JPS6255446A - スタ−リングエンジンの動力ピストンのシ−ル機構 - Google Patents
スタ−リングエンジンの動力ピストンのシ−ル機構Info
- Publication number
- JPS6255446A JPS6255446A JP19509385A JP19509385A JPS6255446A JP S6255446 A JPS6255446 A JP S6255446A JP 19509385 A JP19509385 A JP 19509385A JP 19509385 A JP19509385 A JP 19509385A JP S6255446 A JPS6255446 A JP S6255446A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ring
- piston
- power piston
- compression chamber
- stirling engine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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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
- F02G2243/00—Stirling type engines having closed regenerative thermodynamic cycles with flow controlled by volume changes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、スターリングエンジンの動力ピストンのシ
ール機構に関するものである。
ール機構に関するものである。
第３図は従来のディスプレーサ型スクーリングエンジン
の概略構成を示す図であり、この図において、１はヒー
タ、２は再生器、３はクーラ、４はディスプレーサ、５
は動力ピストンである。この動力ピストン５において、
２０は上、下に設けられたリング溝、２１はリングラン
ドである。また６は上記リング溝２０に設けられシリン
ダ１１の内壁と摺動するプレーンリング、７はこのプレ
ーンリング６の内側に設けられたインナーリング、８は
これらのりング６，７を張り、シリンダ内壁に押圧する
ためのテンションリングである。また、９は膨張室、１
０は圧縮室、１２はバッファ室である。
の概略構成を示す図であり、この図において、１はヒー
タ、２は再生器、３はクーラ、４はディスプレーサ、５
は動力ピストンである。この動力ピストン５において、
２０は上、下に設けられたリング溝、２１はリングラン
ドである。また６は上記リング溝２０に設けられシリン
ダ１１の内壁と摺動するプレーンリング、７はこのプレ
ーンリング６の内側に設けられたインナーリング、８は
これらのりング６，７を張り、シリンダ内壁に押圧する
ためのテンションリングである。また、９は膨張室、１
０は圧縮室、１２はバッファ室である。
このような構成において、プレーンリング６とインナー
リング７はテンションリング８によって張られ、シリン
ダ１１に押し付られて圧縮室１０とバッファ室１２の間
のガスのシールが行なわれ、る。
リング７はテンションリング８によって張られ、シリン
ダ１１に押し付られて圧縮室１０とバッファ室１２の間
のガスのシールが行なわれ、る。
このような従来のスターリングエンジンにおける動力ピ
ストンのシール機構において、エンジン運転時に異物、
ゴミ等の介入によって時間的にピストンリングの上面、
下面の漏れ抵抗がわずかにかわり、これによりシールに
方向性がついて、シール性能が不均一になることがある
。そしてその結果圧縮室１０とバッファ室１２の圧力の
差圧が変動して圧縮室１０の圧力は各サイクル間で変動
し、特に圧縮室１０の時間平均圧力レベルが変動してエ
ンジン出力が変動するという問題点があった。
ストンのシール機構において、エンジン運転時に異物、
ゴミ等の介入によって時間的にピストンリングの上面、
下面の漏れ抵抗がわずかにかわり、これによりシールに
方向性がついて、シール性能が不均一になることがある
。そしてその結果圧縮室１０とバッファ室１２の圧力の
差圧が変動して圧縮室１０の圧力は各サイクル間で変動
し、特に圧縮室１０の時間平均圧力レベルが変動してエ
ンジン出力が変動するという問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、エンジン運転時、ピストンリングのシール性
能を均一にできるとともに、各サイクル間で圧縮室とバ
ッファ室の圧力変動をなくして安定な゛状態にし、これ
により圧縮室の時間平均圧力レベルを安定にしてエンジ
ン出力を安定化することのできるスターリングエンジン
の動力ピストンのシール機構を提供することを目的とす
る。
たもので、エンジン運転時、ピストンリングのシール性
能を均一にできるとともに、各サイクル間で圧縮室とバ
ッファ室の圧力変動をなくして安定な゛状態にし、これ
により圧縮室の時間平均圧力レベルを安定にしてエンジ
ン出力を安定化することのできるスターリングエンジン
の動力ピストンのシール機構を提供することを目的とす
る。
この発明に係るスターリングエンジンの動力ピストンの
シール機構は、その片面に切欠きを有するインナーリン
グ等によって、シールに強制的に方向性を持たせ、圧縮
室とバッファ室のガス差圧によりプレーンリングを張ら
