(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
船舶のスクリューシャフトに対する船尾管シール装置であって、
一方において液体状外部媒体と境を接し、他方においてシャフト軸受の潤滑のための液体状潤滑剤と境を接しており、さらにリップパッキンのようなパッキンリングを備えており、
これらのパッキンリングはそれぞれ環状部分の間に支持され、前記パッキンリングの間には前記潤滑剤のための環状チャンバが形成されているとともに、シャフト軸受側の前記パッキンリングの前に潤滑油空間が配置されており、前記回転するシャフトのブッシュが前記潤滑油空間で終わっているものにおいて、
前記シャフト（１）の軸方向の振動によって前記潤滑油空間（７）内に発生する圧力変動が、前記ブッシュ（３）の環状端面（６）を経て、現在値としての圧力の変化を検出するためのセンサ（２１）により、コンパレータ素子（１２）に入力され、
圧力弁のような制御エレメント（１４）が、環状かつ管状の膨張体（１９）の膨張度を制御するべく作動し、
前記膨張体（１９）は前記潤滑油空間（７）に作用し、前記潤滑油空間（７）の潤滑油が、それが受ける圧力パルスに対し約１８０°位相をずらされて圧力を及ぼされることによって、前記潤滑油空間（７）内における圧力変動が最小限に抑制される
ことを特徴とするシール装置。
【請求項２】
前記センサ（２１）は、前記潤滑油空間（７）内に配置され、および／または前記シャフト（１）の軸方向の振動が、現在値を確立するための測定値読取部（１１）を備えた測定フランジ（１０）を経て、前記コンパレータ素子（１２）に入力され得るようになっていることを特徴とする請求項１に記載のシール装置。
【請求項３】
前記膨張体（１９）は、前記潤滑油空間（７）の後の前記シャフト軸受側のパッキン（４）の前の前記環状チャンバ（９）内に配置され、油送管路（５）を通じて前記潤滑油空間（７）に接続されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のシール装置。
【請求項４】
前記膨張体（１９）は、一方側のみが膨張し得るように形成され、水平方向または垂直方向に前記潤滑油空間（７）に対して作用を及ぼすようになっていることを特徴とする請求項１に記載のシール装置。
【請求項５】
膨張体（２２）が、潤滑油を受け入れるために収容空間を形成し、制御可能な圧力空間としての調節可能な空間（２３）内におけるその閉ざされた面において、３方向から圧力を及ぼされ得るようになっていることを特徴とする請求項１に記載のシール装置。
【請求項６】
前記コンパレータ素子（１２）は、制御器として構成され、その制御値が前もって与えられており、前記コンパレータ素子（１２）および制御素子（１４）は、自動制御系の制御部を形成していることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載のシール装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転するシャフトに対するシール装置、とりわけ船舶のスクリューシャフトに対する船尾管シール装置に関する。このシール装置は、一方において液体状外部媒体と境を接し、他方において軸受の潤滑のための液体状潤滑剤と境を接するようになっており、リップパッキンのようなパッキンリングを備えている場合には、これらのパッキンリングはそれぞれ環状部の間に支持され、パッキンリングの間には潤滑剤のための環状チャンバが形成されており、シャフト軸受側のパッキンリングの前には潤滑油空間が形成されており、回転するシャフトのブッシュはこの潤滑油空間で終わっている。
【０００２】
【従来の技術】
この種のシール装置は、多数の実施例においてすでに知られている。運転中にシャフトの軸方向の振動によって、関係するブッシュが前後に運動することが知られている。大型船舶の場合、約１１Ｈｚの周波数の振動が発生する。この場合、潤滑油空間内には、比較的短時間、高圧状態および低圧状態が発生する。というのは、船尾管軸受および導管を経て高圧タンクに至る圧力をバランスさせることができないからである。
【０００３】
潤滑油チャンバ内における高圧状態または低圧状態は、パッキンリングに著しい影響を及ぼす。そのため、多大の油の損失がしばしば船尾管内に生じていた。パッキンの著しい歪みによって、しばしば機能障害が生じていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の課題は、従来のシール装置を改良し、簡単な方法で油圧変動を最小限に抑え、それによって機能障害の発生を回避することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、本発明によれば、シャフトの軸方向の振動によって潤滑油空間内に発生する圧力変動を、ブッシュの環状端面を経て、現在値としての圧力変化を検出するためのセンサにより、コンパレータ素子に入力し、圧力弁のような制御素子を作動させて環状かつ管状の膨張体の膨張度の制御を行い、膨張体を潤滑油空間に作用させ、潤滑油空間の潤滑油が、作用する圧力パルスに対して約１８０°位相をずらされて圧力を及ぼされるようにすることによって、潤滑油空間の圧力変動を最小限に抑えるようにしたことによって解決される。
【０００６】
