JP2003127988A

JP2003127988A - 水中構造体のシール装置

Info

Publication number: JP2003127988A
Application number: JP2001322720A
Authority: JP
Inventors: Seiji Yamatake; 政治山丈; Itsuki Matsuoka; 厳松岡; Masahiro Katsube; 政弘勝部
Original assignee: COBELCO MARINE ENGINEERING KK
Current assignee: COBELCO MARINE ENGINEERING KK
Priority date: 2001-10-19
Filing date: 2001-10-19
Publication date: 2003-05-08

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】一般の船舶で要求される波浪条件を超える喫
水圧の変動に対しても、外部水の漏洩を適切に防止する
ことができる水中構造体のシール装置を提供する。【解決手段】水中構造体３の後端のケーシング１４
と、挿通されたプロペラシャフト６と、複数本のシール
リング２３，２４を設けることによって形成された潤滑
チャンバー１９と、この潤滑チャンバー１９に潤滑液体
２７を供給する重力タンク２８と、喫水圧Ｐに連動して
変化する加圧空気を重力タンク２８に供給する空気供給
手段３３とを備えている水中構造体のシール装置におい
て、空気供給手段３４を、圧縮空気源３５と、この圧縮
空気源３５からの加圧空気を外部に吹き出すための検出
配管３７と、この検出配管３７内の空気圧をパイロット
圧として圧縮空気源３５からの加圧空気を所定の出力圧
に設定し、かつこの出力圧を重力タンク２８に印加する
複数個のエアリレー４０とから構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アジマス・スラス
ター等に代表される水中構造体に適したシール装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、海上に浮かぶ海底油田プラント
等の浮上構造物には、これを海上の所定位置に安定させ
るために、複数個のアジマス・スラスターが設置されて
いる。このアジマス・スラスターは、浮上構造物の底部
に縦軸心回りに回転自在に設けられたスラスターハウジ
ングと、このハウジング内に収納された縦向きの駆動軸
と、この駆動軸の下端部にベベルギア機構を介して連動
連結された横向きのプロペラシャフトと、このシャフト
の後端部に固定されたプロペラとを備え、スラスターハ
ウジング内はベベルギア機構を潤滑するための潤滑油で
満たされている。

【０００３】かかるアジマス・スラスターにおいても、
勿論、外部水がケーシング内に漏洩するのを阻止するプ
ロペラシャフトのシール装置が必要であり、この場合の
シール装置は、上記ハウジングの後端に固定された筒状
のケーシングと、このケーシング内に同軸心状に挿通さ
れた前記プロペラシャフトと、このシャフトの外周面に
摺接して外部水を密封する複数のシールリングと、を備
えたものが採用されている。一方、上記アジマス・スラ
スターではない通常の船舶推進システムに採用されてい
る船尾管シール装置として、船尾に固定された筒状のケ
ーシングと、このケーシング内に同軸心状に挿通された
プロペラシャフトと、このシャフトとケーシングとの間
に複数本のシールリングを設けることによって形成され
た潤滑チャンバーと、この潤滑チャンバーに潤滑液体を
供給する重力タンクと、喫水圧に連動して変化する加圧
空気を前記重力タンクに供給する空気供給手段とを備え
たシール装置が知られている（例えば、特許第２７７８
８９９号公報参照）。

【０００４】そして、この場合の空気供給手段は、圧縮
空気源と、この圧縮空気源からの加圧空気を外部に吹き
出すための検出配管と、この検出配管内の空気圧をパイ
ロット圧として圧縮空気源からの加圧空気を所定の出力
圧に設定しかつこの出力圧を重力タンクに印加するエア
リレーとから構成されている。かかる船尾管シール装置
によれば、潤滑チャンバー内の潤滑液体の圧力が喫水圧
に連動して変化するため、シールリングのリップ部に過
大な負担をかけることなく、船外水が船内に漏洩するの
を未然に防止することができる。

