JP2022158217A - 舶用二重反転プロペラ装置とこれを備えた船舶 - Google Patents
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Abstract
【課題】シールドレン回収経路を最適位置に停止できる舶用二重反転プロペラ装置とこれを備えた船舶を提供する。【解決手段】舶用二重反転プロペラ装置１００が、外軸１２、内軸１４、駆動装置３０を備える。外軸は、後端部に前プロペラ１が取り付けられ、船尾管軸受１６で回転可能に支持される。内軸は、後端部に後プロペラ２が取り付けられ二重反転軸受５，７で回転可能に支持される。船尾側船尾管シール４０は、船尾管軸受１６の海側に設けられその間をシールする。船尾側二重反転シール５０は、船尾側二重反転軸受７の海側に設けられその間をシールする。シールドレン回収装置６０は、船尾側船尾管シール又は船尾側二重反転シールにシールエアＡを供給しシールエアと共にドレンＤ１，Ｄ２を回収する。さらに、外軸又は内軸の回転位置を検出する回転位置センサ７０と、回転位置センサの検出信号により駆動装置を停止させる回転制御装置８０と、を備える。【選択図】図１
Description
本発明は、軸封装置を有する舶用二重反転プロペラ装置とこれを備えた船舶に関する。
舶用二重反転プロペラ装置は、前プロペラと後プロペラを同軸に配置し、それぞれを互に逆方向に回転させるプロペラ装置である。この舶用二重反転プロペラ装置には、海水と接する位置に、船尾側船尾管シールと船尾側二重反転シールが設けられている。
船尾側船尾管シールは、外軸と船尾の間に設けられその間をシールする。船尾側二重反転シールは、内軸と外軸の間に設けられその間をシールする。
船尾側船尾管シールは、外軸と船尾の間に設けられその間をシールする。船尾側二重反転シールは、内軸と外軸の間に設けられその間をシールする。
かかる船尾側船尾管シールと船尾側二重反転シールの潤滑油内への海水混入を防止しかつ潤滑油の海水への漏洩を防止するために、圧縮空気（シールエア）を用いたドライシール型の軸封装置（以下、「エアシール装置」）が提案されている（例えば、特許文献１）。
エアシール装置は、海水と接する位置（船尾側船尾管シールと船尾側二重反転シール）の海水側シールと潤滑油側シールの間にシールエアを供給する上流側経路と、海水と接する位置から船内にシールエアとドレンを排出する下流側経路とを有する。
この上流側経路と下流側経路を「シールドレン回収経路」と呼ぶ。
この上流側経路と下流側経路を「シールドレン回収経路」と呼ぶ。
シールドレン回収経路は、シールエアに同伴されてドレンが円滑に流れるように、シールエアの供給口が高い位置に配置され、排出口が低い位置に配置される。
すなわち、シールドレン回収回路の排出口はシールリングの下端より低い位置に配置される。これにより、シールエアの流れは弱いものの、ドレン回収ユニットまでドレンが流れ落ちることができる。
従って、固定ピッチプロペラ（ＦＰＰ）や可変ピッチプロペラ（ＣＰＰ）などの通常軸の場合、シールケーシングは船尾（固定部分）に取り付けられるので、軸の回転・停止にかかわらず位置が変わることがなく、問題なくシールドレン回収経路を形成することができる。
すなわち、シールドレン回収回路の排出口はシールリングの下端より低い位置に配置される。これにより、シールエアの流れは弱いものの、ドレン回収ユニットまでドレンが流れ落ちることができる。
従って、固定ピッチプロペラ（ＦＰＰ）や可変ピッチプロペラ（ＣＰＰ）などの通常軸の場合、シールケーシングは船尾（固定部分）に取り付けられるので、軸の回転・停止にかかわらず位置が変わることがなく、問題なくシールドレン回収経路を形成することができる。
一方、二重反転プロペラ装置（ＣＲＰ）の場合、シールドレン回収経路の一部が内軸又は外軸と共に回転するため、１回転のうちほとんどにおいて経路の大部分が排出口より高い位置に位置する。
この場合、運転中（軸が回転している間）は１回転に一度は天地位置が揃い、かつ遠心力も作用するので、問題なくドレン回収ユニットまでドレンが流れて回収できる。
しかし、停船時にはシールドレン回収経路の大部分が排出口よりも高い位置にあり、遠心力も作用しないため、ドレンの自重では排出されず、シールドレン回収経路内にドレンが滞留したままとなる。
その結果、シールの経年劣化や異常の際にドレンが増加し、また、特に停泊期間が長い船の場合には停泊中にシールチャンバ内にドレンが溢れ、海水中への漏洩リスクが高まる。
しかし、停船時にはシールドレン回収経路の大部分が排出口よりも高い位置にあり、遠心力も作用しないため、ドレンの自重では排出されず、シールドレン回収経路内にドレンが滞留したままとなる。
その結果、シールの経年劣化や異常の際にドレンが増加し、また、特に停泊期間が長い船の場合には停泊中にシールチャンバ内にドレンが溢れ、海水中への漏洩リスクが高まる。
また、二重反転プロペラ装置は、内軸と外軸を逆回転させる二重反転歯車装置を備える。この二重反転歯車装置が例えば遊星歯車式の場合、内軸と外軸が連動しかつその回転速度が異なる。
そのため、内軸と外軸の回転位置が一致するのは数百回転に一回という割合となり、メンテナンス（例えば、軸受の定期観測であるウェアダウン計測の条件出し、この時、両軸ともに頂部に位置を合わせる）の際に、長時間のターニングが必要であった。
