JPH0646016B2 - スタ−リング機関 - Google Patents

スタ−リング機関

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JPH0646016B2
JPH0646016B2 JP60172630A JP17263085A JPH0646016B2 JP H0646016 B2 JPH0646016 B2 JP H0646016B2 JP 60172630 A JP60172630 A JP 60172630A JP 17263085 A JP17263085 A JP 17263085A JP H0646016 B2 JPH0646016 B2 JP H0646016B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、スターリング機関に関し、特にクロスヘッ
ド側からパワーピストン側への潤滑油の伝播防止に関す
るものである。
〔従来の技術〕
第５図は例えばジー・ワーカー（G.WALKER）著スターリ
ング・エンジン（STIRLING ENGINE）｛オクスフォード
大学刊行物（OXFORD UNIVERSITY PRESS 1980）｝に示さ
れた様な従来のスターリング機関の断面図であり、図に
おいて、(1)はクランクケースで、本部品が基本となつ
てスターリング機関の全部品が組立て構成される。(2)
はクランクケース(1)に加工された穴にボルト等締結部
品で固定されるフランジ、(3)はフランジ(2)と同様にク
ランクケース(1)に締結固定された軸受ハウジング、(4)
はクランクケース(1)に連結固定されたフランジ、(5)は
軸受ハウジング(3)に固定された軸受、(6)はフランジ
(2)に固定された軸受、(7)はクランク軸で、軸受(5)お
よび軸受(6)で回転自在に保持されており、スターリン
グ機関が発生した動力を外部に伝達するものである。
(8)はクランク軸(7)に取り付けられたメカニカル・シー
ルで、クランクケース(1)内のガスを封じる効果があ
る。(9)および(10)はクランク軸(7)の回転釣合いを取る
為のバランスウエイトで、クランク軸(7)に固定されて
いる。(11)，(12)はクランク軸(7)に軸受にて連結され
ているパワーピストン用コンロッド、(13)はパワーピス
トン用コンロッド(11)，(12)と結合されているクロスヘ
ッドで、これにはパワーピストン用ロッド(14)およびパ
ワーピストン(15)が連結され移動体を構成している。ま
た、クロスヘッド(13)の外周はシリンダ(16)の内周と往
復しゅう動可能な様に軸受作用を持たせてかん合してい
る。(24)はパワーピストン用ロッド(14)およびシリンダ
(16)に密着する気密壁で、ロッドシール等を装着し（図
示せず）クロスヘッド(13)側からパワーピストン(15)側
への油の伝播や、ガスの流入を防いでいる。(25)はスタ
ーリング機関の運転時に、パワーピストン(15)と気密壁
(24)の間の空間に生じる圧力の変動を吸収する容積の比
較的大きい圧力緩衝室である。(19)はディスプレーサー
用コンロッドで、クランク軸(7)と軸受にて回転自在に
結合されている。(20)はピストンピン、(21)はディスプ
レーサー用ロッドで、ピストンピン(20)を接点としてデ
ィスプレーサー用コンロッド(19)と結合され、またクロ
スヘッド(13)，パワーピストン用ロッド(14)，パワーピ
ストン(15)を貫通してディスプレーサーピストン(22)と
固定結合されている。(23)はクランクケース(1)底に溜
ったスターリング機関の運動部分を潤滑する為の潤滑油
である。
なお、スターリング機関の燃焼器部分，熱交換器部分な
どの構造部分はその説明を省略する。
次に従来のスターリング機関の動作について説明する。
第５図に示した様な、いわゆる１シリンダ２ピストン直
列配置のクランク軸型スターリング機関では、シリンダ
(16)内に発生した圧力変動（圧力の発生機構は省略す
る）がパワーピストン(15)に作用し、力に変換されてパ
ワーピストン用ロッド(14)，クロスヘッド(13)，パワー
ピストン用コンロッド(11)，(12)に伝達される。そして
回転仕事がクランク軸(7)により外部に出力される。こ
の回転仕事の１部をディスプレーサーピストン(22)に伝
達し、往復運動を誘起して、スターリング機関としての
動作をせしめている。
以上の様な動作に伴い、クロスヘッド(13)の外周とシリ
ンダ(16)の内周で構成されるしゅう動面から飛び散る油
を、パワーピストン用ロッド(14)の外周およびシリンダ
(16)の内周に密着した気密壁(24)でシールし、パワーピ
ストン(15)側への油の侵入を防いでいる。また動作中に
