JPH0755310Y2 - スターリングエンジンのロツドシール装置 - Google Patents
スターリングエンジンのロツドシール装置Info
- Publication number
- JPH0755310Y2 JPH0755310Y2 JP1988087474U JP8747488U JPH0755310Y2 JP H0755310 Y2 JPH0755310 Y2 JP H0755310Y2 JP 1988087474 U JP1988087474 U JP 1988087474U JP 8747488 U JP8747488 U JP 8747488U JP H0755310 Y2 JPH0755310 Y2 JP H0755310Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oil
- rod
- bearing
- housing
- piston
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Compressor (AREA)
- Sealing With Elastic Sealing Lips (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、スターリングエンジンのロッドシール装置に
関する。
関する。
（従来の技術） 外燃機関であるスターリングエンジンは、シリンダ内の
作動ピストンにより区画される圧縮室と膨脹室とを、ク
ーラ、蓄熱器及び燃焼室内のヒータを介して連通させ、
ヘリウム等の作動ガスをこれら圧縮室と膨脹室との間を
往復動させることで作動ピストンから機械的出力を取出
している。即ち、作動ピストンの往復動をクランクシャ
フトや斜板を用いて回転運動に変換させている。
作動ピストンにより区画される圧縮室と膨脹室とを、ク
ーラ、蓄熱器及び燃焼室内のヒータを介して連通させ、
ヘリウム等の作動ガスをこれら圧縮室と膨脹室との間を
往復動させることで作動ピストンから機械的出力を取出
している。即ち、作動ピストンの往復動をクランクシャ
フトや斜板を用いて回転運動に変換させている。
このような構造を有するスターリングエンジンは、熱効
率が良く、一定負荷の下での長時間の運転に適するので
空調用や冷凍機用のヒートポンプの動力源として、即
ち、ヒートポンプのフレオンガス等のガス圧縮機の動力
源として使用される。そこで、圧縮機一体型のスターリ
ングエンジンが提案されているので、その例を第３図に
示す。90度位相関係の４個の作動ピストン（図示なし）
に連結されたロッド１は、下部ハウジング２内に往復自
在に収納されたガイドピストン３に連結される。ガイド
ピストン３はハウジング２内のボア４に圧縮室５を作
り、この圧縮室５を吸入・吐出弁６を介して外部と連通
させる。ガイドピストン３は、その中央に腹部７を有
し、又、ハウジング２の中央に位置する回転シャフト８
に固定された斜板９の外周部がその腹部７内に延在し、
ガイドピストン３と斜板９とをシュー10を介して連結さ
せる。シャフト８をスタータ11にクラッチを介して連結
し、始動時はスタータ11の回転運動を斜板９、ガイドピ
ストン３、ロッド１を介して作動ピストン（図示なし）
に伝達してこれを強制的に往復動させる。しかし、作動
ピストンが安定したアイドル回転数に達したらスタータ
11をオフとさせる。
率が良く、一定負荷の下での長時間の運転に適するので
空調用や冷凍機用のヒートポンプの動力源として、即
ち、ヒートポンプのフレオンガス等のガス圧縮機の動力
源として使用される。そこで、圧縮機一体型のスターリ
ングエンジンが提案されているので、その例を第３図に
示す。90度位相関係の４個の作動ピストン（図示なし）
に連結されたロッド１は、下部ハウジング２内に往復自
在に収納されたガイドピストン３に連結される。ガイド
ピストン３はハウジング２内のボア４に圧縮室５を作
り、この圧縮室５を吸入・吐出弁６を介して外部と連通
させる。ガイドピストン３は、その中央に腹部７を有
し、又、ハウジング２の中央に位置する回転シャフト８
に固定された斜板９の外周部がその腹部７内に延在し、
ガイドピストン３と斜板９とをシュー10を介して連結さ
せる。シャフト８をスタータ11にクラッチを介して連結
し、始動時はスタータ11の回転運動を斜板９、ガイドピ
ストン３、ロッド１を介して作動ピストン（図示なし）
に伝達してこれを強制的に往復動させる。しかし、作動
ピストンが安定したアイドル回転数に達したらスタータ
11をオフとさせる。
第３図は、右側のガイドピストン３は、上死点近くに移
動し、ガスを圧縮室５内に吸入し、又、左側のガイドピ
ストン３が、下死点近くに移動し、圧縮したガスを吐出
させた状態を示す。このように、作動ピストン（図示な
し）の往復動に追従するガイドピストン３が、圧縮室５
の容積を順次変えながら、ガスを吸入して、これを圧縮
し、次いで、圧縮ガスを吐出させる。斜板９は、作動ピ
ストンからの出力を受けているガイドピストンにより回
転させられ、この出力を受けていないガイドピストン３
