JP2005041348A - 船舶用推進軸の軸封装置及び軸封方法 - Google Patents

Abstract

【課題】長期間にわたって確実なシール性を持続できるようにする。
【解決手段】推進軸２を船尾管３に固定のケーシング５で取り囲み、ケーシング５内にエアシール室１５を形成し、このエアシール室１５と船外側との間に水シール用の非回転型シール７と回転型シール６とを設け、エアシール室１５と船尾管３内の潤滑油室１６との間に油シール用の非回転型シール８を設けるとともにこの非回転型シールと潤滑油室１６との間に回転型シール９を設け、前記エアシール室１５に水シール側へシール用エアを供給するシールエア供給手段Ａを接続し、前記潤滑油室１６側の回転型シール９にシール作用状態と待機状態とに切り換える作用制御手段Ｂを接続する。
【選択図】図１

Description

本発明は、船舶用推進軸の軸封装置及び軸封方法に関するものである。

船舶において、推進軸（スクリュウ軸）を回転自在に保持している船尾管には、その船外側に軸封装置が設けられ、この軸封装置により、推進軸を伝って船尾管内の潤滑油が船外へ漏洩するのを防止しつつ、船内への浸水を防止している。この種の軸封装置にはエアシール方式と呼ばれるものがある。このエアシール方式は、推進軸に対して複数本のシールリングを串刺し状に設け、そのうち互いに隣接する２本のシールリング相互間で軸方向に独立したエアシール室を区画形成させ、このエアシール室へ船外の水圧（以下、「喫水圧」と言う）よりも高圧のエアを供給し、これにより推進軸２に沿ってエアシール室から船外側へエアが吹き出る状態を保持させて船外の水（海水又は淡水）をシールするというものである（特許文献１等参照）。

ところで、このエアシール方式の軸封装置で採用されるシールリングは、推進軸の軸外面に締め付け力を生じさせつつ内向きのリップ部を摺接可能にさせると共にその外周部がケーシング内に固定された「非回転型シール」であるのが普通である。この非回転型シールでは、推進軸が軸移動してもシール機能に全く悪影響しないが、推進軸が径方向へ移動することに対しては追従性に乏しいという一面がある。そのためこの非回転型シールは、軸受部分が殆ど摩耗しない油潤滑の船尾管で有益なものとされる。このような油潤滑船尾管は多くの場合、喫水が深くそのために喫水圧（軸受荷重）が大きく高荷重耐性を必要とする大型船などが具備しているため、結果として、この非回転型シールは大型船で採用されることが多かった。なお、このような事情からこの非回転型シールは「油用シール」等と呼ばれることもあった。

これに対し「水用シール」などと呼ばれるシールリングが知られており、これは推進軸の軸まわりに一体回転可能に固定され且つケーシング内で推進軸まわりを取り囲んで設けられる環状シール面に対して軸方向の押し付け力を生じさせつつリップ部を摺接可能にさせた「回転型シール」である。この回転型シールであれば推進軸が径方向に移動しても追従は可能である。しかし、リップ部の形状が薄いシート状になっていることから大きな圧力下ではリップ部が摩耗しやすくなるため、このような回転型シールは、小型船など、喫水が浅く大きな喫水圧が作用しない（推進軸径も小さい）水潤滑軸受けにおいて採用されていた。

なお、非回転型シール（油用シール）を船尾管寄りの油側のシールとして用い、回転型シール（水用シール）を船外寄りの水側のシールとして用いた軸封装置も一部、知られている（例えば、特許文献２乃至特許文献４等参照）。
特許第３１５５５０５号公報 特許第２９０９９４８号公報 特許第３１１７３３２号公報 特開２００２−３４０１９９号公報

