KR100614495B1 - 이지 자동 콘테이너 적재 창고 - Google Patents

Abstract

수출입 항만의 콘테이너 하역 작업시 콘테이너의 장치 및 보관 방법에 관한 것으로서, 통상 선박의 하역작업은 부피가 크고 무거운 중량의 수많은 콘테이너를 넓은 야적장으로 이동하고 분산하여 적재 및 보관 작업을 수행하는 것으로, 재래식 하역 작업 방법에서 벗어나지 못하고 있어 많은 문제가 있는 실정이다.

현재의 재래식 하역작업 방법에는 여러 가지 많은 문제가 있었던 것을 해결하기 위하여, 일반 파렛트 화물의 자동 적재방법과 같이 철구조 랙에 다단 연립 방식으로 각개의 콘테이너를 독립적으로 적재할 수 있는 방법을 찾아 세계 각국에서 연구 진행하고 있지만 아직 해결하지 못하였던 어두운 기술분야였다. 그러나, 본 발명은 크레인 기능의 단점인 지붕처럼 돌출된 장애물 하단 내부에서 작업할 수 없었던 기능을 가능하도록 하는 목적을 가지고 기술을 개발하여 해결하게 되었다

본 발명의 구성은 일반적으로 사용하는 크레인 방식의 스프레더를 내, 외장프레임(1)(2)으로 나누어 외장프레임(1)은 기존의 크레인 기능을 부여하고 내부프레임(2)은 개별적 수평 이동의 기능을 부여하여 사용할 수 있도록 하여 상기의 크레인 단점을 간단하게 해결한 발명인 것이다.

Description

이지 자동 콘테이너 적재 창고{ez automatical container warehouse system}

도 1은 호이스트 모양과 좌우로 이동할 수 있는 발명의 조립 구성 사시도.

도 2는 호이스트 속에 안착되어 콘테이너를 취합한 모양의 구성 사시도.

도 3은 다단 연립식 구조물에 콘테이너를 적재 및 이동하는 우측면도.

도 4는 다단 연립식 랙에 콘테이너를 적재 및 이동을 표현하는 우측면도.
도 6은 철 구조물 랙의 콘테이너 받침대와 레일의 구성을 표현한 좌측면도.
도 7은 도 6의 중요 부분 확대도.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

1. 외장 프레임 2.콘테이너 견인 내장 프레임

3. 유압 모터 4.구동 바퀴(roller)

5. 요동 유압 실린더 6.잠금장치 유압 실린더

7. 콘테이너 8.안전장치 유압 실린더

9. 메인 호이스트 10.다단 연립식 철 구조물

11.상단 콘테이너 받침대 12.하단 구동바퀴 레일

수출입 선박의 20f- 40feet 콘테이너 하역 작업시에 항만의 콘테이너 보관 및 적재 시스템에 관한 기술 분야로서 종래 기술은 일반적 트렌스퍼 크레인과 스태커 사용하여 넓은 야적장에 콘테이너를 3-5단 다단으로 장치하기 때문에 때로는 큰 선박의 수천 개에 달하는 콘테이너 물량으로 인하여 야적장이 더욱 필요한 실정이며 따라서 방대한 야적장에 다단으로 적재되고 흩어져 있는 많은 콘테이너 물량 속에서 개별적 고유번호의 콘테이너 한 개를 찾아내는 작업만해도 무척 어려운 실정이며, 인도 예약된 화주의 콘테이너를 하나 찾아 선별 작업시에도 보통은 몇 번의 재 조작 작업을 하여야 견인하여 인도할 수 있는 조건이 되며, 따라서 선박의 하역 작업은 많은 시간이 소요되는 경우가 비일비재한 취약한 여건의 현실이며 이 문제는 세계적으로 수출입 항만의 해결되지 않는 하역작업의 대단히 취약한 문제로서 이것을 쉽게 해결하기 위하여 본 발명을 하였다.

