KR101499627B1 - Bop 갠트리 오프쇼어 크레인용 권상 및 권하 동조 시스템 - Google Patents

Bop 갠트리 오프쇼어 크레인용 권상 및 권하 동조 시스템 Download PDF

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KR101499627B1
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정창권
이진희
홍성일
이상학
배미혜
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디엠씨(주)
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Abstract

본 발명은 BOP 갠트리 오프쇼어 크레인용 권상 및 권하 동조 시스템에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 상기 크레인에 설치된 메인 전동 윈치 간의 권상 및 권하 속도를 동조하기 위한 시스템을 제공하는 데 있다.
이를 위해 본 발명의 일 실시예는, 제1 전동 윈치부의 와이어 드럼에 설치되어 제1 유압 모터의 회전속도 및 회전수를 감지하는 제1 엔코더, 제2 전동 윈치부의 와이어 드럼에 설치되어 제2 유압 모터의 회전속도 및 회전수를 감지하는 제2 엔코더, 유압 펌프에서 상기 제1 유압 모터로 공급되는 작동유의 압력, 유량 및 방향을 조절하기 위한 제1 비례 방향 제어 밸브, 상기 유압 펌프에서 상기 제2 유압 모터로 공급되는 작동유의 압력, 유량 및 방향을 조절하기 위한 제2 비례 방향 제어 밸브, 및 상기 제1 및 제2 엔코더로부터 각각 상기 제1 및 제2 유압 모터의 회전속도 및 회전수에 대한 모션 데이터를 각각 수신하고, 수신된 상기 모션 데이터에 기초하여 상기 제1 및 상기 제2 유압 모터의 회전속도 및 회전수가 서로 동일해지도록 상기 제1 및 제2 비례 방향 제어 밸브를 각각 제어하는 PLC 제어부를 포함하는 BOP 갠트리 오프쇼어 크레인용 권상 및 권하 동조 시스템을 개시한다.

Description

BOP 갠트리 오프쇼어 크레인용 권상 및 권하 동조 시스템{SYSTEM FOR SYNCHRONIZING HOISTING AND LOWERING FOR BLOW OUT PREVENTER GANTRY OFFSHORE CARNE}
본 발명의 일 실시예는 BOP(Blow-Out Preventer) 갠트리 오프쇼어 크레인용 권상 및 권하 동조 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 두 개의 메인 전동 윈치의 권상 및 권하 속도를 동조(synchronization)하기 위한 시스템에 관한 것이다.
해양플랜트용 선박(Drillship, Semi-Rig, Semi-Submersible등)에서 BOP를 우현이나 좌현에서 선박의 중앙에 위치한 MoonPool롤 운반하기 위해서는 갠트리 오프쇼어 크레인(gantry offshore carne)를 사용한다. 일반적으로, 갠트리 오프쇼어 크레인은 가로로 길게 형성되는 보 형태의 거더(girder), 상기 거더의 양측단을 지면으로부터 지지하는 레그(legs), 상기 거더에 고정된 메인 전동 윈치, 상기 전동 위치의 권상(hoisting) 및 권하(lowering) 동작을 제어하기 위한 윈치 제어부 등으로 구성될 수 있다.
그러나, 갠트리 오프쇼어 크레인에 두 개의 메인 전동 윈치가 설치된 경우, 권상 또는 권하 작업을 진행하는 동안 메인 전동 윈치 간의 동작 속도에 대한 오차가 발생할 수 있다. 이러한 경우 상기 크레인은 불균형한 상태로 BOP를 운반하게 되어 그에 따른 작업 간 대형 사고가 발생될 가능성이 매우 높아진다.
특허공개공보 제10-2010-0067737호 “갠트리크레인” 등록특허공보 제10-1167591호 “오프쇼어 장력유지 시스템” 등록특허공보 제10-1167593호 “오프쇼어 크레인의 장력유지 시스템 및 그를 이용한 장력유지 방법”
본 발명은 상세하게는 BOP(Blow-Out Preventer) 갠트리 오프쇼어 크레인에 설치된 메인 전동 윈치 간의 권상 및 권하 속도를 동조하기 위한 시스템을 제공한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 BOP 갠트리 오프쇼어 크레인용 권상 및 권하 동조 시스템은, 보 형태의 거더, 상기 거더의 양측단을 각각 지지하는 레그, 상기 거더에 설치된 제1 전동 윈치부, 상기 거더에 설치되어 상기 제1 전동 윈치부와 함께 구동하는 제2 전동 윈치부, 상기 제1 전동 윈치부를 구동시키는 제1 유압 모터, 상기 제2 전원 윈치부를 구동시키는 제2 유압 모터, 작동유를 저장 및 공급하는 유압 오일 탱크, 및 전기 모터에 의해 구동되고 상기 유압 오일 탱크의 작동유를 상기 제1 유압 모터 및 상기 제2 유압 모터로 각각 공급하는 유압 펌프를 포함하는 BOP(Blow-Out Preventer) 갠트리 오프쇼어 크레인의 권상 및 권하 동작을 동조(synchronization)하기 위한 시스템에 있어서, 상기 제1 전동 윈치부의 와이어 드럼에 설치되어 상기 제1 유압 모터의 회전속도 및 회전수를 감지하는 제1 엔코더; 상기 제2 전동 윈치부의 와이어 드럼에 설치되어 상기 제2 유압 모터의 회전속도 및 회전수를 감지하는 제2 엔코더; 상기 유압 펌프에서 상기 제1 유압 모터로 공급되는 작동유의 압력, 유량 및 방향을 조절하기 위한 제1 비례 방향 제어 밸브; 상기 유압 펌프에서 상기 제2 유압 모터로 공급되는 작동유의 압력, 유량 및 방향을 조절하기 위한 제2 비례 방향 제어 밸브; 및 상기 제1 엔코더 및 상기 제2 엔코더로부터 각각 상기 제1 유압 모터 및 상기 제2 유압 모터의 회전속도 및 회전수에 대한 모션 데이터를 각각 수신하고, 수신된 상기 모션 데이터에 기초하여 상기 제1 유압 모터 및 상기 제2 유압 모터의 회전속도 및 회전수가 서로 동일해지도록 상기 제1 비례 방향 제어 밸브 및 상기 제2 비례 방향 제어 밸브를 각각 제어하는 PLC(programmable logic controller) 제어부를 포함한다.
