JP2018536808A - 水中用途のシャフトのためのリップタイプシャフトシールを準備する方法、水中用途のシャフトにリップタイプシャフトシールを設置する方法及び水中用途のシャフトのためのリップタイプシャフトシール - Google Patents

Abstract

本発明は、水中用途のシャフトのためのリップタイプシャフトシール（２０、４０、５０）を準備する方法、水中用途のシャフトにリップタイプシャフトシールを設置する方法及び水中用途のシャフトのためのリップタイプシャフトシールに関する。本発明は、ハビタットを用いることなくフォームロック要素（２４６、２６６）を用いることに水中でシャフトの周りにシールを実際に設置できるようなフォームロック要素（２４６、２６６）を有する非連続点を含むリップタイプシャフトシールを提供するためとりわけ有利である。

Description

本発明は、水中用途のシャフトのためのリップタイプシャフトシールを準備する方法（method of preparing）、水中用途のシャフトにリップタイプシャフトシールを設置する方法及び水中用途のシャフトのためのリップタイプシャフトシールに関する。本発明の方法及びリップタイプシャフトシールは、海洋船舶又は潮流発電タービンの用途においてとりわけ適用可能である。本発明の方法及びシャフトシールは、海洋船舶又は潮流発電タービンのシャフトシールを修理する場合にとりわけ好適である。

先行技術によれば、海洋船舶の船体に海水が漏れ出るのを防止する最も外側のリップタイプシャフトシールは、修理すべき点の周りにハビタット（habitat）が配置されるようにダイバーによって修理されてきた。ハビタットは、船体に対して及び／又は海洋船舶の船尾管に液密的に固定されるテント様の構造体を意味する。係るテントには修理を行う人が空気環境下で作業でき得るように空気が充填され得る。シール、一般に１つ以上のリップタイプシャフトシールの実際の修理は、シャフト又はシャフトライナーの周りのシールハウジングからグランドを緩め、その後にグランド及びシールがハウジングから引き出され得る。交換すべき各シールは切断され、シャフト／ライナーの周りから取り外される。新たなシールを設置する場合、新たなシールがシャフト／ライナーの周りに位置し得るように先ず切り込みを入れ、その後に新たなシールの端部が固定ジグに移される。シールの端部は、切断面にエポキシを塗布し、電気ヒーターを用いてエポキシを硬化することによりジグにおいて互いに固定される。シールの端部の固定段階にハビタットの使用が必要となる。ハビタットの設置及びそれを液密／気密にするのは労力及び時間を要する面倒なタスクである。

上記に鑑み、本発明の目的は、ハビタットを必要せずに水中で設置するためのリップタイプシャフトシールを作成する新たな方法を開発することである。

本発明の別の目的は、水中設置のシャフト又はシャフトライナーに、ハビタットを必要とせずにダイバーによって設置が行え得るリップタイプシールを設置する新たな方法を開発することである。

本発明のさらに別の目的は、水中設置のシャフト又はシャフトライナーにハビタットを必要とせずにダイバーにより設置され得る新たなリップタイプシャフトシールを開発することである。

本発明の上記の及び他の目的の少なくとも一部は水中設置のために水中用途のリップタイプシャフトシールを準備する方法によって満たされ、リップタイプシャフトシールは非連続点（point of noncontinuity）を含み、非連続点は２つの端面を含み、端面には２つ以上のフォームロック要素（form-locking elements）が設けられる。

本発明の上記の及び他の目的の少なくとも一部は水中用途のためのリップタイプシャフトシールの設置方法によっても満たされ、リップタイプシャフトシールは、リップタイプシャフトシールに２つの端面を含む非連続点を設け、端面に２つ以上のフォームロック要素を設けることにより設置のために水上で準備され、リップタイプシャフトシールは、リップタイプシャフトシールを水中に移し、シャフト又はシャフトライナーの周りに覆い被せ、リップタイプシャフトシールの端部を互いにフォームロックすることによりリップタイプシャフトシールが水中でシャフト又はシャフトライナーの周りに設置される。

本発明の他の特徴は添付の従属請求項及び本発明の様々な実施形態の下記の説明から明らかになる。

本発明を適用することにより、
・水中で行う必要があるのはシャフト又はシャフトライナーの周りの定位置にシールを設置することだけなので、シャフトシールの修理が簡素になること、
・ハビタットの使用を必要とし得る水中での作業を何ら行う必要はないこと、
という利点の少なくとも一部が得られる。

以下では、水中用途のシャフトのためのリップタイプシャフトシールの作成方法、水中用途のシャフトにリップタイプシャフトシールを設置する方法及び水中用途のシャフトのためのリップタイプシャフトシールを下記の添付の図面を参照しながらより詳細に説明する。
図１は、先行技術のシャフトシールを概略的に示す。 図２は、本発明の第１及び第２の好ましい実施形態に係るシャフトシールを概略的に示す。 図３ａは、本発明の第１の好ましい実施形態に係るリップタイプシャフトシールの拡大端面図を概略的に示す。 図３ｂは、図３ａの方向Ａ−Ａに見た本発明の第１の好ましい実施形態のリップタイプシャフトシールの第２及び第３のリップシール区画を概略的に示す。 図３ｃは、図３ｂの方向Ｂ−Ｂに見た本発明の第１の好ましい実施形態のリップタイプシャフトシールの第２及び第３のリップシール区画を概略的に示す。 図４ａは、本発明の第２の好ましい実施形態に係るリップタイプシャフトシールの拡大端面図を概略的に示す。 図４ｂは、図４ａの方向Ｃ−Ｃに見た本発明の第２の好ましい実施形態のリップタイプシャフトシールの第２及び第３のリップシール区画を概略的に示す。 図４ｃは、図４ｂの方向Ｄ−Ｄに見た本発明の第２の好ましい実施形態のリップタイプシャフトシールの第２及び第３のリップシール区画を概略的に示す。 図５ａは、本発明の第３の好ましい実施形態に係るシャフトシールを概略的に示す。 図５ｂは、本発明の第３の好ましい実施形態に係るリップタイプシャフトシールの拡大端面図を概略的に示す。 図５ｃは、図５ｂの方向Ｅ−Ｅに見た本発明の第３の好ましい実施形態のリップタイプシャフトシールの端部を概略的に示す。 図５ｄは、図５ｃの方向Ｆ−Ｆに見た本発明の第３の好ましい実施形態のリップタイプシャフトシールの端部を概略的に示す。

