KR100545732B1 - 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 선내 집탄 및 잔탄 처리용 장비에 있어서, 상부 회전체와 하부 주행체를 구비하고 상부 회전체에는 굴삭부, 스위퍼부 및 크레인부가 구비되고 하부 주행체에는 도저부가 구비되어 석탄 운반선의 해치 내에 투입되어 집탄 및 잔탄 처리를 효과적으로 수행하되, 원격 조정 장치에 의해 원격 조정이 가능한 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비에 관한 것이다.

본 발명은 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비에 있어서, 주행부를 구비하여 주행이 가능하도록 하는 하부 주행체(210); 상기 하부 주행체(210)의 상부에 결합하고 수평 선회가 가능한 상부 회전체(200); 상기 상부 회전체(200)의 전면에 부착되어 굴삭 작업을 하는 굴삭부(220); 상기 하부 주행체(210)의 일면에 부착되어 상기 석탄을 앞으로 밀거나 위로 들어올리는 작업을 하는 도저부(230); 상기 상부 회전체(200)의 후면에 부착되어 수평 바닥 청소를 하는 스위퍼부(240); 및 상기 상부 회전체(200)에 부착되고 수직 벽면을 청소하는 벽면 청소용 브러시(614)를 구비한 크레인부(250)를 포함하는 것을 특징으로 하는 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비를 제공한다.

석탄 하역, CSU, 굴삭, 도저, 잔탄 청소, 크레인, 다목적 중장비

Description

선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비{Multi-Functional Special Equipment for Gathering and Disposing of Coal in Hatch of Coal Transport Ship}

도 1a는 석탄 운반선의 석탄을 CSU(Continuous Ship Unloader)를 이용하여 하역하는 작업예를 도시한 도면,

도 1b는 석탄 운반선에 적재된 석탄을 CSU를 통해 컨베이어 벨트로 하역하는 작업을 설명하기 위한 도면,

도 2a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비의 측면도,

도 2b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비의 정면도,

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비에 있어서 굴삭부를 설명하기 위한 도면,

도 4a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비에 있어서 도저부를 설명하기 위한 평면도,

도 4b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비에 있어서 도저부를 설명하기 위한 측면도,

도 5a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비에 있어서, 스위퍼부를 설명하기 위한 평면도,

도 5b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비에 있어서 스위퍼부를 설명하기 위한 측면도,

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비에 있어서, 크레인부를 설명하기 위한 도면,

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비의 각 구성 요소를 구동 및 제어하는 유압 시스템을 나타낸 유압 회로도,

도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비에 있어서, 장비의 조작을 수행하기 위한 조작판을 개략적으로 도시한 도면,

도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비의 원격 조정 시스템을 도시한 블럭도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

100 : CSU(Continuous Ship Unloader) 110 : 석탄 운반선

120 : 해치 130 : 스크류

140 : 배출구 200 : 상부 회전체

210 : 하부 주행체 220 : 굴삭부

230 : 도저부 240 : 스위퍼부

250 : 크레인부 260 : 캐빈

270 : 적재함 280 : 블로어부

302 : 굴삭 붐(Boom) 304 : 아암(Arm)

306 : 버켓(Bucket) 402 : 도저 고정부

404 : 도저 지지부 406 : 배토판 고정부

408 : 배토판 502a, 502b : 측면 브러시

504 : 롤러 브러시 506 : 흡입구

508 : 스위퍼부 수용부 510 : 흡입 덕트

602 : 베이스 604 : 고정 빔

606 : 내측 붐 608 : 외측 붐

610 : 신축 붐 702 : 엔진

704 : 유압 펌프 710 : 메인 밸브

800 : 조작판 902 : 입력부

910 : 입력측 제어부 912 : 입력측 RF 통신부

918 : 수신측 RF 통신부 920 : 장비 제어부

922 : 출력부

본 발명은 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 선내 집탄 및 잔탄 처리용 장비에 있어서, 상부 회전체와 하부 주행체를 구비하고 상부 회전체에는 굴삭부, 스위퍼부 및 크레인부가 구비되고 하부 주행체에 는 도저부가 구비되어 석탄 운반선의 해치 내에 투입되어 집탄 및 잔탄 처리를 효과적으로 수행하되, 원격 조정 장치에 의해 원격 조정이 가능한 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비에 관한 것이다.

화력 발전소에서는 발전을 위한 연료로서 일반적으로 석탄, 중유 등을 사용한다. 한편, 화력 발전소는 연료 운반의 편이성과 냉각수 등 용수의 취수를 용이하게 하기 위하여 주로 해안가에 위치하게 된다. 석탄을 연료로서 사용하는 화력 발전소의 경우, 석탄을 해상을 통해 석탄 운반선으로 운반해 와서 발전소에 인접하여 건설한 전용 부두를 통해 운반한 석탄을 하역하게 된다.

도 1a는 석탄 운반선의 석탄을 CSU(Continuous Ship Unloader)를 이용하여 하역하는 작업예를 도시한 도면이다.

석탄 운반선(110)은 통상적으로 9개 내외의 해치(Hatch : 120)에 석탄을 적재하여 운반하는데, 석탄 운반선(110)에 적재된 석탄을 하역하는 작업은 CSU(Continuous Ship Unloader : 100)라고 하는 연속 하역 장치를 통해 이루어진다. 석탄 운반선(110)에 적재된 석탄은 CSU(100)를 통해 운반용 컨베이어 벨트(Conveyor Belt : 미도시)로 옮겨지고, 석탄은 컨베이어 벨트에 의해 저탄장으로 운반된다.

도 1a에서 보는 바와 같이 석탄 운반선(110) 한 척이 부두에 접안되면 통상적으로 두 대의 CSU(100)를 이용하여 석탄을 하역하게 되는데, 석탄 운반선(110)의 균형을 유지하기 위하여 각각의 CSU(100)는 바깥쪽 해치(120)에서 안쪽 해치(120) 방향으로 순차적으로 석탄을 하역하게 된다.

도 1b는 석탄 운반선에 적재된 석탄을 CSU를 통해 컨베이어 벨트로 하역하는 작업을 설명하기 위한 도면이다.

석탄 운반선(110)의 석탄은 CSU(100)에 구비된 스크류(130)를 통해 위로 올려지고 컨베이어 벨트로 연결되는 배출구(140)로 이송된다.

한편, 석탄 운반선(110)의 석탄을 CSU(100)를 통해 컨베이어 벨트로 하역하는 작업은 크게 3 단계로 구분할 수 있다.

1 단계에서는 석탄 운반선(110)의 해치(120) 내에 가득 실린 석탄을 CSU(100)만을 이용하여 하역한다. 해치(120) 내의 석탄이 일정 정도 하역된 후, 예컨대 석탄이 해치(120) 바닥에서 약 2 내지 3 미터(m) 높이로 남아 있는 경우에는 CSU(100)만으로 석탄을 하역하기는 어렵고, 별도의 장비를 투입하여 석탄 하역 작업을 하여야 한다.

따라서, 2 단계에서는 셔블 트럭(Shovel Truck) 또는 페이로더(Payloader)라고 하는, 퍼올림, 들어올림, 배출 등의 작업을 수행하는 장비를 투입하여 CSU(100)의 석탄 하역 작업을 보조한다. 즉, 상당량의 석탄이 하역된 후 페이로더를 해치(120)로 투입하여 남아 있는 잔탄을 CSU(100)에서 자동으로 하역하기 용이하도록 스크류(130) 근처로 모아 주는 작업을 한다.

석탄이 해치(120) 바닥 기준으로 약 1 내지 2 미터 높이로 남아있는 시점에서는 3단계 작업을 진행한다. 3 단계에서는 해치(120)로부터 CSU(100)를 철수시키고 해치(120) 내에 작업 인부를 투입하여, 페이로더와 작업 인부의 작업을 통해 남아 있는 잔탄을 자루 등에 담아 외부로 배출한 후 해치 내부 청소 작업을 수행한 다.

이러한 하역 작업을 표로 나타내면 표 1과 같다.