또한, 상기 제1 전동 윈치부는, 상기 거더에 설치된 상기 와이어 드럼을 구비하고, 상기 와이어 드럼에 상기 제1 유압 모터 및 상기 제1 엔코더가 각각 설치된 제1 메인 윈치; 상기 거더에 설치된 제1 보조 윈치; 및 상기 거더에서 상기 제1 보조 윈치를 이동시키기 위한 제1 보조 윈치 트롤리를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 전동 윈치부는 상기 제2 메인 윈치 구동 시 실린더 로드(cylinder rod)의 전진 이동을 통해 BOP를 고정시키 위한 BOP 가이드부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 전동 윈치부는, 상기 거더에 설치된 상기 와이어 드럼을 구비하고, 상기 와이어 드럼에 상기 제2 유압 모터 및 상기 제2 엔코더가 각각 설치된 제2 메인 윈치; 상기 거더에 설치된 제2 보조 윈치; 및 상기 거더에서 상기 제2 보조 윈치를 이동시키기 위한 제2 보조 윈치 트롤리를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 전동 윈치부는 상기 BOP 갠트리 오프쇼어 크레인을 이동시키기 위한 갠트리 트래블링을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 권상 및 권하 동조 시스템은, 메인 전동 윈치 간의 권상 및 권하 속도를 동조함으로써 BOP 갠트리 오프쇼어 크레인 작업의 안전성을 보다 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 BOP 갠트리 오프쇼어 크레인의 외관 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제1 메인 윈치 및 제2 메인 윈치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 BOP(Blow-Out Preventer) 갠트리 오프쇼어 크레인용 권상 및 권하 동조 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 유압 오일 탱크, 유압 펌프, 제1 비례 방향 제어 밸브 및 제2 비례 방향 제어 밸브의 회로도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제1 전동 윈치부의 회로도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제2 전동 윈치부의 회로도이다.
출원인은 이하에서 첨부도면을 참조하여 앞서 본 실시예들의 구성을 상세하게 설명한다.
본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 BOP 갠트리 오프쇼어 크레인의 외관 구성을 나타낸 도면이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제1 메인 윈치 및 제2 메인 윈치의 구성을 나타낸 도면이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 BOP(Blow-Out Preventer) 갠트리 오프쇼어 크레인용 권상 및 권하 동조 시스템의 구성을 나타낸 도면이다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 유압 오일 탱크, 유압 펌프, 제1 비례 방향 제어 밸브 및 제2 비례 방향 제어 밸브의 회로도이다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제1 전동 윈치부의 회로도이다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제2 전동 윈치부의 회로도이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 BOP 갠트리 오프쇼어 크레인(1)은 가로로 길게 형성되는 보 형태의 거더(girder)(10), 상기 거더(10)의 양측단을 각각 지지하는 레그(legs)(20), 상기 거더(10)에 설치된 제1 전동 윈치부(110), 상기 거더(10)에 고정되어 상기 제1 전동 윈치부(110)와 함께 구동하는 제2 전동 윈치부(120), 상기 제1 전동 윈치부(110)를 구동시키는 제1 유압 모터(131), 상기 제2 전원 윈치부(120)를 구동시키는 제2 유압 모터(132), 작동유를 저장 및 공급하는 유압 오일 탱크(150), 전기 모터(161)에 의해 구동되고 상기 유압 오일 탱크(150)의 작동유를 상기 제1 유압 모터(131) 및 상기 제2 유압 모터(132)로 각각 공급하는 유압 펌프(160), 및 권상 및 권하 동조 시스템(A)를 포함한다. 상기 권상 및 권하 동조 시스템(A)은 제1 엔코더(encoder)(141), 제2 엔코더(142), 제1 비례 방향 제어 밸브(proportional directional control valve)(171), 제2 비례 방향 제어 밸브(172), 및 PLC(programmable logic controller) 제어부(180)를 포함한다.
상기 제1 전동 윈치부(110)는 제1 메인 윈치(FWD main winch)(111), 제1 보조 윈치(AUX. winch)(112), 제1 보조 윈치 트롤리(AUX. winch trolley)(113) 및 BOP 가이드부(114)를 포함할 수 있다.
