(57)【要約】  本発明は、仮想長手方向軸線を中心に回転可能な水中軸を密封するための密封構造に関し、密封構造は、軸が挿通されうるかまたは挿通される、軸に対して横方向に配置された構造部分と、軸および構造部分を互いに対して密封するための圧力室を密閉する少なくとも２つの同軸リングシールと、圧力室に流体を正圧で供給するための圧力手段と、流体を放出するための放出部と、を備え、放出部は、放出された流体をさらに下流側に送るように構成されたポンプを備える放出部分に連結される。本発明はまた、この種の密封構造が設けられたタービンのナセルにも関する。【選択図】  図１
2013511015.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
仮想長手方向軸線を中心に回転可能な水中軸（１）を密封するための密封構造であって、
前記水中軸（１）が挿通されうるまたは挿通される、前記水中軸（１）に対して横方向に配置された構造部分（４、５）と、
前記水中軸（１）および前記構造部分（４、５）を互いに対して密封するための圧力室（２１）を相互に密閉する少なくとも２つの同軸リングシール（２２、２３；３２、３３；４１、４２）と、
前記圧力室（２１；３１、３９、４０）に流体を正圧で供給するための圧力手段（１７、１８、１９、２０；３４、４５、４７）と、
前記流体を放出するための放出部（５０）と
を備え、
前記放出部が、放出された流体をさらに下流側に送るように構成されたポンプ（５４；７０ａ、７０ｂ、７０ｃ）を備える放出部分（５３；４９ａ、４９ｂ、４９ｃ）に連結される、密封構造。
【請求項２】
前記放出部分が、放出された流体を前記圧力室（２１）に戻すために前記圧力室（２１）に連結される、請求項１に記載の密封構造。
【請求項３】
前記放出部分が、既に放出されている流体を前記圧力手段によって前記圧力室に循環させるように配設される、請求項２に記載の密封構造。
【請求項４】
前記放出部分が、使用時に、放出された流体を水中環境に供給するために前記水中環境中に放出するように構成される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の密封構造。
【請求項５】
前記ポンプが、前記放出部分内の前記流体の圧力を前記水中環境中の水圧と同等以上の圧力まで高めるように構成される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の密封装置。
【請求項６】
前記放出部分が、放出された流体を一時的に貯蔵するためのタンクを有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の密封装置。
【請求項７】
前記タンクが、流体をさらに放出するために前記ポンプに連結される、請求項６に記載の密封装置。
【請求項８】
前記放出部分が、前記放出された流体を冷却するための熱交換器を備える、請求項１〜７のいずれか一項に記載の密封装置。
【請求項９】
少なくとも３つの連続する同軸リングシールを備え、前記同軸リングシールのうちの２つの隣り合ったリングシールがいずれの場合にも圧力室の境界を定める、請求項１〜８のいずれか一項に記載の密封装置。
【請求項１０】
前記圧力手段が、最高圧力の側から最低圧力の側の方を見て、前記連続する圧力室内に徐々に低下する圧力を発生させるように構成される、請求項９に記載の密封装置。
【請求項１１】
前記圧力室が直列に連結される、請求項１０に記載の密封構造。
【請求項１２】
前記同軸リングシールが複数のリップシールを備え、前記リップシールのリップが比較的高い圧力の側の方へ向けられる、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の密封装置。
【請求項１３】
水中タービンのナセルであって、
仮想長手方向軸線を中心に回転可能な軸（１）と、
前記軸（１）に対して横方向に配置されかつ前記軸（１）が挿通される、前記ナセルの構造部分（４、５）と、
前記軸（１）および前記構造部分（４、５）を互いに対して密封するための圧力室（２１）を相互に密閉する少なくとも２つの同軸リングシール（２２、２３）と、
前記圧力室（２１）に流体を正圧で供給するための圧力手段（１７、１８、１９、２０）と、
前記流体を放出するための放出部（５０）と
を備え、
前記放出部（５０）が、放出された流体をさらに下流側に送るように構成されたポンプを備える放出部分に連結される、ナセル。
【請求項１４】
