JPH0147669B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、回転軸に対する密閉装置、特に船
舶の船尾管装置の外部パツキンに関する。

船尾管密閉装置に対しては、油が満たされた軸
受への海水の侵入を阻止すべき滑りリングパツキ
ンの幾つかが既に提案されている。例えば、海水
又は港湾水のような外部の水はしばしば汚染して
おり、摩耗性の物質を含んでいるので、これらの
水にさらされるすべてのパツキンは高い摩耗が避
けられない。その理由から、周囲媒体の方を向い
た外側の唇状パツキンの前方に位置する室を該媒
体の圧力よりも高い圧力の液体で充満し、それに
よつて該液体がパツキン面を通つて流出し、パツ
キン面を清浄に保つことが既に提案されている
（ドイツ特許出願第2925244号）。この場合、液体
としては環境に害のない媒体、例えば清浄な水等
が用いいられる。上記の室はもう一方の内側を滑
りリングパツキンで密閉され、該パツキンはピス
トン又はバネで以つて押し詰められ、そして上記
パツキンに漏洩室が接続している。

本発明は、外側パツキンもまた滑りリングパツ
キンとして設計することが可能となり、その際該
外側滑りリングパツキンには僅かの摩耗しか起ら
ず、そして特に内側滑りリングパツキンの押圧力
が船尾管の浸水深度に依存する周囲媒体、例えば
外海々水の圧力に影響されるように、上述の解決
法を更に改良することを課題とする。

さらに、プロペラ軸の曲り等の位置のずれに基
因する滑りリングの摩耗を減少させるために、滑
り面の平行性、ひいてはパツキンの全範囲にわた
り押圧力の均一な分配の確保も課題とする。

この課題の解決のために、２つの滑りリングパ
ツキンが互いに同軸にとくに同心的に配設され、
それらの間に液体が圧力で導入される室が設けら
れている。２つの滑りリングは作用的及び構造的
に異なる。その際内側滑りリングは動水力学的パ
ツキンとして設計され、周囲媒体即ち例えば海水
の静水圧により押圧される。他方、外側すべりリ
ングは静水力学的パツキンとして設計され、そし
て少くとも部分的に２つの滑りリングの間の室内
に液体の静圧力が働らき、そしてこの圧力及び別
の弾性支持の結果として内側滑りリングよりも小
さい圧力で押圧され、それによつて潤滑間隙が形
成される。

上記の滑りリングは炭素で形成されるか、炭素
を含有することもありうる硬い耐摩耗性合成材料
又は海水に安全な材料で作られる。

外側滑りリングとしては、囲繞する外水即ち海
水に対して室を密閉することを特徴とする。以下
に説明する実施例の場合、その滑りリングはまた
大きいパツキン直径を有する。外側滑りリングの
パツキン面を通して該室内の液体の少量が外部に
流れ出て、その際該液体は滑り面を潤滑し、必要
の場合は侵入した汚を一掃する。

内側滑りリングは、該室を圧力のない漏洩室に
対して密閉する。漏洩室には船の内部の方に油が
充満した船尾管軸受がつながつている。上記の室
内の液体はまた内側滑りリングをも潤滑し、漏洩
室から流出することもありうる。内側滑りリング
パツキンは、外側滑りリングの密閉が不十分な場
合には、漏洩室及び船尾管軸受への外水の侵入に
対して補助的な安全を提供する。

外側の静水力学的滑りリングパツキンの場合
は、滑りリングと対向リングの間の間隙及び潤滑
は室に供給される液体の圧力と量に影響される。
したがつて該滑りリング又はそれとともに軸方向
に可動な他のリングは、該液体が間隙を拡げ弾性
的力に抗する圧力を及ぼすことが出来る当接面を
有する。

内側の動水力学的滑りリングの場合は、滑りリ
ングと対向リングが相対的に互いに回転した場合
にのみ一種の潤滑膜及び隙間が作られる。室内の
圧力は該隙間にも、又はたまたま洩れ出してゆく
潤滑液体の量にも影響を及ぼすことはない。

両滑りリングは取付リング内に配設するのが目
的に適つている。その後側面は、少くとも部分的
に周囲媒体の圧力を受けている。これにより、内
側滑りリング例えば船尾管の深度に依存する力で
押圧され、それは外部のパツキンが不十分な場合
にも周囲媒体の侵入に対して十分な安全性を提供
する。しかし一方、常に最高の押圧力が働いてい
る場合には起り得る過度の摩耗を阻止する。

