JPS6124876A - 変位ピストン - Google Patents
変位ピストンInfo
- Publication number
- JPS6124876A JPS6124876A JP14604184A JP14604184A JPS6124876A JP S6124876 A JPS6124876 A JP S6124876A JP 14604184 A JP14604184 A JP 14604184A JP 14604184 A JP14604184 A JP 14604184A JP S6124876 A JPS6124876 A JP S6124876A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston
- ring
- gas
- ring groove
- slits
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J9/00—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction
- F16J9/08—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction with expansion obtained by pressure of the medium
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（１）産業上の利用分野
本発明はスターリングサイクルを用いた冷凍機用のピス
トンに関する。スターリングサイクルは、機関や冷凍機
等に利用されている。特公昭４６−２３５３３号公報に
開示される如く、作動空間を、最低圧ラインと最高圧ラ
インとの間に接続し、両ライン、を調圧弁で導通可能と
し、作動空間のガス圧の調整をするスターリングサイク
ルは公知である。たとえば、このようなスターリングサ
イクルを応用した公知の冷凍機を第４図に示す、動作ピ
ストン１によって画定される圧縮室２は、熱交換器３お
よび蓄冷器４を介して、変位ピストン５によって画定さ
れる膨脹室６と導通関係となっておシ、その作動空間内
にはヘリウムガス等の作動ガスが封入される。
トンに関する。スターリングサイクルは、機関や冷凍機
等に利用されている。特公昭４６−２３５３３号公報に
開示される如く、作動空間を、最低圧ラインと最高圧ラ
インとの間に接続し、両ライン、を調圧弁で導通可能と
し、作動空間のガス圧の調整をするスターリングサイク
ルは公知である。たとえば、このようなスターリングサ
イクルを応用した公知の冷凍機を第４図に示す、動作ピ
ストン１によって画定される圧縮室２は、熱交換器３お
よび蓄冷器４を介して、変位ピストン５によって画定さ
れる膨脹室６と導通関係となっておシ、その作動空間内
にはヘリウムガス等の作動ガスが封入される。
両ピストン１．５はクランク機構Ｔ又は斜板機構によっ
て、位相差が与えられながら往復動する。８は電動モー
タである。作動空間を構成する圧縮室２は、調圧弁９を
介して、バッファー室１０と連通可能である。
て、位相差が与えられながら往復動する。８は電動モー
タである。作動空間を構成する圧縮室２は、調圧弁９を
介して、バッファー室１０と連通可能である。
膨脹室６に入った圧縮ガスは、変位ピストン５の動きに
よる膨脹室空間の増大により、低温となシ、冷凍機では
この低温を外部に取出し利用している。このような冷凍
機では、変位（膨張）ピストンまわシからの作動ガスの
漏れは、冷凍能力や冷凍効率に大きな影響を与える。
よる膨脹室空間の増大により、低温となシ、冷凍機では
この低温を外部に取出し利用している。このような冷凍
機では、変位（膨張）ピストンまわシからの作動ガスの
漏れは、冷凍能力や冷凍効率に大きな影響を与える。
本発明は、スターリングサイクルを用いた冷凍機用のピ
ストンまわシの作動ガスの漏れを防止させるのに利用さ
れる。
ストンまわシの作動ガスの漏れを防止させるのに利用さ
れる。
（２）従来技術
変位ピストンまわシに少なくとも１個のピストンリング
を配し且つ変位ピストンの外周面にポリテトラフルオロ
エチレン（ＰＴＦＥ）をコーティングし、ピストンリン
グによりガス漏れを防止すると共に、シリンダ内壁面と
ピストン外周面との間のクリアランスを小さくしピスト
ンの首振シを極力抑えることが成される。
を配し且つ変位ピストンの外周面にポリテトラフルオロ
エチレン（ＰＴＦＥ）をコーティングし、ピストンリン
グによりガス漏れを防止すると共に、シリンダ内壁面と
ピストン外周面との間のクリアランスを小さくしピスト
ンの首振シを極力抑えることが成される。
この従来の変位ピストンは、シリンダ内壁面とピストン
外周面のピストンクリアランスが小さいため、ピストン
リングの部分と膨張空間との間に圧力差が生じ、この結
果、変位ピストンの下降中（第４図でみて）、ピストン
リングの引きずりにより、ピストンリングはリング溝内
で浮き、リング溝の底をう回して作動ガスの洩れが生じ
る。
外周面のピストンクリアランスが小さいため、ピストン
リングの部分と膨張空間との間に圧力差が生じ、この結
果、変位ピストンの下降中（第４図でみて）、ピストン
リングの引きずりにより、ピストンリングはリング溝内
で浮き、リング溝の底をう回して作動ガスの洩れが生じ
る。
（３）発明が解決しようとする問題点
本発明は、変位ピストンの首振シを抑え且つピストンリ
ングをリング溝の下側面に（ピストン下降中）密着させ
ることにより、従来の欠点を解消させることを、その解
決すべき問題点とする。
ングをリング溝の下側面に（ピストン下降中）密着させ
ることにより、従来の欠点を解消させることを、その解
決すべき問題点とする。
（１）問題点を解決するための手段
変位ピストンの外周面に変位ピストンの軸線方向に複数
個のスリットを設ける手段を、本発明は用いる。
