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WO2014017285A1 - 船尾管シール装置 - Google Patents

船尾管シール装置 Download PDF

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Publication number
WO2014017285A1
WO2014017285A1 PCT/JP2013/068653 JP2013068653W WO2014017285A1 WO 2014017285 A1 WO2014017285 A1 WO 2014017285A1 JP 2013068653 W JP2013068653 W JP 2013068653W WO 2014017285 A1 WO2014017285 A1 WO 2014017285A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
seal ring
ring chamber
seal
chamber
fresh water
Prior art date
Application number
PCT/JP2013/068653
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
斎藤健一
佐田裕之
Original Assignee
イーグル工業株式会社
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by イーグル工業株式会社 filed Critical イーグル工業株式会社
Priority to JP2014526844A priority Critical patent/JP6199290B2/ja
Priority to EP13822252.6A priority patent/EP2878865B1/en
Priority to CN201380006538.7A priority patent/CN104067037B/zh
Priority to US14/375,563 priority patent/US9868502B2/en
Publication of WO2014017285A1 publication Critical patent/WO2014017285A1/ja

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    • B63H23/36—Shaft tubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
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    • B63H1/14—Propellers
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    • B63H2023/327—Sealings specially adapted for propeller shafts or stern tubes

Definitions

  • the present invention relates to a stern tube sealing device that seals the outer periphery of a propeller shaft of a ship.
  • FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of a stern tube sealing device according to a conventional example.
  • a first seal ring chamber 411 and a second seal ring chamber 412 are formed in a seal housing 410 through which the propeller shaft 200 is inserted.
  • the second seal ring chamber 412 is located inside the ship with respect to the first seal ring chamber 411.
  • a first seal ring 421 is disposed in the first seal ring chamber 411.
  • a second seal ring 422 is disposed in the second seal ring chamber 412.
  • the first seal ring 421 and the second seal ring 422 are fixed to the propeller shaft 200 and rotate together with the propeller shaft 200.
  • the first seal ring 421 has a seal surface 421a that is in contact with the inner wall surface of the first seal ring chamber 411 and slides against the wall surface.
  • the second seal ring 422 has a seal surface 422a that is in contact with the inner wall surface of the second seal ring chamber 412 and slides relative to the wall surface.
  • the first seal ring chamber 411 communicates with the outside of the ship. Further, the first seal ring chamber 411 and the second seal ring chamber 412 communicate with each other through a sliding portion between the wall surface of the first seal ring chamber 411 and the seal surface 421a of the first seal ring 421.
  • At least one of the seal surfaces 421 a and 422 a of the first seal ring 421 or the second seal ring 422 is a wall surface inside the ship in the first seal ring chamber 411 or the second seal ring chamber 412. Sealing performance is exhibited by maintaining a close state.
  • seawater SW is introduced into the first seal ring chamber 411 and the second seal ring chamber 412 through the first seawater introduction pipe 431 or the second seawater introduction pipe 432, respectively.
  • the seal rings 421 and 422 can be cooled by the seawater filled in the seal ring chambers 411 and 412.
  • the stern tube seal device is configured such that each seal ring is fixed to the seal housing side in each seal ring chamber and the seal surface of the seal ring slides in contact with the outer peripheral surface of the propeller shaft.
  • the slurry may enter the sliding portion between the seal surface of each seal ring and the outer peripheral surface of the propeller shaft.
  • there are problems that the sealability is deteriorated due to the accumulation of the slurry on the sliding portion and that the wall surface of the propeller shaft is worn by the slurry.
  • the above problems are not limited to the case where seawater is introduced into the seal ring chamber, but in the stern tube sealing device of a ship used in a river or the like, the water in the seal ring chamber (i.e., outside the ship) Even when water is introduced, it can naturally occur if the slurry is mixed in the water of a river or the like.
  • a stern tube sealing device for sealing an outer periphery of a propeller shaft of a ship, A seal housing through which the propeller shaft is inserted; A first seal ring that is disposed in a first seal ring chamber formed in the seal housing and has a seal surface that slides against a wall surface of the first seal ring chamber or an outer peripheral surface of the propeller shaft; The seal housing is disposed in a second seal ring chamber formed inside the ship from the first seal ring chamber, and slides on a wall surface of the second seal ring chamber or an outer peripheral surface of the propeller shaft.
  • a second seal ring having a sealing surface
  • the first seal ring chamber communicates with the outboard;
  • the first seal ring chamber and the second seal ring chamber communicate with each other through a sliding portion between the wall surface of the first seal ring chamber or the outer peripheral surface of the propeller shaft and the seal surface of the first seal ring.
  • the first seal ring chamber is filled with outboard water
  • the second seal ring chamber is filled with fresh water.
  • the second seal ring chamber is filled with fresh water not mixed with slurry. Therefore, it is possible to suppress the accumulation of slurry on the sliding portion between the wall surface of the second seal ring chamber or the outer peripheral surface of the propeller shaft and the seal surface of the second seal ring.
  • the first seal ring chamber and the second seal ring are connected to each other through the sliding portion between the wall surface of the first seal ring chamber or the outer peripheral surface of the propeller shaft and the seal surface of the first seal ring.
  • the seal ring chamber is in communication. Therefore, the fresh water filled in the second seal ring chamber enters the sliding portion between the wall surface of the first seal ring chamber or the outer peripheral surface of the propeller shaft and the seal surface of the first seal ring, and flows out to the first seal ring chamber. To do.
  • the sliding between the wall surface of the first seal ring chamber or the outer peripheral surface of the propeller shaft and the seal surface of the first seal ring It becomes difficult for the slurry to enter the part. Therefore, according to the present invention, it is possible to prevent the slurry from being deposited on the sliding portion between the wall surface of the first seal ring chamber or the outer peripheral surface of the propeller shaft and the seal surface of the first seal ring.
  • the fresh water pressure in the second seal ring chamber may be higher than the water pressure in the first seal ring chamber.