そのため、内軸と外軸の回転位置が一致するのは数百回転に一回という割合となり、メンテナンス（例えば、軸受の定期観測であるウェアダウン計測の条件出し、この時、両軸ともに頂部に位置を合わせる）の際に、長時間のターニングが必要であった。
本発明は上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち本発明の目的は、エアシール装置を備え、かつシールドレン回収経路を最適位置に停止させることができる舶用二重反転プロペラ装置とこれを備えた船舶を提供することにある。
本発明によれば、後端部に前プロペラが取り付けられ船尾管軸受で軸心を中心に回転可能に支持された中空状の外軸と、
後端部に後プロペラが取り付けられ船尾側二重反転軸受で前記軸心を中心に回転可能に支持された内軸と、
前記船尾管軸受の海側に設けられその間をシールする船尾側船尾管シールと、
前記船尾側二重反転軸受の海側に設けられその間をシールする船尾側二重反転シールと、
前記船尾側船尾管シール又は前記船尾側二重反転シールにシールエアを供給し該シールエアと共にドレンを回収するシールドレン回収装置と、
前記外軸又は前記内軸の回転位置を検出する回転位置センサと、を備えた、舶用二重反転プロペラ装置が提供される。
後端部に後プロペラが取り付けられ船尾側二重反転軸受で前記軸心を中心に回転可能に支持された内軸と、
前記船尾管軸受の海側に設けられその間をシールする船尾側船尾管シールと、
前記船尾側二重反転軸受の海側に設けられその間をシールする船尾側二重反転シールと、
前記船尾側船尾管シール又は前記船尾側二重反転シールにシールエアを供給し該シールエアと共にドレンを回収するシールドレン回収装置と、
前記外軸又は前記内軸の回転位置を検出する回転位置センサと、を備えた、舶用二重反転プロペラ装置が提供される。
上記本発明の構成によれば、船尾側船尾管シール、船尾側二重反転シール、及びその一方又は両方にシールエアを供給しシールエアと共にドレンを排出するシールドレン回収装置を備えるので、これらによりドライシール型の軸封装置（エアシール装置）を構成することができる。
また、外軸又は内軸の回転位置を検出する回転位置センサを備えるので、その検出信号により外軸及び内軸を停止させて、シールドレン回収経路を最適位置に停止させることができる。
また、外軸又は内軸の回転位置を検出する回転位置センサを備えるので、その検出信号により外軸及び内軸を停止させて、シールドレン回収経路を最適位置に停止させることができる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
本発明による船舶は、本発明による舶用二重反転プロペラ装置１００を備える。
（第１実施形態）
図１は、本発明の舶用二重反転プロペラ装置１００の第１実施形態図である。
この図において、１は前プロペラ、２は後プロペラ、３は船尾、４は駆動軸、５は船首側二重反転軸受、６はスラスト軸受、７は船尾側二重反転軸受、８は外軸分配装置、１０はプロペラキャップである。
外軸分配装置８は、図に破線で示す経路を介して船首側二重反転軸受５、スラスト軸受６、船尾側二重反転シール５０（後述する）、船尾側船尾管シール４０（後述する）、及び、船尾管軸受１６を潤滑する。
図１は、本発明の舶用二重反転プロペラ装置１００の第１実施形態図である。
この図において、１は前プロペラ、２は後プロペラ、３は船尾、４は駆動軸、５は船首側二重反転軸受、６はスラスト軸受、７は船尾側二重反転軸受、８は外軸分配装置、１０はプロペラキャップである。
外軸分配装置８は、図に破線で示す経路を介して船首側二重反転軸受５、スラスト軸受６、船尾側二重反転シール５０（後述する）、船尾側船尾管シール４０（後述する）、及び、船尾管軸受１６を潤滑する。
図１において、舶用二重反転プロペラ装置１００は、外軸１２、内軸１４、二重反転歯車装置２０、及び、駆動装置３０を備える。
外軸１２は、中空状であり、後端部に前プロペラ１が取り付けられ、船尾管軸受１６で軸心Ｚ－Ｚを中心に回転可能に支持された外側プロペラ軸である。
内軸１４は、後端部に後プロペラ２が取り付けられ二重反転軸受５，７で軸心Ｚ－Ｚを中心に回転可能に支持された内側プロペラ軸である。
内軸１４は、後端部に後プロペラ２が取り付けられ二重反転軸受５，７で軸心Ｚ－Ｚを中心に回転可能に支持された内側プロペラ軸である。
二重反転歯車装置２０は、外軸１２と内軸１４の回転方向を互に逆方向に同期させる歯車機構である。
二重反転歯車装置２０は、遊星歯車装置、又は、並行ギヤ装置である。並行ギヤ装置は入力軸が１軸と出力軸が２軸の（１入力－２出力）であっても、入力軸が２軸と出力軸が２軸の（２入力－２出力）であってもよい。
二重反転歯車装置２０は、遊星歯車装置、又は、並行ギヤ装置である。並行ギヤ装置は入力軸が１軸と出力軸が２軸の（１入力－２出力）であっても、入力軸が２軸と出力軸が２軸の（２入力－２出力）であってもよい。
駆動装置３０は、二重反転歯車装置２０を駆動する駆動源である。駆動装置３０は、二重反転歯車装置２０の入力軸を回転駆動する内燃機関又は電動モータである。また、駆動装置３０は、内燃機関と共に二重反転歯車装置２０の入力軸を回転駆動するターニング装置（図示せず）を備えることが好ましい。
図１において、舶用二重反転プロペラ装置１００は、さらに、船尾側船尾管シール４０、船尾側二重反転シール５０、及び、シールドレン回収装置６０を備える。
