JP2015137060A - 船尾管シール装置及びこれを備える船舶 - Google Patents

Abstract

【課題】ライナーのプロペラ軸への装着作業が容易であり、長寿命に耐えうるシールリングを備えた船尾管シール装置、及びこれを備える船舶を提供する。
【解決手段】船尾管シール装置１は、船舶の船尾に装着されるプロペラに連結されるプロペラ軸に外嵌されるライナー１９と、前記ライナーの外周面に摺接するように、前記プロペラ軸の軸方向において互いに異なる軸方向位置に配置される複数のシールリング１１と、を備え、前記ライナーは、少なくとも、各々の前記シールリングの前記軸方向位置において前記プロペラ軸の外周面に接触する熱伝導部１９ａ５と、前記軸方向における前記熱伝導部以外の領域の少なくとも一部に設けられ、前記プロペラ軸の外周面と前記ライナーとの間に空隙を形成するための空隙形成部１９ａ２と、を含む。
【選択図】図３

Description

本開示は、船舶のプロペラ軸の外周に設けられる船尾管シール装置及びこれを備える船舶に係る。

従来より、船尾管から船外に延出されてプロペラが連結されるプロペラ軸の外周にプロペラ軸の軸方向に複数のシールリングが配設された船尾管シール装置が用いられている（特許文献１参照）。この船尾管シール装置は、プロペラ軸に外嵌されたライナーの外周面のプロペラ軸の軸方向に複数のシールリングが配設され、シールリングとこのシールリングのプロペラ軸の軸方向に隣接する他のシールリングによって区画される環状空間内に潤滑油を貯留するように構成されている。複数のシールリングのうち船尾側のシールリングは、船外の海水が船尾管内に流入するのを防止し、船首側のシールリングは船尾管内の潤滑油が機関室内に流入するのを防止している。

複数のシールリングが摺接するライナーはプロペラ軸の外周面に嵌合された状態で装着されるが、ライナーのプロペラ軸への挿入を容易にするため、ライナーの内周面の一部には、プロペラ軸の外周面との間に空隙形成部が形成されている。このため、ライナーのプロペラ軸の軸方向長さが長いものでも、ライナーをプロペラ軸の外周面に容易に装着することが可能である。

特許第４１０９３７４

しかしながら、近年の船舶業界の競争の激化から各部品のメンテナンスコストを削減する必要性が高まっていることから、シールリングの寿命のさらなる向上が望まれている。そのため、ライナーのプロペラ軸への装着作業の作業容易性を維持しながら、如何にしてシールリングの寿命向上を図るかが問題となる。
この点、特許文献１の船尾管シール装置では、ライナーの内周面の一部に空隙形成部を設けることでライナーのプロペラ軸への装着は容易になるかもしれないが、シールリングの寿命が必ずしも十分であるとはいえない。

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも幾つかの実施形態は、ライナーのプロペラ軸への装着作業の作業容易性を維持しつつ、長期にわたり使用可能なシールリングを備えた船尾管シール装置、及びこれを備える船舶を提供することを目的とする。

本発明の幾つかの実施形態に係わる船尾管シール装置は、船舶の船尾に装着されるプロペラに連結されるプロペラ軸に外嵌されるライナーと、前記ライナーの外周面に摺接するように、前記プロペラ軸の軸方向において互いに異なる軸方向位置に配置される複数のシールリングと、を備え、前記ライナーは、少なくとも、各々の前記シールリングの前記軸方向位置において前記プロペラ軸の外周面に接触する熱伝導部と、前記軸方向における前記熱伝導部以外の領域の少なくとも一部に設けられ、前記プロペラ軸の外周面と前記ライナーとの間に空隙を形成するための空隙形成部と、を含むように構成される。

上記船尾管シール装置によれば、プロペラ軸が回転すると、シールリングのライナーの外周に摺接する部分から摩擦熱が発生する。この摩擦熱の一部はシールリングの温度を上昇させる。一方、摩擦熱の一部はライナーの熱伝導部を介してプロペラ軸に放熱される。プロペラ軸は熱容量が大きな金属製であるので、ライナーを介してプロペラ軸に放熱される熱量を増大させることができる。このため、ライナーの外周に摺接する部分で発生した摩擦熱の多くを熱伝導部を介してプロペラ軸に放熱することができので、シールリングの温度上昇を抑えることができる。よって、シールリングの劣化が抑制されて、より長寿命に耐えうるシールリングを備えた船尾管シール装置を実現できる。また、ライナーは、プロペラ軸の外周面とライナーとの間に空隙を形成するための空隙形成部を有しているので、ライナーの内周面とプロペラ軸の外周面との接触面積を小さくすることができる。よって、ライナーをプロペラ軸の外周面に嵌合させる場合、接触抵抗を抑えることができ、ライナーをプロペラ軸の外周面に容易に装着することができる。

幾つかの実施形態では、
前記ライナーは、
前記複数のシールリングが摺接する前記外周面を形成する外筒と、
前記外筒の内周側に設けられ、前記熱伝導部を有する内筒と、を含む
ように構成される。

この場合、外筒に摩擦熱が伝わると、この摩擦熱は内筒の熱伝導部を介してプロペラ軸に伝わって放熱される。このため、摩擦熱を確実にプロペラ軸に放熱することができる。よって、より長寿命に耐えうるシールリングを備えた船尾管シール装置を実現できる。

