JP6215720B2 - Stern tube sealing device and ship equipped with the same - Google Patents
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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。 The present disclosure relates to a stern tube sealing device provided on an outer periphery of a propeller shaft of a ship and a ship including the stern tube sealing apparatus.
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装着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。 Conventionally, a stern tube sealing device has been used in which a plurality of seal rings are attached to the outer periphery of a propeller shaft that extends from the stern tube to the outside of the boat and is connected to the propeller in the axial direction of the propeller shaft. reference). In this stern tube sealing device, a plurality of seal rings are disposed on an outer peripheral surface of a liner fitted on a propeller shaft, and are defined by a seal ring and another seal ring adjacent to the propeller shaft in the axial direction of the seal ring. The lubricating oil is stored in the annular space. Of the multiple seal rings, the stern side seal ring prevents outboard seawater from flowing into the stern tube, and the bow side seal ring prevents lubricant in the stern tube from flowing into the engine compartment. Yes.
この従来の船尾管シール装置は、プロペラ軸の回転時にシールリングがライナーに摺接しているので、シールリングのライナーに摺接する部分に摩擦熱が生じてシールリングの温度を上昇させる。従って、シールリングが劣化してシールリングの寿命が短くなる虞がある。 In this conventional stern tube sealing device, since the seal ring is in sliding contact with the liner during rotation of the propeller shaft, frictional heat is generated in the portion of the seal ring that is in sliding contact with the liner to raise the temperature of the seal ring. Therefore, the seal ring may deteriorate and the life of the seal ring may be shortened.
一方、シールリングの温度を上昇させる摩擦熱は、環状空間内に貯留する潤滑油によって吸収されるが、摩擦熱の全てを潤滑油で吸収するのは限界がある。特に、交換部品であるシールリングの交換費用を安く抑えるためには、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の新たな構造の開発が望まれている。また、この新たな構造を有した船尾管シール装置を備える船舶の提供も望まれている。 On the other hand, the frictional heat that raises the temperature of the seal ring is absorbed by the lubricating oil stored in the annular space, but there is a limit in absorbing all the frictional heat with the lubricating oil. In particular, development of a new structure of a stern tube sealing device equipped with a seal ring that can be used for a long period of time is desired in order to keep the replacement cost of a seal ring that is a replacement part low. It is also desired to provide a ship equipped with a stern tube sealing device having this new structure.
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、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。 In view of the above circumstances, at least some embodiments of the present invention have an object to provide a stern tube sealing device including a seal ring that can be used for a long period of time and a ship including the stern tube sealing device.
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たライナーの外周面に摺接する複数のシールリングと、
前記シールリングと該シールリングの前記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貯留される潤滑油と、
前記シールリングの前記環状空間側のシール側面または前記シールリングを前記環状空間側から支持するバックアップリングの前記シール側面に対向する面の少なくとも一方に設けられる金属製の熱伝導部材と、を備えている。
A stern tube sealing device according to some embodiments of the present invention includes:
A plurality of seal rings that are in sliding contact with the outer peripheral surface of a liner that is externally fitted to a propeller shaft that is coupled to a propeller that is mounted on the stern of the ship;
Lubricating oil stored in an annular space defined by the seal ring and another seal ring adjacent in the axial direction of the propeller shaft of the seal ring;
A metal heat conduction member provided on at least one of the seal side surface of the seal ring on the annular space side or the surface facing the seal side surface of the backup ring that supports the seal ring from the annular space side. Yes.
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潤滑油に吸収され、残りの摩擦熱の一部はシールリングの温度を上昇させるが、このシールリングに伝わる摩擦熱の一部が熱伝導部材を介して放熱される。このため、潤滑油で吸収されずにシールリングを温度上昇させる熱の大部分を、熱伝導部材を介して放熱させることができる。このため、シールリングを効果的に冷却することができ、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を提供することができる。 According to the stern tube sealing device, when the propeller shaft rotates, frictional heat is generated from the portion of the seal ring in sliding contact with the outer periphery of the liner. Part of this frictional heat is absorbed by the lubricating oil, and part of the remaining frictional heat raises the temperature of the seal ring, but part of the frictional heat transmitted to this seal ring is radiated through the heat conducting member. . For this reason, most of the heat that raises the temperature of the seal ring without being absorbed by the lubricating oil can be dissipated through the heat conducting member. For this reason, the seal ring can be effectively cooled, deterioration of the seal ring due to the temperature rise of the seal ring is suppressed, and the life of the seal ring can be extended. Therefore, it is possible to provide a stern tube sealing device including a seal ring that can be used for a long time.