【０００５】従って、通常の船舶推進システムに採用さ
れている従来の船尾管シール装置をアジマス・スラスタ
ーを構成するハウジングの後尾部分に適用すれば、シー
ルリングのリップ部に過大な負担をかけずに船外水の漏
洩を防止でき、シールリングの耐久性が向上する。この
ため、従来の船尾管シール装置をアジマス・スラスター
に適用すると、海底油田プラントのランニングコストを
低減することができる点で極めて有効であると考えられ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】海底油田プラントにお
いては、気象環境の厳しい地域に設置されることが多い
ため、同プラントに取り付けられるアジマス・スラスタ
ーに採用されるシール装置では、波の高さが±１０ｍで
かつ周期が８秒程度といった一般の船舶で想定される場
合（波の高さが±３ｍでかつ周期が２０〜３０秒程度）
に比べて大幅に厳しい波浪条件に耐えるものでなければ
ならない。しかしながら、従来の船尾管シール装置で
は、比較的大きな容積を有する重力タンク内の空気圧を
唯一のエアリレーで制御するようにしているので、上記
のような厳しい波浪条件の下では、激しく変動する検出
配管内の空気圧をエアリレーが適切に検出できなかった
り、あるいは、エアリレーが適切な出力圧を出力しても
重力タンク内の空気圧がこれに追従できないことがあ
り、これらの理由によって、一般の船舶で採用されてい
る船尾管シール装置をより波浪条件の厳しいアジマス・
スラスター等のシール装置としてそのまま採用すること
は困難であった。

【０００７】一方、上記した不都合を解消するには、エ
アリレーそのものの処理能力を向上させたり、重力タン
クの容積をなるべく小さくすることが考えられる。しか
し、エアリレーは既製品の種類が極めて少ないため、上
記のような厳しい波浪条件を満たすエアリレーは別注品
として製造メーカーに製造してもらう必要があり、製造
コストが高くなるという問題がある。また、重力タンク
の容積を小さくすると潤滑チャンバーに対する潤滑液体
の循環量が減少してしまい、潤滑液体が早期に劣化する
という問題がある。

【０００８】本発明は、このような実情に鑑み、一般の
船舶で要求される波浪条件を超える喫水圧の変動に対し
ても重力タンク内の空気圧をその喫水圧に適切に連動で
きるようにして、より厳しい波浪条件下に晒される水中
構造体に対しても外部水の漏洩を適切に防止することが
できるシール装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく、
本発明は次の技術的手段を講じた。すなわち、本発明
は、前記した水中構造体のシール装置において、空気供
給手段として、圧縮空気源と、この圧縮空気源からの加
圧空気を外部に吹き出すための検出配管と、この検出配
管内の空気圧をパイロット圧として前記圧縮空気源から
の加圧空気を所定の出力圧に設定しかつこの出力圧を前
記重力タンクに印加する複数個のエアリレーとを備えた
ものを採用したものであり、この各エアリレーのパイロ
ットポートがそれぞれ前記検出配管に接続され、その各
エアリレーの出力ポートがそれぞれ前記重力タンクに接
続されていることを特徴とする。

【００１０】上記の本発明によれば、複数のエアリレー
のパイロットポートがそれぞれ検出配管に接続されてい
るので、検出配管内の空気圧の変動が大きい場合であっ
ても、その複数のエアリレーのうちのいずれかがその空
気圧を適切に検出して、パイロット圧の検出精度が向上
する。また、その各エアリレーの出力ポートをそれぞれ
重力タンクに接続することによって、複数個のエアリレ
ーによる出力圧を重力タンクに加えているので、重力タ
ンクの容積が通常通りの大きさであっても、重力タンク
内の空気圧がエアリレーの出力圧に適切に追従する。こ
のため、本発明によれば、一般の船舶で要求される波浪
条件を超えるような喫水圧（検出配管内の空気圧）の変
動があっても、重力タンク内の空気圧をその喫水圧に適
切に連動させることができる。

【００１１】以下、従属請求項の内容に基づいて、本発
明のより好ましい実施態様を説明する。本発明におい
て、水中構造体への外部水の浸入をより確実に防止する
には、潤滑チャンバーの後部側に空気チャンバーを設
け、その空気チャンバーから常に空気を吹き出したり、
同チャンバーに浸入してきた外部水をドレンすることが
好ましい。そこで、本発明において、前記潤滑チャンバ
ーを区画する一対のシールリングのうちの後部側のシー
ルリングとその更に後部側に配置されたシールリングと
の間で空気チャンバーを区画し、喫水圧に連動して変化
する加圧空気を前記空気チャンバーに供給する第二の空
気供給手段を設けることが推奨される。

