JPS6033961B2 - エンジンから作動流体が漏洩するのを防止する装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、作動流体の内部ェネルギにより作動しまた密
閉サイクルで作動する熱機関などのエンジンから作動流
体が漏洩するのを防止する装置に関する。

密閉サイクルで圧縮ガス又は蒸気のェネルギを機械ェネ
ルギに変換する場合において、エンジンおよびエンジン
にガス又は蒸気を送る付属装置の各出力軸を密封するこ
とが必要である。

公知の方法によれば、この密封は、液状の潤滑剤が供９
溝されているといないとにかかわらず、外側に向って作
動流体およびまれには液状の潤滑剤の漏洩を制限する回
転シールによっておこなわれているので、不完全な場合
もある。これは、例えば作動流体が空気又は蒸気であり
一方液状の潤滑剤が油である場合である。

もし漏洩した作動流体の多少の排出が容認されるもので
あるならば、シールリングさえもなくすることができる
。しかしながら、これは、作動流体の漏洩をなくしなけ
ればならない密閉サイクル作動に対してはあてはまらな
い。

これは、例えば、“フレオン”（登録商標）などの高価
又は有害な作動流体が使用されている場合、又は設備が
作業員のひんばんな管理を必要としないで付加装置によ
って漏洩を補うよう絶縁されている場合である。作動流
体のすべての漏洩は、磁気装置によってエンジントルク
を伝動することにより完全に除去することができる。こ
の場合において、エンジンの出力軸は磁気板を包含し、
この磁気板は他の磁気板から離れることができ、この他
の磁気板は従動軸に一体に結合されているか又はエンジ
ンを囲縞する流体密な壁によってエンジンに密封的に固
着されている。しかしながら、このような解決手段は非
常にやつかいでまた非常に高価であり、またどんな場合
でも低出力である点で最良であるとはいえない。本発明
は、これらの欠点を除去するためになされたものである
。

本発明によれば、作動流体の内部ェネルギにより作動し
また密閉サイクルで作動するエンジンから作動流体が漏
洩するのを防止する装置において、前記エンジンは、下
向きに垂直に延びたその出力軸と一緒に、固定して密封
した室内に配置され、半径方向および軸線方向の多少の
遊びを許すカップリングによって前記エンジンの出力軸
に整列して連結した伝動軸は、前記室を貫通すると共に
、この伝動軸を軸線方向で固定する下方の軸受と車母線
方向の自由な膨張を許す上方の軸受とによって支持され
、前記伝動軸は、前記下方の軸受の付近に設けられて、
前記室に固定されている固定シール機構と脇動する回転
シール機構を有し、これらシール機構は前記室の底部に
収容した潤滑剤によって潤滑され、これらシール機構用
の潤滑剤供給オリフィスが前記室の底部よりも高い位置
で前記シール機構および前記軸受用の支持ブシュに設け
られ、前記潤滑剤は加熱装置によりこの潤滑剤に含有さ
れている前記作動流体を蒸発させることができる温度に
維持されていることを特徴とする、エンジンから作動流
体が漏洩するのを防止する装置、が提供される。

したがって、本発明によれば、半径方向の小さい遊びを
許すカップリングのために曲げ応力を受けることがない
伝動軸にシール機構が配置されているので、シール機構
は良好な状態で作動し、また固定シール機構および回転
シール機構はしたがつて互に対して平らな位置で有効に
作動する。

伝動軸はねじり応力を受けるがいかなる曲げ応力をも受
けないので、伝動軸はねじり応力および曲げ応力の両方
を受けるエンジンの出力軸の直径よりも小さい直径を有
することができ、この伝動軸の直径は最大トルクに対し
て算定され、このシール機構の漏洩通路はしたがつてシ
ール機構がエンジンの出力軸に配置された場合における
漏洩通路よりも短い。シール機構はまた伝動軸を軸線方
向に固定する軸受例えば玉軸受の付近に配置されている
ので、シール機構を良好な状態で作動させることができ
る。

最後に、シール機構は潤滑剤のみ又は潤滑剤とこの潤滑
剤中に溶解した微量の作動流体とに接触し、シール機構
は作動流体が凝縮した状態又は気体状にかかわらず決し
て作動流体のみとは接触せず、したがって、第１にシー
ル機構は常によく潤滑され、第２に作動流体は潤滑剤中
に溶解した童を除いて損失することがない。

