JPS6319583Y2 - - Google Patents

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JPS6319583Y2
JPS6319583Y2 JP1981194040U JP19404081U JPS6319583Y2 JP S6319583 Y2 JPS6319583 Y2 JP S6319583Y2 JP 1981194040 U JP1981194040 U JP 1981194040U JP 19404081 U JP19404081 U JP 19404081U JP S6319583 Y2 JPS6319583 Y2 JP S6319583Y2
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JP
Japan
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chamber
oil
oil tank
seal
rod
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JP1981194040U
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  • Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、スターリング機関用ロツドシール
機構に関し、特に詳述すれば、液体封入室と通じ
るオイルタンクをクランク室と連通させ、一定量
のオイルをオイルタンクからクランク室にもどす
ようにしているスターリング機関用ロツドシール
機構に関す。
[Detailed description of the invention] This invention relates to a rod seal mechanism for a Stirling engine. Specifically, this invention connects an oil tank that communicates with a liquid sealing chamber with a crank chamber, and returns a certain amount of oil from the oil tank to the crank chamber. Regarding the rod seal mechanism for Stirling engines.

スターリング機関では、作動ピストンにより区
画されるシリンダ内の高温部となる膨脹室と低温
部となる圧縮室との間で作動ガスを介して往復さ
せ、該作動ガスにより作動ピストンを往復動させ
作動ピストンに連結されるロツドを介して外部に
出力をとり出す構成となつており、このロツドは
出力取出し機構と協働するガイドピストンに連結
される。そして、ガイドピストンは大気圧となつ
ているクランク室側に位置し、ロツドと作動ピス
トンとの連結部は高圧となる圧縮側に位置するの
で、両結部間に圧力差が生じ、作動ガスが圧縮室
からクランク室に漏洩し易くなつている。一方、
スターリング機関の出力は、作動ガスの平均圧力
に比例することから、圧縮室からクランク室への
作動ガスの漏洩は、その出力低下を防止する目的
からも重要であり、ロツドのまわりであつて圧縮
室側から、順次、ガスシール、圧縮室と通じる中
間室、オイルスクレーパー、液体封入室およびオ
イルシールを配し、オイル封入室とオイルスクレ
ーパーの上部とをオイルタンクを介して連通させ
るシールロツドを、本出願人は既に提供してい
る。
In a Stirling engine, working gas is used to reciprocate between an expansion chamber, which is a high temperature part, and a compression chamber, which is a low temperature part, in a cylinder that is partitioned by a working piston. The output is output to the outside via a rod connected to the output mechanism, and this rod is connected to a guide piston that cooperates with the output output mechanism. The guide piston is located on the crank chamber side, which is at atmospheric pressure, and the connection between the rod and the working piston is located on the compression side, where the pressure is high, so a pressure difference is created between the two connections, and the working gas is It is becoming easier to leak from the compression chamber to the crank chamber. on the other hand,
Since the output of a Stirling engine is proportional to the average pressure of the working gas, leakage of working gas from the compression chamber to the crank chamber is important for the purpose of preventing a drop in output. Starting from the chamber side, a gas seal, an intermediate chamber communicating with the compression chamber, an oil scraper, a liquid sealing chamber, and an oil seal are arranged in order, and a seal rod that communicates the oil sealing chamber with the upper part of the oil scraper via an oil tank is installed in the main assembly. The applicant has already provided.

この発明は、前述した本出願人の提案によるロ
ツドシールの改良に拘り、液体封入室とクランク
室との間にポンピングシールを配し、さらに、オ
イルタンクとクランク室とを連通可能とさせ液体
封入室に常時所定量の液体を封入させることによ
りシール効果を高めているスターリング機関用ロ
ツドシール機構を提供することを目的とする。
This invention relates to the improvement of the rod seal proposed by the applicant as described above, and furthermore, a pumping seal is disposed between the liquid sealing chamber and the crank chamber, and the oil tank and the crank chamber are made to communicate with each other. An object of the present invention is to provide a rod seal mechanism for a Stirling engine, which enhances the sealing effect by always sealing a predetermined amount of liquid into the rod.

この考案の実施例を添付図面を参照して説明す
る。
An embodiment of this invention will be described with reference to the accompanying drawings.

スターリング機関1のシリンダ2内は作動ピス
トン3により高温部となる膨脹室4と低温部とな
る圧縮室5とに区分けされる。膨脹室4は隣り合
うシリンダ(図示なし)の圧縮室とヒータ、蓄熱
器およびクーラを介して連結され、ヘリウム、水
素等の作動ガスは膨脹室4と隣り合うシリンダの
圧縮室との間を往復し、その間に、等温圧縮、等
容変化、等温膨脹および等容変化をくり返し、作
動ピストン3を上下動させる。
The inside of the cylinder 2 of the Stirling engine 1 is divided by an operating piston 3 into an expansion chamber 4 serving as a high temperature section and a compression chamber 5 serving as a low temperature section. The expansion chamber 4 is connected to the compression chamber of an adjacent cylinder (not shown) via a heater, a heat storage device, and a cooler, and working gas such as helium or hydrogen is reciprocated between the expansion chamber 4 and the compression chamber of the adjacent cylinder. During this period, isothermal compression, isovolume change, isothermal expansion, and isovolume change are repeated to move the operating piston 3 up and down.