前記流体が前記水中環境から採取されている水であり、前記ナセルが前記水中環境から水を導入するための流体導入要素を備える、請求項１３に記載のナセル。
【請求項１５】
前記水中環境の前記水圧より低い圧力、特に大気圧が当該ナセル内に広がっている、請求項１３または１４に記載のナセル。
【請求項１６】
前記構造部分に対する前記軸の回転を円滑にするために、前記軸と前記構造部分との間に潤滑剤を供給するための潤滑要素を備え、前記潤滑要素および前記潤滑剤がそれぞれ、圧力室および流体、特に前記環境から採取された前記水によって形成される、請求項１３〜１５のいずれか一項に記載のナセル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中に位置しかつ仮想長手方向軸線を中心に回転可能である軸を密封するための密封構造に関する。この密封構造は、軸が挿通されうるかまたは挿通される、軸に対して横方向に配置された構造部分と、軸および構造部分を互いに対して密封するための圧力室を相互に密閉する少なくとも２つの同軸リングシールと、圧力室に流体を正圧で供給するための圧力手段と、流体を放出するための放出部とを備える。
【背景技術】
【０００２】
米国特許第３９３４９５２号明細書は、船の推進軸用のリーク・フリー・シールを開示している。米国特許第３９３４９５２号明細書の目的は、油の漏れを防止することである。この刊行物から、密封リングを冷却しかつ密封リングに注油するとともに、泥を船外へ流し出すために、水を環状空間中に海水の圧力より高い圧力で送ることが知られている。
【０００３】
英国特許第２０９６５５４号明細書は、船の推進軸用の軸受およびシールを備えるアセンブリを開示している。英国特許第２０９６５５４号明細書の目的は、中間室によって油または海水の移動を防止することである。この既知のシールは、水で満たされた環状予室と油で満たされた連続する室とを有する。油を使用すると環境負荷のリスクを伴うという点は欠点であり、例えば、油の漏出である。さらに、油と水の両方を使用するため、油と水を隔てるために分離タンクが必要になる。
【０００４】
船用の密封構造の別の例が、特開平１１−３０４００５号公報から知られている。この既知の密封構造は、推進軸を収容する推進軸スリーブの後部シールの一部を形成する。密封構造では、ソースからの流体の連続的な流れが生成されなければならない。余分な流体は外側リングシールの下で漏れる。圧力室に流体を供給することにより、密封構造外側の水と密封構造内の空間、特に推進軸と推進軸スリーブとの間の潤滑剤で充填された空間との分離の改良に関係する様々な利点がもたらされる。圧力室内の流体によって生成される反対圧力の結果として、まずはリングシールにかかる負荷が著しく低下し、それによってリングシールの摩耗が低減し耐用年数が延びる。さらに、これにより、潤滑剤が前記空間から環境へ漏れ、それによって環境汚染を引き起こすことになるのを防止することが可能になる。
【０００５】
船を駆動するための別の密封構造が、欧州特許第１５８６７９８（Ｂ１）号明細書から知られている。この文献はいくつかの隣り合った圧力室を利用するラジアル軸シールを記述しており、隣り合った圧力室は、前記軸を前記軸の環境に対して密封するために密封要素で隔てられる。より具体的には、密封要素は、軸を環境に対して密封できるようにするラジアル・エラストマー・リップ・シールとして設計されている。エラストマー密封要素しか有していないラジアル軸シールには、密封要素１つ当たりの圧力差が限定されるという欠点がある。これは、要素１つ当たりの最大許容圧力差が低くかつ複数の密封要素が直列に置かれなければならないためである。さらに、密封要素間の圧力室内の圧力は能動的に制御されなければならない。その結果として、密封構造は、それぞれの個々の密封要素が密封可能であるはずの圧力より高い圧力に対して密封することが可能になる。圧力室に供給されるべき液体は固定スロットルに通され、その結果、圧力が低下する。所要の液体は環境から採取され、環境中に自由に還流する。
【０００６】
所要の液体が環境中に自由に還流するので、既知の密封構造は、反対圧力が全く存在しないかまたは限定された反対圧力しか存在しない場合にしか使用することができない。これは、例えば、水中密封構造が水面の比較的近くに位置する場合、および構造部分が水面の上の周囲圧力と連通する場合である。これが該当しない場合、例えば、完全に水中に入れられる構造の場合、または圧力がずっと高い比較的深いところで動作しなければならない構造の場合、既知の密封構造は、液体の自由な流出は事実上不可能であるので、使用することができない。
