JPH0781641B2 - シ−ル装置 - Google Patents
シ−ル装置Info
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- JPH0781641B2 JPH0781641B2 JP60145526A JP14552685A JPH0781641B2 JP H0781641 B2 JPH0781641 B2 JP H0781641B2 JP 60145526 A JP60145526 A JP 60145526A JP 14552685 A JP14552685 A JP 14552685A JP H0781641 B2 JPH0781641 B2 JP H0781641B2
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G1/00—Hot gas positive-displacement engine plants
- F02G1/04—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type
- F02G1/043—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type the engine being operated by expansion and contraction of a mass of working gas which is heated and cooled in one of a plurality of constantly communicating expansible chambers, e.g. Stirling cycle type engines
- F02G1/053—Component parts or details
- F02G1/0535—Seals or sealing arrangements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G2253/00—Seals
- F02G2253/08—Stem with rolling membranes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Sealing With Elastic Sealing Lips (AREA)
- Sealing Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、往復動する部分を有し、往復動する部分の一
方に存在する気体や液体が往復動部分より他方に洩れる
のを防ぐ為のシール装置に関する。
方に存在する気体や液体が往復動部分より他方に洩れる
のを防ぐ為のシール装置に関する。
従来の技術 往復動する部分を有し、シール性の要求される代表的な
ものにヘリウム等を作動ガスとするスターリング機関が
ある。この機関は、加熱器，冷却器によって作動ガスを
加熱，冷却することでガスを膨張，収縮させ、圧力変動
を生じせしめ、パワーピストンで出力を取り出す構成に
なっている。しかし上記作動ガスが外部に洩れると機関
出力の低下をきたし、又、クランク室等の潤滑油が、加
熱器側に運ばれると、熱の為に劣化し、装置内に附着堆
積し、ガスの通路を閉塞する問題を生じる。
ものにヘリウム等を作動ガスとするスターリング機関が
ある。この機関は、加熱器，冷却器によって作動ガスを
加熱，冷却することでガスを膨張，収縮させ、圧力変動
を生じせしめ、パワーピストンで出力を取り出す構成に
なっている。しかし上記作動ガスが外部に洩れると機関
出力の低下をきたし、又、クランク室等の潤滑油が、加
熱器側に運ばれると、熱の為に劣化し、装置内に附着堆
積し、ガスの通路を閉塞する問題を生じる。
上記の問題点を解決する為に、従来のシール装置として
は、材料にカーボンやフッソ樹脂又はそれらに他の材料
を混入したもの等をロッドのシール用シングとして用い
る方法がとられている。又他の対策としては、ダイアフ
ラムやベローズ等の可撓板を用いる方法がある（例え
ば、一色尚次「スターリングエンジンの開発」，工業調
査会'82.7.25,P57,P194〜196）。代表例として第３図に
示すローリングシールというものがある。これは、往復
運動するロッド１と、ハウジング２の隙間にロールソッ
クと呼ばれるゴム製のローリングダイアフラム３を取付
けており、作動空間内４の作動ガスがクランク室５に流
出するのを防いでいる。又、作動ガスの圧力が高い為に
調圧器６で調圧された油空間７内の油でロールソック３
を支持している。又、調圧器６によりクランク室５に流
出した油は、オイルポンピングリング８により、ロッド
１の往復動に伴って油空間７に戻されるようになってい
る。
は、材料にカーボンやフッソ樹脂又はそれらに他の材料
を混入したもの等をロッドのシール用シングとして用い
る方法がとられている。又他の対策としては、ダイアフ
ラムやベローズ等の可撓板を用いる方法がある（例え
ば、一色尚次「スターリングエンジンの開発」，工業調
査会'82.7.25,P57,P194〜196）。代表例として第３図に
示すローリングシールというものがある。これは、往復
運動するロッド１と、ハウジング２の隙間にロールソッ
クと呼ばれるゴム製のローリングダイアフラム３を取付
けており、作動空間内４の作動ガスがクランク室５に流
出するのを防いでいる。又、作動ガスの圧力が高い為に
