JP2005155381A - Expansion machine - Google Patents
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Abstract
【課題】 膨張機のアキシャルピストンシリンダ群の膨張室に供給された高温高圧蒸気の熱がピストンを介して逃げるのを抑制するとともに、ピストンとシリンダスリーブとの摺動部の潤滑性能を確保する。
【解決手段】 トップ61部、スカート部62およびランド部63で構成されたピストン42が、その内部に形成された中空の断熱空間64によって熱伝達し難くなっているため、膨張室43の高温高圧蒸気に接触するランド部63を高温状態に維持し、前記高温高圧蒸気の温度低下を最小限に抑えて膨張機の効率低下を阻止しながら、シリンダスリーブ41に摺接するスカート部42の温度上昇を抑制して潤滑性能を確保することができる。しかもランド部63に設けたピストンリング65,66で膨張室43の高温高圧蒸気とスカート部62のオイルとを区画したので、高温高圧蒸気とオイルとが混合するのを阻止することができる。
【選択図】 図8
PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the heat of high-temperature and high-pressure steam supplied to an expansion chamber of an axial piston cylinder group of an expander from escaping through the piston and to ensure lubrication performance of a sliding portion between the piston and a cylinder sleeve.
SOLUTION: A piston 42 composed of a top 61 part, a skirt part 62, and a land part 63 is difficult to transfer heat by a hollow heat insulating space 64 formed therein, so that the high temperature and high pressure of the expansion chamber 43 is high. The temperature of the skirt portion 42 slidably contacting the cylinder sleeve 41 is maintained while maintaining the land portion 63 in contact with the steam in a high temperature state and minimizing the temperature drop of the high-temperature high-pressure steam to prevent the efficiency of the expander from being lowered. The lubricating performance can be ensured by suppressing. In addition, since the high-temperature and high-pressure steam in the expansion chamber 43 and the oil in the skirt portion 62 are partitioned by the piston rings 65 and 66 provided in the land portion 63, mixing of the high-temperature and high-pressure steam and the oil can be prevented.
[Selection] Figure 8
Description
本発明は、ケーシングと、ケーシングに回転自在に支持されたロータと、ロータにその軸線を囲むように配置されたアキシャルピストンシリンダ群とを備え、アキシャルピストンシリンダ群のピストンおよびシリンダスリーブ間に区画された膨張室に高温高圧蒸気を供給することでロータを回転駆動するとともに、ピストンおよびシリンダスリーブの摺動部をオイルで潤滑する膨張機に関する。 The present invention includes a casing, a rotor rotatably supported by the casing, and an axial piston cylinder group disposed on the rotor so as to surround an axis thereof, and is partitioned between a piston and a cylinder sleeve of the axial piston cylinder group. The present invention relates to an expander that rotationally drives a rotor by supplying high-temperature and high-pressure steam to the expansion chamber and lubricates sliding portions of a piston and a cylinder sleeve with oil.
かかる膨張機は、下記特許文献1により公知である。この膨張機は径方向内側に配置された第1のアキシャルピストンシリンダ群と、径方向外側に配置された第2のアキシャルピストンシリンダ群とを備えており、第1のアキシャルピストンシリンダ群のピストンは中実構造であって、その一端側が高温高圧蒸気が供給される膨張室に対向するとともに他端側が斜板に当接し、かつシリンダスリーブとの摺動部がオイルにより潤滑されるようになっている。
ところで、膨張機のアキシャルピストンシリンダ群のピストンは、膨張室に供給された高温高圧蒸気が温度低下しないように膨張室に対向する端部が高温に保たれていることが望ましいが、シリンダスリーブとの摺動部は潤滑性能を確保するために低温状態に保たれていることが望ましい。しかしながら、ピストンを中実構造にすると高温側から低温側への熱伝達が速やかに行われるため、高温であるべき膨張室側の端部が温度低下し易くなり、また低温であるべきシリンダスリーブとの摺動部が温度上昇し易くなる問題がある。 By the way, the piston of the axial piston cylinder group of the expander is preferably maintained at a high temperature at the end facing the expansion chamber so that the high-temperature and high-pressure steam supplied to the expansion chamber does not decrease in temperature. It is desirable that the sliding portion is kept at a low temperature in order to ensure lubrication performance. However, if the piston has a solid structure, heat transfer from the high temperature side to the low temperature side is performed quickly, so the end of the expansion chamber side that should be high temperature is likely to drop, and the cylinder sleeve that should be low temperature There is a problem in that the temperature of the sliding portion is likely to rise.