幾つかの実施形態では、
上記船尾管シール装置は、
前記ライナーに外嵌されて複数の前記シールリングを保持する金属製のハウジングを備える。
In some embodiments,
The stern tube sealing device is
A metal housing that is fitted on the liner and holds the plurality of seal rings is provided.
この場合、金属製のハウジングの熱容量は比較的に大きい。このため、シールリングが金属製のハウジングに保持された状態で、摩擦熱の一部が熱伝導部材を介して金属製のハウジングに伝わると、金属製のハウジングは多くの摩擦熱を吸収することができる。このため、シールリングを効果的に冷却することができる。よって、より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。 In this case, the heat capacity of the metal housing is relatively large. For this reason, when a part of frictional heat is transmitted to the metal housing through the heat conducting member while the seal ring is held in the metal housing, the metal housing absorbs a lot of frictional heat. Can do. For this reason, a seal ring can be cooled effectively. Therefore, it is possible to realize a stern tube sealing device including a seal ring that can withstand longer-term use.
幾つかの実施形態では、
上記金属製の前記熱伝導部材は、金属製の前記ハウジングによって前記シールリングが保持されると、該ハウジングに直接に接触する。
In some embodiments,
When the seal ring is held by the metal housing, the metal heat conduction member directly contacts the housing.
この場合、摩擦熱の一部を熱伝導部材から直接に金属製のハウジングに伝えることができるので、摩擦熱を効果的に放熱することができる。よって、より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。 In this case, since a part of frictional heat can be directly transmitted from the heat conducting member to the metal housing, the frictional heat can be effectively radiated. Therefore, it is possible to realize a stern tube sealing device including a seal ring that can withstand longer-term use.
一実施形態において、
前記シールリングは、
前記ハウジングに装着されるキー部と、
前記キー部から前記プロペラ軸側へ延びるとともに該プロペラ軸の軸方向に沿って延びる腕部と、
前記腕部の先端部に形成されて前記ライナーの外周面に摺接する摺接部を有するリップ部と、を含み、
金属製の前記熱伝導部材は、前記シールリングの前記環状空間側の前記シール側面のうち前記摺接部を除く領域の少なくとも一部に形成されているように構成される。
In one embodiment,
The seal ring is
A key portion mounted on the housing;
An arm portion extending from the key portion toward the propeller shaft and extending along the axial direction of the propeller shaft;
A lip portion formed at a tip portion of the arm portion and having a sliding contact portion that is in sliding contact with the outer peripheral surface of the liner,
The metal heat conduction member is configured to be formed in at least a part of the seal side surface of the seal ring on the annular space side excluding the sliding contact portion.
この場合、金属製の熱伝導部材は、シール側面のうち摺接部を除く領域の少なくとも一部に形成されているので、シールリングが本来備えるべき性質(シール性、耐摩耗性)を損なうことなく、摩擦熱によるシールリングの温度上昇を抑制することができる。このため、リップ部のプロペラ軸への接触が、漏れや早期異常摩耗等が生じない適正状態に維持されるとともに、シールリングを冷却することができる。よって、シール性を維持しながら、より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。 In this case, since the metal heat conducting member is formed in at least a part of the area of the seal side surface excluding the sliding contact portion, the properties (sealability and wear resistance) that the seal ring should originally have are impaired. In addition, the temperature rise of the seal ring due to frictional heat can be suppressed. For this reason, the contact of the lip portion with the propeller shaft is maintained in an appropriate state in which leakage and early abnormal wear do not occur, and the seal ring can be cooled. Therefore, it is possible to realize a stern tube sealing device including a seal ring that can withstand longer use while maintaining sealing performance.
一実施形態において、
前記バックアップリングは、前記熱伝導部材と一体的に形成され、
前記バックアップリング及び前記熱伝導部材は、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。
In one embodiment,
The backup ring is formed integrally with the heat conducting member,
The backup ring and the heat conducting member are made of a pure metal or alloy containing any of silver, copper, gold, aluminum, and tungsten.
