KR920007589Y1

KR920007589Y1 - Displacer rod seal in stirring engine

Info

Publication number: KR920007589Y1
Application number: KR2019900012805U
Authority: KR
Inventors: 정우석
Original assignee: 주식회사 금성사; 이헌조
Priority date: 1990-08-24
Filing date: 1990-08-24
Publication date: 1992-10-16
Also published as: KR920004585U

Abstract

내용 없음.No content.

Description

Displacer Rod Seal of Stirling Engine

제1도는 종래의 디스플레이서 로드씰 구조를 보인 단면도.1 is a cross-sectional view showing a conventional displacer rod seal structure.

제2도는 본 고안의 디스플레이서 로드씰 구조를 보인 단면도.2 is a cross-sectional view showing a displacer rod seal structure of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

5 : 피스톤 5a, 16a : 요홈5: piston 5a, 16a: groove

9 : 디스플레이서 로드 13 : 상부글랜드9: Displacer Rod 13: Upper Gland

14 : 스프링 15 : 하부글랜드14 spring 15 lower gland

16 : 크로스헤드16: crosshead

본 고안은 단일 실린더형 또는 프린피스톤형 스터링 엔진의 디스플레이서 로드씰(Dispiacer Rod Seal)에 관한 것으로, 특히 O-링등과 같은 팩킹을 사용하지 않고 스프링과 경사진 글랜드(gland)를 사용함으로써 구조가 간단하고 설치가 용이하도록 한 디스플레이서 로드씰에 관한 것이다.The present invention relates to a displacer rod seal of a single-cylinder or prince piston type stirling engine, and is particularly constructed by using a spring and an inclined gland without using packing such as an O-ring. Relates to a displacer rod seal which is simple and easy to install.

스터링 엔진은 밀폐된 용기내에 기체가 가열될 때에 압력이 상승하고 냉각될 때에는 압력이 하강하는 원리를 이용하여 동력을 얻는 기기이다.A stirling engine is a device that obtains power using the principle that the pressure rises when the gas is heated in a closed vessel and the pressure drops when cooled.

제1도는 스터링 엔진의 일예를 나타낸 구성도로서 작동유체가 압축실(1)로부터 냉각기(2)와 재생기(3)를 통과하여 가열기(4)를 지날때에는 열을 받아 압력이 증가하고 증가된 압력은 피스톤(5)에 작용하여 피스톤(5)을 하방으로 하강시켜 크랭크축(6)을 회전시키며 크랭크축(6)에서 피스톤(5)과 위상각을 갖는 디스플레이서(7)는 상승하여 작동유체를 팽창실(8)로부터 가열기(4), 재생기(3), 냉각기(2)를 거쳐 압축실(1)로 보내게 된다.1 is a configuration diagram showing an example of a stirling engine. When the working fluid passes from the compression chamber 1 through the cooler 2 and the regenerator 3 and passes the heater 4, the pressure increases and the pressure increases. Acts on the piston (5) to lower the piston (5) to rotate the crankshaft (6), the displacer (7) having a phase angle with the piston (5) in the crankshaft (6) is raised to the working fluid Is sent from the expansion chamber (8) to the compression chamber (1) via the heater (4), regenerator (3), and cooler (2).

이때 냉각기(2)에 의해 냉각된 작동유체는 압력이 저하되고 피스톤(5)은 상승하게 되어 반복적인 수축, 팽창에 의해 축동력을 발생시킨다.At this time, the working fluid cooled by the cooler 2 is lowered in pressure and the piston 5 is raised to generate axial force by repeated contraction and expansion.

따라서 제1도에서와 같은 단일 실린더형 스터링 엔진에 있어서는 디스플레이서 로드(9)가 피스톤(5)의 중앙부를 관통하여 크랭크축(6)에 연결되며 작동유체가 압축실(1)에서 버퍼 스페이서(10)로 누설되지 않도록 피스톤링(11)외에 피스톤(5) 내부에 별도의 로드씰(12)을 설치한다.Thus, in a single cylindrical stirling engine as in FIG. 1, the displacer rod 9 penetrates the center of the piston 5 to the crankshaft 6 and the working fluid is connected to the buffer spacer in the compression chamber 1. 10) Install a separate rod seal 12 inside the piston 5 in addition to the piston ring 11 to prevent leakage.