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、膨張機のアキシャルピストンシリンダ群の膨張室に供給された高温高圧蒸気の熱がピストンを介して逃げるのを抑制するとともに、ピストンとシリンダスリーブとの摺動部の潤滑性能を確保することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and suppresses the heat of high-temperature and high-pressure steam supplied to the expansion chamber of the axial piston cylinder group of the expander from escaping through the piston, and the piston, cylinder sleeve, The purpose is to ensure the lubrication performance of the sliding part.
上記目的を達成するために、請求項1に記載された発明によれば、ケーシングと、ケーシングに回転自在に支持されたロータと、ロータにその軸線を囲むように配置されたアキシャルピストンシリンダ群とを備え、アキシャルピストンシリンダ群のピストンおよびシリンダスリーブ間に区画された膨張室に高温高圧蒸気を供給することでロータを回転駆動するとともに、ピストンおよびシリンダスリーブの摺動部をオイルで潤滑する膨張機において、アキシャルピストンシリンダ群のピストンは、膨張室の高温高圧蒸気に晒されるランド部と、斜板に当接するトップ部と、ランド部およびトップ部に挟まれてシリンダスリーブに摺接するスカート部とを有するとともに、内部に中空の断熱空間を有しており、かつランド部に設けたピストンリングで膨張室の高温高圧蒸気とスカート部のオイルとを区画したことを特徴とする膨張機が提案される。 In order to achieve the above object, according to the invention described in claim 1, a casing, a rotor rotatably supported by the casing, and an axial piston cylinder group disposed on the rotor so as to surround the axis thereof, An expansion machine that rotates the rotor by supplying high-temperature and high-pressure steam to an expansion chamber defined between the piston and cylinder sleeve of the axial piston cylinder group and lubricates the sliding portion of the piston and cylinder sleeve with oil The piston of the axial piston cylinder group includes a land portion that is exposed to the high-temperature and high-pressure steam in the expansion chamber, a top portion that contacts the swash plate, and a skirt portion that is sandwiched between the land portion and the top portion and slidably contacts the cylinder sleeve. And has a hollow heat insulating space inside, and a piston retainer provided in the land portion. Expander is proposed which is characterized in that it has partitioning the oil of the high-temperature high-pressure steam and the skirt portion of the expansion chamber grayed.
また請求項2に記載された発明によれば、請求項1の構成に加えて、ピストンリングをピストンの長手方向に複数設けたことを特徴とする膨張機が提案される。 Further, according to the invention described in claim 2, in addition to the structure of claim 1, an expander characterized in that a plurality of piston rings are provided in the longitudinal direction of the piston is proposed.
また請求項3に記載された発明によれば、請求項2の構成に加えて、複数のピストンリングの間に凹部を設けたことを特徴とする膨張機が提案される。 Further, according to the invention described in claim 3, in addition to the structure of claim 2, an expander characterized in that recesses are provided between a plurality of piston rings is proposed.
また請求項4に記載された発明によれば、請求項1の構成に加えて、ピストンのスカート部の外周面およびシリンダスリーブの内周面の少なくとも一方にオイル溝を設けたことを特徴とする膨張機が提案される。 According to the invention described in claim 4, in addition to the structure of claim 1, an oil groove is provided on at least one of the outer peripheral surface of the piston skirt and the inner peripheral surface of the cylinder sleeve. An expander is proposed.
