JP3363653B2 - スターリング冷凍機 - Google Patents
スターリング冷凍機Info
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- JP3363653B2 JP3363653B2 JP09589195A JP9589195A JP3363653B2 JP 3363653 B2 JP3363653 B2 JP 3363653B2 JP 09589195 A JP09589195 A JP 09589195A JP 9589195 A JP9589195 A JP 9589195A JP 3363653 B2 JP3363653 B2 JP 3363653B2
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- Japan
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- cross guide
- stirling refrigerator
- cylinder
- metal member
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- 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
- F02G2270/00—Constructional features
- F02G2270/85—Crankshafts
Landscapes
- Compressor (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はスターリング冷凍機に
関するものであり、特に詳しくは摺動部の摩耗を低減す
るように構成したスターリング冷凍機に関する。
関するものであり、特に詳しくは摺動部の摩耗を低減す
るように構成したスターリング冷凍機に関する。
【０００２】
【従来の技術】スターリング冷凍機としては、例えば図
２に例示したように向きを９０度ずらして設置したシリ
ンダ１・２内に封入したヘリウム、窒素、空気などの作
動ガスが、シリンダ内を摺動するピストン３・４の往復
動作によって等温圧縮、等容放熱、等温膨張、等容受熱
する行程を繰り返し、シリンダ１のシリンダ室（以下、
膨張室と云う）５に一端がそれぞれに連通して設けた複
数の冷却器７によって所要の冷却作用を行うように構成
したものが周知である。
２に例示したように向きを９０度ずらして設置したシリ
ンダ１・２内に封入したヘリウム、窒素、空気などの作
動ガスが、シリンダ内を摺動するピストン３・４の往復
動作によって等温圧縮、等容放熱、等温膨張、等容受熱
する行程を繰り返し、シリンダ１のシリンダ室（以下、
膨張室と云う）５に一端がそれぞれに連通して設けた複
数の冷却器７によって所要の冷却作用を行うように構成
したものが周知である。
【０００３】なお、図２のスターリング冷凍機において
は、ピストン３が図面下方向に摺動するときにはピスト
ン４が図面左方向に摺動し、ピストン３が図面上方向に
摺動するときにはピストン４が図面右方向に摺動するよ
うになっている。
は、ピストン３が図面下方向に摺動するときにはピスト
ン４が図面左方向に摺動し、ピストン３が図面上方向に
摺動するときにはピストン４が図面右方向に摺動するよ
うになっている。
【０００４】また、作動ガスを膨張させる膨張室５と、
作動ガスを圧縮するシリンダ２のシリンダ室（以下、圧
縮室と云う）６とは、冷却器７と蓄冷器９と連結パイプ
１０とを介して連通すると共に、シリンダ１の基部側お
よびシリンダ２の頭部側には冷却フィン１２または１３
が設けられていて、シリンダ内に封入した作動ガスがピ
ストン３・４の往復動作によって、前記等温圧縮・等容
放熱・等温膨張・等容受熱行程を繰り返すようになって
いる。
作動ガスを圧縮するシリンダ２のシリンダ室（以下、圧
縮室と云う）６とは、冷却器７と蓄冷器９と連結パイプ
１０とを介して連通すると共に、シリンダ１の基部側お
よびシリンダ２の頭部側には冷却フィン１２または１３
が設けられていて、シリンダ内に封入した作動ガスがピ
ストン３・４の往復動作によって、前記等温圧縮・等容
放熱・等温膨張・等容受熱行程を繰り返すようになって
いる。
【０００５】すなわち、例示したスターリング冷凍機に
おいては、ピストン３が図面下方向に移動すると共にピ
ストン４が図面左方向に移動するときには、圧縮室６で
は作動ガスの圧縮時の発熱を冷却ファン１４が供給する