  • the fresh water filled in the second seal ring chamber enters the sliding portion between the wall surface of the first seal ring chamber or the outer peripheral surface of the propeller shaft and the seal surface of the first seal ring, and the first seal It becomes easy to flow out to the ring chamber side. Therefore, the slurry contained in the outboard water filled in the first seal ring chamber is difficult to enter due to the sliding portion between the wall surface of the first seal ring chamber or the outer peripheral surface of the propeller shaft and the seal surface of the first seal ring. Become. Therefore, it is possible to more effectively suppress the slurry from being deposited on these sliding portions.
  • the fresh water pressure in the second seal ring chamber may be lower than the water pressure in the first seal ring chamber.
  • the seal surface of the first seal ring is strongly pressed against the wall surface of the first seal ring chamber or the outer peripheral surface of the propeller shaft by the water pressure in the first seal ring chamber. Therefore, the slurry contained in the outboard water filled in the first seal ring chamber is difficult to enter due to the sliding portion between the wall surface of the first seal ring chamber or the outer peripheral surface of the propeller shaft and the seal surface of the first seal ring. Become. Therefore, it is possible to more effectively suppress the slurry from being deposited on these sliding portions.
  • the fresh water filled in the second seal ring chamber is also difficult to enter the sliding portion between the seal surface of the first seal ring and the wall surface of the first seal ring chamber or the outer peripheral surface of the propeller shaft. . That is, it becomes difficult for fresh water to flow out from the second seal ring chamber to the first seal ring chamber. Therefore, it becomes possible to reduce the supply amount of fresh water into the second seal ring chamber.
  • the clear water in the second seal ring chamber is difficult to decrease. Therefore, in the above case, a configuration may be adopted in which fresh water is sealed in the second seal ring chamber. According to this, it becomes unnecessary to provide a device for additionally supplying fresh water into the second seal ring chamber and a device for discharging fresh water from the second seal ring chamber. Therefore, the structure of the stern tube sealing device can be further simplified.
  • the stern tube sealing device in the stern tube sealing device, it is possible to prevent the slurry contained in the water outside the ship from accumulating on the sliding portion between the wall surface of the seal ring chamber or the outer peripheral surface of the propeller shaft and the seal surface of the seal ring. be able to.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a stern tube sealing apparatus according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a seal ring provided in the stern tube sealing device according to this embodiment.
  • the left side is the outboard side (stern side) and the right side is the inboard side (bow side).
  • the stern tube sealing device according to the present embodiment is for a ship used in the ocean. That is, the outboard water is seawater.
  • the stern tube sealing device according to the present invention can also be applied to a stern tube sealing device for ships used in rivers and the like.
  • the propeller shaft 200 is inserted through the seal housing 110.
  • a propeller (not shown) is provided at the tip of the propeller shaft 200 on the outer side of the ship.
  • the seal housing 110 is configured by fastening a seal case 110a, a first mating ring 110b, and a second mating ring 110c with bolts or the like.
  • An O-ring 113 is interposed between the seal case 110a and the first mating ring 110b, and the space between them is sealed by the O-ring 113.
  • an O-ring 114 is interposed between the first mating ring 110b and the second mating ring 110c, and the space between them is sealed by the O-ring 114.
  • the inner peripheral surfaces of the seal case 110 a, the first mating ring 110 b, and the second mating ring 110 c are arranged at a position with a predetermined gap from the outer peripheral surface of the propeller shaft 200. That is, a predetermined interval is provided between the inner peripheral surface of the seal housing 110 and the outer peripheral surface of the propeller shaft 200.
  • a first seal ring chamber 111 is formed by an annular space surrounded by the wall surface of the recess of the seal case 110a and the wall surface of the first mating ring 110b on the seal case 110a side.
  • annular recess along the outer peripheral surface of the propeller shaft 200 is also formed on the second mating ring 110c side on the inner peripheral surface of the first mating ring 110b.
  • a second seal ring chamber 112 is formed by an annular space surrounded by the wall surface of the recess of the first mating ring 110b and the wall surface of the second mating ring 110c on the first mating ring 110b side. That is, in the seal housing 110, the second seal ring chamber 112 is located on the inner side of the ship than the first seal ring chamber 111.
  • a first seal ring 121 is disposed in the first seal ring chamber 111.
  • a second seal ring 122 is disposed in the second seal ring chamber 112.
  • the first seal ring 121 and the second seal ring 122 are fixed to the propeller shaft 200 by garter springs 123 and 124, respectively, and rotate together with the propeller shaft 200.
  • Each seal ring 121, 122 has lip portions 121b, 122b.
  • the lip portion 121b of the first seal ring 121 is in contact with the inner wall surface of the first seal ring chamber 111 (that is, the wall surface of the first mating ring 110b on the seal case 110a side).
  • a surface in contact with the wall surface of the first seal ring chamber 111 in the lip 121 b is a seal surface 121 a that slides on the wall surface of the first seal ring chamber 111.
  • the lip portion 122b of the second seal ring 122 is in contact with the inner wall surface of the second seal ring chamber 112 (that is, the wall surface on the first mating ring 110b side of the second mating ring 110c).
  • a surface in contact with the wall surface of the second seal ring chamber 112 in the lip portion 122 b is a seal surface 121 a that slides on the wall surface of the second seal ring chamber 112.
  • first seal ring chamber 111 and the outboard are in communication. Further, the first seal ring chamber 111 and the second seal ring chamber 112 communicate with each other through a sliding portion between the seal surface 121 a of the first seal ring 121 and the wall surface of the first seal ring chamber 111.
  • At least one of the seal surfaces 121a and 122a of the first seal ring 121 or the second seal ring 122 is the wall surface of the first seal ring chamber 111 or the second seal ring chamber 112. Sealing performance is exhibited by maintaining a close state.
  • Another recess is formed on the inner periphery of the seal case 110a on the outer side of the ship from the recess forming the first seal ring chamber 111.
  • An inflatable seal 130 is installed in the recess.
  • An air introduction pipe 160 is connected to the inflatable seal 130.
  • the air introduction pipe 160 is provided with a valve 161.