尚、実施例のセカンドランド溝63eは本発明の凹部に対応し、実施例のトップリング65およびセカンドリング66は本発明のピストンリングに対応する。
The
請求項1の構成によれば、膨張室の高温高圧蒸気に晒されるランド部と、斜板に当接するトップ部と、ランド部およびトップ部に挟まれてシリンダスリーブに摺接するスカート部とで構成されたアキシャルピストンシリンダ群のピストンが、その内部に形成された中空の断熱空間によって熱伝達し難くなっているため、膨張室に供給される高温高圧蒸気に接触するランド部を高温状態に維持し、前記高温高圧蒸気の温度低下を最小限に抑えて膨張機の効率低下を阻止しながら、シリンダスリーブに摺接するスカート部の温度上昇を抑制して潤滑性能を確保することができる。しかもランド部に設けたピストンリングで膨張室の高温高圧蒸気とスカート部のオイルとを区画したので、オイルが膨張室側に浸入してランド部が冷却されるのを阻止し、また高温高圧蒸気がスカート部側に浸入してオイルの潤滑効果が損なわれるのを阻止することができる。 According to the configuration of the first aspect, the land portion is exposed to the high-temperature and high-pressure steam of the expansion chamber, the top portion is in contact with the swash plate, and the skirt portion is sandwiched between the land portion and the top portion and is in sliding contact with the cylinder sleeve. Since the pistons of the axial piston cylinder group thus made difficult to transfer heat due to the hollow heat-insulating space formed inside, the land portion that contacts the high-temperature high-pressure steam supplied to the expansion chamber is maintained at a high temperature. The lubrication performance can be ensured by suppressing the temperature rise of the skirt portion that is in sliding contact with the cylinder sleeve while minimizing the temperature drop of the high-temperature high-pressure steam to prevent the efficiency of the expander from being lowered. In addition, the piston ring provided in the land section partitions the high-temperature and high-pressure steam in the expansion chamber and the oil in the skirt section, so that the oil enters the expansion chamber and prevents the land section from being cooled. Can be prevented from entering the skirt portion side and impairing the lubricating effect of the oil.
請求項2の構成によれば、ピストンリングをピストンの長手方向に複数設けたので、ランド部からスカート部への高温高圧蒸気の吹き抜けを一層確実に阻止することができるだけでなく、膨張室から遠い側のピストンリングにオイルリングの機能を持たせることで、オイルと高温高圧蒸気との混合を効果的に阻止することができる。 According to the configuration of the second aspect, since a plurality of piston rings are provided in the longitudinal direction of the piston, not only can the high-temperature and high-pressure steam blown from the land portion to the skirt portion can be more reliably prevented, but also far from the expansion chamber. By providing the piston ring on the side with the function of an oil ring, mixing of oil and high-temperature high-pressure steam can be effectively prevented.
請求項3の構成によれば、複数のピストンリングの間に凹部を設けたので、膨張室側のピストンリングを若干の高温高圧蒸気が吹き抜けた場合でも、凹部の容積の作用で前記ピストンリングの膨張室側および凹部側の圧力差が急激に減少しないようにし、その圧力差で前記ピストンリングを径方向外側に付勢してシリンダスリーブの内周面およびピストンリング溝面から浮き上がるのを防止し、シール性を確保することができる。 According to the configuration of the third aspect, since the recesses are provided between the plurality of piston rings, even when some high-temperature high-pressure steam blows through the piston ring on the expansion chamber side, The pressure difference between the expansion chamber side and the recess side is prevented from abruptly decreasing, and the piston ring is urged radially outward by the pressure difference to prevent the pressure difference from rising from the inner peripheral surface of the cylinder sleeve and the piston ring groove surface. , Sealability can be ensured.
請求項4の構成によれば、ピストンのスカート部の外周面およびシリンダスリーブの内周面の少なくとも一方に間にオイル溝を設けたので、このオイル溝にオイルを保持してピストンおよびシリンダスリーブの摺動面の潤滑性能を高めることができる。 According to the fourth aspect of the present invention, the oil groove is provided between at least one of the outer peripheral surface of the piston skirt and the inner peripheral surface of the cylinder sleeve. The lubrication performance of the sliding surface can be improved.
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below based on examples of the present invention shown in the accompanying drawings.
図1〜図8は本発明の一実施例を示すもので、図1は膨張機の縦断面図、図2は図1の2−2線断面図、図3は図1の3−3線矢視図、図4は図1の4部拡大図、図5はロータの分解斜視図、図6は図4の6−6線断面図、図7は図4の7−7線断面図、図8は図4の8部拡大図である。 1 to 8 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an expander, FIG. 2 is a sectional view taken along line 2-2 of FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is an enlarged view of a portion 4 of FIG. 1, FIG. 5 is an exploded perspective view of the rotor, FIG. 6 is a sectional view taken along line 6-6 in FIG. FIG. 8 is an enlarged view of 8 parts in FIG.
