JPH1061490A - External combustion type heat gas engine and air conditioner using the same - Google Patents

External combustion type heat gas engine and air conditioner using the same

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Publication number
JPH1061490A
JPH1061490A JP22010396A JP22010396A JPH1061490A JP H1061490 A JPH1061490 A JP H1061490A JP 22010396 A JP22010396 A JP 22010396A JP 22010396 A JP22010396 A JP 22010396A JP H1061490 A JPH1061490 A JP H1061490A
Authority
JP
Japan
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guide hole
slider
cross
guide
gas engine
Prior art date
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Pending
Application number
JP22010396A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshiaki Kurosawa
美暁 黒澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP22010396A priority Critical patent/JPH1061490A/en
Publication of JPH1061490A publication Critical patent/JPH1061490A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G2244/00Machines having two pistons

Landscapes

  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an external combustion type heat gas engine with improved durability and an air conditioner using the engine by reducing abrasion of a sliding surface in a cross guide and a guide hole. SOLUTION: A cylindrical slider 115 is externally fit for sliding in cross guides 101, 102. The slider 115 is made of PTFE material and its length is set approximately a half of direction between upper and lower flanges. The cross guides 101, 102 are also reciprocated along a guide hole 105. At this time, the slider 115 is contacted at its inner periphery surface with the cross guides 101, 102 and on the other hand, as its outer periphery surface is contacted with the guide hole 105, so that the slider 115 moves relative to the cross guides 101,102 and the guide hole 105 with it been receiving substantially the same frictional resistance. Thereby, sliding speed of the slider 115 to the cross guides 101, 102 and the guide hole 105 is substantially a half of moving speed of the cross guides 101 and 102.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、外燃式熱ガス機関
と同機関を用いた空気調和機とに係り、詳しくは部品点
数や組立工数の削減等を図る技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an external combustion type hot gas engine and an air conditioner using the engine, and more particularly to a technique for reducing the number of parts and the number of assembly steps.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、冷暖房や給湯を行う装置として、
外燃式熱ガス機関たるヴェルミエサイクルエンジンを利
用したヒートポンプ(以下、VMHP:Vuilleumier cy
cle Heat Pump という)が開発されている。VMHP
は、封入媒体(作動ガス)としてのHe(ヘリウム)ガ
スの温度分布変化のみにより圧力変化を引起こさせ、再
生器による蓄熱や熱交換器による熱交換を行うことによ
り、ダイレクトに冷暖房や給湯を行うものである(例え
ば、特公平5−65777号公報または特開平4−11
3170号公報等参照)。
2. Description of the Related Art In recent years, as a device for cooling, heating and hot water supply,
A heat pump using a Vermier cycle engine, which is an external combustion type hot gas engine (hereinafter referred to as VMHP: Vuilleumier cy
cle Heat Pump) has been developed. VMHP
Can directly change the air-conditioning or hot water supply by causing a pressure change only by a change in the temperature distribution of He (helium) gas as a sealing medium (working gas) and performing heat storage by a regenerator or heat exchange by a heat exchanger. (For example, Japanese Patent Publication No. 5-65777 or Japanese Patent Laid-Open No.
No. 3170).

【0003】ヴェルミエサイクルエンジンでは、高温側
および低温側のディスプレーサピストン(以下、単にピ
ストンと記す)が往復動することにより、高温室と中温
室との間および中温室と低温室との間を作動ガスが移動
する。そして、中温室がピストンとクランクケースとの
間に形成されている都合上、中温室とクランクケースの
内部との間の気密を確保するべく、ピストンがクロスガ
イドを介してコンロッドに連結されている。すなわち、
ピストンがピストンロッドを介してクロスガイドに剛結
合される一方で、ピストンロッドの外周面にクランクケ
ースに取り付けられたシールが接触し、これにより軸封
が行われる。したがって、クロスガイドは、ピストンの
往復動に伴い、クランクケースに形成されたガイド孔に
沿って摺動する。
In the Vermier cycle engine, the displacer pistons (hereinafter simply referred to as pistons) on the high temperature side and the low temperature side reciprocate, so that the space between the high temperature chamber and the medium temperature chamber and between the medium temperature chamber and the low temperature chamber are changed. The working gas moves. The piston is connected to the connecting rod via a cross guide in order to ensure airtightness between the middle temperature chamber and the inside of the crankcase because the middle temperature chamber is formed between the piston and the crankcase. . That is,
While the piston is rigidly connected to the cross guide via the piston rod, the seal attached to the crankcase contacts the outer peripheral surface of the piston rod, thereby sealing the shaft. Therefore, the cross guide slides along the guide hole formed in the crankcase as the piston reciprocates.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】一般に、ヴェルミエサ
イクルエンジンでは、作動ガス回路に介装される再生器
として、目の細かい金網を数百枚積層したものが用いら
れる。そのため、エンジン各部の回転部や摺動面等に潤
滑油を使用した場合、潤滑油ミストの付着によって再生
器が目詰りし、蓄熱性能が著しく低下する。また、ヒー
タや熱交換器においても、潤滑油ミストが付着した場合
には、熱交換性能が低下する問題が生じる。そこで、回
転部にグリース封入型の転がり軸受を用いたり、摺動面
に低摩擦材を配置すること等により、無潤滑運転を実現
している。
Generally, in a Vermier cycle engine, a regenerator interposed in a working gas circuit is formed by laminating several hundred fine meshes. Therefore, when lubricating oil is used for the rotating parts, sliding surfaces, etc. of the various parts of the engine, the regenerator is clogged due to the adhesion of the lubricating oil mist, and the heat storage performance is significantly reduced. Further, also in a heater or a heat exchanger, when lubricating oil mist adheres, there is a problem that heat exchange performance is reduced. Therefore, a non-lubricated operation is realized by using a grease-enclosed type rolling bearing for the rotating portion, or disposing a low friction material on the sliding surface.