油潤滑軸受では、船尾管内の潤滑油が船外に漏洩すると海洋汚染に繋がるため、近年では生物分解油等の無公害油を採用する傾向にあるが、この無公害油は一般的な潤滑油よりも潤滑性に劣り、従って樹脂軸受では摩耗の発生が懸念されている。このことは、殊に喫水が深くそのために喫水圧及び船尾管内の油圧も高くなる大型船では重要な問題となる。すなわち、軸受が摩耗することで推進軸に径方向移動が生じるようになると、非回転型シールだけではシール性を維持させるのに限界が出てくるからである。
ところで、これに対処するため、非回転型シールを船尾管寄りの油側のシールに用いると共に回転型シールを船外寄りの水側のシールに用いるようにした軸封装置（特許文献２乃至特許文献４等のもの）を大型船で採用したと仮定する。しかし、大型船では喫水圧が高いことに伴って回転型シールのリップ部がすぐに摩耗し、その寿命が著しく短くなるため、結果として、推進軸の回転に径方向移動が生じるようになったときには、やはりシール性を維持できないことになる。

本発明は、上記事情に鑑み、良好なシール性を持続できるようにした船舶用推進軸の軸封装置及び軸封方法を提供することを目的とする。
本発明は、エアシール室の船外側及び潤滑油室側にそれぞれ非回転型シールと回転型シールとを設け、各回転型シールを予備として使用することにより、長期間にわたって確実なシール性を持続できるようにした船舶用推進軸の軸封装置及び軸封方法を提供することを目的とする。

本発明における課題を解決するための具体的手段は次の通りである。
第１に、推進軸２を船尾管３に固定のケーシング５で取り囲み、ケーシング５内にエアシール室１５を形成し、このエアシール室１５と船外側との間に水シール用の非回転型シール７と回転型シール６とを設け、エアシール室１５と船尾管３内の潤滑油室１６との間に油シール用の非回転型シール８を設けるとともにこの非回転型シールと潤滑油室１６との間に回転型シール９を設け、
前記エアシール室１５に水シール側へシール用エアを供給するシールエア供給手段Ａを接続し、前記潤滑油室１６側の回転型シール９にシール作用状態と待機状態とに切り換える作用制御手段Ｂを接続していることである。

これによって、作用制御手段Ｂを介して潤滑油室１６側の回転型シール９に潤滑油室１６の油圧に対して差圧を小さくするための油圧を付加して待機状態にし、船外側の回転型シール６をシール用エアの供給で準シール作用状態になっていて、エアシール室１５の両側の２つの回転型シール６、９を予備品として使用待機状態にしておけ、エアシール室１５の両側の２つの非回転型シール７、８で推進軸２の軸封を行い、非回転型シール７、８が摩耗した後に２つの回転型シール６、９を使用して推進軸２の軸封をすることができる。

第２に、前記船外側の回転型シール６は水シール用の非回転型シール７に対して船外側又はエアシール室１５側に位置し、この回転型シール６にエアシール室１５側から加わるシール用エアの圧より大きい水圧を付加してシール作用を強化する作用制御手段Ｃを接続していることである。
これによって、船外側の回転型シール６は常にシール用エアが供給されていて準シール作用状態であり、水シール用の非回転型シール７が摩耗した後に非回転型シール７に代わって推進軸２の軸封をすることができるが、その軸封が十分でない場合に作用制御手段Ｃで回転型シール６に大きい水圧を付加してシール作用を強化して、より確実な軸封をすることができる。

第３に、前記潤滑油室１６側の回転型シール９の作用制御手段Ｂは、この回転型シール９に加わる潤滑油室１６の油圧に対して差圧を小さくするための油圧を付加する潤滑油供給停止手段であることである。
これによって、回転型シール９は常に潤滑油室１６の油圧を受けているが、その油圧と対抗する油圧を付加して差圧を小さくすると準シール作用状態になり、油圧の付加を解消すると潤滑油室１６の油圧によってシール作用状態になり、シール作用状態と待機状態とを簡単かつ容易に切り換えることができる。