一実施形態において、
前記内筒は、
前記複数のシールリングが設けられた領域にわたって前記軸方向に延在する筒部と、
前記筒部の内周面上に設けられ、前記プロペラ軸に向かって突出する少なくとも一つの突出部と、を含み、
前記熱伝導部は、前記少なくとも一つの突出部によって形成される。

この場合、内筒の筒部は、複数のシールリングが設けられた領域にわたって軸方向に延在しているので、シールリングがライナーに摺接する位置の周辺には必ず筒部が存在する。このため、外筒に伝わる摩擦熱の大部分を筒部に伝えることができる。このため、摩擦熱を、より確実に熱伝導部の突出部を介してプロペラ軸に放熱させることができる。よって、より長寿命に耐えうるシールリングを備えた船尾管シール装置を実現できる。

一実施形態において、
前記ライナーは、
前記ライナーの外周面のうち前記複数のシールリングとの摺接部を含む第１領域を形成する第１部分と、
前記第１部分よりも熱伝導率が高い材料で構成され、前記ライナーの外周面のうち前記第１領域以外の第２領域を形成する第２部分と、を含むように構成される。

この場合、第２領域に第１部分よりも熱伝導率が高い材料で構成された第２部分を配設することで、摩擦熱が発生すると、その摩擦熱の一部は第２部分に伝わって放熱される。このため、シールリングに伝わる摩擦熱の量を抑制することができる。よって、シールリングの温度上昇に起因したシールリングの劣化が抑制されて、シールリングの寿命を延ばすことができる。

一実施形態において、
前記第２部分は、複数の凹凸が形成された外周面を有するように構成される。

この場合、摩擦熱がライナーに伝わると、この摩擦熱は第２部分に伝わるが、第２部分の外周面に複数の凹凸が形成されているので、この凹凸によって外周面の伝熱面積を拡大することができる。このため、ライナーに吸収される摩擦熱の量を増大させることができる。このため、シールリングの温度上昇をより効果的に抑制することができる。よって、さらに長期の使用に耐えうるシールリングを備えた船尾管シール装置を実現できる。

一実施形態において、
前記ライナーの外周面は、前記第１部分の外周面と前記第２部分の外周面とが同一面上に存在するように、無段差形状として形成されているように構成される。

この場合、ライナーを複数のシールリングの内側に挿入する場合、各シールリングの先端部が第１部分及び第２部分のプロペラ軸の軸方向端部に接触して引っ掛かる虞はない。このため、船尾管シール装置の組み立て作業の作業性を向上させることができるとともに、シールリングが損傷する虞を防止することができる。

一実施形態において、前記熱伝導部は、銀、銅、金、アルミニウム、タングステンの何れかの純金属又は合金よって構成されている。

この場合、熱伝導部は、銀、銅、金、アルミニウム、タングステンの何れかを含む純金属又は合金によって構成されるので、シールリングに発生した摩擦熱を効果的に熱伝導部を介してプロペラ軸に伝えて放熱させることができる。このため、シールリングの温度上昇がより抑えられ、シールリングの温度上昇に起因したシールリングの劣化が抑制されて、シールリングの寿命を延ばすことができる。よって、さらに長期の使用に耐えうるシールリングを備えた船尾管シール装置を実現できる。

また、本発明の幾つかの実施形態に係わる船尾管シール装置は、
船舶の船尾に装着されるプロペラに連結されるプロペラ軸に外嵌されるライナーと、
前記ライナーの外周面に摺接するように、前記プロペラ軸の軸方向において互いに異なる軸方向位置に配置される複数のシールリングと、を備え、
前記ライナーは、
前記ライナーの外周面のうち前記複数のシールリングとの摺接部を含む第１領域を形成する第１部分と、
前記第１部分よりも熱伝導率が高い材料で構成され、前記ライナーの外周面のうち前記第１領域以外の第２領域を形成する第２部分と、を含むように構成される。

この場合、第２領域に第１部分よりも熱伝導率が高い材料で構成された第２部分を配設することで、摩擦熱が発生すると、その摩擦熱の一部は第２部分に伝わって放熱される。このため、シールリングに伝わる摩擦熱の量を抑制することができ、シールリングの温度上昇に起因したシールリングの劣化が抑制されて、シールリングの寿命を延ばすことができる。よって、長期の使用に耐えうるシールリングを備えた船尾管シール装置を実現できる。

一実施形態において、
前記第２部分は、銀、銅、金、アルミニウム、タングステンの何れかの純金属又は合金よって構成されている。

この場合、ライナーの第２部分は、銀、銅、金、アルミニウム、タングステンの何れかを含む純金属又は合金によって構成されるので、摩擦熱が発生すると、その摩擦熱の一部は熱伝導率が高い第２部分に伝わって放熱される。このため、シールリングに伝わる摩擦熱の量をより抑制することができる。よって、シールリングの温度上昇に起因したシールリングの劣化がより抑制されて、シールリングの寿命を延ばすことができる。