작업 단계	하역 수단
1 단계	CSU
2 단계	CSU + 페이로더(Payloader)
3 단계	페이로더 + 작업 인부

CSU(100)를 이용하는 1 단계 하역 작업은 CSU(100)를 무선 또는 유선으로 조정할 수 있어 편리하나, 2 단계 및 3 단계 작업은 페이로더 운전 및 최종 잔탄 처리를 위해 작업 인부를 투입하여야 하는데, 선박의 해치(120) 내부에는 석탄 분진과 소음 등으로 인하여 작업 환경이 매우 열악하다는 문제점이 있다.

또한, 3 단계 작업에 있어서는 페이로더와 함께 작업 인부가 투입되어 하역 작업을 마무리하게 되는 바, 작업 인부가 부상을 입을 위험성이 크다. 특히, 화력 발전소는 24시간 연속 운전되는 바, 석탄 하역 작업은 야간에도 진행되어야 하는 경우도 있게 되어 야간 작업에 따른 작업 인부의 피로 증가 등으로 인해 안전 사고의 발생 가능성이 상존하는 문제점이 있다.

그러나, 이러한 문제점을 해결하기 위한 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비는 아직 개발되어 있지 않은 상태이다. 즉, 페이로더의 퍼올림, 들어올림, 배출 등의 단순한 기능뿐만 아니라 작업 인부의 투입 없이도 선박 내 해치(120)의 잔탄을 처리할 수 있는 장비의 개발은 되어 있지 않은 상태이다.

또한, 선박 해치(120) 내 작업 환경은 열악하므로 이러한 장비는 원격 조작이 가능해야 할 뿐만 아니라, 경우에 따라서는 장비 조작자가 탑승해서 조작할 수 도 있어야 하는데, 이러한 요건을 충족시키는 장비의 개발은 되어 있지 않은 현실이다.

한편, 종래 산업용 제어 시스템 중에서 대형 기계의 자동화 관련 기술 현황을 살펴보면, 대학이나 연구소 등에서 활발한 연구 개발이 진행되고 있는 실정이나 이런 기기들은 주로 자동차 공장의 차량 제작용 정지형 로봇 또는 빌딩 자동화 분야나 인간형 로봇 분야의 개발에 집중되어 있을 뿐이다.

또한, 특수한 대형 기기의 자동화는 그 특성상 대량 생산이 불가능하고 각 현장별로 특수한 목적과 특수한 요구 성능을 충족시킬 수 있도록 주문 제작의 형태를 갖게 된다. 그러나, 현재 국내 시장 규모가 작고 중장비의 자동화 및 로봇 시스템에 대한 인식이 널리 퍼져 있지 않기 때문에, 본 발명에서 이루고자 하는 목적과 같은 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비의 발명은 이루어지지 않았다.

즉, 본 발명이 이루고자 하는 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비는 그 필요성은 충분하나 지금까지는 그 기술적 제한 및 현실적 여건이 불충분하여 발명이 이루어지지 않았던 것이다.

상기한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 일반 페이로더의 기능에 세밀한 잔탄 처리 기능 및 원격 조정 기능을 부가하여 별도의 작업 인부 투입 과정 없이 선박 해치 내에 투입되어 집탄 및 잔탄 처리가 가능한 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비를 제공함을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 원격 제어 및 반자동 운전을 위해서 무선 송수신 장치 및 각종 센서를 구비하여 위치 및 조작 정보의 획득이 가능한 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비를 제공함을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 굴삭 공사, 가로수 정비 작업, 도로 청소 작업 등 작업 현장에서 다목적으로 활용할 수 있는 다목적 중장비를 제공함을 그 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비에 있어서, 주행부를 구비하여 주행이 가능하도록 하는 하부 주행체(210); 상기 하부 주행체(210)의 상부에 결합하고 수평 선회가 가능한 상부 회전체(200); 상기 상부 회전체(200)의 전면에 부착되어 굴삭 작업을 하는 굴삭부(220); 상기 하부 주행체(210)의 일면에 부착되어 상기 석탄을 앞으로 밀거나 위로 들어올리는 작업을 하는 도저부(230); 상기 상부 회전체(200)의 후면에 부착되어 수평 바닥 청소를 하는 스위퍼부(240); 및 상기 상부 회전체(200)에 부착되고 수직 벽면을 청소하는 벽면 청소용 브러시(614)를 구비한 크레인부(250)를 포함하는 것을 특징으로 하는 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비를 제공한다.

또한, 본 발명은 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비의 작동 제어에 사용되는 유압 시스템에 있어서, 상기 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비 내부에 구비되어 동력을 발생시키는 엔진(702)으로부터 발생된 동력을 전달받아 압유(壓油)를 발생시키는 유압 펌프(704); 상기 유압 펌프(704)에서 발생된 상기 압유를 전달받아 굴삭부(220)의 작동 및 하부 주행체(210)의 주행과 상부 회전체(200)의 회전을 제어하는 굴삭부 메인 밸브(710E)와, 도저부(230)의 작동을 제어하는 도저부 메인 밸브(710D)로 이루어진 메인 밸브(710); 스위퍼부(240)의 작동을 제어하는 스위퍼부 조정 밸브(720); 및 크레인부(250)의 작동을 제어하는 크레인부 조정 밸브(750)를 포함하는 것을 특징으로 하는 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비의 작동 제어에 사용되는 유압 시스템을 제공한다.

또한, 본 발명은 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비의 원격 조정 시스템에 있어서, 원격 조정 신호를 입력하는 입력부(902); 상기 입력부(902)에 입력된 상기 원격 조정 신호를 처리하는 입력측 제어부(910); 상기 입력측 제어부(910)에서 처리된 상기 원격 조정 신호를 무선 통신 신호로 변조하는 입력측 RF 통신부(912); 상기 무선 통신 신호를 송신하는 입력측 안테나(914); 상기 입력측 안테나(914)에서 송신된 상기 무선 통신 신호를 수신하는 수신측 안테나(916); 상기 무선 통신 신호를 처리하는 수신측 RF 통신부(918); 상기 수신측 RF 통신부(918)에서 처리된 신호를 상기 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비의 제어 신호로 처리하는 장비 제어부(920); 및 상기 장비 제어부(920)에서 처리된 신호를 출력하는 출력부(922)를 포함하는 것을 특징으로 하는 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비의 원격 조정 시스템을 제공한다.

또한, 본 발명은 도로 굴삭, 배토, 도로 청소 및 가로수 정비 등의 기능을 수행하는 다목적 중장비에 있어서, 주행부를 구비하여 주행이 가능하도록 하는 하부 주행체(210); 상기 하부 주행체(210)의 상부에 결합하고 선회가 가능한 상부 회전체(200); 상기 상부 회전체(200)의 전면에 부착되어 굴삭 작업을 하는 굴삭부(220); 상기 하부 주행체(210)의 일면에 부착되어 물건을 앞으로 밀고 위로 들어올리는 작업을 하는 도저부(230); 상기 상부 회전체(200)의 후면에 부착되어 바닥 청소를 하는 스위퍼부(240); 및 상기 상부 회전체(200)에 부착되고 작업 인부가 탑승하는 작업대를 구비한 크레인부(250)를 포함하는 것을 특징으로 하는 다목적 중장비를 제공한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

먼저, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비의 기계적 구성에 관하여 설명한다.

도 2a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비의 측면도이고, 도 2b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비의 정면도이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비는 상부 회전체(200), 하부 주행체(210), 굴삭부(220), 도저부(230), 스위퍼부(240) 및 크레인부(250) 등의 구성 요소로 이루어진다.

이러한 구성 요소는 석탄 운반선 해치 내의 석탄을 CSU를 이용하여 일정 정도 하역한 후 남아 있는 석탄의 효율적인 하역과 하역 완료 후 해치 내부의 잔탄을 처리하기 위한 것이다.

상부 회전체(200)는 하부 주행체(210) 상부에 선회 베어링(미도시)에 의해 결합된 것으로 좌우 360도 회전이 가능하도록 설계된다. 상부 회전체(200)에는 굴삭부(220), 스위퍼부(240) 및 크레인부(250) 등이 결합된다. 또한, 상부 회전체(200)에는 하부 주행체(210)를 비롯한 각 구성 요소를 구동시키는 엔진(미도시)이 포함되며, 운전자가 탑승할 수 있는 캐빈(Cabin : 260)을 구비하는 것이 바람직하다. 즉, 본 발명에 따른 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비는 후술하는 바와 같이 무선으로 원격 조정이 가능하나, 경우에 따라서는 운전자가 캐빈(260)에 탑승하여 수동으로 조정할 수 있도록 하기 위해 각종 조정 장치가 구비된 캐빈(260)이 포함되는 것이다. 한편, 상부 회전체(200)에는 적재함(270)이 구비되어 잔탄 처리시 잔탄을 적재할 수 있도록 한다.