로드씰(12)는 O-링 또는 수지재질의 링으로 구성되며 피스톤(5)의 내부는 O-링 등을 고정할 수 있는 홈이 필요하다.The rod seal 12 is composed of an O-ring or a ring made of a resin material, and the inside of the piston 5 needs a groove for fixing the O-ring.

피스톤(5)과 디스플레이서(7)는 크랭크축(6)에 의해 위상각을 두고 상하방으로 왕복운동을 하며, 따라서 디스플레이서 로드(9)도 피스톤(5)을 관통하여 상하방으로 피스톤(5)에 대해 상대운동을 하게 된다.The piston 5 and the displacer 7 reciprocate upward and downward at a phase angle by the crankshaft 6, so that the displacer rod 9 also penetrates the piston 5 upwards and downwards. 5) relative movement will be performed.

상기의 디스플레이서 로드(9)가 상, 하방으로 승강하는 이유는 스터링 엔진의 팽창실(8)과 압축실(1)의 압력이 순간적으로 동일하였다가 어느 한쪽의 압력이 커지거나 작아지게 되고 이 압력의 반복적인 변화에 의해서 피스톤이 구동되기 때문이다(압력이 높을 때 하강하며 압력이 낮을 때 상승).The reason why the displacer rod 9 is moved upward and downward is that the pressures in the expansion chamber 8 and the compression chamber 1 of the Stirling engine are instantaneously the same, and the pressure of either of them increases or decreases. This is because the piston is driven by repetitive changes in pressure (down when the pressure is high and rise when the pressure is low).

여기서 압력의 변화는 디스플레이서(7)와 피스톤(5)의 상호작용에 의해서 작동유체가 팽창실(8)로 이동할 때 가열기에 의하여 상승하며, 반대로 작동유체가 압축실(1)로 이동할 때 냉각기에 의하여 저하되기 때문에 발생한다.Here, the change in pressure is raised by the heater when the working fluid moves to the expansion chamber 8 by the interaction of the displacer 7 and the piston 5, and conversely, when the working fluid moves to the compression chamber 1, the cooler This is because it is lowered by.

이러한 디스플레이서 로드(9)의 상대운동시 압축실(1)내의 작동유체는 피스톤(5)과 디스플레이서 로드(9)사이의 간극(Clearance)를 통해 버퍼 스페이서(10)로 누설될 수 있으며, 종래에는 작동유체의 누설방지를 위해 피스톤(5)의 내경면과 로드(9)의 외경면 사이에 O-링(12)을 설치하였다.In the relative movement of the displacer rod 9, the working fluid in the compression chamber 1 may leak to the buffer spacer 10 through a clearance between the piston 5 and the displacer rod 9. Conventionally, an O-ring 12 is installed between the inner diameter surface of the piston 5 and the outer diameter surface of the rod 9 to prevent leakage of the working fluid.

그러나 상기와 같은 종래의 디스플레이서 로드씰 구조에서 O-링등과 같은 로드씰의 설치홈은 상당한 정밀도를 필요로 하나 피스톤 중앙관통부 내측에 로드씰 설치홈을 가공하는데 요구되는 설치가공 치수를 얻기가 매우 어렵다.However, in the conventional displacer rod seal structure as described above, the installation groove of the rod seal such as the O-ring requires considerable precision, but it is difficult to obtain the installation machining dimension required for processing the rod seal installation groove inside the piston central through part. Very difficult.

따라서 압축실(1)로부터 버퍼 스페이서(10)로의 작동유체의 누설이 발생하는 경우가 많고 이 경우 엔진의 출력 성능이 저하된다.Therefore, leakage of the working fluid from the compression chamber 1 to the buffer spacer 10 often occurs, and in this case, the output performance of the engine is reduced.

또한 피스톤의 가공비가 높아져 엔진의 가격을 상승시키는 요인이 된다.In addition, the processing cost of the piston is increased, which increases the price of the engine.

본 고안은 O-링등을 사용하는 종래 장치와는 달리 스프링과 경사진 글랜드를 사용하여 구조를 간단하게함과 동시에 설치가 용이하게 한 것으로 이를 첨부도면과 함께 상세히 설명하면 다음과 같다.The present invention, unlike the conventional device using the O-ring, such as using a spring and inclined gland to simplify the structure and at the same time easy to install it will be described in detail with the accompanying drawings as follows.

