板 46,53 空間 1 Stirling Refrigerator 9 Crank Mechanism 12 Compression Cylinder 13 Compression Piston 15 Expansion Cylinder 16 Expansion Piston 20 Guide 37,38 Oil Seal Device 39,40 Through Hole 41,47 Body Case 42,43,48,49 Case 42a, 43a , 48a, 49a Hole portion 42b, 43b, 48b, 49b Step portion 42c, 43c, 48c, 49c Hollow portion 42d, 48d Annular convex portion 43d, 49d Annular concave portion 43e, 49e Oil escape hole 44, 50 Oil seal 45, 51 Oil seal Holding plate 46,53 space

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シリンダ内を往復動作するピストンに連
結されたロッドの潤滑油を充たした駆動部側からピスト
ン側へ潤滑油の侵入を阻止するオイルシール装置におい
て、 前記ロッドが貫通する両端内側にオイルシールを施した
密封空間を形成し、この空間に溜まる潤滑油を外部へ排
出するオイル抜け穴を設けると共に、前記オイルシール
の間隔を前記ロッドの往復運動によるストロークよりも
大きくし、かつ、前記空間の前記ロッドと内壁との間隔
を侵入した潤滑油が毛管現象に基づき上昇をする範囲外
の大きさとしたことを特徴とするオイルシール装置。
1. An oil seal device for preventing the inflow of lubricating oil from a driving portion side filled with lubricating oil of a rod connected to a piston reciprocating in a cylinder to the piston side, wherein both ends of the rod penetrate inside An oil seal is formed to form a sealed space, an oil drain hole for discharging the lubricating oil accumulated in this space to the outside is provided, and the interval between the oil seals is made larger than the stroke due to the reciprocating motion of the rod, and the space is The oil seal device is characterized in that the size of the lubricating oil that has entered the space between the rod and the inner wall is outside the range where it rises based on the capillary phenomenon.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999004205A1 (en) * 1997-07-16 1999-01-28 Sanyo Electric Co., Ltd. Sealing device for gas compressor-expander
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