JPH08320166A - Sealing mechanism of gas compressor/expander - Google Patents

Sealing mechanism of gas compressor/expander

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Publication number
JPH08320166A
JPH08320166A JP12793495A JP12793495A JPH08320166A JP H08320166 A JPH08320166 A JP H08320166A JP 12793495 A JP12793495 A JP 12793495A JP 12793495 A JP12793495 A JP 12793495A JP H08320166 A JPH08320166 A JP H08320166A
Authority
JP
Japan
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piston
guide
space
hole
chamber
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP12793495A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Itsuo Nakasaki
五夫 中崎
Takafumi Nakayama
隆文 中山
Junji Matsue
準治 松栄
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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
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Publication of JPH08320166A publication Critical patent/JPH08320166A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE: To provide a gas compressor/expander which prevents lubricating oil and metal powder entering a guide space from adhering to a piston rod, and further prevents the lubricating oil and/or metal powder from entering a back pressure space. CONSTITUTION: There is disposed a cylindrical suction/discharge member which abuts and surrounds a piston rod 23 in a guide space 4 formed in a cross guide 43 to discharge lubricating oil as it is compressed and suck lubricating oil as it returns to an original shape. There is further disposed check valves 27b, 4b across at least two of a hole 27a, a hole 25a, and a hole 4a formed in a wall surface of the guide space 4 for allowing only a gas flow flowing from a piston driving chamber 11 through an internal peripheral space 42, the hole 25a, an external peripheral space 41, and the hole 4a into the piston driving chamber 11.

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、ピストン及び/又はデ
ィスプレーサの摺動によって低温を発生させる冷凍装置
のガス圧縮膨張器であって、特にピストンロッドへの潤
滑オイル、金属粉等の付着を防ぎ、潤滑オイル、金属粉
等のピストン作動室への侵入を防止するシール機構に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas compression expander for a refrigerating device which generates a low temperature by sliding a piston and / or a displacer, and particularly prevents the adhesion of lubricating oil, metal powder, etc. to a piston rod. , A sealing mechanism for preventing lubricating oil, metal powder, etc. from entering the piston working chamber.

【0002】[0002]

【従来の技術】電子デバイス分野、バイオテクノロジー
分野等に於いて、各種試料、材料、赤外線センサー、超
伝導デバイス等の超低温で冷却、保存するための冷凍技
術の開発が望まれている。超低温を発生する冷凍装置と
して、ガス圧縮膨張器によって冷媒ガスを圧縮又は膨張
する装置が知られており、スターリング冷凍機、パルス
チューブ式冷凍機、GMサイクル冷凍機等が挙げられ
る。これらのガス圧縮膨張器を具えた冷凍装置は、優れ
た効率で超低温を実現することが出来る。
2. Description of the Related Art In the electronic device field, biotechnology field, etc., development of a refrigeration technique for cooling and storing various samples, materials, infrared sensors, superconducting devices, etc. at ultralow temperatures is desired. As a refrigerating device that generates an ultralow temperature, a device that compresses or expands a refrigerant gas by a gas compression expander is known, and examples thereof include a Stirling refrigerator, a pulse tube refrigerator, and a GM cycle refrigerator. A refrigeration system equipped with these gas compression expanders can realize ultra-low temperature with excellent efficiency.

【0003】以下、スターリング冷凍機を例に挙げて説
明する。図8は、公知の2ピストン型のスターリング冷
凍機(1)であって、冷媒ガスが充填されたケーシング(1
0)中に、ピストン駆動室(11)が形成され、ガス圧縮器の
作用をする圧縮側ピストン作動室(2)及びガス膨張器の
作用をする膨張側ピストン作動室(3)がピストン駆動室
(11)に接続して配備されている。圧縮側ピストン作動室
(2)と膨張側ピストン作動室(3)は、クランク軸(12)に
対して略90°ずれて配置され、クランク軸(12)が反時計
方向に回転して、該クランク軸(12)へコネクティングロ
ッド(24)(34)、ピストンロッド(23)(33)を介して連繋し
た2つのピストン(22)(32)が、90°の位相差で摺動す
る。ピストン(22)(32)の摺動によって、圧縮室(20)、膨
張室(30)、ガス流通管(13)及び再生熱交換器(14)とから
なる空間(以下「表圧空間(16)」という)内部に充填さ
れたヘリウムガス等の冷媒ガスが圧縮室(20)及び膨張室
(30)で圧縮、膨張、移動を繰り返すことにより、圧縮室
(20)と膨張室(30)を連結するガス流通管(13)及び金属
メッシュを積層して構成された再生熱交換器(14)を通
過、移動し、膨張室(30)で超低温の冷凍を発生し、圧縮
室(20)で高温を発生する。膨張室(30)で発生した超低温
の冷凍によって、上記センサー等の冷却を行なう。
A Stirling refrigerator will be described below as an example. FIG. 8 shows a known 2-piston Stirling refrigerator (1), which is a casing (1) filled with a refrigerant gas.
A piston drive chamber (11) is formed in (0), and a compression side piston working chamber (2) acting as a gas compressor and an expansion side piston working chamber (3) acting as a gas expander are formed in the piston driving chamber.
Deployed by connecting to (11). Compression side piston working chamber
The (2) and the expansion-side piston working chamber (3) are arranged so as to be shifted by about 90 ° with respect to the crankshaft (12), and the crankshaft (12) rotates counterclockwise to cause the crankshaft (12) to rotate. Two pistons (22) and (32) connected via the connecting rods (24) and (34) and the piston rods (23) and (33) slide with a phase difference of 90 °. By sliding the pistons (22) and (32), a space consisting of the compression chamber (20), the expansion chamber (30), the gas flow pipe (13), and the regenerative heat exchanger (14) (hereinafter referred to as "surface pressure space (16 ) '') Refrigerant gas such as helium gas filled inside the compression chamber (20) and expansion chamber
By repeating compression, expansion, and movement at (30), the compression chamber
The gas flow pipe (13) connecting the expansion chamber (30) and the expansion chamber (30) and the regenerative heat exchanger (14) composed of metal meshes are passed through and moved to the expansion chamber (30) at ultra-low temperature. To generate high temperature in the compression chamber (20). The ultra-low temperature freezing generated in the expansion chamber (30) cools the sensors and the like.