図１は先行技術のシャフトシール１０を概略的に示す。シャフトシール１０は、シャフト又はシャフトライナーの周りにシールリングを設置し始めるときに形成される径方向の切り込み１２を有する。係る切り込みの端部は後の段階で接合されるため、切り込みの方向は重要ではない。新たなシールがシャフト／ライナーの周りに配置されると、シール１０の端部１４及び１６は固定ジグに移される。シール１０の端面又は切断面はジグにおいて端部又は切断面にエポキシを塗布し、電気加熱器を用いることによりエポキシを硬化させることで互いに固定される。シールの端部の固定工程は水中で行うことができないため、シャフトの周りでハビタットを用いることが必要になる。

ハビタットを避け得る唯一の方法は、シャフト／ライナーの周りに空気環境を設ける必要がないようにダイバーにより水中で互いに固定でき得る端部が予めリップタイプシャフトシールに設けられるようにリップタイプシャフトシールを構成することである。そのため、本発明によれば、リップタイプシャフトシールの端部には、端部を水中で互いに接続することができるようにフォームロック手段が設けられる。

シャフトシールを水中で設置するには、プロペラを取り外すことなくシールを交換する必要があるため、シャフト又はシャフトライナーの周りからシールを取り外すことができるようシールを切断するより他に方法はない。同様に、交換用のシールは連続した円形のリップタイプシャフトシールでないことが要求され得るが、設置目的のために切り込みを設ける必要がある。シャフトを密閉する目的のためのリップタイプシャフトシールの従来の製造方法は、シールを円形の金型内で正確な寸法に成形することでシールは寸法が完全な連続した環状リングになる。このようなシールを製造することにより、密閉端が細いリップは確実に所望の形状及びリップの向きを有するようになる。本発明は切り込みを有するリップタイプシールの端部を互いに接合するためにフォームロックの使用を提案するものであるため、先ず、切り込みが入れられた場合に形成される表面が必要なフォームロック要素を含むようにリップタイプシャフトシールを切断するのは不可能である。何故なら、最終的な密閉能力を保障するのに必要なフォームロック要素及び他の形状は非常に複雑な三次元面が形成されるからである。次に、単に径方向の切り込みをリップタイプシャフトシールに入れ、その後に即ち、切り込みを入れた端面に例えば都度研削することで必要なフォームロック要素及び最終的な密閉能力を確実にするのに必要な他の形状を切断端面に設けることはできない。その唯一の理由は、リップタイプシャフトシールの円周長さが大きく減少するため、フォームロック要素及び他の形状を研削した後にリップタイプシャフトシールの端部がくっつけられた場合、リップタイプシャフトシールが製造後に有していた直径とは同じではなく小さくなり得る。直径が小さくなる結果、細いシールリップが予測不可能に変形すること（皺等）が避けられなくなるため、リップタイプシャフトシールの密閉能力及び耐久性が危険にさらされる。

上記の理由から、図２は本発明の第１及び第２の好ましい実施形態に係るリップタイプシャフトシール２０、４０を概略的に示す。リップタイプシャフトシール２０、４０はそれぞれ円周方向に延びる３つのリップシール区画２２、２４、２６及び２２、４４、４６で構成される。リップシール区画の全ては径方向平面において等しい断面プロフィールを有する。第１のシール区画２２は（必須ではないが）好ましくはシャフトシールの円周の大半をカバーし、２つの端面２２２及び２２４を有する。

図３ａは、本発明の第１の好ましい実施形態に係るリップタイプシャフトシール２０の端部、より具体的には第２のリップシール区画２４の端部の拡大図を概略的に示す。リップタイプシャフトシール２０の断面はリップ区画２０Ｉ及び裏当て区画（backing section）２０ｂを示す。リップ区画２０Ｉは密封すべき面、即ちシャフト又はシャフトライナーの面の方向に延び、実際の密閉機能を行うリップ２８を含む。他方、裏当て区画２０ｂはリップ区画２０Ｉに対して実質的に直角に延びる。リップタイプシャフトシール２０はそのリップ２８が動作時に参照符号３０で概略的に示すシャフト又はシャフトライナーに押し付けられるように配置される。