  • the valve 161 When the valve 161 is opened, compressed air is sent to the inflatable seal 130 through the air introduction pipe 160. When compressed air is fed into the inflatable seal 130, the inflatable seal 130 expands. Then, the swelled inflatable seal 130 is brought into close contact with the outer peripheral surface of the propeller shaft 200, whereby the outer periphery of the propeller shaft 200 is sealed.
  • the inflatable seal 130 is mainly used when the seal rings 121 and 122 are inspected.
  • a seawater introduction pipe 141 is connected to the first seal ring chamber 111, and a fresh water introduction pipe 142 is connected to the second seal ring chamber 112.
  • the seawater SW pumped from the outside of the ship is introduced into the first seal ring chamber 111 through the seawater introduction pipe 141.
  • the seawater introduction pipe 141 is provided with a flow rate adjustment valve 143.
  • the flow rate adjustment valve 143 adjusts the flow rate of the seawater SW introduced into the first seal ring chamber 111.
  • the seawater pressure in the first seal ring chamber 111 can be adjusted by adjusting the flow rate of the seawater SW introduced into the first seal ring chamber 111.
  • a drain pipe 151 is connected to the first seal ring chamber 111.
  • a drain valve 153 is provided in the drain pipe 151. By opening the drain valve 153, the seawater SW can be discharged from the first seal ring chamber 111 through the drain pipe 151.
  • the end of the fresh water introduction pipe 142 opposite to the end connected to the second seal ring chamber 112 is connected to a fresh water tank 145 that is installed in the ship and in which fresh water W is stored. Then, the fresh water W stored in the fresh water tank 145 is introduced into the second seal ring chamber 112 through the fresh water introduction pipe 142.
  • the fresh water introduction pipe 142 is provided with a flow rate adjusting valve 144.
  • the flow rate of the fresh water W introduced into the second seal ring chamber 112 is adjusted by the flow rate adjusting valve 144.
  • the fresh water pressure in the second seal ring chamber 112 can be adjusted by adjusting the flow rate of the fresh water W introduced into the second seal ring chamber 112.
  • the method for supplying fresh water is not limited to the above-described fresh water tank. For example, in the case of a ship having a fresh water supply line, fresh water is supplied directly from the fresh water supply line to the second seal chamber via a flow rate adjusting valve. May be.
  • a drain pipe 152 is connected to the second seal ring chamber 112.
  • a drain valve 154 is provided in the drain pipe 152. By opening the drain valve 154, the fresh water W can be discharged from the second seal ring chamber 112 through the drain pipe 152.
  • seawater SW is introduced into the first seal ring chamber 111, and fresh water W is introduced into the second seal ring chamber 112.
  • the seal rings 121 and 122 can be cooled by the seawater SW or the fresh water W filled in the seal ring chambers 111 and 112.
  • the second seal ring chamber 112 is filled with fresh water not mixed with slurry. Therefore, it is possible to prevent the slurry from being deposited on the sliding portion between the wall surface of the second seal ring chamber 112 and the seal surface 122a of the second seal ring 122.
  • the first seal ring chamber 111 and the second seal ring chamber 112 are interposed via sliding portions between the seal surface 121a of the first seal ring 121 and the wall surface of the first seal ring chamber 111.
  • the state in which the sliding portion is in communication is an object to be sealed between the seal surface 121a and the wall surface of the first seal ring chamber 111 as long as the sealing performance by the sliding portion is not affected.
  • the seal surface 121a and the wall surface of the first seal ring chamber 111 are in contact with each other so that the seawater SW or the fresh water W is allowed to enter.
  • the fluid to be sealed is allowed to leak to a certain extent to the sliding portion, and the sealing target fluid is interposed between the seal surface 121a and the wall surface of the first seal ring chamber 111, thereby lubricating the sliding portion.
  • the fresh water filled in the second seal ring chamber 112 is configured to enter the sliding portion between the wall surface of the first seal ring chamber 111 and the seal surface 121 a of the first seal ring 121.
  • the lubricity of the sliding part between the wall surface of the first seal ring chamber 111 and the seal surface 121a of the first seal ring 121 can be enhanced by fresh water.
  • the first seal ring chamber is caused by the flow of fresh water from the second seal ring chamber 112 side to the first seal ring chamber 111 side.
  • the slurry is difficult to enter the sliding portion between the wall surface 111 and the seal surface 121 a of the first seal ring 121. Therefore, it is possible to suppress the slurry from being deposited on the sliding portion between the wall surface of the first seal ring chamber 111 and the seal surface 121a of the first seal ring 121.
  • the slurry prevents the contact portions of the wall surfaces of the seal ring chambers 111 and 112 (that is, the wall surfaces of the mating rings 110b and 110c) with the seal surfaces 121a and 122a from being worn.
  • the fresh water pressure in the second seal ring chamber 112 may be higher than the seawater pressure in the first seal ring chamber 111.
  • the fresh water W filled in the second seal ring chamber 112 enters the sliding portion between the wall surface of the first seal ring chamber 111 and the seal surface 121 a of the first seal ring 121, and the first seal ring chamber 111. It tends to flow out to the side. Therefore, the slurry contained in the seawater SW filled in the first seal ring chamber 111 is difficult to enter due to the sliding portion between the wall surface of the first seal ring chamber 111 and the seal surface 121 a of the first seal ring 121. Therefore, it is possible to more effectively suppress the slurry from being deposited on these sliding portions.
  • the installation position of the fresh water tank 145 in the ship is set higher than the water line so that the static water in the second seal ring chamber 112 can be maintained.
  • the water pressure can be increased.
  • the fresh water pressure in the second seal ring chamber 112 may be lower than the seawater pressure in the first seal ring chamber 111.
  • the seal surface 121a of the first seal ring 121 is strongly pressed against the wall surface of the first seal ring chamber 111 by seawater pressure in the first seal ring chamber 111. Therefore, the amount of lifting from the wall surface of the first seal ring chamber 111 of the lip portion 121b of the first seal ring 121 is reduced. Therefore, the slurry contained in the seawater SW filled in the first seal ring chamber 111 is difficult to enter due to the sliding portion between the wall surface of the first seal ring chamber 111 and the seal surface 121 a of the first seal ring 121. Therefore, it is possible to more effectively suppress the slurry from being deposited on these sliding portions.