【0004】圧縮側ピストン作動室(2)について説明す
る。圧縮側ピストン作動室(2)には、冷媒ガスが充填さ
れたピストン作動室(2)と、該ピストン作動室(2)に摺
動可能に嵌合されたピストン(22)を具え、該ピストン(2
2)に嵌合したピストンリング(22a)によってピストン作
動室(2)は、表圧空間(16)と背圧空間(21)とに仕切ら
れ、表圧空間(16)は前記ガス流通管(13)に通じている。
ピストン駆動室(11)は、同様に冷媒ガスが充填され、動
力源(図示せず)の駆動によって回転するクランク軸(12)
が配備される。クランク軸(12)の回転を円滑に行なうた
めに、ピストン駆動室(11)の底部には、潤滑オイル(15)
が充たされており、クランク軸(12)に配備されたオイル
スプラッシャー(図示せず)等によって、クランク軸(12)
に潤滑オイル(15)を跳ね掛けている。ピストン(22)は、
ピストンロッド(23)及びコネクティングロッド(24)を介
して、クランク軸(12)に連繋している。背圧空間(21)と
ピストン駆動室(11)は、ピストンロッド(23)が往復移動
する貫通孔(26a)を具えたオイルシール(26)によって仕
切られる。尚、背圧空間(21)は、膨張側ピストン作動室
(3)の背圧空間(31)とガス流路(図示せず)で接続されて
おり、クランク機構の駆動時に圧縮又は膨張して動力ロ
スとなる気密空間であって、膨張室(30)における極低温
の発生には関与しない。
The compression side piston working chamber (2) will be described. The piston working chamber (2) on the compression side includes a piston working chamber (2) filled with a refrigerant gas and a piston (22) slidably fitted in the piston working chamber (2). (2
The piston working chamber (2) is partitioned into a surface pressure space (16) and a back pressure space (21) by a piston ring (22a) fitted in 2), and the surface pressure space (16) is the gas flow pipe ( 13).
The piston drive chamber (11) is similarly filled with a refrigerant gas and is rotated by the drive of a power source (not shown).
Will be deployed. To make the crankshaft (12) rotate smoothly, the bottom of the piston drive chamber (11) has a lubricating oil (15)
The crankshaft (12) is filled with oil by an oil splasher (not shown) installed on the crankshaft (12).
Lubricating oil (15) is splashing on. The piston (22)
It is connected to the crankshaft (12) via a piston rod (23) and a connecting rod (24). The back pressure space (21) and the piston drive chamber (11) are partitioned by an oil seal (26) having a through hole (26a) through which the piston rod (23) reciprocates. The back pressure space (21) is the expansion side piston working chamber.
It is an airtight space that is connected to the back pressure space (31) of (3) by a gas flow path (not shown), and becomes a power loss by being compressed or expanded when the crank mechanism is driven. The expansion chamber (30) It does not contribute to the generation of cryogenic temperatures in.

【0005】クランク軸(12)の回転によって、ピストン
(22)が上昇し、表圧空間(16)の容積を減少させる方向に
移動すると、表圧空間(16)の冷媒ガスが圧縮されてガス
流通管(13)に流出し、又、表圧空間(16)の容積を拡大さ
せる方向にピストン(22)が移動すると、ガス流通管(13)
から表圧空間(16)に冷媒ガスが流入する。膨張側ピスト
ン作動室(3)も同様に構成されている。
The rotation of the crankshaft (12) causes the piston
When (22) rises and moves in a direction that reduces the volume of the surface pressure space (16), the refrigerant gas in the surface pressure space (16) is compressed and flows out into the gas flow pipe (13), and the surface pressure is also reduced. When the piston (22) moves in the direction of expanding the volume of the space (16), the gas flow pipe (13)
The refrigerant gas flows into the surface pressure space (16) from the inside. The expansion side piston working chamber (3) has the same structure.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ピストン駆動室(11)内
部の冷媒ガスには、霧状となった潤滑オイルが混合して
いる。ピストン駆動室(11)内の潤滑オイルミストが混合
している冷媒ガスが、ピストン(22)の摺動による背圧空
間(21)とピストン駆動室(11)との差圧によって背圧空間
(21)に流入したり、ピストンロッド(23)の往復移動によ
って、ピストンロッド(23)に膜状に付着した潤滑オイル
が背圧空間(21)に流入することがあった。背圧空間(21)
とピストン駆動室(11)とは、前述の通りオイルシール(2
6)によって仕切られているが、オイルシール(26)のみで
背圧空間(21)への潤滑オイルの侵入を防止することは困
難であった。又ピストンロッド(23)に付着した潤滑オイ
ルには、クランク機構の摩耗による金属粉等が混ざって
いることがある。金属粉等がオイルシール(26)とピスト
ンロッド(23)との摺動部分に付着したり、背圧空間(21)
に侵入すると、シール効果が薄れたり、ピストン(22)の
摩耗が起こることがある。
The atomized lubricating oil is mixed with the refrigerant gas inside the piston drive chamber (11). Refrigerant gas mixed with lubricating oil mist in the piston drive chamber (11) is back pressure space due to the differential pressure between the back pressure space (21) and the piston drive chamber (11) due to the sliding of the piston (22).
Lubricating oil, which adheres to the piston rod (23) in a film shape, may flow into the back pressure space (21) due to the inflow into the (21) or the reciprocating movement of the piston rod (23). Back pressure space (21)
The piston drive chamber (11) and the oil seal (2
Although it is partitioned by 6), it was difficult to prevent the lubricating oil from entering the back pressure space (21) only by the oil seal (26). The lubricating oil adhering to the piston rod (23) may be mixed with metal powder or the like due to wear of the crank mechanism. Metal powder adheres to the sliding part between the oil seal (26) and the piston rod (23), and the back pressure space (21)
If it penetrates into, the sealing effect may be weakened and the piston (22) may be worn.

【0007】更に、背圧空間(21)に侵入した潤滑オイル
が、ピストンリング(22a)で仕切られている表圧空間(1
6)に漏れた場合、表圧空間(16)に流入した潤滑オイル
は、ガス流通管(13)を通って再生熱交換器(14)に達し、
再生熱交換器(14)の金属メッシュに付着して、目詰りを
起こしたり、熱交換率の低下を招き、再生熱交換器(14)
の蓄冷能力を劣化させることがある。再生熱交換器(14)
の蓄冷能力の劣化は、冷凍装置の冷凍能力の劣化とな
る。これらの問題を回避するには、潤滑オイルのピスト
ン駆動室(11)から背圧空間(21)、即ちピストン作動室
(2)への流出を防止することが、極めて重要である。
Further, the lubricating oil that has entered the back pressure space (21) is partitioned by the piston ring (22a) into the front pressure space (1
If it leaks to 6), the lubricating oil flowing into the surface pressure space (16) reaches the regenerative heat exchanger (14) through the gas flow pipe (13),
It adheres to the metal mesh of the regenerative heat exchanger (14), causing clogging and a decrease in the heat exchange rate.
May deteriorate the cold storage capacity of. Regenerative Heat Exchanger (14)
The deterioration of the cold storage capacity of the above means the deterioration of the refrigeration capacity of the refrigeration system. To avoid these problems, lubrication oil piston drive chamber (11) to back pressure space (21)
It is extremely important to prevent outflow to (2).

【0008】本発明の目的は、ガイド空間に侵入する潤
滑オイル、金属粉のピストンロッドへの付着を防止し、
潤滑オイル及び/又は金属粉のピストン作動室への侵入
を防ぐガス圧縮膨張器を提供する。
An object of the present invention is to prevent the lubricating oil and metal powder that enter the guide space from adhering to the piston rod,
Provided is a gas compression expander that prevents lubricating oil and / or metal powder from entering the piston working chamber.