図３ｂは、図３ａの方向Ａ−Ａから見た本発明のシャフトシール２０の第２のリップシール区画２４及び第３のリップシール区画２６を概略的に示し、図３ｃは、図３ｂの方向Ｂ−Ｂから見た本発明の第１の好ましい実施形態のシャフトシールの第２のリップシール区画２４及び第３のリップシール区画２６を示す。円周方向に延びる第２のリップシール区画２４及び第３のリップシール区画２６のそれぞれは好ましくは第１のリップシール区画２２（図２）よりも短く、（必須ではないが）好ましくは同じ長さを有し、第１のリップシール区画と同じ曲率を有する。第２のリップシール区画２４及び第3のリップシール区画２６は第１及び第２の円周端部を有する。第１及び第２の円周方向端部は、第２及び第３のリップシール区画を第１のリップシール区画２２の端面２２２及び２２４（図２）に固定するための第１の端面２４２及び２６２と、第２及び第３のリップシール区画を互いに固定するための２つの第２の端面２４４及び２６４を有する。端面２４４及び２６４は、シャフト又はシャフトライナーの周りにシールを設置する際に必要な非連続点も形成する。図３ｂで説明する本発明の好ましい実施形態では、第２のリップシール区画２４の第２の端面２４４には少なくとも２つの溝又は切り欠き２４６が設けられ、第３のリップシール区画２６の第２の端面２６４には第２のリップシール区画２４の各溝２４６のための突起２６６が設けられている。係る溝は、突起の外形と合致する内形を有する。溝及び突起の各対は、第２のリップシール区画２４と第３のリップシール区画２６との間で所謂フォームロック又はダブテール固定を形成する。少なくとも２つの溝及び突起の対は、少なくとも１つの対がリップ区画２０Ｉ（図３ａ）に位置し、少なくとも１つの対が裏当て区画２０ｂ（図３ａ）に位置するように配置される。リップ区画２０Ｉにさらなる溝及び突起の対が一対あることが（必須ではないが）好ましい。第２及び第３のリップシール区画は完全な円ではなく所定の長さに成形される点を除いて第１のリップシール区画と同じ方法で、即ち、成形によって製造されることが好ましい。

当然ながら、端面２４４及び２６４は、それらがリップシール区画２４及び２６との間にフォームロック又はダブテール固定を形成されるように配置される限り溝及び突起の双方を有し得ることも本発明の範囲内である。突起を別の固定部材（例えば、砂時計状の部材）に置換することもでき、その場合、第２のリップシール区画の端面２４４及び第３のリップシール区画の端面２４６は係る別の固定部材の形状に合致する溝を有するべきである。しかしながら、いずれの場合においても、リップ区画に少なくとも１組のフォームロック要素があり、リップタイプシャフトシールの裏当て区画に１組のフォームロック要素があるべきである。（必須ではないが）好ましくは、リップ区画２０Ｉに及び／又はリップ区画２０１と裏当て区画２０ｂとを接合する角部にさらに別の溝及び突起の対が一対あることが好ましい。

全ての溝又は切り欠き２４６について、それらの方向、即ち切り欠きの側面又は軸の方向は、突起２６６が一方向のみから溝内に滑り込むことができるように同じである得る。切り欠き及び突起の側面又は軸の実際の向きは、密閉すべき面と平行と密閉すべき面に対して直角との間のどこかにあり得る。

図４ａは、本発明の第２の好ましい実施形態に係るリップタイプシャフトシール４０の端部、より具体的には第２のリップシール区画４４の端部の拡大図を概略的に示す。リップタイプシャフトシール４０の断面はリップ区画４０Ｉ及び裏当て区画４０ｂを含む。リップ区画４０Ｉは密閉すべき面の方向に、即ち、シャフト又はシャフトライナーの面の方向に延び、実際の密閉機能を行うリップを含む。他方、裏当て区画４０ｂは、密閉すべき面から径方向外側でリップ区画４０Ｉに対して実質的に直角に延びる。リップタイプシャフトシール４０は、図３ａに示すのと同様にそのリップがシャフト又はシャフトライナー（図示せず）に動作中に押し付けられるように配置される。図４ａ及び本実施形態の他の図は、第１のリップシール区画４４の内面４４ｉ及び外面４４ｏについて説明する。内面４４ｉは、シールが定位置に設置された場合にシールハウジングの内部に面する面であると考えられ、外面４４ｏは、密閉すべきシャフトに面し且つシールの支持部の外面に連続する面であると考えられる。

図４ｂは、図４ａの方向Ｃ−Ｃから見たシャフトシール４０の第２のリップシール区画４４及び第３のリップシール部分区画４６を概略的に示し、図４ｃは、図４ｂの方向Ｄ−Ｄから見た本発明の第２の好ましい実施形態のシャフトシールの第２のリップシール区画４４及び第３のリップシール区画４６を示す。円周方向に延びる第２のリップシール区画４４及び第３のリップシール区画４６のそれぞれは、第１のリップシール区画２２（図２）よりも短いことが好ましく、（必須ではないが）好ましくは同じ長さを有する。第２のリップシール区画４４及び第３のリップシール区画４６は第１及び第２の円周端部を有し、第１及び第２の円周端部は、第２のリップシール区画４４及び第３のリップシール区画４６4を第１のリップシール区画２２の端面２２２及び２２４（図２）に固定するための第１の端面４４２及び４６２をそれぞれ有し、第２のリップシール区画４４及び第３のリップシール区画４６を互いに固定するための２つの第２の端面４４４及び４６４を有する。端面４４４及び４６４はシャフト又はシャフトライナーの周りにシールを設置する際に必要な非連続点も形成する。図４ｂで説明する本発明の第２の好ましい実施形態では、第２のリップシール区画４４の第２の端面４４４には少なくとも２つの溝又は切り欠き４４６が設けられ、第３のリップシール区画４６の第２の端面４６４には第２のリップシール区画４４の各溝４４６のための突起４６６が設けられている。係る溝は、突起の外形に合致する内形を有する。溝及び突起の各対は、第２のリップシール区画４４と第３のリップシール区画４６との間で所謂フォームロック又はダブテール固定を形成する。少なくとも２対の溝及び突起は、少なくとも１対がリップ区画４０Ｉ（図４ａ）に位置し、少なくとも１対が裏当て区画４０ｂ（図４ａ）に位置するように配置される。（必須ではないが）好ましくはリップ区画４０Ｉに及び／又はリップ区画４０Ｉと裏当て区画４０ｂとを接合する角部にさらに別の溝及び突起の対が一対あることが好ましい。