潤滑剤中に溶解する作動流体の量は非常に少ない。なぜ
なら、加熱装置がシール機構用の潤滑剤注入オリフィス
の高さよりも下の密封室又はタンクの底部で潤滑剤中に
溶解している又は凝縮した状態の作動流体をいつでも蒸
発させているからである。本発明の他の特徴および利益
は、添付図面を参照して詳述する実施例についての下記
の説明から明らかになるであろう。

第１図および第２図において、エンジン１は、平行な軸
線２および３を有するかみ合ったふたつのスクリュを包
含する型のものである。

エンジン１は、出力軸４を包含し、また密封した室５の
中に配置されている。出力軸４は、室５の底部に向って
垂直に配置されている。エンジン１は、パイプ６を通し
てエンジンに入り出口７を通してエンジンを去る“フレ
オン”の膨張により作動する。

エンジンの出力鞄４は、カップリング９によって伝動軸
８に連結されている。カップリング９は、例えば、かみ
合い金属カップリング又は弾性ストリップカップリング
などの弾性カップリングであって、鞠線方向および半径
方向の多少の遊びを許す。伝動軸８は室５に一体に固着
されたブシュー０１こよって支持され、ブシュ１０はふ
たつの軸受１１および１２を有する。下方の軸受１１は
例えば玉軸受であって伝動軸８の藤線方向の部分を固定
し、上方の軸受１２は例えばころ軸受であって伝動軸８
が軸方向に多少自由に動くのを許す。回転シールリング
又は機構１３は、下方の軸受１１の付近で伝動軸８に装
着されて、固定ブシュ１０に装着した固定シールリング
又は機構１４と脇動する。

伝動軸横体は潤滑剤１５中に浸入されており、潤滑剤１
５は第１にシール機構１３および１４を潤滑し第２にふ
たつのスクリュを有するェンジンーを潤滑するために使
用されている。

潤滑剤１５中に浸入されてエンジン１により駆動される
ポンプ１６は、潤滑剤をパイプ１７を通してエンジン作
動流体入口パイプ６の潤滑剤注入オリフィス１８に送る
。潤滑剤１５は、オリフィス１８からパイプ６を通して
エンジンに入れられる。潤滑剤例えば油は、“フレオン
”と一緒に出口７を通してエンジンを去る。ブシュ１０
は、シール機構１３および１４を潤滑するためにオリフ
ィス１９を包含する。これらオリフィス１９は室５の底
部よりも高い位置に配置され、これにより凝縮した“フ
レオン”が室５の底部に集められる。したがって、凝縮
した“フレオン”が、オリフィス１９に達し、シール機
構１３および１４に流れて室５を去ることはない。潤滑
剤中に溶解し室５の底部でできる限り凝縮した“フレオ
ン”を蒸発させるために、潤滑剤はパイプ２１内を圧送
する熱水により加熱される。

パイプ２１は、フランジ付ジョイント２２を介して室５
に入り、また図示しない他のフランジ付ジョイントを介
して室５を去る。他のオリフィス２３が、軸受１１，１
２を潤滑するためにオリフィス１９の上方に設けられて
いる。

したがって、エンジンの出力軸４を経て去る“フレオン
”は室５にとじこめられ、潤滑剤１５中に溶解されてい
る“フレオン”がシール機構１３および１４を経て非常
に少ない量で逃げることができ、この逃げ量は加熱パイ
プ２１による潤滑剤の加熱によって潤滑剤中に溶解され
る“フレオン”の量を非常に少なくするので無視しても
よい。したがって、シール機構１３および１４は潤滑剤
にのみ接触するので、これらシール機構は良く潤滑され
ることになる。伝動軸８は弾性カップリング９のため曲
がることがないので、伝動軸８はまたシール機構１３お
よび１４が良好な状態で作動することを許し、また伝動
軸はいかなる曲げ応力もないこ最大エンジントルクの値
に対して設計されているので、シール機構が配置されて
いる場所で伝動軸の周囲部に一致するシール機構の漏洩
通路は出力軸４に設けた場合におけるシール機構のそれ
よりも短い。