하부 주행체(210)는 본 발명에 따른 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비의 전후 좌우 이동이 가능하도록 하며 전면에 도저부(230)가 구비된다. 전술한 바와 같이 하부 주행체(210)는 상부에 결합된 상부 회전체(200)를 지지한다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비는 적재된 석탄 위에서 움직이게 되므로 하부 주행체(210)의 주행 부분이 석탄 속으로 파묻히는 것을 방지하기 위해 주행 방식으로는 무한 궤도(Caterpillar : 212)를 채택하는 것이 바람직하다. 그러나, 본 발명의 실시에 있어서 하부 주행체(210)의 주행 방식은 무한 궤도(212)에 한정되는 것은 아니며, 경우에 따라서는 타이어(Tire)를 사용하는 것도 가능하다.

다음으로 굴삭부(220)에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비에 있어서 굴삭부를 설명하기 위한 도면이다.

굴삭부(220)는 굴삭 붐(Boom : 302), 아암(Arm : 304) 및 버켓(Bucket : 306) 등을 포함하여 이루어진다. 굴삭 붐(302)의 일측은 상부 회전체(200)에 힌지(Hinge) 결합되어 있으며 굴삭 붐(302)의 타측은 아암(304)과 힌지 결합된다. 아암(304)의 끝에는 석탄 등을 퍼 올릴 수 있는 버켓(306)이 구비된다.

한편, 굴삭부(220)에는 일측은 상부 회전체(200)에 결합되고 타측은 굴삭 붐(302)과 결합되어 굴삭 붐(302)을 작동시키는 굴삭 붐 실린더(Boom Cylinder : 308), 일측은 굴삭 붐(302)과 결합되고 타측은 아암(304)과 결합되어 아암(304)을 작동시키는 아암 실린더(Arm Cylinder : 310) 및 일측은 아암(304)과 결합되고 타측은 버켓(306)과 결합되어 버켓(306)을 작동시키는 버켓 실린더(Bucket Cylinder : 312)가 추가로 구비된다.

붐 실린더(308), 아암 실린더(310) 및 버켓 실린더(312)는 유압(Hydraulic Pressure)으로 작동하는 것으로서 유압 시스템은 전기 시스템과 달리 유압의 변동에 따라 그 반응이 즉각적일 뿐만 아니라 비교적 큰 힘을 낼 수 있으므로 중장비에 많이 사용된다. 또한, 후술하는 바와 같이 굴삭부(220)를 원격 제어하는 경우에 있어서 효과적인 제어가 가능하게 된다.

한편, 도 3에서의 굴삭부(220)는 굴삭 붐(302), 아암(304) 및 버켓(306)으로 이루어지도록 하였으나, 경우에 따라서는 상부 회전체(200)와 버켓(306)을 연결시키는 구조를 굴삭 붐(302) 및 아암(304)의 2단으로 구성하지 않고 굴삭 붐(302)을 2단 이상으로 분리하여 연결하거나, 아암을 하나 더 추가 결합하여 3단 이상으로 구성할 수도 있다.

다음으로 도저부(230)에 대하여 설명한다.

도 4a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비에 있어서 도저부를 설명하기 위한 평면도이고, 도 4b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비에 있어서 도저부를 설명하기 위한 측면도이다.

도저부(230)는 하부 주행체(210)에 결합된다. 하부 주행체(210)에 구비된 도저 고정부(402)에 도저 지지부(404)가 힌지 결합된다. 도저 지지부(404)의 전면에는 배토판 고정부(406)가 구비되는데, 배토판 고정부(406)와 도저 지지부(404)의 중앙부는 서로 힌지 결합되어 배토판 고정부(406)가 좌우로 움직일 수 있도록 된다. 배토판 고정부(406)에는 석탄을 밀어 내고 퍼 올리는 배토판(408)이 구비된다.

도 4a에 도시된 바와 같이 배토판 고정부(406)는 좌우로 움직일 수 있어 해치 내의 잔탄을 효과적으로 처리할 수 있다. 배토판 고정부(406)의 좌우 동작은 스윙용 실린더(410a, 410b)에 의해 이루어진다. 도저 지지부(404) 내에는 좌우측에 스윙용 실린더(410a, 410b)가 각각 구비되고, 각각의 스윙용 실린더(410a, 410b)의 일단은 배토판 고정부(406)에 연결된다. 스윙용 실린더(410a, 410b)의 신축(伸縮)에 의해 배토판 고정부(406)가 좌우로 움직이게 되는 것이다.

한편, 도 4b에 도시된 바와 같이 배토판(408)의 수직 각도도 변동이 가능하 다. 이에 따라 배토판(408)을 이용하여 석탄을 퍼 올리는 기능도 수행할 수 있게 된다. 배토판(408)의 수직 각도의 변동은 유압으로 작동되는 틸트용 실린더(414a, 414b)에 의해 이루어진다. 틸트용 실린더(414a, 414b)는 그 일측이 배토판 고정부(406)에 연결되고 타측은 배토판(408)의 상부에 연결된다. 틸트용 실린더(414a, 414b)는 배토판(408)의 좌우에 각 한 개씩 구비되나, 경우에 따라서는 안정적인 힘의 전달을 위해서는 좌우에 각 한 개씩 구비하는 외에 중앙에 한 개의 틸트용 실린더를 추가로 구비하도록 할 수도 있다.

도 4b에서 보는 바와 같이 도저부(230)는 상하로 동작이 가능하다. 도저부(230)의 상하 동작은 상하 작동용 실린더(412a, 412b)에 의해 수행된다. 즉, 상하 작동용 실린더(412a, 412b)는 그 일측은 도저 고정부(402)에 연결되고, 그 타측은 도저 지지부(404)에 연결되어 있는데, 상하 작동용 실린더(412a, 412b)의 신축에 의하여 도저부(230)가 상하로 작동할 수 있게 된다.

배토판(408)의 형상은 평면 또는 굴곡된 면으로 할 수 있다. 그런데, 배토판(408)은 석탄을 앞으로 미는 동작을 하는 외에 석탄을 퍼 올리는 동작도 수행하도록 하는 것이 바람직하므로 배토판(408)의 형상을 종래의 페이로더의 배토판의 형상과 같게, 즉 내부에 석탄 등을 담을 수 있도록 굴곡된 면으로 구성하여 석탄을 밀고 이를 퍼 올릴 수 있도록 한다.

도 5a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비에 있어서, 스위퍼부를 설명하기 위한 평면도이고, 도 5b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비에 있어서 스위퍼부를 설명 하기 위한 측면도이다.

석탄 운반선(110) 해치(120) 내의 석탄을 하역하고 나면, 해치(120) 내에는 하역하고 남은 석탄 가루 등 잔탄이 존재한다. 전술한 바와 같이 종래에는 작업 인부를 투입하여 이를 처리하도록 하였으나, 본 발명에 따른 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비는 스위퍼부(240)를 이용하여 이를 처리할 수 있도록 한다.

스위퍼부(240)는 측면 브러시(Brush)(502a, 502b), 롤러 브러시(Roller Brush : 504), 흡입구(506) 및 흡입 덕트(Duct)(508) 등으로 이루어진다. 한편, 스위퍼부(240)를 사용하지 않을 때에 이러한 측면 브러시(502a, 502b), 롤러 브러시(504), 흡입구(506) 등을 수용하기 위한 스위퍼부 수용부(508)가 상부 회전체(200)에 구비된다.

따라서, 스위퍼부(240)를 사용하여 선내의 잔탄을 처리하는 경우에는 스위퍼부 수용부(508) 내에 수용되어 있는 측면 브러시(502a, 502b), 롤러 브러시(504), 흡입구(506) 등을 밑으로 하강시켜서 잔탄 처리 작업을 하게 된다.