【００１２】本発明において、空気チャンバーのシール
リングを通して加圧空気を吹き出すタイプのシール装置
を採用する場合には、前記第二の空気供給手段として、
圧縮空気源と、前記空気チャンバーを区画する一対のシ
ールリングのうちの後部側のシールリングから外部に空
気が吹き出す程度に前記圧縮空気源からの加圧空気の圧
力を設定する空気制御ユニットと、この空気制御ユニッ
トを通過した前記加圧空気を前記空気チャンバーに導く
空気配管と、を備えたものを採用すればよい。この場
合、空気チャンバーから常時空気が吹き出されているの
で、上記第二の空気供給手段の空気配管を、前記重力タ
ンクの空気圧を制御するエアリレーの検出配管として利
用することができる。

【００１３】また、本発明において、空気チャンバー内
の空気圧を変更できるタイプのシール装置を採用する場
合には、前記第二の空気供給手段として、圧縮空気源
と、この圧縮空気源からの加圧空気を所定の圧力及び流
量に設定する空気制御ユニットと、この空気制御ユニッ
トを通過した前記加圧空気をシールリングを通過させず
に直接外部水に吹き出して喫水圧を検出する噴出配管
と、この噴出配管内の空気圧をパイロット圧として前記
圧縮空気源からの加圧空気を所定の出力圧に設定するエ
アリレーと、このエアリレーで設定された出力圧を前記
空気チャンバー内に印加する空気配管と、を備えたもの
を採用すればよい。

【００１４】この場合、上記第二のエアリレーの出力圧
を噴出配管内の空気圧よりもガータスプリングの締め付
け力の分だけ高めに設定すれば、空気チャンバーから空
気が吹き出す程度にその内部の空気圧を設定できる。他
方、上記第二のエアリレーの出力圧を検出配管内の空気
圧とほぼ同等かそれよりやや低い値に設定すれば、空気
チャンバーから加圧空気が吹き出なくなるので、その吹
き出しに伴って外部に潤滑液体が漏洩するのを未然に防
止できるとともに、空気消費量を低減できるという利点
がある。そして、この場合には、当該第二の空気供給手
段の噴出配管から常に空気を吹き出すことで喫水圧を検
出しているので、かかる噴出配管を、前記重力タンクの
空気圧を制御するエアリレーの検出配管として利用すれ
ばよい。

【００１５】なお、上記のような空気チャンバーとその
内部に加圧空気を供給する第二の空気供給手段を設ける
と、潤滑液体や外部水が空気チャンバー内に漏洩してく
ることが予想されるので、空気チャンバー内に漏洩して
きた潤滑液体や外部水を回収するためのドレン回路を当
該空気チャンバーに接続することが好ましい。また、前
記空気チャンバーを区画する一方のシールリングのうち
の後部側のシールリングを潤滑するためには、そのシー
ルリングとその更に後部側に配置されたシールリングと
の間で区画された別の潤滑チャンバー内に、前記空気チ
ャンバーから吹き出した加圧空気によっても後部側に吹
き飛ばされない程度の高粘性を有する潤滑剤を充填して
おくことが好ましい。

【００１６】この場合、空気チャンバーの後部側に位置
する潤滑チャンバー内の潤滑剤が後部側に吹き飛ばされ
ない程度の高粘性を有しているので、空気チャンバーか
ら空気が吹き出す程度に加圧空気の圧力を増大させた場
合でも潤滑剤が外部に飛散することがなく、環境汚染を
未然に防止することができる。また、この潤滑チャンバ
ー内の潤滑剤が上記のような高粘性である場合、油漏れ
の防止対策のために更に後部側にシールリングを追加す
る必要もなくなるので、シール装置の軸方向寸法をコン
パクト化できるという利点もある。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を説明する。図１及び図２は、本発明の第一実
施形態に係るシール装置１のこれを採用したアジマス・
スラスターを示している。図１に示すように、本実施形
態のシール装置１はアジマス・スラスター２に使用され
ており、このスラスター２は、浮上構造体の一例である
海底油田プラントの船底部分２に縦軸心回りに回転自在
に設けられたスラスターハウジング（水中構造体）３
と、このハウジング３内に収納された縦向きの駆動軸４
と、この駆動軸４の下端部にベベルギア機構５を介して
連動連結された横向きのプロペラシャフト６と、このシ
ャフト６の後端部に固定されたプロペラ７とを備え、ス
ラスターハウジング３内はベベルギア機構５を潤滑する
ための潤滑油８で満たされている。