상기 제1 메인 윈치(111)는 상기 거더(10)에 설치된 상기 와이어 드럼(111a)을 구비하고, 상기 와이어 드럼(111a)의 양측에 각각 상기 제1 유압 모터(131) 및 상기 제1 엔코더(141)가 설치될 수 있다. 또한, 상기 제1 메인 윈치(111)는 제1 비례 방향 제어 밸브(171)를 통해 공급 받은 유량으로 상기 제1 유압 모터(131)를 통해 권상(hoisting) 및 권하(lowering) 동작을 하며, 이와 동시에 브레이크 블록(brake block)을 통해 일정한 압력으로 브레이크를 개방시킨 후 윈치를 구동시킬 수 있다. 또한, 상기 제1 메인 윈치(111)는, 제1 유압 모터(131)에 연결된 양쪽 라인에 카운터 밸런스 밸브(counter balance valve)가 설치됨으로써 안전 기능을 수행할 수 있으며, 권상 라인에 릴리프 밸브(relief valve)가 설치됨으로써 작동유의 최대 압력을 제어할 수 있다. 또한, 상기 제1 메인 윈치(111)는, 긴급 동작 시 브레이크에 설치된 퀵 커플링 밸브(quick coupling valve)를 통하여 브레이크를 개방시킨 후 바이-패스 밸브(by-pass valve)를 개방시켜 작동유를 순화시킬 수 있다.
상기 제1 보조 윈치(112)는 상기 거더(10)에 설치될 수 있다. 상기 제1 보조 윈치(112)는, 제1 비례 방향 제어 밸브(171)를 통해 공급 받은 유량으로 상기 제1 유압 모터(131)를 통해 권상(hoisting) 및 권하(lowering) 동작을 하며, 동시에 브레이크 블록(brake block)을 통해 일정한 압력으로 브레이크를 개방시킨 후 윈치를 구동시킬 수 있다. 또한, 상기 제1 보조 윈치(112)는, 제1 유압 모터(131)에 연결된 양쪽 라인에 카운터 밸런스 밸브(counter balance valve)가 설치됨으로써 안전 기능을 수행할 수 있으며, 권상 라인에 릴리프 밸브(relief valve)가 설치됨으로써 작동유의 최대 압력을 제어할 수 있다. 또한, 상기 제1 보조 윈치(112)는, 긴급 동작 시 브레이크에 설치된 퀵 커플링 밸브(quick coupling valve)를 통하여 브레이크를 개방시킨 후 바이-패스 밸브(by-pass valve)를 개방시켜 작동유를 순화시킬 수 있다.
상기 제1 보조 윈치 트롤리(113)는 상기 거더(10)에서 상기 제1 보조 윈치(112)를 수평 이동시키기 위해 설치될 수 있다. 상기 제1 보조 윈치 트롤리(113)는 상기 제1 비례 방향 제어 밸브(171)에서 공급받은 상기 제1 유압 모터(131)를 통해 구동되며, 이와 동시에 연결 라인을 통해 브레이크에 유압유를 공급하여 브레이크를 개방시킬 수 있으며, 이에 상기 제1 보조 윈치(112)를 원하는 곳으로 이동시킬 수 있다.
상기 BOP 가이드부(114)는, 상기 제1 메인 윈치(111)의 조작 시 고가의 BOP(Blow-Out Preventer)를 고정시키기 위하여 실린더 로드(cylinder rod)를 동작시킬 수 있다. 좀 더 구체적으로, 상기 BOP 가이드부(114)는 상기 제1 비례 방향 제어 밸브(171)에서 공급 받은 유량을 상기 실린더 로드로 공급하고 이에 따른 상기 실린더 로드의 전진 이동을 통해 BOP를 고정시키는 동작을 수행할 수 있다.
상기 제2 전원 윈치부(120)는, 제2 메인 윈치(AFT main winch)(121), 제2 보조 윈치(AUX. winch)(112), 제2 보조 윈치 트롤리(AUX. winch trolley)(123) 및 갠트리 트래블링(124)을 포함할 수 있다.
상기 제2 메인 윈치(121)는 상기 거더(10)에 설치된 상기 와이어 드럼(121a)을 구비하고, 상기 와이어 드럼(121a)의 양측에 각각 상기 제2 유압 모터(132) 및 상기 제2 엔코더(142)가 설치될 수 있다. 또한, 상기 제2 메인 윈치(121)는 제2 비례 방향 제어 밸브(172)를 통해 공급 받은 유량으로 상기 제2 유압 모터(132)를 통해 권상(hoisting) 및 권하(lowering) 동작을 하며, 동시에 브레이크 블록(brake block)을 통해 일정한 압력으로 브레이크를 개방시킨 후 윈치를 구동시킬 수 있다. 또한, 상기 제2 메인 윈치(121)는, 제2 유압 모터(132)에 연결된 양쪽 라인에 카운터 밸런스 밸브(counter balance valve)가 설치됨으로써 안전 기능을 수행할 수 있으며, 권상 라인에 릴리프 밸브(relief valve)가 설치됨으로써 작동유의 최대 압력을 제어할 수 있다. 또한, 상기 제2 메인 윈치(121)는, 긴급 동작 시 브레이크에 설치된 퀵 커플링 밸브(quick coupling valve)를 통하여 브레이크를 개방시킨 후 바이-패스 밸브(by-pass valve)를 개방시켜 작동유를 순화시킬 수 있다.