船尾側船尾管シール４０は、船尾管軸受１６の海側に設けられその間をシールする。
船尾側二重反転シール５０は、船尾側二重反転軸受７の海側に設けられその間をシールする。
シールドレン回収装置６０は、船尾側船尾管シール４０又は船尾側二重反転シール５０にシールエアＡを供給しシールエアＡと共にドレンＤ１，Ｄ２を回収する。
船尾側船尾管シール４０は、船尾管軸受１６の海側に設けられその間をシールする。
船尾側二重反転シール５０は、船尾側二重反転軸受７の海側に設けられその間をシールする。
シールドレン回収装置６０は、船尾側船尾管シール４０又は船尾側二重反転シール５０にシールエアＡを供給しシールエアＡと共にドレンＤ１，Ｄ２を回収する。
図２は、図１の部分拡大図である。
この図において、外軸１２と連結され一体的に回転する部材に斜線を付している。
船尾側船尾管シール４０は、船尾管軸受１６に海水が侵入するのを防止する。
船尾側船尾管シール４０は、前部シールケーシング４２ａ、前部シールライナ４２ｂ、及び複数の前部シール部材４２ｃを有する。前部シール部材４２ｃは、リップシールであることが好ましい。
この図において、外軸１２と連結され一体的に回転する部材に斜線を付している。
船尾側船尾管シール４０は、船尾管軸受１６に海水が侵入するのを防止する。
船尾側船尾管シール４０は、前部シールケーシング４２ａ、前部シールライナ４２ｂ、及び複数の前部シール部材４２ｃを有する。前部シール部材４２ｃは、リップシールであることが好ましい。
前部シールケーシング４２ａは、船尾３に固定された静止部材であり、軸心Ｚ－Ｚを中心とする円形開口を有する。
前部シールライナ４２ｂは、この例では外軸１２の後端部又は前プロペラ１のボスに固定され、前部シールケーシング４２ａの内側に位置し、外軸１２と一体的に回転する。
前部シールライナ４２ｂは、この例では外軸１２の後端部又は前プロペラ１のボスに固定され、前部シールケーシング４２ａの内側に位置し、外軸１２と一体的に回転する。
複数（この例では４つ）の前部シール部材４２ｃは、前部シールケーシング４２ａと前部シールライナ４２ｂとの間に軸方向に間隔を隔てて位置しその間をシールして軸方向に分割された３以上（この例では３つ）の前部環状チャンバ４３を形成する。
この例で３つの前部環状チャンバ４３を、以下、海水に接する側（図で左側）から、前部第１チャンバ４３ａ、前部第２チャンバ４３ｂ、及び、前部第３チャンバ４３ｃと呼ぶ。
この例で３つの前部環状チャンバ４３を、以下、海水に接する側（図で左側）から、前部第１チャンバ４３ａ、前部第２チャンバ４３ｂ、及び、前部第３チャンバ４３ｃと呼ぶ。
図１において、シールドレン回収装置６０は、上流側経路６０Ａと下流側経路６０Ｂを有する。上流側経路６０Ａと下流側経路６０Ｂを実線で示す。
上流側経路６０Ａは、船尾側船尾管シール４０又は船尾側二重反転シール５０の海水側シールと潤滑油側シールの間にシールエアＡを供給する。
図２において、上流側経路６０Ａは、前部第１チャンバ４３ａにシールエアＡを導入する前部空気流路６１を有する。前部空気流路６１は、船尾管軸受１６と前部シールケーシング４２ａを通して設けられている。
また、この図において、前部第２チャンバ４３ｂには外軸分配装置８から上述した破線で示す経路で潤滑油が導入されている。
図２において、上流側経路６０Ａは、前部第１チャンバ４３ａにシールエアＡを導入する前部空気流路６１を有する。前部空気流路６１は、船尾管軸受１６と前部シールケーシング４２ａを通して設けられている。
また、この図において、前部第２チャンバ４３ｂには外軸分配装置８から上述した破線で示す経路で潤滑油が導入されている。
図１において、下流側経路６０Ｂは、船尾側船尾管シール４０又は船尾側二重反転シール５０の下端から船内にシールエアＡと共にドレンＤ１，Ｄ２を回収する。
図２において、下流側経路６０Ｂは、前部第１チャンバ４３ａで発生する前部ドレンＤ１を船内まで回収する第１ドレン流路６５を有する。
図２において、下流側経路６０Ｂは、前部第１チャンバ４３ａで発生する前部ドレンＤ１を船内まで回収する第１ドレン流路６５を有する。
上述した構成により、前部第１チャンバ４３ａにシールエアＡを供給し、かつ前部第１チャンバ４３ａの下端から前部ドレンＤ１を単独に回収することができる。
前部ドレンＤ１は、前部第１チャンバ４３ａに侵入した海水と潤滑油の混合液である。
前部ドレンＤ１は、前部第１チャンバ４３ａに侵入した海水と潤滑油の混合液である。
前部第１チャンバ４３ａにおけるシールエアＡの圧力は、水深に相当する海水圧力より高く調整されている。従って、海水と接する前部シール部材４２ｃに漏れがある場合でも、海水側にシールエアＡが流れ、海水が加圧空気側に流入しないようになっている。
また、前部第２チャンバ４３ｂに供給される潤滑油の圧力は、前部第１チャンバ４３ａにおけるシールエアＡの圧力より高く調整されている。従って、潤滑油と接する前部シール部材４２ｃに漏れがある場合でも、空気側に潤滑油が流れ、シールエアＡが潤滑油に流入しないようになっている。
また、前部第２チャンバ４３ｂに供給される潤滑油の圧力は、前部第１チャンバ４３ａにおけるシールエアＡの圧力より高く調整されている。従って、潤滑油と接する前部シール部材４２ｃに漏れがある場合でも、空気側に潤滑油が流れ、シールエアＡが潤滑油に流入しないようになっている。