【０００７】
したがって、構造部分が、船の推進軸にとって通常の深さより深いところで使用されなければならない場合、これまでは別の種類のシールが通常使用されてきた。例えば、シールを設けるために特殊な機械的軸シールを使用することが可能である。しかし、この種の機械的シールは、とりわけ技術的に複雑でありかつコストがかかるため、あまり魅力的ではない。構造部分が、例えば潮汐タービンの一部を形成している場合、タービンが入っているハウジングを、例えば、ハウジングを窒素などのガスまたは別の適切なガスで充填することにより、加圧することが知られている。ハウジング自体の中の圧力が上昇するため、軸が通り抜けているハウジングの両側の圧力差が減少し、軸シールの密封の質が向上する。
【０００８】
しかし、構造部分（のハウジング）を加圧するという欠点は、特に、圧力が比較的長い期間にわたって十分高いレベルで維持されなければならない場合に、構造部分を加圧するのは技術的に複雑な操作であるということである。実際には、これは、例えば、軸構造に供給導管が設けられなければならないことを意味する。これは、この種の構造にアクセスするのが困難なことが多いので、なお一層困難である。さらに、構造部分内部の圧力は、非常に深い水深で（例えば、５０ｍを超え、最大で１００ｍ以上の水深でも）シールの両側の圧力差を補償できるようにするために、極端なレベルに高められなければならず、それによって技術的に複雑になる可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の一目的は、既知の軸シールの上述の欠点のうちの１つまたは複数が克服される、前文に記載されているタイプのシールを提供することである。本発明のもう１つの目的は、回転可能な軸を構造部分に対して比較的深いところで密封できるようにする密封構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様によれば、これらの目的の少なくとも一方は、仮想長手方向軸線を中心に回転可能な水中軸を密封するための密封構造によって達成され、密封構造は、軸が挿通されうるかまたは挿通される、軸に対して横方向に配置された構造部分と、軸および構造部分を互いに対して密封するための圧力室を相互に密閉する少なくとも２つの同軸リングシールと、圧力室に流体を正圧で供給するための圧力手段と、流体を放出するための放出部と、を備え、放出部は、放出された流体をさらに下流側に送るように構成されたポンプを備える放出部分に連結される。
【００１１】
本発明の一実施形態によれば、圧力室から流出する流体は、環境に強制的に放出されるかまたは圧力室の方向に再循環される。強制放出は、１つまたは複数のポンプを用いて行われる。これらのポンプは、十分に流出する流体の圧力を、構造部分内に広がる比較的低い圧力から比較的高い周囲圧力（水柱によって、したがって構造部分が水中に入れられる深さに応じて生じる）まで高めることができる。
【００１２】
既に上述したように、特定の実施形態では流体は圧力室にフィードバックされる。この目的のために、密封構造は、放出された流体を圧力室に戻すために圧力室に連結された放出部分を有することができる。より詳細には、放出部分は、既に放出されている流体が圧力手段によって圧力室に循環されるような形で構成することができる。この実施形態には、循環する流体の質が容易に管理されうるという利点がある。流体が閉鎖系内で再循環される場合、例えば、生態系または物質が流体に入った結果としてシールが汚染するリスクは比較的小さい。さらに、流体が最後に環境中に入ることはなく、したがって環境に優しいシールになる。
【００１３】
他の実施形態では、放出部分は、少なくともシールが使用されている場合、放出された流体を水中環境に供給するために水中環境中に放出するように構成される。この実施形態は、簡単な構造として構成することができる。
【００１４】
一実施形態によれば、放出部分は、放出された流体を一時的に貯蔵するためのタンクを有する。タンクは、流体をさらに放出するためにポンプに連結することができる。
【００１５】
別の実施形態では、放出部分は、放出された流体を冷却するための熱交換器を備える。流体は、構造部分が軸に連結されている場所で局所冷却を行うことができる。軸の回転により、連結部は熱くなる可能性があり、これにより、やがては構造および／または軸に損傷を与える可能性がある。確かに、流体が再循環されたときに（そのときだけではない）、流体は、例えば圧力室内で熱くなる可能性があり、したがって流体の冷却効果は低下する。流体を熱交換器に通すことにより、流体を所望の（低い）温度にすることができる。