本発明の幾つかの実施形態に係わる船舶は、
船尾に装着されるプロペラと、
前記プロペラに連結されるプロペラ軸と、
前記プロペラ軸の径方向外側からの海水の流入や該前記プロペラ軸の径方向外側に存在する潤滑油の前記船尾内への流入を阻止するための船尾管シール装置と、を備え、
前記船尾管シール装置は、
前記プロペラ軸に外嵌されるライナーと、
前記ライナーの外周面に摺接するように、前記プロペラ軸の軸方向において互いに異なる軸方向位置に配置される複数のシールリングと、を含み、
前記ライナーは、
少なくとも、各々の前記シールリングの前記軸方向位置において前記プロペラ軸の外周面に接触する熱伝導部と、
前記軸方向における前記熱伝導部以外の領域の少なくとも一部に設けられ、前記プロペラ軸の外周面と前記ライナーとの間に空隙を形成するための空隙形成部と、を含むように構成される。

上記船舶によれば、プロペラ軸が回転すると、シールリングのライナーの外周面に摺接する部分から摩擦熱が発生する。この摩擦熱の一部はシールリングの温度を上昇させる。一方、摩擦熱の一部はライナーの熱伝導部を介してプロペラ軸に放熱される。プロペラ軸は熱容量が大きな金属製であるので、ライナーを介してプロペラ軸に放熱される熱量を増大させることができる。このため、ライナーの外周面に摺接する部分で発生した摩擦熱の多くを熱伝導部を介してプロペラ軸に放熱することができ、シールリングの温度上昇を抑えることができる。よって、シールリングの劣化が抑制されて、より長寿命に耐えうるシールリングを備えた船尾管シール装置を有した船舶を実現できる。また、ライナーは、プロペラ軸の外周面とライナーとの間に空隙を形成するための空隙形成部を有しているので、ライナーの内周面とプロペラ軸の外周面との接触面積を小さくすることができる。このため、ライナーをプロペラ軸の外周面に装着する場合において、接触抵抗を抑えることができる。よって、ライナーをプロペラ軸の外周面に容易に装着可能な船尾管シール装置を備えた船舶を実現できる。

本発明の少なくとも幾つかの実施形態によれば、ライナーのプロペラ軸への装着作業の作業容易性を維持しつつ、長期にわたり使用可能なシールリングを備えた船尾管シール装置及びこれを備える船舶を提供することができる。

船尾管シール装置及びこれを備える船舶の構成例を示す内部構造図である。 一実施形態に係わるシールリングを備える船尾管シール装置の部分断面図である。 一実施形態に係わるライナーを備える船尾管シール装置の部分断面図である。 一実施形態に係わる外筒と内筒を含むライナーを備える船尾管シール装置の部分断面図である。 一実施形態に係わる突出部を含むライナーを備える船尾管シール装置の部分断面図である。 一実施形態に係わる第２部分及び突出部を含むライナーを備える船尾管シール装置の部分断面図である。 一実施形態に係わる第２部分を含むライナーを備える船尾管シール装置の部分断面図である。 図６に示すライナーのVI−VI矢視に相当する部分の断面図である。

以下、添付図面に従って本発明の船尾管シール装置及びこれを備える船舶の実施形態について説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。先ず、船舶を説明する前に、船尾管シール装置について説明する。

船尾管シール装置１は、図１（内部構造図）に示すように、プロペラ３が端部に連結された推進用のプロペラ軸５と、プロペラ軸５に外嵌されるライナー１９と、船尾Ｓの船外に取り付けられ船尾Ｓ内に装着された船尾管７から船外側に延出するプロペラ軸５を挿通するハウジング９と、ハウジング９の内周側とプロペラ軸５の外周側との間をシールする複数のシールリング１１と、シールリング１１とこのシールリング１１のプロペラ軸５の軸方向に隣接する他のシールリング１１によって区画される環状空間１３内に貯留される潤滑油１５と、を有している。

船尾管７は、その船尾側端部がボルト１７等の締結手段によって船尾Ｓに固定され、船尾管７の船首側端部は船尾Ｓ内で船首側へ延びて固定支持されている。プロペラ軸５は船尾管７内に挿通されて船外に延出した状態で支持される。プロペラ軸５の船外に延出した側の端部にはプロペラ３が設けられている。プロペラ３は、プロペラ軸５の外周に外嵌されたライナー１９に固定されている。このため、プロペラ３はプロペラ軸５と一体に回転する。プロペラ軸５は、船内Ｂに設けられた図示しないエンジンからの動力を受けて回転する。

ライナー１９は、プロペラ軸５の外周に外嵌された円筒状の胴部１９ａと、胴部１９ａのプロペラ側端部に設けられて径方向外側へ突出する環状のフランジ部１９ｆとを有してなる。このフランジ部１９ｆにプロペラ３がボルト２０を介して固定されている。ライナー１９は、金属材料製（例えば、高クロムステンレス鋼）である。ライナー１９の詳細については後述する。

このライナー１９の胴部１９ａの外周には、プロペラ軸５の軸方向において互いに異なる軸方向位置Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃに配置された３つのシールリング１１が配設されている。なお、船尾Ｓ側の軸方向位置Ｐａに配置されたシールリング１１を第１シールリング１１ａと記し、第１シールリング１１ａよりも船内Ｂ側の軸方向位置Ｐｂに配置されたシールリング１１を第２シールリング１１ｂと記し、第２シールリング１１ｂよりも船内Ｂ側の軸方向位置Ｐｃに配置されたシールリング１１を第３シールリング１１ｃと記す。これらのシールリング１１は、ライナー１９の胴部１９ａの外周に接触した状態で配設されている。シールリング１１の詳細については後述する。船尾管シール装置１の最も船尾Ｓ側のライナー１９の胴部１９ａの外周には、漁網防止リング２３が装着されて、漁網等の海水中の異物の侵入を防止している。