全ての溝又は切り欠き４４６について、その方向、即ちノッチの側面又は軸の方向は、突起４６６が一方向のみから溝内に滑り込むことができるように同じである。ノッチ及び突起の側面又は軸の実際の向きは、密閉すべき面と平行と密閉すべき面に対して直角の間のどこかであり得る。

しかしながら、図４ｃで最も分かり易く示すように、第２のリップシール区画４４及び第３のリップシール区画４６の溝４４６及び突起４６６は、リップシール区画４４及び４６の厚さ全体ではなく一方のリップシール区画の厚さ全体にわたって延びている。本実施形態では、第３のリップシール区画４６には、第３のリップシール区画の端面４６４及び突起４６６を越えて内面４６ｉの延長として続く張り出し部４６８が設けられている。それに対応するように、第２のリップシール区画４４には、第２のリップシール区画４４及び第３のリップシール区画４６を互いに接合した場合に張り出し部４６８を収容するために第２のリップシール区画の内面４４ｉに凹設されたポケット４４８が端部又はエッジ領域に設けられている。即ち、ポケット４４８が設けられることは、第２のリップシール区画４４の端部におけるエッジ領域の厚さが小さくなっていることを意味する。張り出し部４６８及びポケット４４８の目的は１つにシール区画４４及び４６の端部における接合の密閉能力を向上させるために、フォームロック要素４４６及び４６６を効率的に覆うためである。上述したフォームロックのさらなる変形例として、張り出し部の外端領域に溝又は突起のいずれかを有し、突起又は溝に対応し且つ突起又は溝と協働する凹状ポケットが反対側の面に設けられるようなフォームロックが挙げられる。

当然ながら、端面４４４及び４６４は、それらがリップシール区画４４及び４６との間にフォームロック又はダブテール固定を形成するように配置される限り、双方が溝及び突起の双方を有し得ることも本発明の第２の好ましい実施形態の範囲内にある。突起を別の固定部材（例えば、砂時計状の部材）に置換することもでき、その場合、第２のリップシール区画の端面４４４及び第３のリップシール区画の端面４４６は係る別の固定部材の形状に合致する溝を有するべきである。張り出し部４６８及びポケット４４８については、リップタイプシャフトシールの設置方法に起因して、それらは第１のリップシール区画及び第２のリップシール区画の一方の端部領域のみに位置し得る。しかしながら、張り出し部は第２及び第３のリップシール区画のいずれかの面の延長部として位置し得る。即ち、いずれかはリップシール区画の内面の延長であるか又はリップシール区画の外面の延長である。同様に、張り出し部とポケットの双方がリップシール区画の同じ側にある限り、即ち、その内側又は外側のいずれかにある限り、ポケットは第２及び第３のリップシール区画の内面又は外面のいずれかに凹設され得る。

図５ａは、本発明の第３の好ましい実施形態に係るリップタイプシャフトシール５０を概略的に示す。第３の好ましい実施形態のリップタイプシャフトシール５０は非連続点、即ち環状シャフトシール５０が切り込みを有する点を除いて環状リングであり、第１の端部５４は端面５２２を有し、第２の端部５６は端面５２４を有し、端面５２２及び５２４にはフォームロック要素が設けられている。

図５ｂは、リップタイプシャフトシール５０の端部、より具体的にはリップタイプシャフトシール５０の（図５ａの）左側又は第１の端部５４の拡大端面図を概略的に示す。リップタイプシャフトシール５０の断面はリップ区画５０Ｉ及び裏当て区画５０ｂを含む。リップ区画５０１は、密閉すべき面の方向、即ちシャフト又はシャフトライナーの面の方向に延び、実際の密閉機能を行うリップを含む。他方、裏当て区画５０ｂは密閉すべき面の径方向外側でリップ区画５０Ｉに対して実質的に直角に延びる。リップタイプシャフトシール５０は、図３ａに示すのと同様にそのリップが動作時にシャフト又はシャフトライナー（図示せず）に押し付けられるように配置される。図５ｂ及び本実施形態の他の図は、フォームロック手段を形成する少なくとも２対の溝５４６及び突起又は切り欠き５６６を有する端面５２２及び５２４を有するリップタイプシャフトシール５０の第１の端部５４及び第２の端部５６を説明する。例えば、図３ａ〜図３ｃ及び図４ａ〜図４ｃに関連して溝及び突起とそれらの位置について先に説明したことがここでも当てはまる。そのため、本発明の第３の実施形態は、図３ａ〜図３ｃで説明した単なるフォームロック要素を有するリップタイプシャフトシールの端部５４及び５６を含む第１のもの及び図４ａ〜図４ｃで説明したフォームロック要素並びに押し出し部及びそのためのポケットを有するリップタイプシャフトシールの端部５４及び５６を含む第２のものを変形例として有する。

明瞭にするために、図５ｂ〜図５ｄでは、本発明の第３の好ましい実施形態の第２の変形例を説明する。図５ｂでは、リップタイプシャフトシール５０の内面５４ｉ及び外面５４ｏが導入される。内面５４ｉは、シールが定位置に設置された場合にシールハウジングの内部に面する面であると考えられ、外面５４ｏは、密閉すべきシャフトに面するとともにシールの支持部の外面に連続する面であると考えられる。