第４に、前記エアシール室１５にドレン手段５０を接続していることである。
これによって、水シール用及び油シール用のシールから水、油等がエアシール室１５に漏れてきたとき、それらを海に廃棄することなく、船内で処理できる。
第５に、軸封方法として、推進軸２を船尾管３に固定のケーシング５で取り囲み、ケーシング５内にエアシール室１５を形成し、このエアシール室１５と船外側との間に水シール用の非回転型シール７と回転型シール６とを設け、エアシール室１５と船尾管３内の潤滑油室１６との間に油シール用の非回転型シール８を設けるとともにこの非回転型シールと潤滑油室１６との間に回転型シール９を設け、
前記エアシール室１５から水シール用の非回転型シール７及び回転型シール６へシール用のエアを供給しながら、
前記潤滑油室１６側の回転型シール９に潤滑油室１６の油圧に対して差圧を小さくするための油圧を付加して待機状態に設定し、非回転型シール８の使用済み後（軸受の摩耗によって非回転型シール８によるシールが困難になった時）、回転型シール９付加油圧を解消して待機状態からシール作用状態に切り換え、
非回転型シール７の使用済み後（軸受の摩耗によって非回転型シール７によるシールが困難になった時）、回転型シール６にシール用エアの圧より大きい水圧を付加してシール状態を強化することである。

これによって、就航直後又は修理直後には、エアシール室１５の両側の２つの非回転型シール７、８で推進軸２の軸封を行い、軸受の摩耗によって非回転型シール７、８によるシールが困難になった後は、使用待機状態あった２つの回転型シール６、９を使用して推進軸２の軸封を行い、海水の浸入及び油の船外漏れを長期間にわたって防止でき、使用時の２つの回転型シール６、９のシール作用も確実なものにすることができる。

本発明によれば、船舶用推進軸の軸封を長期間にわたって確実に持続できる。

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。
図１乃至図３は、本発明に係る船舶用推進軸の軸封装置１における第１実施形態を示している。この軸封装置１は、推進軸２を回転自在に保持する船尾管３に対し、その船外側端部に設けられるものであって、推進軸２まわりを取り囲むケーシング５を有し、このケーシング５内に、推進軸２に対して串刺し状となる状態で複数のシールリング６〜９が設けられたものとなっている。なお、推進軸２にはスリーブ状をしたライナー１２が外挿されて一体回転するようになされ、このライナー１２を介してスクリュウと連結するものを示しているので、このライナー１２を含めて推進軸２と言うが、このライナー１２の外挿が限定されるわけではない。

本第１実施形態においてシールリング６〜９は４本あり、このうち軸方向両側のシールリング６，９は「回転型シール（軸固定シール）」とされ、これらの間に挟まれた２本のシールリング７，８は「非回転型シール（孔固定シール）」とされている。この非回転型シールである２本のシールリング７，８は、それらの両者間において推進軸２のまわりで軸方向に独立したエアシール室１５を形成させている。
このエアシール室１５よりも船尾管３側に配された回転型シールであるシールリング９は、船尾管３内に形成された潤滑油室１６とエアシール室１５との間を区画することにより、エアシール室１５寄りに中間潤滑油室１７を形成させている。このとき中間潤滑油室１７よりも船尾管３側には、船尾管３内の潤滑油室１６と連通しつつ推進軸２まわりを取り囲むようになる船尾管寄りシール収納室１９が形成され、この船尾管寄りシール収納室１９内でシールリング９が収められるようになっている。

また、エアシール室１５よりも船外側に配された回転型シールであるシールリング６は、船外とエアシール室１５との間を区画することにより、エアシール室１５寄りに中間シール室１８を形成させている。このとき中間シール室１８よりも船外側には、船外へ連通しつつ推進軸２まわりを取り囲むようになる船外寄りシール収納室２０が形成され、この船外寄りシール収納室２０内でシールリング６が収められるようになっている。
従って、エアシール室１５と船外側との間には海水を封止する水シール用の非回転型シール７と回転型シール６とが設けられ、エアシール室１５と船尾管３内の潤滑油室１６との間に潤滑油を封止する油シール用の非回転型シール８と回転型シール９とが設けられている。