【００１８】プロペラシャフト６の前部側端部（図１の
右側端部）は、ハウジング３の前シェル部９にスラスト
軸受け１０によって回転自在でかつ軸心方向に移動しな
いように支持されており、同シャフト１０の後部側端部
（図１の左側端部）は、ハウジング３の後壁部１１に配
置されたラジアル軸受け１２によって回転自在に支持さ
れている。このシャフト６の後部側端部は後壁部１１の
外側に突出しており、この突出端部にプロペラ７が固定
されている。本実施形態のシール装置１は上記ハウジン
グ３の後壁部１１の外面に配置された外部シール装置で
ある。図２に示すように、このシール装置１は、ハウジ
ング（水中構造体）３の後端に固定された筒状のケーシ
ング１４と、このケーシング１４内に同軸心状に挿通さ
れたプロペラシャフト６と、このシャフト６の外周面に
摺接して外部水Ｗを密封する複数のシールリング２１〜
２４とを備えている。

【００１９】このうち、プロペラシャフト６は、前記各
軸受け１０，１２に支持されているシャフト本体１５
と、このシャフト本体１５におけるケーシング１４と対
応する軸方向部分に取り付けられた円筒状のライナー１
６とから構成されており、このライナー１６の外周面
に、基端部分がケーシング１４の内周面に固定された前
記各シールリング２１〜２４のリップ部が摺接してい
る。なお、このシャフト６は、ライナー１６を設けない
でシャフト本体１５のみで構成することもできる。本実
施形態では、ケーシング１４の内部に空気チャンバー１
７とこの前部側及び後部側の双方に潤滑チャンバー１
８，１９を区画する関係で、シールリング２１〜２４は
合計四本設けられている。

【００２０】このうち、最も後部側（図２の左側）の第
一シールリング２１とそれより一つ前部側に位置する第
二シールリング２２は、そのリップ部の先端縁が後部側
に向くように配置されており、後部側から数えて三つ目
の第三シールリング２３は、そのリップ部の先端縁が前
部側（図２の右側）に向くように配置されており、最も
前部側に位置する第四シールリング２４は、そのリップ
部の先端縁が後部側に向くように配置されている。な
お、すべてのシールリング２１〜２４のリップ部にはリ
ング状のガータスプリング（図示せず）が巻き付けられ
ている。

【００２１】そして、上記第二シールリング２２と第三
シールリング２３との間で区画されるチャンバーは、加
圧空気で内部が加圧される空気チャンバー１７とされ、
この空気チャンバー１７を区画する一対のシールリング
２２，２３のうちの後部側の第二シールリング２２とそ
の更に後部側に配置された第一シールリング２１との間
で区画されるチャンバーは、内部に高粘性の潤滑剤２５
が充填される第一潤滑チャンバー１８とされている。す
なわち、この第一潤滑チャンバー１８の内部には、空気
チャンバー１７から吹き出した加圧空気によっても後部
側に吹き飛ばされない程度の高粘性を有するグリース等
よりなる潤滑剤２５が充填されている。

【００２２】また、空気チャンバー１７を区画する一対
のシールリング２２，２３のうちの前部側の第三シール
リング２３とその更に前部側に配置された第四シールリ
ング２４との間で区画されるチャンバーは、液体供給回
路２６によって十分な流動性を有する潤滑油等の液体２
７が内部に充填される第二潤滑チャンバー１９とされて
いる。この液体供給回路２６は、プロペラシャフト６の
中心線から所定高さの位置に配置された重力タンク２８
と、このタンク２８の下部に接続された液体ポンプ２９
と、このポンプ２９から吐出させた潤滑液体２７を第二
潤滑チャンバー１９に供給する供給管路３０と、同チャ
ンバー１９内の潤滑液体２７を重力タンク２８に戻すた
めの戻し管路３１とから構成されている。

【００２３】本実施形態のシール装置１は、上記液体供
給回路２６の重力タンク２８に加圧空気を供給する第一
の空気供給手段３３と、空気チャンバー１７内に加圧空
気を供給する第二の空気供給手段３４とを備えており、
このうち、第一の空気供給手段３３は、空気チャンバー
１７内の空気圧Ｐ１よりも高い状態で喫水圧Ｐの変動に
対応して変化する加圧空気を重力タンク２８内に供給す
る機能を有する。上記第二の空気供給手段３４は、海底
油田プラント内に配置されたコンプレッサー等よりなる
圧縮空気源３５と、空気チャンバー１７を区画する一対
のシールリング２２，２３のうちの後部側の第二シール
リング２２から外部に空気が吹き出す程度に圧縮空気源
３５からの加圧空気の圧力を設定する空気制御ユニット
３６と、この空気制御ユニット３６を通過した加圧空気
を空気チャンバー１７に導く空気配管３７とから構成さ
れている。