측면 브러시(502a, 502b)는 본 발명에 따른 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비가 해치(120) 저면에 남아 있는 잔탄을 처리하는 작업을 하기 위해 해치(120) 저면을 이동할 때 바깥쪽의 잔탄을 스위퍼부(240)의 안쪽으로 모아 주는 역할을 한다. 롤러 브러시(504)는 중앙의 잔탄을 스위퍼부(240) 안쪽으로 모아준다. 이렇게 모여진 잔탄은 흡입구(506)를 통해 적재함(270)으로 이동된다.

한편, 측면 브러시(502a, 502b)와 롤러 브러시(504)에 의해 모아진 잔탄이 흡입구(506)로 효율적으로 전달되게 하기 위하여, 롤러 브러시(504)는 도 5a에 도 시된 바와 같이 약간의 각도를 이루면서, 바람직하게는 본 발명에 따른 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비의 후면과 10 내지 30 도 정도의 각도를 이루면서 구비되도록 한다.

흡입구(506)에 의해 흡입된 잔탄은 흡입 덕트(510)를 통해 적재함(270)으로 이동된다. 흡입구(506)의 흡입력은 블로어(Blower)부(280)에 의해 생성된다. 블로어부(280)는 내부에 팬(Fan : 미도시)을 구비하고 적재함(270)에 연결된다. 블로어부(280)에 구비된 팬이 작동되어 적재함(270) 내부의 공기를 외부로 방출시키면 적재함(270) 내부의 공기압이 낮아지게 되므로 진공 청소기(Vacuum Cleaner)와 같은 원리로 적재함(270)에 연결된 흡입구(506)에 흡입 압력이 발생하게 되는 것이다.

한편, 해치(120) 내의 잔탄 제거 작업 과정에서 잔탄이 비산하여 먼지가 발생하는 경우가 많다. 또한, 경우에 따라서는 석탄 내에 함유된 수분 때문에 석탄이 해치(120) 저면에 엉겨 붙어 용이하게 제거되지 않는 문제점이 발생하기도 한다.

따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위해 스위퍼부(240)에는 도 5a에 도시된 바와 같이 물탱크(Tank) 조합체(520) 및 에어 탱크 조합체(530)를 추가로 구비하는 것이 바람직하다.

물탱크 조합체(520)는 물을 저장하는 물탱크와 저장된 물을 해치(120) 바닥에 뿌리도록 하는 살수기(미도시)를 구비하여, 잔탄 제거시 잔탄이 비산하는 것을 방지하도록 한다. 또한, 에어 탱크 조합체(530)는 공기를 압축하여 해치(120) 바닥에 분사하도록 한다. 이렇게 함으로써 바닥에 부착된 잔탄을 분리시킬 수 있게 된다.

흡입구(506)를 통해 흡입된 잔탄이 적재함(270)에 일정량 이상 쌓이면 적재함(270)에 적재된 잔탄을 외부로 배출하여야 한다.

적재함(270)의 일측에는 적재함 실린더(540)가 구비된다. 적재함 실린더(540)의 로드(Rod)가 돌출되면, 즉 적재함 실린더(540)의 길이가 늘어나면 적재함(270)은 전방으로 기울게 된다. 또한 적재함(270)의 전면에는 적재함 개폐구(542) 및 적재함 개폐 실린더(544)가 구비되어, 적재함(270)이 적재함 실린더(540)의 팽창에 의해 앞으로 기울여질 때 적재함 개폐 실린더(544)의 작동에 의해 적재함 개폐구(542)가 열리고 적재함(270) 내부에 적재된 잔탄을 외부로 배출할 수 있게 된다.

다음으로 크레인부(250)를 설명한다.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비에 있어서, 크레인부를 설명하기 위한 도면이다.

크레인부(250)는 해치(120) 내부 벽면에 부착되어 있는 잔탄을 제거하기 위한 장치이다. 종래에는 작업 인부가 긴 장대에 빗자루 등을 부착하여 수작업으로 해치(120) 벽면에 부착된 잔탄을 제거하였으나, 본 발명에 따른 크레인부(250)를 이용하면 간편하게 해치(120) 벽면의 잔탄을 제거할 수 있다.

크레인부(250)는 상부 회전체(200)에 고정되는 베이스(602), 베이스(602)와 결합하여 크레인부(250)를 지지하는 고정 빔(604)과 고정 빔(604)에 연결되는 내측 붐(606), 내측 붐(606)과 연결되는 외측 붐(608) 및 길이의 증감이 가능한 신축 붐(610) 등을 포함하여 이루어진다.

베이스(602)와 결합되는 고정 빔(604)은 베이스(602)와 선회 베어링(미도시)으로 연결되어 360 도 회전이 가능하도록 한다. 고정 빔(604)은 내측 붐(606)과 힌지 결합되고, 고정 빔(604)과 내측 붐(606)의 일단을 연결하는 내측 붐 실린더(620)가 구비된다. 내측 붐 실린더(620)의 신축에 따라 내측 붐(606)이 상하로 작동하게 된다.

한편, 내측 붐(606)의 일측은 외측 붐(608)과 힌지 결합되고, 내측 붐(606)과 외측 붐(608)의 일단을 연결하는 외측 붐 실린더(622)가 구비된다. 외측 붐(608)은 신축 붐(610)과 힌지 결합하게 되며, 외측 붐(608)의 일단과 신축 붐(610)의 일단을 연결하는 신축 붐 실린더(624)가 구비된다.

신축 붐(610)은 1단 신축 붐(612)과 1단 신축 붐(612) 내부로 삽입 가능한 2단 신축 붐(614)으로 이루어진다. 1단 신축 붐(612) 내부에는 신축 붐 신축 실린더(626)가 구비된다. 신축 붐 신축 실린더(626)의 신축에 의해 2단 신축 붐(614)이 1단 신축 붐(612) 내부에서 밖으로 돌출되거나 외부로부터 내부로 슬라이딩 삽입된다.

2단 신축 붐(614)의 말단에는 벽면 청소용 브러시(630)가 구비되는데, 벽면 청소용 브러시(630)는 유압에 의해 회전이 가능하도록 되며, 경우에 따라서는 벽면 청소용 브러시(630)를 구동시키는 구동 모터를 구비하여 구동 모터의 회전에 의해 회전이 가능하도록 할 수도 있다.

또한, 2단 신축 붐(614)의 말단에 벽면 청소용 브러시(630)와 함께 물 분사밸브를 구비하여 해치(120) 벽면에 물을 분사하여 벽면에 부착된 잔탄을 제거하도록 한다. 경우에 따라서는 2단 신축 붐(614)의 말단에 에어 건(Air Gun)을 구비하도록 하여 해치(120) 벽면에 부착된 잔탄을 에어 건에서 분사하는 압축 공기를 이용하여 제거할 수도 있다.

크레인부(250)의 작동에 대하여 상술하면 다음과 같다.

도 6을 참조하면, 크레인부(250)를 사용하지 않는 경우에는 내측 붐(606)과 외측 붐(608) 및 신축 붐(610)은 서로 포개어져 있도록 하는 것이 다른 작업 수행이나 크레인부(250)의 손상 방지 측면에서 볼 때 바람직하다. 크레인부(250)를 사용하여 해치(120)의 벽면을 청소하고자 할 때에는 1단계로 외측 붐 실린더(622)를 작동시켜서 외측 붐(608)이 펴지도록 한다. 한편, 2단 신축 붐(614)을 신장시킴으로써 신축 붐(610)의 길이를 길게 하고자 하는 경우에는 신축 붐 신축 실린더(626)를 작동시켜 2단 신축 붐(614)이 1단 신축 붐(612) 밖으로 돌출되도록 한다.

다음으로, 내측 붐(606)이나 신축 붐(610)을 펴 주어 벽면 청소용 브러시(630)의 높이를 높이고자 하는 경우에는 내측 붐 실린더(620)나 신축 붐 실린더(624)를 작동시킴으로써 크레인부(250)의 높이를 높게 할 수 있다. 이렇게 하여 벽면 청소용 브러시(630)가 원하는 높이 또는 위치에 놓이게 되면, 벽면 청소용 브러시(630)를 회전시켜 해치(120) 벽면에 남아 있는 잔탄을 제거할 수 있도록 한다. 또한, 벽면 청소용 브러시(630)를 회전시키면서 내측 붐(606)이나 외측 붐(608) 등을 작동시킴으로써 해치(120)의 벽면 청소 작업을 연속적으로 할 수도 있다.