  • the fresh water W filled in the second seal ring chamber 112 is difficult to enter the sliding portion between the seal surface 121a of the first seal ring 121 and the wall surface of the first seal ring chamber 111. That is, it becomes difficult for the fresh water W to flow out from the second seal ring chamber 112 to the first seal ring chamber 111. Therefore, the supply amount of fresh water W into the second seal ring chamber 112 can be reduced. Thereby, the consumption of the fresh water W stored in the fresh water tank 145 can be suppressed.
  • FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of a stern tube sealing device according to this modification.
  • the stern tube sealing device 300 according to this modification is different from the stern tube sealing device 100 according to the above embodiment in that fresh water W is enclosed in the second seal ring chamber 112.
  • the fresh water pressure in the second seal ring chamber 112 is lower than the seawater pressure in the first seal ring chamber 111. Accordingly, as in [Example 2 of water pressure in the seal ring chamber] in the above embodiment, the fresh water W is unlikely to flow out from the second seal ring chamber 112 to the first seal ring chamber 111. The decrease of the fresh water W enclosed in the chamber 112 is suppressed. Further, the slurry contained in the seawater SW filled in the first seal ring chamber 111 is difficult to enter due to the sliding portion between the wall surface of the first seal ring chamber 111 and the seal surface 121 a of the first seal ring 121.
  • a device for introducing fresh water W into the second seal ring chamber 112 that is, the fresh water introduction pipe 142, the flow rate adjustment valve 144, and the fresh water tank 145 in FIG. 1 and the second It is not necessary to provide a device for discharging the fresh water W from the seal ring chamber 112 (that is, the drain pipe 152 and the drain valve 154 in FIG. 1). Therefore, the structure of the stern tube sealing device 300 can be simplified.
  • the seal rings 121 and 122 are fixed to the propeller shaft 200 side, and the seal surfaces 121a and 122a slide on the wall surfaces of the seal ring chambers 111 and 112, respectively. It was configured to move.
  • the present invention can also be applied to a stern tube sealing device in which each seal ring is fixed to the seal housing side in each seal ring chamber and the seal surface slides with respect to the outer peripheral surface of the propeller shaft. it can.
  • seawater may be filled in the seal ring chamber on the outside of the boat, and fresh water may be filled in the seal ring chamber on the inside of the boat. According to this, the slurry contained in the seawater hardly enters the sliding portion between the outer peripheral surface of the propeller shaft and the seal surface of each seal ring. Therefore, it is possible to suppress the accumulation of slurry on these sliding portions.
