(57)【要約】【課題】  ウォータジェット推進装置のインペラ軸に非水没部が生じているときの停船時でも、冷却水を供給できるようにして常用シールリングの全周、全面を湿潤化して破損を防ぐ。【解決手段】  船体に形成されたインテークダクトに配置されるインペラを駆動するインペラ軸を船体内に設けられる保護管の中を空間を有して前延させ、途中に設けたシールハウジングに収容される前方の常用シールリングと後方の非常用シール体とでインペラ軸をシールするウォータジェット推進装置のインペラ軸のシール構造において、常用シールリングを冷却する冷却水を注入する注入口をシールハウジングに設けるとともに、シールハウジングの上位と非常用シール体後方の保護管内の空間とを逸流管で連通したことを特徴とするウォータジェット推進装置におけるインペラ軸のシール構造。【選択図】  図１
2007230381.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
船体に形成されたインテークダクトに配置されるインペラを駆動するインペラ軸を船体内に設けられる保護管の中を空間を有して前延させ、途中に設けたシールハウジングに収容される前方の常用シールリングと後方の非常用シール体とでインペラ軸をシールするウォータジェット推進装置のインペラ軸のシール構造において、常用シールリングを冷却する冷却水を注入する注入口をシールハウジングに設けるとともに、シールハウジングの上位と非常用シール体後方の保護管内の空間とを逸流管で連通したことを特徴とするウォータジェット推進装置におけるインペラ軸のシール構造。
【請求項２】
溢流管をシールハウジングの質壁及び保護管の管壁に穿設した孔で代用した請求項１のウォータジェット推進装置におけるインペラ軸のシール構造。
【請求項３】
常用シールリングと非常用シール体との間に第二常用シールリングを配置した請求項１又は２のウォータジェット推進装置におけるインペラ軸のシール構造。
【請求項４】
インペラ軸の外周にライナを一体的に被着し、ライナの外周に常用シールリング、第二常用シールリング及び非常用シール体を配置させた請求項１〜３いずれかのウォータジェット推進装置におけるインペラ軸のシール構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶に取り付けられるウォータジェット推進装置におけるインペラ軸のシール構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、船舶の高速化の要求に伴い、下記特許文献１等に開示されるウォータジェット推進装置によって推進力を得る船舶が増加している。このウォータジェット推進装置は、船底に取水口を有するインテークダクトを船体内に形成するとともに、このインテークダクトの中に強制駆動されるインペラを配し、吸い込んだ水をインペラで加圧して船体後方にジェット噴流として噴出させ、その反力で推進力を得るものである。したがって、吃水の浅い構造が可能となり、浅瀬でも航行できる利点がある。事実、インペラ及びこれを駆動するインペラ軸とも、その半分程度しか水没していない状態の場合がある。
【０００３】
この場合、インペラ軸は、船体内に引き込まれてエンジンに連結されているが、この引込み個所には水の侵入を阻止するためにシール構造が必要となる。図４は、このシール構造の断面図であるが、インペラ軸１は、船体内に設けられた保護管２の中を挿通して前方に延びており、その途中にシールハウジング３を設け、ここに前方から常用シールリング４と非常時に作動させる非常用シール体５とを設けている。このうち、常用シールリング４は、インペラ軸１に固嵌されており、その前方で、シールハウジング３に取り付けられてインペラ軸１に非接触状態で嵌合されている摺動リング６の後面に接触させている。このとき、常用シールリング４と摺動リング６の接触部が発熱するから、注入口３ａから冷却水を注入して冷却するようにしている。
【０００４】
一方、非常用シール体５は、大量に浸水があった場合等の非常時に使用するもので、ゴム等からなる可撓性のリング体をインペラ軸１の外周に非接触で配したもので構成している。そして、非常時には、圧縮空気を供給口３ｂから供給して非常用シール体５の外周に作用させ、これを収縮させてインペラ軸１を締め付けてシールするようにしている。ただし、この非常用シール体５は、シール効果は絶大であるが、インペラ軸１が停止している間だけの使用を想定しており、回転しているときに使用すると、損傷するおそれのあるものになっている。
【０００５】
以上の構成で、停船等によってインペラ軸１を長期に止めていると、常用シールリング４の非水没部が乾燥し、このとき水中の不純物等が固化して常用シールリング４の表面に付着する。このような状態で、インペラ軸１を再駆動すると、固化物が常用シールリング４の表面を傷付け、シール機能を喪失させてしまう。これを防ぐには、停船時等にも冷却水を供給してやればよいが、その後方にある非常用シール体５はインペラ軸１には接触していないから、この隙間から船外に流出してしまい、常用シールリング４の全面を湿潤するのは不可能である。そこで、非常用シール体５を収縮させておけばよいように思えるが、こうすると、シールハウジング３内の圧力が上がって冷却水を充満させることができない。