本実施例の膨張機Eは例えばランキンサイクル装置に使用されるもので、作動媒体としての高温高圧蒸気の熱エネルギーおよび圧力エネルギーを機械エネルギーに変換して出力する。膨張機Eのケーシング11は、ケーシング本体12と、ケーシング本体12の前面開口部にシール部材13を介して複数本のボルト14…で結合される前部カバー15と、ケーシング本体12の後面開口部にシール部材16を介して複数本のボルト17…で結合される後部カバー18と、ケーシング本体12の下面開口部にシール部材19を介して複数本のボルト20…で結合されるオイルパン21とで構成される。
The expander E of this embodiment is used in, for example, a Rankine cycle apparatus, and converts thermal energy and pressure energy of high-temperature and high-pressure steam as a working medium into mechanical energy and outputs the mechanical energy. The
ケーシング11の中央を前後方向に延びる軸線Lまわりに回転可能に配置されたロータ22は、その前部を前部カバー15に設けた組み合わせアンギュラベアリング23,23によって支持され、その後部をケーシング本体12に設けたラジアルベアリング24によって支持される。前部カバー15の後面に斜板ホルダ28が一体に形成されており、この斜板ホルダ28にアンギュラベアリング30を介して斜板31が回転自在に支持される。斜板31の軸線は前記ロータ22の軸線Lに対して傾斜しており、その傾斜角は固定である。
The
ロータ22は、組み合わせアンギュラベアリング23,23で前部カバー15に支持された出力軸32と、出力軸32の後部に相互に所定幅の切欠57,58(図4および図8参照)を介して一体に形成された3個のスリーブ支持フランジ33,34,35と、後側のスリーブ支持フランジ35にメタルガスケット36を介して複数本のボルト37…で結合され、前記ラジアルベアリング24でケーシング本体12に支持されたロータヘッド38と、3個のスリーブ支持フランジ33,34,35に前方から嵌合して複数本のボルト39…で前側のスリーブ支持フランジ33に結合された断熱カバー40とを備える。
The
3個のスリーブ支持フランジ33,34,35には各々5個のスリーブ支持孔33a…,34a…,35a…が軸線Lまわりに72°間隔で形成されており、それらのスリーブ支持孔33a…,34a…,35a…に5本のシリンダスリーブ41…が後方から嵌合する。各々のシリンダスリーブ41の後端にはフランジ41aが形成されており、このフランジ41aが後側のスリーブ支持フランジ35のスリーブ支持孔35aに形成した段部35bに嵌合した状態でメタルガスケット36に当接して軸方向に位置決めされる(図8参照)。各々のシリンダスリーブ41の内部にピストン42が摺動自在に嵌合しており、ピストン42の前端は斜板31に形成したディンプル31aに当接するとともに、ピストン42の後端とロータヘッド38との間に蒸気の膨張室43が区画される。
The three
前部カバー15の前面にシール部材91を介して板状のベアリングホルダ92が重ね合わされてボルト93…で固定され、そのベアリングホルダ92の前面にシール部材94を介してポンプボディ95が重ね合わされてボルト96…で固定される。組み合わせアンギュラベアリング23,23は、前部カバー15の段部とベアリングホルダ92との間に挟まれて軸線L方向に固定される。
A plate-
組み合わせアンギュラベアリング23,23を支持する出力軸32に形成したフランジ32dと組み合わせアンギュラベアリング23,23のインナーレースとの間に所定厚さのシム97が挟持され、出力軸32の外周に螺合するナット98で組み合わせアンギュラベアリング23,23のインナーレースが締め付けられる。その結果、出力軸32は組み合わせアンギュラベアリング23,23に対して、つまりケーシング11に対して軸線L方向に位置決めされる。
A shim 97 having a predetermined thickness is sandwiched between a
ロータ22と一体の出力軸32内部に軸線L上に延びるオイル通路32aが形成されており、このオイル通路32aの前端は径方向に分岐して出力軸32の外周の環状溝32bに連通する。ロータ22の中央のスリーブ支持フランジ34の径方向内側位置において、前記オイル通路32aの内周にシール部材44を介してオイル通路閉塞部材45が螺合しており、その近傍のオイル通路32aから径方向外側に延びる複数のオイル孔32c…が出力軸32の外周面に開口する。
An