  • the fresh water pressure in the seal ring chamber on the inside of the ship may be made higher than the seawater pressure in the seal ring chamber on the outside of the ship as in the case of the above embodiment. According to this, the same effect as [Example 1 of water pressure in the seal ring chamber] in the above embodiment can be obtained. Further, the fresh water pressure in the seal ring chamber inside the ship may be set lower than the seawater pressure in the seal ring chamber outside the ship. According to this, the same effect as [Example 2 of water pressure in the seal ring chamber] in the above embodiment can be obtained.

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Abstract

　船尾管シール装置において、シールリングチャンバの壁面又はプロペラ軸の外周面とシールリングのシール面との摺動部に船外の水に含まれるスラリーが堆積することを抑制する。第一シールリングチャンバ１１１内に第一シールリング１２１が配設され、第一シールリングチャンバ１１１よりも船内側に形成された第二シールリングチャンバ１１２内に第二シールリング１２２が配設されている。第一シールリングチャンバ１１１の壁面と第一シールリング１２１のシール面１２１ａとの摺動部を介して第一シールリングチャンバ１１１と第二シールリングチャンバ１１２とが連通している。そして、第一シールリングチャンバ１１１内に船外の水が充填され、第二シールリングチャンバ１１２内に清水が充填されている。

Description

船尾管シール装置
　本発明は、船舶のプロペラ軸の外周を封止する船尾管シール装置に関する。
　従来、船舶のプロペラ軸を軸支する船尾管に設けられ、該プロペラ軸の外周を封止する船尾管シール装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。図４を参照して、従来例に係る船尾管シール装置について説明する。図４は従来例に係る船尾管シール装置の概略構成を示す図である。
　この従来例に係る船尾管シール装置４００においては、プロペラ軸２００が挿通されたシールハウジング４１０に第一シールリングチャンバ４１１及び第二シールリングチャンバ４１２が形成されている。第二シールリングチャンバ４１２は、第一シールリングチャンバ４１１よりも船内側に位置している。
　第一シールリングチャンバ４１１内には第一シールリング４２１が配設されている。第二シールリングチャンバ４１２内には第二シールリング４２２が配設されている。第一シールリング４２１及び第二シールリング４２２はプロペラ軸２００に固定されており、該プロペラ軸２００とともに回転する。また、第一シールリング４２１は、第一シールリングチャンバ４１１における船内側の壁面に接しており該壁面に対して摺動するシール面４２１ａを有している。第二シールリング４２２は、第二シールリングチャンバ４１２における船内側の壁面に接しており該壁面に対して摺動するシール面４２２ａを有している。
　第一シールリングチャンバ４１１は船外に連通している。また、第一シールリングチャンバ４１１と第二シールリングチャンバ４１２とが、第一シールリングチャンバ４１１の壁面と第一シールリング４２１のシール面４２１ａとの摺動部を介して連通している。
　このような船尾管シール装置４００では、第一シールリング４２１又は第二シールリング４２２のシール面４２１ａ，４２２ａの少なくともいずれかが第一シールリングチャンバ４１１又は第二シールリングチャンバ４１２における船内側の壁面に密接した状態が維持されることでシール性が発揮される。
　さらに、第一シールリングチャンバ４１１内及び第二シールリングチャンバ４１２内のそれぞれには、第一海水導入管４３１又は第二海水導入管４３２を通して海水ＳＷが導入される。これにより、各シールリングチャンバ４１１，４１２内に充填された海水によってシールリング４２１，４２２を冷却することができる。
　しかしながら、海水ＳＷにスラリーが混入している場合、シールリングチャンバ４１１，４１２内に該海水ＳＷが導入されると、各シールリング４２１，４２２のシール面４２１ａ，４２２ａと各シールリングチャンバ４１１，４１２の壁面との摺動部にスラリーが入り込む虞がある。これらの摺動部に入り込んだスラリーが該摺動部に堆積すると、シール性が低下するという問題が生じる。また、スラリーによってシールリングチャンバ４１１，４１２の壁面が摩耗するという問題も生じる。
　尚、船尾管シール装置の構成を、各シールリングが各シールリングチャンバ内においてシールハウジング側に固定され、シールリングのシール面がプロペラ軸の外周面に接しつつ摺動するような構成とした場合も、各シールリングチャンバ内にスラリーが混入した海水が導入されると、各シールリングのシール面とプロペラ軸の外周面との摺動部にスラリーが入り込む虞がある。この場合も、摺動部にスラリーが堆積することで、シール性が低下するという問題や、スラリーによってプロペラ軸の壁面が摩耗するという問題が生じる。
　また、上記のような問題は、シールリングチャンバ内に海水を導入する場合に限らず、河川等で使用する船舶の船尾管シール装置においてシールリングチャンバ内に河川等の水（即ち、船外の水）を導入する場合にも、河川等の水にスラリーが混入していれば当然に起こり得る。
特開２０１０－６０１０５号公報
　本発明は、船尾管シール装置において、シールリングチャンバの壁面又はプロペラ軸の外周面とシールリングのシール面との摺動部に船外の水に含まれるスラリーが堆積することを抑制することを目的とする。
　船舶のプロペラ軸の外周を封止する船尾管シール装置であって、
　前記プロペラ軸が挿通されたシールハウジングと、
　前記シールハウジングに形成された第一シールリングチャンバ内に配設され、前記第一シールリングチャンバの壁面又は前記プロペラ軸の外周面に対して摺動するシール面を有する第一シールリングと、
　前記シールハウジングにおける前記第一シールリングチャンバよりも船内側に形成された第二シールリングチャンバ内に配設され、前記第二シールリングチャンバの壁面又は前記プロペラ軸の外周面に対して摺動するシール面を有する第二シールリングと、を備え、
　前記第一シールリングチャンバと船外とが連通しており、
　前記第一シールリングチャンバの壁面又は前記プロペラ軸の外周面と前記第一シールリングのシール面との摺動部を介して前記第一シールリングチャンバと前記第二シールリングチャンバとが連通している船尾管シール装置において、
　前記第一シールリングチャンバ内に船外の水が充填され、
　前記第二シールリングチャンバ内に清水が充填されている。
　本発明によれば、第二シールリングチャンバ内には、スラリーが混入していない清水が充填される。そのため、第二シールリングチャンバの壁面又はプロペラ軸の外周面と第二シールリングのシール面との摺動部にスラリーが堆積することを抑制することができる。