はパワーピストン(15)と気密壁(24)の間の空間に圧力の
変動が生じるため、機関外部に圧力緩衝室(25)を設けて
その変動を吸収している。
〔発明がを解決しようとする問題点〕
上記の様な従来のスターリング機関では、動作中、油潤
滑されたクロスヘッド(13)の外周とシリンダ(16)の内周
からなるしゅう動面から油が霧状に飛び散り、パワーピ
ストン用ロッド(14)に付着し、パワーピストン用ロッド
(14)と気密壁(24)のわずかな隙間からパワーピストン(1
5)側へ伝播するため、シリンダ(16)内に油が流入し、熱
交換器（図示せず）に入り、運転の効率や信頼性を著し
く低下させていた。
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、パワーピストン側への油の伝播を防止することに
より、運転の効率および信頼性の高いスターリング機関
を得ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係るスターリング機関は、スターリング機関
の出力を得るパワーピストンと、このパワーピストンに
連結されたパワーピストン用ロッドと、このパワーピス
トン用ロッドを介して上記パワーピストンに連結されて
上記パワーピストンと同じ往復しゅう動し、上記パワー
ピストンとの間に空間を形成するクロスヘッドとを有
し、上記クロスヘッドと上記シリンダ間を潤滑する油、
並びに上記パワーピストン用ロッドに設けられ上記空間
に飛散する上記油の飛散を防止するカバーと、このカバ
ーの上記パワーピストン側の面に設けられた飛散防止用
多孔体とを有する上記パワーピストンへの油侵入防止効
果を備えたものである。
〔作用〕
この発明においては、カバーがクロスヘッドの往復運動
に伴う潤滑油の微粒化による飛散を防止し、さらに飛散
防止用多孔体が上記カバーで防止できなかった油を吸収
し、上記油が上記カバーの往復運動に伴って再び飛散す
るのを防止するので、上記油がパワーピストンへ侵入す
るのを防止できる。
〔実施例〕
第１図はこの発明の一実施例を示す断面図、第２図は第
１図の主要部を拡大して示す断面図、第３図は第１図の
主要部を拡大して示す断面図であり、図において、(1)
〜(16)および(19)〜(23)は上記従来装置と全く同一のも
のである。(27)はパワーピストン用ロッド(14)に設けら
れたカバー、(28)はカバー(27)におけるパワーピストン
(15)側の面に設置された飛散防止用多孔体、(17)は飛散
防止用多孔体、(17)は飛散防止用多孔体(28)とパワーピ
ストン(15)間でシリンダ(16)に固定して設けられた通気
性および油吸収性を有する油吸収体であり、この例で
は、カバー(27)と飛散防止用多孔体(28)と油吸収体(17)
により油侵入防止装置が構成されている。(18a)，(18b)
は油吸収体(17)を納めた空間とクランク室すなわちクラ
ンクケース(1)内の空間とを連通するそれぞれ第１，第
２の連通孔であり、(18a)はクロスヘッド(13)に、(18b)
はシリンダ(16)とクランケース(1)の壁にそれぞれ設け
られている。(26)は油吸収体(17)を保持する油吸収体保
持器である。
なお、油吸収体(17)の材質は、その一部または全部が樹
脂系等のスポンジや、発泡状の金属、あるいは網状の金
属またはその層等、通気性があり、かつ油吸収性のある
ものであればよく、飛散防止用多孔体(28)についても同
様である。
上記のように構成されたスターリング機関において、油
潤滑されたクロスヘッド(13)の外周とシリンダ(16)の内
周からなるしゅう動面から霧状に飛び散った油は、上記
しゅう動部を覆うように配置されたカバー(27)にぶつか
って再びしゅう動部へ戻される。また、シリンダ(16)内
壁とカバー(27)のわずかな間隙から、パワーピストン(1
5)とカバー(27)間の空間に飛び散った油は、油吸収体(1
7)および飛散防止用多孔体(28)に吸収される。移動体に
設置された飛散防止用多孔体(28)は、この多孔体(28)に
吸収された油がカバー(27)の往復運動に伴って再び微粒
化，飛散するのを防止する。さらに、シリンダ(16)に固
定された油吸収体(17)に吸収された油は、ある程度の量
になると連通孔(18a)，(18b)を通じてクランクケース
(1)底の油溜りに返される。
なお、上記実施例では油侵入防止装置がカバー(27)，飛
散防止用多孔体(28)、および油吸収体(17)を有す場合に
ついて説明したが、油吸収体(17)は無くてもよく上記実
施例と同様の効果が得られる。
また、油吸収体(17)に吸収された油をもとのクランクケ
ース(1)底の油溜りに返し、パワーピストン(15)側への