상기 제2 보조 윈치(122)는 상기 거더(10)에 설치될 수 있다. 상기 제2 보조 윈치(122)는, 제2 비례 방향 제어 밸브(172)를 통해 공급 받은 유량으로 상기 제2 유압 모터(132)를 통해 권상(hoisting) 및 권하(lowering) 동작을 하며, 이와 동시에 브레이크 블록(brake block)을 통해 일정한 압력으로 브레이크를 개방시킨 후 윈치를 구동시킬 수 있다. 또한, 상기 제2 보조 윈치(122)는, 제2 유압 모터(132)에 연결된 양쪽 라인에 카운터 밸런스 밸브(counter balance valve)가 설치됨으로써 안전 기능을 수행할 수 있으며, 권상 라인에 릴리프 밸브(relief valve)가 설치됨으로써 작동유의 최대 압력을 제어할 수 있다. 또한, 상기 제2 보조 윈치(122)는, 긴급 동작 시 브레이크에 설치된 퀵 커플링 밸브(quick coupling valve)를 통하여 브레이크를 개방시킨 후 바이-패스 밸브(by-pass valve)를 개방시켜 작동유를 순화시킬 수 있다.
상기 제2 보조 윈치 트롤리(123)는 상기 거더(10)에서 상기 제2 보조 윈치(122)를 이동시키기 위해 설치될 수 있다. 상기 제2 보조 윈치 트롤리(123)는 상기 제2 비례 방향 제어 밸브(172)에서 공급받은 상기 제2 유압 모터(132)를 통해 구동되며, 이와 동시에 연결 라인을 통해 브레이크에 유압유를 공급하여 브레이크를 개방시킬 수 있으며, 이에 상기 제2 보조 윈치(122)를 원하는 곳으로 이동시킬 수 있다.
상기 갠트리 트래블링(124)은 상기 BOP 갠트리 오프쇼어 크레인을 이동시키는 역할을 한다. 좀 더 구체적으로, 상기 갠트리 트래블링(124)은, 상기 제2 비례 방향 제어 밸브(172)에서 공급받은 유량으로 상기 제2 유압 모터(132)를 통해 구동되고, 이와 동시에 연결 라인을 통해 브레이크에 유압유를 공급하여 브레이크를 개방시키며, 이에 2 개의 유압 모터를 구동함으로써 상기 BOP 갠트리 오프쇼어 크레인(1)을 이동시킬 수 있다.
상기 유압 오일 탱크(150)는 상기 유압 펌프(160)에 필요한 작동유를 저장하여 상기 유압 펌프(160)를 작동유를 공급하고, 수 많은 부품들(accessory)이 구성됨으로써 상기 유압 펌프(160)에 작동유를 공급할 때 발생할 수 있는 문제를 방지할 수 있다.
상기 유압 펌프(160)는, 상기 제1 비례 방향 제어 밸브(171) 및 상기 제2 비례 방향 제어 밸브(172)에 작동유를 각각 공급함으로써 상기 크레인(1)의 각 동작에 필요한 유량과 압력을 제공할 수 있다. 상기 유압 펌프(160)는 가변형 펌프(variable type pump)를 이용하여 제어 블록(control block)을 통해 압력이 조절될 수 있다.
상기 제1 비례 방향 제어 밸브(171)는, 상기 유압 펌프(160)에서 공급 받은 작동유를 상기 크레인(1)의 각 동작에 필요한 부분으로 공급하여 원활한 동작이 이루어지도록 방향을 결정해주는 밸브로, 좀 더 구체적으로, 상기 유압 펌프(160)에서 상기 제1 유압 모터(131)로 공급되는 작동유의 압력, 유량 및 방향을 조절할 수 있다.
상기 제2 비례 방향 제어 밸브(172) 또한 상기 유압 펌프(160)에서 공급 받은 작동유를 상기 크레인(1)의 각 동작에 필요한 부분으로 공급하여 원활한 동작이 이루어지도록 방향을 결정해주는 밸브로, 좀 더 구체적으로, 상기 유압 펌프(160)에서 상기 제2 유압 모터(132)로 공급되는 작동유의 압력, 유량 및 방향을 조절할 수 있다.
상기 제1 비례 방향 제어 밸브(171) 및 상기 제2 비례 방향 제어 밸브(172)는 원격 제어(remote control) 및 개별 제어(local control) 방식이 함께 적용되어 사용될 수 있다.
상기 PLC 제어부(180)는, 상기 제1 엔코더(141) 및 상기 제2 엔코더(142)로부터 각각 상기 제1 유압 모터(131) 및 상기 제2 유압 모터(132)의 회전속도 및 회전수에 대한 모션 데이터를 각각 수신하고, 수신된 상기 모션 데이터에 기초하여 상기 제1 유압 모터(131) 및 상기 제2 유압 모터(132)의 회전속도 및 회전수가 서로 동일해지도록 상기 제1 비례 방향 제어 밸브(171) 및 상기 제2 비례 방향 제어 밸브(172)를 각각 제어하는 역할을 한다.