ポンプボディ95の前面に形成した凹部95aと、ポンプボディ95の前面にシール部材46を介して複数本のボルト47…で固定したポンプカバー48との間に配置されたトロコイド型のオイルポンプ49は、前記凹部95aに回転自在に嵌合するアウターロータ50と、出力軸32の外周に固定されてアウターロータ50に噛合するインナーロータ51とを備える。オイルパン21の内部空間はオイルパイプ52およびポンプボディ95のオイル通路95bを介してオイルポンプ49の吸入ポート53に連通し、オイルポンプ49の吐出ポート54はポンプボディ95のオイル通路95cを介して出力軸32の環状溝32bに連通する。
A
次に、図5〜図8を参照してピストン42の構造を詳細に説明する。
Next, the structure of the
ピストン42はトップ部61、スカート部62およびランド部63からなる。トップ部61は斜板31のディンプル31aに当接する球面部61aを有する部材であって、スカート部62の先端に溶接で結合される。ランド部63およびスカート62は一体に形成されており、その内部に大容積かつ真空の断熱空間64が区画される。シリンダスリーブ41の内周面に摺動自在に嵌合するスカート部62の中間には僅かに小径になった環状のオイル溝62aが形成されるとともに、オイル溝62aよりも前側のスカート部62の外周部に複数本の螺旋溝62b…が形成される。
The
ランド部63は膨張室43側のトップランド63aとスカート部62側のセカンドランド63bとを有しており、トップランド63aおよびセカンドランド63bの間にトップリング65が嵌合するトップリング溝63cが形成され、セカンドランド63bおよびスカート部62の間にセカンドリング66が嵌合するセカンドリング溝63dが形成され、更にセカンドランド63bの中間部にセカンドランド溝63eが形成される。トップランド63aおよびセカンドランド63bの外径は、スカート部62の外径に比べて若干小径になっており、トップランド63aおよびセカンドランド63bの外周面とシリンダスリーブ41の内周面との間には隙間αが形成される。従って、ロータ22を回転させる円周方向のスラスト荷重は、ランド部63を介さずにスカート部62からシリンダスリーブ41に伝達される。
The
ピストン42の頂部に比較的に近い位置(ピストン42の直径の10%程度)に配置されたトップリング65は矩形状の断面を有しており、シリンダスリーブ41に摺接するフェース面は湾曲したバレルフェースとされ、その表面にはTiNやCrN等のセラミック系の硬質皮膜が形成される。セカンドリング66は矩形状の断面(あるいはインターナルベベルカット付きの断面)を有しており、シリンダスリーブ41に摺接するフェース面は湾曲したバレルフェースとされ、その表面にはTiNやCrN等のセラミック系の硬質皮膜が形成される。トップリング65およびセカンドリング66の何れについても、その合口隙間は熱間時に接触しない最小寸法とし、その厚さはできるだけ小さく(ピストン42の直径の3%程度)し、かつ初期張力は小さめに設定する。
The
トップリング65およびセカンドリング66に硬質皮膜を施すことで摩耗量を減少させるとともに蒸気の漏洩量を減少させることができる。またトップリング65およびセカンドリング66の初期張力を小さく設定し、かつ厚さを薄くして蒸気の圧力によるシリンダスリーブ41の内周面に対する押付荷重を低減することで、トップリング65およびセカンドリング66のシリンダスリーブ41への追従性を向上させてシール効果を高めながら、シリンダスリーブ41との間の摩擦力を低減することができる。
By applying a hard film to the
シリンダスリーブ41の中間部外周に環状溝41b(図5および図8参照)が形成されており、この環状溝41bに複数のオイル孔41c…が形成される。そしてスカート部62の中間に形成したオイル溝62aがシリンダスリーブ41のオイル孔41c…に連通する。
An
ロータ22の前側のスリーブ支持フランジ33の後面にボルト37…で結合されたロータヘッド38の前側もしくは膨張室43側に環状の蓋部材69が溶接されており、蓋部材69の背面もしくは後面に環状の断熱空間70(図8参照)が区画される。ロータヘッド38はノックピン55により後側のスリーブ支持フランジ35に対して回転方向に位置決めされる。
An
図1に示すように、ケーシング11の後部カバー18とロータ22のシリンダヘッド38との間にロータリバルブ71が設けられる。ロータリバルブ71は、蒸気供給パイプ67からの高温高圧蒸気をロータ22の回転に伴って5個の膨張室43に順次供給し、膨張室43からの低温低圧蒸気は本体ケーシング12および後部カバー18間に区画された蒸気排出室68に排出される。
As shown in FIG. 1, a
尚、5個のシリンダスリーブ41…と5個のピストン42…とは本発明のアキシャルピストンシリンダ群Aを構成する。
The five
次に、上記構成を備えた本実施例の膨張機Eの作用を説明する。 Next, the operation of the expander E of the present embodiment having the above configuration will be described.