図５ｃは、図５ｂの方向Ｅ−Ｅから見たシャフトシール５０の端部５４及び５６を概略的に示し、図５ｄは、図５ｃの方向Ｆ−Ｆから見たシャフトシールの端部５４及び５６を示す。リップタイプシャフトシール５０の端部５４及び５６は、シャフトシール５０の端部５４及び５６を互いに固定するための端面５２２及び５２４を有する。図５ｃで説明する本発明の第３の好ましい実施形態の第２の変形例では、リップタイプシャフトシールの第１の端部５４の端面５２２に少なくとも２つの溝又は切り欠き５４６が設けられ、反対側の端面、即ちリップタイプシャフトシール５０の第２の端部５６の端面５２４には、端面５２２における各溝５４６のための突起５６６が設けられている。溝は、突起の外形に合致する内形を有する。溝及び突起の各対は、リップタイプシャフトシール５０の端部５４と５６との間で所謂フォームロック又はダブテール固定を形成する。少なくとも２対の溝及び突起は、少なくとも１対がリップ区画５０Ｉ（図５ｂ）に位置し、裏当て区画５０ｂ（図５ｂ）に少なくとも１対が位置するように配置される。（必須ではないが）好ましくは、リップ区画５０Ｉに及び／又はリップ区画５０Ｉと裏当て区画５０ｂとを接合する角部にさらに別の溝と突起の対が一対存在する。

しかしながら、図５ｃ及び図５ｄで最も分かり易く示すように、リップタイプシャフトシールの端部５４及び５６の溝５４６及び突起５６６は、リップシールシャフトシールの厚さ全体ではなく端部５４及び５６の一方の厚さ全体にわたって延びている。第３の実施形態の本変形例では、リップタイプシャフトシール５０の第２の端部５６には、リップタイプシャフトシールの第２の端部５６の端面５２４及び突起５６６を越えて内面５６ｉの延長として続く張り出し部５６８が設けられている。それに対応するように、リップタイプシャフトシールの第１の端部５４には、リップタイプシャフトシール５０の端部を互いに接合した場合に張り出し部５６８を収容するためにシャフトシール５０の左側端部の内面５４ｉに凹設されたポケット５４８が端部領域に設けられている。即ち、ポケット５４８が設けられることは、リップタイプシャフトシール５０の第１の端部５４における端部領域の厚さが小さくなっていることを意味する。張り出し部５６８及びポケット５４８の目的は１つにリップタイプシャフトシール５０の端部５４及び５６における接合の密閉能力を向上させるために、フォームロック要素５４６及び５６６を効率的に覆うことである。上述したフォームロックのさらなる変形例として、張り出し部の外端領域に溝又は突起のいずれかを有し、突起又は溝に対応し且つ突起又は溝と協働する凹状ポケットが反対側の面に設けられるようなフォームロックが挙げられる。

当然ながら、端面５２２及び５２４は、それらがリップシールシャフトシール５０の端部５４及び５６との間にフォームロック又はダブテール固定を形成するように配置される限り、双方が溝及び突起の双方を有し得ることも本発明の第３の好ましい実施形態の範囲内にある。突起を別の固定部材（例えば、砂時計状の部材）に置換することもでき、その場合、リップタイプシャフトシールの端面５２２及び５２４の双方は係る別の固定部材の形状に合致する溝を有するべきである。張り出し部５６８及びポケット５４８については、リップタイプシャフトシールの設置方法に起因して、リップタイプシャフトシールの第１及び左側端部の一方の端部領域のみに位置し得る。しかしながら、張り出し部はリップタイプシャフトシールの第１及び第２の端部のいずれかの面の延長として位置する。即ち、いずれかはリップタイプシャフトシールの内面の延長であるか又はリップタイプシャフトシールの外面の延長である。同様に、張り出し部とポケットの双方がリップタイプシャフトシールの同じ側にある限り、即ち、その内側又は外側のいずれかにある限り、ポケットはリップタイプシャフトシールの内面又は外面のいずれかに凹設され得る。

本発明の第３の好ましい実施形態によれば、リップタイプシャフトシールは、フォームロック要素を備える切り込みを有する一体のリップタイプシャフトシールユニットに直接成形することにより製造され得る。即ち、リップタイプシャフトシールは２つの端部と、フォームロック要素を含む端面とを有する。このような場合、リップタイプシャフトシールの端部は、図３及びおよび図４に、とりわけ図３ｂ、図３ｃ、図４ｂ及び図４ｃに示すようなものになり得る。これは、円形／環状のリップタイプシャフトシールの製造を目的とした従来の円形又は環状の金型ではなく、金型を円周方向に閉じる中間部品を備えたものであり、中間部はリップタイプシャフトシールの端部、フォームロック要素並びに任意で張り出し部及びポケットの金型を含む。当然ながら、金型の直径は、端部の金型のために余地を残すために製造されるリップタイプシャフトシールの直径よりも幾分大きい必要がある。金型の別の選択肢は金型が幾分か螺旋状であり、それにより金型の直径は製造されるリップタイプシャフトシールの直径と同じであり得る。そのため、端面、フォームロック要素並びに任意の張り出し部及びポケットのための金型は幾分ずらされて配置されている（staggered）。

