JPH078831Y2 - スタ−リング機関 - Google Patents
スタ−リング機関Info
- Publication number
- JPH078831Y2 JPH078831Y2 JP1986135258U JP13525886U JPH078831Y2 JP H078831 Y2 JPH078831 Y2 JP H078831Y2 JP 1986135258 U JP1986135258 U JP 1986135258U JP 13525886 U JP13525886 U JP 13525886U JP H078831 Y2 JPH078831 Y2 JP H078831Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shaft seal
- displacer
- shaft
- stirling engine
- cylinder
- 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
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- Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案はスターリング機関に関し、特にその作動空間
の気密を保持する軸シールに関するものである。
の気密を保持する軸シールに関するものである。
第２図は例えば特開昭60-212660号公報に示された従来
のデイスプレーサタイプスターリング機関を示す断面構
成図であり、（１）はデイスプレーサで、シリンダ
（２）内の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化を発生する。（６）はシリ
ンダ内に発生した圧力変化を出力として取り出す動力ピ
ストンで、接続されている動力ロツド（７）、クロスヘ
ツド（８）、動力コネクデイングロツド（9a），（9
b）、クランク軸（10）に運動を伝え、外部に回転出力
が得られる。クランク軸（10）にはさらにデイスプレー
サコネクテイングロツド（11）が回転自在に接続され、
コネクテイングロツド（11）の他端はさらにデイスプレ
ーサロツド（12）に接続されており、クロスヘツド
（８）、動力ピストン（６）を貫通し、デイスプレーサ
（１）に運動を伝えている。（13）はデイスプレーサロ
ツド（12）の動力ピストン（６）貫通部分の気密を保つ
軸シールで通常Ｏリング他各種パツキンが使用される。
（14）はデイスプレーサに取り付けられたガイドリン
グ、（15）は軸受で、デイスプレーサ（１）のふれを拘
束する。
のデイスプレーサタイプスターリング機関を示す断面構
成図であり、（１）はデイスプレーサで、シリンダ
（２）内の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化を発生する。（６）はシリ
ンダ内に発生した圧力変化を出力として取り出す動力ピ
ストンで、接続されている動力ロツド（７）、クロスヘ
ツド（８）、動力コネクデイングロツド（9a），（9
b）、クランク軸（10）に運動を伝え、外部に回転出力
が得られる。クランク軸（10）にはさらにデイスプレー
サコネクテイングロツド（11）が回転自在に接続され、
コネクテイングロツド（11）の他端はさらにデイスプレ
ーサロツド（12）に接続されており、クロスヘツド
（８）、動力ピストン（６）を貫通し、デイスプレーサ
（１）に運動を伝えている。（13）はデイスプレーサロ
ツド（12）の動力ピストン（６）貫通部分の気密を保つ
軸シールで通常Ｏリング他各種パツキンが使用される。
（14）はデイスプレーサに取り付けられたガイドリン
グ、（15）は軸受で、デイスプレーサ（１）のふれを拘
束する。
第３図は軸シール（13）付近の拡大断面図で、（16）は
軸シール保持具、（17）はピストンリングで、シリンダ
（２）と動力ピストン（６）の気密を保つ。（18）は冷
却器（５）、再生熱交換器（４）、加熱器（３）を経由
し、デイスプレーサ（１）の上部空間を連通する送気管
である。
軸シール保持具、（17）はピストンリングで、シリンダ
（２）と動力ピストン（６）の気密を保つ。（18）は冷
却器（５）、再生熱交換器（４）、加熱器（３）を経由
し、デイスプレーサ（１）の上部空間を連通する送気管
である。
次に動作について説明する。デイスプレーサ（１）の上
下運動により、シリンダ（２）内に封じ込められた高圧
の作動流体は、加熱器（３）、再生熱交換器（４）、冷