【0009】[0009]

【課題を解決する為の手段】上記課題を解決するため
に、本発明のガス圧縮膨張器のシール機構に於いては、
仕切板(25)のピストン駆動室(11)側には、ピストンロッ
ド(23)を囲んで筒状のクロスガイド(43)を配備し、該ピ
ストンロッド(23)には、クロスガイド(43)内に形成され
たガイド空間(4)を往復移行するピストンガイド(27)を
取り付ける。該ピストンガイド(27)にはピストン駆動室
(11)からガイド空間(4)へのガス流入のみを許容する逆
止弁(27b)を具えた孔(27a)が貫通開設されてガイド空間
(4)とピストン駆動室(11)を連通する。クロスガイド(4
3)には、ガイド空間(4)からピストン駆動室(11)へのガ
ス流出のみを許容する逆止弁(4b)を具えた孔(4a)が貫
通開設されている。ガイド空間(4)内のピストンロッド
(23)に当接包囲する筒状の吸出部材(6)を配備し、クロ
スガイド(43)内側には仕切板(25)とピストンガイド(27)
とに夫々端部が係合された環状の伸縮体(5)が、ピスト
ンガイド(27)に開設された孔(27a)を包囲するよう配備
されてガイド空間(4)を外周空間(41)と内周空間(42)と
に仕切る。仕切板(25)には内周空間(42)と外周空間(41)
とを連通する孔(25a)が開設される。
In order to solve the above-mentioned problems, in the sealing mechanism of the gas compression expander of the present invention,
On the piston drive chamber (11) side of the partition plate (25), a cylindrical cross guide (43) is provided surrounding the piston rod (23), and the piston rod (23) has a cross guide (43). A piston guide (27) that reciprocates in the guide space (4) formed inside is attached. The piston guide (27) has a piston drive chamber.
A hole (27a) having a check valve (27b) that allows only gas flow from the (11) to the guide space (4) is opened to penetrate the guide space.
(4) communicates with the piston drive chamber (11). Cross guide (4
A hole (4a) having a check valve (4b) for allowing only gas to flow from the guide space (4) to the piston drive chamber (11) is penetratingly formed in 3). Piston rod in the guide space (4)
A cylindrical suction member (6) that abuts and surrounds (23) is provided, and a partition plate (25) and a piston guide (27) are provided inside the cross guide (43).
An annular expansion and contraction body (5) whose ends are engaged with and is arranged so as to surround the hole (27a) formed in the piston guide (27), and the guide space (4) is surrounded by the outer peripheral space (41). And the inner space (42). The partition plate (25) has an inner space (42) and an outer space (41).
A hole (25a) communicating with and is opened.

【0010】[0010]

【作用】ピストンロッド(23)はクランク軸(12)の回転に
よって往復移動する。上死点付近に位置していたピスト
ンロッド(23)が、クランク軸(12)に近づく方向に移動す
ると(図2)、ガイド空間(4)の容積が拡大してピストン
駆動室(11)よりも低圧となって、孔(27a)の逆止弁(27b)
が開放し、ピストン駆動室(11)からガイド空間(4)にガ
スが流入する。ガイド空間(4)に流入するガスには、ピ
ストン駆動室(11)内の霧状の潤滑オイル及び金属粉等が
混ざっているが、ピストンロッド(23)がクランク軸(12)
方向に移動することによって、後述する工程で、仕切板
(25)とピストンガイド(27)との間に挟まれて圧縮されて
いた吸出部材(6)が原型に復帰して、吸出部材(6)がガ
スに混入している潤滑オイル及び金属粉の一部を吸い取
る。
[Operation] The piston rod (23) reciprocates by the rotation of the crankshaft (12). When the piston rod (23) located near the top dead center moves toward the crankshaft (12) (Fig. 2), the volume of the guide space (4) expands and becomes larger than the piston drive chamber (11). Also becomes low pressure, the check valve (27b) of the hole (27a)
Is opened, and gas flows from the piston drive chamber (11) into the guide space (4). The gas flowing into the guide space (4) contains a mixture of mist-like lubricating oil and metal powder in the piston drive chamber (11), but the piston rod (23) moves to the crankshaft (12).
By moving in the direction, the partition plate
The suction member (6), which was compressed by being sandwiched between the (25) and the piston guide (27), returns to its original shape, and the suction member (6) collects the lubricating oil and the metal powder mixed in the gas. Absorb a part.

【0011】次に、下死点付近に位置していたピストン
ロッド(23)が、クランク軸から遠ざかる方向に移動する
と(図3)、ガイド空間(4)の容積が縮小してピストン駆
動室(11)よりも高圧となって、孔(27a)の逆止弁(27b)が
閉じ、孔(4a)の逆止弁(4b)が開放される。逆止弁(4
b)の開放によって、外周空間(41)内のガスがピストン駆
動室(11)に排出され、又、内周空間(42)内のガスが孔(2
5a)から外周空間(41)に流れ込んで、ピストン駆動室(1
1)に排出される。このとき、図2に示す工程で潤滑オイ
ル及び金属粉を吸い取った吸出部材(6)は、仕切板(25)
とピストンガイド(27)に挟まれて圧縮し、潤滑オイル及
び金属粉を吐き出す。吐き出された潤滑オイル等は、孔
(25a)から吸い出されて、外周空間(41)を経てピストン
駆動室(11)に排出される。
Next, when the piston rod (23) located near the bottom dead center moves in the direction away from the crankshaft (FIG. 3), the volume of the guide space (4) is reduced and the piston drive chamber ( The pressure becomes higher than that of 11), the check valve (27b) of the hole (27a) is closed, and the check valve (4b) of the hole (4a) is opened. Check valve (4
By opening b), the gas in the outer peripheral space (41) is discharged to the piston drive chamber (11), and the gas in the inner peripheral space (42) is released into the holes (2
5a) flows into the outer peripheral space (41), and the piston drive chamber (1
It is discharged to 1). At this time, the suction member (6) sucking the lubricating oil and the metal powder in the step shown in FIG.
It is sandwiched between the piston guide (27) and compressed, and the lubricating oil and metal powder are discharged. Lubricating oil, etc., discharged should
It is sucked out from (25a) and discharged into the piston drive chamber (11) through the outer peripheral space (41).

【0012】[0012]

【発明の効果】ピストンロッド(23)の往復移動によっ
て、吸出部材(6)を圧縮又は原型に復帰させ、ガイド空
間(4)内のガスに含まれる潤滑オイル、金属粉を吸い取
ることにより、潤滑オイル等のピストンロッド(23)への
付着を防止出来る。これによりピストン作動室(2)への
潤滑オイル等の流入を阻止出来、冷凍能力の低下を防止
することが出来る。更に、金属粉のピストン作動室(2)
への流入によるピストン(22)等の摩耗が防止される。
又、吸出部材(6)に吸い取られた潤滑オイル等は、ガイ
ド空間(4)とピストン駆動室(11)との圧力差による冷媒
ガスの流れによって、孔(25a)から吸い出されて、外周
空間(41)を経てピストン駆動室(11)に流出するため、吸
出部材(6)から吐き出された潤滑オイル、金属等がピス
トンロッド(23)に付着した状態で動作することがない。
又、本発明のロッドシール機構は、クランク軸(12)の回
転によるピストンロッド(23)の往復移動及びガイド空間
(4)とピストン駆動室(11)との差圧を利用しているた
め、他の駆動源を必要としない。
[Effects of the Invention] The reciprocating movement of the piston rod (23) causes the suction member (6) to be compressed or returned to its original shape, and the lubricating oil and the metal powder contained in the gas in the guide space (4) are sucked to perform lubrication. It is possible to prevent oil and the like from adhering to the piston rod (23). As a result, inflow of lubricating oil or the like into the piston working chamber (2) can be prevented, and a reduction in refrigerating capacity can be prevented. In addition, a metal powder piston working chamber (2)
The wear of the piston (22) and the like due to the inflow of water is prevented.
The lubricating oil sucked by the suction member (6) is sucked out from the hole (25a) by the flow of the refrigerant gas due to the pressure difference between the guide space (4) and the piston drive chamber (11), and the outer circumference Since it flows out into the piston drive chamber (11) through the space (41), the lubricating oil, metal, etc. discharged from the suction member (6) do not operate in a state of adhering to the piston rod (23).
Further, the rod seal mechanism of the present invention is configured so that the reciprocating movement of the piston rod (23) by the rotation of the crankshaft (12) and the guide space
Since the differential pressure between (4) and the piston drive chamber (11) is used, no other drive source is required.