　また、本発明に係る船尾管シール装置においては、第一シールリングチャンバの壁面又はプロペラ軸の外周面と第一シールリングのシール面との摺動部を介して第一シールリングチャンバと第二シールリングチャンバとが連通している。そのため、第二シールリングチャンバに充填された清水は、第一シールリングチャンバの壁面又はプロペラ軸の外周面と第一シールリングのシール面との摺動部に入り込み、第一シールリングチャンバに流出する。そのため、第一シールリングチャンバに充填された船外の水にスラリーが混入していたとしても、第一シールリングチャンバの壁面又はプロペラ軸の外周面と第一シールリングのシール面との摺動部に該スラリーが入り込み難くなる。従って、本発明によれば、第一シールリングチャンバの壁面又はプロペラ軸の外周面と第一シールリングのシール面との摺動部にスラリーが堆積することも抑制することができる。
　ここで、本発明に係る船尾管シール装置においては、第二シールリングチャンバ内の清水圧を第一シールリングチャンバ内の水圧よりも高くしてもよい。
　これによれば、第二シールリングチャンバ内に充填された清水が、第一シールリングチャンバの壁面又はプロペラ軸の外周面と第一シールリングのシール面との摺動部に入り込み、第一シールリングチャンバ側に流出し易くなる。そのため、第一シールリングチャンバに充填された船外の水に含まれるスラリーが、第一シールリングチャンバの壁面又はプロペラ軸の外周面と第一シールリングのシール面との摺動部により入り込み難くなる。従って、これらの摺動部にスラリーが堆積することをより効果的に抑制することが可能となる。
　また、本発明に係る船尾管シール装置においては、第二シールリングチャンバ内の清水圧を第一シールリングチャンバ内の水圧よりも低くしてもよい。
　これによれば、第一シールリングチャンバ内の水圧によって、第一シールリングのシール面が第一シールリングチャンバの壁面又はプロペラ軸の外周面により強く押し付けられる。そのため、第一シールリングチャンバに充填された船外の水に含まれるスラリーが、第一シールリングチャンバの壁面又はプロペラ軸の外周面と第一シールリングのシール面との摺動部により入り込み難くなる。従って、これらの摺動部にスラリーが堆積することをより効果的に抑制することが可能となる。
　また、上記によれば、第二シールリングチャンバ内に充填された清水も、第一シールリングのシール面と第一シールリングチャンバの壁面又はプロペラ軸の外周面との摺動部に入り込み難くなる。つまり、第二シールリングチャンバから第一シールリングチャンバに清水が流出し難くなる。そのため、第二シールリングチャンバ内への清水の供給量を減少させることが可能となる。
　上記の場合、第二シールリングチャンバ内の清水が減少し難くなる。そこで、上記の場合は、第二シールリングチャンバ内に清水を封入した構成としてもよい。これによれば、第二シールリングチャンバ内に清水を追加供給するための装置や第二シールリングチャンバ内から清水を排出させるための装置を設けることが不要となる。そのため、船尾管シール装置の構造をより簡易にすることができる。
　本発明によれば、船尾管シール装置において、シールリングチャンバの壁面又はプロペラ軸の外周面とシールリングのシール面との摺動部に船外の水に含まれるスラリーが堆積することを抑制することができる。
本発明の実施例に係る船尾管シール装置の概略構成を示す図である。 本発明の実施例に係るシールリングの模式的断面図である。 本発明の変形例に係る船尾管シール装置の概略構成を示す図である。 従来例に係る船尾管シール装置の概略構成を示す図である。
　以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
　＜実施例＞
　本発明の実施例に係る船尾管シール装置について図１，２を参照して説明する。図１は、本実施例に係る船尾管シール装置の概略構成を示す図である。図２は、本実施例に係る船尾管シール装置に設けられたシールリングの模式的断面図である。尚、図１においては、左側が船外側（船尾側）であり、右側が船内側（船首側）である。
　また、本実施例に係る船尾管シール装置は、海洋で用いられる船舶のものとする。つまり、船外の水は海水である。ただし、本発明に係る船尾管シール装置は、河川等で用いられる船舶の船尾管シール装置にも適用することができる。
　船尾管シール装置１００においては、プロペラ軸２００がシールハウジング１１０に挿通されている。プロペラ軸２００の船外側の先端部にはプロペラ（不図示）が装備されている。シールハウジング１１０は、シールケース１１０ａ、第一メイティングリング１１０ｂ、及び第二メイティングリング１１０ｃがボルト等により締結されることで構成されている。シールケース１１０ａと第一メイティングリング１１０ｂとの間にはＯリング１１３が介在しており、これらの間が該Ｏリング１１３によって封止されている。また、第一メイティングリング１１０ｂと第二メイティングリング１１０ｃとの間にはＯリング１１４が介在しており、これらの間が該Ｏリング１１４によって封止されている。
　シールケース１１０ａ、第一メイティングリング１１０ｂ、及び第二メイティングリング１１０ｃの内周面は、プロペラ軸２００の外周面に対して所定の間隙を隔てた位置に配置されている。つまり、シールハウジング１１０の内周面とプロペラ軸２００の外周面との間には所定の間隔があけられている。
　シールケース１１０ａの内周面における第一メイティングリング１１０ｂ側には、プロペラ軸２００の外周面に沿った環状の凹部が形成されている。このシールケース１１０ａの凹部の壁面と、第一メイティングリング１１０ｂのシールケース１１０ａ側の壁面とに囲まれた環状の空間によって第一シールリングチャンバ１１１が形成されている。
　また、第一メイティングリング１１０ｂの内周面における第二メイティングリング１１０ｃ側にも、プロペラ軸２００の外周面に沿った環状の凹部が形成されている。この第一メイティングリング１１０ｂの凹部の壁面と、第二メイティングリング１１０ｃの第一メイティングリング１１０ｂ側の壁面とに囲まれた環状の空間によって第二シールリングチャンバ１１２が形成されている。つまり、シールハウジング１１０において、第二シールリングチャンバ１１２は第一シールリングチャンバ１１１よりも船内側に位置している。
　第一シールリングチャンバ１１１内には第一シールリング１２１が配設されている。第二シールリングチャンバ１１２内には第二シールリング１２２が配設されている。第一シールリング１２１及び第二シールリング１２２は、それぞれガータースプリング１２３，１２４によってプロペラ軸２００に固定されており、プロペラ軸２００とともに回転する。
　各シールリング１２１，１２２はリップ部１２１ｂ，１２２ｂを有している。第一シールリング１２１のリップ部１２１ｂは、第一シールリングチャンバ１１１の船内側の壁面（即ち、第一メイティングリング１１０ｂのシールケース１１０ａ側の壁面）に接している。このリップ部１２１ｂにおける第一シールリングチャンバ１１１の壁面に接した面が、該第一シールリングチャンバ１１１の壁面に対して摺動するシール面１２１ａとなっている。