【００２４】空気制御ユニット３６は、減圧弁３８と、
その下流側に接続された流量調整弁３９とを備えてい
る。なお、本実施形態では、圧縮空気源３５として空気
圧が７〜８（ｋｇ／ｃｍ²）のものが使用され、この空
気圧を減圧弁３８で２〜３（ｋｇ／ｃｍ²）程度に減圧
している。また、流量調整弁３９によって加圧空気の流
量を１０〜４０（Ｎｌ／分）程度に設定して、空気チャ
ンバー１７に一定流量で加圧空気を送り込むことによ
り、第二シールリング２２のリップ部から常に加圧空気
を外部に向かって吹き出すようにしている。

【００２５】そして、第二シールリング２２のガータス
プリングの締め付け力は概ね０．１（ｋｇ／ｃｍ²）に
なっているから、外部水Ｗによるプロペラシャフト７の
中心位置での喫水圧をＰ（ｋｇ／ｃｍ²）とすると、上
記した加圧空気の吹き出しにより、空気チャンバー１７
内の空気圧Ｐ１がＰ＋０．１（ｋｇ／ｃｍ²）に設定さ
れ、喫水圧Ｐよりも常に一定の差圧だけ高い状態でかつ
その喫水圧Ｐの変動に対応した圧力に制御されることに
なる。他方、第一の空気供給手段３３は、前記圧縮空気
源３５と、前記第二の空気供給手段３４の空気配管３７
内の空気圧をパイロット圧として当該圧縮空気源３５か
らの加圧空気を所定の出力圧に設定する二つのエアリレ
ー４０，４０と、この各エアリレー４０，４０で設定さ
れた出力圧を前記重力タンク２８内に印加する加圧配管
４１と、を備えている。

【００２６】従って、上記各エアリレー４０，４０の出
力圧を空気チャンバー１７内の空気圧Ｐ１よりも高めに
設定することにより、空気チャンバー１７内の空気圧Ｐ
１よりも高い状態で喫水圧Ｐの変動に対応して変化する
加圧空気を重力タンク２８内に供給することができる。
なお、本実施形態では、各エアリレー４０，４０の出力
圧をパイロット圧に対して０．２（ｋｇ／ｃｍ²）だけ
高くなるように設定しており、このため、重力タンク２
８の内部は、Ｐ１＋０．２（ｋｇ／ｃｍ²）＝Ｐ＋０．
３（ｋｇ／ｃｍ ²）の圧力、すなわち、喫水圧Ｐに対し
て常に０．３（ｋｇ／ｃｍ²）だけ高い状態に維持でき
るようになっている。

【００２７】また、本実施形態のシール装置１では、空
気チャンバー１７内に漏洩してきた潤滑液体２７や外部
水Ｗをハウジング３の外部で回収するために当該空気チ
ャンバー１７に接続されたドレン回路４２が設けられて
おり、このドレン回路４２は、空気チャンバー１７に接
続された排出管路４３と、ハウジング３の外部に配置さ
れたドレンタンク４４とから構成されている。なお、こ
のドレンタンク４４や重力タンク２８は、ハウジング３
内に余裕があればその内部に設けることもできるが、プ
ラント内に配置した方がハウジング３のコンパクト化を
図ることができる点で好ましい。

【００２８】次に、上記構成に係るシール装置１の作用
を説明する。すなわち、本実施形態では、第二の空気供
給手段３４がハウジング３の後部側に接続されたケーシ
ング１４の内部の空気チャンバー１７内に加圧空気を供
給しているので、この空気チャンバー１７を区画する二
つのシールリング２２，２３のリップ部に作用する摺動
負荷が低減し、そのシールリング２２，２３の耐久性が
向上する。特に本実施形態では、第二シールリング２２
から常に加圧空気が吹き出しているので、そのリング２
２のリップ部がプロペラシャフト６の外周面に殆ど摺接
しなくなり、このため、第二シールリング２２の寿命を
大幅に増大させることができる。