幾つかの実施形態では、ハウジング９は、５つに分割された分割ハウジング１０（以下、船尾Ｓ側から船内Ｂ側に向かって、第１分割ハウジング１０ａ、第２分割ハウジング１０ｂ、第３分割ハウジング１０ｃ、第４分割ハウジング１０ｄ、第５分割ハウジング１０ｅと記す。）が積層状態に重なってボルト２５によって一体に船尾Ｓ側の船体に固定されている。分割ハウジング１０には、シールリング１１を保持するための環状溝１０ｆが分割ハウジング１０の幅方向一方側の側面又は両側面に設けられている。これらの環状溝１０ｆは、プロペラ軸５の軸方向に隣接する分割ハウジング１０が一体的に固定されると、隣接する分割ハウジング１０に設けられた環状溝１０ｆ同士が対向配置されて協働してシールリング１１を挟持する。

最も船尾Ｓ側に配置された第１シールリング１１ａとその船内Ｂ側に隣接する第２シールリング１１ｂとは、プロペラ軸５側（半径方向内側）に近づく従って船尾Ｓ側へ延びるように半径方向に対して傾斜して、海水が船内Ｂ側に流入するのを防ぐ働きをする。また、船内Ｂ側に最も近い位置に配設された第３シールリング１１ｃは、プロペラ軸５側（半径方向内側）に近づくに従って船内Ｂ側へ延びるように半径方向に対して傾斜して、船内Ｂ側の潤滑油が船外に漏れ出すのを防ぐ働きをする。

また、幾つかの実施形態では、第１シールリング１１ａと第２シールリング１１ｂと第３分割ハウジング１０ｃとによって区画される領域に、第１環状空間１３ａ(１３)が形成され、第２シールリング１１ｂと第３シールリング１１ｃと第４分割ハウジング１０ｄとによって区画される領域には、第２環状空間１３ｂ(１３)が形成され、第３シールリング１１ｃと第５分割ハウジング１０ｅとによって区画される領域には、第３環状空間１３ｃ（１３）が形成されている。これら第１環状空間１３ａ、第２環状空間１３ｂ、第３環状空間１３ｃのそれぞれには、連通油路１４（図３参照）を介して図示しない油溜りタンクに連通して潤滑油１５が貯留されている。

シールリング１１は、ゴム等のエラストマーの弾性部材からなり、ゴム材料としては、耐水、耐油に優れるフッ素ゴム（例えば、デュポン社製の商品名バイトン）、またはニトリルゴム（ＮＢＲ）によって形成されている。

シールリング１１は、円環状に形成されている。なお、第１シールリング１１ａと第２シールリング１１ｂと第３シールリング１１ｃとは同一形状であるので、第１シールリング１１ａについて説明する。なお、第３シールリング１１ｃは第１シールリング１１ａのプロペラ軸５に対する挿着方向を反対にしただけであり、第１シールリング１１ａと同一の形状を有している。第１シールリング１１ａの円環部分の断面形状は一定の断面形状を有し、プロペラ軸５の中心軸線Ｘを含む平面に対して直交する方向から見たときの断面図を図２に示す。

幾つかの実施形態では、第１シールリング１１ａは、図２（断面図）に示すように、隣接する２つの第２分割ハウジング１０ｂ及び第３分割ハウジング１０ｃの側面に形成された環状溝１０ｆ、１０ｆに嵌合するキー部１１ａ１と、キー部１１ａ１からプロペラ軸５の中心軸線Ｘに対して略直交する方向に向ってプロペラ軸５側へ延びるヒール部１１ａ２と、ヒール部１１ａ２の先端からプロペラ軸５側に進むに従って船尾Ｓ側（プロペラ３側）（図１参照）へ傾斜して延びる腕部１１ａ３と、腕部１１ａ３の先端に形成されてライナー１９の外周に密接するリップ部１１ａ４とを有して構成され、リップ部１１ａ４の内側にプロペラ軸５が挿通する孔部１１ａ７が形成されている。

このように構成された第１シールリング１１ａは、内側の孔部１１ａ７にプロペラ軸５が挿入された状態において、腕部１１ａ３がプロペラ軸５から離れる方向に弾性変形するとともに、プロペラ軸５に外嵌されたライナー１９の外周に摺接するリップ部１１ａ４の端部（以下、「摺接部１１ａ６」と記す。）が接触幅Ｗを有して弾性変形する。従って、第１シールリング１１ａは摺接部１１ａ６を介して所定の接触圧を有するとともに接触幅Ｗを有してプロペラ軸５に接触するので、海水が船内Ｂ側に流入するのを防ぐことができる。

この第１シールリング１１ａの第１環状空間１３ａ側には、第１シールリング１１ａのヒール部１１ａ２及び腕部１１ａ３に沿って第１シールリング１１ａのリップ部１１ａ４側に延びて腕部１１ａ３を支持するバックアップリング１０ｇが配設されている。このバックアップリング１０ｇは、前述した第３分割ハウジング１０ｃ及び第４分割ハウジング１０ｄ（図１参照）にも形成されている。

幾つかの実施形態では、シールリング１１が摺接するライナー１９は、図３（部分断面図）に示すように、胴部１９ａの径方向内側にプロペラ軸５の外形よりも大きな内径を有した内周面１９ａ１が形成されている。このため、ライナー１９がプロペラ軸５の外周面５ａに装着されると、プロペラ軸５の外周面５ａとライナー１９の内周面１９ａ１との間に空隙ｇが形成される。なお、この空隙ｇを形成する内周面１９ａ１を含む胴部１９ａの部分を以下、「空隙形成部１９ａ２」と記す。