大気に冷却フィン１３を介して放熱する等温圧縮行程が
行われ、膨張室５では作動ガスの膨張時の温度低下を冷
却器７を介して周囲から供給する熱で補う等温膨張行程
が行われ、且つ、圧縮室６から押し出された作動ガスが
冷却フィン１２を介して大気に放熱した後、蓄冷器９で
冷却されて膨張室５へ導かれる等容放熱行程が同時に行
われ、
おいては、ピストン３が図面下方向に移動すると共にピ
ストン４が図面左方向に移動するときには、圧縮室６で
は作動ガスの圧縮時の発熱を冷却ファン１４が供給する
大気に冷却フィン１３を介して放熱する等温圧縮行程が
行われ、膨張室５では作動ガスの膨張時の温度低下を冷
却器７を介して周囲から供給する熱で補う等温膨張行程
が行われ、且つ、圧縮室６から押し出された作動ガスが
冷却フィン１２を介して大気に放熱した後、蓄冷器９で
冷却されて膨張室５へ導かれる等容放熱行程が同時に行
われ、
【０００６】ピストン３が図面上方向に移動すると共に
ピストン４が図面右方向に移動するときには、膨張室５
から押し出された作動ガスが蓄冷器９を冷やしながら圧
縮室６に導かれる等容受熱行程を行うように構成されて
いる。
ピストン４が図面右方向に移動するときには、膨張室５
から押し出された作動ガスが蓄冷器９を冷やしながら圧
縮室６に導かれる等容受熱行程を行うように構成されて
いる。
【０００７】なお、１５は作動ガスを機内に封入するた
めの封入口であり、この封入口１５は連結パイプ１１を
介してクランク室１６に連通するように配管・接続され
ている。そして、クランク室１６に封入口１５から封入
された作動ガスは、シリンダ１とピストン３の隙間とシ
リンダ２とピストン４の隙間を通って、膨張室５・圧縮
室６を満たし、ピストン３・４それぞれの両端で圧力差
を生じないように構成されている。
めの封入口であり、この封入口１５は連結パイプ１１を
介してクランク室１６に連通するように配管・接続され
ている。そして、クランク室１６に封入口１５から封入
された作動ガスは、シリンダ１とピストン３の隙間とシ
リンダ２とピストン４の隙間を通って、膨張室５・圧縮
室６を満たし、ピストン３・４それぞれの両端で圧力差
を生じないように構成されている。
【０００８】そして、従来のスターリング冷凍機は、図
３のように原動機（図示せず）によって回転するクラン
クシャフト２１の回転をコネクティングロッド４１と共
動してピストン３（または４）の往復動作に変換するク
ロスガイドロッド４２が、クロスガイドロッド４２より
軟質のクロスガイド４３の内面に圧入された、例えばＬ
ＢＣ−３（鉛青銅鋳物）からなる内張メタル４４に摺動
するように構成されている。
３のように原動機（図示せず）によって回転するクラン
クシャフト２１の回転をコネクティングロッド４１と共
動してピストン３（または４）の往復動作に変換するク
ロスガイドロッド４２が、クロスガイドロッド４２より
軟質のクロスガイド４３の内面に圧入された、例えばＬ
ＢＣ−３（鉛青銅鋳物）からなる内張メタル４４に摺動
するように構成されている。
【０００９】なお、図中１７はクランク室１６に設けら
れたオイルポンプであり、始端がこのオイルポンプ１７
の吐出側に連通し、終端が軸受け２５のメタルハウジン
グ２６に開口するクランクシャフト２１に穿設された第
１のオイル供給路２３と、この第１のオイル供給路２３
の終端に臨んでメタルハウジング２６の内周面に連続し
て凹陥形成された溝２６ａに始端が開口し、終端がクラ
ンク室１６と機外とを遮断しているメカニカルシール２
７に臨んで開口する第２のオイル供給路２９とを介し
て、オイルポンプ１７が吐出する潤滑油が軸受け２５と
メカニカルシール２７とに供給可能となっている。この
第２のオイル供給路２９は、終端側ほどメタルハウジン
グ２６の内周面から離間するように傾斜して穿設され、
しかもクランクシャフト２１の周囲に等間隔に復数個形
成されている。
れたオイルポンプであり、始端がこのオイルポンプ１７
の吐出側に連通し、終端が軸受け２５のメタルハウジン
グ２６に開口するクランクシャフト２１に穿設された第
１のオイル供給路２３と、この第１のオイル供給路２３
の終端に臨んでメタルハウジング２６の内周面に連続し
て凹陥形成された溝２６ａに始端が開口し、終端がクラ
ンク室１６と機外とを遮断しているメカニカルシール２
７に臨んで開口する第２のオイル供給路２９とを介し
て、オイルポンプ１７が吐出する潤滑油が軸受け２５と
メカニカルシール２７とに供給可能となっている。この
第２のオイル供給路２９は、終端側ほどメタルハウジン
グ２６の内周面から離間するように傾斜して穿設され、
