JPS6016758Y2 - Joint structure of cylinder and head of hot gas machine - Google Patents

Joint structure of cylinder and head of hot gas machine

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JPS6016758Y2
JPS6016758Y2 JP11141079U JP11141079U JPS6016758Y2 JP S6016758 Y2 JPS6016758 Y2 JP S6016758Y2 JP 11141079 U JP11141079 U JP 11141079U JP 11141079 U JP11141079 U JP 11141079U JP S6016758 Y2 JPS6016758 Y2 JP S6016758Y2
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JP
Japan
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cylinder
ring
head
hot gas
gas machine
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JP11141079U
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Japanese (ja)
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JPS5629249U (en
Inventor
恒洋 川喜田
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日産自動車株式会社
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Publication date
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Description

【考案の詳細な説明】 この考案はスターリングエンジン、スターリングサイク
ル式冷凍機、スターリングサイクル式ヒートポンプ等の
熱ガス機械におけるシリンダとヘッドの接合構造に関す
る。
[Detailed Description of the Invention] This invention relates to a joint structure between a cylinder and a head in a hot gas machine such as a Stirling engine, a Stirling cycle refrigerator, or a Stirling cycle heat pump.

第1図はもつとも代表的な熱ガス機械として知られるス
ターリングエンジンの原理を概念的に示すもので、1は
加熱用ヒータ、12は冷却用クーラ、3は再生器であり
、ヒータ1、クーラ2及び再生器3で熱交換器を構成す
る。
Figure 1 conceptually shows the principle of a Stirling engine, which is known as a typical hot gas machine. 1 is a heating heater, 12 is a cooling cooler, and 3 is a regenerator. and the regenerator 3 constitute a heat exchanger.

4,5は高温シリンダ及び低温シリンダでありぐ両シリ
ンダ4゜5は夫々シリンダヘッド41.51とシリンダ
ブロック42.52からなる。
4 and 5 are a high-temperature cylinder and a low-temperature cylinder. Both cylinders 4.5 consist of a cylinder head 41.51 and a cylinder block 42.52, respectively.

6,7はピストン、8.9は連結杆である。6 and 7 are pistons, and 8.9 is a connecting rod.

このような構成からなるスターリングエンジンでは、エ
ンジン内に水素、ヘリウム等の作動ガスを高圧で封入し
、これを外部から加熱・冷却することによってガスの膨
張・圧縮をくり返して動力を発生するが、上記作動ガス
は極めて漏洩し易い気体であるので、内燃機関で使用す
るガスケットのようなシール材では多量のガス洩れを生
じ、使用不可能である。
In a Stirling engine with such a configuration, working gas such as hydrogen or helium is sealed at high pressure inside the engine, and this is heated and cooled from the outside to repeatedly expand and compress the gas to generate power. Since the above-mentioned working gas is a gas that leaks extremely easily, a sealing material such as a gasket used in an internal combustion engine causes a large amount of gas leakage and cannot be used.

したがって、従来のスターリングエンジンにおいては、
第2図に示すようにシリンダブロック42.52に環状
溝42a、52aを削設し、この環状溝42at52a
に、この溝の深さより厚い環状シール部材であるOリン
グを装着した後、シリンダヘッド41.51をボルト1
1でシリンダブロック42.52に締結し、環状溝42
a、52aの底面とシリンダヘッド41.51の底面と
の間でOリング10を押潰すことにより、間隙を排除し
てガスシールを行う接合構造がとられて来た。
Therefore, in a conventional Stirling engine,
As shown in FIG. 2, annular grooves 42a and 52a are cut in the cylinder block 42.
After installing the O-ring, which is an annular sealing member thicker than the depth of this groove, the cylinder head 41.51 is attached to the bolt 1.
1 to the cylinder block 42.52, and the annular groove 42
A joint structure has been adopted in which the O-ring 10 is crushed between the bottom surface of the cylinder head 41.a, 52a and the bottom surface of the cylinder head 41.51, thereby eliminating a gap and creating a gas seal.

さらに、0リング10は内側が外側に比して高圧である
ことから、溝形状を第3図に示すように内周切欠溝42
a、52bとして、この切欠溝42a、42bにOリン
グ10を装着する構造も用いられている。
Furthermore, since the inner side of the O-ring 10 has a higher pressure than the outer side, the groove shape is changed to the inner circumferential notched groove 42 as shown in FIG.
A structure in which an O-ring 10 is attached to the cutout grooves 42a and 42b is also used as the grooves a and 52b.

なお、この0リング18は低温シリンダ5側ではゴム質
のものを、高温シリンダ4側では耐熱性の金属01Jン
ダを使用するのが普通である。
Note that this O-ring 18 is normally made of rubber on the low-temperature cylinder 5 side, and a heat-resistant metal O-ring 18 is used on the high-temperature cylinder 4 side.