크레인부(250)의 작동을 다시 설명하면, 크레인부(250)는 내측 붐(606), 외측 붐(608) 및 신축 붐(610)이 내측 붐 실린더(620), 외측 붐 실린더(622) 및 신축 붐 실린더(624)에 의해 3 단계의 굴절 동작이 가능하다. 또한, 2 단 신축 붐(614)을 신축 붐 신축 실린더(626)에 의해 1 단 신축 붐(612) 밖으로 돌출이 가능토록 하여 신축 붐(610)의 길이를 조정할 수 있게 된다. 한편, 고정 빔(604)은 360 도 회전이 가능하고, 경우에 따라서는 상부 회전체(200)를 회전시킬 수도 있으므로 크레인부(250)의 작동 범위는 더욱 넓어진다.

한편, 2단 신축 붐(614)의 말단에 벽면 청소용 브러시(630) 외에 고정용 후크(Hook)를 구비하도록 하여 장비 또는 물건을 고정용 후크에 걸어 옮기거나 들 수 있도록 하는 것도 가능하다.

한편, 2단 신축 붐(614)의 말단에 작업자가 탑승할 수 있는 탑승부(미도시)가 구비된 경우에는 탑승부에 작업자가 탑승하고 작업자를 작업 위치까지 올려 보내 소정의 작업을 하도록 할 수도 있다.

지금까지 설명한 본 발명에 따른 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비의 각 구성 요소들은 유압에 의해 작동되고 조정된다. 유압을 사용하는 이유는 유압은 큰 힘을 전달할 수 있을 뿐만 아니라, 유압 밸브(Valve)의 개폐 조작에 의해 각 구성 요소의 제어가 용이하기 때문이다. 또한, 유압 시스템의 각 밸브는 전기적으로 제어가 가능하기 때문에 무선 제어도 용이해진다.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비의 각 구성 요소를 구동 및 제어하는 유압 시스템을 나타낸 유압 회로도이다.

전술한 상부 회전체(200), 하부 주행체(210), 굴삭부(220), 도저부(230), 스위퍼부(240), 크레인부(250) 등은 유압에 의해 구동되고 제어된다.

엔진(Engine : 702)은 유압 펌프(Hydraulic Pump : 704)를 구동하여 유압을 발생시킨다. 압유(壓油)는 메인 밸브(Main Valve : 710)로 전달되어 메인 밸브(710)의 작동에 의해 각 작동 부분으로 전달된다.

도 7에서는 메인 밸브(710)를 굴삭부 메인 밸브(710E)와 도저부 메인 밸브(710D)로 구분하여 표시하였다.

유압 시스템은 메인 밸브(710) 외에 필요시 추가로 사용할 수 있도록 예비적으로 구비되는 서브 밸브(706), 스위퍼부(240)를 조정하기 위한 스위퍼부 조정 밸브(720) 및 크레인부(250)를 조정하기 위한 크레인부 조정 밸브(750)를 구비한다.

도 7을 참조하여 각 작동부의 제어를 개략적으로 설명한다.

굴삭부 메인 밸브(710E)는 선회 모터(712), 아암 실린더(310), 붐 실린더(308), 버켓 실린더(312) 및 하부 주행체(210)의 좌우측 주행 모터(714a, 714b)의 구동을 제어한다.

선회 모터(712)는 상부 회전체(200)의 선회 운동을 가능하게 하며, 좌우측 주행 모터(714a, 714b)는 하부 주행체(210)에 구비된 무한궤도(212)를 구동시키는데, 좌측 주행 모터(714a)와 우측 주행 모터(714b)의 회전 속도를 다르게 함으로써 하부 주행체(210)의 진행 방향 전환도 가능하도록 한다. 붐 실린더(308), 아암 실린더(310) 및 버켓 실린더(312)는 굴삭부 메인 밸브(710E)의 제어에 따라 굴삭 붐(302), 아암(304) 및 버켓(306)을 동작시킨다.

도저부 메인 밸브(710D)는 스윙용 실린더(410a, 410b), 상하 작동용 실린더(412a, 412b) 및 틸트용 실린더(414a, 414b)의 작동을 제어한다.

한편, 메인 밸브(710)에서 압유를 스위퍼부 조정 밸브(720)로 전달하게 되면 스위퍼부(240)의 각 구성 요소를 작동시킬 수 있게 된다.

먼저, 에어 탱크 조합체(530)의 제어를 설명한다.

에어 탱크 조합체(530)는 유압에 의해 구동되는 공기 압축 펌프 구동 모터(740), 공기 압축 펌프(742), 어큐뮬레이터(744) 및 분사 노즐(746) 등으로 이루어진다.

메인 밸브(710)에 의해 전달된 압유는 공기 압축 펌프 구동 모터(740)를 회전시키고, 공기 압축 펌프 구동 모터(740)에 의해 구동되는 공기 압축 펌프(742)는 어큐뮬레이터(Accumulator : 744)에 압축 공기를 공급하여 저장할 수 있도록 한다. 어큐뮬레이터(744)에 저장된 압축 공기는 잔탄 제거 작업시 분사 노즐(746)을 통하여 해치(120) 바닥에 분사되어 해치(120) 바닥에 접착한 잔탄을 해치(120) 바닥으로부터 분리되도록 한다.

스위퍼부 조정 밸브(720)는 스위퍼부(240)의 각 구성 요소의 작동을 제어한다.

팬 구동 모터(722)는 블로어부(280)에 구비된 팬을 구동시키고, 측면 브러시 구동 모터(724a, 724b)는 측면 브러시(502a, 502b)를 구동시킨다. 또한, 롤러 브러시 구동 모터(726)는 롤러 브러시(504)를 구동시킨다.

한편, 스위퍼부 실린더(730)는 스위퍼부(240)를 사용하는 경우 스위퍼부 수용부(508)에 수용되어 있는 측면 브러시(502a, 502b), 롤러 브러시(504) 및 흡입구(506)를 하강시키고, 스위퍼부(240)의 작동을 완료한 후 이를 상승시키도록 한다.

또한, 스위퍼부 조정 밸브(720)는 잔탄이 적재함(270)에 쌓이게 된 경우 적재함 실린더(540) 및 적재함 개폐 실린더(544)를 작동시켜 적재함(270)에 적재된 잔탄을 외부로 배출하도록 한다.

크레인부 조정 밸브(750)는 크레인부(250)의 동작을 제어한다. 크레인부 조정 밸브(750)의 제어에 따라 고정 빔 선회부(752), 고정 빔 실린더(621), 내측 붐 실린더(620), 외측 붐 실린더(622), 브러시 작동 실린더(628), 신축 붐 신축 실린더(626)의 작동이 제어된다.

본 발명에 따른 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비는 수동으로 조종이 가능할 뿐만 아니라 원격 조종도 가능하다. 수동으로 조종할 경우에는 캐빈(260) 내에 운전자가 탑승하여 캐빈(260)에 구비된 각종 조종 레버(Lever) 및 조작 버튼(Button)을 이용하여 각 기능 부분을 작동시킨다.

그러나, 원격 조종의 경우에는 원격 조종 장치를 이용하여 해치(120) 밖에서 본 발명에 따른 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비를 조작할 수 있다.

각 기능 부분의 작동 방법을 수동 조종시와 원격 조종시로 나누어 설명한다. 전술한 바와 같이 각 기능 부분의 작동은 도 7에 도시된 유압 회로에 의해 제어되므로, 수동 조종 및 원격 조종 모두 유압 밸브의 개폐를 조정함으로써 이루어진다.