しかもクランクシャフト２１の周囲に等間隔に復数個形
成されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上記構成の従来のスタ
ーリング冷凍機においては、摺動するクロスガイドロッ
ド側の方がクロスガイドに圧入した内張メタルより硬い
ため、この内張メタルがクロスガイドロッドのエッジ部
分で削られてしまい、偏摩耗して耐久性が低いなどと云
った問題点があり、これら問題点の解決が課題となって
いた。
ーリング冷凍機においては、摺動するクロスガイドロッ
ド側の方がクロスガイドに圧入した内張メタルより硬い
ため、この内張メタルがクロスガイドロッドのエッジ部
分で削られてしまい、偏摩耗して耐久性が低いなどと云
った問題点があり、これら問題点の解決が課題となって
いた。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記のよう
なシリンダ内に封入した作動ガスが前記シリンダ内を摺
動するピストンの動作によって等温圧縮、等容放熱、等
温膨張、等容受熱する行程を繰り返し、前記シリンダの
膨張室側に添設した冷却器によって所要の冷却作用を行
うスターリング冷凍機において、
なシリンダ内に封入した作動ガスが前記シリンダ内を摺
動するピストンの動作によって等温圧縮、等容放熱、等
温膨張、等容受熱する行程を繰り返し、前記シリンダの
膨張室側に添設した冷却器によって所要の冷却作用を行
うスターリング冷凍機において、
【００１２】クランクシャフトの回転をコネクティング
ロッドと共動して前記ピストンの前記往復動作に変換す
るクロスガイドロッドのクロスガイドに臨む側面に、こ
のクロスガイドより軟質の摺動メタル部材を配設するよ
うにした第１の構成と、
ロッドと共動して前記ピストンの前記往復動作に変換す
るクロスガイドロッドのクロスガイドに臨む側面に、こ
のクロスガイドより軟質の摺動メタル部材を配設するよ
うにした第１の構成と、
【００１３】前記第１の構成において、摺動メタル部材
を前後に分割して配設するようにした第２の構成と、
を前後に分割して配設するようにした第２の構成と、
【００１４】前記第１または第２の構成において、摺動
メタル部材をクロスガイドロッドの軸方向と交差して設
置した押さえ板によって脱落不能に固定するようにした
第３の構成と、を提供することにより上記の課題を解決
し得るようにしたものである。
メタル部材をクロスガイドロッドの軸方向と交差して設
置した押さえ板によって脱落不能に固定するようにした
第３の構成と、を提供することにより上記の課題を解決
し得るようにしたものである。
【００１５】
【作用】摺動する側のクロスガイドロッドの側面にクロ
スガイドより軟質の摺動メタル部材を配設したので、こ
のメタル部材の偏摩耗が減少して耐久性が向上する。
スガイドより軟質の摺動メタル部材を配設したので、こ
のメタル部材の偏摩耗が減少して耐久性が向上する。
【００１６】また、請求項２の構成のスターリング冷凍
機では、摺動メタル部材がクロスガイドロッドの側面の
前後に分割して配設したので、摺動抵抗を低下させる作
用効果がある。
機では、摺動メタル部材がクロスガイドロッドの側面の
前後に分割して配設したので、摺動抵抗を低下させる作
用効果がある。
【００１７】また、請求項３の構成のスターリング冷凍
機では、押さえ板が摺動メタル部材を固定しているの
で、摺動メタル部材は運転中にクロスガイドから軸方向
の力を受けても脱落することがない。
機では、押さえ板が摺動メタル部材を固定しているの
で、摺動メタル部材は運転中にクロスガイドから軸方向
の力を受けても脱落することがない。
【００１８】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１に基づいて説
明する。なお、この図１において前記図２・図３の符号
と同一符号で示した部分は、図２・図３によって説明し
たものと同様の機能を持つ部分であり、本発明の理解を
妨げない範囲で説明は省略した。
明する。なお、この図１において前記図２・図３の符号
と同一符号で示した部分は、図２・図３によって説明し
たものと同様の機能を持つ部分であり、本発明の理解を
妨げない範囲で説明は省略した。
【００１９】４５ａと４５ｂは、クロスガイドロッド４
２のクロスガイド４３に臨む側面の前後に分割して配設
した摺動メタル部材であり、ＳＵＳ−３０４製のクロス
ガイド４３より軟質の素材、例えばＬＢＣ−３（鉛青銅
鋳物）によって形成されている。