【0013】[0013]

【実施例】本発明の実施例を図面に沿って詳述する。
尚、以下の実施例は、本発明をクランク機構によって駆
動する2ピストン型のスターリング冷凍機に適用した例
について述べるが、本発明は、これに限定されることな
く、例えば、1ピストン1ディスプレーサ型のスターリ
ング冷凍機や、パルスチューブ式冷凍機、GMサイクル
冷凍機等のガス圧縮及び/又は膨張器、1シリンダ又は
複数シリンダの空気圧縮器にも適用でき、ピストン駆動
機構もクランク機構に限定されない。先ず、スターリン
グ冷凍機(1)の基本構成について図1に沿って説明す
る。スターリング冷凍機(1)は、密閉されたケーシング
(10)の内部に、ヘリウム、窒素等の冷媒ガスが充填さ
れ、ピストン駆動機構としてのクランク機構を具えたピ
ストン駆動室(11)と、クランク機構によって摺動するピ
ストン(22)(32)を夫々具えた2つのピストン作動室(2)
(3)が形成される。ピストン作動室(2)(3)は、クラン
ク機構のクランク軸(12)に対して、90°ずれて配備され
る。
Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In addition, although the following embodiment describes an example in which the present invention is applied to a two-piston type Stirling refrigerator driven by a crank mechanism, the present invention is not limited to this, and is, for example, a one-piston, one-displacer type. Can be applied to a gas compression and / or expansion device such as a Stirling refrigerator, a pulse tube refrigerator, a GM cycle refrigerator, etc., and an air compressor having one cylinder or a plurality of cylinders, and the piston drive mechanism is not limited to the crank mechanism. First, the basic configuration of the Stirling refrigerator (1) will be described with reference to FIG. Stirling refrigerator (1) is a closed casing
The inside of (10) is filled with a refrigerant gas such as helium and nitrogen, and a piston drive chamber (11) having a crank mechanism as a piston drive mechanism and a piston (22) (32) sliding by the crank mechanism are provided. Two piston working chambers (2)
(3) is formed. The piston working chambers (2) and (3) are arranged so as to be displaced by 90 ° with respect to the crankshaft (12) of the crank mechanism.

【0014】ピストン駆動室(11)と、ピストン作動室
(2)(3)は、オイルシール(26)(36)を具えた仕切板(25)
(35)によって仕切られている。ピストン駆動室(11)の内
部には、クランク軸(12)と該クランク軸(12)に接続され
たコネクティングロッド(24)(34)とから構成されるクラ
ンク機構が配備される。クランク軸(12)の一端に、電動
機、内燃機関等の動力源(図示せず)が接続され、該動
力源の回転駆動によってクランク軸(12)は回転する。ク
ランク軸(12)の他端は、ケーシング(10)に回転自由に支
持される。ピストン駆動室(11)の底部には、潤滑オイ
ル(15)が充たされており、該潤滑オイル(15)は、クラン
ク軸(12)に配備されたオイルスプラッシャー(図示せ
ず)等によって、クランク機構に跳ね掛けて、回転接続
部を潤滑している。
Piston drive chamber (11) and piston working chamber
(2) (3) is a partition plate (25) equipped with oil seals (26) (36)
Partitioned by (35). A crank mechanism including a crank shaft (12) and connecting rods (24) (34) connected to the crank shaft (12) is provided inside the piston drive chamber (11). A power source (not shown) such as an electric motor or an internal combustion engine is connected to one end of the crankshaft (12), and the crankshaft (12) is rotated by rotationally driving the power source. The other end of the crankshaft (12) is rotatably supported by the casing (10). The bottom of the piston drive chamber (11) is filled with lubricating oil (15), and the lubricating oil (15) is supplied by an oil splasher (not shown) provided on the crankshaft (12). It bounces on the crank mechanism and lubricates the rotary connection.

【0015】2つのピストン作動室(2)(3)は、ピスト
ン(22)(32)によって2つの空間に夫々仕切られる。クラ
ンク軸(12)が反時計周りに回転したときに、90°位相が
進んで摺動するピストン(32)側のピストン作動室を膨張
側ピストン作動室(3)、該ピストン(32)を膨張側ピスト
ン(32)、他方のピストン作動室(2)を圧縮側ピストン作
動室(2)、嵌装されるピストン(22)を圧縮側ピストン(2
2)と呼ぶ。膨張側は、ガス膨張器として作用し、圧縮側
は、ガス圧縮器として作用する。又、膨張側ピストン作
動室(3)について、ピストン駆動室(11)に近い方を膨張
側背圧空間(31)、遠い方を膨張室(30)とし、圧縮側ピス
トン作動室(2)について、ピストン駆動室(11)に近い方
を圧縮側背圧空間(21)、遠い方を圧縮室(20)とする。各
ピストン(22)(32)には、ピストンロッド(23)(33)が接続
される。ピストンロッド(23)(33)は、前記仕切板(25)(3
5)の略中央部に開設された貫通孔(26a)(36a)を通って、
コネクティングロッド(24)(34)と接続され、該コネクテ
ィングロッド(24)(34)が前記クランク軸(12)に連繋され
る。ピストン(22)(32)の外周面には、ピストンリング(2
2a)(32a)が嵌められており、圧縮室(20)及び膨張室(30)
と、背圧空間(21)(31)との間をシールしている。圧縮室
(20)と膨張室(30)とは、ガス流通管(13)によって接続さ
れ、該ガス流通管(13)の流路中に、金属メッシュを積層
した再生熱交換器(14)が配備される。圧縮室(20)と膨張
室(30)、ガス流通管(13)及び再生熱交換器(14)が占める
空間を表圧空間(16)とする。
The two piston working chambers (2) and (3) are partitioned into two spaces by pistons (22) and (32), respectively. When the crankshaft (12) rotates counterclockwise, the piston working chamber on the piston (32) side that slides by advancing by 90 ° expands the piston working chamber (3) on the expansion side and expands the piston (32). Side piston (32), the other piston working chamber (2) is the compression side piston working chamber (2), and the fitted piston (22) is the compression side piston (2).
Call 2). The expansion side acts as a gas expander and the compression side acts as a gas compressor. Regarding the expansion side piston working chamber (3), the side closer to the piston drive chamber (11) is the expansion side back pressure space (31) and the far side is the expansion chamber (30), and the compression side piston working chamber (2) The side closer to the piston drive chamber (11) is the compression side back pressure space (21), and the one farther from the piston drive chamber (11) is the compression chamber (20). A piston rod (23) (33) is connected to each piston (22) (32). The piston rods (23) (33) are connected to the partition plates (25) (3
Through the through holes (26a) (36a) opened in the approximate center of 5),
It is connected to connecting rods (24) and (34), and the connecting rods (24) and (34) are connected to the crankshaft (12). On the outer surface of the piston (22) (32), the piston ring (2
2a) (32a) is fitted, compression chamber (20) and expansion chamber (30)
And the back pressure spaces (21) and (31) are sealed. Compression chamber
The (20) and the expansion chamber (30) are connected by a gas flow pipe (13), and in the flow path of the gas flow pipe (13), a regenerative heat exchanger (14) in which metal mesh is laminated is provided. It The space occupied by the compression chamber (20), the expansion chamber (30), the gas flow pipe (13) and the regenerative heat exchanger (14) is referred to as a surface pressure space (16).