制御可能な膨張体によって、サイン波形振動の形態の油圧変動が、相殺を行う調節を経て補償される。こうして膨張体は、常に、潤滑油空間内の油圧が最小値または最大値を取るのに応じて、最大値または最小値を取るように作動する。そして、ブッシュの環状端面によって押し退けられた油は、膨張体の状態に応じて受け入れられる。
【０００７】
好ましい実施例によれば、センサは潤滑油空間内に配置され、および／またはシャフトの軸方向の振動が、現在値を確立するための測定値読取部を備えた測定フランジを経て、コンパレータ素子に入力される。
【０００８】
別の好ましい実施例によれば、膨張体は、潤滑油空間の前のシャフト軸受側のパッキンの前の環状チャンバ内に配置され、油送管路を通じて潤滑油空間に接続される。
【０００９】
さらに、別の好ましい実施例によれば、膨張体は一方側のみが膨張し得るように形成され、水平方向または垂直方向に潤滑油空間に対して作用を及ぼすようになっている。
【００１０】
さらに、別の好ましい実施例によれば、膨張体が、潤滑油を収容するために収容空間を形成するとともに、制御可能な圧力空間としての調節可能な空間内におけるその閉ざされた面において、３方向から圧力を及ぼされ得るようになっている。
【００１１】
さらに、別の好ましい実施例によれば、コンパレータ素子は制御器として形成され、その制御値が予め与えられており、コンパレータ素子および制御素子は自動制御系の制御部を構成する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施例について説明する。
図１に示されるように、プロペラシャフト１がブッシュ３とともにフランジ２を通じて図示されないプロペラに固定されている。ブッシュ３は、その一端が外部の水中で終わっており、他端は、環状端面６において、シャフト軸受の潤滑油空間７で終わっている。ブッシュ３に沿って、４つの環状のリップパッキン４が公知の方法で互いに間隔をあけて配置されている。
【００１３】
リップパッキン４は、それぞれ互いに隣接して配置された環状部分２０によって支持されており、この場合、潤滑油空間７に隣接する環状部分が船尾ナット１５に固定されている。
【００１４】
パッキンに対する給油は、この場合、リップパッキン４の領域には、タンク１８を通じて、また、船尾管ブッシュ８の領域には、タンク１６を通じてなされる。
【００１５】
図１の実施例では、潤滑油空間７と境を接する領域には、環状部分２０の間の環状チャンバ９に連通路が設けられている。この環状チャンバ９は、潤滑油空間７に対する油送管路５を有しており、さらに、一方側にのみ膨張し得る環状かつ管状の膨張体１９を備えている。
【００１６】
膨張体１９は、導管１７を通じて、排気部２４を備えた圧力弁１４を経て、圧力供給源１３に制御可能に接続されている。
【００１７】
膨張体１９を備えた潤滑油空間７内には、センサ２１が配置され、このセンサ２１は、発生する圧力変動を検出し、コンパレータ素子１２に入力する。コンパレータ素子１２は、それに対応して、圧力弁１４を作動させ、膨張体１９を制御するようになっている。
【００１８】
潤滑油空間内において、センサ２１によって測定された油圧変動は、制御においてサイン波形振動に関係している。現在値としてのサイン波形振動の形態の油圧変動は、コンパレータ素子１２を経て、さらに、圧力弁１４に与えられる。しかしながら、コンパレータ素子１２においては、約１８０°の位相のずれが予め与えられているので、膨張体１９内の圧力は、常に、潤滑油空間７の油圧が最小値または最大値を取るのに応じて、最大値または最小値を取るように設定されている。ブッシュ３の環状端面によって押し退けられた油は、こうして、膨張体１９の体積に応じて受け入れられる。
【００１９】
コンパレータ素子１２を経て、プロペラシャフト１の軸方向の振動および膨張体１９内の圧力制御の間の位相位置が、センサ２１によって測定された圧力変動が最小となるまでずらされる。
【００２０】
膨張体１９は、例えば、窒素のような異なる種類のガスによって作動せしめられ得る。
【００２１】
加えて、プロペラシャフト１の軸方向の振動の現在値を直接検出して、コンパレータ素子１２に入力することも可能である。このために、プロペラシャフト１は、振動読取部１１を備えた留めリング１０を備えている。
【００２２】
図２に示した実施例では、異なる膨張体１９、１９’、２２、２２’が、潤滑油空間７に割り当てられ、通常は、膨張体１９、２２だけが配置される。この場合、膨張体２２、２２’は、潤滑油に対する収容空間を形成しており、制御可能な圧力空間としての調節可能な空間２３内におけるその閉ざされた面において、３方向から圧力を及ぼされ得るようになっている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例によって船尾管シール装置の側断面図である。
【図２】本発明の別の実施例による船尾管シール装置の側断面図である。
【符号の説明】
１  プロペラシャフト
２  フランジ
３  ブッシュ
４  環状のリップパッキン
５  船尾ナット
６  環状端面
７  潤滑油空間
８  船尾管ブッシュ
９  環状チャンバ
１０  留めリング
１１  振動読取部
１２  コンパレータ素子
１３  圧力供給源
１４  圧力弁
１６、１８  タンク
１７  導管
１９  膨張体
２０  環状部分
２１  センサ
２４  排気部
【図１】
0004264210.tif 000002
【図２】
0004264210.tif 000003