上記ケーシング５には、給気ライン２２を有するシールエア供給手段Ａと、潤滑油供給ライン２３を有する作用制御手段Ｂと、給水ライン２４を有する作用制御手段Ｃとが接続されている。
前記シールエア供給手段Ａは水シール側へシール用エアを供給するためにエアシール室１５に対してエアを供給するもので、給気ライン２２には、空気圧制御ユニット２５から喫水圧よりも高圧となるシール用エアが常時供給される。シール用エアは、水シール側だけでなく油シール側にもエア圧を与える。

前記作用制御手段Ｂは潤滑油室１６側の回転型シール９にシール作用状態と待機状態とに切り換えるために中間潤滑油室１７に対して潤滑油を供給するもので、潤滑油供給ライン２３には、船尾管３内の潤滑油室１６へ潤滑油を供給する油圧ユニット（図示略）から潤滑油が供給される。
この油圧ユニットでは、油タンクを所定高さに設置することで発生させるヘッド圧に、上記空気圧制御ユニット２５で生じさせたエア圧を加えることで、エアシール室１５の内圧よりも必ず高くなる供給圧を潤滑油にかけている。

従って、この潤滑油が中間潤滑油室１７へ供給されることでこの中間潤滑油室１７と船尾管３内（潤滑油室１６）とを同等圧（差圧を小さく）に設定させることができ、またこれらの内圧をエアーシール室１５の内圧より高圧にすることができる。この潤滑油供給ライン２３には制御弁２６が設けられており、潤滑油を供給させたり停止させたりできる。 前記潤滑油室１６側の回転型シール９の作用制御手段Ｂは、この回転型シール９に加わる潤滑油室１６の油圧に対して差圧を小さくするための油圧を付加する潤滑油供給停止手段であること
即ち、前記潤滑油室１６側の回転型シール９の作用制御手段Ｂは、回転型シール９に加わる潤滑油室１６の油圧に対して差圧を小さくするための油圧を付加する潤滑油供給停止手段である。

前記作用制御手段Ｃは回転型シール６にエアシール室１５側から加わるシール用エアの圧より大きい水圧を付加してシール作用を強化するために船外寄りシール収納室２０に対して海水又は淡水等の水を供給するもので、給水ライン２４には、開閉弁２７が設けられ、この開閉弁２７を開くことで、船外寄りシール収納室２０をエアシール室１５の内圧と同等以上にさせることができる。
非回転型シールであるシールリング７，８は、同一形状のものを前後逆向きにして使い分けるもので、図２に示すように推進軸２の軸外面に対して摺接自在に当接する内向きのリップ部３０と、このリップ部３０から径方向外方へ張り出すクッション部３１と、このクッション部３１のリング外周側に設けられる取付リブ３２とを有しており、この取付リブ３２を介してケーシング５の内周面に固定される。クッション部３１は断面「く」字状に折曲されており、径方向へ向けた所定範囲内での可撓性を有していると共に、この折曲形状によってリップ部３０の背側に受圧凹部３３を形成可能になっている。またリップ部３０の背部には、その全周を取り囲むようにしてリングバネ３４が設けられている。これによってリップ部３０には、推進軸２の軸外面に対して所定の締め付け力が生起する。

これらシールリング７，８は、それぞれの受圧凹部３３がエアシール室１５を中心としてその外側を向くように使用される。すなわち、エアシール室１５と中間シール室１８とを区画するシールリング７では、その受圧凹部３３が中間シール室１８側へ向けられ、エアシール室１５と中間潤滑油室１７とを区画するシールリング８では、その受圧凹部３３が中間潤滑油室１７側へ向けられる。
回転型シールであるシールリング６，９についても、同一形状のものを前後逆向きにして使い分けるもので、図３に示すように推進軸２に対して面接触の装着状態となる装着座３７と、この装着座３７の外周側で鉤型の断面形状をして張り出した肩部３８と、この肩部３８が呈する鉤型の内方において推進軸２のまわりでラッパ状を呈するように徐々に拡径されたリップ部３９とを有しており、装着座３７を推進軸２の軸まわりに押しつけるようにして一体回転可能に固定される。また装着部３７の背部には、その全周を取り囲むようにしてリングバネ４０が設けられ、これによって推進軸２への装着に所定の付勢力が付与されるようになっている。リップ部３９は、ラッパ形状の口部内を向く面が、ケーシング５の内部で推進軸２まわりを取り囲んで設けられる環状シール面４２に対して当接され、摺接面３９ａとされる。このとき摺接面３９ａとは反対側となる部分が受圧凹部４３とされる。