상기 제1 엔코더(141) 및 상기 제2 엔코더(142)가 각각 와이어 드럼(111a, 121a)에 설치되는 이유는, 상기 와이어 드럼(111a, 121a)이 상기 제1 유압 모터(131) 및 제2 유압 모터(132)의 움직임에 대한 최종적인 데이터를 감지할 수 있는 부분이므로, 권상 및 권하 동작에 대한 보다 정확한 상황을 파악할 수 있기 때문이다.
상기 PLC 제어부(180)는, 상기 제1 엔코더(141) 및 상기 제2 엔코더(142)를 통해 감지되는 모션 데이터를 바탕으로, 상기 제1 비례 방향 제어 밸브(171) 및 상기 제2 비례 방향 제어 밸브(172)에 각각 보내는 전기적 신호를 PLC 제어하여, 상기 제1 비례 방향 제어 밸브(171) 및 상기 제2 비례 방향 제어 밸브(172) 내에 각각 존재하는 스풀(spool)의 움직임을 제어할 수 있다. 이와 같이 상기 전기적 신호를 받아 제어되는 스풀(spool)의 움직임으로 유량이 조절되어 상기 제1 유압 모터(131) 및 상기 제2 유압 모터(132)의 움직임 속도를 제어하는 결과를 얻음으로써, 상기 제1 전동 윈치부(110)와 상기 제2 전동 윈치부(120)의 동시 동작 시에도 동조(synchronization)를 구현할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 전동 윈치부(110)와 상기 제2 전동 윈치부(120) 간의 윈치 속도 차가 ‘0’을 기준으로 했을 때, 어느 한 윈치가 ‘+’의 속도로 작동하고 있는 경우 다른 한 윈치의 속도를 줄여(유량을 감소시켜) 윈치 속도 차가 ‘0’이 되도록 보상할 수 있다. 또한, 이와 반대로 어느 한 윈치가 ‘-’의 속도로 작동하고 있는 경우 다른 한 윈치의 속도를 늘려(유량을 증가시켜) 윈치 속도 차가 ‘0’이 되도록 보상할 수 있다.
이와 같이 상기 PLC 제어부(180)는, 상기 제1 엔코더(141) 및 상기 제2 엔코더(142)를 통해 감지된 모션 데이터를 바탕으로 PLC 제어를 통한 프로그램이 구현됨으로써, 상기 제1 비례 방향 제어 밸브(171) 및 상기 제2 비례 방향 제어 밸브(172)로 전송되는 전기적 신호를 제어할 수 있으며, 이에 따라 상기 제1 전동 윈치부(110)와 상기 제2 전동 윈치부(120) 간의 윈치 속도를 동일하게 유지시킬 수 있다.
한편, 상기 제1 엔코더(141) 및 제2 엔코더(142)의 외면에는 온도에 따라 색이 변화하는 온도변색층이 도포될 수 있다. 이 온도변색층은, 소정의 온도 이상이 되었을 때 색이 변하는 두 가지 이상의 온도변색물질이 제1 엔코더(141) 및 제2 엔코더(142)의 표면에 코팅되어 온도 변화에 따라 두 개 이상의 구간으로 분리됨으로써 단계적인 온도 변화를 판단할 수 있고, 온도변색층 위에는 온도변색층이 손상되는 것을 방지하기 위한 보호막층이 코팅된다. 여기서, 온도변색층은, 각각 40℃ 이상 및 60℃ 이상의 변색온도를 갖는 온도변색물질을 코팅하여 형성될 수 있다. 온도변색층은 제1 엔코더(141) 및 제2 엔코더(142)의 온도에 따라 색이 변화하여 도료의 온도 변화를 감지하기 위한 것이다. 이러한 온도변색층은 소정의 온도 이상이 되었을 때 색깔이 변하는 온도변색물질이 제1 엔코더(141) 및 제2 엔코더(142)의 표면에 코팅됨으로써 형성될 수 있다. 또한, 온도변색물질은 일반적으로 1~10㎛의 마이크로캡슐 구조로 구성되어 있고, 마이크로캡슐 내에 전자 공여체와 전자 수용체의 온도에 따른 결합 및 분리현상으로 인해 유색 및 투명색을 나타내도록 할 수 있다. 또한, 온도변색물질은 색의 변화가 빠르고, 40℃, 60℃, 70℃, 80℃, 등의 다양한 변색온도를 가질 수 있으며, 이러한 변색온도는 여러 방법으로 쉽게 조정될 수 있다. 이러한 온도변색물질은 유기화합물의 분자 재배열, 원자단의 공간 재배치 등의 원리에 의한 다양한 종류의 온도변색물질이 이용될 수 있다. 이를 위해, 온도변색층은 서로 다른 변색 온도를 가지는 두 가지 이상의 온도변색물질을 코팅하여 온도 변화에 따라 두 개 이상의 구간으로 분리되도록 형성되는 것이 바람직하다. 이 온도변색층은 상대적으로 저온의 변색온도를 갖는 온도변색물질과 상대적으로 고온의 변색온도를 갖는 온도변색물질을 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 40℃이상 및 60℃이상의 변색온도를 갖는 온도변색물질을 사용하여 온도변색층을 형성할 수 있다. 