内側滑りリングパツキンにおいては、滑り面は
周囲媒体が圧力を及びす取付リングの後側面より
小さくされているのが好都合である。万一外側滑
りリングパツキンが脱落した場合でも、内側滑り
リングがなお十分に押圧されるよに、周囲媒体の
圧力にさらされた取付リングの後側面の部分は、
滑りリングの取付けられている取付リングの他の
側の内側滑りリングパツキンの半径方向に外側の
全面の和より大きい。

取付リングは軸上に軸線方向に移動可能に配設
されており、これにより船の軸の場合しばしば生
ずる非常に大きい長さの相違に合わせることが出
来る。例えばプロペラ軸ような、片側支持軸の場
合、軸端の変化するたわみを計算すべきであり、
それは滑りリングパツキンの場合押圧力の周囲に
対して不等分布及びそれによる種々の間隙の厚さ
及び高い摩耗をもたらす可能性がある。本発明の
さらに他の構成では、取付リング又は対応する中
間リングは軸端の支持を軸端と滑りリング又は取
付リングの相対角度の相違に関連させることが可
能である。そ場合取付リングは例えば環状膨出部
によつて軸端又はブツシユ、あるいは船尾管の密
閉装置に固定されたフランジの円筒面に傾動可能
に配設され、芯出しされ軸端を確実な、この可動
性を可能にする遊隙で囲繞する。

この配置は供働する滑り面の平行性を確保し、
これにより２つの同心滑りリングを使用する場合
及びたとえば船尾管の密閉装置の如く滑りリング
の直径が非常に大きい場合都合がよい。組立及び
交換を容易にするために軸を囲繞するすべての部
材は２つ割りに構成することが出来、その際、分
離面で隣接する部材は互いに互換性を持つことが
合目的的である。特に摩耗部材を二材で構成すれ
ば、該部材はプロペラを分解することなしに新替
えすることが可能となる。

密閉装置の更に詳細を、添付図面に図式的に示
された実施例にもとずいて説明する。

第１図において、回転軸としての軸１上にはブ
ツシユ２が装着され、その一端にはフランジ３が
図示せぬプロペラフランジに固定するために取付
けられており、他端は図示されていない船尾管軸
受迄届くこともありうる。密閉装置は、固定フラ
ンジ４により図示されていない船尾管に装着され
ている。固定フランジ４には、少くとも油が充満
された船尾管の第１パツキン５が取付けられてい
る。

周囲媒体に対して密閉するため、軸１の半径方
向にて該軸１からより遠い側に配置される外側パ
ツキンとしての外側滑りリング１１と、軸１によ
り近い側に配置される内側パツキンとしての内側
滑りリング１２が設けられている。これらは第１
の部材としての取付リング１３に支承され、ブツ
シユ２に相対回転不能にかつ例えば締付リング４
０により密接して固定された第２の部材としての
対向リング１４に押圧されている。滑りリング１
１及び１２の間には、加圧下で流路１６，１７，
１８を介して流通可能な液体のための室１５があ
る。内側滑りリング１２は取付リング１３の溝に
固定され、一方外側滑りリング１１は溝１９に軸
方向にずれることが出来るように取付けられてお
り、圧縮バネ２０により押し付けられている。外
側滑りリング１１は室１５内の液体の圧力が掛る
作用面２１を有するので、この静圧力は滑りリン
グ１１をバネ２０の力に抗して溝１９内を押し戻
す方向に移動させることができ、これにより外側
パツキンの一定の隙間が調整される。圧縮バネ２
０と作用面２１とは、外側滑りリング１１の対向
リング１４に対する押圧力を周囲媒体の圧力とは
独立に減少させる押圧力減小手段を形成してい
る。

取付リング１３の後側面２２の一部分は、スリ
ツト空間２３に侵入可能な周囲媒体の圧力にさら
され、この周囲媒体は両リングパツキン特に内側
パツキンを万一の軸１の軸線方向の伸びに影響さ
れることなく対向リング１４に押圧する。よつて
前記後側面２２とスリツト空間２３とは、取付リ
ング１３を周囲媒体の圧力に依存して軸１の軸方
向に移動させて外側滑りリング１１と内側滑りリ
ング１２とを対向リング１４のシール面に押圧さ
せる押圧手段を形成している。圧縮バネ２４は、
たゞパツキン装置が水から出た場合に意味がある
にすぎない。