従って、上述した構成により、船尾側船尾管シール４０において、潤滑油に海水が混入するのを防止するとともに、海水中に潤滑油が流出するのを防止することができる。
また、海水と接する前部シール部材４２ｃが損傷するとシールエアＡの圧力が低下して海水が前部第１チャンバ４３ａに流入し、前部ドレンＤ１に含まれる海水が多くなる。
同様に、潤滑油と接する前部シール部材４２ｃが損傷すると、空気側に潤滑油が流入し、前部ドレンＤ１に含まれる潤滑油が多くなる。
従って、上述した構成により、前部ドレンＤ１に含まれる海水と潤滑油の量と比率から、前部第１チャンバ４３ａを構成するどちらの前部シール部材４２ｃが損傷したかを判別することができる。
同様に、潤滑油と接する前部シール部材４２ｃが損傷すると、空気側に潤滑油が流入し、前部ドレンＤ１に含まれる潤滑油が多くなる。
従って、上述した構成により、前部ドレンＤ１に含まれる海水と潤滑油の量と比率から、前部第１チャンバ４３ａを構成するどちらの前部シール部材４２ｃが損傷したかを判別することができる。
図２において、船尾側二重反転シール５０は、後部シールケーシング５４ａ、後部シールライナ５４ｂ、及び複数の後部シール部材５４ｃを有する。
後部シールケーシング５４ａは、前プロペラ１に固定され軸心Ｚ－Ｚを中心とする円形開口を有し、外軸１２と一体的に回転する。
後部シールライナ５４ｂは、内軸１４の後端部又は後プロペラ２のボスに固定され、後部シールケーシング５４ａの内側に位置し、内軸１４と一体的に回転する。
後部シールケーシング５４ａは、前プロペラ１に固定され軸心Ｚ－Ｚを中心とする円形開口を有し、外軸１２と一体的に回転する。
後部シールライナ５４ｂは、内軸１４の後端部又は後プロペラ２のボスに固定され、後部シールケーシング５４ａの内側に位置し、内軸１４と一体的に回転する。
複数（この例では３つ）の後部シール部材５４ｃは、後部シールケーシング５４ａと後部シールライナ５４ｂとの間に軸方向に間隔を隔てて位置しその間をシールして軸方向に分割された２以上（この例では２つ）の後部環状チャンバ５５を形成する。
２つの後部環状チャンバ５５を、以下、海水に接する側（図で左側）から、後部第１チャンバ５５ａ、後部第２チャンバ５５ｂと呼ぶ。
２つの後部環状チャンバ５５を、以下、海水に接する側（図で左側）から、後部第１チャンバ５５ａ、後部第２チャンバ５５ｂと呼ぶ。
上述した上流側経路６０Ａは、さらに、後部第１チャンバ５５ａに、前部第１チャンバ４３ａからシールエアＡを導入する後部空気流路６２を有する。後部空気流路６２は、図２において、前部シールライナ４２ｂ、前プロペラ１、及び、後部シールケーシング５４ａを通して設けられている。
また、この図において、後部第２チャンバ５５ｂには外軸分配装置８から上述した破線で示す経路で潤滑油が導入されている。
また、この図において、後部第２チャンバ５５ｂには外軸分配装置８から上述した破線で示す経路で潤滑油が導入されている。
図２において、下流側経路６０Ｂは、前部第３チャンバ４３ｃの後部ドレンＤ２を船内に回収する第２ドレン流路６６を有する。
後部ドレンＤ２は、後部第１チャンバ５５ａに侵入した海水と潤滑油の混合液である。
前部第３チャンバ４３ｃは、２つの前部シール部材４２ｃにより前部第１チャンバ４３ａと分離されている。
後部ドレンＤ２は、後部第１チャンバ５５ａに侵入した海水と潤滑油の混合液である。
前部第３チャンバ４３ｃは、２つの前部シール部材４２ｃにより前部第１チャンバ４３ａと分離されている。
下流側経路６０Ｂは、さらに、後部第１チャンバ５５ａで発生する後部ドレンＤ２を前部第３チャンバ４３ｃに排出する第３ドレン流路６７を有する。第３ドレン流路６７は、後部第１チャンバ５５ａの下端から前プロペラ１のボスを通って前部第３チャンバ４３ｃに連通する。
上述した構成により、図２に示す符号ａ－ｂの順で、前部第１チャンバ４３ａから後部第１チャンバ５５ａにシールエアＡを供給することができる。また、符号ｂ－ｃの順で、後部第１チャンバ５５ａの下端から前部第３チャンバ４３ｃを介して後部ドレンＤ２を前部ドレンＤ１と分離して船内に回収することができる。
以下、ａをエア流入口、ｃをエアドレン流出口と呼ぶ。
以下、ａをエア流入口、ｃをエアドレン流出口と呼ぶ。
図２において、エア流入口ａとエアドレン流出口ｃは、前部シールライナ４２ｂにおいて軸方向に離れており、その間を前部シール部材４２ｃで仕切られている。また、エア流入口ａとエアドレン流出口ｃは、軸心Ｚ－Ｚに対して対称に位置することが好ましい。
図２において、エア流入口ａから後部第１チャンバ５５ａ（符号ｂ）までは連続した１本の流路（管路）で構成され、後部第１チャンバ５５ａ（符号ｂ）の下端からエアドレン流出口ｃまでも連続した１本の流路（管路）で構成されている。従って、シールエアＡは船内からａ－ｂ－ｃの順序で流れ、船内に戻るように構成されている。
後部第１チャンバ５５ａにおけるシールエアＡの圧力は、水深に相当する海水圧力より高くなるように調整されている。従って、海水と接する後部シール部材５４ｃに漏れがある場合でも、海水側にシールエアＡが流れ、海水が加圧空気側に流入しないようになっている。
また、後部第２チャンバ５５ｂに供給される潤滑油の圧力は、後部第１チャンバ５５ａにおけるシールエアＡの圧力より高くなるように調整されている。従って、潤滑油と接する後部シール部材５４ｃに漏れがある場合でも、空気側に潤滑油が流れ、シールエアＡが潤滑油に流入しないようになっている。