調圧器６で調圧された油空間７内の油でロールソック３
を支持している。又、調圧器６によりクランク室５に流
出した油は、オイルポンピングリング８により、ロッド
１の往復動に伴って油空間７に戻されるようになってい
る。
発明が解決しようとする問題点 しかし、前記従来例のうち、シール用リングを用いたも
のについては、ガス洩れを防ぐには十分でない、またシ
ール部分での抵抗損失が大きく、シール用リングの摩耗
等の問題があった。一方、ベローズや、ダイアフラムを
用いて、第２の従来例の構成にしたものでは、油空間内
に保持される油量は不安定で油量を調節する装置も複雑
になり、さらに不足する油をクランク室から戻す為に、
油の汚れ、劣化等が考えられ、又、運転中に油温が上昇
し、油中に溶け込んでいるガスが発生し、キャビテーシ
ョン等の不具合を生じ、シール装置の寿命を短くする。
のについては、ガス洩れを防ぐには十分でない、またシ
ール部分での抵抗損失が大きく、シール用リングの摩耗
等の問題があった。一方、ベローズや、ダイアフラムを
用いて、第２の従来例の構成にしたものでは、油空間内
に保持される油量は不安定で油量を調節する装置も複雑
になり、さらに不足する油をクランク室から戻す為に、
油の汚れ、劣化等が考えられ、又、運転中に油温が上昇
し、油中に溶け込んでいるガスが発生し、キャビテーシ
ョン等の不具合を生じ、シール装置の寿命を短くする。
そこで、本発明は油等の液体の汚れ，劣化を防ぎ、シー
ル部分の液体量も一定で補給する必要はなく、可撓板の
前後圧をほぼ一定に保つようにするものである。
ル部分の液体量も一定で補給する必要はなく、可撓板の
前後圧をほぼ一定に保つようにするものである。
問題点を解決するための手段 本発明の技術的な手段は、少くとも２つのベローズやダ
イアフラム等の可撓性のある隔板を、ピストンやロッド
等の往復動する部材と、シリンダ等の側壁の間に設け、
隔板と側壁とによって形成される空間に液体を封入し、
この液体を封入する空間を分割するように、往復動する
部材と側壁との間にシール部材を設けるものである。
イアフラム等の可撓性のある隔板を、ピストンやロッド
等の往復動する部材と、シリンダ等の側壁の間に設け、
隔板と側壁とによって形成される空間に液体を封入し、
この液体を封入する空間を分割するように、往復動する
部材と側壁との間にシール部材を設けるものである。
作用 この技術的手段による作用は次のようになる。
すなわち、液体は少くとも２つのベローズやダイアフラ
ム及び側壁で形成される空間に密封されている為に、異
物の混入や汚れもほとんどなく、前記液体も潤滑油と同
一にする必要がない為、流動損失の少ないもの、ガス発
生のほとんどない液体を選択でき、又、ガスの溶け込み
易い液体でもシール装置は密封構造の為、液体封入時に
脱泡すれば、運転中にガス発生によるキャビテーション
等の不具合も生じない。この結果、長寿命で、保守が不
要のシール機構を得ることが出来る。
ム及び側壁で形成される空間に密封されている為に、異
物の混入や汚れもほとんどなく、前記液体も潤滑油と同
一にする必要がない為、流動損失の少ないもの、ガス発
生のほとんどない液体を選択でき、又、ガスの溶け込み
易い液体でもシール装置は密封構造の為、液体封入時に
脱泡すれば、運転中にガス発生によるキャビテーション
等の不具合も生じない。この結果、長寿命で、保守が不
要のシール機構を得ることが出来る。
実施例 以下、本発明の一実施例を添付図面にもとづいて説明す
る。
る。
第１図において、シリンダ９内に往復動するロッド10が
取付けられており、ロッド10とシリンダ９の内壁面との
間にダイアフラム11及び12を設置し、ダイアフラム11,1
2及びシリンダ９で形成される液体空間13,14内に油等の
液体を封入する。また、液体を封入した液体空間13と14
の間には、耐圧ロッドシール15を設け、ロッド10及び耐
圧ロッドシール15で液体空間13及び液体空間14を分離す
る。
取付けられており、ロッド10とシリンダ９の内壁面との
間にダイアフラム11及び12を設置し、ダイアフラム11,1
2及びシリンダ９で形成される液体空間13,14内に油等の
液体を封入する。また、液体を封入した液体空間13と14
の間には、耐圧ロッドシール15を設け、ロッド10及び耐
圧ロッドシール15で液体空間13及び液体空間14を分離す
る。
この結果、空間16内の気体はダイアフラム11で、ダイア
フラム11を支える液体を収容する液体空間13と分離さ
れ、同様に、空間17内の気体はダイアフラム12で、ダイ
アフラム12を支える液体を収容する液体空間14と分離さ
れる。
フラム11を支える液体を収容する液体空間13と分離さ
れ、同様に、空間17内の気体はダイアフラム12で、ダイ
アフラム12を支える液体を収容する液体空間14と分離さ
れる。
又、空間16内の気体と空間17内の気体の圧力が異なる場
合は、ダイアフラム11を支持する液体空間13内の液体の
圧力とダイアフラム12を支持する液体空間14内の液体の
圧力にも圧力差を生じる。耐圧ロッドシール15はこの圧
力差によって液体空間13及び14内の液体が空間相互に流
入，流出するのを防ぐ為に設けている。又、耐圧ロッド
シール15を設けることにより、液体空間13内の液体と液
体空間14内の液体は圧力的に分離されており、空間16内
の気体の圧力と液体空間13内の液体の圧力は、ほぼ同じ
にすることができ、ダイアフラム11に無理な力がかかる
ことはない。空間17と液体空間14についても同様にほぼ