滑りリング１１，１２と共働する対向リング１
４の面は、軸１の軸線に垂直になつているのが合
目的々である。

取付リング１３の後側面２２及び取付リング１
３の他の側の内側滑りリング１２の配置は、海水
が室１５に侵入すること及び特に室１５内の液体
圧力が比較的高い場合にも取付リング１３したが
つて内側パツキン１２がなお十分対向リング１４
に対して押圧されるように設計されている。対応
する面積比を選択することにより、対向リングの
方向の力は反対方向に働く力より常に大きくな
る。室１５内の圧力は、常に若干の液体が外側パ
ツキン潤滑間隙を通つて外部に流出しうるよう
に、少くとも周囲媒体の圧力より僅かに高くする
のがよい。室１５内の液体の圧力は周囲媒体の圧
力に対応して調節されるが、大抵の場合その必要
はない。

取付リング１３は距離をおいてブツシユを囲繞
しているので、取付リング１３は軸１が曲がる場
合にも滑りリング１１，１２の対向リング１４に
対する接合から得られる位置に保持する。取付リ
ング１３を軸に対して芯出しするために、その外
周に傾動可能な遊隙をもつて固定フランジの円筒
内側面２６に当接する環状膨出部２５が形成され
ている。

該遊隙は、また周囲とスリツト空間２３との間
の均圧に十分である。

取付リング１３、ブツシユ２及び固定フランジ
４の間の空間は漏洩室２７を形成する。該室はそ
の一方を、軸と一緒に旋回する対向リング１４
と、移動並びに傾動可能で図示しない方法で捩れ
ないように有効に固定フランジ４に固定された取
付リング１３との間にある滑りリングパツキン１
２で密閉されている。他の側では、漏洩室２７は
船尾管の第１パツキン５で仕切られている。スリ
ツト空間２３に対して漏洩室２７は、固定フラン
ジ４内に納められかつ取付リング１３の摺動と傾
動を可能ならしめる唇状パツキン２８で密閉され
ている。

図示の実施例の場合、船舶の内部から流路１
６，１７，１８を介して室１５内への液体の導入
が行なわれる。その際、漏洩室２７を横切る中央
の流路１７は可撓性であり、一端が摺動可能に支
持された曲り易い管部材より成る、中央流路１７
は、また第２図及び第３に示す如く、フレキシブ
ルホースを利用することも可能である。

漏洩室２７は、内側滑りリングパツキン１２を
潤滑剤となつて通り抜ける液体及び場合によつて
更にパツキンを通つて侵入する他の媒体を受け容
れる。漏洩室２７は排出路２９を備えている。漏
洩室２７には圧力が掛らず、通常は空気のみが入
つている。

第２図は第１図と同様の装置を更に詳細に示
す。滑りリング１１，１２にはパツキン３１，３
２が装着されて密閉され、リング３０で保持され
ている。リング３０はまた外側滑りリング１１の
移動を制限する。移動可能な外側滑りリング１１
とそれを押し戻すバネ２０との間には、支持リン
グ３３が設けられている。作用面２１の少くとも
一部は、支持リング３３の室内迄突出しした肩部
３４により形成することができる。

取付ング１３はその背面２２にかゝる外海の水
圧により対向リング１４の方向に押圧される。軸
の長さの変動がある場合、、取付リングは固定フ
ランジに対して移動する。軸が撓んでいる場合
も、同様に外海の水圧により滑りリング１１，１
２の滑り面と対向リング１３とが平行に保持され
て押圧力が均一に周囲に配分されるように調整さ
れる。室１５内の液体の圧力は、作用面２１に圧
縮バネ２０に抗して働く。この静圧力により外側
滑りリング１１に潤滑間隙が発生し、これを通し
て液体が外部迄達し、潤滑間隙中に汚泥が侵入す
ることを防止する。内側滑りリングパツキン１２
は、室１５内の圧力により影響を受けることはな
い。液体による潤滑膜は動力学的にのみ、即ち軸
１及び対向リング１４の旋回時にのみ形成され
る。室１５内の圧力が一時的に外海の圧力より低
くなつた場合には、外側滑りリングにも動力学的
潤滑が形成される。

少くとも滑りリング１１，１２及び対向リング
１４は、摩耗部材として、２つ割りに構成されて
いる。これら摩耗部材の交換を容易にするため及
び構成長さの短縮のために、リング部材１３，３
０及び３３もまた２分割して構成することが目的
に適つている。