これらシールリング６，９は、それぞれの受圧凹部４３がエアシール室１５を中心としてその外側を向くように使用される。すなわち、中間シール室１８と船外とを区画するシールリング６では、その受圧凹部４３が船外寄りシール収納室２０へ向けられ、中間潤滑油室１７と潤滑油室１６とを区画するシールリング９では、その受圧凹部４３が船尾管寄りシール収納部１９へ向けられる。
ケーシング５の内部には、上記した環状シール面４２に所定間隔をおいて対向する壁面４５が設けられ、これら両面４２，４５間で上記した船尾管寄りシール収納室１９や船外寄りシール収納室２０が形成されている。船尾管寄りシール収納室１９とここに収められるシールリング６との間、及び船外寄りシール収納室２０とここに収められるシールリング６との間では、両面４２，４５間の距離をＬ０、シールリング６における肩部３８を含めた厚さ寸法をＬ１、リップ部３９を含めた厚さ寸法をＬ２とおくとき、Ｌ１<Ｌ０<Ｌ２となる寸法関係が得られるようになっている。すなわち、Ｌ１<Ｌ０の関係から、船外寄りシール収納室２０の内面とシールリング６の外面との間には水やエアを通す隙間が確保されることになり、またＬ０<Ｌ２の関係から、シールリング６のリップ部３９には環状シール面４２に対する所定の軸方向押し付け力が生起することになる。また、壁面４５には、油や水、空気の流れを妨げないように、軸方向に穴が空けてある。

リップ部３９の両側に加わる圧（正面圧と背圧である水圧とエア圧又は油圧と油圧）の差圧を小さく（ゼロを含む）することにより、リップ部３９は自然体で環状シール面４２に当接し、水、油を封止することができ、当接方向の圧が高くなれば、その封止作用は大きく、強くなり、前記当接方向の圧を付加するかその付加圧を解消するかによって、回転型シール６、９をシール作用状態と待機状態とに切り換えることができる。
前記回転型シール６、９は、待機状態が積極的に軸封をするのに使用していないシール非作用状態であり、かつ無負荷状態でも自然体で当接するので準シール作用状態でもある。

推進軸２には、エアシール室１５に対してその室内で回収される水又は潤滑油を排除するためのドレン手段５０が設けられ、水シール側から浸入してきた海水、油シール側から漏れてきた油を、海に放棄することなく、船内で回収処理できるようになっている。
このような構成の軸封装置１において、当初、エアシール室１５には、空気圧制御ユニット２５から喫水圧より高圧となるエアが給気ライン２２を介して供給され、船尾管３内の潤滑油室１６及び船尾管寄りシール収納室１９には、エアシール室１５へのエア供給圧より高い供給圧で油圧ユニットから潤滑油が供給され、そしてまた中間シール室１８にはグリースが封入され、船外寄りシール収納室２０には船外の海水又は淡水が浸入した状態とされる。