せてガスのシールをするようにしたものである。
シール機構は、その片面に切欠きを有するインナーリン
グ等によって、シールに強制的に方向性を持たせ、圧縮
室とバッファ室のガス差圧によりプレーンリングを張ら
せてガスのシールをするようにしたものである。
この発明においては、切欠きを有するインナーリングを
ピストン溝に一定方向に入れること等により、シールは
方向性を持たされ、これによる圧縮室とバッファ室のガ
ス差圧によりプレーンリングはリング溝の上又は下面に
押圧され、ピストンリングのシール性能の不均一が抑制
されてガスのシール性が向上し、圧縮室とバッファ室の
圧力は安定な状態となる。
ピストン溝に一定方向に入れること等により、シールは
方向性を持たされ、これによる圧縮室とバッファ室のガ
ス差圧によりプレーンリングはリング溝の上又は下面に
押圧され、ピストンリングのシール性能の不均一が抑制
されてガスのシール性が向上し、圧縮室とバッファ室の
圧力は安定な状態となる。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、第３図と同一符号は同−又は相当部分を示
す。１３はプレーンリング６の内側に設けられたインナ
ーリングであり、これは第２図で詳細に示すように、一
方の面に間欠的に切欠き３０が形成されている。そして
上、下段のインナーリング１３はともにその切欠き３０
が上方にくるよう配設されている。
図において、第３図と同一符号は同−又は相当部分を示
す。１３はプレーンリング６の内側に設けられたインナ
ーリングであり、これは第２図で詳細に示すように、一
方の面に間欠的に切欠き３０が形成されている。そして
上、下段のインナーリング１３はともにその切欠き３０
が上方にくるよう配設されている。
次に作用効果について説明する。
第１図に示すように、ピストンリングのインナーリング
１３をその切欠き３０が上方にくるように設置した場合
は、圧縮室１０の圧力がバッファ室１２より高くなると
、ピストンリングはリング溝２０の下面に押し付けられ
る。このとき、インナーリング１３の下面には切欠きは
無いので、これとプレーンリング６により圧縮室１０か
らバッファ室１２方向へのガス漏れは殆どゼロとなる。
１３をその切欠き３０が上方にくるように設置した場合
は、圧縮室１０の圧力がバッファ室１２より高くなると
、ピストンリングはリング溝２０の下面に押し付けられ
る。このとき、インナーリング１３の下面には切欠きは
無いので、これとプレーンリング６により圧縮室１０か
らバッファ室１２方向へのガス漏れは殆どゼロとなる。
即ち、これはガスの漏れ抵抗が大きいことを意味する。
一方圧縮室１０の圧力がバッファ室１２の圧力より低く
なると、ピストンリングはリング溝２０の上面に押し付
られるが、この時、インナーリング１３の上面には切欠
き３０が形成されており、この切欠き部とプレーンリン
グ６の合口部を介してバッファ室１２から圧縮室１０へ
の吹きぬけが生じる。即ち、これはガスの漏れ抵抗が小
さいことを意味する。
なると、ピストンリングはリング溝２０の上面に押し付
られるが、この時、インナーリング１３の上面には切欠
き３０が形成されており、この切欠き部とプレーンリン
グ６の合口部を介してバッファ室１２から圧縮室１０へ
の吹きぬけが生じる。即ち、これはガスの漏れ抵抗が小
さいことを意味する。
ここで、圧縮室１０の圧力は、１サイクルの間の圧縮室
１０からバッファ１２へのガス痛れ量とバッファ室１２
から圧縮１０へのガス漏れ量が等しくなる所で決定され
るので、この結果、上記の構成においては、圧縮室圧力
の最低圧とバッファ室圧力がほぼ等しくなり、ピストン
リングはほぼピストンリングランドの下方に強く押しつ
けられた状態となり、異物、ゴミ等の介入を防止しやす
くなり、長期に渡ってシール性能を安定に保てる。
１０からバッファ１２へのガス痛れ量とバッファ室１２
から圧縮１０へのガス漏れ量が等しくなる所で決定され
るので、この結果、上記の構成においては、圧縮室圧力
の最低圧とバッファ室圧力がほぼ等しくなり、ピストン
リングはほぼピストンリングランドの下方に強く押しつ
けられた状態となり、異物、ゴミ等の介入を防止しやす
くなり、長期に渡ってシール性能を安定に保てる。
この結果エンジン出力を安定にできる。
また、ピストンリングのインナーリング１３を切欠き３
０が下方にくるように設置した場合は、圧縮室１０の圧
力の最大圧とバッファ室１２の圧力がほぼ等しくなる。
０が下方にくるように設置した場合は、圧縮室１０の圧
力の最大圧とバッファ室１２の圧力がほぼ等しくなる。
即ち、上記とは逆の安定した圧力の状態を作ることがで
き、この場合も上記実施例と同様なシール性能の安定性
を確保でき、エンジン出力を安定にできる。
き、この場合も上記実施例と同様なシール性能の安定性
を確保でき、エンジン出力を安定にできる。
なお、上記実施例では、ピストンリングが２つのプレー
ンリングとインナーリングとからなる３ピース型のもの
について説明したが、本発明は第４図（ａ）、 （ｂ）
に示すように、１ピース型ピストンリングの場合にも通
用できる。即ちこの実施例では、１ピース型ピストンリ
ング１４に、半径方向に複数の溝１５を設けて、上記実
施例と同様シールの漏れ抵抗に方向性を持たせている。
ンリングとインナーリングとからなる３ピース型のもの
について説明したが、本発明は第４図（ａ）、 （ｂ）
に示すように、１ピース型ピストンリングの場合にも通
用できる。即ちこの実施例では、１ピース型ピストンリ