２のクロスガイド４３に臨む側面の前後に分割して配設
した摺動メタル部材であり、ＳＵＳ−３０４製のクロス
ガイド４３より軟質の素材、例えばＬＢＣ−３（鉛青銅
鋳物）によって形成されている。
【００２０】摺動メタル部材４５ａは、クロスガイドロ
ッド４２の側面の細径部分に図面上方から嵌め込まれた
のち、図面上方から皿螺子４６によって固定した押さえ
板４７ａによって固定され、摺動メタル部材４５ｂは、
クロスガイドロッド４２の側面の細径部分に図面下方か
ら嵌め込まれたのち、図面下方から皿螺子４６によって
固定した押さえ板４７ｂによって固定され、クロスガイ
ド４３から軸方向の力を受けても脱落しないようになっ
ている。
ッド４２の側面の細径部分に図面上方から嵌め込まれた
のち、図面上方から皿螺子４６によって固定した押さえ
板４７ａによって固定され、摺動メタル部材４５ｂは、
クロスガイドロッド４２の側面の細径部分に図面下方か
ら嵌め込まれたのち、図面下方から皿螺子４６によって
固定した押さえ板４７ｂによって固定され、クロスガイ
ド４３から軸方向の力を受けても脱落しないようになっ
ている。
【００２１】すなわち、本発明のスターリング冷凍機に
おいては、摺動する側のクロスガイドロッド４２の側面
に軟質の摺動メタル部材４５ａ・４５ｂを配設したの
で、軟質の内張メタル４４をクロスガイド４３の内側の
全面に圧入して構成した従来のスターリング冷凍機のよ
うに、摺動する硬質のクロスガイドロッド４２のエッジ
部分が軟質の内張メタル４４を不均一に削って偏摩耗を
引き起こし、耐久性を損ねるなどと云ったことがない。
おいては、摺動する側のクロスガイドロッド４２の側面
に軟質の摺動メタル部材４５ａ・４５ｂを配設したの
で、軟質の内張メタル４４をクロスガイド４３の内側の
全面に圧入して構成した従来のスターリング冷凍機のよ
うに、摺動する硬質のクロスガイドロッド４２のエッジ
部分が軟質の内張メタル４４を不均一に削って偏摩耗を
引き起こし、耐久性を損ねるなどと云ったことがない。
【００２２】また、クロスガイドロッド４２の外面加工
によって製造できるので、クロスガイド４３の内周面に
軟質の内張メタル４４を圧入する従来のスターリング冷
凍機より、製造し易くなると共に、加工精度も向上し
た。
によって製造できるので、クロスガイド４３の内周面に
軟質の内張メタル４４を圧入する従来のスターリング冷
凍機より、製造し易くなると共に、加工精度も向上し
た。
【００２３】また、軟質の摺動メタル部材４５ａ・４５
ｂをクロスガイドロッド４２の側面の前後に分割して配
設したので、摺動抵抗が小さいと云った利点もある
ｂをクロスガイドロッド４２の側面の前後に分割して配
設したので、摺動抵抗が小さいと云った利点もある
【００２４】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではないので、特許請求の範囲に記載の趣旨から逸脱
しない範囲で各種の変形実施が可能である。
のではないので、特許請求の範囲に記載の趣旨から逸脱
しない範囲で各種の変形実施が可能である。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、この発明はシリン
ダ内に封入した作動ガスが前記シリンダ内を摺動するピ
ストンの動作によって等温圧縮、等容放熱、等温膨張、
等容受熱する行程を繰り返し、前記シリンダの膨張室に
連通して設けた冷却器によって所要の冷却作用を行うス
ターリング冷凍機において、クランクシャフトの回転を
コネクティングロッドと共動して前記ピストンの前記往
復動作に変換するクロスガイドロッドのクロスガイドに
臨む側面に、このクロスガイドより軟質の摺動メタル部
材を配設して構成したので、前記摺動メタル部材が偏摩
耗し難くなって耐久性が向上した。
ダ内に封入した作動ガスが前記シリンダ内を摺動するピ
ストンの動作によって等温圧縮、等容放熱、等温膨張、
等容受熱する行程を繰り返し、前記シリンダの膨張室に
連通して設けた冷却器によって所要の冷却作用を行うス
ターリング冷凍機において、クランクシャフトの回転を
コネクティングロッドと共動して前記ピストンの前記往
復動作に変換するクロスガイドロッドのクロスガイドに
臨む側面に、このクロスガイドより軟質の摺動メタル部
材を配設して構成したので、前記摺動メタル部材が偏摩
耗し難くなって耐久性が向上した。
【００２６】また、クロスガイドロッドの外面加工によ
って製造できるので、クロスガイドの内周面に軟質の内
張メタルを圧入する従来のスターリング冷凍機より、製