船舶が進水直後であるときやドックでの修理で軸受交換を受けた直後であるときなど、軸受が摩耗していない状態では推進軸２に径方向移動が殆ど生じない。そこで潤滑油供給ライン２３の制御弁２６は開通状態とされ、中間潤滑油室１７には潤滑油が供給される。上記したように潤滑油供給ライン２３には、船尾管３内の潤滑油室１６等に対して潤滑油を供給する油圧ユニットから同じように潤滑油が供給されるので、中間潤滑油室１７の内圧と船尾管３の内圧とは同等圧でありその差圧はゼロである。そのため、船尾管３側の回転型シールであるシールリング９は、中間潤滑油室１７側から受ける正面圧と潤滑油室１６側から受圧凹部４３を介して受ける背圧とがそのリップ部３９で釣り合い、無負荷状態になる。

また給水ライン２４の開閉弁２７は閉鎖（不通化）しておく。エアシール室１５が喫水圧より高圧であり、船外寄りシール収納室２０内が喫水圧で、且つ中間シール室１８内がエアシール室１５の内圧と喫水圧との中間の内圧でバランスしていることから、エアシール室１５からは、シールリング７のリップ部３０やシールリング６のリップ部３９の一部を押し開きつつ、中間シール室１８を介して少量のエアが船外へ吹き出される状態が維持される。ただ、シールリング７のリップ部３０にはシールリング７自体が有する推進軸２の軸外面への締め付け力が作用しているため、中間シール室１８からエアシール室１５へ向けたエア、水、油等の逆流は防止される。

このようなことから、この段階ではエアシール室１５において船外寄りに配された非回転型シールであるシールリング７と船尾管３寄りに配された非回転型シールであるシールリング８とが軸封装置１としてのシール作用を担っていることになり、中間シール室１８と船外とを区画する回転型シールであるシールリング６や、中間潤滑油室１７と船尾管３とを区画する回転型シールであるシールリング９については、略無負荷状態で待機されていることになる。
ここで、軸受が摩耗することで推進軸２に径方向移動が生じるようになったとする。そしてこれが原因で、エアシール室１５において船尾管３側に配された非回転型シールであるシールリング８のシール性が確保されなくなったとする。すなわち中間潤滑油室１７内の潤滑油がエアシール室１５へ漏洩するようになる（シールリング８は使用済みとなる。）。

このときは潤滑油供給ライン２３の制御弁２６を閉鎖して中間潤滑油室１７に対する潤滑油の供給を停止する。すると中間潤滑油室１７の内圧は摩耗したシールリング８から漏れてくるエアシール室１５からシール用エアの圧だけが加わることになり、潤滑油室１６の内圧より低くなるので、回転型シールであるシールリング９ではそのリップ部３９に対する船尾管３側からの背圧が中間潤滑油室１７側からの正面圧に勝り、結果、この時点でシールリング９が作動される。これで船尾管３側の非回転型シールであるシールリング８でシール性が確保されなくなった分を補うことができる。

一方、上記した推進軸２の径方向移動が原因で、エアシール室１５において船外側に配された非回転型シールであるシールリング７のシール性が確保されなくなったとする（シールリング７は使用済みとなる。）。エアシール室１５から中間シール室１８へ吹き出すエアは喫水圧より僅かに高いので、シールリング６はエアを漏らしながら略無負荷状態で軸封を行う。しかし、この軸封作用が十分な機能をしない場合は、給水ライン２４からシールリング６の船外側となっている船外寄りシール収納室２０内に向けてエアシール室１５の内圧と同等以上の水を供給する。

これによりこのシールリング６は、それまで喫水圧だけで支配されていた背圧が高められ、中間シール室１８側から受ける正面圧に対しバランスする状態になる。このときシールリング６のリップ部３９にはこのシールリング６自体が有する環状シール面４２への軸方向押し付け力が作用しているため、船外寄りシール収納室２０内の水が中間シール室１８へ浸入するのを防止し、シール作用状態になる。これでシールリング６は作動した状態になり、船外側の非回転型シールであるシールリング７でシール性が確保されなくなった分を補うことができる。ただ、このシール状態下にあっても、このシールリング６ではそのリップ部３９の一部が押し返され、中間シール室１８から船外へ少量のエアが吹き出すのは許容する。