유압 밸브는 통상적으로 큰 압력을 받고 중장비 등에서와 같이 큰 힘의 전달을 위해 유압을 사용하는 경우에는 많은 압유의 공급이 요구되는데, 이러한 압력 또는 유량유압 밸브의 개폐를 수동으로 직접 조작하는 것에는 한계가 있다. 따라 서, 유압 밸브의 개폐는 일반적으로 파일럿 조종(Pilot Control) 방식을 사용하게 된다. 파일럿 압력이란 밸브 개폐의 신호로서 유압을 사용하는 것을 말하는데, 파일럿 압력이 작용하는 파일럿 라인(Pilot Line)을 조종하여 유압 밸브의 개폐를 조정하는 방법이 파일럿 조종 방식이다. 파일럿 조종 방식을 사용하면, 작은 힘으로 큰 힘을 제어할 수 있게 되므로, 장비 작동이 용이하게 된다. 따라서, 본 발명의 특수 장비를 수동으로 조종하는 경우에는 캐빈(260) 내부의 운전자는 캐빈(260) 내부에 설치된 운전 레버(Lever)를 이용하여 장비를 조종하게 된다.

그러나, 원격 조종의 경우에는 이러한 조작은 곤란하다.

장비를 원격으로 조종하는 경우에는 전자 비례 제어 밸브(Electric Proportional Control Valve)를 사용하는 것이 바람직하다,

통상적으로 전자 비례 제어 밸브는 전기 신호에 비례하여 제어할 수 있는 밸브를 말한다. 전자 비례 밸브의 경우, 솔레노이드(Solenoid)를 이용하여 밸브의 개폐를 직접 조정할 수도 있으나, 수동 조작의 경우와 마찬가지로 밸브의 개폐를 직접 조작하기 위해서는 대용량의 솔레노이드를 사용하여야 하므로 현실적으로 곤란한 점이 많다. 따라서, 전자 비례 제어 밸브에 의해 파일럿 압력, 즉 파일럿 라인을 조정하여 밸브의 개폐를 조정한다.

본 발명의 바람직한 실시에 있어서, 본 발명에 따른 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비를 원격 제어하는 경우에는 전자 비례 제어 밸브를 이용하여 파일럿 라인을 조정함으로써 유압 회로의 작동을 제어하게 된다.

본 발명의 실시에 있어 사용되는 전자 비례 제어 밸브는 사용되는 목적이 무 엇인가에 따라, 감압시키기 위한 전자 비례 감압 밸브, 유량을 제어하기 위한 전자 비례 유량 제어 밸브, 방향 및 유량을 함께 제어하기 위한 전자 비례 방향 유량 제어 밸브 등을 사용하게 된다.

한편, 전자 비례 제어 밸브는 원격 조종의 경우에만 사용되는 것이 아니라 수동 조종의 경우에도 조종을 용이하게 위하여 사용될 수 있다.

다음으로 본 발명에 따른 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비의 작동 방법을 설명한다.

도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비에 있어서, 원격에서 장비의 조작을 수행하기 위한 원격 제어 장치의 조작판을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 8에 도시된 원격 제어 장치의 조작판(800)은 원격 제어용으로 사용되는 것이나, 캐빈(260) 내에 운전자가 탑승하여 수동 조작함에 있어서도 동일한 조작판(800)을 사용할 수 있다. 한편, 캐빈(260) 내의 각종 수동 조작 레버를 별도로 도시하지는 않았으나 캐빈(260) 내에 구비되는 수동 조작 레버는 조작판(800)에 구비된 조작용 조이 스틱(Joy Stick)과 동일한 기능을 하는 레버와 그 기능은 동일하다.

도 7의 유압 회로도와 도 8에 도시된 조작판(800)을 참조하여 본 발명에 따른 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비의 각 작동부의 작동을 설명한다.

하부 주행체(210)의 주행 조종에 대하여 설명한다.

수동 조종의 경우에는 캐빈(260) 내부의 좌우측 조종 레버(Lever : 미도시) 를 조작함으로써 이루어진다. 캐빈(260) 내부의 좌우측 조종 레버는 조작판(800) 에 구비된 좌측 주행 조종 스틱(804) 및 우측 주행 조종 스틱(806)을 레버 형식으로 캐빈(260) 내에 구비한 것이다. 캐빈(260) 내부의 좌우측 조종 레버를 조작하여 좌우측 주행 모터(714a, 714b)를 제어하는 파일럿 압력을 조정함으로써 하부 주행체(210)의 주행을 조종한다.

원격 조종의 경우에는 전자 비례 제어 밸브에 의해 메인 밸브(710)의 파일럿 라인을 조정하여 속도 및 정지를 제어한다. 조작판(800)의 좌측 주행 조정 스틱(804) 및 우측 주행 조정 스틱(806)을 조종하여 전후진 및 좌우 구동을 하도록 조종한다. 이 때, 좌측 주행 조종 스틱(804) 및 우측 주행 조종 스틱(806)의 미는 정도를 조정함으로써 엔진(702)의 출력도 조정할 수 있다.

굴삭부(220), 도저부(230) 또는 크레인부(250) 등의 작동 선택은 장비 선택부(836)를 조작함으로써 선택한다.

굴삭부(220)의 조종에 대하여 설명한다.

수동 조종의 경우, 캐빈(260) 내부 좌, 우측에 구비된 조정 레버를 이용하여 메인 밸브(710)의 파일럿 라인의 압력을 조정하여 굴삭부(220)를 조종한다. 이 조종은 일반적인 굴삭기의 조종과 동일하다. 이 경우에도 조종 레버의 작동에 의해 엔진(702)의 출력도 같이 제어한다.

원격 조종의 경우에는 전술한 바와 같이 전자 비례 제어 밸브를 이용하여 메인 밸브(710)의 파일럿 라인의 압력을 조절하여 굴삭 붐(302), 아암(304) 및 버켓(306)을 조종한다.

한편, 굴삭 작업시 작업의 편의를 도모하기 위하여, 파워 모드 및 작업 모드를 선택할 수 있도록 한다. 파워 모드의 제 1 속 모드는 경작업시 엔진의 출력 모드로서 연비를 우선적으로 고려한 것이고, 제 2 속 모드는 일반 작업시 엔진의 출력 모드이고, 제 3 속 모드는 단시간 내 많은 양의 작업을 수행할 수 있도록 한 것이다.

조작판(800)에 파워 모드 선택부(834)를 구비하여 조종자가 용이하게 작업 모드의 선택이 가능하도록 한다.

작업 모드는 작업 수행 방식을 일부 자동화시킴으로써 조종의 편의를 도모한 것으로서, 수평 작업 모드, 굴삭 작업 모드, 선회 우선 작업 모드 등으로 구분할 수 있다.

수평 작업 모드는 굴삭 붐(302)의 작동 속도가 아암(304)의 속도보다 빠른 것으로 수평 작업이 용이하고, 굴삭 작업 모드는 일반적인 표준 작업 모드이고, 선회 우선 작업 모드는 상부 선회체(200)의 선회를 굴삭 붐(302) 또는 아암(304)의 속도보다 빠르고 강하게 한다.

조작판(800)에 구비된 작업 모드 선택부(838)에서 용이하게 작업 모드를 선정할 수 있도록 한다.

도저부(230)의 조종에 대하여 설명한다.

도저부(230) 조종시에는 굴삭부(220) 작업을 중지하고, 도저부(230)로 작업을 전환한다.

수동 조종의 경우에는 캐빈(260) 내부에 구비된 전환 스위치를 조작하여 굴 삭 작업에서 도저부(230) 작업으로 전환된다. 도저부(230)의 조작은 캐빈 내부의 조종 레버로 이루어지는데, 도저부(230)의 조작은 굴삭부(220) 조작에 사용되는 조종 레버를 이용한다.

원격 조정의 경우, 조작판(800)의 장비 선택부(836)를 조작하여 굴삭 모드에서 도저 모드로 전환을 시킨다. 원격 조정에 의한 조정에 있어서는 전술한 바와 마찬가지로 전자 비례 제어 밸브에 의해 메인 밸브(710)의 파일럿 라인을 조정하여 이루어진다.

한편, 굴삭부(220) 작업에서 도저부(230) 작업으로 변경하는 것은 전환 솔레노이드 밸브를 이용한다. 전환 솔레노이드 밸브는 메인 밸브(710)에 구비되어 압유의 전달이 굴삭부(220)에서 도저부(230)로 전달이 가능하도록 하는 것이다. 즉, 장비 선택부(836)에 의해 작동시킬 장비가 선택되면 이에 따라 전환 솔레노이드 밸브가 작동하여 압유의 흐름을 전환시켜 주게 되는 것이다.

다음으로 스위퍼부(240)의 작동에 대하여 설명한다.