【特許文献１】特開平５−１５５３８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、以上の課題を解決するものであり、インペラ軸に非水没部が生じているときの停船時でも、冷却水を供給できるようにして常用シールリングの全周、全面を湿潤化できるようにしたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の課題の下、本発明は、請求項１に記載した、船体に形成されたインテークダクトに配置されるインペラを駆動するインペラ軸を船体内に設けられる保護管の中を空間を有して前延させ、途中に設けたシールハウジングに収容される前方の常用シールリングと後方の非常用シール体とでインペラ軸をシールするウォータジェット推進装置のインペラ軸のシール構造において、常用シールリングを冷却する冷却水を注入する注入口をシールハウジングに設けるとともに、シールハウジングの上位と非常用シール体後方の保護管内の空間とを逸流管で連通したことを特徴とするウォータジェット推進装置におけるインペラ軸のシール構造を提供したものである。
【０００８】
また、本発明は、以上のシール構造において、請求項２に記載した、溢流管をシールハウジングの質壁及び保護管の管壁に穿設した孔で代用した手段、請求項３に記載した、常用シールリングと非常用シール体との間に第二常用シールリングを配置した手段、請求項３に記載した、インペラ軸の外周にライナを一体的に被着し、ライナの外周に常用シールリング、第二常用シールリング及び非常用シール体を配置させた手段を提供したものである。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の手段によると、停船時、非常用シール体を収縮させておけば、シールハウジングは密閉されるものの、中の圧力は溢流管によって保護管内の大気圧に保たれるから、シールハウジングに冷却水を充満させることができる。そして、シールハウジングから漏れた冷却水は溢流管を通って排出されるが、このとき、溢流管は、シールハウジングの上位に設けられているから、常用シールリングが常に全周、全面に亘って湿潤されることになる。なお、冷却水が充満した後は供給をストップしてもよい。
【００１０】
請求項２の手段によれば、配管等の余分なものが外部に出ないし、請求項３の手段によれば、第二常用シールリングが非常用シール体の代わりをするから、停船時、非常用シール体を収縮させる必要がない。したがって、仮に、インペラ軸を回転させたとしても、非常用シール体か損傷することはない。加えて、この第二常用シールリングにはそれほどの耐圧性は要求されず、安価なもので足りる。請求項４の手段によれば、常用及び第二常用シールリングによるインペラ軸の摩耗が避けられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明するが、まず、ウォータジェット推進装置の概略について説明しておく。図５はウォータジェット推進装置の平面図、図６は断面図であるが、このウォータジェット推進装置は、船尾トランサム部７の後方に取り付けられるノズル８と、ノズル８の後方に垂直なピン９の回りを左右に回動可能に連接されるステアリングデフレクタ１０とからなる。なお、船体内には、船底に形成された取水口１１ａからステアリングデフレクタ１０に連なるインテークダクト１１が形成されており、このインテークダクト１１にインペラ軸１で強制駆動されるインペラ１２が設けられている。
【００１２】
ステアリングデフレクタ１０の後部には、インペラ１２で加圧されたジェット噴流が衝突してその後逸量と鉛直方向の向きを変える後進デフレクタ１３が設けられている。この後進デフレクタ１３は、ステアリングデフレクタ１０に設けられた水平なピン１４の回りを上下に回動できるようになっており、この回動を後進デフレクタ１３とステアリングデフレクタ１０との間に介設される第一油圧シリンダ１５で行っている。また、ステアリングデフレクタ１０の左右個所とノズル８の左右個所との間にも、ステアリングデフレクタ１０を左右に回動させる第二及び第三油圧シリンダ１６、１７が介設されている。
【００１３】
したがって、第一油圧シリンダ１５を伸縮させると、後進デフレクタ１３の姿勢が変わり、その結果、船速や進行方向が調整できる。すなわち、後進デフレクタ１３を下方に降ろしてステアリングデフレクタ１０を全開すると全速前進になるし、上方に上げてジェット噴流の後方噴出量を制限すると、その分、船速が落ちる。また、より一層上げてジェット噴流の前方反転による後進力が後方噴出による前進力を上回ると後進になる。一方、第二及び第三油圧シリンダ１６、１７を伸縮させると、ステアリングデフレクタ１０の向きが変わり、その角度に応じた角度で旋回できるものとなる。