ライナー１９の内周面１９ａ１には、３つの第１シールリング１１ａ、第２シールリング１１ｂ、第３シールリング１１ｃの各軸方向位置Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃにおいてプロペラ軸５側へ突出する突出部１９ａ３が形成されている。これらの突出部１９ａ３の先端部は、ライナー１９のプロペラ軸５への装着時に、プロペラ軸５の外周面５ａに密着した状態で接触する。このため、プロペラ軸５の回転時に、第１シールリング１１ａがライナー１９の胴部１９ａの外周面１９ａ４に摺接すると、第１シールリング１１ａの摺接部１１ａ６において摩擦熱が発生するが、この摩擦熱の一部は、軸方向位置Ｐａにおけるライナー１９の胴部１９ａ及び突出部１９ａ３（以下、これらを合わせて「熱伝導部１９ａ５」と記す。）を介してプロペラ軸５に放熱される。

以上説明したように、幾つかの実施形態に係わる船尾管シール装置１によれば、ライナー１９の胴部１９ａには、熱伝導部１９ａ５と空隙形成部１９ａ２が交互に連続してプロペラ軸５の軸方向に形成されている。このため、胴部１９ａのプロペラ軸５の軸方向長さＸに対して、プロペラ軸５の外周面５ａに接触する複数（本実施の形態では３つ）の突出部１９ａ３の先端部の軸方向長さＬの合算値を、小さくすることができる。このため、ライナー１９をプロペラ軸５の外周面５ａに嵌合させる場合、プロペラ軸５の外周面５ａに接触するライナー１９の内面側の接触面積の拡大を抑制することができ、ライナー１９をプロペラ軸５の外周面５ａに装着する作業の作業性を向上させることができる。

また、船尾管シール装置１によれば、プロペラ軸５の回転時に、第１シールリング１１ａの摺接部１１ａ６がライナー１９の外周面１９ａ４に摺接すると、摺接部１１ａ６において摩擦熱が発生する。この摩擦熱の一部は潤滑油１５に吸収され、また摩擦熱の一部は第１シールリング１１ａの温度を上昇させ、また摩擦熱の一部はライナー１９に伝わる。

ライナー１９に伝わった摩擦熱の一部は、ライナー１９の熱伝導部１９ａ５を通って熱容量が大きいプロペラ軸５に放熱される。このため、摺接部１１ａ６において発生する摩擦熱の多くをライナー１９の熱伝導部１９ａ５を介してプロペラ軸５に放熱させることができる。よって、第１シールリング１１ａに伝わる摩擦熱の量を抑制することができ、第１シールリング１１ａの温度上昇に起因した第１シールリング１１ａの劣化が抑制されて、第１シールリング１１ａの寿命を延ばすことができる。よって、長期の使用に耐えうるシールリング１１を備えた船尾管シール装置１を実現できる。また、潤滑油１５に吸収された摩擦熱は、この摩擦熱によって潤滑油１５の温度を上昇させるが、この潤滑油１５に逃げた摩擦熱も熱伝導部１９ａ５が吸収してプロペラ軸５で放熱させて逃がすことができる。

次に、図４〜図８に示す例示的な実施形態の個別的内容について説明する。図４に示す例示的な実施形態では、ライナー１９の胴部１９ａは、複数のシールリング１１が摺接する外周面１９ａ４を形成する外筒１９ｂと、外筒１９ｂの内側に嵌合して設けられる内筒１９ｃとを有してなる。外筒１９ｂは円筒状に形成され、外筒１９ｂの肉厚ｔは内筒１９ｃの肉厚ｓよりも薄い。

内筒１９ｃは、複数（本実施の形態では３つ）のシールリング１１が設けられた領域を超えてプロペラ軸５の軸方向に延在する筒部１９ｃ１と、筒部１９ｃ１の内周面上に設けられ、プロペラ軸５に向かって突出する複数（本実施の形態では４つ）の突出部１９ｃ２と、を有してなる。筒部１９ｃ１は円筒状に形成され、筒部１９ｃ１の肉厚ｕは外筒１９ｂの肉厚ｔよりも厚い。突出部１９ｃ２は円環状に形成されて筒部１９ｃ１の内周面に一体的に形成されている。突出部１９ｃ２は、第１シールリング１１ａ、第２シールリング１１ｂ、第３シールリング１１ｃの各軸方向位置Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃにおいて筒部１９ｃ１の内周面からプロペラ軸５側へ突出して形成されている。なお、突出部１９ｃ２は筒部１９ｃ１と一体に形成される場合に限るものではなく、筒部１９ｃ１と別体に形成されて筒部１９ｃ１の内周面に取り付けられてもよい。

筒部１９ｃ１及び突出部１９ｃ２は、熱伝導率の高い金属、例えば、銀、銅、金、アルミニウム、タングステンの何れかの純金属又は合金よって構成されている。なお、筒部１９ｃ１及び突出部１９ｃ２は、これらの両方が熱伝導率の高い金属で構成される場合に限るものではなく、筒部１９ｃ１及び突出部１９ｃ２のうち少なくとも突出部１９ｃ２が熱伝導率の高い金属で構成されていればよい。