却器（５）を経由して、デイスプレーサ（１）の上，下
部の空間を往復する。この時、内部には温度差による圧
力変化が生じ、動力ピストン（６）に力が作用し、スタ
ーリングエンジンとしての運動が成立する。以上の動作
を行う構造として、デイスプレーサ（１）を上，下運動
させる動力を伝達するデイスプレーサロツド（12）は動
力ピストン（６）を貫通している。この貫通部を通じて
作動空間の気体がもれるのを防ぐのが軸シール（13）
で、常にデイスプレーサロツド（12）、動力ピストン
（６）に密着して気密を保持する。
下運動により、シリンダ（２）内に封じ込められた高圧
の作動流体は、加熱器（３）、再生熱交換器（４）、冷
却器（５）を経由して、デイスプレーサ（１）の上，下
部の空間を往復する。この時、内部には温度差による圧
力変化が生じ、動力ピストン（６）に力が作用し、スタ
ーリングエンジンとしての運動が成立する。以上の動作
を行う構造として、デイスプレーサ（１）を上，下運動
させる動力を伝達するデイスプレーサロツド（12）は動
力ピストン（６）を貫通している。この貫通部を通じて
作動空間の気体がもれるのを防ぐのが軸シール（13）
で、常にデイスプレーサロツド（12）、動力ピストン
（６）に密着して気密を保持する。
従来のスターリング機関の軸シール（13）構造では、デ
イスプレーサロツド（12）および動力ピストン（６）に
密着させていたため、運転中の摩耗が著しく、また、ガ
イドリング（14）および軸受（15）で構成されるデイス
プレーサ（１）のふれ防止機構の様にピストン運動と垂
直方向の力を受けるため、さらに著しく摩耗し、長くシ
ール性能を維持することができず、長期信頼性に欠ける
という問題点があつた。
イスプレーサロツド（12）および動力ピストン（６）に
密着させていたため、運転中の摩耗が著しく、また、ガ
イドリング（14）および軸受（15）で構成されるデイス
プレーサ（１）のふれ防止機構の様にピストン運動と垂
直方向の力を受けるため、さらに著しく摩耗し、長くシ
ール性能を維持することができず、長期信頼性に欠ける
という問題点があつた。
この考案は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、シールの摩耗によるシール性能の低下を防止
できる長時間に渡り信頼性の高いスターリング機関を得
ることを目的とする。
たもので、シールの摩耗によるシール性能の低下を防止
できる長時間に渡り信頼性の高いスターリング機関を得
ることを目的とする。
この考案のスターリング機関は、軸シールをディスプレ
ーサロッドに押しつけることなく内周側に性能上許容で
きる範囲の微小間隙をあけて上記ディスプレーサロッド
と対向させるとともに、上記ディスプレーサロッドが軸
と垂直方向に揺れた時に外周側が上記軸シール受け部に
当たらないように外周側と上記軸シール受け部との間に
間隙をあけて上記軸シール受け部と対向させ、かつ軸シ
ールの軸方向の両端面に径方向に延在する微小間隙を設
けたものである。
ーサロッドに押しつけることなく内周側に性能上許容で
きる範囲の微小間隙をあけて上記ディスプレーサロッド
と対向させるとともに、上記ディスプレーサロッドが軸
と垂直方向に揺れた時に外周側が上記軸シール受け部に
当たらないように外周側と上記軸シール受け部との間に
間隙をあけて上記軸シール受け部と対向させ、かつ軸シ
ールの軸方向の両端面に径方向に延在する微小間隙を設
けたものである。
この考案におけるスターリング機関においては、軸シー
ルとデイスプレーサロツドの間に性能上許容できる範囲
の微小間隙を設けることにより、シール摩耗が低減さ
れ、さらに、デイスプレーサロツドが軸と垂直方向に揺
れた時に軸シール外周側が軸シール受部に当らないよう
に外周側と軸シール受部の間に間隙を設けているので、
軸と垂直方向の力による摩耗を低減し、長くシール性能
を維持できる。なお、軸シールの軸方向の両端面に微小
間隙を設けたので、軸シールが軸と垂直方向のぶれだけ
でなく、斜め方向のぶれにも追随して自由に移動でき、
上述の効果がさらに高められる。
ルとデイスプレーサロツドの間に性能上許容できる範囲
の微小間隙を設けることにより、シール摩耗が低減さ
れ、さらに、デイスプレーサロツドが軸と垂直方向に揺
れた時に軸シール外周側が軸シール受部に当らないよう
に外周側と軸シール受部の間に間隙を設けているので、
軸と垂直方向の力による摩耗を低減し、長くシール性能
を維持できる。なお、軸シールの軸方向の両端面に微小
間隙を設けたので、軸シールが軸と垂直方向のぶれだけ