【0016】スターリング冷凍機(1)は、動力源の駆動
によって、クランク軸(12)が回転し、2つのピストン(2
2)(32)が90°の位相差で摺動して、表圧空間(16)で圧縮
行程、等容移送行程、膨張行程、等容移送行程からなる
冷凍サイクルを繰り返して、圧縮室(20)で圧縮熱を放
出、膨張室(30)で冷媒ガスの膨張による吸熱によって超
低温を発生する。膨張室(30)で超低温となった冷媒ガス
は、ガス流通管(13)を通って圧縮室(20)に移動するとき
に、再生熱交換器(14)を冷却する。又圧縮室(20)にて高
温化して移動する冷媒ガスが、再生熱交換器(14)で放熱
して冷却され膨張室(30)に流入する。
In the Stirling refrigerator (1), the crankshaft (12) is rotated by the driving of the power source and the two pistons (2
2) The (32) slides with a phase difference of 90 °, and the refrigeration cycle consisting of the compression stroke, the equal volume transfer stroke, the expansion stroke and the equal volume transfer stroke is repeated in the surface pressure space (16), and the compression chamber ( The compression heat is released in 20), and an ultralow temperature is generated in the expansion chamber 30 due to the absorption of heat by the expansion of the refrigerant gas. The refrigerant gas, which has become extremely low temperature in the expansion chamber (30), cools the regenerative heat exchanger (14) when moving to the compression chamber (20) through the gas flow pipe (13). In addition, the refrigerant gas that has increased in temperature and moved in the compression chamber (20) radiates heat in the regenerative heat exchanger (14), is cooled, and flows into the expansion chamber (30).

【0017】本発明のシール機構を2ピストン型のスタ
ーリング冷凍機(1)に具えた例について説明する。図2
及び図3は、図1のスターリング冷凍機(1)の圧縮側背
圧空間(21)とピストン駆動室(11)との仕切板(25)の周辺
部の拡大図である。膨張側にも同様の構成の機構が配備
されている。仕切板(25)のピストン駆動室(11)側には、
円筒状のクロスガイド(43)が配備され、内側にガイド空
間(4)を形成している。又、ピストンロッド(23)のコネ
クティングロッド(24)側の端部には、円盤状のピストン
ガイド(27)が固定して配備され、コネクティングロッド
(24)はピストンガイド(27)にピン(28)にて揺動可能に配
備される。クランク軸(12)の回転によるコネクティング
ロッド(24)の運動によって、ピストンガイド(27)は、ピ
ストン(22)と同時に往復運動する。このとき、ピストン
ガイド(27)の外周面が、クロスガイド(43)の内周面に略
当接して、可及的に冷媒ガスの漏洩を防ぎながら摺動す
るよう形成されている。
An example in which the two-piston type Stirling refrigerator (1) is equipped with the seal mechanism of the present invention will be described. Figure 2
And FIG. 3 is an enlarged view of the peripheral part of the partition plate (25) between the compression side back pressure space (21) and the piston drive chamber (11) of the Stirling refrigerator (1) of FIG. A mechanism having a similar configuration is also provided on the expansion side. On the piston drive chamber (11) side of the partition plate (25),
A cylindrical cross guide (43) is provided to form a guide space (4) inside. A disc-shaped piston guide (27) is fixedly provided at the end of the piston rod (23) on the side of the connecting rod (24).
(24) is provided on the piston guide (27) so as to be swingable by a pin (28). The movement of the connecting rod (24) due to the rotation of the crankshaft (12) causes the piston guide (27) to reciprocate simultaneously with the piston (22). At this time, the outer peripheral surface of the piston guide (27) substantially abuts the inner peripheral surface of the cross guide (43), and is formed so as to slide while preventing leakage of the refrigerant gas as much as possible.

【0018】ガイド空間(4)には、図4に示す如く、可
撓性材料にて円筒状の蛇腹に構成された伸縮体(5)が配
備される。図2に示す如く、該伸縮体(5)の一端の環状
上部が仕切板(25)に、他方の環状下部がピストンガイド
(27)に、夫々全周に亘って密着して接合されている。ガ
イド空間(4)は伸縮体(5)によって外周空間(41)と内周
空間(42)に分けられる。
As shown in FIG. 4, the guide space (4) is provided with a telescopic body (5) formed of a flexible material into a cylindrical bellows. As shown in FIG. 2, the annular upper part of one end of the elastic body (5) is the partition plate (25), and the other annular lower part is the piston guide.
(27) are closely adhered and joined to each other over the entire circumference. The guide space (4) is divided into an outer peripheral space (41) and an inner peripheral space (42) by the expandable body (5).

【0019】ガイド空間(4)内部のピストンロッド(23)
の周囲には、スポンジ、繊維状の部材(例えば綿等)、ウ
レタン製の樹脂等の圧縮を受けると潤滑オイルを吐き出
し、原型に復すときに潤滑オイルを吸収する筒状の吸出
部材(6)が、ピストンロッド(23)に当接して包囲するよ
う配備される。吸出部材(6)のピストンロッド(23)の移
動方向の長さは、少なくともピストンガイド(27)がクラ
ンク軸(12)から最も遠ざかったときに、ピストンガイド
(27)と仕切板(25)に挟まれて圧縮を受ける長さであれば
よい。
Piston rod (23) inside the guide space (4)
Around the circumference of, a sponge, a fibrous member (such as cotton), a urethane resin, or the like is used to discharge the lubricating oil when compressed, and a cylindrical suction member (6 that absorbs the lubricating oil when returning to the original shape). ) Is arranged to abut and surround the piston rod (23). The length of the suction member (6) in the moving direction of the piston rod (23) is such that at least when the piston guide (27) is farthest from the crankshaft (12).
Any length may be used as long as it is compressed between the (27) and the partition plate (25).

【0020】仕切板(25)には、図2及び図3に示す如
く、外周空間(41)と内周空間(42)とを連通する1又は2
以上の噴出孔(25a)が開設される。各噴出孔(25a)の内周
空間(42)側の端部開口の一部は、ピストンロッド(23)の
近傍で吸出部材(6)に向けて開口している。又、仕切板
(25)の背圧空間(21)側には、樹脂等で形成されたオイル
シール(26)が配備される。
As shown in FIGS. 2 and 3, the partition plate (25) is connected to the outer peripheral space (41) and the inner peripheral space (42) by one or two.
The above jet holes (25a) are opened. A part of the end opening on the inner peripheral space (42) side of each ejection hole (25a) opens toward the suction member (6) near the piston rod (23). Also, a partition plate
An oil seal (26) made of resin or the like is provided on the back pressure space (21) side of (25).

【0021】クロスガイド(43)上には、仕切板(25)との
接合部付近に、1又は2以上の孔(4a)が開設されてお
り、該孔(4a)には、ガイド空間(4)からピストン駆動
室(11)への冷媒ガスの流出のみを許容する逆止弁(4b)が
配備される。
On the cross guide (43), one or more holes (4a) are formed near the joint with the partition plate (25), and the guide space ( A check valve (4b) which allows only the outflow of the refrigerant gas from the piston drive chamber (11) to the piston drive chamber (11) is provided.