蒸発器で水を加熱して発生した高温高圧蒸気が蒸気供給パイプ85からロータリバルブ71を経てシリンダスリーブ41内の膨張室43に供給されると、シリンダスリーブ41に嵌合するピストン42が上死点から下死点に向けて前方に押し出され、その前端のエンド部61が斜板31のディンプル31aを押圧する。その結果、ピストン42が斜板31から受ける反力でロータ22に回転トルクが与えられる。そしてロータ22が5分の1回転する毎に、相隣り合う新たな膨張室43内に高温高圧蒸気が供給されてロータ22が連続的に回転駆動される。ロータ22の回転に伴って下死点に達したピストン42が斜板31に押圧されて上死点に向かって後退する間に、膨張室43から押し出された低温低圧蒸気はロータリバルブ71を介して蒸気排出室68に排出される。
When high-temperature and high-pressure steam generated by heating water with an evaporator is supplied from the steam supply pipe 85 to the
ロータ22の回転に伴って出力軸32に設けたオイルポンプ49が作動し、オイルパン21からオイルパイプ52、ポンプボディ95のオイル通路95b、吸入ポート53を経て吸入されたオイルが吐出ポート54から吐出され、ポンプボディ95のオイル通路95c、出力軸32のオイル通路32a、出力軸32の環状溝32b、出力軸32のオイル孔32c…、シリンダスリーブ41の環状溝41bおよびシリンダスリーブ41のオイル孔41c…を経て、ピストン42のスカート部62に形成したオイル溝62aに供給される。そしてオイル溝62aに保持されたオイルの一部は、ピストン42のスカート部62に形成した螺旋溝62b…に流れてシリンダスリーブ41との摺動面を潤滑した後にオイルパン21に戻され、また前記オイルの他の一部はピストン42のランド部63に設けたトップリング65およびセカンドリング66とシリンダスリーブ41との摺動面を潤滑する。スカート部62に形成したオイル溝62aはオイルを一時的に保持する機能を有するため、ピストン42およびシリンダスリーブ41の摺動部にオイルを途切れなく供給して潤滑条件を改善することができる。
As the
ピストン42の内部に真空の断熱空間64を形成したので、ピストン42の頂部に対向する膨張室43に供給された高温高圧蒸気の熱がピストン42を介して逃げるのを抑制し、膨張室43の高温高圧蒸気の温度低下を最小限に抑えて膨張機Eの出力を増加させることができる。更に、ピストン42の頂部の温度が高温に保たれるため、ピストン42のランド部63とシリンダスリーブ41との間で蒸気が凝縮して液化し難くなり、ランド部63の潤滑条件を改善してトップリング65およびセカンドリング66のシール性および耐摩耗性を向上させることができる。
Since the vacuum
ピストン42のランド部63のトップリング溝63cの後方側は高圧の膨張室43に連通し、前方側は低圧のセカンドランド溝63eに連通するため、その圧力差によってトップリング溝63cの底部から押し上げられたトップリング65がシリンダスリーブ41の内周面およびトップリング溝63cの側面に密着してシール性が向上する。膨張室43の高温高圧蒸気がトップリング65をセカンドランド溝63e側に多少吹き抜けても、セカンドランド溝63eの容積によって前記圧力差が急激に減少するのを抑制してトップリング65の張りを確保し、シール性の低下を防止することができる。しかもセカンドランド溝63eはオイルを保持する機能も有するため、潤滑性能の向上にも寄与することができる。
The rear side of the
セカンドリング66は高温高圧蒸気がトップリング65を吹き抜けた場合にコンプレッションを維持するとともに、シリンダスリーブ41の内周面に付着したオイルを掻き取るオイルリングの機能を有する。このように、ランド部63に設けたトップリング65およびセカンドリング66で膨張室43の高温高圧蒸気とスカート部62のオイルとを区画したので、オイルが膨張室43側に浸入してランド部63が冷却されるのを阻止し、また高温高圧蒸気がスカート部62側に浸入してオイルの潤滑効果が損なわれるのを防止することができる。
The
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。 The embodiments of the present invention have been described above, but various design changes can be made without departing from the scope of the present invention.