従って、上述した構成により、船尾側の二重反転シール５４において潤滑油に海水が混入するのを防止するとともに、海水中に潤滑油が流出するのを防止することができる。
また、後部第２チャンバ５５ｂに供給される潤滑油の圧力は、後部第１チャンバ５５ａにおけるシールエアＡの圧力より高くなるように調整されている。従って、潤滑油と接する後部シール部材５４ｃに漏れがある場合でも、空気側に潤滑油が流れ、シールエアＡが潤滑油に流入しないようになっている。
従って、上述した構成により、船尾側の二重反転シール５４において潤滑油に海水が混入するのを防止するとともに、海水中に潤滑油が流出するのを防止することができる。
また、海水と接する後部シール部材５４ｃが損傷するとシールエアＡの圧力が低下して海水が後部第１チャンバ５５ａに流入し、後部ドレンＤ２に含まれる海水が多くなる。
同様に、潤滑油と接する後部シール部材５４ｃが損傷すると、空気側に潤滑油が流入し、後部ドレンＤ２に含まれる潤滑油が多くなる。
従って、上述した構成により、後部ドレンＤ２に含まれる海水と潤滑油の量と比率から、後部第１チャンバ５５ａを構成するどちらの後部シール部材５４ｃが損傷したかを判別することができる。
同様に、潤滑油と接する後部シール部材５４ｃが損傷すると、空気側に潤滑油が流入し、後部ドレンＤ２に含まれる潤滑油が多くなる。
従って、上述した構成により、後部ドレンＤ２に含まれる海水と潤滑油の量と比率から、後部第１チャンバ５５ａを構成するどちらの後部シール部材５４ｃが損傷したかを判別することができる。
図１において、舶用二重反転プロペラ装置１００は、さらに、回転位置センサ７０、及び、回転制御装置８０を備える。
回転位置センサ７０は、外軸１２の回転位置を検出する。回転位置センサ７０は、例えば外軸１２と連結され一体的に回転する部材外面に設けられたマーカ７２と、これを検出する非接触センサ７４と、を有する。
マーカ７２は、例えば凸部又は凹部である。また、非接触センサ７４は、例えばマーカ７２を非接触で検出する光電センサ、磁気センサ、レーザセンサ、などである。
マーカ７２は、例えば凸部又は凹部である。また、非接触センサ７４は、例えばマーカ７２を非接触で検出する光電センサ、磁気センサ、レーザセンサ、などである。
回転位置センサ７０は、この例では、図２において、前部シールライナ４２ｂに設けられたエアドレン流出口ｃが、鉛直方向下端に位置するときを検出するように設定するのがよい。なお、この場合のマーカ７２の周方向の設置位置は、エアドレン流出口ｃと同じ周方向位置であることが好ましいが、その他の位置でもよい。
回転制御装置８０は、回転位置センサ７０の検出信号により駆動装置３０を停止させる。
駆動装置３０が、内燃機関とターニング装置を備えている場合、内燃機関を無負荷にしてターニング装置で外軸１２を回転させ、回転位置センサ７０の検出信号によりターニング装置を停止させるのがよい。
また、駆動装置３０が、電動モータである場合、電動モータを直接停止させてもよい。
また、駆動装置３０が、内燃機関のみを備えている場合、内燃機関に設けられたクラッチを切断してもよい。
駆動装置３０が、内燃機関とターニング装置を備えている場合、内燃機関を無負荷にしてターニング装置で外軸１２を回転させ、回転位置センサ７０の検出信号によりターニング装置を停止させるのがよい。
また、駆動装置３０が、電動モータである場合、電動モータを直接停止させてもよい。
また、駆動装置３０が、内燃機関のみを備えている場合、内燃機関に設けられたクラッチを切断してもよい。
図３は、図２のＡ－Ａ断面図である。この図において、（Ａ）はエアドレン流出口ｃが下端近傍にある場合、（Ｂ）はエアドレン流出口ｃが上端近傍にある場合を示している。
図３（Ａ）において、前部シールケーシング４２ａとその内側の前部第１チャンバ４３ａは静止しており、外軸１２と内軸１４は互いに逆方向に回転する。また前部シールライナ４２ｂは、外軸１２と共に回転する。
シールエアＡは、前部シールケーシング４２ａの頂部から前部第１チャンバ４３ａに入り、前部シールライナ４２ｂに設けられた単一のエア流入口ａから後部空気流路６２を通って後部第１チャンバ５５ａまで供給される。
シールエアＡは、前部シールケーシング４２ａの頂部から前部第１チャンバ４３ａに入り、前部シールライナ４２ｂに設けられた単一のエア流入口ａから後部空気流路６２を通って後部第１チャンバ５５ａまで供給される。
また、後部第１チャンバ５５ａのシールエアＡと後部ドレンＤ２は、第３ドレン流路６７を通り、前部シールライナ４２ｂに設けられた単一のエアドレン流出口ｃから前部第３チャンバ４３ｃ（図２参照）に入り、その底部（下端）から第２ドレン流路６６を通って船内に回収される。
従って、停船時に図３（Ａ）の状態である場合、エア流入口ａが上端近傍にあり、エアドレン流出口ｃが下端近傍にあるので、エア流入口ａからエアドレン流出口ｃまでの間の後部ドレンＤ２を自重とシールエアＡの流れにより、ａ－ｂ－ｃの順に流すことができる。
従って、停船時に図３（Ａ）の状態である場合、エア流入口ａが上端近傍にあり、エアドレン流出口ｃが下端近傍にあるので、エア流入口ａからエアドレン流出口ｃまでの間の後部ドレンＤ２を自重とシールエアＡの流れにより、ａ－ｂ－ｃの順に流すことができる。