【0022】ピストンガイド(27)には、ピストン駆動室
(11)と内周空間(42)とを連通する孔(27a)が、1又は2
以上開設されており、各孔(27a)には、ピストン駆動室
(11)から内周空間(42)への冷媒ガスの流入のみを許容す
る逆止弁(27b)が配備される。
The piston guide (27) has a piston drive chamber.
The hole (27a) that connects the (11) and the inner peripheral space (42) is 1 or 2
The piston drive chamber has been opened in each hole (27a).
A check valve (27b) is provided which allows only the inflow of the refrigerant gas from the (11) to the inner peripheral space (42).

【0023】[シール動作]上記構成のシール機構の動
作について、図2及び図3に沿って詳述する。 [工程1]図2に示す如く、上死点付近に位置するピス
トンロッド(23)が、クランク軸(12)に近づく方向に移動
すると、ガイド空間(4)の容積が拡大する。容積の拡大
によって、ガイド空間(4)のガス圧が、ピストン駆動室
(11)のガス圧よりも低くなり、孔(27a)の逆止弁(27b)が
開放して、ピストン駆動室(11)からガイド空間(4)にガ
スが流入する。ガイド空間(4)に流入するガスには、ピ
ストン駆動室(11)内の霧状の潤滑オイル及び金属粉等が
混ざっている。しかしながら、ピストンロッド(23)がク
ランク軸(12)方向に移動することによって、後述する工
程2で、仕切板(25)とピストンガイド(27)に挟まれて圧
縮されていた吸出部材(6)が原型に復帰し、吸出部材
(6)がガスに混入している潤滑オイル及び金属粉の一部
を吸い取る。又、ガイド空間(4)に流入する冷媒ガス
は、孔(27a)を通って、内周空間(42)に流入し、一部
が、仕切板(25)に開設された孔(25a)を通って、外周空
間(41)に流入する。このとき、吸出部材(6)に吸い取ら
れた潤滑オイル、金属粉の一部が外周空間(41)に排出さ
れる。
[Seal Operation] The operation of the seal mechanism having the above structure will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3. [Step 1] As shown in FIG. 2, when the piston rod (23) located near the top dead center moves toward the crankshaft (12), the volume of the guide space (4) increases. Due to the expansion of the volume, the gas pressure in the guide space (4) is
It becomes lower than the gas pressure of (11), the check valve (27b) of the hole (27a) opens, and gas flows from the piston drive chamber (11) into the guide space (4). The gas flowing into the guide space (4) is mixed with mist-like lubricating oil and metal powder in the piston drive chamber (11). However, as the piston rod (23) moves in the direction of the crankshaft (12), the suction member (6) that is compressed by being sandwiched between the partition plate (25) and the piston guide (27) in step 2 described later. Is restored to its original shape, and the suction member
(6) Absorbs some of the lubricating oil and metal powder mixed in the gas. Further, the refrigerant gas flowing into the guide space (4) flows through the hole (27a) into the inner peripheral space (42), and a part of the refrigerant gas flows through the hole (25a) opened in the partition plate (25). It flows through and flows into the outer peripheral space (41). At this time, part of the lubricating oil and the metal powder sucked by the suction member (6) is discharged to the outer peripheral space (41).

【0024】[工程2]図3に示す如く、下死点付近に
位置するピストンロッド(23)が、クランク軸から遠ざか
る方向に移動すると、ガイド空間(4)の容積が縮小す
る。容積の縮小によって、ガイド空間(4)のガス圧が、
ピストン駆動室(11)よりも高圧となって、孔(27a)の逆
止弁(27b)が閉じ、孔(4a)の逆止弁(4b)が開く。逆止
弁(4b)の開放によって、外周空間(41)の冷媒ガスは孔
(4b)からピストン駆動室(11)に排出され、又、内周空
間(42)内のガスが孔(25a)から外周空間(41)に流れ込ん
でピストン駆動室(11)に排出される。このとき、上記工
程1で潤滑オイル及び金属粉を吸い取った吸出部材(6)
は、仕切板(25)とピストンガイド(27)に挟まれて圧縮
し、潤滑オイル及び金属粉を吐き出す。吐き出された潤
滑オイル等は、孔(25a)から吸い出されて、外周空間(4
1)を経てピストン駆動室(11)に排出される。
[Step 2] As shown in FIG. 3, when the piston rod (23) located near the bottom dead center moves away from the crankshaft, the volume of the guide space (4) decreases. Due to the volume reduction, the gas pressure in the guide space (4)
The pressure becomes higher than that of the piston drive chamber (11), the check valve (27b) in the hole (27a) closes, and the check valve (4b) in the hole (4a) opens. By opening the check valve (4b), the refrigerant gas in the outer peripheral space (41) becomes a hole.
The gas is discharged from (4b) into the piston drive chamber (11), and the gas in the inner peripheral space (42) flows from the hole (25a) into the outer peripheral space (41) and is discharged into the piston drive chamber (11). At this time, the sucking member (6) sucking the lubricating oil and the metal powder in the above step 1
Is sandwiched between the partition plate (25) and the piston guide (27) and compressed, and the lubricating oil and the metal powder are discharged. Lubricating oil, etc., discharged is sucked out from the hole (25a) and
It is discharged to the piston drive chamber (11) via 1).

【0025】上記工程1及び工程2がクランク軸(12)の
回転によって繰り返される。ガイド空間(4)に流入した
潤滑オイル、金属粉等は、吸出部材(6)によって吸い取
られ、又、吸出部材(6)に吸い取られた潤滑オイル等
は、ピストンガイド(27)の往復移動によって、外周空間
(41)又は外周空間(41)を介してピストン駆動室(11)に排
出されるため、ピストンロッド(23)に付着しない。従っ
て、従来ピストンロッド(23)に付着した潤滑オイル等が
背圧空間(21)に流入して表圧空間(16)に流入することに
よって、再生熱交換器(14)の熱交換率の低下が問題とな
っていたが、本発明のシール機構によって、前記問題は
解決される。更に、背圧空間(21)への金属粉の流入が防
止されることにより、ピストン(22)、ピストンリング(2
2a)及びピストン作動室(2)の内面の摩耗が防止され
る。又、上記実施例の如き逆止弁(27b)(4b)を配置する
ことによって、工程1及び工程2の両方で、内周空間(4
2)から外周空間(41)へ向かうガス流が発生し、吸出部材
(6)の吸い取った潤滑オイル等を、孔(25a)からより多
く吸い出すことが出来る。
The above steps 1 and 2 are repeated by the rotation of the crankshaft (12). Lubricating oil, metal powder, etc. flowing into the guide space (4) are sucked by the suction member (6), and lubricating oil, etc. sucked by the suction member (6) are moved by the reciprocating movement of the piston guide (27). , Perimeter space
Since it is discharged to the piston drive chamber (11) through the (41) or the outer peripheral space (41), it does not adhere to the piston rod (23). Therefore, the lubricating oil or the like that has conventionally adhered to the piston rod (23) flows into the back pressure space (21) and then into the surface pressure space (16), which lowers the heat exchange rate of the regenerative heat exchanger (14). However, the above problem is solved by the sealing mechanism of the present invention. Furthermore, by preventing the metal powder from flowing into the back pressure space (21), the piston (22) and the piston ring (2
Wear of the inner surfaces of 2a) and the piston working chamber (2) is prevented. Further, by arranging the check valves (27b) and (4b) as in the above embodiment, the inner peripheral space (4
A gas flow from 2) to the outer peripheral space (41) is generated, and the suction member
The lubricating oil etc. sucked up in (6) can be sucked out more from the hole (25a).

