KR100425394B1 - 토크리미터를 이용한 컨테이너 크레인의 스내그 파손방지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 토크리미터를 이용한 컨테이너 크레인의 스내그 파손 방지장치에 관한 것으로서,

종단부(終端部)가 고정단(208)에 연결되어 있고, 상기 크레인 헤드블록(207)에서의 하나의 코너부 시브(209)를 지탱하면서 연장되는 로프(205)와; 상기 로프(205)의 시단부(始端部)로부터 권취하기 위한 드럼(204)과; 상기 드럼(204)을 구동하기 위한 감속기(202) 및 구동 모터(201)와; 상기 드럼(204)과 감속기(202) 사이에 설치되는 토크리미터(203)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하므로,

기계실 내에 스내그 파손 방지장치를 둘 수 있어 장비의 보호성, 접근성 및 유지보수성이 용이하고, 드럼, 감속기 및 모터의 용량을 최소화 하면서 스내그 현상에 의한 하중을 크게 줄일 수 있다는 이점이 있다.

Description

토크리미터를 이용한 컨테이너 크레인의 스내그 파손 방지장치{ANTI-SNAG Device of Container Crane Using Torque-Limiter}

본 발명은 토크리미터를 이용한 컨테이너 크레인의 스내그 파손 방지장치에 관한 것으로서, 특히 항만 등에서 사용하는 RMQC(Rail Mounted Quay Crane)에서의 헤드 블록의 스내그 사고 발생시 컨테이너 크레인 구조 및 부속품의 파손을 방지하기 위한 장치에 관한 것이다.

RMQC에서 컨테이너를 탑재하지 않은 헤드 블록을 고속으로 들어올리는 과정에서 돌출 장애물 등에 걸려서 급정지할 경우, 또는 제동장치가 정상적으로 작동하지 않아 헤드 블록이 RMQC 구조물과 충돌할 경우에, 시스템에 과부하가 걸리게 되는데 이를 통상 스내그(Snag) 사고라 한다. 스내그 사고가 발생될 경우에는, 로프를 따라 급증하는 하중에 의해 컨테이너 크레인 구조나 부속품이 파손되는 경우가 종종 있었다.

스내그 사고는 헤드 블록이 고속으로 충돌하는 사고이기 때문에, 전기적 신호에 의한 모터의 제동만으로는 빠르게 전파되는 충돌 에너지를 제한하기가 곤란하다. 즉, 스내그 발생 하중에 도달될 때 먼저 모터와 제동장치에 제동신호가 전달되기는 하지만, 제동신호의 전달에는 시간이 필요하며, 그 동안은 모터의 회전력과 스내그 발생 이전의 고속회전에 의한 회전 관성모멘트가 로프에 작용하여 지속적으로 하중을 상승시키므로, 제동신호의 전달전에 하중이 전달되는 경로(Load Path)상에서 이를 일시적으로 차단 또는 흡수하는 장치가 요구되고 있다.

도 1에는 종래기술에 따른 유압식 스내그 파손 방지장치가 개략적으로 도시되어 있다. 좌우 대칭성을 고려하여 한 쪽만 도시하였다. 도시된 바와 같이, 드럼(103)에서 나온 로프(104)가 중간 시브(Sheave)(105)와 빔(106)을 통해 헤드 블록(109)을 인양하게 되어 있으며, 이 때, 상기 로프의 종단부(終端部)는 고정단(110)에 고정 지지되어 있다. 따라서, 스내그 사고가 일어나 로프(104)에 작용하는 하중이 증가하는 경우에는 상기 중간 시브(105)를 따라서 전달되는 하중은 빔(106)에 전달된다. 그리고, 상기 빔(106)의 하단은 힌지 결합되어 있으므로, 상기 전달된 하중은 다시 상기 빔(106)의 중간에 힌지 결합된 커넥팅 로드(107)에 전달된다. 이에 따라, 유압 실린더(108)의 압력은 급격하게 증가하게 된다. 유압 실린더(108)는 일정 값 이상의 압력이 작용하게 되면, 밸브(미도시)가 열려 기름을 토출하여, 중간 시브(105), 빔(106) 및 커넥팅 로드(107)의 일시적인 이동을 허용함으로써 로프(104)를 통하여 감속기(102)와 모터(101)에 전달되는 하중을 일시적으로 차단한다. 상기 각각의 유압 실린더(108)는 별도의 유압펌프(미도시)와 연결되어 있어 내부의 유량을 조절할 수 있다. 그러나, 유압 실린더 자체가 고가(高價)일 뿐만 아니라, 사용중 기름 유출로 인한 환경오염의 가능성이 높다는 단점이 있었다.

또 다른 예로서, 특정 압력 이상에서 붕괴하도록 구성된 Hex-Cell(벌집 모양 구조물)을 유압 실린더(108)의 위치에 적용하는 방법도 있지만, 이것 역시 고가이며 붕괴된 헥셀을 재사용하는 것이 불가능하고, 교체작업에 많은 시간이 소요되어컨테이너 크레인의 효율적인 운영이 불가능하다는 단점이 있었다.

또한, 드럼(103)과 헤드 블록(109) 사이에 충격 흡수장치(유압실린더, 헥셀 등)가 설치되어 있으므로, 충격 흡수장치가 기계실 내에 있기 어려워 따로 관리해야 하는 번거로움이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 발명의 목적은 환경 친화적이며, 반복 사용이 가능하고, 유지보수가 용이하며, 스내그 사고발생 후 작업 재개시간이 짧은 컨테이너 크레인의 스내그 파손 방지장치를 제공하는데 있다.

도 1은 종래기술에 의한 스내그 파손 방지장치의 개략 구성도이다.