しかし、停船時に図３（Ｂ）の状態である場合、エア流入口ａが下端近傍にあり、エアドレン流出口ｃが上端近傍にあるので、エア流入口ａからエアドレン流出口ｃまでの間の後部ドレンＤ２が、ａ－ｂ－ｃの順に流れず、滞留又は逆流する。
上述した第１実施形態によれば、回転制御装置８０により、回転位置センサ７０の検出信号により、停船時にエアドレン流出口ｃが最下端又は下端近傍に止まるように駆動装置３０を停止させることができる。
従って、停船時にエアドレン流出口ｃが最下端又は下端近傍に位置することで、後部ドレンＤ２を自重とシールエアＡの流れとにより、ａ－ｂ－ｃの順に流して回収することができる。
なお、この例では、前部シールケーシング４２ａは、船尾３に固定されており、第１ドレン流路６５は、前部第１チャンバ４３ａの下端から前部ドレンＤ１を回収するので、常に前部ドレンＤ１を自重で回収することができる。
従って、停船時にエアドレン流出口ｃが最下端又は下端近傍に位置することで、後部ドレンＤ２を自重とシールエアＡの流れとにより、ａ－ｂ－ｃの順に流して回収することができる。
なお、この例では、前部シールケーシング４２ａは、船尾３に固定されており、第１ドレン流路６５は、前部第１チャンバ４３ａの下端から前部ドレンＤ１を回収するので、常に前部ドレンＤ１を自重で回収することができる。
（第２実施形態）
図４は本発明の舶用二重反転プロペラ装置１００の第２実施形態図であり、図５は図４の部分拡大図である。図４において、外軸１２と連結され一体的に回転する部材に斜線を付している。
以下、第１実施形態との相違点を説明する。
図４は本発明の舶用二重反転プロペラ装置１００の第２実施形態図であり、図５は図４の部分拡大図である。図４において、外軸１２と連結され一体的に回転する部材に斜線を付している。
以下、第１実施形態との相違点を説明する。
図４において、内軸１４は、駆動装置３０の駆動軸４と直結され、同一速度で回転する。
二重反転歯車装置２０は、図示しない歯車機構により、外軸１２とこれに連結された部材を内軸１４の回転方向に対し逆方向に同期して回転する。
この例では、外軸分配装置８の他に、二重反転歯車装置２０の船首側に固定された内軸分配装置９を備える。
船尾３の船首側から破線で示す経路で潤滑油が船尾側船尾管シール４０に導入されている。
また、外軸分配装置８から破線で示す経路で潤滑油がスラスト軸受６と船尾側二重反転軸受７に導入されている。
さらに、内軸分配装置９から破線で示す経路で潤滑油が船尾側二重反転シール５０に導入されている。
二重反転歯車装置２０は、図示しない歯車機構により、外軸１２とこれに連結された部材を内軸１４の回転方向に対し逆方向に同期して回転する。
この例では、外軸分配装置８の他に、二重反転歯車装置２０の船首側に固定された内軸分配装置９を備える。
船尾３の船首側から破線で示す経路で潤滑油が船尾側船尾管シール４０に導入されている。
また、外軸分配装置８から破線で示す経路で潤滑油がスラスト軸受６と船尾側二重反転軸受７に導入されている。
さらに、内軸分配装置９から破線で示す経路で潤滑油が船尾側二重反転シール５０に導入されている。
図５において、上流側経路６０Ａは、前部空気流路６１と後部空気流路６３を有し、下流側経路６０Ｂは、第１ドレン流路６５と第４ドレン流路６８を有する、
船尾３の船首側から実線で示す前部空気流路６１を介して船尾側船尾管シール４０の前部第１チャンバ４３ａにシールエアＡが導入され、前部第１チャンバ４３ａの下端から第１ドレン流路６５を介して船尾３の船首側にシールエアＡと前部ドレンＤ１が回収される。
また、内軸分配装置９から実線で示す後部空気流路６３を介して船尾側二重反転シール５０の後部第１チャンバ５５ａにシールエアＡが導入され、後部第１チャンバ５５ａの下端から第４ドレン流路６８を介して内軸分配装置９にシールエアＡと後部ドレンＤ２が回収される。
船尾３の船首側から実線で示す前部空気流路６１を介して船尾側船尾管シール４０の前部第１チャンバ４３ａにシールエアＡが導入され、前部第１チャンバ４３ａの下端から第１ドレン流路６５を介して船尾３の船首側にシールエアＡと前部ドレンＤ１が回収される。
また、内軸分配装置９から実線で示す後部空気流路６３を介して船尾側二重反転シール５０の後部第１チャンバ５５ａにシールエアＡが導入され、後部第１チャンバ５５ａの下端から第４ドレン流路６８を介して内軸分配装置９にシールエアＡと後部ドレンＤ２が回収される。
上述した構成により、船尾側船尾管シール４０と船尾側二重反転シール５０において、潤滑油に海水が混入するのを防止するとともに、海水中に潤滑油が流出するのを防止することができ、かつ前部ドレンＤ１と後部ドレンＤ２を別個に回収することができる。
この例において、前部シールケーシング４２ａは、船尾３（静止部分）に固定されており、第１ドレン流路６５は、前部第１チャンバ４３ａの下端から前部ドレンＤ１を回収するので、常に前部ドレンＤ１を自重で回収することができる。
図４において、回転位置センサ７０は、内軸１４の回転位置を検出する。
マーカ７２は、この例では、例えば内軸１４と連結され一体的に回転する部材外面に設けられる。
マーカ７２は、この例では、例えば内軸１４と連結され一体的に回転する部材外面に設けられる。
図６は図５のＢ－Ｂ断面図である。この図において、（Ａ）はエアドレン流出口ｃが下端にある場合、（Ｂ）はエアドレン流出口ｃが上端にある場合を示している。