【0026】膨張側ピストン作動室(3)も同様の構造と
することによって、吸出部材(6)によってピストンロッ
ド(33)に、潤滑オイル、金属粉が付着せず、潤滑オイル
等の膨張側背圧空間(31)への侵入は防止され、再生熱交
換器(14)の熱交換率の低下、膨張側ピストン(32)、ピス
トンリング(32a)及びピストン作動室(3)内面の摩耗も
防止される。
By making the expansion side piston working chamber (3) have the same structure, the suction member (6) prevents the lubricating oil and the metal powder from adhering to the piston rod (33), and the expansion side back of the lubricating oil or the like. Invasion into the pressure space (31) is prevented, the heat exchange rate of the regenerative heat exchanger (14) is reduced, and the expansion side piston (32), piston ring (32a) and piston working chamber (3) inner surface are also prevented from wearing. To be done.

【0027】本発明の他の実施例として、図5に示す如
く、仕切板(25)の孔(25a)に内周空間(42)から外周空間
(41)へのガス流のみを許容する逆止弁(25b)を配備し、
クロスガイド(43)の孔(4a)に外周空間(41)からピスト
ン駆動室(11)へのガス流のみを許容する逆止弁(4b)を
配備しても、ピストンガイド(27)の往復移動によって、
内周空間(42)から外周空間(41)へのガス流が発生し、吸
出部材(6)の吸い取った潤滑オイル等を孔(25a)から吸
い出すことが出来る。
As another embodiment of the present invention, as shown in FIG. 5, from the inner space (42) to the outer space in the hole (25a) of the partition plate (25).
Deploy a check valve (25b) that allows only gas flow to (41),
Even if a check valve (4b) that allows only gas flow from the outer peripheral space (41) to the piston drive chamber (11) is provided in the hole (4a) of the cross guide (43), the piston guide (27) reciprocates. By moving
A gas flow from the inner peripheral space (42) to the outer peripheral space (41) is generated, and the lubricating oil or the like sucked by the suction member (6) can be sucked out from the hole (25a).

【0028】本発明の更に異なる実施例として、図6に
示す如く、ピストンガイド(27)の孔(27a)にピストン駆
動室(11)から内周空間(42)へのガス流のみを許容する逆
止弁(27b)を配備し、仕切板(25)の孔(25a)に内周空間(4
2)から外周空間(41)へのガス流のみを許容する逆止弁(2
5b)を配備する。この構成によれば、ピストンガイド(2
7)がクランク軸(12)から遠ざかる方向に移動する工程に
て、内周空間(42)の冷媒ガス及び吸出部材(6)に含まれ
る潤滑オイル、金属粉等が、孔(25a)から吸い出され
る。
As a further different embodiment of the present invention, as shown in FIG. 6, only the gas flow from the piston drive chamber (11) to the inner peripheral space (42) is allowed in the hole (27a) of the piston guide (27). A check valve (27b) is installed, and the inner space (4) is installed in the hole (25a) of the partition plate (25).
Check valve (2) that allows only gas flow from (2) to outer space (41)
Deploy 5b). According to this configuration, the piston guide (2
During the process in which 7) moves in the direction away from the crankshaft (12), the refrigerant gas in the inner space (42) and the lubricating oil, metal powder, etc. contained in the suction member (6) are sucked from the hole (25a). Will be issued.

【0029】又、図7に示す如く、孔(4a)(25a)(27a)
の少なくとも2つに前記実施例と逆向き、即ちピストン
駆動室(11)から孔(4a)を通って、外周空間(41)、孔(25
a)、内周空間(42)、孔(27a)を経てピストン駆動室(11)
に流れるガス流のみを許容する逆止弁(4b)(25b)(27b)
を具えることによっても同様の効果を得ることが出来
る。又、孔(27a)には、オイル溜まり(29)を形成するこ
とによって、吸出部材(6)を圧縮した際に吸出部材(6)
から吐き出される潤滑オイル等を一時的に溜める構成と
することも出来る。
As shown in FIG. 7, the holes (4a) (25a) (27a)
In at least two of the directions opposite to those in the above embodiment, that is, from the piston drive chamber (11) through the hole (4a), the outer peripheral space (41) and the hole (25
a), the inner space (42), the hole (27a) and then the piston drive chamber (11)
Check valve (4b) (25b) (27b) that allows only gas flow to flow
The same effect can be obtained by including. Further, by forming the oil sump (29) in the hole (27a), the suction member (6) is compressed when the suction member (6) is compressed.
It is also possible to temporarily store the lubricating oil or the like discharged from the device.

【0030】上記実施例の説明は、本発明を説明するた
めのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定
し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本
発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲
に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは
勿論である。
The above description of the embodiments is for explaining the present invention, and should not be construed as limiting the invention described in the claims or reducing the scope. The configuration of each part of the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and it goes without saying that various modifications can be made within the technical scope described in the claims.

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

【図1】本発明のスターリング冷凍機の断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a Stirling refrigerator of the present invention.

【図2】クロスガイド部分の拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of a cross guide portion.

【図3】クロスガイド部分の拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of a cross guide portion.

【図4】伸縮体の斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of a telescopic body.

【図5】他の実施例のクロスガイド部分の拡大図であ
る。
FIG. 5 is an enlarged view of a cross guide portion of another embodiment.

【図6】更に異なる実施例のクロスガイド部分の拡大図
である。
FIG. 6 is an enlarged view of a cross guide portion of still another embodiment.

【図7】他の実施例のクロスガイド部分の拡大図であ
る。
FIG. 7 is an enlarged view of a cross guide portion of another embodiment.

【図8】従来のスターリング冷凍機の断面図である。FIG. 8 is a sectional view of a conventional Stirling refrigerator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

(1) スターリング冷凍機 (2) 圧縮側ピストン作動室 (20) 圧縮室 (22) 圧縮側ピストン (27) ピストンガイド (43) クロスガイド (5) 伸縮体 (6) 吸出部材 (1) Stirling refrigerator (2) Compression side piston working chamber (20) Compression chamber (22) Compression side piston (27) Piston guide (43) Cross guide (5) Telescopic body (6) Suction member