でなく、斜め方向のぶれにも追随して自由に移動でき、
上述の効果がさらに高められる。
以下、この考案の一実施例を図について説明する。第１
図はスターリング機関の軸シール部分を示す拡大断面図
で、図において、（19）は軸シール、（20）は動力ピス
トン（６）に形成された凹部で、軸シール受部はこの凹
部（20）と軸シール保持具（16）で構成される。軸シー
ル（19）はデイスプレーサロツド（12）との間に気体の
もれが許容範囲になる様な微小間隙（20a）を生じさせ
る内径を有し、デイスプレーサロツド（12）の軸方向に
発生する力を軸シール（19）に伝達しない様、軸シール
（19）を可動にする様に軸シール（19）外周側と凹部
（20）との間に間隙（20b）を生じさせる適当な肉厚を
有する円筒状のもので、内周側がデイスプレーサロツド
（12）と対向し、外周側が凹部（20）に対向して設けら
れている。（20c）は軸シール（19）と軸シール保持具
（16）との微小間隙、（20d）は軸シール（19）と凹部
（20）底面との微小間隙である。この実施例の場合、軸
シール（19）とデイスプレーサロツド（12）との微小間
隙（20a）は10〜20μｍ、間隙（20b）は１〜2mm、軸シ
ール（19）の軸方向の両端面と軸受部との微小間隙（20
c），（20d）は両方合わせて20〜30μｍとした。
図はスターリング機関の軸シール部分を示す拡大断面図
で、図において、（19）は軸シール、（20）は動力ピス
トン（６）に形成された凹部で、軸シール受部はこの凹
部（20）と軸シール保持具（16）で構成される。軸シー
ル（19）はデイスプレーサロツド（12）との間に気体の
もれが許容範囲になる様な微小間隙（20a）を生じさせ
る内径を有し、デイスプレーサロツド（12）の軸方向に
発生する力を軸シール（19）に伝達しない様、軸シール
（19）を可動にする様に軸シール（19）外周側と凹部
（20）との間に間隙（20b）を生じさせる適当な肉厚を
有する円筒状のもので、内周側がデイスプレーサロツド
（12）と対向し、外周側が凹部（20）に対向して設けら
れている。（20c）は軸シール（19）と軸シール保持具
（16）との微小間隙、（20d）は軸シール（19）と凹部
（20）底面との微小間隙である。この実施例の場合、軸
シール（19）とデイスプレーサロツド（12）との微小間
隙（20a）は10〜20μｍ、間隙（20b）は１〜2mm、軸シ
ール（19）の軸方向の両端面と軸受部との微小間隙（20
c），（20d）は両方合わせて20〜30μｍとした。
次にこの考案の作用について説明する。動力ピストン
（６）の凹部（20）内に納められた、この場合円筒形状
の軸シール（19）は、デイスプレーサロツド（12）との
間に相対的な速度をもつて運動を行うが、軸シール（1
9）はデイスプレーサロツド（12）との間に微小間隙（2
0a）を有するため、両者は接触することがなく、軸シー
ル（19）は摩耗しない。ただし、この微小間隙は気体の
もれがスターリング機関の性能を低下させない許容範囲
内である必要がある。さらにこの考案におけるスターリ
ング機関の軸シール（19）はその外周と凹部（20）との
間に十分な間隙（20b）を設けている。これは、デイス
プレーサ（１）の運動に伴い、クランク機構部で発生す
る軸と垂直方向の力、換言するとピストン運動と垂直の
方向の力が軸シール（19）に作用するのを防止するもの
で、デイスプレーサ（１）に付けたガイドリング（14）
及びクロスヘツド（８）に付けた軸受（15）双方におい
ても拘束できない範囲のデイスプレーサロツド（12）の
ふれよりも大きく取る必要がある。また、軸シール（1
9）の軸方向の両端面の上下端部分に設けた微小間隙（2
0c），（20d）はピストン運動と垂直方向への軸シール
（19）の動きを自由にし、且つ軸と斜め方向のぶれにも
追随して移動できるようにするもので、上述の効果をさ
らに高めている。ここに設けた間隙によるシール性能の
低下は、例えば動力ピストン（６）の上側が下側の圧力
よりも高い変動圧力条件では、軸シール（19）は圧力差
により動力ピストン（６）に押し付けられ、逆の条件で
は、軸シールは軸シール保持具（16）に押し付けられ、
両方の場合とも軸シール（19）の押し付けにより流路が
著しく小さくなるためほとんど生じない。
（６）の凹部（20）内に納められた、この場合円筒形状
の軸シール（19）は、デイスプレーサロツド（12）との
間に相対的な速度をもつて運動を行うが、軸シール（1
9）はデイスプレーサロツド（12）との間に微小間隙（2