この作動ピストン3の往復動は、作動ピストン
3に連結され且つクランク機構6と協働するガイ
ドピストン7に連結されたロツド8を介して外部
に機械的仕事として取り出される。
This reciprocating movement of the working piston 3 is extracted as mechanical work to the outside via a rod 8 which is connected to the working piston 3 and to a guide piston 7 which cooperates with the crank mechanism 6.

シリンダ2とクランクケース9との間には、ロ
ツド8のシールのために、圧縮室5側から、順
次、ガスシール10、作動ガスの最低圧力に維持
される中間室11、オイルスクレーパー12、潤
滑オイル、水等を常時封入した液体封入室13お
よびポンピングシール14を配す。中間室11
は、固定オリフイス15オイルフイルター16を
有するフイルターケース17および逆止弁18を
介して圧縮室5と連通し、逆止弁18により中間
室11を作動ガスの最低圧に維持すると共に、中
間室11から圧縮室5へ流れる作動ガス中のオイ
ルをフイルター16によりろ過させる。フイルタ
ーケース17と中間室11との間の固定オリフイ
ス15は、出力制御時等の作動空間圧力が変動し
た場合の緩衝作用をなし、オイルタンク19内の
オイル、水等の液体の逆流防止をなす。さらに、
液体封入室13とオイルスクレーパー12の上部
との間に前記したオイルタンク19が配される。
オイルタンク19は、常時、オイル、水等の液体
を封入室13に満たすと共に、オイルスクレーパ
ー12のすぐ上に接続されるパイプ20によりフ
イルター16で分離されたオイルとオイルスクレ
ーパー12より洩れたオイルをオイルタンク19
にもどす。さらに、ポンピングシール14により
掻き上げられ液体封入室13に入つたオイルは、
液体封入室13の容積に対し過剰分はオイルタン
ク19にもどされる。
Between the cylinder 2 and the crankcase 9, in order to seal the rod 8, from the compression chamber 5 side, there is a gas seal 10, an intermediate chamber 11 maintained at the lowest pressure of the working gas, an oil scraper 12, and a lubricant. A liquid chamber 13 and a pumping seal 14 are provided, which are always filled with oil, water, etc. Intermediate room 11
communicates with the compression chamber 5 through a filter case 17 having a fixed orifice 15 and an oil filter 16 and a check valve 18, and maintains the intermediate chamber 11 at the lowest pressure of the working gas by the check valve 18. The oil in the working gas flowing from the compressor to the compression chamber 5 is filtered by a filter 16. The fixed orifice 15 between the filter case 17 and the intermediate chamber 11 acts as a buffer when the operating space pressure fluctuates during output control, etc., and prevents liquids such as oil and water in the oil tank 19 from flowing back. . moreover,
The oil tank 19 described above is arranged between the liquid chamber 13 and the upper part of the oil scraper 12.
The oil tank 19 always fills the containment chamber 13 with liquid such as oil and water, and also collects the oil separated by the filter 16 and the oil leaked from the oil scraper 12 through a pipe 20 connected just above the oil scraper 12. oil tank 19
Return to. Furthermore, the oil that has been pumped up by the pumping seal 14 and entered the liquid sealing chamber 13 is
An excess amount relative to the volume of the liquid chamber 13 is returned to the oil tank 19.

液体封入室13は、中間室11に洩れた作動ガ
スのクランクケース9への洩れを防止し、又、中
間室11はこの室にガスシール10を介して洩れ
た作動ガスを作動空間となる圧縮室5に還流させ
るので、膨脹室と圧縮室とを結ぶ閉回路中には一
定の作動ガス量を維持でき、作動ガスの洩れによ
る出力低下はない。
The liquid sealing chamber 13 prevents the working gas that has leaked into the intermediate chamber 11 from leaking into the crankcase 9, and the intermediate chamber 11 compresses the working gas that has leaked into this chamber via the gas seal 10 to become a working space. Since the flow is returned to the chamber 5, a constant amount of working gas can be maintained in the closed circuit connecting the expansion chamber and the compression chamber, and there is no reduction in output due to leakage of the working gas.