の動きを補助する。
動し、ガスを圧縮室５内に吸入し、又、左側のガイドピ
ストン３が、下死点近くに移動し、圧縮したガスを吐出
させた状態を示す。このように、作動ピストン（図示な
し）の往復動に追従するガイドピストン３が、圧縮室５
の容積を順次変えながら、ガスを吸入して、これを圧縮
し、次いで、圧縮ガスを吐出させる。斜板９は、作動ピ
ストンからの出力を受けているガイドピストンにより回
転させられ、この出力を受けていないガイドピストン３
の動きを補助する。
ガイドピストン３の動きを斜板３に効率良く伝達させる
ためにシュー10への潤滑が重要で、このシュー10には、
オイル切れによるシュー10の焼付を防止するために、常
時オイルが供給される。さらに、作動ピストン（図示な
し）とガイドピストン３の軸心を常に一致させ、両者間
のコジレを防止させるためにベアリング12をハウジング
２又は中間部材13に配し、ロッド１を軸支させている
が、このベアリング12にも常時オイルを供給させてい
る。このベアリング12へのオイル供給は、シュー10へ供
給されるオイル（オイル供給回路は特に図示なし）を、
ガイドピストン３によりはね上げることで行なう。
ためにシュー10への潤滑が重要で、このシュー10には、
オイル切れによるシュー10の焼付を防止するために、常
時オイルが供給される。さらに、作動ピストン（図示な
し）とガイドピストン３の軸心を常に一致させ、両者間
のコジレを防止させるためにベアリング12をハウジング
２又は中間部材13に配し、ロッド１を軸支させている
が、このベアリング12にも常時オイルを供給させてい
る。このベアリング12へのオイル供給は、シュー10へ供
給されるオイル（オイル供給回路は特に図示なし）を、
ガイドピストン３によりはね上げることで行なう。
（本考案が解決しようとする課題） 第４図に示すように、ベアリング12に供給されたオイ
ル、仮りに、無潤滑タイプのベアリング12を用いたとし
てもガイドピストン３の往復動によってはね上げられる
オイルは、ロッド１の表面に付着して、作動ピストン側
の圧縮室へ洩れようとする。このため、ベアリング12の
上方側に対のオイルシール14を配設し、ロッド１の表面
に付着したオイルのかき落しを行なっている。
ル、仮りに、無潤滑タイプのベアリング12を用いたとし
てもガイドピストン３の往復動によってはね上げられる
オイルは、ロッド１の表面に付着して、作動ピストン側
の圧縮室へ洩れようとする。このため、ベアリング12の
上方側に対のオイルシール14を配設し、ロッド１の表面
に付着したオイルのかき落しを行なっている。
再び第３図に戻るが、圧縮室５がガイドピストン３によ
り圧縮されたフレオンガスは、シールリング15により斜
板９の位置する空間に洩れるのを防止しているが、しか
し、実際には、圧縮ガスの一部がシールリング15を介し
て洩れ出るのを完全に防止しきれない。そこで、一体型
圧縮機では、前記斜板の位置する空間、あるいはボア４
は吸入回路と連通され、吸入圧力空間となっている。そ
のためフレオンガスは、ロッド１に付着したオイル内に
混入し、対のオイルシール14を通過したオイルから蒸発
して、作動ピストン側のヘリウムガスの入った圧縮室あ
るいは膨張室内へ入り、高温雰囲気にさらされることか
ら、そのフレオンガスが熱分解し、発生した腐蝕性ガス
により各部が腐蝕され、強度低下から破損する事故にな
る。それ故に、このようなフレオンガスの作動ピストン
側への蒸発を防止することで、スターリングエンジンの
出力を維持させることが望まれている。
り圧縮されたフレオンガスは、シールリング15により斜
板９の位置する空間に洩れるのを防止しているが、しか
し、実際には、圧縮ガスの一部がシールリング15を介し
て洩れ出るのを完全に防止しきれない。そこで、一体型
圧縮機では、前記斜板の位置する空間、あるいはボア４
は吸入回路と連通され、吸入圧力空間となっている。そ
のためフレオンガスは、ロッド１に付着したオイル内に
混入し、対のオイルシール14を通過したオイルから蒸発
して、作動ピストン側のヘリウムガスの入った圧縮室あ
るいは膨張室内へ入り、高温雰囲気にさらされることか
ら、そのフレオンガスが熱分解し、発生した腐蝕性ガス
により各部が腐蝕され、強度低下から破損する事故にな
る。それ故に、このようなフレオンガスの作動ピストン
側への蒸発を防止することで、スターリングエンジンの
出力を維持させることが望まれている。
さらに、第４図に示すように、対のオイルシール14によ
ってかき落されたオイルは、このオイルシール14とベア
リング12との間の中間室16にたまり、ロッド１へのオイ
ル付着量を多くしている。それ故に、この中間室16のオ
イルの適切な処置、即ち、ベアリング12へのオイル供給
を維持した上での適切な処置が望まれている。
ってかき落されたオイルは、このオイルシール14とベア
リング12との間の中間室16にたまり、ロッド１へのオイ
ル付着量を多くしている。それ故に、この中間室16のオ
イルの適切な処置、即ち、ベアリング12へのオイル供給
を維持した上での適切な処置が望まれている。