ング１４に、半径方向に複数の溝１５を設けて、上記実
施例と同様シールの漏れ抵抗に方向性を持たせている。
またこの第４図の変形例として、第５図（ａ）、 （ｂ
）に示すように崖径方向に複数の突起１６を゛設けても
よ（、上記実施例と同様の効果を奏する。
）に示すように崖径方向に複数の突起１６を゛設けても
よ（、上記実施例と同様の効果を奏する。
また、上記各実施例ではシールに方向性を付与する手段
として、ピストンリングに溝（切欠き）又は突起を設け
た場合について説明したが、この手段としては上記実施
例に限られるものではなく、例えば第６図、第７図に示
されるような構成としてもよい。
として、ピストンリングに溝（切欠き）又は突起を設け
た場合について説明したが、この手段としては上記実施
例に限られるものではなく、例えば第６図、第７図に示
されるような構成としてもよい。
即ち第６図の実施例では、動力ピストン５の上段及び下
段のリングｉ２０の上側内面に半径方向に複数の溝１７
を設けている。この場合のピストンリングは従来同様の
ものを使用すれば主＜、この実施例によっても上記のピ
ストンリングに切欠きを設けた場合と同様の作用効果が
得られる。
段のリングｉ２０の上側内面に半径方向に複数の溝１７
を設けている。この場合のピストンリングは従来同様の
ものを使用すれば主＜、この実施例によっても上記のピ
ストンリングに切欠きを設けた場合と同様の作用効果が
得られる。
また第７図の実施例では、動力ピストン５の上段及び下
段リング溝２０の上側内面に半径方向に複数の突起１日
を設けており、この実施例によっても上記実施例と同様
の効果が得られる。
段リング溝２０の上側内面に半径方向に複数の突起１日
を設けており、この実施例によっても上記実施例と同様
の効果が得られる。
さらに、上記実施例ではピストンリングを２段に設けた
場合について説明したが、これは何段であってもよく、
上記実施例と同様の効果を奏する。
場合について説明したが、これは何段であってもよく、
上記実施例と同様の効果を奏する。
以上のように、この発明に係る動力ピストンのシール機
構によれば、片面に切欠きのあるインナーリングを各ピ
ストンリング溝に一定方向に取り付けること等により、
ピストンリングに所定のシール方向性を持たせたので、
シール性能が安定化され、安定したエンジン出力が得ら
れる効果がある。
構によれば、片面に切欠きのあるインナーリングを各ピ
ストンリング溝に一定方向に取り付けること等により、
ピストンリングに所定のシール方向性を持たせたので、
シール性能が安定化され、安定したエンジン出力が得ら
れる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例によるスターリングエンジ
ンの動力ピストンのシール機構を示す断面構成図、第２
図は該シール機構に用いるインナーリングを示蓋図、第
３図は従来のシール機構を示す図、第４図及び第５図は
ピストンリングにシール方向性付与手段を設けた本発明
の他の実施例を示す図、第６図及び第７図はリング溝に
シール方向性付与手段を設けた本発明の他の実施例を示
す図である。 ５・・・動力ピストン、６・・・プレーンリング、８・
・・テンションリング、１０・・・圧縮室、１２・・・
バッファ室、１３・・・インナーリング、１４・・・１
ピース型ピストンリング、１５．１７・・・溝、１６．
１８・・・突起、２０・・・リング溝、３０・・・切欠
き。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
ンの動力ピストンのシール機構を示す断面構成図、第２
図は該シール機構に用いるインナーリングを示蓋図、第
３図は従来のシール機構を示す図、第４図及び第５図は
ピストンリングにシール方向性付与手段を設けた本発明
の他の実施例を示す図、第６図及び第７図はリング溝に
シール方向性付与手段を設けた本発明の他の実施例を示
す図である。 ５・・・動力ピストン、６・・・プレーンリング、８・
・・テンションリング、１０・・・圧縮室、１２・・・
バッファ室、１３・・・インナーリング、１４・・・１
ピース型ピストンリング、１５．１７・・・溝、１６．
１８・・・突起、２０・・・リング溝、３０・・・切欠
き。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (4)
- （１）スターリングエンジンの動力ピストンに設けられ
圧縮室とバッファ室とを分けるピストンリングと、 該ピストンリングが一方向のシールの方向性を持つよう
上記ピストンリングの上面から下面、下面から上面への
漏れ抵抗を異ならせるシール方向性付与手段とを備えた
ことを特徴とするスターリングエンジンの動力ピストン
のシール機構。 - （２）上記ピストンリングは、プレーンリング及びこの
プレーンリングの内側に設けられたインナーリングから
なるものであり、上記シール方向性付与手段は上記イン
ナーリングの片面に間欠的に設けられ上記プレーンリン
グの合い口と連通する切欠きであることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載のスターリングエンジンの動力
ピストンのシール機構。 - （３）上記シール方向性付与手段は、上記動力ピストン
のピストンリング溝の下又は上のいずれかの内面に半径
方向に設けられ、上記ピストンリングの合い口と連通す
る複数の溝からなるものであることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載のスターリングエンジンの動力ピス