【００１４】
以上のインペラ軸１は、インテークダクト１１から船体内に延びる保護管２の中を前方に延ばされてエンジン（図示省略）に連結されているのであるが、その途中に上記した常用シールリング４及び非常用シール体５等が収容されるシールハウジング３が設けられてシール構造を構成している。図１は本発明に係るシール構造を示す断面図であるが、まず、シールハウジング３に注入口１８を形成し、ここにパイプ１９を接続して冷却水が注入できるようにしておく。そして、シールハウジング３と非常用シール体５よりも後方の保護管２とインペラ軸１との間の空間２０を逸流管２１で連通する。なお、本例では、溢流管２１を保護管２の外部に架設したが、シールハウジング３の室壁や保護管２の管壁に孔（図示省略）をあけてこの孔で溢流管２１を代用してもよく、その場合は、配管が省略できる。この場合、シールハウジング３内を冷却水で一杯に満たすには、溢流管２１の位置をシールハウジング３の最上位にするのが好ましい。
【００１５】
以上により、停船等のときは、非常用シール体５を絞ってシールハウジング３にパイプ１９から冷却水を注入してシールハウジング３内に一杯に満たす。このとき、シールハウジング３の内部は、溢流管２１によって空間（大気圧）と連通しているから、このことが可能になる。また、少々供給しすぎても、余った水は溢流管２１から逃がすことができるから、充満状態は変わらない。この状態になると、冷却水の供給を止めても、冷却水は、シールハウジング３内を一杯に満たし、その結果、常用シールリング４の全周、全面に亘って湿潤状態を保持できる。したがって、インペラ軸１を再駆動しても（このときには、非常用シール体５は解放させている）、常用シールリング４を損傷することはない。
【００１６】
図２は本発明の別の例を示す断面図であるが、本例のものは、シールハウジング３内における非常用シール体５の前方位置に第二常用シールリング２２を設けたものである。これによると、停船時、非常用シール体５を絞る必要がないから、非常用シール体５の可撓性機能を保全できるとともに、仮に、インペラ軸１を回転させても支障はない。また、ここで使用する第二常用シールリング２２は、それほど耐圧性のものは必要ないから、安価なもので足り、コストが安くて済む。
【００１７】
図３は本発明の更に別の例を示す断面図であるが、本例のものは、常用シールリング４、第二常用シールリング２２及び非常用シール体５が作用する個所のインペラ軸１の外周にライナ２３を一体的に被着したものである。これよると、インペラ軸１は、常用シールリング４、第二常用シールリング２２及び非常用シール体５と摺動しないから、その表面に彫込み等が生ぜず、耐久性が高い利点がある。ただし、ライナ２３は、摩耗するが、これの交換はインペラ軸１の交換より早く、かつ安くできる。また、溢流管２１にストップ弁２４や逆流を防ぐチェック弁（図示省略）を設けることもある。点検時や修理時に船体が揺動して吃水が上がり、海水が溢流管２０を逆流してシールハウジング３に入るのを防止するためである。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係るシール構造の一例の断面図である。
【図２】本発明に係るシール構造の他の例の断面図である。
【図３】本発明に係るシール構造の他の例の断面図である。
【図４】シール構造の従来例の断面図である。
【図５】ウォータジェット推進装置の平面図である。
【図６】ウォータジェット推進装置の断面図である。
【符号の説明】
【００１９】
１      インペラ軸
２      保護管
３      シールハウジング
３ａ    冷却水の注入口
３ｂ    圧縮空気の供給口
４      常用シールリング
５      非常用シール体
６      摺動リング
７      船尾トランサム部
８      ノズル
９      ピン
１０    ステアリングデフレクタ
１１    インテークダクト
１１ａ  インテークダクトの流入口
１２    インペラ
１３    後進デフレクタ
１４    ピン
１５    第一油圧シリンダ
１６    第二油圧シリンダ
１７    第三油圧シリンダ
１８    注入口
１９    パイプ
２０    空間
２１    溢流管
２２    第二常用シールリング
２３    ライナ
２４    ストップ弁
【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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【図６】
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