JPS5985457A - スタ−リングエンジルのシ−ル構造 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、スターリングエンジンのシール構造に関す
るものである。

一般にスターリングエンジンは熱効率が高い。

運転騒音が低い、排気が盾浄であるといった特長をもっ
ているとされ、各方面で研究が進められており、自動車
用、空調機用の原動機として実用化段階に近づいている
といわれている。

第１因は、１つのシリンダ内に動力を取りだす動力ビス
トンシリンダ内の作業気体（例えばヘリウム）を加熱、
冷却するために作業気体を移送するための送気ピストン
を有した従来のピストンディスプレイサ型のスターリン
グエンジンの縦断面図である。

一１図において、（１）はシリンダー、（２）は中空形
状の送気ピストンのヘッド、（３）はヘッド（２）と固
定され、送気ピストン用ピストンシールが装着されるピ
ストンシールランドｔ　（ｓ’）は（３）に装着された
作業気体のもれを防止するためのシールリング。

（４）は動力ビストン、　（４ａ）は動力ビストンに装
着された作業気体のもれを防止するためのシールリング
、（５）は動力ビストン（４）の中心軸部、及び動力ビ
ストン（４）とクランク機構部Ｑηとを連接する動力ビ
ストンロッド（６）の中心軸部を貫通して往復動可能に
構成され、送気ピストンシールランド（３）とクランク
機構部αのとを連接する送気ピストンロッドである。ク
ランク機構部はクランク軸、連接棒、ピストンピンで構
成され、送気ピストン及び動力ビストンを所定の位相差
で往復動可能にする。（至）はクランク機構部のクラン
ク軸を同転自在に床持し。

エンジンの作業気体の密封床持をかねたクランクケース
である。０呻はクランク機構部を円滑に動作させる為の
潤滑油である。（イ）はクランク室を示す。

（７）は趙温の燃焼ガス力）ら受熱してシリンダーの膨
張室内の作業気体を加熱するためのヒーター管。

（８）は作業気体の加熱量及び冷却量を節減させるため
に金網等が積層された構造の再生器、（９）は作業気体
を冷却するためのクーラー管、　（ＬＯはクーラーで冷
却された作業気体をシリンダーの圧縮室に導く２１！管
である。αｐはクーラー管を冷却するために設けられた
冷却水流入部で（ｌｌａ）は冷却水の入口部。

（ｎｂ）は冷却水の出口部である。（２）は送気ピスト
ンロッド（５）と動力ビストンロッド（６）のすき間か
ら作業気体のもれるのをシールする為に動力ビストンに
装着された送気ピストンロッドシールである。

（２）はシリンダー（１）の頭部に設けられつば状の燃
焼ガスガイドで、これより上方は高温の燃焼ガスにさら
される一方、これより下部は図ボしていないが、送気ピ
スト：／に装着されたピストンシールを冷却するために
冷却水又は強制空冷によって冷却されている。Ｑ→はク
ランク窒出の潤滑油が、エンジンのシリンダー（１）円
に侵入するのを防止するためニ、励カビストンロッド（
６）に付看した潤滑油をかき落とすための動カビストン
ロッド油シーＩしでゐろ。＜ＩＩはα荀をシリンダ一部
の所定の位置に固定するシールハウジノグである。ａ→
は動力ビストン（４）とシリンダー（１）、油シール／
）ウジング＜ｌｆ９で構成され、勤カビストンの押しの
け体積より十分大きな体積を有するバッファー室に）と
クランク室（ホ）とを連通する遅通官である。この連通
管には図示されていないが潤滑油がシリンダー内に流入
するのを防止する油ろ過器が組込まれている。

この様に構成されたスターリングエンジンは。

＃Ａ焼ガス等によってヒータ管（７）を加熱し、クーラ
ー　管（９）を水等によって冷却することによって１機
械出力を発生することは周知の事実である。

しかしながら従来、つぎの様な欠点があった。

シリンダー内の圧縮室の圧力溶化はクランク室圧力を平
均値とした交番圧力変化となる。この為に送気ピストン
ロッドシール部から潤滑油の蒸気を含んだ作業気体がク
ランク室からシリンダー内の圧縮室に流入し、この結果
、エンジンを長時間運転した場合、圧縮室内に入り込ん
だ＠滑油によってクーラー管（９）、ヒータ管（７）、
再生器（８）が汚染され、これらの熱交換能力が希しく
低下してエンジン性能が大きく低下する。

本発明は以りの欠点を改良するために行なわれた。すな
わち、送気ピストンロッドシールを介してクランク室か
らシリンダー内に流入する作業気体を皆無とし、少なく
とも油ろ過等によってクリーンされた作業気体が充満す
るバッファ室からシリンダー内に作業気体が流入するよ
うにした。