0a）を有するため、両者は接触することがなく、軸シー
ル（19）は摩耗しない。ただし、この微小間隙は気体の
もれがスターリング機関の性能を低下させない許容範囲
内である必要がある。さらにこの考案におけるスターリ
ング機関の軸シール（19）はその外周と凹部（20）との
間に十分な間隙（20b）を設けている。これは、デイス
プレーサ（１）の運動に伴い、クランク機構部で発生す
る軸と垂直方向の力、換言するとピストン運動と垂直の
方向の力が軸シール（19）に作用するのを防止するもの
で、デイスプレーサ（１）に付けたガイドリング（14）
及びクロスヘツド（８）に付けた軸受（15）双方におい
ても拘束できない範囲のデイスプレーサロツド（12）の
ふれよりも大きく取る必要がある。また、軸シール（1
9）の軸方向の両端面の上下端部分に設けた微小間隙（2
0c），（20d）はピストン運動と垂直方向への軸シール
（19）の動きを自由にし、且つ軸と斜め方向のぶれにも
追随して移動できるようにするもので、上述の効果をさ
らに高めている。ここに設けた間隙によるシール性能の
低下は、例えば動力ピストン（６）の上側が下側の圧力
よりも高い変動圧力条件では、軸シール（19）は圧力差
により動力ピストン（６）に押し付けられ、逆の条件で
は、軸シールは軸シール保持具（16）に押し付けられ、
両方の場合とも軸シール（19）の押し付けにより流路が
著しく小さくなるためほとんど生じない。
なお、上記実施例では主にスターリングエンジンについ
て示したが、スターリングサイクル冷凍機やその他スタ
ーリング機関においても同様の効果を奏する。また、上
記実施例では、軸シール（19）を動力ピストン（６）内
に設けているが、動力ロツド（７）又はクロスヘツド
（８）内に設けても同様の効果を奏する。
て示したが、スターリングサイクル冷凍機やその他スタ
ーリング機関においても同様の効果を奏する。また、上
記実施例では、軸シール（19）を動力ピストン（６）内
に設けているが、動力ロツド（７）又はクロスヘツド
（８）内に設けても同様の効果を奏する。
以上のように、この考案によれば、軸シールをディスプ
レーサロッドに押しつけることなく内周側に性能上許容
できる範囲の微小間隙をあけて上記ディスプレーサロッ
ドと対向させるとともに、上記ディスプレーサロッドが
軸と垂直方向に揺れた時に外周側が上記軸シール受け部
に当たらないように外周側と上記軸シール受け部との間
に間隙をあけて上記軸シール受け部と対向させ、かつ軸
シールの軸方向の両端面に径方向に延在する微小間隙を
設けた構成にしたので、軸シールの摩耗を低減できると
ともにシール性能の低下を防止でき、さらに、軸シール
の両端面に微小間隙を設けたことにより、軸シールが軸
が斜め方向に傾いた場合にも自由に移動でき、上記軸シ
ールの摩耗の低減効果とシール性能の低下の防止効果と
を高める効果がある。
レーサロッドに押しつけることなく内周側に性能上許容
できる範囲の微小間隙をあけて上記ディスプレーサロッ
ドと対向させるとともに、上記ディスプレーサロッドが
軸と垂直方向に揺れた時に外周側が上記軸シール受け部
に当たらないように外周側と上記軸シール受け部との間
に間隙をあけて上記軸シール受け部と対向させ、かつ軸
シールの軸方向の両端面に径方向に延在する微小間隙を
設けた構成にしたので、軸シールの摩耗を低減できると
ともにシール性能の低下を防止でき、さらに、軸シール
の両端面に微小間隙を設けたことにより、軸シールが軸
が斜め方向に傾いた場合にも自由に移動でき、上記軸シ
ールの摩耗の低減効果とシール性能の低下の防止効果と
を高める効果がある。
第１図はこの考案の一実施例のスターリング機関の軸シ
ール部分を示す拡大断面図、第２図は従来のスターリン
グ機関を示す断面構成図、第３図は第２図の軸シール部
分を示す拡大断面図である。 図において、（１）はデイスプレーサ、（２）はシリン
ダ、（６）は動力ピストン、（12）はデイスプレーサロ
ツド、（16）は軸シール保持具、（19）は軸シール、
（20）は凹部、軸シール受部はこの場合凹部（20）と軸
シール保持具で構成される。（20a）は軸シール（19）
内周側の微小間隙、（20b）は軸シール（19）外周側の
間隙、（20c），（20d）は軸シール（19）の軸方向の両
端面の微小間隙である。 なお、図中同一符号は同一、又は相当部分を示す。
ール部分を示す拡大断面図、第２図は従来のスターリン
グ機関を示す断面構成図、第３図は第２図の軸シール部
分を示す拡大断面図である。 図において、（１）はデイスプレーサ、（２）はシリン