【００１６】
別の実施形態では、密封構造は３つ、４つまたは５つ以上の連続する同軸リングシールを備え、連続する同軸リングシールのうちの２つの隣り合ったリングシールはいずれの場合にも圧力室の境界を定める。このようにして複数の隣り合った圧力室を形成することにより、単一の圧力室の場合より高い圧力差に耐えることが可能になる。この場合、圧力手段は、最高圧力の側（例えば水中環境に隣接する側）から最低圧力の側（例えば構造部分の内部空間）の方を見て、連続する圧力室内に徐々に低下する圧力を発生させるように構成されることが好ましい。この実施形態では、圧力室は、軸の長手方向に正圧を徐々に吸収するために協働する。
【００１７】
別の実施形態では、連続する圧力室内の圧力の段階的低下の間のステップは実質的に同等であり、したがって、様々なシールには実質的に同じように負荷がかかり、それによってシールの耐用年数が著しく向上する。それにもかかわらず、所望であれば、圧力は、異なる圧力ステップで調節する（通常は低下させる）こともできる。
【００１８】
別の実施形態では、圧力室は直列に連結され、したがって、シールは圧力室のうちの１つまたは複数が損傷を受けたときでも動作することができる。
【００１９】
密封構造の密封要素、より詳細にはリングシールは、状況および所望の密封特性に応じて、例えばスリップ・リング・シールなどの多くの形をとることができる。有利な一実施形態では、リングシールは複数のリップシールを備え、リップシールのリップは比較的高い圧力の側の方へ向けられる。
【００２０】
先に既に説明したように、船舶推進の分野と対照的に、潮汐タービンの分野では、リングシールおよび圧力室を設けた密封構造は今のところ使用されていない。潮汐タービンは現在、主に機械的シールまたは類似のシールを使用しており、潮汐タービンのナセルは、シールの両側の圧力差を低減するために、必要に応じて（大気圧に対して）過剰な圧力下に置かれる。しかし、様々な欠点が、この種のシールを使用すること、および、特に、これらのシールがかなりの深さ、例えば２０ｍ以上の深さ（これに限定されるものではない）のところに位置するときに、潮汐タービンのナセルを窒素などのガスを用いた圧力下に置くこと、に関係している。欠点のうちの１つは、特に、圧力が比較的長い期間にわたって十分高いレベルに保たれなければならないときに、圧力下にナセルを置くのが技術的に複雑な操作であるということである。そのとき、ナセルはガス供給導管によって水面上方のガス供給部に連結される。
【００２１】
国際公開第２００７／１２５３４９号パンフレットは潮汐タービンを開示している。潮汐タービンは、ハウジング内に水が浸入するのを防止するために、ケーシングと軸との間に密封システムを有する。密封システムは収集タンクへ放出する。
【００２２】
したがって、本発明のもう１つの目的は、非常に深い水深でナセルを使用できるようにする簡単で耐久性のある密封構造を有するナセルを提供することである。
【００２３】
本発明のもう１つの態様によれば、この目的は、仮想長手方向軸線を中心に回転可能な水中軸と、軸に対して横方向に配置されかつ軸が挿通される、ハウジングの構造部分と、軸および構造部分を互いに対して密封するための圧力室を相互に密閉する少なくとも２つの同軸リングシールと、圧力室に流体を正圧で供給するための圧力手段と、流体を放出するための放出部と、を備える水中タービンのナセルで達成され、放出部は、放出された流体をさらに下流側に送るように構成されたポンプを備える放出部分に連結される。
【００２４】
発明者らは、比較的深いところで動作する潮汐タービンのナセルが実際、船の推進軸を密封するための、海運業界で使用される前文に記載されているタイプの密封構造を用いて適切に密封されうるという意外な見解に至った。この種の密封構造の放出部が、圧力室から放出された流体を送るためのポンプで放出部分に連結されている場合、流体の圧力は、流体が再循環されうるかまたはナセル（高い水圧が広がる）の環境中に放出されうるほどにまで上昇する可能性がある。密封構造はさらに、圧力室内の圧力の能動的圧力調整を必要とせずに、水圧の局所的な変化が自動的に追跡されうるように構成することができる。水圧の局所的な変化は、例えば、潮汐の変化または水面上の気象条件から生じうる。
【００２５】