油の伝播の防止を長く維持するためにクロスヘッド(13)
およびシリンダ(16)に設けたものが連通孔(18a)，(18b)
であるが、この連通孔(18a)，(18b)はまた、クランクケ
ース(1)を圧力変動の緩衝室として使用するための、ガ
スの流路としても使用可能である。
さらに、上記実施例では連通孔(18a)，(18b)を２個設け
た場合について示したが、何れか一方のみを設けた場合
にも上記実施例と同様の効果が得られるし、油吸収体(1
7)を備えない場合は、連通孔(18a)，(18b)は無くてもよ
い。
第４図はこの発明の他の実施例の主要部を拡大して一部
平面で示す断面図であり、この図に示すように、カバー
(27)は断面コの字状としてクロスヘッド(13)に固定し、
このカバー(27)とパワーピストン用ロッド(14)をまたぐ
形で飛散防止用多孔体(28)を設置してもよく、上記実施
例と同様の効果が得られる。
〔発明の効果〕
以上の様に、この発明によれば、スターリング機関の出
力を得るパワーピストンと、このパワーピストンに連結
されたパワーピストン用ロッドと、このパワーピストン
用ロッドを介して上記パワーピストンに連結されて上記
パワーピストンと同じ往復しゅう動し、上記パワーピス
トンとの間に空間を形成するクロスヘッドとを有し、上
記クロスヘッドと上記シリンダ間を潤滑する油、並びに
上記パワーピストン用ロッドに設けられ上記空間に飛散
する上記油の飛散を防止するカバーと、このカバーの上
記パワーピストン側の面に設けられた飛散防止用多孔体
とを有する上記パワーピストンへの油侵入防止装置を備
えたので、上記クロスヘッド側から上記パワーピストン
側への油の伝播を防ぎ、スターリング機関としての運転
効率および信頼性を向上させることができる効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の一実施例を示す断面図、第２図，第
３図はそれぞれ第１図の主要部を拡大して示す断面図、
第４図はこの発明の他の実施例の主要部を拡大して示す
断面図、第５図は従来のスターリング機関を示す断面図
である。 図において、(1)はクランク室、(13)はクロスヘッド、
(14)はパワーピストン用ロッド、(15)はパワーピスト
ン、(16)はシリンダ、(17)は油吸収体、(18a)，(18b)は
第１，第２の連通孔、(23)は潤滑油、(27)はカバー、(2
8)は飛散防止用多孔体である。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示すも
のとする。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 忠弘 兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三 菱電機株式会社中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭59−80568（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−107086（ＪＰ，Ａ) 実公 昭22−480（ＪＰ，Ｙ１) 実公 昭52−5287（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】スターリング機関の出力を得るパワーピス
    トンと、このパワーピストンに連結されたパワーピスト
    ン用ロッドと、このパワーピストン用ロッドを介して上
    記パワーピストンに連結されて上記パワーピストンと同
    じ往復しゅう動し、上記パワーピストンとの間に空間を
    形成するクロスヘッドとを有し、上記クロスヘッドと上
    記シリンダ間を潤滑する油、並びに上記パワーピストン
    用ロッドに設けられ上記空間に飛散する上記油の飛散を
    防止するカバーと、このカバーの上記パワーピストン側
    の面に設けられた飛散防止用多孔体とを有する上記パワ
    ーピストンへの油侵入防止装置を備えたスターリング機
    関。
  2. 【請求項２】油侵入防止装置は、飛散防止用多孔体とパ
    ワーピストン間でシリンダに固定して設けられた油吸収
    体を有する特許請求の範囲第１項記載のスターリング機
    関。
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DE8686305486T DE3660828D1 (en) 1985-08-05 1986-07-16 Stirling engine
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