【0005】ところが、上述したクロスガイドは、エン
ジンの運転時において、コンロッドからの入力によりガ
イド孔の壁面に押し付けられつつ比較的高速で摺動する
ため、ガイド孔の内周面に低摩擦材が配置されていて
も、摺動面の磨耗が早期に進行する。そして、その磨耗
が使用限度に達した場合には、エンジンを分解してクロ
スガイドを交換する必要があり、ランニングコストが上
昇するという問題があった。この問題の解決にあたって
は、クロスガイドの摺動速度(すなわち、エンジンの回
転数)を下げる方法もあるが、この場合には能力の低下
が避けられなかった。
However, the above-mentioned cross guide slides at a relatively high speed during operation of the engine while being pressed against the wall surface of the guide hole by an input from the connecting rod, so that a low friction material is formed on the inner peripheral surface of the guide hole. Even if it is arranged, the abrasion of the sliding surface proceeds early. When the wear reaches the use limit, it is necessary to disassemble the engine and replace the cross guide, which raises a problem that the running cost increases. In order to solve this problem, there is a method of lowering the sliding speed of the cross guide (that is, the number of revolutions of the engine), but in this case, a reduction in performance was unavoidable.

【0006】本発明の目的は、クロスガイドやガイド孔
における摺動面の磨耗を少なくし、もって耐久性に優れ
た外燃式熱ガス機関と同機関を用いた空気調和機を提供
することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an external combustion type hot gas engine and an air conditioner using the same, which reduce wear of a sliding surface in a cross guide or a guide hole and thus have excellent durability. is there.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1の発明では、クランクシャフトに大端部が
連結されたコネクティングロッドと、シリンダ内を往復
動するディスプレーサピストンと、前記コネクティング
ロッドの小端部と前記ディスプレーサピストンとの連結
に供されて、当該ディスプレーサピストンの移動に伴っ
てガイド孔内を摺動するクロスガイドと、前記クロスガ
イドと前記ガイド孔との間に介装され、当該クロスガイ
ドと当該ガイド孔との双方に対して摺動するスライダと
を備えた外燃式熱ガス機関を提案する。
In order to solve the above problems, according to the first aspect of the present invention, a connecting rod having a large end connected to a crankshaft, a displacer piston reciprocating in a cylinder, and the connecting rod. A cross guide, which is provided for connecting the small end of the rod and the displacer piston and slides in the guide hole as the displacer piston moves, is interposed between the cross guide and the guide hole. In addition, an external combustion type hot gas engine provided with a slider that slides on both the cross guide and the guide hole is proposed.

【0008】この発明によれば、例えば、スライダがク
ロスガイドとガイド孔とに対して等しい速度で摺動すれ
ば、それぞれの摺動速度がスライダとガイド孔との相対
速度の半分になる。これにより、各摺動面における磨耗
の進行が抑えられ、エンジンの耐久性が向上する。
According to the present invention, for example, if the slider slides at the same speed with respect to the cross guide and the guide hole, each sliding speed becomes half of the relative speed between the slider and the guide hole. Thereby, the progress of wear on each sliding surface is suppressed, and the durability of the engine is improved.

【0009】また、請求項2の発明では、クランクシャ
フトに大端部が連結されたコネクティングロッドと、シ
リンダ内を往復動するディスプレーサピストンと、前記
コネクティングロッドの小端部と前記ディスプレーサピ
ストンとの連結に供されて、当該ディスプレーサピスト
ンの移動に伴ってガイド孔内を摺動するクロスガイド
と、前記クロスガイドと前記ガイド孔との間に介装さ
れ、当該クロスガイドと当該ガイド孔との双方に対して
摺動するPTFE製のスライダとを備えた外燃式熱ガス
機関を提案する。
According to the second aspect of the present invention, a connecting rod having a large end connected to a crankshaft, a displacer piston reciprocating in a cylinder, and a connection between a small end of the connecting rod and the displacer piston. And a cross guide that slides in the guide hole with the movement of the displacer piston, and is interposed between the cross guide and the guide hole, and is provided in both the cross guide and the guide hole. An external-combustion-type hot gas engine including a PTFE slider that slides against the engine is proposed.

【0010】この発明によれば、スライダをごく摩擦係
数の小さいPTFE製としたため、摺動面の磨耗が極め
て少なくなると共に、エンジン回転時の抵抗も減少して
熱効率が向上する。
According to the present invention, since the slider is made of PTFE having a very small coefficient of friction, the wear on the sliding surface is extremely reduced, and the resistance at the time of engine rotation is reduced, thereby improving the thermal efficiency.