オイルタンク19とクランクケース9内とはソ
レノイドバルブ21を有する回路22により接続
される。オイルタンク19にはオイルレベル検出
器23が配され、該検出器23からの信号を変
換、増巾回路を介してソレノイドバルブ21に送
り、該バルブ21の開閉制御をなす。レベル検出
器23は、金属製フロート、水銀スイツチ、静電
容量の変化等を利用した公知のものを用いればよ
い。仮りに、ポンピングシール14の掻き上げに
より液体封入室13のオイルが所定量以上になる
とオイルタンク19にもどされ且つオイルスクレ
ーパー12からもどされるオイルがタンク19内
に入り、タンク19内のオイルレベルが所定値を
越えると、レベル検出器23がソレノイドバルブ
21に指示信号を送り、これを開とさせ、クラン
クケース9内にオイルタンク19内のオイルを還
流させ、タンク19内のオイルレベルを下げる。
所定レベルになるとソレノイドバルブ21が閉
じ、オイルタンク19とクランクケース9との連
通を遮断する。この結果、液体封入室13および
オイルタンク19内のオイルを常に所定量に保
ち、これら室13とタンク19内のオイル管理は
きわめて容易となり、ロツドシール効果を高め得
る。又、クランクケース9からポンピングシール
14、封入室13およびオイルタンク19を通る
オイルのサイクルは、シール部14の放熱、オイ
ルの清浄をも可能にさせる。
The oil tank 19 and the inside of the crankcase 9 are connected by a circuit 22 having a solenoid valve 21. An oil level detector 23 is disposed in the oil tank 19, and a signal from the detector 23 is converted and sent to the solenoid valve 21 via an amplification circuit to control the opening and closing of the valve 21. The level detector 23 may be a known one using a metal float, a mercury switch, a change in capacitance, or the like. If the oil in the liquid chamber 13 exceeds a predetermined amount due to the scraping of the pumping seal 14, the oil returned to the oil tank 19 and returned from the oil scraper 12 enters the tank 19, and the oil level in the tank 19 increases. When the predetermined value is exceeded, the level detector 23 sends an instruction signal to the solenoid valve 21 to open it, causing the oil in the oil tank 19 to flow back into the crankcase 9, thereby lowering the oil level in the tank 19.
When the level reaches a predetermined level, the solenoid valve 21 closes, cutting off communication between the oil tank 19 and the crankcase 9. As a result, the oil in the liquid chamber 13 and the oil tank 19 is always kept at a predetermined amount, and the oil management in the chamber 13 and the tank 19 is extremely easy, and the rod sealing effect can be enhanced. Further, the cycle of oil passing from the crankcase 9 through the pumping seal 14, the sealing chamber 13, and the oil tank 19 also makes it possible to dissipate heat from the seal portion 14 and clean the oil.

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

図はこの考案のスターリング機関のロツドシー
ルを示す正面図である。 図中:1……スターリング機関、2……シリン
ダ、3……作動ピストン、4……膨脹室、5……
圧縮室、6……クランク機構、8……ロツド、1
0……ガスシール、11……中間室、12……オ
イルスクレーパー、13……液体封入室、14…
…ポンピングシール、15……固定オリフイス、
16……オイルフイルター、17……フイルター
ケース、18……逆止弁、19……オイルタン
ク、21……ソレノイドバルブ、23……レベル
検出器。
The figure is a front view showing the rod seal of the Stirling engine of this invention. In the diagram: 1... Stirling engine, 2... cylinder, 3... working piston, 4... expansion chamber, 5...
Compression chamber, 6... Crank mechanism, 8... Rod, 1
0... Gas seal, 11... Intermediate chamber, 12... Oil scraper, 13... Liquid sealing chamber, 14...
...Pumping seal, 15...Fixed orifice,
16... Oil filter, 17... Filter case, 18... Check valve, 19... Oil tank, 21... Solenoid valve, 23... Level detector.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] シリンダ内の作動空間とクランク室との間であ
つて前記シリンダ内から延出するロツドまわりに
前記作動空間側から順次ガスシール、中間室、オ
イルスクレーパー、液体封入室およびポンピング
シールを配し、前記中間室を固定オリフイス、オ
イルフイルター及び逆止弁を介して前記作動空間
に連通し、さらに、前記液体封入室をオイルタン
クを介して前記オイルスクレーパーの上部と連通
させ且つ前記オイルタンクをクランク室内へと連
通可能とさせ、前記オイルタンクと前記クランク
室内との連通が前記オイルタンク内のレベル検出
器によつて開閉作動されるソレノイド弁により制
御されることを特徴とするスターリング機関用ロ
ツドシール機構。
A gas seal, an intermediate chamber, an oil scraper, a liquid sealing chamber, and a pumping seal are arranged in order from the working space side around a rod extending from inside the cylinder between the working space in the cylinder and the crank chamber. The intermediate chamber is communicated with the working space via a fixed orifice, an oil filter, and a check valve, and the liquid sealed chamber is communicated with the upper part of the oil scraper via an oil tank, and the oil tank is introduced into the crank chamber. A rod seal mechanism for a Stirling engine, characterized in that communication between the oil tank and the inside of the crank chamber is controlled by a solenoid valve that is opened and closed by a level detector in the oil tank.
JP19404081U 1981-12-29 1981-12-29 Rod seal mechanism for Stirling engines Granted JPS58102754U (en)

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JPS58102754U JPS58102754U (en) 1983-07-13
JPS6319583Y2 true JPS6319583Y2 (en) 1988-06-01

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