密封構造が十分な数の連続するリングシールおよび関連する圧力室を有する場合、シールによって吸収される圧力差は非常に大きくなりうるので、ナセルが（例えば、５０ｍを超えるか、さらには８０ｍを超える）非常に深いところに置かれたときでも、低圧、例えば約１気圧の圧力がナセルの内部に広がることができる。
【００２６】
原理上、流体は任意適当な流体および／またはガス組成物で構成することができる。しかし、別の実施形態では、流体は水中環境から採取されている水（例えば海水）である。詳細には流体は油を含んでいないが、より詳細には流体は水のみであり、さらに詳細には水中環境から採取されている海水のみである。流体（例えば水）を正しく選択することにより、環境に優しいシールを得ることが可能である。流体の供給を確実にするために、ナセルには、別の実施形態において、流体、この場合は水中環境からの水を導入するための流体導入要素を設けることができる。
【００２７】
多くの場合、軸が比較的長期にわたって損傷することなくナセルに対して回転できるようにするために、軸に注油されなければならない。潤滑剤を軸とナセルまたは少なくともナセル内の構造部分との間に潤滑要素を用いて供給することにより、軸に注油することが知られている。潤滑剤は、例えば、軸に隣接する潤滑剤室内に設けることができる。特定の状況下では、この潤滑剤は流出し環境に入る可能性がある。これは、環境に対する汚染の影響があるだけでなく、軸に十分な程度まで注油できるようにするために、潤滑剤供給が定期的に補充されなければならないことも意味することが多い。しかしながら、本発明の別の好ましい実施形態によれば、潤滑要素および潤滑剤はそれぞれ、１つまたは複数の圧力室および圧力室内を流れる流体、特に環境から採取された水によって形成される。したがって、この実施形態は別個の注油を必要とせず、潤滑剤で水中環境を汚染するリスクはなくなる。さらに、通常の潤滑剤と比較すると、流体は比較的冷たいままであり、したがって、すべてのマイナス影響を伴う軸の昇温は起こりにくい。
【００２８】
本発明のさらなる利点、特徴、および詳細について、本発明のいくつかの実施形態の以下の記述で説明する。この記述では添付の図を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明による密封構造の第１の実施形態を有する推進軸構造の軸線方向断面を示す。
【図２】図１の推進軸構造用の密封構造の代替実施形態を示す。
【図３】流体が収集され再循環される密封構造の別の実施形態を図式的に示す。
【図４】流体が収集され環境中に放出される密封構造の別の実施形態を図式的に示す。
【図５】本発明による密封構造の一実施形態内のポンプ用の所望のＱ−Ｈ曲線を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１に、本発明による密封構造の一実施形態の推進軸構造を適用した一例を示す。まず初めに、図１は、推進軸１と、推進軸１を取り囲む参照番号２で全体的に示されている推進軸スリーブ２と、を示す。この推進軸スリーブ２は、スリーブ部分３と、船体５から外側へ挿通される後部構造部分４と、前部構造部分６と、を備える。後部構造部分４は、後部軸受７、前部構造部分６、および前部軸受８を支持する。これらの軸受７、８には、推進軸１が推進軸１の軸線９を中心に回転可能となるように収容される。
【００３１】
推進軸１を後部構造部分４に対して密封するために、参照番号１０で全体的に示されている後部シールが設けられる。さらに、前部構造部分６に対しては、参照番号１１で全体的に示されている前部シールが設けられる。推進軸１、推進軸スリーブ２、およびシール１０、１１によって境界が定められた空間１２には一定量の液体潤滑油が設けられ、液体潤滑油の静水圧は、とりわけ、潤滑油容器１６内の潤滑油１５の量の潤滑油レベル１４で決まる潤滑油柱の高さ、ならびにこの潤滑油容器１６が空間１２に連結されるようにする導管１３の両端間の高低差によって決定される。
【００３２】
当該推進軸構造が一部を形成している船舶上には、流体（すなわち、ガス、液体、またはガスと液体を組み合わせたもの）を供給するための流体供給部１７がある。流体は圧縮空気でもよく、圧縮空気は船舶のネットワークによって供給することができる。この圧縮空気の圧力は一般に約７．５〜８．５バールである。しかし、流体は水、例えば船舶の周囲から採取されている海水でもよい。
【００３３】