【００２９】他方、第一の空気供給手段３３は、空気チ
ャンバー１７内の空気圧Ｐ１よりも高い状態で喫水圧Ｐ
の変動に対応して変化する加圧空気を重力タンク２８内
に供給しているので、その重力タンク２８内の空気圧に
対して更に当該タンク２８のヘッド圧を加えた分の圧力
が第二潤滑チャンバー１９に負荷される。このため、上
記のようにシールリング２２，２３のリップ部に作用す
る摺動負荷を低減させたことによって空気チャンバー１
７に外部水Ｗが侵入してきても、その外部水Ｗが第二潤
滑チャンバー１９側に漏洩するのが有効に防止される。

【００３０】このように、本実施形態のシール装置１に
よれば、第一の空気供給手段３３によってハウジング３
内に外部水Ｗが漏洩するのを有効に防止しながら、第二
の空気供給手段３４によって空気チャンバー１７に加圧
空気を供給することでシールリング２２，２３のリップ
部に作用する摺動負荷を低減させており、これによっ
て、ハウジング３内への漏水を発生させずにシールリン
グ２２，２３の耐久性を向上させるようにしている。ま
た、本実施形態によれば、空気チャンバー１７にドレン
回路４２を接続しているので、潤滑液体２７や外部水Ｗ
が空気チャンバー１７内に漏洩してきてもそれらを船内
に回収することができる。このため、潤滑液体２７が外
部に吹き出されることに伴う環境汚染を防止しながらシ
ールリング２３を潤滑状態にすることができる。

【００３１】更に、本実施形態では、第一潤滑チャンバ
ー１８内の潤滑剤２５が後部側に吹き飛ばされない程度
の高粘性を有しているので、空気チャンバー１７から空
気が吹き出す程度に加圧空気の圧力を増大させた場合で
も潤滑剤２５が外部に飛散することがなく、この点でも
環境汚染を未然に防止することができるし、油漏れの防
止対策のために更に後部側にシールリングを追加する必
要もなくなるので、シール装置１の軸方向寸法をコンパ
クト化することができる。一方、本実施形態では、第一
の空気供給手段３３が二つのエアリレー４０，４０を有
しており、この各エアリレー４０，４０のパイロットポ
ートがそれぞれ空気配管（パイロット圧の検出配管）３
７に接続されているので、その空気配管３７内の空気圧
の変動が大きい場合であっても、二つのエアリレー４
０，４０のうちの少なくともいずれか一方がその空気圧
を適切に検出するので、パイロット圧の検出精度が向上
する。

【００３２】また、その各エアリレー４０，４０の出力
ポートをそれぞれ重力タンク２８に接続することによっ
て、二つのエアリレー４０，４０による出力圧を重力タ
ンク２８に加えているので、この重力タンク２８の容積
が通常通りの大きさであっても、同タンク２８内の空気
圧がエアリレー４０の出力圧に適切に追従する。このた
め、本実施形態のシール装置によれば、一般の船舶で要
求される波浪条件を超えるような喫水圧（検出配管３７
内の空気圧）Ｐの変動があっても、重力タンク２８内の
空気圧をその喫水圧Ｐに適切に連動させることができ
る。

【００３３】図３は、本発明に係るシール装置１の第二
実施形態を示している。上記第一実施形態と本実施形態
との主な相違点は、前者が、シールリングを通して加圧
空気を吹き出すタイプであるのに対して、後者は、シー
ルリングを通過させずに外部水Ｗに加圧空気を吹き出す
ことによって重力タンク２８及び空気チャンバー１７内
の空気圧を変更できるようになっている点にあり、その
他の構成はほぼ同様である。従って、以下においては、
第一実施形態と異なる点を重点的に説明し、構造ないし
作用が同じ部材については図面に同じ参照符号を付する
ことによって、重複説明を省略する。

【００３４】図３に示すように、本実施形態の第二の空
気供給手段３４は、海底油田プラント内に配置されたコ
ンプレッサー等よりなる圧縮空気源４６と、この圧縮空
気源４６からの加圧空気を所定の圧力及び流量に設定す
る空気制御ユニット４７と、この空気制御ユニット４７
を通過した加圧空気をシールリング２１，２２を通過さ
せずに直接外部水Ｗに吹き出して喫水圧Ｐを検出する噴
出配管４８と、この噴出配管４８内の空気圧をパイロッ
ト圧として圧縮空気源４６からの加圧空気を所定の出力
圧に設定する第二のエアリレー４９と、この第二のエア
リレー４９で設定された出力圧を空気チャンバー１７内
に印加する空気配管５０と、を備えている。