이를 통해, 상기 제1 엔코더(141) 및 제2 엔코더(142)의 온도 변화를 단계적으로 확인할 수 있어 도료의 온도변화를 감지할 수 있으며, 이에 따라 컴퓨터를 최적의 상태에서 운용할 수 있으며, 과열에 의한 제1 엔코더(141) 및 제2 엔코더(142)의 손상을 미연에 방지시킬 수 있다. 또한, 보호막층은 온도변색층 위에 코팅되어서 외부의 충격으로 인해 온도변색층이 손상되는 것을 방지하며, 온도변색층의 변색 여부를 쉽게 확인함과 동시에 온도변색물질이 열에 약한 것을 고려하여 단열 효과를 가지는 투명 코팅재를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 갠트리 트래블링(124)은 그 표면에 마모방지코팅층이 형성된다. 이러한 마모방지코팅층은, 산화크롬(Cr2O3) 96∼98중량% 및 이산화티타늄(TiO2) 2∼4중량%가 혼합되어 이루어진 분말이 갠트리 트래블링(124)에 용사되어서 이루어지고, 50∼600㎛의 두께로 이루어지며, 경도는 900∼1000HV를 유지하도록 플라즈마 코팅된다. 이 마모방지코팅층은 산화크롬(Cr2O3) 96∼98중량% 및 이산화티타늄(TiO2) 2∼4중량%가 혼합되어 이루어진 분말이 용사되어서 이루어진다. 상기 갠트리 트래블링(124)의 외주면에 세라믹 코팅을 하는 이유는 마모 방지 및 부식 방지가 주목적이다. 세라믹 코팅은 크롬도금 또는 니켈크롬도금에 비해 내부식성, 내스크래치성, 내마모성, 내충격성 및 내구성이 뛰어나다. 산화크롬(Cr2O3)은, 금속 내부로 침입하는 산소를 차단시키는 부동태피막(Passivity Layer)의 역할을 함으로써 녹이 잘 슬지 않도록 하는 역할을 한다. 이산화티타늄(TiO2)은, 물리화학적으로 매우 안정적이고 은폐력이 높아서 백색안료로 많이 된다. 또한 굴절율이 높아서 고굴절율의 세라믹스에도 많이 이용되고 있다. 그리고, 광촉매적 특성과 초친수성의 특성을 갖는다. 이산화티타늄(TiO2)은, 공기정화 작용, 항균작용, 유해물질 분해작용, 오염방지 기능, 변색 방지기능의 역할을 수행한다. 이러한 이산화티타늄(TiO2)은, 마모방지코팅층이 갠트리 트래블링(124)의 외주면에 확실하게 피복되도록 하며, 마모방지코팅층에 부착된 이물질을 분해, 제거하여 마모방지코팅층의 손상을 방지시킨다. 여기서, 산화크롬(Cr2O3)과 이산화티타늄(TiO2)을 혼합하여서 사용할 경우, 이들의 혼합 비율은, 산화크롬(Cr2O3) 96∼98중량%에 이산화티타늄(TiO2) 2∼4중량%가 혼합되는 것이 바람직하다. 산화크롬(Cr2O3)의 혼합비율이 96∼98%보다 적을 경우, 고온 등의 환경에서 산화크롬(Cr2O3)의 피복이 파괴되는 경우가 종종 발생되었으며, 이에 따라 갠트리 트래블링(124)의 외주면의 녹방지 효과가 급격이 저하되었다. 이산화티타늄(TiO2)의 혼합비율이 2∼4중량%보다 적을 경우, 이를 산화크롬(Cr2O3)에 혼합하는 목적이 퇴색될 정도로 이산화티타늄(TiO2)의 효과가 미미하였다. 즉, 이산화티타늄(TiO2)은 갠트리 트래블링(124)의 외주면 둘레에 부착되는 이물질을 분해, 제거하여서 갠트리 트래블링(124)의 외주면이 부식되거나 손상되는 것을 방지시키는데, 그 혼합비율이 2∼4중량%보다 작을 경우, 부착된 이물질을 분해하는데 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다. 이러한 재료들로 이루어진 코팅층은, 갠트리 트래블링(124)의 외주면의 둘레에 50∼600㎛의 두께로 이루어지고, 경도는 900∼1000HV, 표면조도는 0.1∼0.3㎛를 유지하도록 플라즈마 코팅된다. 이러한 마모방지코팅층은, 상기의 분말가루와 1400℃의 가스를 마하 2정도의 속도로 갠트리 트래블링(124)의 외주면의 둘레에 제트분사하여서 50∼600㎛으로 용사한다. 마모방지코팅층의 두께가 50㎛ 미만일 경우, 상술한 세라믹 코팅층에 의한 효과가 보장되지 못하게 되며, 마모방지코팅층의 두께가 600㎛을 초과할 경우, 상술한 효과의 증대는 미미한 반면 과다한 세라믹코팅에 의해 작업시간 및 재료비가 낭비되는 문제점이 있다. 한편, 갠트리 트래블링(124)의 외주면에 마모방지코팅층이 코팅되는 동안 갠트리 트래블링(124)의 외주면의 온도는 상승되는데, 가열된 갠트리 트래블링(124)의 외주면의 변형이 방지되도록 갠트리 트래블링(124)의 외주면이 냉각장치(미도시)로 냉각되어서 150∼200℃의 온도를 유지하도록 된다. 