流体は、後で説明するように単一の固定した通路を有する固定されたスロットル装置１８を通って、潤滑油容器１６内の潤滑油レベル１４の上の空間１９に接続される。スロットル装置１８は、例えば、約２５標準リットル／分の流体の流れが送出されるような通路を有する。潤滑油容器１６からは導管２０が後部シール１０まで走る。そこで、導管２０は、リップシール２２、２３の間に画定された圧力室２１に連結される。前部リップシール２３のリップは前部および空間１２の方へ向けられるが、他方のリップシール２２のリップは後方へ向けられる。もう１つのリップシール２４もまた後方へ向けられる。
【００３４】
図１に示されているように、導管２０はさらに放出弁に連結される。スロットル装置１８は、若干の流体が放出弁２５から連続的に漏れているように選択される。これは、圧力室２１内の圧力が放出弁２５と当該船舶がある水位２６との間に位置する液柱に等しいことを意味する。導管２０は圧力室２１と放出弁２５の両方に連結されるので、放出弁２５まで別個に走る第２の導管が設置される必要はない。
【００３５】
流体は漏出液体とともに、収集タンク５１まで走る第１の放出導管５０によって圧力室２１から放出することができる。収集タンクには脱気装置５２が設けられる。タンク５２は、第２の放出導管５３を経由して、圧力室２１まで走る前述の導管２０に連結される。第２の放出導管５３には、第１の導管５０を経由して放出された流体を導管２０の方向に送るために、流体ポンプ５４、例えば遠心ポンプまたは類似のポンプが設けられる。
【００３６】
同様の方法で、リップシール３２および３３の間に位置する別の圧力室３１が加圧される。これらのリップシールは、後部および潤滑油の入った空間１２の方へ向けられたリップを有する。この圧力室３１には流体容器３４、例えば油用の容器が連結され、流体容器３４には導管３５およびスロットル装置３６を経由して圧力を加えることができる。この圧力は、弁２５によって調整されかつ測定される圧力に依存する。これは、圧力室３１内の圧力が水柱とともに最高で水位２６まで変動することを意味する。したがって、空間１２内の潤滑油の圧力が喫水の増大または大波の結果として上昇した場合、圧力室３１内の圧力もまた上昇する。したがって、空間１２中の潤滑油の圧力が上昇したときに、さらに高い潤滑油の圧力は圧力室３１内の流体（油）の圧力で相殺されるので、リップシール３２にさらなる負荷はかからない。これによりリップシール３２の耐用年数が延びる。
【００３７】
第２のスロットル装置３７が固定スロットル装置３６と直列に連結される。この第２のスロットル装置は環境に開口している。したがって、スロットル装置３６および３７が同一のものであれば、潤滑油容器３４まで走る分岐導管３８には導管３５内の圧力の約半分の圧力がかかる。
【００３８】
流体は漏出液体とともに、収集タンク５７まで走る第１の放出導管５５によって圧力室３１から放出することができる。タンク５７は、第２の放出導管５８を経由して、前述の流体容器３４（潤滑油容器）に連結される。第２の放出導管５８には、第１の導管５５を経由して放出された流体を流体導管３４の方向に送って、その流体の圧力室３２の方向への再循環を可能にするために、第２の流体ポンプ５６、例えば遠心ポンプまたは類似のポンプが設けられる。
【００３９】
上述したシールは、単一の圧力室を有する実施形態に限定されるものではない。他の実施形態では、さらなる圧力室が存在し、例えば、４つのリップシール３２、３３、４１および４２の間に形成された３つの圧力室３１、３９、４０が存在する。導管３５はこのとき、直列に連結されている３つのスロットル装置３６、３７、４３に連結され、スロットル装置３６、３７、４３の最後のスロットル装置は雰囲気に開口している。これは、いずれの場合にも小さい内径を有するパイプでよい。潤滑油容器３４、３５は、それに対応して配置された分岐導管３８、４４を経由して、次第に低下する圧力下に置かれ、したがって、圧力室３１、３９もまた次第に低下する圧力にある。圧力は前部圧力室４０内で最も低い。というのは、前部圧力室４０は、導管４８を経由して雰囲気と連通する関連潤滑油容器４７内の潤滑油の潤滑油柱しか受けないからである。複数のポンプ７０ａ、７０ｂおよび７０ｃにより、圧力室３１、３９および４０に導入された流体はそれぞれ、放出導管４９ａ、４９ｂおよび４９ｃを経由してそれぞれ潤滑油容器３４、４５および４７に放出することができる。
【００４０】