하중이 40-50톤 이며 길이 20feet-40feet의 콘테이너를 일반 파렛트 수화물처럼 다단 연립식 철 구조물 랙(rack)에 적재할 수가 없는 것은 콘테이너의 크고 긴 부피와 무거운 하중으로 인하여 지상에서는 리치 스태커와 같은 큰 장비를 사용하여야 하고 공중에서는 호이스트와 같은 트랜스퍼 크레인을 사용하는데 있어서, 리치 스태커는 자체 부피 문제로 콘테이너의 상승작업에 한계가 있으며 회전 작업 공간이 넓어야 하기 때문에 랙 작업시에 효율성이 떨어져 실용성 없으며 호이스트나 크레인은 콘테이너를 전후 좌우 고층으로 겹겹이 직접 단계적으로 작업할 수는 있으나 크레인과 연결된 와이어와 견인장치 프레임의 부피 문제로 상하작업만 가능하여 콘테이너를 지붕이 있는 것과 같은 철 구조물 랙 속으로 밀어 놓는 것은 불가능 했던 것이다.

본 발명의 기술적 과제는 상기와 같이 불가능 했던 호이스트나 크레인의 단점을 해결하는 방법으로서 도면 1의 도시된 바와 같이 상하, 전후 방향을 자유롭게 움직일 수 있는 호이스트나 크레인의 장점에, 좌우로 방향을 전환 할 수 있는 기술인 본 발명의 방법을 접목하면 철 구조물 랙 속에 실용적으로 허용되는 공간까지 얼마든지 평행 좌우로 적재할 수 있게 되며 따라서 다단 연립식 철 구조물 랙의 독립된 공간에 독립된 개별적 콘테이너를 자유롭게 적재와 이송 할 수 있으므로 무인 자동화 물류 기술의 원천적 환경을 제공하는 기술인 것이다.

이하 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 구성을 구분하여 설명하면, 철 구조물 랙(10)과, 랙 위에 설치된 크레인 트롤리(Trolley)(9)와, 트롤리에 연결된 외, 내장프레임(1)(2)으로 나누어진 스프레더(Spreader), 크게 삼등분으로 구성되며 각각 상호 밀접한 협력관계로서, 각각 기능력을 부여하여 원활하게 목적하는 랙 작업을 수행하게 하는 것을 목적으로 하는데, 기술적인 것 중에 이미 일반적으로 사용하고 있는 일반 기술의 기능은 생략하고 각각 구성을 구분하여 상세히 설명한다.
도 3-4의 좌우측면으로 도시된 바와 같이 철구조물 랙(10)을 설치하는 데 있어서, 스프레더가 전후 상하 자유자재로 이동 할 수 있도록 충분한 작업 공간을 양쪽 사이에 두고 좌우 대칭으로 다단 연립식으로 설치하며, 각각 랙의 기둥에는 스프레더의 외장 외장프레임(1)에 설치된 유압 실린더의 로드(8)가 사방으로 인입하여 스프레더를 안전하게 고정 되도록 튼튼한 인입구(15)를 각 랙에 사방으로 알맞게 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 각각의 랙에는 콘테이너를 장치할 수 있는 "ㄷ" 자 모양처럼 상단 콘테이너 받침대(11)와 일체가 된 내장 프레임(2)의 구동바퀴(4)가 원활히 출입할 수 있는 공간을 확보한 하단 구동바퀴 레일(12)을 양쪽 좌우 대칭으로 설치하여 콘테이너 적재 및 이송이 원활히 수행할 수 있도록 하며, 또한, 스프레더의 작업 공간을 사이에 둔 양쪽 랙의 상단에는 크레인의 트롤리(9)가 전후로 이동될 수 있도록 양쪽 좌우대칭으로 레일을 형성한다.