同圧にすることができ、ダイアフラム12に無理な力はか
からない。この結果、空間16内と空間17内で異種の気体
を使用した場合もまた、気体間に圧力差がある場合も気
体の洩れなくシールできる。又、この実施例では液移動
手段としてポンプ18を備えている。このようにポンプ等
の液移動手段を備えると、シール部材15より若干の液体
の洩れは許される為シール部材15の摺動抵抗による損失
を低減できる。
合は、ダイアフラム11を支持する液体空間13内の液体の
圧力とダイアフラム12を支持する液体空間14内の液体の
圧力にも圧力差を生じる。耐圧ロッドシール15はこの圧
力差によって液体空間13及び14内の液体が空間相互に流
入，流出するのを防ぐ為に設けている。又、耐圧ロッド
シール15を設けることにより、液体空間13内の液体と液
体空間14内の液体は圧力的に分離されており、空間16内
の気体の圧力と液体空間13内の液体の圧力は、ほぼ同じ
にすることができ、ダイアフラム11に無理な力がかかる
ことはない。空間17と液体空間14についても同様にほぼ
同圧にすることができ、ダイアフラム12に無理な力はか
からない。この結果、空間16内と空間17内で異種の気体
を使用した場合もまた、気体間に圧力差がある場合も気
体の洩れなくシールできる。又、この実施例では液移動
手段としてポンプ18を備えている。このようにポンプ等
の液移動手段を備えると、シール部材15より若干の液体
の洩れは許される為シール部材15の摺動抵抗による損失
を低減できる。
なお、この実施例では、ダイアフラムをロッドとシリン
ダの内壁面との間に設置したが、ピストンとシリンダ内
壁面との間に設置してもよいことは無論である。
ダの内壁面との間に設置したが、ピストンとシリンダ内
壁面との間に設置してもよいことは無論である。
次に、本発明の他の実施例について説明する。
第２図は、他の実施例を示しており、この実施例ではダ
イアフラムの代りに２重のベローズ19,20を用い２重ベ
ローズの外側を構成するベローズ（以下外部ベローズと
呼ぶ）の一端はシリンダ21の側壁に取付けられており、
他端は２重ベローズの内側を構成するベローズ（以下内
部ベローズと呼ぶ）の一連に連結されており、内側ベロ
ーズの他端はロッド22に取付けられている。この種ベロ
ーズを用いるピストン23及びロッド22が往復動する際に
空間24内の圧力と空間25内の液体の圧力、及び、空間26
内の圧力と空間27内の液体の圧力がそれぞれほぼ等しく
なるように２重ベローズ19,20が伸縮する。
イアフラムの代りに２重のベローズ19,20を用い２重ベ
ローズの外側を構成するベローズ（以下外部ベローズと
呼ぶ）の一端はシリンダ21の側壁に取付けられており、
他端は２重ベローズの内側を構成するベローズ（以下内
部ベローズと呼ぶ）の一連に連結されており、内側ベロ
ーズの他端はロッド22に取付けられている。この種ベロ
ーズを用いるピストン23及びロッド22が往復動する際に
空間24内の圧力と空間25内の液体の圧力、及び、空間26
内の圧力と空間27内の液体の圧力がそれぞれほぼ等しく
なるように２重ベローズ19,20が伸縮する。
さらに、運動用Ｏリング等の耐圧性のシール部材28を設
けて、圧力差をこのシール部材で受けることができる
為、ベローズ等の可撓性隔板に無理な力が加わることな
く圧力の異なる気体の分離も容易にできる。
けて、圧力差をこのシール部材で受けることができる
為、ベローズ等の可撓性隔板に無理な力が加わることな
く圧力の異なる気体の分離も容易にできる。
なお、第２図では、内側ベローズを外側ベローズより短
かく図示しているが、同じ長さあるいは長くしてもよい
し、２重ベローズは３重,4重等の多重のベローズでもよ
い。また、簡単のため、図中では液移動手段を省略し
た。
かく図示しているが、同じ長さあるいは長くしてもよい
し、２重ベローズは３重,4重等の多重のベローズでもよ
い。また、簡単のため、図中では液移動手段を省略し
た。
発明の効果 本発明は、少くとも２つのベローズ等の可撓性の隔板と
シリンダ等の側壁とによって形成される空間に油等の液
体を密封することができ、液体がクランク室等に流出す
ることによる液体の汚れ、劣化がない為、保守を必要と
せず、又、液体を密封する構造がとれる為に、液体を封
入する際、液体中に溶け込んでいる気体を脱泡すること
ができ、運転中の温度変化でのガス発生によるキャビテ
ーション等の不具合も防げる為、シール装置を長寿命に
保つことができる。又、前記液体も潤滑油と同一にする
必要がない為、流動損失の少ないもの、ガス発生のほと
んどない液体等、シール部分に最適な液体を自由に選択
できる。さらに逆止弁やポンプなどの液移動手段を設け
ているため、シール部材より若干の液体の洩れは許容さ
れ、シール部材摺動抵抗による損失を低減できる。
シリンダ等の側壁とによって形成される空間に油等の液
体を密封することができ、液体がクランク室等に流出す
ることによる液体の汚れ、劣化がない為、保守を必要と
せず、又、液体を密封する構造がとれる為に、液体を封
入する際、液体中に溶け込んでいる気体を脱泡すること
ができ、運転中の温度変化でのガス発生によるキャビテ
ーション等の不具合も防げる為、シール装置を長寿命に
保つことができる。又、前記液体も潤滑油と同一にする
必要がない為、流動損失の少ないもの、ガス発生のほと
んどない液体等、シール部分に最適な液体を自由に選択
できる。さらに逆止弁やポンプなどの液移動手段を設け