図５と図６において、エア流入口ａとエアドレン流出口ｃは、内軸１４と内軸分配シールライナ９ｂにおいて軸方向に離れており、その間をシール部材で仕切られている。また、エア流入口ａとエアドレン流出口ｃは、軸心Ｚ－Ｚに対して対称に位置することが好ましい。
図５と図６において、エア流入口ａとエアドレン流出口ｃは、内軸１４と内軸分配シールライナ９ｂにおいて軸方向に離れており、その間をシール部材で仕切られている。また、エア流入口ａとエアドレン流出口ｃは、軸心Ｚ－Ｚに対して対称に位置することが好ましい。
図６（Ａ）において、内軸分配装置９とその内側の内軸分配チャンバ９ａは固定されており、その内側で内軸１４が回転する。また内軸分配シールライナ９ｂは、内軸１４と共に回転する。
シールエアＡは、内軸分配装置９の頂部から内軸分配チャンバ９ａに入り、内軸分配シールライナ９ｂと内軸１４に設けられた単一のエア流入口ａから後部空気流路６３に入り、後部空気流路６３を通って後部第１チャンバ５５ａまで供給される。
シールエアＡは、内軸分配装置９の頂部から内軸分配チャンバ９ａに入り、内軸分配シールライナ９ｂと内軸１４に設けられた単一のエア流入口ａから後部空気流路６３に入り、後部空気流路６３を通って後部第１チャンバ５５ａまで供給される。
また、後部第１チャンバ５５ａのシールエアＡと後部ドレンＤ２は、第４ドレン流路６８を通り、内軸分配シールライナ９ｂと内軸１４に設けられた単一のエアドレン流出口ｃから内軸分配チャンバ９ａに入り、内軸分配装置９の底部（下端）から船内に回収される。
従って、停船時に図６（Ａ）の状態の場合、エア流入口ａが上端にあり、エアドレン流出口ｃが下端にあるので、後部ドレンＤ２を自重とシールエアＡの流れとにより、ａ－ｂ－ｃの順に流すことができる。
従って、停船時に図６（Ａ）の状態の場合、エア流入口ａが上端にあり、エアドレン流出口ｃが下端にあるので、後部ドレンＤ２を自重とシールエアＡの流れとにより、ａ－ｂ－ｃの順に流すことができる。
逆に、停船時に図６（Ｂ）の状態の場合、エア流入口ａが下端にあり、エアドレン流出口ｃが上端にあるので、エア流入口ａからエアドレン流出口ｃまでの間の後部ドレンＤ２が、ａ－ｂ－ｃの順に流れず、滞留又は逆流する。
上述した第２実施形態によれば、回転制御装置８０により、回転位置センサ７０の検出信号により、停船時にエアドレン流出口ｃが最下端に止まるように駆動装置３０を停止させることができる。
従って、停船時にエアドレン流出口ｃが最下端に位置することで、後部ドレンＤ２を自重とシールエアＡの流れとにより、ａ－ｂ－ｃの順に流して回収することができる。
従って、停船時にエアドレン流出口ｃが最下端に位置することで、後部ドレンＤ２を自重とシールエアＡの流れとにより、ａ－ｂ－ｃの順に流して回収することができる。
上述した回転位置センサ７０は、第１実施形態では外軸１２の回転位置を検出し、第２実施形態では内軸１４の回転位置を検出する。しかし、本発明はこれらに限定されず、外軸１２及び内軸１４の両方の回転位置を複数の回転位置センサ７０で別個に検出してもよい。
外軸１２及び内軸１４の両方の回転位置を検出する場合、二重反転歯車装置２０が例えば遊星歯車式であり、内軸１４と外軸１２が連動しかつその回転速度が異なる場合でも、内軸１４と外軸１２の回転位置が一致する時点を検出して停止することができる。これにより、メンテナンス（例えば、軸受の定期観測であるウェアダウン計測の条件出し、この時、両軸ともに頂部に位置を合わせる）の際に、ターニング時間を大幅に短縮できる。
外軸１２及び内軸１４の両方の回転位置を検出する場合、二重反転歯車装置２０が例えば遊星歯車式であり、内軸１４と外軸１２が連動しかつその回転速度が異なる場合でも、内軸１４と外軸１２の回転位置が一致する時点を検出して停止することができる。これにより、メンテナンス（例えば、軸受の定期観測であるウェアダウン計測の条件出し、この時、両軸ともに頂部に位置を合わせる）の際に、ターニング時間を大幅に短縮できる。
上述したように、本発明の構成によれば、船尾側船尾管シール４０、船尾側二重反転シール５０、及びその一方又は両方にシールエアＡを供給しシールエアＡと共にドレンＤ１，Ｄ２を排出するシールドレン回収装置６０を備える。従ってこれらによりドライシール型の軸封装置（エアシール装置）を構成することができる。
また、外軸１２又は内軸１４の回転位置を検出する回転位置センサ７０を備えるので、その検出信号により外軸１２及び内軸１４を停止させて、シールドレン回収経路を最適位置に停止させることができる。
また、外軸１２又は内軸１４の回転位置を検出する回転位置センサ７０を備えるので、その検出信号により外軸１２及び内軸１４を停止させて、シールドレン回収経路を最適位置に停止させることができる。
なお本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。
Ａ 加圧空気（シールエア）、ａ エア流入口、ｃ エアドレン流出口、
Ｄ１ 前部ドレン、Ｄ２ 後部ドレン、Ｚ－Ｚ 軸心、
１ 前プロペラ、２ 後プロペラ、３ 船尾、４ 駆動軸、
５ 船首側二重反転軸受、６ スラスト軸受、７ 船尾側二重反転軸受、
８ 外軸分配装置、９ 内軸分配装置、９ａ 内軸分配チャンバ、
９ｂ 内軸分配シールライナ、１０ プロペラキャップ、