또한, 마모방지코팅층의 둘레에는 금속계 유리 석영 계통으로 이루어진 무수크롬산(CrO3)으로 이루어진 실링재가 더 도포될 수 있다. 무수크롬산은 무기실링재로써 크롬니켈 분말로 이루어진 코팅층 둘레에 도포된다. 무수크롬산(CrO3)은, 높은 내마모, 윤활성, 내열성, 내식성, 이형성을 필요로 하는 곳에 사용되며, 대기중에서 변색이 안되고, 내구성이 크며, 내마모성과 내식성이 좋다. 실링재의 코팅 두께는 0.3∼0.5㎛ 정도가 바람직하다. 실링재의 코팅두께가 0.3㎛ 미만이면 약간의 스크래치홈에도 실링재가 쉽게 파이면서 벗겨지게 되므로 상술한 효과를 얻을 수 없게 된다. 실링재의 코팅두께가 0.5㎛를 초과할 정도로 두껍게 하면 도금면에 핀홀(pin hole), 균열 등이 많게 된다. 따라서 실링재의 코팅두께는 0.3∼0.5㎛ 정도가 바람직하다. 따라서 갠트리 트래블링(124)의 외주면의 둘레에 내마모성 및 내산화성이 뛰어난 코팅층이 형성되므로 갠트리 트래블링(124)의 외주면이 마모되거나 산화되는 것이 방지되고, 이에 따라 제품의 수명이 연장된다.
이에 더하여, 상기 PLC 제어부(180)를 구성하는 케이스는 외부 충격 또는 외부 환경에 대한 내충격성이 우수한 폴리프로필렌 수지 조성물로 형성될 수 있다. 이러한 폴리프로필렌 수지 조성물은 에틸렌-프로필렌-알파올레핀 랜덤 공중합체 75~95중량% 및 에틸렌 함량이 20~50중량%인 에틸렌-프로필렌 블록 공중합체 5~25중량%로 이루어진 폴리프로필렌 랜덤 블록 공중합체를 포함할 수 있다. 상기 폴리프로필렌 랜덤 블록 공중합체는 전술한 에틸렌-프로필렌-알파올레핀 랜덤 공중합체 75~95중량% 및 에틸렌-프로필렌 블록 공중합체 5~25중량%인 것이 바람직한데, 에틸렌-프로필렌-알파올레핀 랜덤 공중합체가 75중량% 미만이면 강성이 저하되고, 95중량%를 초과하면 내충격성이 저하되며, 에틸렌-프로필렌 블록 공중합체는 5중량% 미만이면 내충격성이 저하되고, 25중량%를 초과하면 강성이 저하된다. 상기 에틸렌-프로필렌-알파올레핀 랜덤 공중합체는 에틸렌 0.5~7중량% 및 탄소수가 4~5인 알파올레핀 1~15중량%를 포함하며, 폴리프로필렌 수지 조성물의 기계적 강성유지 및 내열성을 향상시키며 내백화성을 유지하는데 효과적인 역할을 한다. 상기 에틸렌 함량은 바람직하게는 0.5~5중량%이며, 더욱 바람직하게는 1~3중량%일 수 있으며, 0.5중량% 미만이면 내백화성이 저하되고, 7중량%를 초과하면 수지의 결정화도 및 강성이 저하된다. 또한, 상기 알파올레핀은 에틸렌 및 프로필렌을 제외한 임의의 알파올레핀을 의미하며, 바람직하게는 부텐이다. 또한, 전술한 알파올레핀은 탄소수가 4 미만이거나 5를 초과하면 랜덤 공중합체의 제조 시, 코모노머와의 반응성이 낮아 공중합체를 제조하는데 어려움이 있다. 또한, 전술한 알파올레핀 1~15중량%를 포함하며, 바람직하게는 1~10중량%이고, 더욱 바람직하게는 3~9중량%일 수 있다. 상기 알파올레핀은 1중량% 미만이면, 결정화도가 필요 이상으로 높아져 투명성이 저하되고, 15중량%를 초과하면 결정화도 및 강성이 저하되어 내열성이 현저히 낮아지는 문제점을 가진다. 또한, 상기 에틸렌-프로필렌 블록 공중합체는 에틸렌 20~50중량%을 포함하며, 폴리프로필렌 수지 조성물에 내충격적 특성을 부여하고 미세 분산이 가능하여 내백화성 및 투명성을 동시에 부여하는 역할을 한다. 이러한 에틸렌 함량은 바람직하게는 20~40중량%일 수 있으며, 20중량% 미만이면 내충격성이 저하되고 50중량%를 초과하면 내충격성 및 내백화성이 저하될 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 BOP 갠트리 오프쇼어 크레인용 권상 및 권하 동조 시스템을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
1: BOP 갠트리 오프쇼어 크레인 A: 권상 및 권하 동조 시스템
10: 거더 20: 레그
110: 제1 전동 윈치부 111: 제1 메인 윈치
111a: 와이어 드럼 111b: 리덕션 기어
112: 제2 보조 윈치 113: 제1 보조 윈치 트롤리
114: BOP 가이드부 120: 제2 전동 윈치부
121: 제2 메인 윈치 121a: 와이어 드럼
121b: 리덕션 기어 122: 제2 보조 윈치
123: 제2 보조 윈치 트롤리 124: 갠트리 트래블링
131: 제1 유압 모터 132: 제2 유압 모터
141: 제1 엔코더 142: 제2 엔코더
150: 유압 오일 탱크 160: 유압 펌프