第３図に示す実施例では、滑り面の平行性を確
保するため、対向リング５４もまたブツシユ２対
して可動となつている。該対向リングはこの場合
円板５５で支えられている。この円板はそれ自身
もまた外側フランジ５６で支えられており、その
際円板並に外側フランジは軸と共に旋回する。円
板５５の両側には、夫々１対の突出した受け部、
カム又はコロ５７が設けられる。その際、１方の
対は他の側にある対に対して互いに90゜ずれて配
置されている。図にはカム５７の一対しか示され
ている。円板５５より、軸１に固定された外側フ
ランジ５６と対向リング５４との間の不十分な平
行性は均等化される。対向リング５４を支える代
りに、対向リングが固定されている場合取付リン
グをも円板５４で可動に支持してもよい。

第４図に示す実施例では、滑りリング１１，１
２は軸とともに取付リング６３内に配設されてお
り、外水圧により固定フランジ６０の対向面６４
に押圧される。取付リング６３は、連行部材６１
を介してプロペラ用フランジともなる外部フラン
ジ６６と共に旋回する。リング６２中に支持され
た圧縮バネ６５は、組立ての際取付リング６３を
フランジ６６に支持する。

この実施例の場合もまた、円筒面６９、ブツシ
ユ２及び取付リング６３の内周の間には遊隙があ
るが、芯出しは、この場合、この間隙に突出した
膨出部６７により行なわれる。漏洩室２７は唇状
パツキン６８により取付リング６３とブツシユ２
の間が密閉される。残余の部材は、前述の実施例
に倣う。

この密閉装置は、例えば室１５内の液体として
きれいな水を利用すれば、有害な物質を周囲媒体
に出さないので環境に良い。外側滑りリングは、
その具備する潤滑により長寿命が得られ、一方内
側滑りリングは、特に船尾管パツキンに対して求
められるような別の安全性を与える。周囲媒体の
圧力に依存する内側滑りリングの押圧力は摩耗を
減少させる。滑り面相互間の自動調整の結果周囲
に均一に配分された押圧力の保持は、とりわけ船
尾管装置の大型密閉装置に対して本質的に耐用年
数の増大に寄与する。しかしながら、本密閉装置
は船尾管密閉装置のみならず、船舶や水力機械等
の他の軸に対しても利用され、上述の如く密閉を
行なう。