ているため、シール部材より若干の液体の洩れは許容さ
れ、シール部材摺動抵抗による損失を低減できる。
第１図は、本発明の一実施例のシール装置の縦断面図、
第２図は、本発明の他の実施例のシール装置の断面図、
第３図は、代表的な従来例のシール装置の縦断面図であ
る。 ９……シリンダ、10……ロッド、11,12……ダイアフラ
ム、13,14……液体空間、15……耐圧ロッドシール、16,
17……空間。
第２図は、本発明の他の実施例のシール装置の断面図、
第３図は、代表的な従来例のシール装置の縦断面図であ
る。 ９……シリンダ、10……ロッド、11,12……ダイアフラ
ム、13,14……液体空間、15……耐圧ロッドシール、16,
17……空間。
フロントページの続き (72)発明者 足立 欣一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−58270（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−159859（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−186062（ＪＰ，Ｕ)
Claims (3)
- 【請求項１】空間を二分するシリンダと、 このシリンダを貫通し、前記シリンダで二分された両空
間に突出する往復動部材と、 前記シリンダの貫通部に設けられ、前記往復動部材と前
記シリンダの内壁に接するシール部材と、 前記両空間のそれぞれにおいて、一端を前記往復運動部
材の空間に突出した部分に一体運動するように取り付
け、他端をシリンダの内壁に取り付けた可撓性隔板と、 前記可撓性隔板とシール部材とシリンダ内壁とで形成さ
れる２つの液体空間を連通しうる液移動手段とを設けた
シール装置。 - 【請求項２】隔板はダイアフラムまたは多重ベローズで
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のシー
ル装置。 - 【請求項３】液移動手段としてポンプまたは逆止弁を用
いたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のシー
ル装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60145526A JPH0781641B2 (ja) | 1985-07-02 | 1985-07-02 | シ−ル装置 |
| US07/233,429 US4870821A (en) | 1985-07-02 | 1988-08-18 | Reciprocation apparatus with sealing mechanism |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60145526A JPH0781641B2 (ja) | 1985-07-02 | 1985-07-02 | シ−ル装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS629069A JPS629069A (ja) | 1987-01-17 |
| JPH0781641B2 true JPH0781641B2 (ja) | 1995-09-06 |
Family
ID=15387256
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60145526A Expired - Lifetime JPH0781641B2 (ja) | 1985-07-02 | 1985-07-02 | シ−ル装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0781641B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6336653U (ja) * | 1986-08-26 | 1988-03-09 | ||
| US9188110B2 (en) * | 2010-04-30 | 2015-11-17 | Graco Minnesota Inc. | Bellows backup chamber |
| CN105484897B (zh) * | 2016-01-19 | 2017-11-14 | 源之翼智能装备制造（江苏）有限公司 | 热气机液压隔膜密封系统 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5958270A (ja) * | 1982-09-27 | 1984-04-03 | Agency Of Ind Science & Technol | 高圧ガスシ−ル装置 |
| JPS60159859U (ja) * | 1984-03-31 | 1985-10-24 | アイシン精機株式会社 | スタ−リング機関のロツドシ−ル |
| JPS61186062U (ja) * | 1985-05-10 | 1986-11-20 |
-
1985
- 1985-07-02 JP JP60145526A patent/JPH0781641B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS629069A (ja) | 1987-01-17 |
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