本発明の方法によれば、シャフトシールの実際の交換、即ち、古いシールの取り外し及び新しいシールの設置の両方は、ハビタットの使用を必要とせずにダイバーによって行われ得る。シャフトシールの修理又は新しいシールの設置は図２〜図４ｃで説明した第１及び第２の実施形態の原理を適用することにより開始され、とりわけ対象となるシャフト又はシャフトスリーブのための寸法を有する新しい好適なリップタイプシャフトシールが水面の上のどこかで事前に準備され、第１のリップシール区画２２、４２を形成するために所定の長さ（第２及び第３のリップシール区画の合計長さに対応）のリップタイプシャフトシールが、完全な寸法を有する完全に円形のリップタイプシャフトシールから取り外される。リップタイプシャフトシールに切り込みを入れながら所定の長さのリップタイプシャフトシールを取り外すことにより、第２及び第３のリップシール区画を固定して後にリップの曲率半径が元のリップタイプシャフトシールと全く同じものとなることが確かになる。切り込みは、シールの円周方向に対して直角に入れられることが好ましいが、切り込み端面２２２、４２２及び２２４、４２４（図２）は、第２のリップシール区画２４、４４の端面２４２、４４２及び第３のリップシール区画２６、４６の端面２６２、４６２の方向と同じであるならば、切り込みは実際にどの方向であってもよい。その後、それらの円周長さが適切な寸法を有するようにされた第２のリップシール区画２４、４４及び第３のリップシール区画２６、４６は、第１のリップシール区画２２の端部２２２及び第２のリップシール区画２４の端部２４２をジグ内に挿入し、面２２２と２４２との間にエポキシを適用し、面を互いに押し付け、エポキシを硬化させるためにエポキシを、即ちジグを加熱することにより第１のリップシール区画２２の端面２２２及び２２４（図２）に固定される。第１のリップシール区画２２及び第３のリップシール区画２６の反対側の端部についても同じことが、即ち、第１のリップシール区画２２の端部２２４及び第３のリップシール区画２６の端部２６２をジグ内に挿入し、面２２４と２６２との間にエポキシを適用し、面を互いに押し付け、エポキシを硬化させるためにエポキシを、即ちジグを加熱することが繰り返される。これによりシール２０を設置する準備ができる。第３の実施形態の原理が適用された場合、新たなシールはシールの製造業者に注文されるか又は在庫から取り出される。いずれの場合も、準備されたシールがダイバーに渡され、ダイバーは海洋船舶の底部の下にシールを運び、本願の先行技術の箇所で説明したように古いシールを取り外し、新たなシールでシャフトの周りを覆い、ダブテール固定をスライドさせて実施する。新たなシールがそのハウジングに押し込まれてグランドにより定位置に固定されると、フォームロック固定は開くことができない。そのため、本発明の方法を用いる場合、設置するための条件の新たなシールの完全な準備は予め水面上で行われ、唯一残る作業、即ち、シャフト又はシャフトスリーブの周りにシールを設置することが乾燥した環境、即ちハビタットの存在を何ら必要とすることなく水面下又は水中で行われ得る。

なお、上記では本発明の最も好ましい実施形態のいくつかのみを説明した。そのため、本発明は上述の実施形態に限定されず、添付のクレームの範囲内で多くの異なる方法で適用され得ることは明らかである。所定の実施形態に関連して説明した本発明の特徴は本発明の基本的な概念の範囲内にある。そのため、それらは本発明の別の実施形態と関連して使用され得る。そのため、本発明の異なる特徴はそのようなものが望ましく、そのための技術的な可能性が利用可能であれば、組み合わせて使用されてもよい。

先行技術によれば、海洋船舶の船体に海水が漏れ出るのを防止する最も外側のリップタイプシャフトシールは、修理すべき点の周りにハビタット（habitat）が配置されるようにダイバーによって修理されてきた。ハビタットは、船体に対して及び／又は海洋船舶の船尾管に液密的に固定されるテント様の構造体を意味する。係るテントには修理を行う人が空気環境下で作業でき得るように空気が充填され得る。シール、一般に１つ以上のリップタイプシャフトシールの実際の修理は、シャフト又はシャフトライナーの周りのシールハウジングからグランドを緩め、その後にグランド及びシールがハウジングから引き出され得る。交換すべき各シールは切断され、シャフト／ライナーの周りから取り外される。新たなシールを設置する場合、新たなシールがシャフト／ライナーの周りに位置し得るように先ず切り込みを入れ、その後に新たなシールの端部が固定ジグに移される。シールの端部は、切断面にエポキシを塗布し、電気ヒーターを用いてエポキシを硬化することによりジグにおいて互いに固定される。シールの端部の固定段階にハビタットの使用が必要となる。ハビタットの設置及びそれを液密／気密にするのは労力及び時間を要する面倒なタスクである。
２つの半分部分（two halves）で構成されるシャフトシールを開示する米国特許第４５０００９６号で別の先行技術の選択肢が説明されている。ドエルピンが挿入される垂直なガイド孔によってシールの２つの半分部分がシャフトの周りで互いに整合される。２つの半分部分は一度整合されるとボルトによって互いに固定される。

本発明の上記の及び他の目的の少なくとも一部は水中設置のために水中用途のリップタイプシャフトシールを準備する方法によって満たされ、リップタイプシャフトシールはリップ区画及び裏当て区画を有し、リップタイプシャフトシールは非連続点（point of noncontinuity）を含み、非連続点は２つの端面を含み、端面には２つ以上のフォームロック要素（form-locking elements）が設けられ、少なくとも１組のフォームロック要素がリップ区画に設けられ、少なくとも１組のフォームロック要素がリップタイプシャフトシールの裏当て区画に設けられる。

本発明の上記の及び他の目的の少なくとも一部は水中用途のためのリップタイプシャフトシールの設置方法によっても満たされ、リップタイプシャフトシールは、リップタイプシャフトシールに２つの端面を含む非連続点を設け、少なくとも１組のフォームロック要素をリップ区画に設け、少なくとも１組をリップタイプシャフトシールの裏当て区画に設け、端面に２つ以上のフォームロック要素を設けることにより設置のために水上で準備され、リップタイプシャフトシールは、リップタイプシャフトシールを水中に移し、シャフト又はシャフトライナーの周りに覆い被せ、リップタイプシャフトシールの端部を互いにフォームロックすることによりリップタイプシャフトシールが水中でシャフト又はシャフトライナーの周りに設置される。