しかし、このような従来のシリンダブロックとシリンダ
ヘッドの接合構造では、環状溝42a。
However, in such a conventional cylinder block and cylinder head joining structure, the annular groove 42a.

52a又は内周切欠溝42b、52bの溝加工に際し、
溝深さの高精度と溝底面の表面あらさを極上仕上げする
ことが要求され、また、使用中はシリンダヘッドの底面
や溝の底面に傷又は錆がつかないように細心の注意を払
う必要がある。
52a or the inner peripheral notch grooves 42b, 52b, when processing the grooves,
High precision of the groove depth and the finest surface roughness of the groove bottom are required, and during use, extreme care must be taken to avoid scratches or rust on the bottom of the cylinder head and the bottom of the groove. be.

特に多気筒の場合には、たとえ1気筒でも加工ミス又は
傷や錆が生ずるとシリンダ全体が使用不能となリ、歩溜
りが著しく悪い。
Particularly in the case of multiple cylinders, if a processing error or scratch or rust occurs even in one cylinder, the entire cylinder becomes unusable, resulting in a significantly poor yield.

さらに、高温シリンダ4側に用いられる金属Oリング1
0は、円周溝42a又は内周切欠溝42bの底面に固着
し、著しく脱着困難となる難点を有している。
Furthermore, a metal O-ring 1 used on the high temperature cylinder 4 side
No. 0 has the disadvantage that it adheres to the bottom surface of the circumferential groove 42a or the inner circumferential notched groove 42b, making it extremely difficult to attach and detach.

この考案は上記のような問題を解消するためになされた
もので、溝加工を廃止して、この溝の深さと同等の厚さ
、すなわちOリングの厚さより小さい厚さを有し、かつ
Oリング外径とほぼ同径の内径を有するスペーサを、シ
リンダヘッドとシリンダブロックとの間に装着し、この
スペーサの内部にOリングを挿入すると共に、シリンダ
ヘッド底面とシリンダブロック上面に硬質メッキを施し
て傷、錆等の発生を防止することにより、従来の欠点を
解決したシリンダとヘッドの接合構造を提供するもので
ある。
This idea was made to solve the above-mentioned problems, and by eliminating the groove machining, the O A spacer with an inner diameter that is approximately the same as the outer diameter of the ring is installed between the cylinder head and cylinder block, an O-ring is inserted inside this spacer, and hard plating is applied to the bottom surface of the cylinder head and the top surface of the cylinder block. The present invention provides a joining structure between a cylinder and a head that solves the conventional drawbacks by preventing the occurrence of scratches, rust, etc.

以下、第4図に示す実施例によってこの考案を説明する
が、第2図乃至第3図に示す従来例と同一の部分には同
一の符号を付してその説明を省略する。
Hereinafter, this invention will be explained with reference to the embodiment shown in FIG. 4, but the same parts as in the conventional example shown in FIGS. 2 and 3 are given the same reference numerals, and the explanation thereof will be omitted.

シリンダヘッド41.51の下面及びシリンダブロック
42.52の上面にクローム等の硬質メッキを施してメ
ッキ層12.13を形威し、このシリンダヘッド41.
51とシリンダブロック42.52の間に、Oリング1
0の外径とほぼ等しい内径とその厚さより小さい厚さを
有する内面環状のスペーサ14をOリング10の外側に
配置し、ボルト11でシリンダヘッド41.51とシリ
ンダブロック42.52を締付けて上記Oリング10を
上下から押潰すことによりガスシールを行う。
Hard plating such as chrome is applied to the lower surface of the cylinder head 41.51 and the upper surface of the cylinder block 42.52 to form a plating layer 12.13.
Between 51 and cylinder block 42, 52, O-ring 1
An annular inner spacer 14 having an inner diameter approximately equal to the outer diameter of the O-ring 10 and a thickness smaller than the O-ring 10 is placed on the outside of the O-ring 10, and the cylinder head 41.51 and the cylinder block 42.52 are tightened with the bolts 11. Gas sealing is performed by crushing the O-ring 10 from above and below.

なお、上記のスペーサは通常金属製とするが、特に高温
シリンダ4側のスペーサは、高温のシリンダヘッド41
から低温のシリンダブロック42へ熱が逃げるのを防ぐ
ためにセラミック踏等の断熱材を用いることが望ましい
The spacer mentioned above is usually made of metal, but the spacer on the high temperature cylinder 4 side is particularly suitable for the high temperature cylinder head 41.
In order to prevent heat from escaping from the cylinder block 42 to the cold cylinder block 42, it is desirable to use a heat insulating material such as ceramic tread.