【0011】また、請求項3の発明では、請求項1また
は2記載の外燃式熱ガス機関を用いた空気調和機を提案
する。
According to a third aspect of the present invention, there is provided an air conditioner using the external combustion type hot gas engine according to the first or second aspect.

【0012】この発明によれば、空気調和機を構成する
外燃式熱ガス機関の耐久性が向上するため、保守・点検
インターバルの長期化が図れると共に、ランニングコス
トが低減される。
According to the present invention, since the durability of the external combustion type hot gas engine constituting the air conditioner is improved, the maintenance / inspection interval can be lengthened and the running cost can be reduced.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づき詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0014】図1にはヒートポンプ型空気調和機の冷温
水回路を示してあり、この回路には図2に断面斜視を示
すヴィルミエサイクルの熱ガス機関1が採用されてい
る。熱ガス機関1は、互いに直交配置された高温側ピス
トン2と低温側ピストン3とを備えており、これらがヘ
リウム等の作動ガスを封入したハウジング4に収納され
ている。
FIG. 1 shows a cold / hot water circuit of a heat pump type air conditioner, which employs a Vilmier cycle hot gas engine 1 shown in perspective in FIG. The hot gas engine 1 includes a high-temperature-side piston 2 and a low-temperature-side piston 3 arranged orthogonally to each other, and these are housed in a housing 4 in which a working gas such as helium is sealed.

【0015】両ピストン2,3は、90°の位相差をも
って動作するように、コンロッド5,6を介してクラン
クシャフト7に形成された同一のクランクピン8に連結
されている。したがって、例えば高温側ピストン2が上
死点と下死点との中間に位置すると、低温側ピストン3
が上死点に位置することになる。図1,図2において、
符号9はクランクシャフト7を駆動するスタータモータ
を示す。
The two pistons 2 and 3 are connected to the same crank pin 8 formed on a crank shaft 7 via connecting rods 5 and 6 so as to operate with a phase difference of 90 °. Therefore, for example, if the high temperature side piston 2 is located between the top dead center and the bottom dead center,
Will be located at the top dead center. 1 and 2,
Reference numeral 9 denotes a starter motor that drives the crankshaft 7.

【0016】ハウジング4内には、高温室41と、中温
室42,43と、低温室44とが画成されており、高温
室41と中温室42との間には高温再生器45と中温熱
交換器46とが介装される一方、中温室43と低温室4
4との間には中温熱交換器47、低温再生器48および
低温熱交換器49が介装されている。また、高温室41
の端部には加熱器51が形成されており、この加熱器5
1は燃焼器52により加熱される。
A high-temperature chamber 41, medium-temperature chambers 42 and 43, and a low-temperature chamber 44 are defined in the housing 4. A high-temperature regenerator 45 and a medium-temperature chamber 45 are provided between the high-temperature chamber 41 and the medium-temperature chamber 42. While the heat exchanger 46 is interposed, the medium temperature room 43 and the low temperature room 4
4, a medium-temperature heat exchanger 47, a low-temperature regenerator 48, and a low-temperature heat exchanger 49 are interposed. In addition, high temperature room 41
A heater 51 is formed at an end of the heater 5.
1 is heated by the combustor 52.

【0017】ハウジング4内で高温側ピストン2と低温
側ピストン3とが動作すると、封入された作動ガスが、
高温再生器45と低温再生器48とを通って各室41,
42,43,44間を移動する。そして、作動ガスは、
これら再生器45,48を通過する際に加熱あるいは冷
却され、これにより、密閉されたハウジング4内が昇圧
あるいは減圧される。
When the high temperature side piston 2 and the low temperature side piston 3 operate in the housing 4, the enclosed working gas is
Each room 41, through the high temperature regenerator 45 and the low temperature regenerator 48,
Move between 42, 43 and 44. And the working gas is
When passing through these regenerators 45 and 48, it is heated or cooled, whereby the pressure in the sealed housing 4 is increased or reduced.

【0018】また、外部との熱エネルギーのやり取り
は、中温室42,43に接続する中温熱交換器46,4
7及び低温室44に接続する低温熱交換器49が行う。
例えば、加熱器51が高温室41の作動ガスに熱エネル
ギーを与えると、中温室42,43側の作動ガスが中温
熱交換器46,47を介して外部熱媒体に熱エネルギー
を放出すると共に、低温室44側の作動ガスが低温熱交
換器49を介して外部熱媒体から熱エネルギーを吸収す
る。すなわち、本実施形態の熱ガス機関1では、低温熱
交換器49と低温室44とが吸熱部を構成する一方で、
中温熱交換器46,47と中温室42,43とが放熱部
を構成する。
The exchange of heat energy with the outside is performed by the intermediate-temperature heat exchangers 46, 4 connected to the intermediate-temperature chambers 42, 43.
7 and a low-temperature heat exchanger 49 connected to the low-temperature chamber 44.
For example, when the heater 51 gives thermal energy to the working gas in the high-temperature chamber 41, the working gas in the medium-temperature chambers 42 and 43 emits heat energy to the external heat medium via the medium-temperature heat exchangers 46 and 47, and The working gas on the low temperature chamber 44 side absorbs heat energy from the external heat medium via the low temperature heat exchanger 49. That is, in the hot gas engine 1 of the present embodiment, the low-temperature heat exchanger 49 and the low-temperature chamber 44 constitute a heat absorbing unit,
The medium-temperature heat exchangers 46 and 47 and the medium-temperature chambers 42 and 43 constitute a heat radiation part.