다음, 도 1의 사시도의 도시된 바와 같이 크레인의 트롤리(9)에 연결된 스프레더의 구성은 외장프레임(1)과 내장프레임(2)이 요철처럼 나누어지며, 각각 구성과 기능에 대하여 상세히 설명하면, 좌우 대칭의 "ㄷ" 자 모양의 외장 프레임(1)은 내장 프레임(2)이 안착 되어 고정되거나 작업시 좌우로 출입할 수 있는 기능을 수행할 수 있도록 구성하는데 있어서, 내장프레임(2)이 수평 이동 작업시작 전에는 항상 안전하게 고정되도록 잠근 장치 유압 실린더(6)를 대칭으로 구성하는 것이 안전사고나 작동오류를 방지하는데 대단히 중요하다,
또한, 상기 내장프레임(2)의 이동 작업시에는 중심이동으로 인한 불안정과 기울임 현상을 방지하기 위하여, 작업 시작 전에는 외장프레임(1)이 안전하게 고정되도록 양쪽 사방의 랙 기둥의 인입구(15)에 연결 고정할 수 있는 양쪽 좌우 대칭의 잠금 장치 유압 실린더(8)가 필수적으로 필요하다.
또한, 상기와 같이 양쪽 랙과 스프레더(내, 외장프레임)는 어느 정도의 공간이 유지되어야 하는데 있어서, 상기 내장프레임이 이동 작업시에는 외장프레임의 레일(14)과 랙 쪽에 설치된 레일(12)이 서로 떨어져 있는 공간을 이어주어야 한다.
따라서, 여러 가지 방법이 있겠지만 외장 프레임에 고정된 레일에 연결된 접이식 레일(14)을 조성하고 유압 실린더(14A)를 이용하여 접었다 폈다 하는 기능을 이용해 사이 공간을 변상하는 것이 바람직하다.

다음, 내장프레임(2)의 구성과 기능은 콘테이너를 탈착 및 견인하고 수평 이동 작업을 수행하는데 있어서, 도 1, 도 2 의하여 상세한 설명은 다음과 같다.
내장프레임을 형성하는 데 있어, 좌우 대칭으로 유압모터(3) 또는 전기모터로 구동되는 구동바퀴(4)를 연립구성하여 좌우의 철 구조물 랙의 하단 레일(12)로 원활하게 이동할 수 있는 기능을 구성한다,
또한, 내장 프레임(2) 동서남북 사방에 90도 회전 로터리식 유압 실린더(5)를 국제 규격화된 콘테이너(7) 견인 직사각형 인입구(7A)에 맞도록 설치하여, 콘테이너를 자유롭게 탈착 견인할 수 있도록 구성하며, 이때 중요한 것은 랙의 상단 콘테이너 받침대(11)와 콘테이너(7) 하단부분은 몇 센티미터의 사이 공간이 콘테이너(7) 이동에 필수적인 관계로 콘테이너 탈착시 이 사이 공간을 보상하여야 함에 따라 로터리식 실린더(5)는 피스톤 로드를 하단까지 내려 콘테이너를 안전하게 정착시킨 후에 90도 회전으로 잠근 장치를 풀고 회전 각을 그대로 유지한 상태에서 다시 원래의 상단으로 복귀하여 다음 반복 작업을 수행하기 위하여 이동할 수 있는 것이며, 콘테이너 견인작업시에는 역순의 방법으로 작업을 수행할 수 있는 것이다.
상기의 상세한 방법은 도 3 에 별도 유압 실린더(5)의 확대 측면도에 도시된 바와 같이 회전판(5A)을 실린더 내부의 피스톤 로드 상단에 부착하고 실린더 내부 하단에 90도 각을 유지하는 고정판 2개를(5B) 부착하여 피스톤 로드가 하단으로 내려와 회전판 실내를 형성하면 별도의 유압 공급과 흡입을 작동하여 상기와 같이 90도 회전 운동을 얻을 수 있으며, 다시 역순으로 흡입과 공급을 하면 역순으로 90도 회전하므로 반복 회전운동을 하는 것을 자체 실험결과 확인된 사항이기도 하다.

상기와 같은 방법으로, 도 1과 같이 내장 프레임(2)은 유압 호수의 길이가 실용적으로 허용하는 범위까지 좌우로 수평이동할 수 있으며 콘테이너(7)를 탈착 견인할 수 있는 기능을 가능하게 함으로서, 지붕처럼 돌출된 장애물 하단으로 수평 이동 작업이 불가능하였던 크레인 기능의 단점을 해결하여, 수평 이동 작업할 수 있는 기능을 부여 함으로서 다단 연립식 랙에 다량의 콘테이너를 신속 정확하게 하역 작업할 수 있는 능력과 효율성을 갖게 되는 것이다.