수동 조정시에는 캐빈(260) 내부에 구비된 조작부를 이용하여 스위퍼부(240)를 작동시킨다. 스위퍼부(240)의 수동 조정을 위해 캐빈(260) 내부에 구비되는 조작부는 원격 조작을 위해 조작판(800)에 구비된 것과 동일하다.

리프트 버튼(824)은 스위퍼부(240)의 측면 브러시(502a, 502b), 롤러 브러시(504) 및 흡입구(506)를 하강 또는 상승시키도록 한다. 그리고 측면 브러시 작동 버튼(814, 816) 및 롤러 브러시 작동 버튼(818)이 구비되며, 블로어 작동 버튼(820)이 구비된다.

크레인부(250)의 작동은 다음과 같다.

수동 조종시에는 캐빈(260) 내부의 유선 조종에 의해 조종되며, 원격 조종시에는 조작판(800)의 조작에 의해 전자 비례 제어 밸브가 작동하게 되고 이에 따라 크레인 조정 밸브가 작동되어 크레인부(250)가 작동된다.

한편, 조작판(800)에 구비된 좌측 주 조정부(802)와 우측 주 조정부(808)의 조이 스틱을 통해 각 장비의 세부 조종이 가능하다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따른 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비는 운전자가 캐빈(260)에 탑승하여 조작할 수도 있으나, 도 8에 도시된 조작판(800)을 이용하여 원격으로 조작할 수도 있다.

도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비의 원격 조종 시스템을 도시한 블럭도이다.

조작판(800)에 입력된 값은 본 발명에 따른 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비에 구비된 제어 시스템에 전달되어 각 기기의 작동을 제어하게 된다.

원격 조종기는 입력부(902), 입력측 제어부(910), 입력측 RF(Radio Frequency) 통신부(912)를 포함하여 이루어진다.

입력부(902)는 아날로그 신호 입력을 위한 조이 스틱(Joy Stick : 904) 및 디지털 신호 입력을 위한 조작 버튼(906)으로 이루어진다. 입력부(902)는 전술한 조작판(800)이 그 역할을 하게 된다. 디지털 입력 신호는 바로 입력측 제어부(910)로 전달되어 처리되나, 조이 스틱(904)를 통해 입력된 아날로그 신호는 A/D 컨버터(908)에 의해 디지털 신호로 처리되어 입력측 제어부(910)로 전달된다.

입력측 제어부(910)에서는 입력 신호를 처리하여 입력측 RF 통신부(912)로 전달하고 입력측 RF 통신부(912)에서 처리된 신호는 입력측 안테나(914)를 통해 송신된다.

본 발명에 따른 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비 내에 구비된 제어 시스템은 원격 조정 장치에서 송신된 신호를 수신하는 수신측 안테나(916), 수신측 RF 통신부(918), 장비 제어부(920) 및 출력부(922) 등으로 이루어진다.

입력측 안테나(914)에서 송신된 신호는 수신측 안테나(916)에 수신되고, 이 신호는 수신측 RF 통신부(918)에서 처리되어 장비 제어부(920)에 전달된다. 장비 제어부(920)는 입력된 신호를 처리하여 출력부(922)로 전달한다.

출력부(922)에서는 장비의 각 구성 부분을 제어하기 위한 디지털 또는 아날로그 신호를 발생시키게 된다. 출력부(922)에서 출력된 전기 신호는 메인 밸브(710)의 개폐를 조절하기 위한 파일럿 압력을 제어하거나 솔레노이드 밸브를 제어하여 장비를 조종할 수 있게 되는 것이다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 석탄 운반선의 해치에서 석탄을 하역하는 작업에 있어서 하나의 장비로 다양한 작업을 수행할 수 있게 되므로 시간적, 경제적 측면에서 효율적이다.

또한, 석탄 하역 작업 중에 작업 인부의 별도 투입 없이도 본 발명에 의한 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비를 활용하여 석탄 하역 및 잔탄 제거와 해치 내 청소 작업까지 완료할 수 있으므로 안전 사고의 예방에 효과적이다.

또한, 본 발명에 따른 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비는 원격 조정이 가능하므로, 운전자가 캐빈 내에 탑승하지 않더라도 무선 원격 조정을 통해 장비를 조정할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비는 석탄 하역 작업뿐만 아니라 일반 도로 보수나 길거리 청소 등에도 효과적으로 사용될 수 있는 장점이 있다. 특히, 도로 보수 작업에 있어서, 도로를 굴착하고 가로수를 정비하며, 도로 청소를 할 수 있는 등 다목적으로 사용될 수 있는 장점이 있다.

Claims (41)

1. 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비에 있어서,

   주행부를 구비하여 주행이 가능하도록 하는 하부 주행체(210);

   상기 하부 주행체(210)의 상부에 결합하고 수평 선회가 가능한 상부 회전체(200);

   상기 상부 회전체(200)의 전면에 부착되어 굴삭 작업을 하는 굴삭부(220);

   상기 하부 주행체(210)의 일면에 부착되어 상기 석탄을 앞으로 밀거나 위로 들어올리는 작업을 하는 도저부(230);

   상기 상부 회전체(200)의 후면에 부착되어 수평 바닥 청소를 하는 스위퍼부(240); 및

   상기 상부 회전체(200)에 부착되고 수직 벽면을 청소하는 벽면 청소용 브러시(630)를 구비한 크레인부(250)

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 하부 주행체(210)의 상기 주행부는 무한 궤도(212) 또는 타이어 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 상부 회전체(200)는 상기 하부 주행체(210)와 선회 베어링에 의해 결합되어 360 도 회전이 가능한 것을 특징으로 하는 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 상부 회전체(200)는,

   조정 레버 및 조정 버튼을 구비하고 운전자가 탑승하는 캐빈(260) 및 상기 스위퍼부(240)에 의해 흡입된 잔탄을 보관하는 적재함(270)을 포함한 것을 특징으로 하는 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 굴삭부(220)는,

   상기 상부 회전체(200)의 일부에 힌지(Hinge) 결합하는 굴삭 붐(302), 상기 굴삭 붐(302)과 힌지 결합하는 아암(304), 굴삭을 하여 퍼 올리는 버켓(306), 일측은 상기 상부 회전체(200)에 결합하고 타측은 상기 굴삭 붐(302)에 결합하여 상기 굴삭 붐(302)을 작동시키는 굴삭 붐 실린더(308), 일측은 상기 굴삭 붐(302)에 결합하고 타측은 상기 아암(304)에 결합하여 상기 아암(304)을 작동시키는 아암 실린더(310) 및 일측은 상기 아암(304)과 결합하고 타측은 상기 버켓(306)에 결합하여 상기 버켓을 작동시키는 버켓 실린더(312)를 포함하는 것을 특징으로 하는 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 도저부(230)는,

   상기 하부 주행체(210)에 구비된 도저 고정부(402)와 힌지 결합되는 도저 지지부(404), 상기 도저 지지부(404)의 전면에 결합되는 배토판 고정부(406), 상기 배토판 고정부(406)에 결합되어 물건을 밀어내고 퍼 올리는 배토판(408) 및 일측은 상기 도저 고정부(402)에 연결되고 타측은 상기 도저 지지부(404)에 연결되어 상기 도저부(230)의 상하 작동을 가능하게 하는 상하 작동용 실린더(412a, 412b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 배토판 고정부(406)와 상기 도저 지지부(404)는 그 중앙이 힌지 결합되어 있으며,

   상기 도저부(230)는, 상기 도저 지지부(404)의 좌우측에 구비되고 일측이 상기 배토판 고정부(406)에 연결되어 상기 배토판 고정부(406)가 좌우로 움직이도록 하는 스윙용 실린더(410a, 410b) 및 일측은 배토판 고정부(406)에 연결되고 타측은 상기 배토판(408)의 상부에 구비되어 상기 배토판(408)의 전후 동작이 가능하도록 하는 틸트용 실린더(414a, 414b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 상부 회전체(200)는 상기 스위퍼부(240)를 수용하는 스위퍼부 수용부(508)를 포함하는 것을 특징으로 하는 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비.
9. 제 1 항 또는 제 8 항에 있어서,