【0019】本実施形態では、熱ガス機関1の中温熱交
換器46,47と低温熱交換器49とを熱源として、室
内ユニット61と室外ユニット71とを備えた空気調和
機81が構成されている。室内ユニット61内には室内
熱交換器62が配設され、室外ユニット71内には室外
熱交換器72が配設されている。63は室内ファン、7
3は室外ファンである。
In this embodiment, an air conditioner 81 having an indoor unit 61 and an outdoor unit 71 is constituted by using the medium-temperature heat exchangers 46 and 47 and the low-temperature heat exchanger 49 as heat sources in the heat gas engine 1. I have. An indoor heat exchanger 62 is provided in the indoor unit 61, and an outdoor heat exchanger 72 is provided in the outdoor unit 71. 63 is an indoor fan, 7
3 is an outdoor fan.

【0020】中温熱交換器46と室内熱交換器62と
は、管路91と四方弁83と管路92とを介して接続さ
れ、さらに室内熱交換器62と低温熱交換器49とは、
管路93と四方弁84と管路94とを介して接続されて
いる。また、中温熱交換器46と室外熱交換器72と
は、管路95と四方弁83と管路96とを介して接続さ
れ、さらに室外熱交換器72と中温熱交換器47とは、
管路97と四方弁84と管路98とを介して接続されて
いる。また、中温熱交換器46と中温熱交換器47と
は、管路99とを介して接続されている。管路を循環す
る外部熱媒体としては、水(以下、液冷媒と記す)が用
いられている。
The intermediate-temperature heat exchanger 46 and the indoor heat exchanger 62 are connected via a pipe 91, a four-way valve 83 and a pipe 92, and the indoor heat exchanger 62 and the low-temperature heat exchanger 49
The pipe 93 is connected via a four-way valve 84 and a pipe 94. The intermediate heat exchanger 46 and the outdoor heat exchanger 72 are connected via a pipe 95, a four-way valve 83, and a pipe 96, and the outdoor heat exchanger 72 and the intermediate heat exchanger 47 are
The pipe 97, the four-way valve 84 and the pipe 98 are connected. Further, the intermediate temperature heat exchanger 46 and the intermediate temperature heat exchanger 47 are connected via a pipe 99. Water (hereinafter, referred to as liquid refrigerant) is used as an external heat medium circulating in the pipeline.

【0021】本実施形態の空気調和機では、以下に述べ
る手順で冷暖房運転が行われる。
In the air conditioner of this embodiment, the cooling and heating operation is performed in the following procedure.

【0022】例えば、冷房運転時には、燃焼器52の点
火により熱ガス機関1が作動し、中温熱交換器46,4
7を介して作動ガスの熱エネルギーが液冷媒に放出され
る一方で、低温熱交換器49を介して液冷媒の熱エネル
ギーが作動ガスに吸収される。この際、四方弁83,8
4は図1で実線で示すように切り替えられており、低温
熱交換器49で熱エネルギーを放出した液冷媒は、管路
91、四方弁83、管路92を経由して室内熱交換器6
2に流れる。室内ユニット61内では、低温となった室
内熱交換器62に室内ファン63からの送風が行われ、
室内に冷風が送り出され(冷房が行われ)、室内気の熱
エネルギーを吸収した液冷媒は管路93、四方弁84、
管路94を経由して低温熱交換器49に環流する。
For example, during the cooling operation, the hot gas engine 1 is operated by the ignition of the combustor 52, and the intermediate temperature heat exchangers 46 and 4 are operated.
While the heat energy of the working gas is released to the liquid refrigerant via 7, the heat energy of the liquid refrigerant is absorbed by the working gas via the low-temperature heat exchanger 49. At this time, the four-way valve 83, 8
1 is switched as shown by a solid line in FIG. 1, and the liquid refrigerant that has released heat energy in the low-temperature heat exchanger 49 passes through the pipe 91, the four-way valve 83, and the pipe 92, and
Flow to 2. In the indoor unit 61, air is blown from the indoor fan 63 to the indoor heat exchanger 62 at low temperature,
The cold air is sent out into the room (cooling is performed), and the liquid refrigerant that has absorbed the heat energy of the room air flows through the pipe 93, the four-way valve 84,
It recirculates to the low-temperature heat exchanger 49 via the pipe 94.

【0023】このとき、中温熱交換器46で熱エネルギ
ーを吸収した液冷媒は、管路95、四方弁83、管路9
6を経由して室外熱交換器72に流れ、そこで室外ファ
ン73からの送風により冷却された後、管路97、四方
弁84、管路98を通じて中温熱交換器47に流れ、更
に管路99を経由して中温熱交換器46に環流する。
At this time, the liquid refrigerant having absorbed the heat energy in the intermediate temperature heat exchanger 46 is supplied to the pipe 95, the four-way valve 83, the pipe 9
6, flows into the outdoor heat exchanger 72, is cooled by the air from the outdoor fan 73, flows through the pipe 97, the four-way valve 84, and the pipe 98 to the intermediate-temperature heat exchanger 47, and further flows through the pipe 99. To the middle-temperature heat exchanger 46 via.