171: 제1 비례 방향 제어 밸브 172: 제2 비례 방향 제어 밸브
180: PLC 제어부

Claims (5)

  1. 보 형태의 거더, 상기 거더의 양측단을 각각 지지하는 레그, 상기 거더에 설치된 제1 전동 윈치부, 상기 거더에 설치되어 상기 제1 전동 윈치부와 함께 구동하는 제2 전동 윈치부, 상기 제1 전동 윈치부를 구동시키는 제1 유압 모터, 상기 제2 전원 윈치부를 구동시키는 제2 유압 모터, 작동유를 저장 및 공급하는 유압 오일 탱크, 및 전기 모터에 의해 구동되고 상기 유압 오일 탱크의 작동유를 상기 제1 유압 모터 및 상기 제2 유압 모터로 각각 공급하는 유압 펌프를 포함하는 BOP(Blow-Out Preventer) 갠트리 오프쇼어 크레인의 권상 및 권하 동작을 동조하기 위한 시스템에 있어서,
    상기 제1 전동 윈치부의 와이어 드럼에 설치되어 상기 제1 유압 모터의 회전속도 및 회전수를 감지하는 제1 엔코더;
    상기 제2 전동 윈치부의 와이어 드럼에 설치되어 상기 제2 유압 모터의 회전속도 및 회전수를 감지하는 제2 엔코더;
    상기 유압 펌프에서 상기 제1 유압 모터로 공급되는 작동유의 압력, 유량 및 방향을 조절하기 위한 제1 비례 방향 제어 밸브;
    상기 유압 펌프에서 상기 제2 유압 모터로 공급되는 작동유의 압력, 유량 및 방향을 조절하기 위한 제2 비례 방향 제어 밸브; 및
    상기 제1 엔코더 및 상기 제2 엔코더로부터 각각 상기 제1 유압 모터 및 상기 제2 유압 모터의 회전속도 및 회전수에 대한 모션 데이터를 각각 수신하고, 수신된 상기 모션 데이터에 기초하여 상기 제1 유압 모터 및 상기 제2 유압 모터의 회전속도 및 회전수가 서로 동일해지도록 상기 제1 비례 방향 제어 밸브 및 상기 제2 비례 방향 제어 밸브를 각각 제어하는 PLC(programmable logic controller) 제어부를 포함하고,
    상기 제2 전동 윈치부는,
    상기 거더에 설치된 상기 와이어 드럼을 구비하고, 상기 와이어 드럼에 상기 제2 유압 모터 및 상기 제2 엔코더가 각각 설치된 제2 메인 윈치;
    상기 거더에 설치된 제2 보조 윈치; 및
    상기 거더에서 상기 제2 보조 윈치를 이동시키기 위한 제2 보조 윈치 트롤리를 포함하며,
    상기 제2 전동 윈치부는 상기 BOP 갠트리 오프쇼어 크레인을 이동시키기 위한 갠트리 트래블링을 더 포함하고,
    상기 제1 엔코더 및 제2 엔코더의 외면에는 소정 온도 이상일 때 색이 변하는 두 가지 이상의 온도변색물질로 구성된 온도변색층이 코팅되며,
    상기 갠트리 트래블링은 그 표면에 산화크롬(Cr2O3) 96～98중량% 및 이산화티타늄(TiO2) 2～4중량%가 혼합되어 이루어진 분말이 갠트리 트래블링(124)에 용사되어 50～600㎛의 두께로 이루어지는 마모방지 코팅층이 형성되고,
    상기 PLC 제어부를 구성하는 케이스는 에틸렌-프로필렌-알파올레핀 랜덤 공중합체 75~95중량% 및 에틸렌 함량이 20~50중량%인 에틸렌-프로필렌 블록 공중합체 5~25중량%로 이루어진 폴리프로필렌 랜덤 블록 공중합체를 포함하는 폴리프로필렌 수지 조성물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 BOP 갠트리 오프쇼어 크레인용 권상 및 권하 동조 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 전동 윈치부는,
    상기 거더에 설치된 상기 와이어 드럼을 구비하고, 상기 와이어 드럼에 상기 제1 유압 모터 및 상기 제1 엔코더가 각각 설치된 제1 메인 윈치;
    상기 거더에 설치된 제1 보조 윈치; 및
    상기 거더에서 상기 제1 보조 윈치를 이동시키기 위한 제1 보조 윈치 트롤리를 포함하는 것을 특징으로 하는 BOP 갠트리 오프쇼어 크레인용 동조 권상 및 권하 시스템.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 전동 윈치부는 상기 제1 메인 윈치 구동 시 실린더 로드(cylinder rod)의 전진 이동을 통해 BOP를 고정시키 위한 BOP 가이드부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 BOP 갠트리 오프쇼어 크레인용 동조 권상 및 권하 시스템.
  4. 삭제
  5. 삭제
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