この場合、バックアップリング及び熱伝導部材は、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が効果的にバックアップリング及び熱伝導部材に伝わって放熱することができる。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。 In this case, since the backup ring and the heat conducting member are made of pure metal or alloy containing any of silver, copper, gold, aluminum, and tungsten, the frictional heat generated in the seal ring is effectively used as the backup ring and heat. Heat can be transmitted to the conductive member. Therefore, a stern tube sealing device having a seal ring that can withstand long-term use can be realized.
一実施形態において、
前記熱伝導部材は、前記バックアップリングの前記面に設けられ、
前記バックアップリングの前記ライナーの外周面に対向する内周面には、複数の凹凸部が設けられるように構成される。
In one embodiment,
The heat conducting member is provided on the surface of the backup ring,
A plurality of concave and convex portions are provided on the inner peripheral surface of the backup ring that faces the outer peripheral surface of the liner.
この場合、摩擦熱は潤滑油を介してバックアップリングに伝達されるが、バックアップリングの内周面には複数の凹凸部が設けられているので、この凹凸部によってバックアップリングの伝熱面積を拡大することができる。このため、バックアップリングに吸収される摩擦熱の量を増大させることができる。よって、潤滑油を介してシールリングを冷却する効果がより向上する。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。 In this case, the frictional heat is transmitted to the backup ring via the lubricating oil, but since the plurality of uneven portions are provided on the inner peripheral surface of the backup ring, the heat transfer area of the backup ring is expanded by the uneven portions. can do. For this reason, the amount of frictional heat absorbed by the backup ring can be increased. Therefore, the effect of cooling the seal ring via the lubricating oil is further improved. Therefore, a stern tube sealing device having a seal ring that can withstand long-term use can be realized.
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に存在する海水の流入や船内の潤滑油の流出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たライナーの外周面に摺接する複数のシールリングと、
前記シールリングと該シールリングの前記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貯留される前記潤滑油と、
前記シールリングの前記環状空間側のシール側面または前記シールリングを前記環状空間側から支持するバックアップリングの前記シール側面に対向する面の少なくとも一方に設けられる金属製の熱伝導部材と、を含むように構成される。
Ships according to some embodiments of the present invention are:
A propeller mounted on the stern;
A propeller shaft coupled to the propeller;
A stern tube sealing device for preventing inflow of seawater existing on the radially outer side of the propeller shaft and outflow of lubricating oil in the ship, and
The stern tube sealing device is
A plurality of seal rings that are in sliding contact with the outer peripheral surface of the liner that is externally fitted to the propeller shaft;
The lubricating oil stored in an annular space defined by the seal ring and another seal ring adjacent in the axial direction of the propeller shaft of the seal ring;
A metal heat conduction member provided on at least one of a seal side surface of the seal ring on the annular space side or a surface of the backup ring that supports the seal ring from the annular space side that faces the seal side surface. Configured.
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潤滑油に吸収され、残りの摩擦熱の一部はシールリングの温度を上昇させるが、このシールリングに伝わる摩擦熱の一部は熱伝導部材を介して放熱される。このため、潤滑油で吸収されずにシールリングを温度上昇させる熱の大部分を、熱伝導部材を介して放熱させることができる。このため、シールリングを効果的に冷却することができ、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、長期にわたり使用可能なシールリングを有した船尾管シール装置を備える船舶を提供することができる。 According to the marine vessel, when the propeller shaft rotates, frictional heat is generated from a portion that is in sliding contact with the outer periphery of the liner of the seal ring. Part of this frictional heat is absorbed by the lubricating oil, and part of the remaining frictional heat raises the temperature of the seal ring, but part of the frictional heat transmitted to this seal ring is radiated through the heat conducting member. . For this reason, most of the heat that raises the temperature of the seal ring without being absorbed by the lubricating oil can be dissipated through the heat conducting member. For this reason, the seal ring can be effectively cooled, deterioration of the seal ring due to the temperature rise of the seal ring is suppressed, and the life of the seal ring can be extended. Therefore, a ship provided with the stern tube sealing device having a seal ring that can be used for a long time can be provided.
本発明の少なくとも幾つかの実施形態によれば、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。 According to at least some embodiments of the present invention, it is possible to provide a stern tube sealing device including a seal ring that can be used for a long period of time and a ship including the stern tube sealing device.
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、本発明の船舶を説明する前に、船舶に備えられる船尾管シール装置について説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a stern tube sealing device of the present invention and a ship provided with the same will be described with reference to the accompanying drawings. However, the materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention, but are merely illustrative examples. First, before describing the ship of the present invention, a stern tube sealing device provided in the ship will be described.
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、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。
As shown in FIG. 1 (internal structure diagram), the stern tube sealing device 1 is attached to the
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。
The
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19bとを有してなる。このフランジ部19b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。
The
このライナー19の胴部19aの外周には、船尾S側から船内B側に向かって3つのシールリング11がプロペラ軸5の軸方向に所定間隔を有して設けられている。なお、船尾S側のシールリング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側に隣接するシールリング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側に隣接するシールリング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設けられている。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。
Three seal rings 11 are provided on the outer periphery of the trunk portion 19 a of the
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。即ち、第2分割ハウジング10bは、船内B側の側面に環状溝10fが設けられ、第3分割ハウジング10c及び第4分割ハウジング10dは、船尾S側及び船内B側の両側面に環状溝10fが設けられ、第5分割ハウジング10eは、船尾S側の側面に環状溝10fが設けられている。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。
In some embodiments, the housing 9 is divided into five divided housings 10 (hereinafter, a first divided housing 10a, a second divided
幾つかの実施形態では、第1シールリング11aは、第2分割ハウジング10b及び第3分割ハウジング10cによって挟持されて保持され、第2シールリング11bは、第3分割ハウジング10c及び第4分割ハウジング10dによって挟持されて保持され、第3シールリング11cは、第4分割ハウジング10d及び第5分割ハウジング10eによって挟持されて保持されている。
In some embodiments, the
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。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、船内側の潤滑油が船外に漏れ出すのを防ぐ働きをする。
The
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のそれぞれは、図示しない油溜りタンクに連通して潤滑油が貯留されている。
In some embodiments, a first
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。
The
シールリング11は、円環状に形成され、その内側にはライナー19が挿入可能な大きさの内径を有した孔部が形成されている。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について説明し、第2シールリング11b及び第3シールリング11cについては説明を省略する。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。
The
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)及び図3(部分内部構造図)に示すように、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の内側に孔部11a7が形成されている。
In some embodiments, the
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(図2参照)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(図2参照)。)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(図3参照)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。なお、第1シールリング11aと同一構造の第3シールリング11cは、船内側の潤滑油が船外に漏れ出すのを防ぐことができる。
The
第1シールリング11aの第1環状空間13a側に面する部分には、シール側面11a5が形成されている。即ち、シール側面11a5は、第1シールリング11aのリップ部11a4、腕部11a3、ヒール部11a2、及びキー部11a1の各第1環状空間13a側に面する部分に形成されている。これらの部分のシール側面11a5は、第1環状空間13a側から各部分のシール側面11a5を見たときに平面状に形成されている。このシール側面11a5のうちリップ部11a4を除いた腕部11a3、ヒール部11a2、キー部11a1の各シール側面11a5には、金属製の熱伝導部材27が連続して設けられている。このため、第1シールリング11aが本来備えるべき性質(シール性、耐摩耗性)を損なうことなく、第1シールリング11aのリップ部11a4のプロペラ軸5への接触が、漏れや早期異常摩耗等が生じない適正状態に維持される。
A seal side surface 11a5 is formed at a portion of the
幾つかの実施形態では、熱伝導部材27は、銅等の熱伝導率の比較的に高い材料を蒸着等によってシール側面11a5に付着させて薄膜状に形成されている。なお、熱伝導部材27の材料は、銅に限るものではなく、銀、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でもよい。また、熱伝導部材27は蒸着で形成される以外に、板状に形成された金属をシール側面11a5に取り付けてもよい。
In some embodiments, the
この熱伝導部材27は、プロペラ軸5の回転時にシールリング11がライナー19の外周に摺接する摺接部から発生する摩擦熱によってシールリング11の温度が上昇した場合、この摩擦熱の一部を放熱してシールリング11を冷却する働きをする。熱伝導部材27の作用の詳細は後述する。
When the temperature of the
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)に形成されている。バックアップリング10gは、腕部11a3の先端側の近傍まで延び、その内周面10g1はプロペラ軸5に沿って延びている(図3参照)。なお、この内周面10g1は、船内B側へ進むに従ってプロペラ軸5から離れる方向へ傾斜するように延びてもよい(図1参照)。
On the first
バックアップリング10gは、第1シールリング11aにプロペラ軸5が挿入された状態で、第1シールリング11aのシール側面11a5とバックアップリング10gのシール側面11a5に対向する面10g2との間に、隙間29が形成されるように設けられている。図3に示す例示的な実施形態では、この隙間29の幅は、熱伝導部材27の厚さよりも大きな寸法を有している。
The
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、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の外周に摺接すると、図3に示すように、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、残りの摩擦熱の一部は第1シールリング11aの温度を上昇させる。この第1シールリング11aに伝わる摩擦熱の一部は、熱伝導部材27に伝わって放熱されるとともに、環状溝10fを介して熱伝導部材27が第3分割ハウジング10c(バックアップリング10g)に直接に接触しているので、第3分割ハウジング10cに放熱される。
As described above, according to the stern tube sealing device 1 according to some embodiments, the sliding contact portion 11a6 of the lip portion 11a4 of the
このため、潤滑油15で吸収されずに第1シールリング11aを温度上昇させる摩擦熱の大部分を、熱伝導部材27を介して放熱させることができる。このため、第1シールリング11aを効果的に冷却することができ、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、第1シールリング11aの寿命を延ばすことができる。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材27が吸収して第3分割ハウジング10cに放熱させて逃がすことができる。
For this reason, most of the frictional heat that raises the temperature of the
次に、図4、図5、図6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、熱伝導部材27が第1シールリング11aの略全周に亘って設けられている。即ち、図4に示すように、熱伝導部材27は、シール側面11a5のうちリップ部11a4を除いた腕部11a3、ヒール部11a2、キー部11a1の各シール側面11a5及び、第1シールリング11aの第1環状空間13a側と反対側の面11a8のうちリップ部11a4の摺接部11a6の近傍を除いた部分に設けられている。また、キー部11a1に設けられた熱伝導部材27のうち第1環状空間13a側は、キー部11a1が環状溝10f間に挟持された状態において、第3分割ハウジング10cに直接に接続され、第1環状空間13a側と反対側の熱伝導部材27は、第2分割ハウジング10bに直接に接続されている。
Next, the individual contents of the exemplary embodiments shown in FIGS. 4, 5 and 6 will be described. In the exemplary embodiment shown in FIG. 4, the
このように、熱伝導部材27を第1シールリング11aの略全周に亘って設けることで、熱伝導部材27の伝熱面積を拡大することができる。このため、熱伝導部材27に吸収される摩擦熱の量を増大させることができる。また、キー部11a1に設けられた熱伝導部材27は環状溝10fを介して第2分割ハウジング10b及び第3分割ハウジング10cに直接に接触しているので、摩擦熱の一部を熱伝導部材27から直接に金属製の第2分割ハウジング10b及び第3分割ハウジング10cに伝えることができ、摩擦熱を効果的に放熱することができる。よって、より長期の使用に耐えうるシールリング11を1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、熱伝導部材27によってより多くの摩擦熱が吸収され、この吸収された摩擦熱を第2分割ハウジング10b及び第3分割ハウジング10cから逃がすことができる。
Thus, the heat transfer area of the heat
図5、図6に示す例示的な実施形態では、第1シールリング11aのシール側面11a5に対向するバックアップリング10gの面10g2に熱伝導部材27が設けられている。また、バックアップリング10gの内周面10g1には、プロペラ軸5の軸方向に沿って延びるとともに、内周面10g1の周方向に所定間隔を有して複数の凹凸部10g3が設けられている。
In the exemplary embodiment shown in FIGS. 5 and 6, the
このように、第1シールリング11aのシール側面11a5に対向するバックアップリング10gの面10g2に熱伝導部材27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がプロペラ軸5に外嵌されたライナー19(図1参照)の外周に摺接すると、図4に示すように、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、残りの摩擦熱の一部は第1シールリング11aの温度を上昇させる。しかしながら、この第1シールリング11aに伝わる摩擦熱の一部は、隙間29内の潤滑油15を介してバックアップリング10gに設けられた熱伝導部材27に伝わって熱伝導部材27から放熱されるとともに第3分割ハウジング10cを介して放熱される。
Thus, by providing the
このため、潤滑油15で吸収されずに第1シールリング11aを温度上昇させる摩擦熱の大部分を、熱伝導部材27を介して放熱させることができる。このため、第1シールリング11aを効果的に冷却することができ、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。
For this reason, most of the frictional heat that raises the temperature of the
また、バックアップリング10gの内周面10g1にプロペラ軸5の方向に延びる複数の凹凸部10g3が設けられているので、これらの凹凸部10g3によってバックアップリング10gの伝熱面積を拡大することができる。このため、潤滑油15で吸収された摩擦熱を内周面10g1から効果的に吸収することができる。よって、摩擦熱を熱伝導部材27で吸収させるとともに、バックアップリング10gの内周面10g1から吸収させることで、第1シールリング11aをより効果的に冷却することができる。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。なお、凹凸部10g3の延びる方向は、プロペラ軸方向に限るものではなく、内周面10g1の周方向でもよい。
Moreover, since the several uneven | corrugated | grooved part 10g3 extended in the direction of the
なお、バックアップリング10gの面10g2に熱伝導部材27を設けた場合、バックアップリング10gの材質を熱伝導部材27と同じ材料(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)で形成してもよい。この場合には、バックアップリング10gと熱伝導部材27を一体的に形成する。このように、バックアップリング10gと熱伝導部材27を同一の熱伝導率の高い材料で形成することで、第1シールリング11aを温度上昇させる摩擦熱を、より効果的に吸収することができ、第1シールリング11aをより冷却することができる。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。
When the
また、バックアップリング10gの面10g2に熱伝導部材27を設けた場合、この熱伝導部材27によって第1シールリング11aの温度上昇を抑制することができれば、バックアップリング10gの内周面10g1に凹凸部10g3を設けなくてもよい。
Further, when the
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。
Next, an exemplary embodiment of a ship including the above-described stern tube sealing device 1 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the
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。
The
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。
Thus, by providing the stern tube sealing device 1 at the stern S of the
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。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the object of the present invention. For example, the various embodiments described above may be combined as appropriate.
1 船尾管シール装置
3 プロペラ
5 プロペラ軸
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
10g1 内周面
10g2 面
10g3 凹凸部
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
11a5 シール側面
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
15 潤滑油
17 ボルト
19 ライナー
19a 胴部
19b フランジ部
20、25 ボルト
23 漁網防止リング
27 熱伝導部材
29 隙間
50 船舶
51 船体
B 船内
S 船尾
X 中心軸線
W 接線幅
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Stern tube sealing apparatus 3
Claims (7)
前記シールリングと該シールリングの前記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貯留される潤滑油と、
前記シールリングの前記環状空間側のシール側面に設けられる金属製の熱伝導部材と、
前記シールリングの摺接部とは反対側の端部である前記シールリングのキー部が嵌合する環状溝を有する金属製のハウジングと、
を備え、
前記熱伝導部材は、
前記潤滑油に曝されるように前記環状空間に接する第1部分と、
前記第1部分から前記環状溝まで前記シール側面上にて連続的に延在し、前記環状溝を形成する前記ハウジングの壁面と前記キー部との間に挟持される第2部分と、
を含むことを特徴とする船尾管シール装置。 A plurality of seal rings that are in sliding contact with the outer peripheral surface of a liner that is externally fitted to a propeller shaft that is coupled to a propeller that is mounted on the stern of the ship;
Lubricating oil stored in an annular space defined by the seal ring and another seal ring adjacent in the axial direction of the propeller shaft of the seal ring;
A metal heat conduction member provided on a seal side surface of the seal ring on the annular space side;
A metal housing having an annular groove into which the key portion of the seal ring that is the end opposite to the sliding contact portion of the seal ring is fitted;
With
The heat conducting member is
A first portion that contacts the annular space so as to be exposed to the lubricating oil;
A second portion extending continuously from the first portion to the annular groove on the side surface of the seal and sandwiched between the wall surface of the housing and the key portion forming the annular groove;
A stern tube sealing device comprising:
ことを特徴とする請求項1に記載の船尾管シール装置。 The stern tube sealing device according to claim 1, wherein the housing is fitted on the liner and holds the plurality of seal rings.
前記キー部と、
前記キー部から前記プロペラ軸側へ延びるとともに該プロペラ軸の軸方向に沿って延びる腕部と、
前記腕部の先端部に形成されて前記ライナーの外周面に摺接する摺接部を有するリップ部と、を含み、
金属製の前記熱伝導部材は、前記シールリングの前記環状空間側の前記シール側面のうち前記摺接部を除く領域の少なくとも一部に形成されている
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。 The seal ring is
The key part;
An arm portion extending from the key portion toward the propeller shaft and extending along the axial direction of the propeller shaft;
A lip portion formed at a tip portion of the arm portion and having a sliding contact portion that is in sliding contact with the outer peripheral surface of the liner,
The metal heat conduction member is formed in at least a part of a region excluding the sliding contact portion of the seal side surface on the annular space side of the seal ring. The stern tube sealing device as described.
前記シールリングと該シールリングの前記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貯留される潤滑油と、
前記シールリングの摺接部とは反対側の端部である前記シールリングのキー部が嵌合する環状溝を有する金属製のハウジングと、を備え、
金属製の前記ハウジングは、該ハウジングのうち前記シールリングの前記摺接部と前記キー部との間に位置するヒール部及び腕部に沿って設けられて前記シールリングを前記環状空間側から支持するバックアップリング部を含み、
前記バックアップリング部は、前記潤滑油に接するように設けられ、
前記バックアップリング部の前記ライナーの外周面に対向する内周面には、前記潤滑油と接するように複数の凹凸部が設けられ、
前記凹凸部が設けられた前記バックアップリング部の前記内周面と前記ライナーの前記外周面との間に前記環状空間の一部として形成される周方向に連続した空間に前記潤滑油が貯留され、
前記空間の径方向における最小寸法は、前記凹凸部の径方向における寸法よりも大きい
ことを特徴とする船尾管シール装置。 A plurality of seal rings that are in sliding contact with the outer peripheral surface of a liner that is externally fitted to a propeller shaft that is coupled to a propeller that is mounted on the stern of the ship;
Lubricating oil stored in an annular space defined by the seal ring and another seal ring adjacent in the axial direction of the propeller shaft of the seal ring;
A metal housing having an annular groove into which a key portion of the seal ring that is an end opposite to the sliding contact portion of the seal ring is fitted ;
The metal housing is provided along a heel portion and an arm portion located between the sliding portion of the seal ring and the key portion of the housing, and supports the seal ring from the annular space side. Including a backup ring section
The backup ring portion is provided in contact with the lubricating oil ,
A plurality of concave and convex portions are provided on the inner peripheral surface of the backup ring portion facing the outer peripheral surface of the liner so as to be in contact with the lubricating oil,
The lubricating oil is stored in a circumferentially continuous space formed as a part of the annular space between the inner peripheral surface of the backup ring portion provided with the uneven portion and the outer peripheral surface of the liner. ,
The stern tube sealing device , wherein a minimum dimension in the radial direction of the space is larger than a dimension in the radial direction of the uneven portion .
ことを特徴とする請求項4に記載の船尾管シール装置。 The stern tube sealing device according to claim 4, wherein the backup ring portion is made of a pure metal or an alloy containing any of silver, copper, gold, aluminum, and tungsten.
前記シールリングと該シールリングの前記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貯留される潤滑油と、
前記シールリングを前記環状空間側から支持するバックアップリングと、
前記潤滑油と接するように、前記シールリングを前記環状空間側から支持するバックアップリングの面のうち、前記シールリングの前記環状空間側のシール側面に対向する面を覆うように設けられた金属製の熱伝導層と、を備える
ことを特徴とする船尾管シール装置。 A plurality of seal rings that are in sliding contact with the outer peripheral surface of a liner that is externally fitted to a propeller shaft that is coupled to a propeller that is mounted on the stern of the ship;
Lubricating oil stored in an annular space defined by the seal ring and another seal ring adjacent in the axial direction of the propeller shaft of the seal ring;
A backup ring that supports the seal ring from the annular space side;
Of the surface of the backup ring that supports the seal ring from the annular space side so as to be in contact with the lubricating oil, the metal is provided so as to cover the surface of the seal ring that faces the seal side surface on the annular space side. A stern tube sealing device.
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に存在する海水の流入や船内の潤滑油の流出を阻止するための請求項1乃至6の何れか一項に記載の船尾管シール装置と、を備える
ことを特徴とする船舶。 A propeller mounted on the stern;
A propeller shaft coupled to the propeller;
The stern tube sealing device according to any one of claims 1 to 6 , which prevents inflow of seawater existing radially outside the propeller shaft and outflow of lubricating oil in the ship. To ship.
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