도 2는 종래기술에 의한 스내그 파손 방지장치에서의 기계실 내부 배치 구성을 나타내는 도면이다.

도 3은 본 발명에 의한 스내그 파손 방지장치의 개략 구성도이다.

도 4는 본 발명에 의한 스내그 파손 방지장치에서의 기계실 내부 배치 구성을 나타내는 도면이다.

※ 주요 도면부호의 설명

201... 모터

202... 감속기

203... 토크리미터

204... 드럼

205... 로프

206... 시브

207... 헤드 블록(head block)

208... 고정단

209... 헤드블록 시브

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 컨테이너 크레인의 스내그 파손 방지장치는,

종단부가 고정단에 연결되어 있고, 상기 크레인 헤드블록에서의 하나의 코너부 시브를 지탱하면서 연장되는 로프와;

상기 로프의 시단부(始端部)로부터 권취하기 위한 드럼과;

상기 드럼을 구동하기 위한 감속기 및 구동 모터와;

상기 드럼과 감속기 사이에 설치되는 토크리미터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 토크리미터는 2개의 마찰면으로 구성되어 마찰력에 의해 기준 토크값을 설정할 수 있다.

대신에, 상기 토크리미터는 토크 센서와, 상기 토크 센서로부터 전기신호를 수용하는 제어장치와, 상기 제어장치에 의해 분리 및 결합되는 클러치부로 구성되는 전기식으로 하여도 된다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명한다.

도 3에, 본 발명에 따른 스내그 파손 방지장치의 개략적인 구성이 도시되어 있다.

도면에서는 크레인 헤드 블록(207)의 4 모서리 중 하나의 모서리에 대해서만 도시하였고, 나머지는 동일하므로 생략하였다.

먼저, 헤드 블록(207)을 인양하기 위한 로프(205)는, 그 종단부(終端部)가 고정단(208)에 연결되어 있고, 헤드블록(207)에서의 하나의 시브(209)를 지탱하면서 지나가며, 그 시단부(始端部)는 드럼(204)에 의해 감겨지거나 풀려진다.

상기 드럼(204)은, 차례로 설치된 감속기(202) 및 구동 모터(201)에 의해 회전 구동된다.

여기서, 상기 드럼(204)과 감속기(202) 사이에는 토크리미터(203)가 설치되어 있어, 드럼(204)에 일정값 이상의 토크가 작용하면, 상기 감속기(202)에 대하여 드럼(204)이 공회전하도록 함으로써 회전력을 끊게 되어 있다. 도 4에서와 같이, 토크리미터(203)는 드럼(204)과 감속기(202) 사이에 위치하므로, 기계실 내에 한 몸체로 둘 수 있어, 관리하기가 한층 용이하다.

상기 토크리미터(203)로는 기계식과 전기식이 모두 사용가능하다.

기계식 토크리미터로서는, 2개의 마찰면으로 구성되어 있어, 작용 토크가 마찰력에 의한 한계 토크를 초과할 때 일시적으로 공회전하는 구조 등이 사용될 수 있다.

그리고, 전기식 토크리미터로서는 토크 센서(미도시)에 의해 토크를 산출하고, 그 전기적 신호가 제어장치(미도시)에 보내져, 상기 제어장치에 의해 클러치부(미도시)를 분리 및 결합하도록 하는 장치가 사용될 수 있다.

상기 토크리미터(203)가 일시적으로 작동한 이후에는, 바로 제동장치에 신호가 보내져 시스템의 제동이 이루어지게 된다.

상기한 바와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 다음과 같은 이점을 도모할 수 있다.

첫째, 드럼과 감속기 사이에 토크리미터가 위치하므로, 기계실 내에 한 몸체로 둘 수 있어 장비의 보호성, 접근성 및 유지보수성이 용이하다.

둘째, 본 발명에 따른 스내그 파손 방지장치는 헤드블록 각각의 모서리를 별도로 제어하게 되어 있으므로, 드럼, 감속기 및 모터의 용량을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라, 스내그 하중을 크게 줄일 수 있어 염가의 토크리미터를 선택할 수 있게 된다.

세째, 토크의 전달이 끊어진 후의 로프의 인장력은 드럼의 관성력에 의한 것만 남기 때문에, 작은 용량의 드럼에 의해서는 작은 인장력이 발생되고, 그 결과 로프의 인장 변위도 작아지게 된다.

네째, 종래와는 다르게 작동유체를 사용하지 않으므로 기름 유출에 의한 환경오염의 가능성이 없다.

다섯째, 스내그 사고에 의해 토크리미터가 작동한 후, 기계적 또는 전기적으로 용이하게 재결합할 수 있으므로, 그에 따른 시간을 최소화 할 수 있다.

Claims (3)

1. 컨테이너 크레인의 스내그 파손 방지장치에 있어서,

   종단부(終端部)가 고정단(208)에 연결되어 있고, 크레인 헤드블록(207)에서의 하나의 코너부 시브(209)를 지탱하면서 연장되는 로프(205)와;

   상기 로프(205)의 시단부(始端部)로부터 권취하기 위한 드럼(204)과;

   상기 드럼(204)을 구동하기 위한 감속기(202) 및 구동 모터(201)와;

   상기 드럼(204)과 감속기(202) 사이에 설치되는 토크리미터(203)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 컨테이너 크레인의 스내그 파손 방지장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 토크리미터(203)는 2개의 마찰면으로 구성되는 것을 특징으로 하는 컨테이너 크레인의 스내그 파손 방지장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 토크리미터(203)는 토크 센서와, 상기 토크 센서로부터 전기신호를 수용하는 제어장치와, 상기 제어장치에 의해 분리 및 결합되는 클러치부로 구성되는 것을 특징으로 하는 컨테이너 크레인의 스내그 파손 방지장치.