１２ 外軸（外側プロペラ軸）、１４ 内軸（内側プロペラ軸）、１６ 船尾管軸受、
２０ 二重反転歯車装置、３０ 駆動装置、４０ 船尾側船尾管シール、
４２ａ 前部シールケーシング、４２ｂ 前部シールライナ、
４２ｃ 前部シール部材、４３ 前部環状チャンバ、４３ａ 前部第１チャンバ、
４３ｂ 前部第２チャンバ、４３ｃ 前部第３チャンバ、５３ｃ 前部第３チャンバ、
５０ 船尾側二重反転シール、５４ａ 後部シールケーシング、
５４ｂ 後部シールライナ、５４ｃ 後部シール部材、５５ 後部環状チャンバ、
５５ａ 後部第１チャンバ、５５ｂ 後部第２チャンバ、
６０ シールドレン回収装置、６０Ａ 上流側経路、６０Ｂ 下流側経路、
６１ 前部空気流路、６２ 後部空気流路、６３ 後部空気流路、
６５ 第１ドレン流路、６６ 第２ドレン流路、６７ 第３ドレン流路、
６８ 第４ドレン流路、７０ 回転位置センサ、７２ マーカ、
７４ 非接触センサ、８０ 回転制御装置、１００ 舶用二重反転プロペラ装置
Ｄ１ 前部ドレン、Ｄ２ 後部ドレン、Ｚ－Ｚ 軸心、
１ 前プロペラ、２ 後プロペラ、３ 船尾、４ 駆動軸、
５ 船首側二重反転軸受、６ スラスト軸受、７ 船尾側二重反転軸受、
８ 外軸分配装置、９ 内軸分配装置、９ａ 内軸分配チャンバ、
９ｂ 内軸分配シールライナ、１０ プロペラキャップ、
１２ 外軸（外側プロペラ軸）、１４ 内軸（内側プロペラ軸）、１６ 船尾管軸受、
２０ 二重反転歯車装置、３０ 駆動装置、４０ 船尾側船尾管シール、
４２ａ 前部シールケーシング、４２ｂ 前部シールライナ、
４２ｃ 前部シール部材、４３ 前部環状チャンバ、４３ａ 前部第１チャンバ、
４３ｂ 前部第２チャンバ、４３ｃ 前部第３チャンバ、５３ｃ 前部第３チャンバ、
５０ 船尾側二重反転シール、５４ａ 後部シールケーシング、
５４ｂ 後部シールライナ、５４ｃ 後部シール部材、５５ 後部環状チャンバ、
５５ａ 後部第１チャンバ、５５ｂ 後部第２チャンバ、
６０ シールドレン回収装置、６０Ａ 上流側経路、６０Ｂ 下流側経路、
６１ 前部空気流路、６２ 後部空気流路、６３ 後部空気流路、
６５ 第１ドレン流路、６６ 第２ドレン流路、６７ 第３ドレン流路、
６８ 第４ドレン流路、７０ 回転位置センサ、７２ マーカ、
７４ 非接触センサ、８０ 回転制御装置、１００ 舶用二重反転プロペラ装置
Claims (7)
- 後端部に前プロペラが取り付けられ船尾管軸受で軸心を中心に回転可能に支持された中空状の外軸と、
後端部に後プロペラが取り付けられ船尾側二重反転軸受で前記軸心を中心に回転可能に支持された内軸と、
前記船尾管軸受の海側に設けられその間をシールする船尾側船尾管シールと、
前記船尾側二重反転軸受の海側に設けられその間をシールする船尾側二重反転シールと、
前記船尾側船尾管シール又は前記船尾側二重反転シールにシールエアを供給し該シールエアと共にドレンを回収するシールドレン回収装置と、
前記外軸又は前記内軸の回転位置を検出する回転位置センサと、を備えた、舶用二重反転プロペラ装置。 - 前記回転位置センサは、前記外軸又は前記内軸と連結され一体的に回転する部材外面に設けられたマーカと、該マーカを非接触で検出する非接触センサと、を有する、請求項１に記載の舶用二重反転プロペラ装置。
- 前記外軸と前記内軸の回転方向を互に逆方向に同期させる二重反転歯車装置と、
前記二重反転歯車装置を駆動する駆動装置と、
前記回転位置センサの検出信号により前記駆動装置を停止させる回転制御装置と、を備える、請求項１に記載の舶用二重反転プロペラ装置。 - 前記駆動装置は、前記二重反転歯車装置の入力軸を回転駆動する内燃機関又は電動モータである、請求項３に記載の舶用二重反転プロペラ装置。
- 前記シールドレン回収装置は、前記船尾側船尾管シール又は前記船尾側二重反転シールに前記シールエアを供給する上流側経路と、前記船尾側船尾管シール又は前記船尾側二重反転シールの下端から船内に前記シールエアと共に前記ドレンを回収する下流側経路と、を有する、請求項１に記載の舶用二重反転プロペラ装置。
- 前記シールドレン回収装置は、前記船尾側船尾管シールで発生する前部ドレンと、前記船尾側二重反転シールで発生する後部ドレンを別個に回収する、請求項１に記載の舶用二重反転プロペラ装置。
- 請求項１に記載の舶用二重反転プロペラ装置を備えた、船舶。
Priority Applications (4)
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| JP2021062968A JP2022158217A (ja) | 2021-04-01 | 2021-04-01 | 舶用二重反転プロペラ装置とこれを備えた船舶 |
| CN202280017275.9A CN116917200A (zh) | 2021-04-01 | 2022-03-24 | 船舶用双重反转螺旋桨装置和具备它的船舶 |
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| KR1020237030840A KR20230142840A (ko) | 2021-04-01 | 2022-03-24 | 선박용 이중 반전 프로펠러 장치 및 그것을 구비한 선박 |
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