【００３５】なお、本実施形態の空気制御ユニット４７
は、減圧弁５１と、その下流側に接続された流量調整弁
５２と、上記第二のエアリレー４９とから構成されてい
る。また、図例では、噴出配管４８の吹き出し口をケー
シング１４の基端部分に配置しているが、この吹き出し
口をハウジング３側に配置することもできる。上記第二
の空気供給手段３４において、第二のエアリレー４９の
出力圧を噴出配管４８内の空気圧よりもガータスプリン
グの締め付け力の分だけ高めに設定すれば、第一実施形
態の場合と同様に、空気チャンバー１７から加圧空気が
吹き出す程度にその内部の空気圧を設定することができ
る。

【００３６】また、本実施形態の第二の空気供給手段３
４によれば、第二のエアリレー４９の出力圧を噴出配管
４８内の空気圧とほぼ同等かそれよりやや低い値に設定
することもできる。この場合、空気チャンバー１７から
加圧空気が吹き出なくなるので、その吹き出しに伴って
外部に潤滑液体２７が漏洩するのを未然に防止できると
ともに、空気消費量を可及的に低減できるという利点が
ある。一方、第一の空気供給手段３３は、前記圧縮空気
源４６と、噴出配管４８内の空気圧をパイロット圧とし
て圧縮空気源４６からの加圧空気を所定の出力圧に設定
する二つの第一のエアリレー５３，５３と、この第一の
各エアリレー５３，５３で設定された出力圧を重力タン
ク２８内に印加する加圧配管５４と、を備えている。

【００３７】従って、かかる第一の空気供給手段３３に
よれば、第一の各エアリレー５３，５３の出力圧を空気
チャンバー１７内の空気圧Ｐ１よりも高めに設定するこ
とにより、空気チャンバー１７内の空気圧Ｐ１よりも高
い状態で喫水圧Ｐの変動に対応して変化する加圧空気を
重力タンク２８内に供給することができる。なお、本発
明は上記した各実施形態に限定されるものではなく、種
々に変更することができる。例えば、上記実施形態にお
いて、第一シールリング２１を省略して第一潤滑チャン
バー１８を設けない構造にすることもできる。

【００３８】また、上記実施形態において、エアリレー
４０，５３を三つ以上設けることにしてもよいし、第一
の空気供給手段３３用の圧縮空気源と第二の空気供給手
段３４用の圧縮空気源とをそれぞれ別個に設けることに
してもよい。また、上記実施形態では、海上に浮かぶ海
底油田プラントのアジマス・スラスターに本発明のシー
ル装置１を採用しているが、本発明のシール装置１は大
型船舶の船尾管シール装置や、ポッドプロペラ推進シス
テムのシール装置として利用することもできる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
一般の船舶で要求される波浪条件を超える喫水圧の変動
に対しても重力タンク内の空気圧をその喫水圧に適切に
連動できるので、より厳しい波浪条件下に晒される水中
構造体に対しても外部水の漏洩を適切に防止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】アジマス・スラスターの側面断面図である。