ダ、（６）は動力ピストン、（12）はデイスプレーサロ
ツド、（16）は軸シール保持具、（19）は軸シール、
（20）は凹部、軸シール受部はこの場合凹部（20）と軸
シール保持具で構成される。（20a）は軸シール（19）
内周側の微小間隙、（20b）は軸シール（19）外周側の
間隙、（20c），（20d）は軸シール（19）の軸方向の両
端面の微小間隙である。 なお、図中同一符号は同一、又は相当部分を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 武藤 浄 兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三 菱電機株式会社中央研究所内 (72)考案者 吉田 忠弘 兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三 菱電機株式会社中央研究所内 (56)参考文献 実開 昭57−186748（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭30−8848（ＪＰ，Ｙ１)
Claims (1)
- 【請求項１】シリンダ内を往復摺動し、上記シリンダ内
に圧力変化を生じさせるディスプレーサと、このディス
プレーサとクランク機構を連結するディスプレーサロッ
ドと、このディスプレーサロッドが挿入される貫通孔を
有し、上記シリンダ内に生じた圧力変化を出力として取
り出し、上記シリンダ内を往復摺動する動力ピストン
と、上記ディスプレーサロッドが挿入され上記貫通孔か
ら漏れる気体の漏れを防止し、シール受け部に設けられ
た軸シールとを備えたスターリング機関において、上記
軸シールをディスプレーサロッドとの間に約20μｍ以下
の微小間隙をあけて上記ディスプレーサロッドと対向さ
せるとともに、上記ディスプレーサロッドが軸と垂直方
向に揺れた時に外周側が上記軸シール受け部にあたらな
いように外周側と上記軸シール受け部との間に間隙をあ
けて上記軸シール受け部と対向させ、かつ軸シールの軸
方向の両端面に径方向に延在する微小間隙を設けたこと
を特徴とするスターリング機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1986135258U JPH078831Y2 (ja) | 1986-09-02 | 1986-09-02 | スタ−リング機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1986135258U JPH078831Y2 (ja) | 1986-09-02 | 1986-09-02 | スタ−リング機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6340566U JPS6340566U (ja) | 1988-03-16 |
| JPH078831Y2 true JPH078831Y2 (ja) | 1995-03-06 |
Family
ID=31037271
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1986135258U Expired - Lifetime JPH078831Y2 (ja) | 1986-09-02 | 1986-09-02 | スタ−リング機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH078831Y2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57186748U (ja) * | 1981-05-23 | 1982-11-26 | ||
| JPS585569A (ja) * | 1981-07-02 | 1983-01-12 | Mikuni Jukogyo Kk | 高圧往復動機の軸封装置 |
| JPS5884350U (ja) * | 1981-12-04 | 1983-06-08 | 株式会社 リケン | スタ−リングサイクル機関用軸封装置 |
-
1986
- 1986-09-02 JP JP1986135258U patent/JPH078831Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6340566U (ja) | 1988-03-16 |
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