本発明の一実施例を＠２図により説明する。

第２図は送気ピストンロッド、動力ビストンロッド、お
よびこれに係わる周辺部の縦断面図で。

その池構成は＠１図と全く同様である。図中、第１図と
同一記号は第１図と同一の機能部材を示すものである。

（イ）は送気ピストンロッドに付着した潤滑油をかき落
とす為に動力ビストンロッド中心軸穴部の下部に固定さ
れた送気ピストンロッド油シールテある。この送気ピス
トンロッド油シールよりｔ部の動力ビストンロッドの中
心軸穴部の穴径は、送気ピストンロッド外径より８Ｍ以
上大きくしである。

翰は動力ビストンロッド（６）の側部にあけられた連通
孔で、連通孔は少なくとも動力ビストンロッドの往復動
体によって、動力ビストンロッド油シールαるに接触し
ない位置にあけられ、バッファ室（ハ）に面している。

ｅＯは上記の連通孔より少なくとも上部で、動力ビスト
ンロッド中心軸穴部と送気ピストンロッドのすき間部に
充填された多孔質油吸着部材で、フェルト布、ポーラス
金属等の材料が用いられる。

以ｔのような構成において、動力ビストンロッド中心軸
穴径を送気ピストンロッド外径より８ｕ以上大きくする
地山は、送気ピストンロッド油シール部で完全にかき落
とす事の出来なかった潤滑油が、Ｊ：記の軸穴とロッド
のすき間が小さい場合。

各ロッドの往復動作によってかき上ってくる事が判明し
た。しかしながら、このすき間を大きくする事によって
、上記の潤滑油のかき二〇現象を程んど皆無に出来る串
を確認したからでａ）る。

以上９本発明の構成によると、シリンダーの圧縮室に流
入する作業気体は、従来のようにクランク室から直接流
入する事なく、温調油蒸気が取り徐カしたクリーンな作
業気体が充満したがバッファ室（ハ）から流入する事に
なる。したかってエンジンを長時間運転した場合でも圧
縮室内に流入した潤滑油によって、各熱交換器は桂んど
汚染されず。

長期にわたりエンエンジンを鍋効率に運転可能となった
。

１、送気ピストンロッド油シールに）は、バッファ室と
クランク室の作業気体の圧力は、はぼ均圧だから、これ
に作用する圧力差は程んど等で、したがって、この圧力
差によるシールへの締めっけ力は程んど零となり琴耗、
縁擦も極力小さく出来る利点がある。

更に、多孔寅油吸肴８オは、万が−バッファ室に充満し
た作業気体が潤滑油に汚染された場合でも、潤滑油のａ
縮室（ハ）への流入を防止できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のピストンディスプレーサ型スターリング
エンジンの縦断面図テアル。 第２図は本発明の一実施例を示し、送気ピストンｏ　ツ
Ｆ　ｖ　１ｌＥｔｌ　ｊ：Ｊピストンロッド及びこれＩ
こ係わる周辺部の縦断面図である。 図中、＠は送気ピストンロッド油シーｌし、（ホ）は連
通孔、Ｑ］）は多孔質油吸着部材である。 なお１図中同一行号は同−又は相当部分を示す。 代　理　人　　葛　　野　　信　　− 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）膨張室と圧縮室を形成するシリンダ内に、送気ビ
   ストレとｔ記送気ピストンに固定され、ともに往復動作
   する送気ピストンロッド、Ｊ：記送気ピストンロッド外
   径より少なくとも大きな穴径を有した動力ビストンロッ
   ド、及びｔ記動カビストンロッドに固定され、上記送気
   ピストンロッド外径より少なくとも大きな穴径を有した
   動力ビストンを有し、を記両ピストンを所定の位相差で
   往復可能ならしめるクランク機構部、このクランク機構
   部のクランク軸を回転自在に保持し、エンジンの作業気
   体を密封、保持するクランク室、動力ビストン下面部に
   設けられ、動力ビストンの押しのけ体積より十分大きな
   容積のバッファ室、このバッファ室とクランク室を仕切
   る動力ビストンロッド油シール、及び油シールハウジン
   グ、動力ビストン中心軸部に設けられた送気ピストンロ
   ッドシールバッフ７室とクランク室を連通し、油ろ過機
   能を有した連通管、以、ヒで拘成されたスターリングエ
   ンジンにおいて、動力ビストンロッド下部に送気ピスト
   ンロッド油シールを設け、を記送気ピストンロッド油シ
   ール誹り上部の鋤カビストンロッド穴径を、送気ピスト
   ンロッド外径より大きくシ。 動力ビストンロッド油シールに接触しない位置でバッフ
   ァ室に面したｔ記動カビストンロッド側部に連通孔を設
   け、更にその上部に多孔質吸着部材を動力ビストンロッ
   ド、又は動力ビストン部に固定したことを特徴とするス
   ターリングエンジンのシール構造。