造し易くなっただけでなく、加工精度が向上すると云っ
た特長がある。
って製造できるので、クロスガイドの内周面に軟質の内
張メタルを圧入する従来のスターリング冷凍機より、製
造し易くなっただけでなく、加工精度が向上すると云っ
た特長がある。
【００２７】また、第２の構成のスターリング冷凍機で
は、クロスガイドとの接触面積が減少したので、摺動抵
抗の大幅な低下が図れる。
は、クロスガイドとの接触面積が減少したので、摺動抵
抗の大幅な低下が図れる。
【００２８】また、請求項３の構成のスターリング冷凍
機では、押さえ板が摺動メタル部材を固定しているの
で、摺動メタル部材は運転中にクロスガイドから軸方向
の力を受けても脱落することがない。
機では、押さえ板が摺動メタル部材を固定しているの
で、摺動メタル部材は運転中にクロスガイドから軸方向
の力を受けても脱落することがない。
【図１】一実施例の要部の説明図である。
【図２】スターリング冷凍機の説明図である。
【図３】従来技術の説明図である。
１・２ シリンダ
３・４ ピストン
５ 膨張室
６ 圧縮室
７ 冷却器
９ 蓄冷器
１０・１１ 連結パイプ
１２・１３ 冷却フィン
１４ 冷却ファン
１５ 封入口
１６ クランク室
１７ オイルポンプ
２１ クランクシャフト
２３ 第１のオイル供給路
２５ 軸受け
２６ メタルハウジング
２６ａ 溝
２７ メカニカルシール
２９ 第２のオイル供給路
３０ オイル戻り穴
４１ コネクティングロッド
４２ クロスガイドロッド
４３ クロスガイド
４４ 内張メタル
４５ａ・４５ｂ 摺動メタル部材
４６ 皿螺子
４７ａ・４７ｂ 押さえ板
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F25B 9/14 520
F25B 9/14 510
F02G 1/053
Claims (3)
- 【請求項１】 シリンダ内に封入した作動ガスが前記シ
リンダ内を摺動するピストンの往復動作によって等温圧
縮、等容放熱、等温膨張、等容受熱する行程を繰り返
し、前記シリンダの膨張室側に添設した冷却器によって
所要の冷却作用を行うスターリング冷凍機において、ク
ランクシャフトの回転をコネクティングロッドと共動し
て前記ピストンの前記往復動作に変換するクロスガイド
ロッドのクロスガイドに臨む側面に、このクロスガイド
より軟質の摺動メタル部材を配設したことを特徴とする
スターリング冷凍機。 - 【請求項２】 摺動メタル部材が、前後に分割して配設
されたことを特徴とする請求項１記載のスターリング冷
凍機。 - 【請求項３】 摺動メタル部材が、クロスガイドロッド
の軸方向と交差して設置した押さえ板によって脱落不能
に固定されたことを特徴とする請求項１または２記載の
スターリング冷凍機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09589195A JP3363653B2 (ja) | 1995-03-30 | 1995-03-30 | スターリング冷凍機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09589195A JP3363653B2 (ja) | 1995-03-30 | 1995-03-30 | スターリング冷凍機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08271079A JPH08271079A (ja) | 1996-10-18 |
| JP3363653B2 true JP3363653B2 (ja) | 2003-01-08 |
Family
ID=14149941
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09589195A Expired - Fee Related JP3363653B2 (ja) | 1995-03-30 | 1995-03-30 | スターリング冷凍機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3363653B2 (ja) |
-
1995
- 1995-03-30 JP JP09589195A patent/JP3363653B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08271079A (ja) | 1996-10-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |