JPS62178498A

JPS62178498A - 船尾管シ−ル装置

Info

Publication number: JPS62178498A
Application number: JP61019882A
Authority: JP
Inventors: Seiji Yamatake; 政治山丈; Kazunori Usui; 碓井　和法; Akihiko Kuroiwa; 黒岩　顕彦
Original assignee: TECH RES ASSOC HIGHLY RELIAB MARINE PROPUL PLANT
Current assignee: TECH RES ASSOC HIGHLY RELIAB MARINE PROPUL PLANT
Priority date: 1986-01-30
Filing date: 1986-01-30
Publication date: 1987-08-05

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、海水と浦をシールする船尾管シール装置に係
り、船舶におけるプロペラ軸と船尾管との間の回転接触
部を通り海水が船内に浸入するのを防止するとともに油
が海水に漏出するのを防止する磁性流体軸シールとりツ
ブシールとを組合せ船尾管シール装置に関する。

（従来の技術）船尾管シール装置としては、現在はとんどの船にリップ
形式のシール装置が採用されており、一部端面シール形
式のものもある。

これらのシールはシール摺動面に潤滑油が必要であり、
このため摺動面上の潤滑油が海水中に漏れて、海洋の汚
染を引き起こすことがある。

これらの問題に対する対策として、磁性流体軸シールを
用いた船尾管シール装置が、実開昭５８−１２５７６６
号公報、実開昭５６−１０５５００号公報、実開昭５９
−１２９６９９号公報等で提案されている。

これらの刊行物記載のシール装置では磁性流体軸シール
のみで海水や油をシールしたり、リップシールと磁性流
体軸シールとの組合せで海水と油をシールしている。

しかし、いずれにしろ海水と油とを間等に考えているた
め、海水側のシールと油側力のシールにおいて基本的な
構成に差異はない。

（発明が解決しようとする問題点）油と海水においてはその液体が全く異なるものであるた
め、それぞれをシールする機構は当然差異があってしか
るべきである。

そこで、本発明の第１の目的とする処は次の点にある。

■海水と油のシールを全く別の構造とする。

■油を船外に漏れない構造とする。

■磁性流体が液体と少しでも混合しに＜クシで、シール
寿命の延長をはかる。

また、本発明の第２の目的とするところは前述■〜■に
加えて、 ■磁性流体が劣化し、シール機能を喪失した場合にこれ
を検知し、新しい磁性流体を自動的に補給する。

ところにある。

（問題点を解決するための手段）本発明が前述第１の目的を達成するために講じた技術的
手段の第１の特徴とする処は、プロペラ軸１に固定保持
された磁性材料の筒状部材３と、船尾管６に固定保持さ
れ、かつ前記筒状部材３が貫通する孔を有する非磁性材
料のハウジング５と、該ハウジング５に保持され、前記プロペラ軸１をシール
する磁性流体軸シール１２は、プロペラ軸１の軸線方向
に互に間隔をあけて配置され、がっ前記筒状部材３の外
表面との間に微少な環状ギャップ１３を形成する１対の
ポールリング１４．１５と、該ポールリング１４．１５
の間に配置された磁石組立体１６と、前記環状ギャップ
１３に充満する磁性流体１７と、から構成されているも
のにおいて、前記磁性流体軸シール１２の船尾管６側に
は船尾管６側の油のみをシールするリップシール１９が
設けられており、磁性流体軸シール１２でシールする海水１８と対向する
側に空気室２３が設けられ、該空気室２３の空気圧が海
水１８と同等又は少し高く設定されており、更に、前記
磁性流体軸シール１２とリップシール１９との間にドレ
ン１友き２５を有する中間室２２が設けられており、該
ドレン抜き２５は漏出油を船体側に回収する油回収手段
２８に連結されている点にある。

また、本発明が前述第２の目的を達成するために講じた
技術的手段の第２の特徴とする処は前述の第１の特徴に
加えて、前記ポールリング１４．１５には磁性流体補給
器３８に接続された補給孔１４Ａ、１５Ａを有し、前記
空気室２３には圧力検知器３９を介して空気補給器４０
に接続された空気補給孔２４Ａを有しており、前記空気室２３が設定圧以下になると前記磁性流体補給
器３８が駆動されて磁性流体１７が供給されてシール機
能が復元されてから空気室２３を設定圧にすべく前記磁
性流体補給器３８、圧力検知器３９および空気補給器４
０が連動連結されている点にある。

（作　用）作用の１リップシールは油をシールするには適しているが、／１
２１ｉ性の悪い海水をシールするには適していない。こ
のため海水側に磁性流体軸シール１２を設けて海水がシ
ールされ船尾管内の油のみリップシール１９でシールす
る。

磁性流体軸シールは気体のシール装置としては数多くの
実用例があるが、液体のシール装置としては、磁性流体
が液体と混合劣化しやすいため、その実用例はない。

しかし、同じ液体といっても水と油では大きな差があり
、水に対しては油と比べ比較的簡単に磁性流体軸シール
でシールすることも可能である。

このため海水側に磁性流体軸シール１２を設けて海水の
シールは磁性流体軸シール１２でなされる。

磁性流体軸シール１２でシールする海水と対向する側に
空気室を設け、かつ空気室の空気圧を海水と同等又は少
し高くする。またこの空気室２３とは別に中間室２２を
設け、ドレン抜き２５をあわせて設け、リップシール１
９より漏れ出してくる浦を海洋に流出させず、回収手段
３８で船内に回収する。

作用の２第２の技術的手段では前述の作用の１に加えて次の作用
がなされる。

磁性流体が海水と混合して劣化すると、磁性流体軸シー
ル１２の耐圧力が低下する。この時、高圧に設定された
空気室２３の空気が洩れて空気圧が低下するが、これを
圧力センサー又は圧力計等の圧力検知器３９によって検
知し、空気室側に設けた磁性流体補給孔１４Ａ、　１５
Ａを通して新しい磁性流体をポンプ等により自動的に補
給する。

（実施例）第１図において、プロペラ軸１の一端にはプロペラボス
２を介してプロペラが取付けられており、該プロペラ軸
１上には磁性材料よりなる筒状部材３、本例ではクロム
ライナーが套嵌されて固定保持されている。

なお、４はＯリングを示している。

非磁性材料よりなるハウジング５は船尾管６に固定保持
され、かつ前記筒状部材３が貫通する孔を有し、本実施
例では第１から第４の中間リング７．８．９．１０を軸
方向に並べて互いに連結され、フランジリング１１を介
して船尾管６に固定保持されたもので示されている。

磁性流体軸シール１２は前記ハウジング５に、本実施例
では第１中間リング７と第２中間リング８に保持されて
おり、前記プロペラ軸１に套嵌されている。

磁性流体軸シール１２は、プロペラ軸１の軸線方向に互
に間隔をあけて配置され、かつ前記筒状部材３の外表面
との間に微少な環状ギャップ１３を形成する一対のポー
ルリング１４．１５と、該ポールリング１４．１５の間
に配置されたＮ、Ｓ両極を有する磁石組立体１６と、前
記環状ギャップ１３に充満する磁性流体１７と、から構
成される装置本発明では、磁性流体軸シール１２が海水１８側に設け
られており、船尾管６側には船尾管６側の油のみをシー
ルするりツブシール１９が設けられ、本実施例ではりツ
ブシール１９は軸方向間隔を有して２本設けたものが示
されている。

すなわち、第３中間リング９と第４中間リング１０とに
挟着されているリップシール１９と、第４中間リング９
とフランジリング１１とに決着されているリップシール
１９とをチャンバー２０を介して軸方向に対向させ、い
ずれのりツブシール１９も断面くの字とされ、その屈曲
部が船外側に指向し、リップ部が船体側のスタンチュー
ブリセス２１に指向して筒状部材３の外周面に摺接され
ている。

なお、リップシール１９の本数は１本でも２本以上であ
ってもよく、その本数は設定圧により決定される。また
、磁性流体軸シール１２は１個でも２個以上であっても
よく、要するに、磁性流体軸シール１２が海水１８側で
リップシール１９が船尾管６側にあり、両者間に中間室
２２を有するものであればよい。この中間室２２の空気
圧はチャンバー２０の圧力より低く設定されている。

磁性流体軸シール１２で海水を、リップシール１９で浦
のみをそれぞれシールしたのは、海水（水）と浦がいず
れも液体ではあるけれども、そのシール寿命が顕著に異
なるからである。

すなわち、第６図に示す実験装置において、回転軸Ａ上
に磁性流体軸シールＢを設け、高圧側に空気室Ｃを設け
て液体室りと同等もしくは高い空気圧をかけ、液体室り
に水と油を交互に入れてこれをシールした。

このときの磁性流体軸シールＢの寿命を調べた結果は次
の通りである。

このように磁性流体軸シールで液体をシールする場合、
油より水の方が容易にシールできることがわかる。

また、磁性流体軸シールにおいて海水をシールする場合
、シールされる液体と対向する側に何を配置するか、ま
たその設定圧をどうするかにより磁性流体軸シールの寿
命が変化することから、第５図に示す装置で実験した。

第５図において、Ｅは回転軸、Ｆはポールリング、Ｇは
永久磁石、Ｈは磁性流体、■は圧力Ｐ１の高圧側、Ｊは
圧力Ｐ２の低圧側である。

第５図に示す機構において、高圧側Ｉと低圧側Ｊに配置
する液体と気体との組合せを変えた時の耐圧力を調べた
結果を表１に示す。なお、耐圧力とは差圧（Ｐｔ　　Ｐ
２）を大きくしていった時、瞬間的にシール機能を失う
が、その時の最大差圧を示す。また、耐圧力よりも低い
設定差圧を磁性流体軸シールにかけて、シール機能維持
期間を調べた結果についてもあわせて表１に示す。なお
、この実験は液体としては水、気体としては空気を使っ
て行われている。

（次　葉）表１の結果から明らかなように、水をシールする際には
水と対向する側に空気室を設け、かつ空気圧を水圧より
少し高く設定することにより、磁性流体軸シールの耐圧
力は向上し、かつシール機能を維持できる期間も長くな
ることがわかる。

かかる観点から本発明では海水１８と対向する側に空気
室２３が設けられており、該空気室２３の空気圧が海水
１８の圧力と同等もしくはわずかに高く設定されている
。

空気室２３には空気供給管２４が接続され、中間室２２
にはドレン抜き２５を有し、空気供給管２６が接続され
、チャンバー２０には潤滑油供給管２７が接続されてお
り、いずれも、ポンプ等を介して遠隔操作される。

ドレンを友き２５には漏出油を船体側に回収する油回収
手段２８が連絡されており、本実施例では該手段２８は
第３図に示す如く構成されている。

第３図において、２９はバルブ■１を有する回収パイプ
であり、回収タンク３０とドレン抜き２５とを接続連通
している。

回収タンク３０にはサイドグラス３１が内蔵されている
とともに、バルブ■３を有する空気供給パイプ３２およ
びバルブ■２を有するドレンパイプ３３がそれぞれ設け
られている。

すなわち、油回収手段２８は次のように作動される。

通常時はバルブ■１を開、バルブ■２及び■３を閉とし
ておき、中間室２２に侵入してきた水や油は回収タンク
３０に流れこむようにする。

サイドグラス３１により水や油の量を監視して、その量
が多くなった場合には、まずバルブ■１を閉、バルブｖ
２．ｖ３を開として溜まった液体をすてる。

次にバルブｖ２を閉とし、バルブＶ３を開けて空気を回
収タンク３０に送る。

回収タンク３０の空気圧が上昇し、中間室２２の空気圧
と同一になった時空気の供給を停止し、バルブｖ３を閉
とする。

その後バルブｖ１を開として元の状態にもどす。

その他、第１図において、３４はリップシールリング、
３５はカバーリングを示している。

第２図は本発明の第２の特徴を示す実施例であり、前述
した実施例に磁性流体補給器￥９ｔ３６を設けるととも
に、この供給手段３６と関連動作する空気供給手段３７
を設けたものであり、その他の構成は第１図と同じであ
ることから共通部分は共通符号で示している。

ポールリング１４．１５のそれぞれには通路１４ＩＦ、
１５＾が径方向に形成されて空気室２３に開口されてお
り、この通路１４Ａ、　１５Ａにパイプ３７を介して連
通接続された磁性流体補給器３８を有して供給手段３６
が構成されている。

また、空気供給管２４は磁石組立体１６に半径方向とし
て形成された通路２４Ａを介して空気室２３に連通され
、供給管２４には圧力検知器３９および空気補給′！：
Ｉ４０が接続されて空気供給手段３７を構成している。

この補給システムは第４図に示され次のように作動され
る。

ｉ）空気室２３の圧力Ｐ２が差圧ｐｏになると圧力検知
器３９が感知する。（Ｐｌ　＜ＰＯ＜Ｐ２　）ｉｉ　）
圧力検知器３９が補給器３Ｂに信号■を送り、これによ
り磁性流体補給器３８が作動し、パイプ３７を介してシ
ール部に新しい磁性流体を補給する。

ｉｉｉ　）磁性流体を一定量補給すると、磁性流体補給
器３８が空気補給器４０に信号■を送る。

ｉｖ）■の信号を受けて空気補給器４０が作動し、空気
室２３の圧力がＰ２になるまで供給管２４等を介して空
気を送る。

■）空気室２３の空気圧がＰ２になると圧力検知器３９
でこれを感知し、空気補給器４０に信号■を送って空気
補給器４０より空気を送る作動を停止させる。

ここにおいて、磁性流体補給器３８、圧力検知器３９お
よび空気補給器４０は第４図に示す如く構成されている
。

すなわち、磁性流体補給器３８は、モータ３８八でクラ
ンク機構３８［１を介してダイヤフラム３８Ｃを弾性変
形させてチェックバルブ３８Ｄを介して補給されている
チャンバ３８Ｂを拡縮させてチェソクバルブ３８Ｆを押
開いて磁性流体を供給するようにされている。

圧力検知器３９はダイヤルゲージ形その他のセンサーで
構成される。

空気補給器４０はモータ４０Ａにて駆動されるコンプレ
ッサ４０Ｂを有するタンク４０Ｃで構成されている。

（発明の効果）本発明の第１の特徴によれば次の利点がある。

海水側には磁性流体軸シール１２が、船尾管６側にはり
ツブシール１９が設けられており、水と油のシール機構
にそれぞれ別個のものを使用するため、リップシール１
９、磁性流体軸シール１２の個々の特徴が生かせ、シー
ル寿命が長くなる。

また、両シール１２．１９間にはドレン抜き２５を設け
、船体側に油を回収する回収手段２８を設けているので
、油の洩れないシール装置とできる。

更に、磁性流体軸シール１２の海水１８と対応する側に
空気室２３を設け、該空気室２３の圧を海水圧と同等も
しくはそれ以上としているので、海水をシールする磁性
流体軸シール１２のシール１幾能維持間間が長くなる。

また、本発明の第２の特徴によれば上記に加えて磁性流
体１７と海水１８との混合劣化による磁性ｆゾε体軸シ
ール１２の耐圧力の低下を感知し、新しい磁性流体を必
要に応じて自動的に補給することが可能となり、海水シ
ール機能維持期間が長（なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明第１特徴構成の実施例を示す断面図、第
２図は本発明第２特徴構成の実施例を示す断面図、第３
図は油回収手段の説明図、第４図は自動補給システムの
説明図、第５図、第６図は実験装置の各説明図である。１・・・プロペラ軸、３・・・筒状部材、５・・・ハウ
ジング、６・・・船尾管、１２・・・磁性流体軸シール
、１４．１５・・・ポールリング、１７・・・磁性流体
、１９・・・リップシール、２３・・・空気室、２５・
・・ドレン抜き、２８・・・油回収手段、３８・・・磁
性流体補給ポンプ、３９・・・圧力検知器、４０・・・
空気補給ポンプ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）プロペラ軸１に固定保持された磁性材料の筒状部
材３と、船尾管６に固定保持され、かつ前記筒状部材３が貫通す
る孔を有する非磁性材料のハウジング５と、該ハウジング５に保持され、前記プロペラ軸１をシール
する磁性流体軸シール１２は、プロペラ軸１の軸線方向
に互に間隔をあけて配置され、かつ前記筒状部材３の外
表面との間に微少な環状ギャップ１３を形成する１対の
ポールリング１４、１５と、該ポールリング１４、１５
の間に配置された磁石組立体１６と、前記環状ギャップ
１３に充満する磁性流体１７と、から構成されているも
のにおいて、前記磁性流体軸シール１２の船尾管６側には船尾管６側
の油のみをシールするリップシール１９が設けられてお
り、磁性流体軸シール１２でシールする海水１８と対向する
側に空気室２３が設けられ、該空気室２３の空気圧が海
水１８と同等又は少し高く設定されており、更に、前記磁性流体軸シール１２とリップシール１９と
の間にドレン抜き２５を有する中間室２２が設けられて
おり、該ドレン抜き２５は漏出油を船体側に回収する油
回収手段２８に連結されていることを特徴とする船尾管
シール装置。
（２）プロペラ軸１に固定保持された磁性材料の筒状部
材３と、船尾管６に固定保持され、かつ前記筒状部材３が貫通す
る孔を有する非磁性材料のハウジング５と、該ハウジング５に保持され、前記プロペラ軸１をシール
する磁性流体軸シール１２は、プロペラ軸１の軸線方向
に互に間隔をあけて配置され、かつ前記筒状部材３の外
表面との間に微少な環状ギャップ１３を形成する１対の
ポールリング１４、１５と、該ポールリング１４、１５
の間に配置された磁石組立体１６と、前記環状ギャップ
１３に充満する磁性流体１７と、から構成されているも
のにおいて、前記磁性流体輪軸シール１２の船尾管６側には船尾管６
側の油のみをシールするリップシール１９が設けられて
おり、磁性流体軸シール１２でシールする海水１８と対向する
側に空気室２３が設けられ、該空気室２３の空気圧が海
水１８と同等又は少し高く設定されており、更に、前記磁性流体軸シール１２とリップシール１９と
の間にドレン抜き２５を有する中間室２２が設けられて
おり、該ドレン抜き２５は漏出油を船体側に回収する油
回収手段２８に連結されており、前記ポールリング１４
、１５には磁性流体補給器３８に接続された補給孔１４
Ａ、１５Ａを有し、前記空気室２３には圧力検知器３９
を介して空気補給器４０に接続された空気補給孔２４Ａ
を有しており、前記空気室２３が設定圧以下になると前
記磁性流体補給器３８が駆動されて磁性流体１７が供給
されてシール機能が復元されてから空気室２３を設定圧
にすべく前記磁性流体補給器３８、圧力検知器３９およ
び空気補給器４０が連動連結されていることを特徴とす
る船尾管シール装置。