【図面の簡単な説明】

第１図は船尾管密閉装置に適用した本発明の実
施例の断面図、第２図は第１図と同様の密閉装置
の拡大断面図、第３図は第２図の密閉装置と若干
異る実施例を示す断面図、第４図は他の密閉装置
の部分断面図である。 １……軸、４……固定フランジ、１１……外側
滑りリング、１２……内側滑りリング、１３，６
３……取付リング、１４，５４……対向リング、
１５……室、２２……取付リング後側面、２５，
６７……環状膨出部、２６，６９……円筒面、５
６……外側フランジ、５７……カム又はコロ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 周囲媒体に対して回転軸１を密閉するための
   密閉装置であつて、パツキン１１，１２が取付け
   られている第１の部材１３；６３と、該第１の部
   材１３；６３に対向配置され、パツキン１１，１
   ２を圧接させるシール面を備えた第２の部材１
   ４；５４；６０とを有し、パツキン１１，１２
   が、回転軸１の半径方向にて該回転軸１からより
   遠い側に配置される外側パツキン１１と、回転軸
   １により近い側に配置される内側パツキン１２と
   を有し、第１の部材１３；６３と第２の部材１
   ４；５４；６０のいずれか一方を回転軸１に相対
   回転不能に支持して第１の部材１３；６３と第２
   の部材１４；５４；６０の間に相対運動を生じさ
   せるとともに、外側パツキン１１と内側パツキン
   １２と第１の部材１３；６３と第２の部材１４；
   ５４；６０とによつて形成される室１５に、周囲
   媒体よりも圧力が高い流体を供給し、該流体を外
   側パツキン１１と第２の部材１４；５４；６０の
   前記シール面の間から周囲媒体に向けて噴出させ
   るようにした、回転軸の密閉装置において、第１
   の部材１３；６３が回転軸１の軸方向に移動可能
   に支持され、該第１の部材１３；６３を周囲媒体
   の圧力に依存して前記軸方向に移動させて外側パ
   ツキン１１と内側パツキン１２とを第２の部材１
   ４；５４；６０の前記シール面に押圧させる押圧
   手段２２，２３と、該押圧手段２２，２３による
   外側パツキン１１の第２の部材１４；５４；６０
   の前記シール面に対する押圧力を周囲媒体の圧力
   とは独立に減少させる押圧力減少手段２０，２１
   とが設けられていることを特徴とする回転軸の密
   閉装置。 ２ 前記押圧手段２２，２３が、第１の部材１
   ３；６３の後側面２２と、周囲媒体に対して開口
   するように第１の部材１３；６３に形成したスリ
   ツト空間２３から形成され、前記後側面２２は前
   記スリツト空間２３の１つの内壁面を成している
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   密閉装置。 ３ 外側パツキン１１が、回転軸１に平行に第１
   の部材１３；６３に形成された溝１９のなかで摺
   動可能に案内され、前記押圧力減少手段２０，２
   １が、前記溝１９のなかに配置され一端を溝底で
   他端を外側パツキン１１で支持される圧縮バネ２
   ０と、外側パツキン１１の端面の一部分であつて
   第２の部材１４；５４；６０に押圧されない端面
   の一部分を成している作用面２１とを有し、該作
   用面２１は、前記室１５に供給される流体の圧力
   の作用を受けていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載の密閉装置。 ４ 外側パツキン１１と内側パツキン１２がそれ
   ぞれ滑りリングとして形成され、該滑りリングは
   回転軸１の軸方向に移動可能な前記第１の部材と
   しての取付リング１３；６３に同心的に配設さ
   れ、該取付リングの後側面２２は少くとも部分的
   に周囲媒体の圧力にさらされていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか
   １項に記載の密閉装置。 ５ 第２の部材が、取付リング１３；６３に対向
   して配置される対向リング１４；５４；６０とし
   て形成され、取付リング１３；６３に同心的に配
   設される前記滑りリング１１，１２が圧接する対
   向リング１４；５４；６０のシール面が、同一平
   面内にあることを特徴とする特許請求の範囲第４
   項に記載の密閉装置。 ６ 取付リング１３；６３の後側面２２の周囲媒
   体にさらされている部分が、取付リング１３；６
   ３の内側滑りリング１２の外側にありかつ対向リ
   ング１４に向いた面の合計より大きいことを特徴
   とする特許請求の範囲第４項又は第５項に記載の
   密閉装置。 ７ 回転軸１は船のプロペラ軸であり、プロペラ
   軸が曲つた場合でも滑りリング１１，１２と対向
   リング１４；５４；６０のシール面間の平行性を
   保持するために、取付リング１３；６３がプロペ
   ラ軸１に対して傾動可能に支持され、かつ該プロ
   ペラ軸をある距離を置いて囲繞していることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項乃至第６項のいず
   れか１項に記載の密閉装置。 ８ 取付リング１３；６３が環状膨出部２５；６
   ７を有し、前記取付リングを芯合わせさせ前記環
   状膨出部を支持する円筒面２６；６９が設けら
   れ、その際該取付リングと円筒面とは僅かな遊隙
   をもつて互いに移動可能であることを特徴とする
   特許請求の範囲第７項に記載の密閉装置。 ９ 対向リング５４が外側フランジ５６に対して
   傾動可能に支持されていることを特徴とする特許
   請求の範囲第４項乃至第８項のいずれか１項に記
   載の密閉装置。 １０ 可動に支持するために円板５５が設けら
   れ、この円板がその両側に夫々１対の突出したカ
   ム又はコロ５７を有し、その際これらのカムの対
   は互いに90゜ずれていることを特徴とする特許請
   求の範囲第７項乃至第９項のいずれか１項に記載
   の密閉装置。 １１ 取付リング１３が固定フランジ４に対して
   相対回転不能にかつプロペラ軸１の軸方向に移動
   可能に配設され、その際取付リングは固定フラン
   ジに対して傾動可能であることを特徴とする特許
   請求の範囲第４項乃至第１０項のいずれか１項に
   記載の密閉装置。 １２ 取付リング６３がプロペラ軸１に相対回転
   不能にかつ回転軸１の軸方向に移動可能に配設さ
   れ、その際取付リング６３はプロペラ軸１に対し
   て傾動可能であることを特徴とする特許請求の範
   囲第４項乃至第１０項のいずれか１項に記載の密
   閉装置。