【0024】また、暖房運転時にも、燃焼器52の点火
により熱ガス機関1が作動し、中温熱交換器46,47
を介して作動ガスの熱エネルギーが液冷媒に吸収される
一方で、低温熱交換器49を介して液冷媒の熱エネルギ
ーが作動ガスに放出されるが、この際には四方弁83,
84が図1で点線で示すように切り替えられ、冷房運転
時と逆の手順で外気の熱エネルギーが室内熱交換器62
に供給される。
Also, during the heating operation, the hot gas engine 1 is operated by the ignition of the combustor 52, and the intermediate temperature heat exchangers 46 and 47 are operated.
While the thermal energy of the working gas is absorbed by the liquid refrigerant through the low temperature heat exchanger 49, the thermal energy of the working gas is released to the working gas through the low temperature heat exchanger 49. In this case, the four-way valve 83,
84 is switched as shown by the dotted line in FIG. 1, and the heat energy of the outside air is
Supplied to

【0025】次に、図3の要部縦断面図を併用し、クラ
ンクシャフト7およびスタータモータ9周りの構造を述
べる。
Next, the structure around the crankshaft 7 and the starter motor 9 will be described with reference to the longitudinal sectional view of the main part of FIG.

【0026】図2,図3に示したように、ハウジング4
は、クランクシャフト7を保持するクランクケース11
と、ピストン2,3を保持するシリンダバレル12,1
3と、スタータモータ9を収納するモータカバー14と
からなっている。そして、クランクシャフト7は、ジャ
ーナル15,16に嵌合する一対のボールベアリング1
7,18を介して、クランクケース11に回転自在に保
持され、また、ピストン2,3は、中温熱交換器46等
を介して、シリンダバレル12に摺動自在に保持されて
いる。
As shown in FIG. 2 and FIG.
Is a crankcase 11 that holds the crankshaft 7
And cylinder barrels 12, 1 for holding the pistons 2, 3
3 and a motor cover 14 that houses the starter motor 9. The crankshaft 7 has a pair of ball bearings 1 fitted to the journals 15 and 16.
The pistons 2 and 3 are slidably held by the cylinder barrel 12 via a medium-temperature heat exchanger 46 and the like.

【0027】図4に分解斜視を示したように、クランク
シャフト7は、コンロッド5,6を組み込んだ状態でメ
インシャフト20とサブシャフト21とが一体化され
る、いわゆる組立式である。これは、コンロッド5,6
の大端部軸受にニードルローラベアリング23が用いら
れているためで、メインシャフト20側のクランクピン
8の先端小径部をサブシャフト21側の係合孔26に挿
入した後、ボルト27で締結することによりクランクシ
ャフト7の一体化がなされる。
As shown in an exploded perspective view in FIG. 4, the crankshaft 7 is of a so-called assembling type in which the main shaft 20 and the sub shaft 21 are integrated with the connecting rods 5, 6 incorporated therein. This is connecting rod 5,6
Since the needle roller bearing 23 is used as the large end bearing of the above, the small diameter portion of the tip of the crank pin 8 on the main shaft 20 side is inserted into the engagement hole 26 on the sub shaft 21 side, and then tightened with the bolt 27. Thus, the crankshaft 7 is integrated.

【0028】さて、本実施形態では、クランクシャフト
7とスタータモータ9の回転軸(以下、モータシャフト
と記す)30とが、鋳造成形あるいは鍛造加工により、
同軸かつ一体に形成されている。すなわち、モータシャ
フト30は、メインシャフト20のジャーナル15から
同軸上に延設されたもので、その外周面にスタータモー
タ9のロータ31が圧入される構造となっている。図
中、32はモータカバー14の内周面に固定されたステ
ータである。
In the present embodiment, the crankshaft 7 and the rotating shaft (hereinafter referred to as a motor shaft) 30 of the starter motor 9 are formed by casting or forging.
It is formed coaxially and integrally. That is, the motor shaft 30 is coaxially extended from the journal 15 of the main shaft 20, and has a structure in which the rotor 31 of the starter motor 9 is press-fitted to the outer peripheral surface thereof. In the figure, reference numeral 32 denotes a stator fixed to the inner peripheral surface of the motor cover 14.

【0029】これにより、本実施形態では、クランクシ
ャフト7とモータシャフト30との結合が不要となり、
モータシャフト30の支持に独立した軸受が不要となる
ことも相俟って、両者が別体のものに比べて部品点数や
組立工数を大幅に削減することができる。また、スター
タモータ9のクランクセンタからのオフセットがなくな
ることにより、ハウジング4全体の体格が小さくなり、
円筒形となることにより、薄肉化および軽量化を行うこ
とができる。更に、スタータモータ9を高トルク形とし
たため、減速装置を省略することが可能となり、部品点
数や組立工数を更に削減することができる。
As a result, in this embodiment, the connection between the crankshaft 7 and the motor shaft 30 becomes unnecessary,
In combination with the fact that an independent bearing is not required for supporting the motor shaft 30, the number of parts and the number of assembling steps can be greatly reduced as compared with the case where both are separate. Further, since the offset of the starter motor 9 from the crank center is eliminated, the physical size of the entire housing 4 is reduced,
By having a cylindrical shape, the thickness and weight can be reduced. Further, since the starter motor 9 is of a high torque type, it is possible to omit a speed reducer, and it is possible to further reduce the number of parts and the number of assembly steps.