   상기 적재함(270)에 부착되고 내부에 팬(Fan)을 구비하여 상기 적재함(270) 내부의 공기를 외부로 배출하여 상기 적재함(270) 내부의 압력을 낮추어 주는 블로어부(280)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 스위퍼부(240)는,

    상기 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비의 측면의 상기 잔탄을 청소하는 측면 브러시(502a, 502b), 상기 측면 브러시(502a, 502b)의 중앙에 위치하여 상기 잔탄을 청소하는 롤러 브러시(504), 상기 측면 브러시(502a, 502b) 및 상기 롤러 브러시(504)에 의해 모여진 잔탄을 흡입하는 흡입구(506), 상기 흡입구(506)에 흡입된 잔탄이 상기 적재함(270)으로 이동하는 통로가 되는 흡입 덕트(510)를 포함하는 것을 특징으로 하는 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 롤러 브러시(504)는 상기 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비의 후면과 10 도 내지 30 도의 각도를 이루는 것을 특징으로 하는 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비.
12. 제 10 항에 있어서,

    상기 스위퍼부(240)는, 상기 측면 브러시(502a, 502b), 상기 롤러 브러시(504) 및 상기 흡입구(506)를 상기 스위퍼부 수용부(508) 내부에서 밑으로 하강시키고 하강된 상기 측면 브러시(502a, 502b) 상기 롤러 브러시(504) 및 상기 흡입구(506)를 상기 스위퍼부 수용부(508) 내부로 상승시키는 스위퍼부 실린더(730)를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비.
13. 제 10 항에 있어서,

    상기 스위퍼부(240)는,

    물을 저장하는 물탱크와 저장된 물을 바닥에 뿌리도록 하는 살수기를 구비한 물탱크 조합체(520) 및 압축된 공기를 저장하는 어큐뮬레이터(744)와 상기 어큐뮬레이터(744)에 저장된 압축 공기를 외부로 분사하는 분사 노즐(746)을 구비한 에어 탱크 조합체(530)를 포함하는 것을 특징으로 하는 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비.
14. 제 10 항에 있어서,

    상기 적재함(270)은, 신장(伸張)에 의해 상기 적재함(270)을 앞으로 기울게 하며 상기 상부 회전체(200)에 일측이 연결되어 있는 적재함 실린더(540)와 연결되고, 전면에는 적재함 개폐구(542) 및 상기 적재함 개폐구(542)를 개폐하는 적재함 개폐 실린더(544)를 구비한 것을 특징으로 하는 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비.
15. 제 1 항에 있어서,

    상기 크레인부(250)는,

    상기 상부 회전체(200)에 결합되고 선회가 가능한 베이스(602), 상기 베이스(602)와 결합하여 상기 크레인부(250)를 지지하는 고정 빔(604), 상기 고정 빔(604)에 연결되는 내측 붐(606), 상기 내측 붐(606)과 연결되는 외측 붐(608) 및 길이의 증감이 가능한 신축 붐(610)을 포함하는 것을 특징으로 하는 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비.
16. 제 15 항에 있어서,

    상기 크레인부(250)는,

    일측은 상기 고정 빔(604)에 연결되고 타측은 상기 내측 붐(606)에 연결되는 내측 붐 실린더(620), 일측은 상기 내측 붐(606)에 연결되고 타측은 상기 외측 붐(608)과 연결되는 외측 붐 실린더(622) 및 일측은 상기 외측 붐(608)에 연결되고 타측은 상기 신축 붐(610)에 연결되는 신축 붐 실린더(624)를 추가로 포함하는 것 을 특징으로 하는 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비.
17. 제 16 항에 있어서,

    상기 신축 붐(610)은, 상기 외측 붐(608)과 힌지 결합하는 1단 신축 붐(612) 및 상기 1단 신축 붐(612) 내부에 삽입되는 2단 신축 붐(614)을 포함하여 이루어지고, 상기 신축 붐(610) 내부에는 상기 2단 신축 붐(614)을 신축시키는 신축 붐 신축 실린더(626)가 구비된 것을 특징으로 하는 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비.
18. 제 15 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 신축 붐(610) 말단에는 벽면을 청소하는 벽면 청소용 브러시(630) 및 물건을 걸 수 있는 고정용 후크가 구비된 것을 특징으로 하는 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비.
19. 제 18 항에 있어서,

    상기 신축 붐(610) 말단에는 상기 벽면에 압축 공기를 분사하는 에어 건(Air Gun)을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비.
20. 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비의 작동 제어에 사용되는 유압 시스템에 있어서,

    상기 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비 내부에 구비되어 동력을 발생시키는 엔진(702)으로부터 발생된 동력을 전달받아 압유(壓油)를 발생시키는 유압 펌프(704);

    상기 유압 펌프(704)에서 발생된 상기 압유를 전달받아 굴삭부(220)의 작동 및 하부 주행체(210)의 주행과 상부 회전체(200)의 회전을 제어하는 굴삭부 메인 밸브(710E)와, 도저부(230)의 작동을 제어하는 도저부 메인 밸브(710D)로 이루어진 메인 밸브(710);

    스위퍼부(240)의 작동을 제어하는 스위퍼부 조정 밸브(720); 및

    크레인부(250)의 작동을 제어하는 크레인부 조정 밸브(750)

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비의 작동 제어에 사용되는 유압 시스템.
21. 제 20 항에 있어서,

    상기 굴삭부 메인 밸브(710E)는 상부 회전체(200)가 하부 주행체(210)와의 관계에서 선회하도록 하는 선회 모터(712), 아암 실린더(310), 붐 실린더(308), 버켓 실린더(312) 및 하부 주행체(210)의 좌측 주행 모터(714a)와 우측 주행 모터(714b)의 작동을 제어하고,

    상기 도저부 메인 밸브(710D)는 틸트용 실린더(414a, 414b), 상하 작동용 실린더(412a, 412b) 및 스윙용 실린더(410a, 410b)의 작동을 제어하고,

    상기 스위퍼부 조정 밸브(720)는 상기 도저부 메인 밸브(710D)로부터 압유를 전달받아 팬 구동 모터(722), 측면 브러시 구동 모터(724a, 724b), 롤러 브러시 구동 모터(726), 적재함 실린더(540) 및 적재함 개폐 실린더(544)의 작동을 제어하고,

    상기 크레인부 조정 밸브(750)는 상기 굴삭부 메인 밸브(710E)로부터 압유를 전달받아 고정 빔 선회부(752), 고정 빔 실린더(621), 내측 붐 실린더(620), 외측 붐 실린더(622) 및 신축 붐 신축 실린더(626)의 작동을 제어하는 것을 특징으로 하는 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비에 사용되는 유압 시스템.
22. 제 21 항에 있어서,

    상기 도저부 메인 밸브(710D)는 어큐뮬레이터(744)에 압축 공기를 공급하는 공기 압축 펌프(742)에 구동력을 전달하는 공기 압축 펌프 구동 모터(740)에 압유를 전달하여 상기 공기 압축 펌프 구동 모터(740)를 구동시키는 것을 특징으로 하는 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비에 사용되는 유압 시스템.
23. 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비의 원격 조종 시스템에 있어서,

    원격 조종 신호를 입력하는 입력부(902);

    상기 입력부(902)에 입력된 상기 원격 조종 신호를 처리하는 입력측 제어부(910);

    상기 입력측 제어부(910)에서 처리된 상기 원격 조종 신호를 무선 통신 신호로 변조하는 입력측 RF 통신부(912);

    상기 무선 통신 신호를 송신하는 입력측 안테나(914);

    상기 입력측 안테나(914)에서 송신된 상기 무선 통신 신호를 수신하는 수신측 안테나(916);

    상기 무선 통신 신호를 처리하는 수신측 RF 통신부(918);

    상기 수신측 RF 통신부(918)에서 처리된 신호를 상기 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비의 제어 신호로 처리하는 장비 제어부(920); 및

    상기 장비 제어부(920)에서 처리된 신호를 출력하는 출력부(922)

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비의 원격 조종 시스템.
24. 제 23 항에 있어서,

    상기 입력부(902)는 아날로그 신호 입력을 위한 하나 이상의 조이 스틱(904) 및 디지털 신호 입력을 위한 하나 이상의 조작 버튼(906)을 포함하는 것을 특징으로 하는 선내 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비의 원격 조종 시스템.
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