상기와 같이 콘테이너를 고층의 아파트처럼 다단 연립식 좌우 대칭으로 무인 자동 적재 작업한다면 무궁무진한 효과를 기대 할 수 있는 것으로서 우선 야적장의 토지를 20-30배 이상 활용 할 수 있으며 항만의 하역 선박과 직접 연결하여 자동식 하역 작업이 가능하며 따라서 신속한 하역 작업으로 선박의 항만 체류 기간이 단축되어 선박의 교통이 원활하게 되며 국제적으로 더욱더 큰 대형 선박을 제조 많은 물동량의 TEU를 선적하는 추세를 소화할 수 있는 것으로 국제 경쟁력에 선두로서 적합한 첨단의 항만시설에 부합되는 효과를 보게 될 것이며 비, 바람이 차단되는 철 골조 건물에 적재되므로 우천시나 악천후의 기후에도 막론하고 24시간 작업이 가능하며 또한 태풍이나 강풍에도 안전과 함께 항온 항습의 효과로 화물 보호의 효과와 함께 무인 자동화로 대폭적인 인건비 절감 효과, 물류비용 절감 효과, 친 환경적 효과 등등 다방면의 여러 가지 실용적인 효과를 기대한다.

Claims (3)

1. 항만 수출입 콘테이너를 다단 연립식 랙에 적재와 견인 방법에 있어서;

   크레인의 트롤리에 연결 사용하는 콘테이너 견인 스프레더(Spreader)는 외장 프레임(1)과 내장 프레임(2)이 요철처럼 한 쌍의 구조로서, 외장 프레임 내부에 콘테이너를 탈착 견인하거나 좌우 수평 이동하며 입출 할 수 있는 별도의 내장 프레임 기능이 조합된 것을 특징으로 구성된 스프레더를 양쪽 대칭으로 설치된 다단 연립식 랙 사이에서 상하 좌우로 이동할 수 있도록하며, 선별된 작업위치에서는 외장 프레임의 고정장치로 안전하게 고정되어, 내장 프레임이 다단 연립식 랙에 연결하여 이동할 수 있는 방법으로서, 다단 연립식 랙에 콘테이너를 적재 및 견인 할 수 있는 방법.
2. 청구 1 항의 내,외장 프레임의 기능을 안정적으로 원활하게 수행하기 위한 방법에 있어서, 외장 프레임(1)에서 내장 프레임(2)이 수평 이동시, 하중 중심 이동으로 인하여 불안정 되는 것을 방지하고 원활한 구동과 안전을 위하여, 외장 프레임에는 사방의 고정장치가 필수적인 것으로서, 외장 프레임(1) 좌우 대칭 양쪽 방향에 유압 실린더(8)를 설치하고 내장 프레임(2)이 작동 전 다단 연립식 랙에 사방으로 연결하여 안전 장치와 고정 장치의 기능으로 사용할 수 있는 방법.
3. 청구 1항의 내장 프레임(2)에 연결된 콘테이너 탈착 견인 기술 방법에 대한 것으로서, 국제 규격화된 콘테이너의 상단 부위 인입구(7A)는 장공 형태로서, 화살표와 같은 요철(7B)을 인입구에 맞추어 인입한 후 90도 회전하여 락(lock)상태가 된 후 콘테이너를 견인 이동 할 수 있는 방법으로, 복동식 실린더(5) 내부에 피스톤 로드와 함께 회전할 수 있는 회전판(5A)을 피스톤 로드 상단에 부착하며, 실린더 내부 하단에 두 개의 고정판(5B)을 부착하여, 피스톤 로드가 하단까지 작동을 하면, 별도의 로터리식 실린더의 기능을 할 수 있는 공간이 발생하게 되므로, 이 공간을 이용하여 로터리식 실린더의 기능으로 전환하여 회전운동을 얻는 것이며, 따라서 피스톤 로드와 일체로 형성된 요철(7B)을 콘테이너 상단 인입구(7A)에 인입 한 후 90도 회전운동을 하여 락 상태에서 복동식으로 전환하여 상승함으로서, 콘테이너를 상승 견인할 수 있는 것이며, 따라서 한 몸체의 유압 실린더를 복동식과 로터리식으로 병행하며 목적하는 기능인 콘테이너를 상승과 하강을 조절하며 다단 연립식 랙에 적재 또는 견인할 수 있는 방법. .

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