【0030】また、本実施形態では、従来は別部品であ
ったクランクシャフト7とバランスウエイト35,36
とを一体化した。すなわち、メインシャフト20側にバ
ランスウエイト35を一体に形成し、サブシャフト21
側にバランスウエイト36を一体に形成してある。
In this embodiment, the crankshaft 7 and the balance weights 35 and 36, which are conventionally separate parts, are used.
And were integrated. That is, the balance weight 35 is integrally formed on the main shaft 20 side, and
A balance weight 36 is integrally formed on the side.

【0031】これにより、本実施形態では、クランクシ
ャフト7とバランスウエイト35,36との結合が不要
になり、部品点数や組立工数が削減されると共に、バラ
ンスウエイト35,36用の鋳造金型も不要となり、生
産設備費を低減させることができる。
As a result, in the present embodiment, the connection between the crankshaft 7 and the balance weights 35 and 36 becomes unnecessary, the number of parts and the number of assembly steps are reduced, and the casting dies for the balance weights 35 and 36 are also used. This is unnecessary, and the cost of production equipment can be reduced.

【0032】一方、本実施形態の熱ガス機関1では、中
温室42,43とクランクケース11の内部との間の気
密を確保するべく、ピストン2,3がクロスガイド10
1,102を介してコンロッド5,6に連結されてい
る。すなわち、ピストン2,3がピストンロッド103
を介してクロスガイド101,102に剛結合される一
方で、ピストンロッド103の外周面にクランクケース
11に取り付けられたシール104が接触し、これによ
り軸封が行われる。したがって、クロスガイド101,
102は、ピストン2,3の往復動に伴い、クランクケ
ース11に形成されたガイド孔105に沿って摺動す
る。
On the other hand, in the hot gas engine 1 of the present embodiment, the pistons 2 and 3 are connected to the cross guide 10 in order to secure airtightness between the middle temperature chambers 42 and 43 and the inside of the crankcase 11.
They are connected to connecting rods 5 and 6 via 1,102. That is, the pistons 2 and 3 are
, The seal 104 attached to the crankcase 11 comes into contact with the outer peripheral surface of the piston rod 103, thereby sealing the shaft. Therefore, the cross guide 101,
102 slides along a guide hole 105 formed in the crankcase 11 as the pistons 2 and 3 reciprocate.

【0033】図5の分解斜視に示したように、本実施形
態のクロスガイド101,102は、上下にフランジ1
11,112を有する円柱状に形成されている。クロス
ガイド101,102には、上下フランジ111,11
2間に円筒状のスライダ115が摺動自在に外嵌してお
り、ガイド孔105にはスライダ115の外周面が接触
する。スライダ115は、摩擦係数のごく小さいPTF
E(四弗化エチレン樹脂)を母材としており、その長さ
Lが上下フランジ111,112間の距離Dの略半分に
設定されている。図5中で、符号24はコンロッド5,
6の小端部軸受であるニードルローラベアリングを示
し、117はコンロッド5,6とクロスガイド101,
102とを連結するクロスガイドピンを示してある。
As shown in the exploded perspective view of FIG. 5, the cross guides 101 and 102 of the present embodiment
It is formed in a columnar shape having 11,112. The upper and lower flanges 111 and 11 are attached to the cross guides 101 and 102, respectively.
A cylindrical slider 115 is externally slidably fitted between the two, and the outer peripheral surface of the slider 115 contacts the guide hole 105. The slider 115 is made of PTF having a very small coefficient of friction.
E (ethylene tetrafluoride resin) is used as a base material, and its length L is set to approximately half the distance D between the upper and lower flanges 111 and 112. In FIG. 5, reference numeral 24 denotes a connecting rod 5,
6 shows a needle roller bearing as a small end bearing, and 117 shows connecting rods 5 and 6 and cross guides 101 and
2 shows a cross guide pin for connecting to the second guide pin 102.

【0034】さて、本実施形態では、ピストン2、3の
往復動に伴って、クロスガイド101,102もガイド
孔105に沿って往復動する。この際、スライダ115
は、内周面がクロスガイド101,102に接触する一
方で、外周面がガイド孔105に接触しているため、ク
ロスガイド101,102およびガイド孔105に対し
て略同等の摩擦抵抗を受けながら相対動する。
In this embodiment, the cross guides 101 and 102 also reciprocate along the guide holes 105 as the pistons 2 and 3 reciprocate. At this time, the slider 115
Since the inner peripheral surface is in contact with the cross guides 101 and 102, while the outer peripheral surface is in contact with the guide holes 105, the cross guides 101 and 102 and the guide holes 105 receive substantially the same frictional resistance. Relative movement.