このように推進軸２が径方向移動を始めた段階では、中間シール室１８と船外とを区画する回転型シールであるシールリング６や、中間潤滑油室１７と船尾管３とを区画する回転型シールであるシールリング９を使ってシール性を確保する。これら回転型シールであるシールリング９，６を作動させても、エアシール室１５に対するエア供給を続ける限りにおいては、船尾管３側のシールリング９に作用する差圧は０．３ｂａｒと小さく保つことができ、また船外側のシールリング６に作用する差圧はゼロに保つことができ、したがってこれらシールリング９，６が作動後すぐに摩耗してシール性を消失させるといったことはない。

図４は、本発明に係る船舶用推進軸の軸封装置１における第２実施形態を示している。この第２実施形態の軸封装置１では、油シール側のシールリングは、第１実施形態と同じように、エアシール室１５側が非回転型シールのシールリング８で、潤滑油室１６側が回転型シールのシールリング９であるのに対して、船外寄り水シール側のシールリングは、第１実施形態と逆で、エアシール室１５側が回転型シールのシールリング６で、船外側が非回転型シールのシールリング７であり、両シールリング６、７の間に中間シール室７２が形成されている。

エアシール室１５より船外寄りに配されたシールリング６を収めるため、ケーシング５にはシール収納室２０が形成されており、このシール収納室２０は中間シール室７２と連通孔７５で連通したものとなっている。そして、このシール収納室２０に対して海水又は淡水等の水を供給する給水ライン２４が設けられ、この給水ライン２４には開閉弁２７が設けられ、これらによって作用制御手段Ｃが構成されている。この開閉弁２７を開くことでシール収納室２０及び中間シール室７２をエアシール室１５の内圧と同等以上にさせることができる。

このような第２実施形態の軸封装置１では、軸受が摩耗しておらず推進軸２に径方向移動が殆ど生じないときには、給水ライン２４を閉鎖（不通化）しておく。エアシール室１５において船外寄りに配された回転型シールであるシールリング６は、エアシール室１５の内圧を受けることでリップ部３９の一部が押し返されてエアシール室１５から中間シール室７２へエアが吹き出すのを許容するため、中間シール室７２の内圧はエアシール室１５の内圧と略同等の内圧でバランスし、待機状態になっている。ただ、このシールリング６のリップ部３９には、このシールリング６自体が有する環状シール面４２への軸方向押し付け力が作用しているため、中間シール室７２からエアシール室１５へ向けたエア、水、油等の逆流は防止される。なお、エアシール室１５の内圧が喫水圧よりも高圧に設定されていることは言うまでもない。

一方、中間シール室７２と船外とを区画する非回転型シールであるシールリング７では、中間シール室７２の内圧が船外の喫水圧より高いことを受けて、リップ部３０の一部が押し上げられて中間シール室７から船外へ少量のエアが吹き出すのを許容する。ただ、リップ部３０にはシールリング７自体が有する推進軸２の軸外面への締め付け力が作用しているため、船外から中間シール室７２へ向けた浸水は防止される状態にある。
結果、この段階において軸封装置１は、エアシール室１５において船外寄りに配された回転型シールであるシールリング６は略無負荷状態で待機され、これより船外側に配されている非回転型シールであるシールリング７がシール作用状態を保つものとなる。

ここで、軸受が摩耗することで推進軸２に径方向移動が生じるようになったとする。すると船外側の非回転型シールであるシールリング７を超えて中間シール室７２へ船外から海水が浸入することになるが、回転型シールであるシールリング６にはエアシール室１５からのシールエアが通過している上に、それ自体のシール力で海水の浸入を封止する。その封止力が不足の場合は、給水ライン２４の開閉弁２７を開いてこの給水ライン２４による圧水の供給を行い、もってこのシールリング６の作動を確実化させる。
このように推進軸２が径方向移動を始めた段階では、エアシール室１５の船外側に配されている回転型シールであるシールリング６を使ってシール性を確保する。