個のスリットを設ける手段を、本発明は用いる。
（２）作用
軸線方向のスリットは、膨張空間の作動ガスの圧を、早
急に、ピストンリングに伝達させ、ピストンリングをリ
ング溝の下側面に密着させる。とのため、変位ピストン
の下降中でも、ピストンリングの引きずヤがなく、ピス
トンリングがリング溝の下側面に接したま＼となシ、作
動ガスのリング溝の底をう回する現象がなく、ガス漏れ
を最小とさせ得る。
急に、ピストンリングに伝達させ、ピストンリングをリ
ング溝の下側面に密着させる。とのため、変位ピストン
の下降中でも、ピストンリングの引きずヤがなく、ピス
トンリングがリング溝の下側面に接したま＼となシ、作
動ガスのリング溝の底をう回する現象がなく、ガス漏れ
を最小とさせ得る。
（３）実施例
奏鳴
本ｅのピストンの例につき第１図で説明すれば、変位ピ
ストン１３の頂面１４よシピストンリング溝１５までス
リット１６をピストン１３の外周面に設ける。この例の
作用については第２図で説明する。ピストン１３の上部
にある膨脹室６の高圧ガスＰが、シリンダー１１の外周
面牛とピストン外周面１８とで構成されるピストンクリ
アランス１９を通って、♂ストンリング溝１５に装着さ
れているピストンリング２０に到達し、ピストンリング
２０をリング溝１５の下側面に接触させ、ガスがシール
される。
ストン１３の頂面１４よシピストンリング溝１５までス
リット１６をピストン１３の外周面に設ける。この例の
作用については第２図で説明する。ピストン１３の上部
にある膨脹室６の高圧ガスＰが、シリンダー１１の外周
面牛とピストン外周面１８とで構成されるピストンクリ
アランス１９を通って、♂ストンリング溝１５に装着さ
れているピストンリング２０に到達し、ピストンリング
２０をリング溝１５の下側面に接触させ、ガスがシール
される。
又、高圧ガスＰをなるべく早くピストシリンダ溝１５に
導く為にピストン外周面にポリテトラフルオロエチレン
（ＰＴＦＥ）層２１を設けると良い。そして、該層２１
に軸方向にスリット１６を複数個設ける。このスリット
によりピストンリングの背圧が早く有効に作用しシール
性が飛躍的に向上する。ピストン外周にＰＴＦＥコーテ
ィングの様に薄い層の場合はスリットは母材に達しても
構わない。
導く為にピストン外周面にポリテトラフルオロエチレン
（ＰＴＦＥ）層２１を設けると良い。そして、該層２１
に軸方向にスリット１６を複数個設ける。このスリット
によりピストンリングの背圧が早く有効に作用しシール
性が飛躍的に向上する。ピストン外周にＰＴＦＥコーテ
ィングの様に薄い層の場合はスリットは母材に達しても
構わない。
同、スリット１６のガス流通面積についての実施例を述
べる。該ガス流通面積は、例えば、シリンダー径２０闘
程度でピストンクリアランス０．１ ｍｓ程度有するピ
ストンでは、ピストンクリアランスで形成され、るガス
流通面積の約４倍以上あれば充分な効果を発揮する。即
ち、巾３朋、深さ０．５ ｍｔｓのスリット８個あれば
ガス漏れ防止の効果が有シ、巾１１１１、深さ０．５
ｍのスリット８個では、スリットなしピストンと殆んど
ガス漏れに差はなかった＝ 第３図に、シリンダ径が２０鰭でピストンクリアランス
を０．１ 龍とするピストンとシリンダとの組合せで、
巾３１１１１％深さ０，５關のスリットを等間隔にピス
トン外周面に８個設けたものと、スリットを設けないも
のとのガス漏れ量の違いを示す。淘、膨張空間の作動ガ
スの最高圧が３ｏ 却／Ｃ１＆ ％最低圧がｘＯ＃／ｄ
となるようにピストンを毎分３００回往復動させた。ス
リットを設けたものは、スリットを設けないものの約ｌ
／１０のガス漏れ量であった。
べる。該ガス流通面積は、例えば、シリンダー径２０闘
程度でピストンクリアランス０．１ ｍｓ程度有するピ
ストンでは、ピストンクリアランスで形成され、るガス
流通面積の約４倍以上あれば充分な効果を発揮する。即
ち、巾３朋、深さ０．５ ｍｔｓのスリット８個あれば
ガス漏れ防止の効果が有シ、巾１１１１、深さ０．５
ｍのスリット８個では、スリットなしピストンと殆んど
ガス漏れに差はなかった＝ 第３図に、シリンダ径が２０鰭でピストンクリアランス
を０．１ 龍とするピストンとシリンダとの組合せで、
巾３１１１１％深さ０，５關のスリットを等間隔にピス
トン外周面に８個設けたものと、スリットを設けないも
のとのガス漏れ量の違いを示す。淘、膨張空間の作動ガ
スの最高圧が３ｏ 却／Ｃ１＆ ％最低圧がｘＯ＃／ｄ
となるようにピストンを毎分３００回往復動させた。ス
リットを設けたものは、スリットを設けないものの約ｌ
／１０のガス漏れ量であった。
本発明は、ピストンの外周面にスリットを設けるのみで
あるから、ピストンに対する大巾な設計変更がなく、又
、既存のピストンに対しても容易に利用できる。スリッ
トを等間隔に配することで、ピストンリングへのガス圧
を均一に分布させ得るので、ピストンリングのリング溝
内での部分的な浮き上シはない。
あるから、ピストンに対する大巾な設計変更がなく、又
、既存のピストンに対しても容易に利用できる。スリッ
トを等間隔に配することで、ピストンリングへのガス圧
を均一に分布させ得るので、ピストンリングのリング溝
内での部分的な浮き上シはない。
第１図は本発明の一例の変位ピストンの部分正面図、第
２図は変位ピストンとシリンダとの組合せの部分断面図
、第３図はガス漏れ量を示すグラフ図、第４図は従来の
スターリングサイクルを用いた冷凍機の説明図である。 図中：１３・・・変位ピストン、１５・・・リング溝、
１６・・・スリット、２０・・・ピストンリング。
２図は変位ピストンとシリンダとの組合せの部分断面図
、第３図はガス漏れ量を示すグラフ図、第４図は従来の
スターリングサイクルを用いた冷凍機の説明図である。 図中：１３・・・変位ピストン、１５・・・リング溝、
１６・・・スリット、２０・・・ピストンリング。
Claims (1)