“フレオン”はェンジンｌの出力軸を経て必然的に漏洩
して室５に入るので、エンジンの排出出口７をパイプに
よって室の外側に接続する必要はなく、それどころかこ
れにより変換装置の機体内部に多数の補助的な装置、例
えば、室の外側に配置した図示しない凝縮器からの“フ
レオン”を室の外側に配置した同様に図示しないボィラ
に送るために使用するポンプ２４、“フレオン”蒸気か
ら油を分離するための第１の分離フィル夕２５および第
２の室２７に配置した第２の分離フィル夕２６などを設
置することができる利益がある。“フレオン”および油
の混合物を含有する排出蒸気は最初に第１のフィル夕２
５を通過してこのフィル夕２５で油の一部が取除かれ、
それから第２の室２７にその側部の上方に設けた開□を
経て入り、それから第２のフィル夕２６を通過してこの
フィル夕で“フレオン”に含有されている油の残りが取
除かれ、最後に“フレオン”が密封したフランジ付ジョ
イント２８を通して室５を去る。図示しないパイプが“
フレオン”をジョイントと２８から図示しない凝縮器に
送る。凝縮器から、作動流体は室５内に設けたパイプ２
９を経てポンプ２４に戻される。油は、その重力により
パイプ３３および３４を通して室５の底部に戻る。孔３
０は、オイルのレベルを点検することができるようにす
るために設けられている。室５は、支持脚３１を包含す
る。油排出装置３２が、室５の底部に設けられている。
一例として、実験結果によれば、“フレオン１ｒによっ
て作動して弧Ｗの出力を与えるふたつのスクリュを包含
するエンジンにおいて、“フレオン”はエンジン入口で
１２バールの圧力および１４０００の温度となり、また
エンジン出口で１＆ゞールの圧力および５８００の温度
となり、エンジンは４６０仇．ｐ．ｍの回転数で回転し
、約２００ｋ９の“フレオン”を使用した。

勿論、このデー外ま一例として挙げられているものであ
って、他の種類の作動流体、潤滑流体および潤滑剤加熱
流体を使用した場合でも同様な結果が得られる。

また、前述した構成要素の幾つかは同一な機能を果し同
一な結果を与える等価な要素に置換することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、例えばランキンサィクル （Ｒａｎｋｉｎｅｃｙｃｌｅ）によって例えば“フレオ
ン”などで知られている有機流体の蒸気の内部ェネルギ
を機械ェネルギに変換する変換装置に本発明を適用した
場合を示す図、および第２図は第１図の姿部拡大断面図
である。 １・・・・・・エンジン、２，３・・・・・・スクリュ
の平行軸線、４・・…・出力軸、５…・・・密封室、６
・・…・パイプ、７・・・・・・出口、８・・・・・・
伝動軸、９・・・…カップリング、１０・・・・・・ブ
シュ、１１，１２・・・・・・軸受、１３……回転シー
ル機構、１４……固定シール機構、１５…・・・；図溶
剤、１６・・・…ポンプ、１７・・・…パイプ、１９…
…オリフイス、２０……パイプ、２２……フランジ付ジ
ョイント、２３……オリフイス、２４……ポンプ、２５
，２６……フイルタ、２７・・・・・・室。 ＦＩＧ．Ｉ ＦＩＧ．２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 作動流体の内部エネルギにより作動しまた密閉サイ
   クルで作動するエンジンから作動流体が漏洩するのを防
   止する装置において、前記エンジンは、下向きに垂直に
   延びたその出力軸と一緒に、固定して密封した室内に配
   置され、半径方向および軸線方向の多少の遊びを許すカ
   ツプリングによつて前記エンジンの出力軸に整列して連
   結した伝動軸は、前記室を貫通すると共に、この伝動軸
   を軸線方向で固定する下方の軸受と軸線方向の自由な膨
   張を許す上方の軸受とによつて支持され、前記伝動軸は
   、前記下方の軸受の付近に設けられて、前記室に固定さ
   れている固定シール機構を協動する回転シール機構を有
   し、これらシール機構は前記室の底部に収容した潤滑剤
   によつて潤滑され、これらシール機構用の潤滑剤供給オ
   リフイスが前記室の底部よりも高い位置で前記シール機
   構および前記軸受用の支持ブツシユに設けられ、前記潤
   滑剤は加熱装置によりこの潤滑剤に含有されている前記
   作動流体を蒸発させることができる温度に維持されてい
   ることを特徴とする、エンジンから作動流体が漏洩する
   のを防止する装置。 ２ 前記エンジンはふたつのスクリユを包含するエンジ
   ンであり、これらスクリユは平行な軸線を有すると共に
   一緒にかみ合つていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の装置。