　また、第二シールリング１２２のリップ部１２２ｂは、第二シールリングチャンバ１１２の船内側の壁面（即ち、第二メイティングリング１１０ｃの第一メイティングリング１１０ｂ側の壁面）に接している。このリップ部１２２ｂにおける第二シールリングチャンバ１１２の壁面に接した面が、該第二シールリングチャンバ１１２の壁面に対して摺動するシール面１２１ａとなっている。
　上記のように、シールハウジング１１０の内周面とプロペラ軸２００の外周面との間には所定の間隔があけられている。そのため、第一シールリングチャンバ１１１と船外とが連通している。また、第一シールリング１２１のシール面１２１ａと第一シールリングチャンバ１１１の壁面との摺動部を介して第一シールリングチャンバ１１１と第二シールリングチャンバ１１２とが連通している。
　上記のような構成の船尾管シール装置１００では、第一シールリング１２１又は第二シールリング１２２のシール面１２１ａ，１２２ａの少なくともいずれかが第一シールリングチャンバ１１１又は第二シールリングチャンバ１１２の壁面に密接した状態が維持されることでシール性が発揮される。
　さらに、シールケース１１０ａの内周面における、第一シールリングチャンバ１１１を形成する凹部よりも船外側には、他の凹部が形成されている。この凹部にはインフレイタブルシール１３０が設置されている。インフレイタブルシール１３０には空気導入管１６０が接続されている。空気導入管１６０にはバルブ１６１が設けられている。
　バルブ１６１を開弁すると空気導入管１６０を通してインフレイタブルシール１３０に圧縮空気が送り込まれる。インフレイタブルシール１３０に圧縮空気が送り込まれると、該インフレイタブルシール１３０が膨らむ。そして、膨らんだインフレイタブルシール１３０がプロペラ軸２００の外周面に密着することによって、該プロペラ軸２００の外周が封止される。このインフレイタブルシール１３０は、主に、シールリング１２１，１２２の点検時等に用いられる。
　また、船尾管シール装置１００おいては、第一シールリングチャンバ１１１に海水導入管１４１が接続されており、第二シールリングチャンバ１１２に清水導入管１４２が接続されている。
　第一シールリングチャンバ１１１内には、海水導入管１４１を通して、船外から汲み上げられた海水ＳＷが導入される。海水導入管１４１には流量調整バルブ１４３が設けられている。この流量調整バルブ１４３によって、第一シールリングチャンバ１１１内に導入される海水ＳＷの流量が調整される。第一シールリングチャンバ１１１内に導入される海水ＳＷの流量を調整することで、該第一シールリングチャンバ１１１内の海水圧を調整することができる。
　また、第一シールリングチャンバ１１１にはドレイン管１５１が接続されている。ドレイン管１５１にはドレインバルブ１５３が設けられている。このドレインバルブ１５３を開弁することで、第一シールリングチャンバ１１１内からドレイン管１５１を通して海水ＳＷを排出させることができる。
　清水導入管１４２における第二シールリングチャンバ１１２に接続された端部とは反対側の端部は、船舶に装備され清水Ｗが貯留されている清水タンク１４５に接続されている。そして、第二シールリングチャンバ１１２内には、清水タンク１４５に貯留された清水Ｗが清水導入管１４２を通して導入される。清水導入管１４２には流量調整バルブ１４４が設けられている。この流量調整バルブ１４４によって、第二シールリングチャンバ１１２内に導入される清水Ｗの流量が調整される。第二シールリングチャンバ１１２内に導入される清水Ｗの流量を調整することで、該第二シールリングチャンバ１１２内の清水圧を調整することができる。尚、清水の供給方法について、上記の清水タンクに限定されず、たとえば、清水供給ラインがある船舶の場合、この清水供給ラインより流量調整弁を介して直接、第二シールチャンバへ清水を供給しても良い。
　また、第二シールリングチャンバ１１２にはドレイン管１５２が接続されている。ドレイン管１５２にはドレインバルブ１５４が設けられている。このドレインバルブ１５４を開弁することで、第二シールリングチャンバ１１２内からドレイン管１５２を通して清水Ｗを排出させることができる。
　［本実施例に係る構成の優れた点］
　本実施例に係る構成では、第一シールリングチャンバ１１１内には海水ＳＷが導入され、第二シールリングチャンバ１１２内には清水Ｗが導入される。これにより、各シールリングチャンバ１１１，１１２内に充填された海水ＳＷ又は清水Ｗによって、シールリング１２１，１２２を冷却することができる。
　また、第二シールリングチャンバ１１２内には、スラリーが混入していない清水が充填される。そのため、第二シールリングチャンバ１１２の壁面と第二シールリング１２２のシール面１２２ａとの摺動部にスラリーが堆積することを抑制することができる。
　さらに、本実施例に係る構成では、第一シールリング１２１のシール面１２１ａと第一シールリングチャンバ１１１の壁面との摺動部を介して第一シールリングチャンバ１１１と第二シールリングチャンバ１１２とが連通している。ここで、上記摺動部が連通している状態とは、摺動部によるシール性に影響を与えない範囲で、シール面１２１ａと第一シールリングチャンバ１１１の壁面との間に密封対象である海水ＳＷ又は清水Ｗが浸入することが許容されるように、シール面１２１ａと第一シールリングチャンバ１１１の壁面とが接触している状態のことを言う。シール面１２２ａと第二シールリングチャンバ１１２の壁面との摺動部についても同様である。このように、摺動部への密封対象流体のある程度の漏れを許容し、シール面１２１ａと第一シールリングチャンバ１１１の壁面との間に密封対象流体を介在させることで、摺動部における潤滑性を高める構成となっている。本実施例では、第二シールリングチャンバ１１２に充填された清水が、第一シールリングチャンバ１１１の壁面と第一シールリング１２１のシール面１２１ａとの摺動部に入り込むように構成されている。これにより、第一シールリングチャンバ１１１の壁面と第一シールリング１２１のシール面１２１ａとの摺動部の潤滑性を清水によって高めることができる。また、第一シールリングチャンバ１１１に充填された海水にスラリーが混入していたとしても、第二シールリングチャンバ１１２側から第一シールリングチャンバ１１１側への清水の流れによって、第一シールリングチャンバ１１１の壁面と第一シールリング１２１のシール面１２１ａとの摺動部に該スラリーが入り込み難くなる。従って、第一シールリングチャンバ１１１の壁面と第一シールリング１２１のシール面１２１ａとの摺動部にスラリーが堆積することも抑制することができる。
　各シールリングチャンバ１１１，１１２の壁面と各シールリング１２１，１２２のシール面１２１ａ，１２２ａとの摺動部にスラリーが堆積することが抑制されることで、該スラリーによってシール性が低下することを抑制することができる。また、該スラリーによって、各シールリングチャンバ１１１，１１２の壁面（即ち、メイティングリング１１０ｂ，１１０ｃの壁面）における各シールリング１２１，１２２のシール面１２１ａ，１２２ａとの接触部分が摩耗することを抑制することもできる。
　［シールリングチャンバ内の水圧の例１］
　本実施例に係る船尾管シール装置１００においては、第二シールリングチャンバ１１２内の清水圧を第一シールリングチャンバ１１１内の海水圧よりも高くしてもよい。