【0035】その結果、スライダ115は、図6に示し
た最上昇時(ピストン2、3の上死点時)にクロスガイ
ド101,102の下端部近傍に位置し、図7に示した
最下降時(ピストン2、3の下死点時)にクロスガイド
101,102の上端部近傍に位置する。つまり、スラ
イダ115の移動距離はクロスガイド101,102の
移動距離の略半分となり、スライダ115のクロスガイ
ド101,102およびガイド孔105に対する摺動速
度もクロスガイド101,102の移動速度の略半分と
なる。
As a result, the slider 115 is positioned near the lower ends of the cross guides 101 and 102 at the time of the highest movement (at the time of the top dead center of the pistons 2 and 3) shown in FIG. At the time (at the time of the bottom dead center of the pistons 2 and 3), the cross guides 101 and 102 are located near the upper ends. That is, the moving distance of the slider 115 is substantially half of the moving distance of the cross guides 101 and 102, and the sliding speed of the slider 115 with respect to the cross guides 101 and 102 and the guide hole 105 is also substantially half of the moving speed of the cross guides 101 and 102. Become.

【0036】これにより、スライダ115とクロスガイ
ド101,102との間の移動速度が大幅に低下するこ
とで、異常磨耗や焼付き等が防止され、従来のものに対
して遙かに耐久性を高めることができる。
As a result, the moving speed between the slider 115 and the cross guides 101 and 102 is greatly reduced, so that abnormal wear, seizure and the like are prevented, and the durability is far higher than the conventional one. Can be enhanced.

【0037】一方、図8の一部断面側面視に示したよう
に、本実施形態のコンロッド5,6内には、二つのグリ
ース溜まり121,125が形成されている。第1のグ
リース溜まり121は、小端側の端部円周に沿った円弧
状のもので、グリース溜まり121と小端部の内周面1
22とは連通孔123により連通されている。また、第
2のグリース溜まり125は、大端側から小端側に延設
された筒穴状のもので、グリース溜まり125と大端部
の内周面126とは連通孔127により連通されてい
る。尚、本実施形態のコンロッド5,6は鋳造品であ
り、これらグリース溜まり121,125は中子を用い
ることにより形成されている。
On the other hand, as shown in a partial sectional side view of FIG. 8, two grease reservoirs 121 and 125 are formed in the connecting rods 5 and 6 of the present embodiment. The first grease reservoir 121 has an arc shape along the circumference of the end portion on the small end side, and the grease reservoir 121 and the inner peripheral surface 1 of the small end portion are formed.
22 is communicated with a communication hole 123. The second grease reservoir 125 is a cylindrical hole extending from the large end to the small end, and the grease reservoir 125 and the inner peripheral surface 126 at the large end communicate with each other through a communication hole 127. I have. The connecting rods 5 and 6 of this embodiment are cast products, and the grease reservoirs 121 and 125 are formed by using a core.

【0038】両グリース溜まり121,125内にはグ
リース131が充填されており、連通孔123,127
から、小端部および大端部の内周面122,126に流
出可能となっている。したがって、長時間の運転によっ
てニードルローラベアリング23,24内のグリースが
消費されると、両グリース溜まり121,125から連
通孔123,127を経由して適量のグリース131が
補充される。
The grease reservoirs 121 and 125 are filled with grease 131, and the communication holes 123 and 127 are filled.
From the inner peripheral surfaces 122 and 126 at the small end and the large end. Therefore, when the grease in the needle roller bearings 23 and 24 is consumed by a long operation, an appropriate amount of grease 131 is replenished from both the grease reservoirs 121 and 125 via the communication holes 123 and 127.

【0039】これにより、Heガス雰囲気中で熱ガス機
関1が長期間運転された場合にも、ニードルローラベア
リング23,24の潤滑が良好な状態に維持され、焼き
付き等に起因する回転不良や故障を防止することができ
る。
Accordingly, even when the hot gas engine 1 is operated for a long time in the He gas atmosphere, the lubrication of the needle roller bearings 23 and 24 is maintained in a good state, and rotation failure or failure due to seizure or the like is caused. Can be prevented.