Claims (31)

1. 水中設置のために水中用途のためのリップタイプシャフトシールを準備する方法であって、
   ａ）前記リップタイプシャフトシールに非連続点を設けるステップであって、該非連続点は２つの端面を含む、ステップと、
   ｂ）前記端面に２つ以上のフォームロック要素を設けるステップと、
   を特徴とする方法。
2. ステップｂ）において、前記リップタイプシャフトシールの端面に２つ以上の溝及び／又は突起を設けることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記リップタイプシャフトシールは、内面と外面とを有する第１の端部及び内面と外面とを有する第２の端部という２つの端部を有し、
   前記第１の端部の内面及び外面の一方に、前記第１の端部の端面及びフォームロック要素を越えて延びる張り出し部を設け、前記第２の端部の内面及び外面の一方にポケットを凹設することを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記リップタイプシャフトシールは、内面と外面とを有する第１の端部及び内面と外面とを有する第２の端部という２つの端部を有し、
   前記第２の端部の内面及び外面の一方に前記第２の端部の端面及びフォームロック要素を越えて延びる張り出し部を設け、前記第１の端部の内面及び外面の一方にポケットを凹設することを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
5. 前記リップタイプシャフトシールを一体成形することを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
6. ａ）第１の端面及び第２の端面を有する円周端を含む第１のリップシール区画を提供するためにリップタイプシャフトシールに切り込みを入れるステップと、
   ｂ）第１の端面及び第２の端面を有する円周端を含む第２のリップシール区画を提供するステップと、
   ｃ）第１の端面及び第２の端面を有する円周端を含む第３のリップシール区画を提供するステップと、
   ｄ）前記第２のリップシール区画の端面に１つ以上のフォームロック要素を設けるステップと、
   ｅ）前記第３のリップシール区画の端面に１つ以上のフォームロック要素を設けるステップと、
   ｆ）前記第１のリップシール区画の第１の端面を前記第２のリップシール区画の第１の端面に固定するステップと、
   ｇ）前記第１のリップシール区画の第２の端面を前記第３のリップシール区画の第１の端面に固定するステップを特徴とする、請求項１に記載の方法。
7. ステップｄ）において、前記第２のリップシール区画の端面に１つ以上の溝及び／又は突起を設けることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
8. ステップｅ）において、前記第３のリップシール区画の端面に１つ以上の溝及び／又は突起を設けることを特徴とする、請求項６又は７に記載の方法。
9. 前記第２のリップシール区画は内面及び外面を有し、
   ステップｄ）において、前記第２のリップシール区画の内面及び外面の一方に前記第２のリップシール区画の第２の端面及びフォームロック要素を越えて延びる張り出し部を設けるか又は前記第２のリップシール区画の内面及び外面の一方にポケットを凹設することを特徴とする、請求項６乃至８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記第３のリップシール区画は内面及び外面を有し、
    ステップｅ）において、前記第３のリップシール区画の内面及び外面の一方に前記第３のリップシール区画の第２の端面及びフォームロック要素を越えて延びる張り出し部を設けるか又は前記第３のリップシール区画の内面及び外面の一方にポケットを凹設することを特徴とする、請求項６乃至９のいずれか一項に記載の方法。
11. ステップｆ）及びｇ）において、前記第１のリップシール区画の第１の端面及び前記第２のリップシール区画の第１の端面の少なくとも一方及び前記第１のリップシール区画の第２の端面及び前記第３のリップシール区画の第１の端面の少なくとも一方にエポキシを塗布し、該端面を互いに押し付け、該エポキシを硬化させるために該エポキシを加熱することを特徴とする、請求項６乃至１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 水中用途のためのリップタイプシャフトシールを設置する方法であって、
    ａ）設置のために前記リップタイプシャフトシールを水の上で準備するステップであって、
    ｉ）前記リップタイプシャフトシールに２つの端面を含む非連続点を設けることと、
    ｉｉ）前記端面に２つ以上のフォームロック要素を設けることと
    により行われるステップと、
    ｂ）水中にあるシャフト又はシャフトライナーの周りに前記リップタイプシャフトシールを設置するステップであって、
    ｉ）前記リップタイプシャフトシールを水中に移すことと、
    ｉｉ）前記シャフト又はシャフトライナーの周りに前記リップタイプシャフトシールを覆い被せることと、
    ｉｉｉ）前記リップタイプシャフトシールの端部を互いにフォームロックすることと、
    により行われるステップと、
    を特徴とする方法。
13. ステップａ）のｉｉ）において、前記リップタイプシャフトシールの端面に２つ以上の溝及び／又は突起を設けることを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
14. 前記リップタイプシャフトシールは、内面と外面とを有する第１の端部及び内面と外面とを有する第２の端部という２つの端部を有し、
    前記第１の端部の内面及び外面の一方に前記第１の端部の第１の端面及びフォームロック要素を越えて延びる張り出し部を設け、前記第２の端部の内面及び外面の一方にポケットを凹設することを特徴とする、請求項１２又は１３に記載の方法。
15. 前記リップタイプシャフトシールは、内面と外面とを有する第１の端部及び内面と外面とを有する第２の端部という２つの端部を有し、