　この場合、第二シールリングチャンバ１１２内に充填された清水Ｗが、第一シールリングチャンバ１１１の壁面と第一シールリング１２１のシール面１２１ａとの摺動部に入り込み、第一シールリングチャンバ１１１側に流出し易くなる。そのため、第一シールリングチャンバ１１１に充填された海水ＳＷに含まれるスラリーが、第一シールリングチャンバ１１１の壁面と第一シールリング１２１のシール面１２１ａとの摺動部により入り込み難くなる。従って、これらの摺動部にスラリーが堆積することをより効果的に抑制することが可能となる。
　尚、清水導入管１４２に流量調整バルブ１４４を設けない構成とした場合でも、船舶における清水タンク１４５の設置位置を喫水線に対してより高い位置とすることで、第二シールリングチャンバ１１２内の静水圧をより高くすることができる。
　［シールリングチャンバ内の水圧の例２］
　本実施例に係る船尾管シール装置１００においては、第二シールリングチャンバ１１２内の清水圧を第一シールリングチャンバ１１１内の海水圧よりも低くしてもよい。
　この場合、第一シールリングチャンバ１１１内の海水圧によって、第一シールリング１２１のシール面１２１ａが第一シールリングチャンバ１１１の壁面により強く押し付けられる。従って、第一シールリング１２１のリップ部１２１ｂの第一シールリングチャンバ１１１の壁面から浮き上がり量が小さくなる。そのため、第一シールリングチャンバ１１１に充填された海水ＳＷに含まれるスラリーが、第一シールリングチャンバ１１１の壁面と第一シールリング１２１のシール面１２１ａとの摺動部により入り込み難くなる。従って、これらの摺動部にスラリーが堆積することをより効果的に抑制することが可能となる。
　また、第二シールリングチャンバ１１２内に充填された清水Ｗも、第一シールリング１２１のシール面１２１ａと第一シールリングチャンバ１１１の壁面との摺動部に入り込み難くなる。つまり、第二シールリングチャンバ１１２から第一シールリングチャンバ１１１に清水Ｗが流出し難くなる。そのため、第二シールリングチャンバ１１２内への清水Ｗの供給量を減少させることが可能となる。これにより、清水タンク１４５に貯留された清水Ｗの消費量を抑えることができる。
　［変形例］
　本実施例の変形例に係る船尾管シール装置について図３を参照して説明する。図３は、本変形例に係る船尾管シール装置の概略構成を示す図である。
　本変形例に係る船尾管シール装置３００は、第二シールリングチャンバ１１２内に清水Ｗが封入されている点で上記実施例に係る船尾管シール装置１００と異なっている。
　また、船尾管シール装置３００においては、第二シールリングチャンバ１１２内の清水圧が、第一シールリングチャンバ１１１内の海水圧よりも低くなっている。これにより、上記実施例における［シールリングチャンバ内の水圧の例２］と同様、第二シールリングチャンバ１１２から第一シールリングチャンバ１１１に清水Ｗが流出し難くなっているため、第二シールリングチャンバ１１２に封入された清水Ｗの減少が抑えられている。また、第一シールリングチャンバ１１１に充填された海水ＳＷに含まれるスラリーが、第一シールリングチャンバ１１１の壁面と第一シールリング１２１のシール面１２１ａとの摺動部により入り込み難くなっている。
　本変形例に係る構成によれば、第二シールリングチャンバ１１２内に清水Ｗを導入するための装置（即ち、図１における清水導入管１４２、流量調整バルブ１４４、及び清水タンク１４５）及び第二シールリングチャンバ１１２内から清水Ｗを排出させるための装置（即ち、図１におけるドレイン管１５２及びドレインバルブ１５４）を設けることが不要となる。そのため、船尾管シール装置３００の構造をより簡易にすることができる。
　［その他］
　上記実施例に係る船尾管シール装置１００，３００は、各シールリング１２１，１２２がプロペラ軸２００側に固定され、それらのシール面１２１ａ，１２２ａが各シールリングチャンバ１１１，１１２の壁面に対して摺動する構成とした。しかしながら、各シールリングが各シールリングチャンバ内においてシールハウジング側に固定され、それらのシール面がプロペラ軸の外周面に対して摺動する構成の船尾管シール装置にも本発明を適用することができる。
　つまり、船尾管シール装置をこのような構成とした場合においても、船外側のシールリングチャンバ内に海水を充填し、船内側のシールリングチャンバ内に清水を充填してもよい。これによれば、プロペラ軸の外周面と各シールリングのシール面との摺動部に海水に含まれるスラリーが入り込み難くなる。そのため、これらの摺動部にスラリーが堆積することを抑制することができる。
　また、このような構成の場合においても、上記実施例の場合と同様、船内側のシールリングチャンバ内の清水圧を船外側のシールリングチャンバ内の海水圧より高くしてもよい。これによれば、上記実施例における［シールリングチャンバ内の水圧の例１］と同様の効果を得ることができる。また、船内側のシールリングチャンバ内の清水圧を船外側のシールリングチャンバ内の海水圧より低くしてもよい。これによれば、上記実施例における［シールリングチャンバ内の水圧の例２］と同様の効果を得ることができる。
１００・・船尾管シール装置
１１０・・シールハウジング
１１０ａ・・シールケース
１１０ｂ・・第一メイティングリング
１１０ｃ・・第二メイティングリング
１１１・・第一シールリングチャンバ
１１２・・第二シールリングチャンバ
１２１・・第一シールリング
１２２・・第二シールリング
１２１ａ，１２２ａ・・シール面
１２２ｂ，１２２ｂ・・リップ部
１４１・・海水導入管
１４２・・清水導入管
１４３，１４４・・流量調整バルブ
１４５・・清水タンク

Claims (4)

  1. 　船舶のプロペラ軸の外周を封止する船尾管シール装置であって、
    　前記プロペラ軸が挿通されたシールハウジングと、
    　前記シールハウジングに形成された第一シールリングチャンバ内に配設され、前記第一シールリングチャンバの壁面又は前記プロペラ軸の外周面に対して摺動するシール面を有する第一シールリングと、
    　前記シールハウジングにおける前記第一シールリングチャンバよりも船内側に形成された第二シールリングチャンバ内に配設され、前記第二シールリングチャンバの壁面又は前記プロペラ軸の外周面に対して摺動するシール面を有する第二シールリングと、を備え、
    　前記第一シールリングチャンバと船外とが連通しており、
    　前記第一シールリングチャンバの壁面又は前記プロペラ軸の外周面と前記第一シールリングのシール面との摺動部を介して前記第一シールリングチャンバと前記第二シールリングチャンバとが連通している船尾管シール装置において、
    　前記第一シールリングチャンバ内に船外の水が充填され、
    　前記第二シールリングチャンバ内に清水が充填された船尾管シール装置。
  2. 　前記第二シールリングチャンバ内の清水圧が前記第一シールリングチャンバ内の水圧よりも高い請求項１に記載の船尾管シール装置。
  3. 　前記第二シールリングチャンバ内の清水圧が前記第一シールリングチャンバ内の水圧よりも低い請求項１に記載の船尾管シール装置。
  4. 　前記第二シールリングチャンバ内に清水が封入されている請求項３に記載の船尾管シール装置。
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