例えば、実施例のアキシャルピストンシリンダ群Aは各5個のピストン42…およびシリンダスリーブ41…を備えているが、その数は実施例に限定されるものではない。
For example, although the axial piston cylinder group A of the embodiment includes five
また実施例の断熱空間64は真空にされているが、空気等の気体が封入されていても良い。
Moreover, although the
また実施例ではピストン42の外周面にオイル溝42aを設けているが、シリンダスリーブ41の内周面にオイル溝を設けても良い。
In the embodiment, the oil groove 42 a is provided on the outer peripheral surface of the
11 ケーシング
22 ロータ
31 斜板
41 シリンダスリーブ 42 ピストン
43 膨張室
61 トップ部
62 スカート部
62a オイル溝
63 ランド部
63e セカンドランド溝(凹部)
64 断熱空間
65 トップリング(ピストンリング)
66 セカンドリング(ピストンリング)
A アキシャルピストンシリンダ群
L 軸線
11
64
66 Second ring (piston ring)
A Axial piston cylinder group L Axis
Claims (4)
ケーシング(11)に回転自在に支持されたロータ(22)と、
ロータ(22)にその軸線(L)を囲むように配置されたアキシャルピストンシリンダ群(A)とを備え、
アキシャルピストンシリンダ群(A)のピストン(42)およびシリンダスリーブ(41)間に区画された膨張室(43)に高温高圧蒸気を供給することでロータ(22)を回転駆動するとともに、ピストン(42)およびシリンダスリーブ(41)の摺動部をオイルで潤滑する膨張機において、
アキシャルピストンシリンダ群(A)のピストン(42)は、膨張室(43)の高温高圧蒸気に晒されるランド部(63)と、斜板(31)に当接するトップ部(61)と、ランド部(63)およびトップ部(61)に挟まれてシリンダスリーブ(41)に摺接するスカート部(62)とを有するとともに、内部に中空の断熱空間(64)を有しており、かつランド部(63)に設けたピストンリング(65,66)で膨張室(43)の高温高圧蒸気とスカート部(62)のオイルとを区画したことを特徴とする膨張機。 A casing (11);
A rotor (22) rotatably supported by the casing (11);
An axial piston cylinder group (A) arranged to surround the axis (L) of the rotor (22),
The rotor (22) is rotationally driven by supplying high-temperature and high-pressure steam to the expansion chamber (43) defined between the piston (42) and the cylinder sleeve (41) of the axial piston cylinder group (A), and the piston (42 ) And an expander that lubricates the sliding portion of the cylinder sleeve (41) with oil,
The piston (42) of the axial piston cylinder group (A) includes a land portion (63) that is exposed to the high-temperature and high-pressure steam in the expansion chamber (43), a top portion (61) that contacts the swash plate (31), and a land portion. (63) and a skirt portion (62) sandwiched between the top portion (61) and slidably contacting the cylinder sleeve (41), a hollow heat insulating space (64) inside, and a land portion ( An expander characterized in that the high-temperature and high-pressure steam in the expansion chamber (43) and the oil in the skirt portion (62) are partitioned by a piston ring (65, 66) provided in 63).
The expander according to claim 1, wherein an oil groove (62e) is provided on at least one of an outer peripheral surface of the skirt portion (62) of the piston (42) and an inner peripheral surface of the cylinder sleeve (41).
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| CN107435086A (en) * | 2017-07-18 | 2017-12-05 | 中国重型机械研究院股份公司 | The vacuum pump system and its application method that a kind of water ring pump combines with steam pump |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN107435086A (en) * | 2017-07-18 | 2017-12-05 | 中国重型机械研究院股份公司 | The vacuum pump system and its application method that a kind of water ring pump combines with steam pump |
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Legal Events
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