    前記第２の端部の内面及び外面の一方に前記第２の端部の第２の端面及びフォームロック要素を越えて延びる張り出し部を設け、前記第１の端部の内面及び外面の一方にポケットを凹設することを特徴とする、請求項１２又は１３に記載の方法。
16. 前記リップタイプシャフトシールを一体成形することを特徴とする、請求項１２乃至１５のいずれか一項に記載の方法。
17. ステップａ）のｉ）において、
    １）第１の端面及び第２の端面を有する円周端を含む第１のリップシール区画を提供すること、
    ２）第１の端面及び第２の端面を有する円周端を含む第２のリップシール区画を提供すること、
    ３）第１の端面及び第２の端面を有する円周端を含む第３のリップシール区画を提供すること、
    が行われ、
    ステップａ）のｉｉ）において、
    ４）前記第２のリップシール区画の端面に１つ以上のフォームロック要素を設けること、
    ５）前記第３のリップシール区画の端面に１つ以上のフォームロック要素を設けること、
    が行われ、
    ステップａ）として、
    ｉｉｉ）前記第１のリップシール区画の第１の端面を前記第２のリップシール区画の第１の端面に固定することと、
    ｉｖ）前記第１のリップシール区画の第２の端面を前記第３のリップシール区画の第１の端面に固定することと、
    が行われ、
    ステップｂ）のｉｉｉ）において
    前記フォームロック要素を用いることにより、前記第２のリップシール区画の第２の端面及び前記第３のリップシール区画の第２の端面を互いにフォームロックすることを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
18. ステップａ）のｉｉ）の４）において、前記第２のリップシール区画の端面に１つ以上の溝及び／又は突起を設けることを特徴とする、請求項１７に記載の方法。
19. ステップａ）のｉｉ）の５）において、前記第３のリップシール区画の端面に１つ以上の溝及び／又は突起を設けることを特徴とする、請求項１７又は１８に記載の方法。
20. ステップｂ）のｉｉｉ）において、別々のロック部材を用いて前記第２のリップシール区画の第２の端面と前記第３のリップシール区画の第２の端面とを互いにフォームロックすることを特徴とする、請求項１７乃至１９のいずれか一項に記載の方法。
21. 前記第２のリップシール区画は内面及び外面を有し、前記第３のリップシール区画は内面及び外面を有し、
    前記第２のリップシール区画又は前記第３のリップシール区画の内面及び外面の一方に前記第２のリップシール区画又は前記第３のリップシール区画の第２の端面及びフォームロック要素を越えて延びる張り出し部を設け、前記第２のリップシール区画又は前記第３のリップシール区画の内面及び外面の一方にポケットを凹設することを特徴とする、請求項１７乃至２０のいずれか一項に記載の方法。
22. 水中用途のシャフト又はシャフトライナーを密閉するためのリップタイプシャフトシールであって、
    当該リップタイプシャフトシールは非連続点を含み、該非連続点は２つの端面で形成され、該２つの端面には２つ以上のフォームロック要素が設けられることを特徴とする、リップタイプシャフトシール。
23. 前記リップタイプシャフトシールの端面には２つ以上の溝及び／又は突起が設けられることを特徴とする、請求項２２に記載のリップタイプシャフトシール。
24. 前記リップタイプシャフトシールは内面と外面とを有する第１の端部及び内面と外面とを有する第２の端部という２つの端部を有し、
    前記第１の端部の内面及び外面の一方には前記第１の端部の第１の端面及びフォームロック要素を越えて延びる張り出し部が設けられ、前記第２の端部の内面及び外面の一方にはポケットが凹設されることを特徴とする、請求項２２又は２３に記載のリップタイプシャフトシール。
25. 前記リップタイプシャフトシールは内面と外面とを有する第１の端部及び内面と外面とを有する第２の端部という２つの端部を有し、
    前記第２の端部の内面及び外面の一方には前記第２の端部の第２の端面及びフォームロック要素を越えて延びる張り出し部が設けられ、前記第１の端部の内面及び外面の一方にはポケットが凹設されることを特徴とする、請求項２２又は２３に記載のリップタイプシャフトシール。
26. 前記リップタイプシャフトシールは、円周方向に延びる第１のリップシール区画、第２のリップシール区画及び第３のリップシール区画の３つのリップシール区画で構成されることを特徴とする、請求項２２に記載のリップタイプシャフトシール。
27. 前記第１のリップシール区画は２つの端面を有する２つの円周端部を含み、前記第２のリップシール区画は２つの端面を有する２つの円周端部を含み、前記第３のリップシール区画は２つの端面を有する２つの円周端部を含むことを特徴とする、請求項２６に記載のリップタイプシャフトシール。
28. 前記第１のリップシール区画の第１の端面は前記第２のリップシール区画の第１の端面に固定され、前記第１のリップシール区画の第２の端面は前記第３のリップシール区画の第１の端面に固定され、前記第２のリップシール区画及び前記第３のリップシール区画の第２の端面にはフォームロック要素が設けられることを特徴とする、請求項２７に記載のリップタイプシャフトシール。
29. 張り出し部は前記第２のリップシール区画又は前記第３のリップシール区画の第２の端面及びフォームロック要素を越えて延在し、前記第２のリップシール区画又は前記第３のリップシール区画の第２の端部にポケットがあることを特徴とする、請求項２８に記載のリップタイプシャフトシール。
30. 前記張り出し部は、前記第２のリップシール区画又は前記第３のリップシール区画の内面の延長であり、前記ポケットは前記第２のリップシール区画又は前記第３のリップシール区画の内面に凹設されていることを特徴とする、請求項２９に記載のリップタイプシャフトシール。
31. 前記張り出し部は、前記第２のリップシール区画又は前記第３のリップシール区画の外面の延長であり、前記ポケットは前記第２のリップシール区画又は前記第３のリップシール区画の外面に凹設されていることを特徴とする、請求項２９に記載のリップタイプシャフトシール。

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