なお、本発明は前記実施形態における各部材の形状及びそれぞれの前後・左右・上下の位置関係は、図１〜４に示すように構成することが最良である。しかし、前記実施形態に限定されるものではなく、部材、構成を種々変形したり、組み合わせを変更したりすることもできる。
例えば、水シール用に非回転型シール７と回転型シール６とを、油シール用に非回転型シール８と回転型シール９とをそれぞれ配置しているが、水、油の各シール用にシールリングを３個以上配置してもよく、各シールリング６，７，８，９をそれぞれツインで配置してもよい。

本発明に係る軸封装置の第１実施形態を示した要部拡大断面図である。 非回転型シールであるシールリングを示した拡大断面図である。 回転型シールであるシールリングを示した拡大断面図である。 本発明に係る軸封装置の第２実施形態を示した要部拡大断面図である。

符号の説明

１ 軸封装置
２ 推進軸
３ 船尾管
５ ケーシング
６ シールリング（回転型シール）
７ シールリング（非回転型シール）
８ シールリング（非回転型シール）
９ シールリング（回転型シール）
１５ エアシール室
１７ 中間潤滑油室
１８ 中間シール室
５０ ドレン手段
Ａ シールエア供給手段
Ｂ 作用制御手段
Ｃ 作用制御手段

Claims (5)

1. 推進軸（２）を船尾管（３）に固定のケーシング（５）で取り囲み、ケーシング（５）内にエアシール室（１５）を形成し、このエアシール室（１５）と船外側との間に水シール用の非回転型シール（７）と回転型シール（６）とを設け、エアシール室（１５）と船尾管（３）内の潤滑油室（１６）との間に油シール用の非回転型シール（８）を設けるとともにこの非回転型シールと潤滑油室（１６）との間に回転型シール（９）を設け、
   前記エアシール室（１５）に水シール側へシール用エアを供給するシールエア供給手段（Ａ）を接続し、前記潤滑油室（１６）側の回転型シール（９）にシール作用状態と待機状態とに切り換える作用制御手段（Ｂ）を接続していることを特徴とする船舶用推進軸の軸封装置。
2. 前記船外側の回転型シール（６）は水シール用の非回転型シール（７）に対して船外側又はエアシール室（１５）側に位置し、この回転型シール（６）にエアシール室（１５）側から加わるシール用エアの圧より大きい水圧を付加してシール作用を強化する作用制御手段（Ｃ）を接続していることを特徴とする請求項１に記載の船舶用推進軸の軸封装置。
3. 前記潤滑油室（１６）側の回転型シール（９）の作用制御手段（Ｂ）は、この回転型シール（９）に加わる潤滑油室（１６）の油圧に対して差圧を小さくするための油圧を付加する潤滑油供給停止手段であることを特徴とする請求項１又は２に記載の船舶用推進軸の軸封装置。
4. 前記エアシール室（１５）にドレン手段（５０）を接続していることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の船舶用推進軸の軸封装置。
5. 推進軸（２）を船尾管（３）に固定のケーシング（５）で取り囲み、ケーシング（５）内にエアシール室（１５）を形成し、このエアシール室（１５）と船外側との間に水シール用の非回転型シール（７）と回転型シール（６）とを設け、エアシール室（１５）と船尾管（３）内の潤滑油室（１６）との間に油シール用の非回転型シール（８）を設けるとともにこの非回転型シールと潤滑油室（１６）との間に回転型シール（９）を設け、
   前記エアシール室（１５）から水シール用の非回転型シール（７）及び回転型シール（６）へシール用のエアを供給しながら、
   前記潤滑油室（１６）側の回転型シール（９）に潤滑油室（１６）の油圧に対して差圧を小さくするための油圧を付加して待機状態に設定し、非回転型シール（８）の使用済み後に回転型シール（９）付加油圧を解消して待機状態からシール作用状態に切り換え、
   前記船外側の非回転型シール（７）の使用済み後に回転型シール（６）にシール用エアの圧より大きい水圧を付加してシール状態を強化することを特徴とする船舶用推進軸の軸封方法。

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