このように、ライナー１９を外筒１９と内筒１９ｃで構成し、内筒１９ｃを筒部１９ｃ１と突出部１９ｃ２で構成し、突出部１９ｃ２を複数のシールリング１１の各軸方向位置Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃにおいて筒部１９ｃ２の内周面からプロペラ軸５側へ突出して形成し、さらに筒部１９ｃ１と突出部１９ｃ２を熱伝導率の高い金属で構成することで、シールリング１１がライナー１９に摺接する位置の周辺には必ず熱伝導率の高い筒部１９ｃ１が存在している。このため、外筒１９ｂに伝わる摩擦熱の大部分を筒部１９ｃ１に伝えることができる。このため、突出部１９ｃ２を介して筒部１９ｃ１に伝わった摩擦熱をプロペラ軸５に放熱することができる。よって、第１シールリング１１ａに伝わる摩擦熱の量をより抑制することができ、第１シールリング１１ａの温度上昇に起因した第１シールリング１１ａの劣化をより抑制することができる。また、潤滑油１５に吸収された摩擦熱は、熱伝導率の高い筒部１９ｃ１及び突出部１９ｃ２によって吸収されて、この吸収された摩擦熱をプロペラ軸５で放熱させて逃がすことができる。

なお、外筒１９ｂは、その外周面にシールリング１１が摺接するので、耐摩耗性が必要とされる。一方、内筒１９ｃは外筒１９ｂに伝わる熱をプロペラ軸５に伝える伝熱性能が必要とされる。このため、内筒１９ｃは耐摩耗性が不要である。従って、内筒１９ｃは、耐摩耗性が確保されることを前提として、シールリング１１の数や船舶の機種変更等に応じて材料や形状を変更することができる。

図５に示す例示的な実施形態では、複数の突出部１９ｃ２が外筒１９ｂの内周面１９ｂ１に直接に設けられている。即ち、図５に示すように、内周面１９ｂ１には、第１シールリング１１ａ、第２シールリング１１ｂ、第３シールリング１１ｃの各軸方向位置Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃに対応する位置に係合溝１９ｂ２が設けられ、各係合溝１９ｂ２に突出部１９ｃ２が装着されている。これらの突出部１９ｃ２は、係合溝１９ｂ２内に嵌合させて設けてもよいし、突出部１９ｃ２と外筒１９ｂとの熱膨張差を利用して係合溝１９ｂ２内に取り付けてもよい。係合溝１９ｂ２によって胴部１９ｂに対する突出部１９ｃ２の位置決めがされる。複数の突出部１９ｃ２の各肉厚ｙは、外筒１９ｂの肉厚ｔよりも厚い。

このように、外筒１９ｂの内周面１９ｂ１に突出部１９ｃ２を設けることで、プロペラ軸５の回転時に第１シールリング１１ａのリップ部１１ａ４の摺接部１１ａ６がライナー１９（図１参照）の外筒１９ｂに摺接すると、摺接部１１ａ６から摩擦熱が発生するが、この摩擦熱の一部は潤滑油１５に吸収され、摩擦熱の一部は第１シールリング１１ａの温度を上昇させ、また摩擦熱の一部はライナー１９に伝わる。ここで、突出部１９ｃ２は、第１シールリング１１ａが設けられた軸方向位置Ｐａに配設されているので、第１シールリング１１ａがライナー１９の外筒１９ｂに摺接する軸方向位置ｐａの周辺には必ず熱伝導率の高い突出部１９ｃ２が存在する。このため、外筒１９ｂに伝わる摩擦熱の大部分を突出部１９ｃ２に伝えることができる。このため、外筒１９ｂに伝わる摩擦熱を突出部１９ｃ２を介してプロペラ軸５に放熱させることができる。よって、第１シールリング１１ａに伝わる摩擦熱の量をより抑制することができ、第１シールリング１１ａの温度上昇に起因した第１シールリング１１ａの劣化をより抑制することができる。よって、長期の使用に耐えうるシールリング１１を備えた船尾管シール装置１を実現できる。また、潤滑油１５に吸収された摩擦熱は、外筒１９ｂを介して熱伝導率の高い突出部１９ｃ２が吸収して、この吸収された摩擦熱をプロペラ軸５で放熱させて逃がすことができる。

図６に示す例示的な実施形態では、図６に示すように、ライナー１９は、上述した図３に示すライナー１９を基本構造とし、ライナー１９の胴部１９ａの外周面１９ａ４のうち複数のシールリング１１との摺接部１１ａ６を含む第１領域Ａ１を第１部分１９ｄとして形成され、ライナー１９の胴部１９ａの外周面１９ａ４のうち第１領域Ａ１以外の第２領域Ａ２を第２部分１９ｅとして形成されている。第２部分１９ｅは、第１部分１９ｄよりも熱伝導率が高い材料で構成され、第１部分１９ｄの外周面１９ｄ１と第２部分１９ｅの外周面１９ｅ１とは同一面上に存在するように、無段差状に形成されている。図６に示す実施形態では、第１部分１９ｄは上述した胴部１９ａ（図３参照）と同一材料及び形状に形成されている。