- 動作ピストンにより画定される圧縮室と、変位ピストン
によって画定される膨脹室とを熱交換器等を介して導通
させ、且つ作動空間に封入された作動ガスを等温、等容
変化させるスターリングサイクルを利用する冷凍機に用
いられる変位ピストンにおいて、前記変位ピストンの外
周面に膨脹室とピストンリングのリング溝とを連通させ
るスリットを複数個設けたことを特徴とする変位ピスト
ン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14604184A JPS6124876A (ja) | 1984-07-16 | 1984-07-16 | 変位ピストン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14604184A JPS6124876A (ja) | 1984-07-16 | 1984-07-16 | 変位ピストン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6124876A true JPS6124876A (ja) | 1986-02-03 |
Family
ID=15398764
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14604184A Pending JPS6124876A (ja) | 1984-07-16 | 1984-07-16 | 変位ピストン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6124876A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03170752A (ja) * | 1989-11-30 | 1991-07-24 | Daikin Ind Ltd | 極低温膨張機 |
| US9200589B1 (en) | 2014-06-06 | 2015-12-01 | General Electric Company | Piston assembly for a reciprocating engine |
| EP2952785A1 (en) * | 2014-06-06 | 2015-12-09 | General Electric Company | Piston assembly for a reciprocating engine |
| CN105134402A (zh) * | 2014-06-06 | 2015-12-09 | 通用电气公司 | 用于往复式发动机的活塞组件 |
| US9845765B2 (en) | 2015-01-12 | 2017-12-19 | General Electric Company | Piston assembly for a reciprocating engine |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS582347B2 (ja) * | 1975-10-11 | 1983-01-17 | リンナイ カブシキガイシヤ | チクネツシキガスダンボウキ |
-
1984
- 1984-07-16 JP JP14604184A patent/JPS6124876A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS582347B2 (ja) * | 1975-10-11 | 1983-01-17 | リンナイ カブシキガイシヤ | チクネツシキガスダンボウキ |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03170752A (ja) * | 1989-11-30 | 1991-07-24 | Daikin Ind Ltd | 極低温膨張機 |
| US9200589B1 (en) | 2014-06-06 | 2015-12-01 | General Electric Company | Piston assembly for a reciprocating engine |
| EP2952785A1 (en) * | 2014-06-06 | 2015-12-09 | General Electric Company | Piston assembly for a reciprocating engine |
| CN105134402A (zh) * | 2014-06-06 | 2015-12-09 | 通用电气公司 | 用于往复式发动机的活塞组件 |
| EP2952787A1 (en) * | 2014-06-06 | 2015-12-09 | General Electric Company | Piston assembly for a reciprocating engine |
| EP2952786A1 (en) * | 2014-06-06 | 2015-12-09 | General Electric Company | Piston assembly for a reciprocating engine |
| CN105275659A (zh) * | 2014-06-06 | 2016-01-27 | 通用电气公司 | 用于往复式发动机的活塞组件 |
| CN105275660A (zh) * | 2014-06-06 | 2016-01-27 | 通用电气公司 | 用于往复式发动机的活塞组件 |
| US9845765B2 (en) | 2015-01-12 | 2017-12-19 | General Electric Company | Piston assembly for a reciprocating engine |
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