【図２】第一実施形態のシール装置の回路構成を示す側
面断面図である。

【図３】第二実施形態のシール装置の回路構成を示す側
面断面図である。

【符号の説明】

１シール装置３ハウジング（水中構造体）６プロペラシャフト７プロペラ１４ケーシング１７空気チャンバー１８第一潤滑チャンバー１９第二潤滑チャンバー２１第一シールリング２２第二シールリング２３第三シールリング２４第四シールリング２５潤滑剤２７潤滑液体２８重力タンク３３第一の空気供給手段３４第二の空気供給手段３５圧縮空気源３６空気制御ユニット３７空気配管（検出配管）４０エアリレー４６圧縮空気源４７空気制御ユニット４８噴出配管（検出配管）４９第二のエアリレー５０空気配管５２第一のエアリレー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3J006 AE08 AE14 AE49 3J043 AA16 BA08 CA02 CB13 DA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水中構造体（３）の後端に固定された筒
状のケーシング（１４）と、このケーシング（１４）内
に同軸心状に挿通されたプロペラシャフト（６）と、こ
のシャフト（６）と前記ケーシング（１４）との間に複
数本のシールリング（２３，２４）を設けることによっ
て形成された潤滑チャンバー（１９）と、この潤滑チャ
ンバー（１９）に潤滑液体（２７）を供給する重力タン
ク（２８）と、喫水圧（Ｐ）に連動して変化する加圧空
気を前記重力タンク（２８）に供給する空気供給手段
（３３）とを備えている水中構造体のシール装置におい
て、前記空気供給手段（３３）は、圧縮空気源（３５，４
６）と、この圧縮空気源（３５，４６）からの加圧空気
を外部に吹き出すための検出配管（３７，４８）と、こ
の検出配管（３７，４８）内の空気圧をパイロット圧と
して前記圧縮空気源（３５）からの加圧空気を所定の出
力圧に設定しかつこの出力圧を前記重力タンク（２８）
に印加する複数個のエアリレー（４０，５３）とを備
え、この各エアリレー（４０，５３）のパイロットポートが
それぞれ前記検出配管（３７，４８）に接続され、その
各エアリレー（３７，４８）の出力ポートがそれぞれ前
記重力タンク（２８）に接続されていることを特徴とす
る水中構造体のシール装置。
【請求項２】前記潤滑チャンバー（１９）を区画する
一対のシールリング（２３，２４）のうちの後部側のシ
ールリング（２３）とその更に後部側に配置されたシー
ルリング（２２）との間で空気チャンバー（１７）が区
画され、喫水圧（Ｐ）に連動して変化する加圧空気を前
記空気チャンバー（１７）に供給する第二の空気供給手
段（３４）が設けられていることを特徴とする請求項１
に記載の水中構造体のシール装置。
【請求項３】前記第二の空気供給手段（３４）は、圧
縮空気源（３５）と、前記空気チャンバー（１７）を区
画する一対のシールリング（２２，２３）のうちの後部
側のシールリング（２２）から外部に空気が吹き出す程
度に前記圧縮空気源（３５）からの加圧空気の圧力を設
定する空気制御ユニット（３６）と、この空気制御ユニ
ット（３６）を通過した前記加圧空気を前記空気チャン
バー（１７）に導く空気配管（３７）と、を備えている
ことを特徴とする請求項２に記載の水中構造体のシール
装置。
【請求項４】前記検出配管は、前記第二の空気供給手
段（３４）の空気配管（３７）であることを特徴とする
請求項３に記載の水中構造体のシール装置。
【請求項５】前記第二の空気供給手段（３４）は、圧
縮空気源（４６）と、この圧縮空気源（４６）からの加
圧空気を所定の圧力及び流量に設定する空気制御ユニッ
ト（４７）と、この空気制御ユニット（４７）を通過し
た前記加圧空気をシールリング（２１，２２）を通過さ
せずに直接外部水（Ｗ）に吹き出して喫水圧を検出する
噴出配管（４８）と、この噴出配管（４８）内の空気圧
をパイロット圧として前記圧縮空気源（４６）からの加
圧空気を所定の出力圧に設定する第二のエアリレー（４
９）と、この第二のエアリレー（４９）で設定された出
力圧を前記空気チャンバー（１７）内に印加する空気配
管（５０）と、を備えていることを特徴とする請求項２
に記載の水中構造体のシール装置。
【請求項６】前記検出配管は、前記第二の空気供給手
段（３４）の前記噴出配管（４８）であることを特徴と
することを特徴とする請求項５に記載の水中構造体のシ
ール装置。
【請求項７】前記空気チャンバー（１７）内に漏洩し
てきた前記潤滑液体（２７）や外部水（Ｗ）を回収する
ために当該空気チャンバー（１７）に接続されたドレン
回路（４２）が設けられていることを特徴とする請求項
１〜６のいずれかに記載の水中構造体のシール装置。
【請求項８】前記空気チャンバー（１７）を区画する
一対のシールリング（２２，２３）のうちの後部側のシ
ールリング（２２）とその更に後部側に配置されたシー
ルリング（２１）との間で区画された別の潤滑チャンバ
ー（１８）内に、前記空気チャンバー（１７）から吹き
出した加圧空気によっても後部側に吹き飛ばされない程
度の高粘性を有する潤滑剤（２５）が充填されているこ
とを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の水中構
造体のシール装置。