【0040】以上で具体的実施形態の説明を終えるが、
本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施形態ではクランクシャフトとモータシ
ャフトとを一体品としたが、別体で製作してカップリン
グ等を介して連結するようにしてもよい。また、クロス
ガイドとガイド孔との間に介装させるスライダについて
は、含油焼結合金等の素材を用いてもよいし、金属パイ
プ等の内外周面にPTFE等のコーティングを行ったも
のを用いてもよいし、円筒以外の形状としてもよい。ま
た、コンロッドに形成したグリース溜まりの形状につい
ては、高温側と低温側とで異なるものとしてもよいし、
生産性や機能性等を勘案して決定してもよい。その他、
装置各部の構成や部材の形状等についても、本発明の趣
旨を逸脱しない範囲で、適宜変更可能である。更に、本
発明は、ヴェルミエサイクル以外に、スターリングエン
ジン等、種々の外燃式熱ガス機関に適用可能である。
The description of the specific embodiment has been completed.
The present invention is not limited to the embodiments described above.
For example, in the above-described embodiment, the crankshaft and the motor shaft are integrated, but may be manufactured separately and connected via a coupling or the like. As the slider interposed between the cross guide and the guide hole, a material such as an oil-impregnated sintered alloy may be used, or a metal pipe or the like whose inner and outer peripheral surfaces are coated with PTFE or the like may be used. Or a shape other than a cylinder. Further, the shape of the grease reservoir formed on the connecting rod may be different between the high temperature side and the low temperature side,
The determination may be made in consideration of productivity, functionality, and the like. Others
The configuration of each part of the device, the shape of the member, and the like can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention. Furthermore, the present invention is applicable to various external combustion type hot gas engines such as a Stirling engine other than the Vermier cycle.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、外
燃式熱ガス機関において、クロスガイドとガイド孔との
間にこれらに対して摺動するスライダを介装させるよう
にしたため、各摺動面の磨耗の要因となる摺動速度を小
さくすることができる。また、スライダをPTFE製と
したものにあっては、摺動面の磨耗が極めて少なくな
る。そして、この外燃式熱ガス機関を用いた空気調和機
では、保守・点検インターバルの長期化が図れると共
に、ランニングコストが低減される。
As described above, according to the present invention, in the external combustion type hot gas engine, the slider that slides between the cross guide and the guide hole is interposed between the cross guide and the guide hole. The sliding speed that causes wear of each sliding surface can be reduced. Further, when the slider is made of PTFE, wear of the sliding surface is extremely reduced. In the air conditioner using the external combustion type hot gas engine, the maintenance / inspection interval can be lengthened and the running cost can be reduced.

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

【図1】ヒートポンプ式空気調和機の構成を示す回路図
である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a heat pump type air conditioner.

【図2】熱ガス機関の構造を示す断面斜視図である。FIG. 2 is a sectional perspective view showing a structure of a hot gas engine.

【図3】熱ガス機関の要部縦断面図である。FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a main part of the hot gas engine.

【図4】クランクシャフトの分解斜視図である。FIG. 4 is an exploded perspective view of the crankshaft.

【図5】クロスガイド周りの分解斜視図である。FIG. 5 is an exploded perspective view around a cross guide.

【図6】クロスガイド上昇時のスライダの位置を示す説
明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a position of a slider when the cross guide is raised.

【図7】クロスガイド下降時のスライダの位置を示す説
明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing the position of the slider when the cross guide is lowered.

【図8】コンロッドの要部断面側面図である。FIG. 8 is a sectional side view of a main part of a connecting rod.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 熱ガス機関 2 高温側ディスプレーサピストン 3 低温側ディスプレーサピストン 4 ハウジング 5,6 コンロッド 7 クランクシャフト 61 室内ユニット 71 室外ユニット71 81 空気調和機 101,102 クロスガイド 105 ガイド孔 115 スライダ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hot gas engine 2 High temperature side displacer piston 3 Low temperature side displacer piston 4 Housing 5, 6 Connecting rod 7 Crankshaft 61 Indoor unit 71 Outdoor unit 71 81 Air conditioner 101, 102 Cross guide 105 Guide hole 115 Slider

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 クランクシャフトに大端部が連結された
コネクティングロッドと、 シリンダ内を往復動するディスプレーサピストンと、 前記コネクティングロッドの小端部と前記ディスプレー
サピストンとの連結に供されて、当該ディスプレーサピ
ストンの移動に伴ってガイド孔内を摺動するクロスガイ
ドと、 前記クロスガイドと前記ガイド孔との間に介装され、当
該クロスガイドと当該ガイド孔との双方に対して摺動す
るスライダとを備えたことを特徴とする外燃式熱ガス機
関。
A connecting rod having a large end connected to a crankshaft; a displacer piston reciprocating in a cylinder; and a displacer piston connected to a small end of the connecting rod and the displacer piston. A cross guide that slides in the guide hole with the movement of the piston; and a slider that is interposed between the cross guide and the guide hole and slides with respect to both the cross guide and the guide hole. An external combustion-type hot gas engine comprising:
【請求項2】 クランクシャフトに大端部が連結された
コネクティングロッドと、 シリンダ内を往復動するディスプレーサピストンと、 前記コネクティングロッドの小端部と前記ディスプレー
サピストンとの連結に供されて、当該ディスプレーサピ
ストンの移動に伴ってガイド孔内を摺動するクロスガイ
ドと、 前記クロスガイドと前記ガイド孔との間に介装され、当
該クロスガイドと当該ガイド孔との双方に対して摺動す
るPTFE製のスライダとを備えたことを特徴とする外
燃式熱ガス機関。
2. A connecting rod having a large end connected to a crankshaft; a displacer piston reciprocating in a cylinder; and a displacer piston connected to a small end of the connecting rod and the displacer piston. A cross guide that slides in the guide hole as the piston moves, and a PTFE that is interposed between the cross guide and the guide hole and that slides in both the cross guide and the guide hole. An external combustion type hot gas engine comprising: a slider;
【請求項3】 請求項1または2記載の外燃式熱ガス機
関を用いたことを特徴とする空気調和機。
3. An air conditioner using the external combustion type hot gas engine according to claim 1.
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