一方、第２部分１９ｅは筒状に形成され、胴部１９ａの外周面１９ａ４において第２領域Ａ２に形成された環状溝１９ａ６に装着されている。第２部分１９ｅは、熱伝導率が高い材料、例えば、銀、銅、金、アルミニウム、タングステンの何れかの純金属又は合金よって構成されている。なお、第２部分１９ｅは、胴部１９ａと別体に構成される場合に限るものではなく、第２部分１９ｅを胴部１９ａと一体として形成してもよい。この場合には、第２部分１９ｅを含む空隙形成部１９ａ２を熱伝導率が高い材料で形成し、第１部分１９ｄを含む熱伝導部１９ａ５を第２部分１９ｅよりも熱伝導性の低い金属で形成する。

このように、ライナー１９の外周面１９ａ４のうち第１領域Ａ１以外の第２領域Ａ２を第１部分１９ｄよりも熱伝導率が高い材料の第２部分１９ｅとして形成することで、第１シールリング１１ａの摺接部１１ａ６で摩擦熱が発生すると、その摩擦熱の一部はライナーの熱伝導部１９ａ５を介してプロペラ軸５に放熱される。また摩擦熱の一部は第２部分１９ｅに伝わって放熱される。このため、第１シールリング１１ａに伝わる摩擦熱の量をより抑制することができ、第１シールリング１１ａの温度上昇に起因した第１シールリング１１ａの劣化がより抑制されて、第１シールリング１１ａの寿命を延ばすことができる。よって、長期の使用に耐えうるシールリング１１を備えた船尾管シール装置１を実現できる。また、摺接部１１ａ６で発生した摩擦熱の一部は潤滑油１５に吸収されるが、この潤滑油１５に吸収された摩擦熱は、熱伝導率の高い第２部分１９ｅが吸収して逃がすことができる。

図７に示す例示的な実施形態は、ライナー１９として既存のライナー１９'（胴部１９ａの内周面１９ａ１に突出部１９ａ３（図６参照）が存在しないもの）を改良して使用する場合である。このライナー１９'は、上述した図６に示すライナー１９から熱伝導部１９ａ５を取り除いて空隙形成部１９ａ２をプロペラ軸５の軸方向に連続形成して構成される。このライナー１９'の外周面１９ａ４には、上述した第１部分１９ｄ及び第２部分１９ｅが形成されている。第１部分１９ｄ及び第２部分１９ｅについては、図６に記載のものと同一であるので、説明は省略する。

このように、ライナー１９'の外周面１９ａ４のうち第１領域Ａ１以外の第２領域Ａ２を第１部分１９ｄよりも熱伝導率が高い材料の第２部分１９ｅとして形成することで、第１シールリング１１ａの摺接部１１ａ６で摩擦熱が発生すると、その摩擦熱の一部は第２部分１９ｅに伝わって放熱される。このため、第１シールリング１１ａに伝わる摩擦熱の量を抑制することができ、第１シールリング１１ａの温度上昇に起因した第１シールリング１１ａの劣化が抑制されて、第１シールリング１１ａの寿命を延ばすことができる。よって、長期の使用に耐えうるシールリング１１を備えた船尾管シール装置１を実現できる。また、ライナー１９'は、既存のライナー１９'に第２部分１９ｅを設けるだけなので、ライナー１９'の製造コストの上昇を抑えることができる。

なお、図６及び図７に示す筒状の第２部分１９ｅには、図８（断面図）に示すように、その外周面１９ｅ１にライナー１９の軸方向に延在して外周面１９ｅ１の周方向に所定間隔を有して形成された複数の凹凸１９ｅ２が設けられてもよい。このように、第２部分１９ｅの外周面１９ｅ１に複数の凹凸１９ｅ２を形成することで、この凹凸１９ｅ２によって外周面１９ｅ１の伝熱面積を拡大することができる。このため、ライナー１９，１９'に伝わる摩擦熱の量を拡大することができる。このため、シールリング１１の温度上昇をより効果的に抑制することができる。よって、さらに長期の使用に耐えうるシールリング１１を備えた船尾管シール装置１を実現できる。

次に、上述した船尾管シール装置１を備える船舶の例示的な実施形態について図１を参照しながら説明する。船舶５０は、図１に示すように、船尾Ｓ内に船尾管７が船体５１の前後方向に延びた状態で取り付けられている。この船尾管７内にはプロペラ軸５が挿通され、プロペラ軸５の船尾側端部は船尾管７から船外側に延出している。この船尾管７から船外側へ延出するプロペラ軸５を囲むようにして船尾管シール装置１が配設されている。

プロペラ軸５は、船尾管シール装置１を突き抜けるように配置され、船尾管シール装置１から延出するプロペラ軸５の先端部に複数のプロペラ３が設けられている。

このように、船体５１の船尾Ｓに船尾管シール装置１を設けることで、上述したように、海水が船内Ｂ側に流入するのを防ぐことができるとともに、船内Ｂ側の潤滑油が船外に漏れ出すのを防ぐことができる。また、長期にわたり使用可能なシールリング１１を有した船尾管シール装置１を備える船舶５０を提供することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない範囲での種々の変更が可能である。例えば、上述した各種実施形態を適宜組み合わせてもよい。