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ピストン(22)が往復摺動するピストン作
動室(2)と、ピストン駆動機構を具えるピストン駆動室
(11)とが仕切板(25)によって仕切られ、ピストン(22)は
ピストンロッド(23)を介して、ピストン駆動機構に連繋
され、ピストン駆動機構の駆動によってピストン(22)が
摺動してピストン作動室のガスを圧縮又は膨張するガス
圧縮膨張器のシール機構に於いて、 仕切板(25)のピストン駆動室(11)側には、ピストンロッ
ド(23)を囲んで筒状のクロスガイド(43)を配備し、 該ピストンロッド(23)には、クロスガイド(43)内に形成
されたガイド空間(4)を往復移行するピストンガイド(2
7)を取り付け、 該ピストンガイド(27)には孔(27a)が貫通開設されてガ
イド空間(4)とピストン駆動室(11)を連通し、 クロスガイド(43)には、ガイド空間(4)とピストン駆動
室(11)を連通する孔(4a)が貫通開設され、 ガイド空間(4)内のピストンロッド(23)に当接包囲する
筒状の吸出部材(6)を配備し、 クロスガイド(43)内側には仕切板(25)とピストンガイド
(27)とに夫々端部が係合された環状の伸縮体(5)がピス
トンガイド(27)に開設された孔(27a)を包囲するよう配
備されてガイド空間(4)を外周空間(41)と内周空間(42)
とに仕切り、 仕切板(25)には内周空間(42)と外周空間(41)とを連通す
る孔(25a)が開設され、 孔(27a)、孔(25a)及び孔(4a)の少なくとも2つには、
ピストン駆動室(11)から孔(27a)、内周空間(42)、孔(25
a)、外周空間(41)、孔(4a)を通ってピストン駆動室(1
1)に流れる方向のみのガス流を許容する逆止弁(27b)(25
b)(4b)が配備され、 ピストン(22)の摺動によって吸出部材(6)がピストンガ
イド(27)と仕切板(25)に挟まれて圧縮を受けると潤滑オ
イルを吐き出し、吐き出された潤滑オイルは、孔(25
a)、外周空間(41)及び孔(4a)を通って、ピストン駆動
室(11)に流出し、吸出部材(6)が原型に復すときに内周
空間(42)内の潤滑オイルを吸収することを特徴とするガ
ス圧縮膨張器のシール機構。
1. A piston working chamber (2) in which a piston (22) slides back and forth, and a piston driving chamber having a piston driving mechanism.
(11) is separated from the partition plate (25), the piston (22) is linked to the piston drive mechanism via the piston rod (23), and the piston (22) slides by the drive of the piston drive mechanism. In the sealing mechanism of the gas compression expander that compresses or expands the gas in the piston working chamber, the partition plate (25) has a cylindrical cross guide surrounding the piston rod (23) on the piston drive chamber (11) side. (43) is provided, and a piston guide (2) that reciprocates in a guide space (4) formed in the cross guide (43) is provided on the piston rod (23).
7) is attached, a hole (27a) is opened in the piston guide (27) to communicate the guide space (4) with the piston drive chamber (11), and the cross guide (43) has a guide space (4). ) And the piston drive chamber (11) are communicated with each other, a hole (4a) is opened therethrough, and a cylindrical suction member (6) is provided to surround the piston rod (23) in the guide space (4). Partition plate (25) and piston guide inside the guide (43)
An annular telescopic body (5) whose ends are engaged with (27) is provided so as to surround the hole (27a) opened in the piston guide (27), and the guide space (4) is surrounded by an outer peripheral space ( 41) and inner space (42)
The partition plate (25) is provided with a hole (25a) that connects the inner peripheral space (42) and the outer peripheral space (41) to each other, and the hole (27a), the hole (25a), and the hole (4a) are connected to each other. At least two
Piston drive chamber (11) to hole (27a), inner space (42), hole (25
a), the outer peripheral space (41) and the hole (4a) through the piston drive chamber (1
Check valve (27b) (25b) that allows gas flow only in the direction of (1)
b) (4b) is provided, and when the piston (22) slides, the suction member (6) is sandwiched between the piston guide (27) and the partition plate (25) and compressed, and the lubricating oil is discharged and discharged. Lubricating oil should be
a), through the outer peripheral space (41) and the hole (4a), flow out to the piston drive chamber (11), and when the suction member (6) returns to its original form, the lubricating oil in the inner peripheral space (42) is removed. A sealing mechanism for a gas compression expander characterized by absorbing.
【請求項2】 ピストン(22)が往復摺動するピストン作
動室(2)と、ピストン駆動機構を具えるピストン駆動室
(11)とが仕切板(25)によって仕切られ、ピストン(22)は
ピストンロッド(23)を介してピストン駆動機構に連繋さ
れ、ピストン駆動機構の駆動によってピストン(22)が摺
動してピストン作動室のガスを圧縮又は膨張するガス圧
縮膨張器のシール機構に於いて、 仕切板(25)のピストン駆動室(11)側には、ピストンロッ
ド(23)を囲んで筒状のクロスガイド(43)を配備し、 該ピストンロッド(23)には、クロスガイド(43)内に形成
されたガイド空間(4)を往復移行するピストンガイド(2
7)を取り付け、 該ピストンガイド(27)には孔(27a)が貫通開設されてガ
イド空間(4)とピストン駆動室(11)を連通し、 クロスガイド(43)には、ガイド空間(4)とピストン駆動
室(11)を連通する孔(4a)が貫通開設され、 ガイド空間(4)内のピストンロッド(23)に当接包囲する
筒状の吸出部材(6)を配備し、 クロスガイド(43)内側には仕切板(25)とピストンガイド
(27)とに夫々端部が係合された環状の伸縮体(5)がピス
トンガイド(27)に開設された孔(27a)を包囲するよう配
備されてガイド空間(4)を外周空間(41)と内周空間(42)
とに仕切り、 仕切板(25)には内周空間(42)と外周空間(41)とを連通す
る孔(25a)が開設され、 孔(27a)、孔(25a)及び孔(4a)の少なくとも2つには、
ピストン駆動室(11)から孔(4a)、外周空間(41)、孔(25
a)、内周空間(42)、孔(27a)を通ってピストン駆動室(1
1)に流れる方向のみのガス流を許容する逆止弁(27b)(25
b)(4b)が配備され、 ピストン(22)の摺動によって吸出部材(6)がピストンガ
イド(27)と仕切板(25)に挟まれて圧縮を受けると潤滑オ
イルを吐き出し、吐き出された潤滑オイルは、孔(27a)
を通って、ピストン駆動室(11)に流出し、吸出部材(6)
が原型に復すときに内周空間(42)内の潤滑オイルを吸収
することを特徴とするガス圧縮膨張器のシール機構。
2. A piston working chamber (2) in which a piston (22) slides back and forth, and a piston driving chamber having a piston driving mechanism.
The (11) and (11) are separated by a partition plate (25), the piston (22) is linked to the piston drive mechanism via the piston rod (23), and the piston (22) slides due to the drive of the piston drive mechanism. In the seal mechanism of the gas compression expander that compresses or expands the gas in the working chamber, the partition plate (25) has a cylindrical cross guide (around the piston drive chamber (11) side that surrounds the piston rod (23). 43) is provided, and the piston rod (23) has a piston guide (2) that reciprocates in a guide space (4) formed in the cross guide (43).
7) is attached, a hole (27a) is opened in the piston guide (27) to communicate the guide space (4) with the piston drive chamber (11), and the cross guide (43) has a guide space (4). ) And the piston drive chamber (11) are communicated with each other, a hole (4a) is opened therethrough, and a cylindrical suction member (6) is provided to surround the piston rod (23) in the guide space (4). Partition plate (25) and piston guide inside the guide (43)
An annular telescopic body (5) whose ends are engaged with (27) is provided so as to surround the hole (27a) opened in the piston guide (27), and the guide space (4) is surrounded by an outer peripheral space ( 41) and inner space (42)
The partition plate (25) is provided with a hole (25a) that connects the inner peripheral space (42) and the outer peripheral space (41) to each other, and the hole (27a), the hole (25a), and the hole (4a) are connected to each other. At least two
From the piston drive chamber (11) to the hole (4a), the outer peripheral space (41), the hole (25
a), the inner space (42) and the hole (27a) through the piston drive chamber (1
Check valve (27b) (25b) that allows gas flow only in the direction of (1)
b) (4b) is provided, and when the piston (22) slides, the suction member (6) is sandwiched between the piston guide (27) and the partition plate (25) and compressed, and the lubricating oil is discharged and discharged. Lubricating oil has holes (27a)
Through the piston drive chamber (11) and the suction member (6)
A seal mechanism for a gas compression expander, which absorbs lubricating oil in the inner peripheral space (42) when returning to the original shape.
JP12793495A 1995-05-26 1995-05-26 Sealing mechanism of gas compressor/expander Withdrawn JPH08320166A (en)

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