それ故に、本考案は、前述した如き要望を満たすことを
解決すべき課題とする。
解決すべき課題とする。
（課題を解決するための手段） 本考案は、前述した課題を解決するために、作動ピスト
ンとガイドピストンとを連結するロッドまわりのオイル
シールとベアリングとの間の中間室をベアリングの外周
部に設けた油戻し孔を介してハウジングのボアに連通さ
せる技術的手段を採用する。
ンとガイドピストンとを連結するロッドまわりのオイル
シールとベアリングとの間の中間室をベアリングの外周
部に設けた油戻し孔を介してハウジングのボアに連通さ
せる技術的手段を採用する。
（作用） ガイドピストンの往復動によってはね上げられたオイル
は、ベアリングとオイルシールとの間の中間室に入る
が、油戻し孔によって、この中間室の油はハウジングの
ボアへ戻る。このため、ロッドへのオイルの付着量も少
なく、オイルシールのオイルかき落しも効果的に成さ
れ、作動ピストン側へのオイルの上り量やガス洩れを低
減させ得る。
は、ベアリングとオイルシールとの間の中間室に入る
が、油戻し孔によって、この中間室の油はハウジングの
ボアへ戻る。このため、ロッドへのオイルの付着量も少
なく、オイルシールのオイルかき落しも効果的に成さ
れ、作動ピストン側へのオイルの上り量やガス洩れを低
減させ得る。
（実施例） ヒートポンプ用の圧縮機一体型のスターリングエンジン
の圧縮室５及びロッド１のシール14については、その基
本的構成を、第3,4図と関連して既に説明したので、こ
こでは、第１図を参照して、本考案の一例の要部を説明
するが、第3,4図と同一構成には同一参照番号を付し
て、その構造及び作用の説明を省略する。
の圧縮室５及びロッド１のシール14については、その基
本的構成を、第3,4図と関連して既に説明したので、こ
こでは、第１図を参照して、本考案の一例の要部を説明
するが、第3,4図と同一構成には同一参照番号を付し
て、その構造及び作用の説明を省略する。
第１図に示すオイルシール14とベアリング12との間の中
間室16を、ハウジング２に設けた少くとも１個の油戻し
孔17を介して、ボア４に連通させる。油戻し孔17は、ベ
アリング12の外周側に穿設される。
間室16を、ハウジング２に設けた少くとも１個の油戻し
孔17を介して、ボア４に連通させる。油戻し孔17は、ベ
アリング12の外周側に穿設される。
ロッド１の上昇行程時、中間室16が油戻し孔17のため油
封室となっておらず、ロッド１へのオイル付着量が制約
され且つオイルシール14によってオイルがかき落される
ので、オイルシール14を通過するオイル膜18も薄く、従
って、ボア４すなわち吸入圧力空間よりオイルに混入し
たフレオンガスの蒸発量はきわめて少ない。尚、ロッド
１の下降行程時には、ロッド１上のオイル膜18は容易に
中間室16内に戻り得る。
封室となっておらず、ロッド１へのオイル付着量が制約
され且つオイルシール14によってオイルがかき落される
ので、オイルシール14を通過するオイル膜18も薄く、従
って、ボア４すなわち吸入圧力空間よりオイルに混入し
たフレオンガスの蒸発量はきわめて少ない。尚、ロッド
１の下降行程時には、ロッド１上のオイル膜18は容易に
中間室16内に戻り得る。
第１図の本考案の一例（油戻し孔17を有するもの）と第
４図の従来例とを、ガイドピストン３を1000回／分で往
復動させ、且つボア４（吸入圧力空間にフレオンガス圧
力4kg/cm2を印加し、シール性能の実験をした。尚、オ
イルシール14はポリテトラフルオロエチレン（PTFE）製
のもので１個使用したが、その実験結果を第２図に示
す。第２図から明らかなように、本考案の一例（油戻し
孔17の径をロッド１の径の1/5とし且つ２個の油戻し孔1
7を穿設）は、フレオンガス洩れ量を3.3cc/分から2.5cc
/分に減少させ且つオイルの上り量を320mg/時間から0.5
mg/時間と大巾に減少させ得た。
４図の従来例とを、ガイドピストン３を1000回／分で往
復動させ、且つボア４（吸入圧力空間にフレオンガス圧
力4kg/cm2を印加し、シール性能の実験をした。尚、オ
イルシール14はポリテトラフルオロエチレン（PTFE）製
のもので１個使用したが、その実験結果を第２図に示
す。第２図から明らかなように、本考案の一例（油戻し
孔17の径をロッド１の径の1/5とし且つ２個の油戻し孔1
7を穿設）は、フレオンガス洩れ量を3.3cc/分から2.5cc
/分に減少させ且つオイルの上り量を320mg/時間から0.5
mg/時間と大巾に減少させ得た。
（効果） 本考案では、ベアリングまわりに油戻し孔を穿設するの
みで、ガイドピストンや斜板の動きに変更を与えないの
で、製作が容易である。
みで、ガイドピストンや斜板の動きに変更を与えないの
で、製作が容易である。
さらに、ベアリングの外周部に設けたオイル戻し孔は、
中間室からボアへオイルを戻す際、オイルによりベアリ
ングを冷却させる効果を奏する。
中間室からボアへオイルを戻す際、オイルによりベアリ
ングを冷却させる効果を奏する。
第１図は本考案の一例の要部を示す部分断面図、第２図