１ 船尾管シール装置
３ プロペラ
５ プロペラ軸
５ａ、１９ａ４、１９ｄ１、１９ｅ１ 外周面
７ 船尾管
９ ハウジング
１０ 分割ハウジング
１０ａ 第１分割ハウジング
１０ｂ 第２分割ハウジング
１０ｃ 第３分割ハウジング
１０ｄ 第４分割ハウジング
１０ｅ 第５分割ハウジング
１０ｆ 環状溝
１０ｇ バックアップリング
１１ シールリング
１１ａ 第１シールリング
１１ｂ 第２シールリング
１１ｃ 第３シールリング
１１ａ１ キー部
１１ａ２ ヒール部
１１ａ３ 腕部
１１ａ４ リップ部
１１ａ６ 摺接部
１１ａ７ 孔部
１３ 環状空間
１３ａ 第１環状空間
１３ｂ 第２環状空間
１３ｃ 第３環状空間
１４ 連通油路
１５ 潤滑油
１７ ボルト
１９ ライナー
１９ａ 胴部
１９ａ１ 内周面
１９ａ２ 空隙形成部
１９ａ３、１９ｃ２ 突出部
１９ａ５ 熱伝導部
１９ａ６ 環状溝
１９ｂ 外筒
１９ｂ１ 内周面
１９ｃ 内筒
１９ｃ１ 筒部
１９ｄ 第１部分
１９ｅ 第２部分
１９ｅ２ 凹凸
１９ｆ フランジ部
２０、２５ ボルト
２３ 漁網防止リング
５０ 船舶
５１ 船体
Ａ１ 第１領域
Ａ２ 第２領域
Ｂ 船内
ｇ 空隙
Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ 軸方向位置
Ｓ 船尾
Ｗ 接線幅
Ｘ 中心軸線

Claims (10)

1. 船舶の船尾に装着されるプロペラに連結されるプロペラ軸に外嵌されるライナーと、
   前記ライナーの外周面に摺接するように、前記プロペラ軸の軸方向において互いに異なる軸方向位置に配置される複数のシールリングと、を備え、
   前記ライナーは、
   少なくとも、各々の前記シールリングの前記軸方向位置において前記プロペラ軸の外周面に接触する熱伝導部と、
   前記軸方向における前記熱伝導部以外の領域の少なくとも一部に設けられ、前記プロペラ軸の外周面と前記ライナーとの間に空隙を形成するための空隙形成部と、を含む
   ことを特徴とする船尾管シール装置。
2. 前記ライナーは、
   前記複数のシールリングが摺接する前記外周面を形成する外筒と、
   前記外筒の内周側に設けられ、前記熱伝導部を有する内筒と、を含む
   ことを特徴とする請求項１に記載の船尾管シール装置。
3. 前記内筒は、
   前記複数のシールリングが設けられた領域にわたって前記軸方向に延在する筒部と、
   前記筒部の内周面上に設けられ、前記プロペラ軸に向かって突出する少なくとも一つの突出部と、を含み、
   前記熱伝導部は、前記少なくとも一つの突出部によって形成される
   ことを特徴とする請求項２に記載の船尾管シール装置。
4. 前記ライナーは、
   前記ライナーの外周面のうち前記複数のシールリングとの摺接部を含む第１領域を形成する第１部分と、
   前記第１部分よりも熱伝導率が高い材料で構成され、前記ライナーの外周面のうち前記第１領域以外の第２領域を形成する第２部分と、を含む
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の船尾管シール装置。
5. 前記第２部分は、複数の凹凸が形成された外周面を有する
   ことを特徴とする請求項４に記載の船尾管シール装置。
6. 前記ライナーの外周面は、前記第１部分の外周面と前記第２部分の外周面とが同一面上に存在するように、無段差形状として形成されている
   ことを特徴とする請求項４又は５に記載の船尾管シール装置。
7. 前記熱伝導部は、銀、銅、金、アルミニウム、タングステンの何れかの純金属又は合金よって構成されている
   ことを特徴とする請求項1及至６の何れか一項に記載の船尾管シール装置。
8. 船舶の船尾に装着されるプロペラに連結されるプロペラ軸に外嵌されるライナーと、
   前記ライナーの外周面に摺接するように、前記プロペラ軸の軸方向において互いに異なる軸方向位置に配置される複数のシールリングと、を備え、
   前記ライナーは、
   前記ライナーの外周面のうち前記複数のシールリングとの摺接部を含む第１領域を形成する第１部分と、
   前記第１部分よりも熱伝導率が高い材料で構成され、前記ライナーの外周面のうち前記第１領域以外の第２領域を形成する第２部分と、を含む
   ことを特徴とする船尾管シール装置。
9. 前記第２部分は、銀、銅、金、アルミニウム、タングステンの何れかの純金属又は合金よって構成されている
   ことを特徴とする請求項４又は８に記載の船尾管シール装置。
10. 船尾に装着されるプロペラと、
    前記プロペラに連結されるプロペラ軸と、
    前記プロペラ軸の径方向外側からの海水の流入や該前記プロペラ軸の径方向外側に存在する潤滑油の前記船尾内への流入を阻止するための船尾管シール装置と、を備え、
    前記船尾管シール装置は、
    前記プロペラ軸に外嵌されるライナーと、
    前記ライナーの外周面に摺接するように、前記プロペラ軸の軸方向において互いに異なる軸方向位置に配置される複数のシールリングと、を含み、
    前記ライナーは、
    少なくとも、各々の前記シールリングの前記軸方向位置において前記プロペラ軸の外周面に接触する熱伝導部と、
    前記軸方向における前記熱伝導部以外の領域の少なくとも一部に設けられ、前記プロペラ軸の外周面と前記ライナーとの間に空隙を形成するための空隙形成部と、を含む
    ことを特徴とする船舶。

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