本発明の別の実施形態が図３に示されている。図３の実施形態では、回転パイプシールが、例えば、欧州特許第１５８６７９８（Ｂ１）号明細書に記述されているものと同様のタイプの、電力を発生させる海中タービンのカニューレ１０６（一点鎖線で図式的に示されている）内に設けられる。カニューレ内の圧力（Ｐｏ）は比較的低く、例えば１バールに等しい。回転パイプシールは、固定ハウジング６０およびブッシング５９を備える。ハウジングは固定パイプに取り付けられ、ブッシングは軸線を中心に回転可能なパイプに取り付けられる。複数のリップシールがハウジングの一部を形成する（図示の実施形態ではリップシール６１〜６６であるが、より多くのまたはより少ない数のシールもまた明らかに可能である）。これらのリップシールのすべての相互間に圧力室７１〜７５ならびに環状スロットル装置８１〜８４が設けられる。
【００４１】
図３を参照すると、加圧された（ＰＩ）流体、例えば流体供給要素１０２から来る（海）水が（体積流量Ｑｖ４で）供給され、導管７６を経由して第１の圧力室７１に通される。流体は第１の圧力室７１に流れ込む。流体は導管７７を経由して第１の圧力室から離れることができ、第２の圧力室７２まで通過することができる。この場合、流体は最初に第１のスロットル装置８１に入る。第１のスロットル装置８１の下流側では、流体は導管７８を経由して第２の圧力室７２に入るとともに、導管７９を経由して第２のスロットル装置８２に入る。第２の圧力室７２内の圧力は、第１の圧力室７１内の圧力より低い。このようにして、流体は後続の圧力室７３〜７５のそれぞれにまで通過する。連続しかつ交互に並ぶスロットル装置８１〜８４および圧力室７１〜７５により、圧力（ＰＩ、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐｏ）は規則的なステップで徐々に低下し、その結果、すべてのリップシールにかかる負荷が非常に制限される。
【００４２】
したがって、流体は、供給導管７６から様々な圧力室を経由して放出導管１０３まで流れる。流体（体積流量Ｑｖ１）は、放出導管１０３を経由して、カニューレ内にあるタンク１０４に通される。タンク１０４は、自動脱気装置１０５とカニューレ１０６内に置かれたポンプモジュール１０７とに連結される。ポンプモジュール１０７はとりわけ、流体を（体積流量Ｑｖ２で）送ることができるポンプ１０８を備える。ポンプ１０８は、流体（体積流量Ｑｖ３、その場合、Ｑｖ１＝Ｑｖ３＋Ｑｖ４が原理上適用される）を第１の圧力室７１の供給導管７６の方向に送り返す。
【００４３】
図４は、本発明の代替実施形態を示す。流体は、再循環されるのではなく、複数の圧力室を通過してから環境に放出される。供給部１０２から供給された流体、すなわちナセル１０６の外側から来る海水は、高い圧力（ＰＩ）を有し、この圧力で圧力室に通される。しかし、最後の圧力室を出た流体の圧力（Ｐｏ）はずっと低くなっている。それでも流体を例えば放出要素１０９から放出できるようにするために、流体圧力はＰＩ以上に高められなければならない。この圧力は、導管１１１に連結されたポンプ１１０によって達成される。
【００４４】
図３を参照すると、様々な運転条件での密封構造内の圧力および体積流量は、循環系のシステム性能を評価するためにマップされる。例えば、水圧ＰＩが、例えば潮の動きにより、±１バールのバンド幅以内で変動しうるものとする場合、公称水圧は５バール（約５０ｍの深さに相当）であり、（タービン）ハウジングまたはカニューレ内の圧力Ｐｏは大気圧（Ｐｏ=０バール）であると見なされ、体積流量がＱｖ１＝Ｑｖ３＋Ｑｖ４と見なされる場合、様々な圧力室内の圧力および関連する体積流量を算出することができる。圧力室内に必要な最小体積流量は、とりわけシール内での熱の発生に依存し、速度および圧力にも依存する。スロットルを通る体積流量Ｑｖ１に基づいて、下記の表１に示されている値が算出される。
【表１】
2013511015.tif 000003
【００４５】
理想的には、下記が適用されるべきである。すなわち、Ｑｖ１＝Ｑｖ２＝Ｑｖ３かつＱｖ４＝０であるが、実際には、Ｑｖ２、Ｑｖ３およびＱｖ４は依然としてポンプソルーションに依存する。図５に、ポンプ用の関連する所望のＱ−Ｈ曲線を示す。
【００４６】
本発明は、ここに記述されている本発明の諸実施形態に限定されるものではない。求められる権利もまた、多くの修正および変更を可能にする添付の特許請求の範囲によって定義される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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