はガス洩れ量とオイル上り量を示すグラフ図、第３図は
圧縮機一体型のスターリングエンジンの要部代表例を示
す断面図、第４図はロッドシール装置の従来例を示す部
分断面図である。 図中:1……ロッド、２……ハウジング、３……ガイドピ
ストン、４……ボア、５……圧縮室、９……斜板、12…
…ベアリング、14……オイルシール、16……中間室、17
……オイル戻し孔。
はガス洩れ量とオイル上り量を示すグラフ図、第３図は
圧縮機一体型のスターリングエンジンの要部代表例を示
す断面図、第４図はロッドシール装置の従来例を示す部
分断面図である。 図中:1……ロッド、２……ハウジング、３……ガイドピ
ストン、４……ボア、５……圧縮室、９……斜板、12…
…ベアリング、14……オイルシール、16……中間室、17
……オイル戻し孔。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 笠原 浩一郎 新潟県柏崎市北斗町１番37号 株式会社リ ケン柏崎事業所内 (72)考案者 百瀬 豊 愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地 アイシ ン精機株式会社内 (72)考案者 水野 智公 愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地 アイシ ン精機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−79849（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−170548（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】往復動する作動ピストンにロッドを介して
連結され且つハウジング内のボアに前記作動ピストンの
動きに追従するよう配されたガイドピストン、該ガイド
ピストンと協働する斜板、前記ハウジング内のボアに前
記ガイドピストンにより区画される圧縮室、前記ロッド
を軸支するよう前記ハウジングに配されたベアリング、
該ベアリングと前記作動ピストンとの間に位置し且つ前
記ロッドに摺接するオイルシールとを有し、前記オイル
シールと前記ベアリングとの間の中間室をベアリングの
外周部に設けたオイル戻し孔を介して前記ハウジングの
ボアに連通させていることを特徴とするスターリングエ
ンジンのロッドシール装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1988087474U JPH0755310Y2 (ja) | 1988-07-02 | 1988-07-02 | スターリングエンジンのロツドシール装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1988087474U JPH0755310Y2 (ja) | 1988-07-02 | 1988-07-02 | スターリングエンジンのロツドシール装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0213153U JPH0213153U (ja) | 1990-01-26 |
| JPH0755310Y2 true JPH0755310Y2 (ja) | 1995-12-20 |
Family
ID=31312086
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1988087474U Expired - Lifetime JPH0755310Y2 (ja) | 1988-07-02 | 1988-07-02 | スターリングエンジンのロツドシール装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0755310Y2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57183580A (en) * | 1981-05-09 | 1982-11-11 | Aisin Seiki Co Ltd | Stirling engine compressor |
| JPS6179849A (ja) * | 1984-09-25 | 1986-04-23 | Mitsubishi Electric Corp | スタ−リング機関の油上り防止機構 |
| JPS63170548A (ja) * | 1987-01-08 | 1988-07-14 | Toshiba Corp | スタ−リングエンジン |
-
1988
- 1988-07-02 JP JP1988087474U patent/JPH0755310Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0213153U (ja) | 1990-01-26 |
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