본 고안은 제2도에서와 같이 피스톤(5)과 크로스 헤드(16)를 분리형으로 만들어 피스톤(5)의 하부와 크로스 헤드(16) 상부에 경사진 요홈(5a)(16a)을 형성하고, 끝단이 경사진 상, 하 글랜드(13)(16)를 상기 요홈(5a)(16a)에 설치함과 함께 상부 글랜드(13)와 하부 글랜드(15)사이에는 스프링(14)을 설치하여서 된 것이다.The present invention is to make the piston 5 and the cross head 16 to be separated as shown in FIG. 2 to form inclined grooves 5a and 16a on the lower part of the piston 5 and the upper part of the cross head 16, The upper and lower glands 13 and 16 are inclined at the ends, and the springs 14 are installed between the upper glands 13 and the lower glands 15 while the lower glands 13 and 16 are installed in the grooves 5a and 16a. It was done.

이러한 구성으로 이루어진 본 고안은 두개의 글랜드(13)(15) 사이에 설치된 스프링(14)이 상부 글랜드(13)와 하부 글랜드(15)를 각각 상방과 하방으로 밀어주게 된다.The present invention made up of this configuration is a spring 14 installed between the two glands 13, 15 is to push the upper gland 13 and the lower gland 15 upward and downward, respectively.

따라서 상부글랜드(13)와 하부글랜드(15)는 로드(9)의 외경면에 밀착되게 하며, 상, 하 글랜드(13)(15)와 글랜드 설치 요홈(5a)(16a)에 각각 경사면이 형성되어 상, 하 글랜드가 스프링의 압력을 받을수록 로드의 외경면에 더욱더 밀착되어 피스톤과 로드 사이의 기밀을 유지시키게 되므로 압축실(1)로부터 버퍼 스페이서(10)로 작동유체가 누설되는 것을 완벽하게 방지할 수 있게 된다.Therefore, the upper gland 13 and the lower gland 15 are brought into close contact with the outer diameter surface of the rod 9, and the upper and lower glands 13, 15 and the gland installation recesses 5a and 16a. Each of the inclined surfaces is formed so that the upper and lower glands are pressed closer to the outer diameter surface of the rod to maintain the airtightness between the piston and the rod as the spring is pressurized. Leakage can be completely prevented.

또한 글랜드를 상단과 하단 양측에 설치함으로서 디스플레이서 로드(9)의 피스톤(5)에 대한 상대운동에 따라 플레이서 로드(9)가 피스톤(5)에 대해 위로 움직일 때에는 상부 글랜드(13)가 더욱 피스톤(5) 하단에 밀착되고, 반대로 디스플레이서 로드(9)가 피스톤에 대해 아래로 움직일 때에는 하부 글랜드가 크로스 헤드(16) 상단에 더욱 밀착되어 씰링 효과가 향상되는 것이다.In addition, by installing the glands on both the upper and lower sides, the upper gland 13 when the placer rod 9 moves up with respect to the piston 5 according to the relative movement of the piston 5 of the displacer rod 9. Is further in close contact with the lower end of the piston (5), on the contrary, when the displacer rod (9) moves downward with respect to the piston, the lower gland is in close contact with the upper end of the cross head (16) to improve the sealing effect.

이상에서와 같이 본 고안은 고정도(高精度)의 로드씰을 제공하여 작동유체의 누설을 완벽하게 방지할 수 있고 이에 따라 엔진의 성능을 향상시킬 수 있게 된다.As described above, the present invention provides a high-precision rod seal, thereby completely preventing leakage of the working fluid, thereby improving the performance of the engine.

또한 피스톤의 홈을 정밀가공할 필요가 없게 되므로 제작이 용이해지고 제조원가를 절감할 수 있게 된다.In addition, since the groove of the piston does not need to be precisely processed, it is easy to manufacture and the manufacturing cost can be reduced.

Claims

An upper gland 13 formed with grooves 5a and 16a under the screwed piston 5 and an upper portion of the cross head 16 and elastically supported by a spring 14 in the grooves 5a and 16a. Displacer rod seal of the Stirling engine and the lower gland (15) is installed so that the working fluid is sealed as the upper and lower glands are in close contact with the rod (9).