この考案は上記のような構成からなるもので、Oリング
10の外径にスペーサ14の内径がほぼ一致しているの
で、作動ガスの圧力がOリング10に直接かかつて外側
に膨らむおそれは皆無である。
This device has the above-mentioned configuration, and since the inner diameter of the spacer 14 almost matches the outer diameter of the O-ring 10, there is no possibility that the pressure of the working gas will directly affect the O-ring 10 or swell outward. It is.

また、ボルト11を螺脱してシリンダヘッド41.51
を外し、スペーサ14を取除けば、Oリング10が露出
するので高温シリンダ4側の金属Oリングもその脱着は
極めて容易である。
Also, unthread the bolt 11 and remove the cylinder head 41.51.
If the spacer 14 is removed, the O-ring 10 will be exposed, so the metal O-ring on the high-temperature cylinder 4 side can also be attached and detached very easily.

さらに、スペーサ14はシリンダブロック42.52と
別部微であるので、特に多気筒の場合、シリンダブロッ
ク自体を加工する環状溝又は内周切欠溝のように、加工
の失敗からシリンダブロック全体を使用不能とするおそ
れなく、各気筒ごとのOリングの潰れ代をすべて等しく
して完全なガスシールを行うことが可能である。
Furthermore, since the spacer 14 is a separate part from the cylinder block 42, 52, especially in the case of multiple cylinders, the entire cylinder block is used due to machining failures, such as an annular groove or an inner circumferential notch groove that is machined in the cylinder block itself. It is possible to achieve a complete gas seal by making the O-ring collapse distance for each cylinder the same without fear of failure.

以上熱ガス機械のシリンダヘッドとシリンダブロックと
の接合部について述べたがこれに限定されるものでなく
、精度の高いシールを必要とする接合部分にスペーサを
使用することにより、高精度の深さ寸法と、極上の表面
仕上げを要求された従来の溝加工を必要とせず、生産性
が大幅に上昇して歩溜りが著しく向上する。
The above description is about the joint between the cylinder head and cylinder block of a hot gas machine, but it is not limited to this.By using spacers at joints that require highly accurate sealing, highly accurate depth sealing can be achieved. It eliminates the need for conventional groove machining that requires dimensions and excellent surface finish, greatly increasing productivity and yields.

また、接合面に夫々硬質メッキを施すことにより、使用
時に傷や錆等が発生するおそれなく、これらに注意を払
う必要もない。
Further, by applying hard plating to each joint surface, there is no risk of scratches, rust, etc. occurring during use, and there is no need to pay attention to these.

さらに高温側の金属Oリングの脱着も簡単となり、保守
が極めて容易となる等の優れた効果を有する。
Furthermore, the metal O-ring on the high temperature side can be easily attached and detached, and maintenance is extremely easy.

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

第1図は熱ガス機械の代表例としてスターリングエンジ
ンの原理を模型的に示す説明図、第2図及び第3図は熱
ガス機械のシリンダヘッドとシリンダヘッド、りの従来
の接合構造を例示する第1図で一点鎖線で囲んだ部分の
拡大断面図、第4図はこの考案による傍合構造を示す第
2図と同様な断面図である。 4・・・・・・高温シリンダ、5・・・・・・低温シリ
ンダ、10・・・・・・Oリング、12,13・・・・
・・メッキ層、14・・・・・・スペーサ、41.51
・・・・・・シリンダヘッド、42.52・・・・・シ
リンダブロック。
Figure 1 is an explanatory diagram schematically showing the principle of a Stirling engine as a representative example of a hot gas machine, and Figures 2 and 3 illustrate the conventional joint structure between cylinder heads of a hot gas machine. FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view of the portion surrounded by a dashed line, and FIG. 4 is a cross-sectional view similar to FIG. 2 showing the side structure according to this invention. 4...High temperature cylinder, 5...Low temperature cylinder, 10...O ring, 12, 13...
...Plating layer, 14...Spacer, 41.51
...Cylinder head, 42.52...Cylinder block.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 熱ガス機械のシリンダブロック上面とシリンダヘッド下
面に夫々硬質メッキを施し、この両接合面のOリングを
装着すると共に、□このOリングの外径とほぼ等しい内
径を有しかつOリングの厚さより小さい厚さを有するス
ペーサを上記Oリングの外周部に挟着したことを特徴と
するシリンダとヘッドの接合構造。
Hard plating is applied to the upper surface of the cylinder block and lower surface of the cylinder head of the hot gas machine, respectively, and an O-ring is attached to both joint surfaces. A joining structure between a cylinder and a head, characterized in that a spacer having a small thickness is sandwiched between the outer periphery of the O-ring.
JP11141079U 1979-08-13 1979-08-13 Joint structure of cylinder and head of hot gas machine Expired JPS6016758Y2 (en)

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JPS5629249U JPS5629249U (en) 1981-03-19
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