トンのシール機構。 - （４）上記シール方向性付与手段は、上記動力ピストン
のピストンリング溝の下又は上のいずれかの内面に半径
方向に設けられその隣接する両者間の空間が上記ピスト
ンリングの合い口と連通する複数の突起からなるもので
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のスタ
ーリングエンジンの動力ピストンのシール機構。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19509385A JPS6255446A (ja) | 1985-09-04 | 1985-09-04 | スタ−リングエンジンの動力ピストンのシ−ル機構 |
| DE8686305677T DE3676251D1 (de) | 1985-08-30 | 1986-07-24 | Abdichtungsvorrichtung fuer stirlingmotor. |
| EP86305677A EP0212861B1 (en) | 1985-08-30 | 1986-07-24 | Seal mechanism for a stirling engine |
| US06/896,188 US4736586A (en) | 1985-08-30 | 1986-08-14 | Seal mechanism for a Stirling engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19509385A JPS6255446A (ja) | 1985-09-04 | 1985-09-04 | スタ−リングエンジンの動力ピストンのシ−ル機構 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6255446A true JPS6255446A (ja) | 1987-03-11 |
Family
ID=16335413
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19509385A Pending JPS6255446A (ja) | 1985-08-30 | 1985-09-04 | スタ−リングエンジンの動力ピストンのシ−ル機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6255446A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0214869U (ja) * | 1988-07-12 | 1990-01-30 | ||
| JPH02283965A (ja) * | 1989-04-21 | 1990-11-21 | Riken Corp | 逆流機構付シール装置 |
| KR101220356B1 (ko) | 2006-12-08 | 2013-01-09 | 현대자동차주식회사 | 회전형 피스톤 링 유닛 |
| JP2013181399A (ja) * | 2012-02-29 | 2013-09-12 | Ihi Compressor & Machinery Co Ltd | 往復動圧縮機のピストンリング構造 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3396976A (en) * | 1965-07-13 | 1968-08-13 | Philips Corp | Device, particularly hot-gas reciprocating engine |
| JPS50113654A (ja) * | 1974-02-01 | 1975-09-05 | ||
| JPS5744755A (en) * | 1981-05-29 | 1982-03-13 | Nissan Motor Co Ltd | Piston of internal engine |
| JPS5985458A (ja) * | 1982-11-05 | 1984-05-17 | Mitsubishi Electric Corp | ピストンシ−ル装置 |
| JPS60142038A (ja) * | 1983-12-28 | 1985-07-27 | Yanmar Diesel Engine Co Ltd | 内燃機関のピストン |
-
1985
- 1985-09-04 JP JP19509385A patent/JPS6255446A/ja active Pending
Patent Citations (5)
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| US3396976A (en) * | 1965-07-13 | 1968-08-13 | Philips Corp | Device, particularly hot-gas reciprocating engine |
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| JP2013181399A (ja) * | 2012-02-29 | 2013-09-12 | Ihi Compressor & Machinery Co Ltd | 往復動圧縮機のピストンリング構造 |
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