KR101746670B1 - Tension control apparatus of tension leg platform type offshore structure - Google Patents

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KR101746670B1
KR101746670B1 KR1020100136054A KR20100136054A KR101746670B1 KR 101746670 B1 KR101746670 B1 KR 101746670B1 KR 1020100136054 A KR1020100136054 A KR 1020100136054A KR 20100136054 A KR20100136054 A KR 20100136054A KR 101746670 B1 KR101746670 B1 KR 101746670B1
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이종구
이대용
이종현
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재단법인 포항산업과학연구원
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Abstract

해수면(S) 변화시 TLP 해양 구조물(10)의 인장부재(W)의 장력이 자동으로 조절될 수 있도록 함으로써, TLP 해양 구조물(10)이 조수간만의 차가 큰 해양에도 설치될 수 있도록 하는 TLP 해양 구조물의 회전식 장력 조절 장치가 소개된다. 이러한 TLP 해양 구조물의 회전식 장력 조절 장치는 부력을 제공하는 다수의 부유체(11)와, 이 부유체(11)의 상부에 설치되는 시설물(12)을 포함하고, 인장부재(W)에 의해 해양 바닥(B)에 고정되는 TLP 해양 구조물(10)에 가해지는 장력을 조절하기 위한 장치에 있어서, 상기 다수의 부유체(11)에 각각 회전 가능하게 설치되고 일측에 상기 인장부재(W)가 고정되는 장력 조절 회전체(100)와, 상기 다수의 부유체(11)에 각각 설치되고, 상기 장력 조절 회전체(100)에 연결되며, 상기 장력 조절 회전체(100)를 회전시킴으로써, 상기 인장부재(W)에 대해 일정의 인장력이 가해지도록 하여 해수면(S) 변화시에도 상기 인장부재(W)의 장력이 일정하게 유지되도록 하는 구동 실린더(200)를 포함하는 구성을 갖는다.The TLP offshore structure 10 can be installed in a marine with a large difference between tides by allowing the tension of the tension member W of the TLP offshore structure 10 to be automatically adjusted when the sea level S changes. A rotary tension control device of the structure is introduced. The rotary tension control device of the TLP offshore structure includes a plurality of float 11 for providing buoyancy and a facility 12 installed on the float 11, An apparatus for controlling a tension applied to a TLP offshore structure (10) fixed to a floor (B), characterized in that the tension member (W) is fixed to one side of the float And the tension control rotary body 100 is installed in each of the plurality of float fluids 11 and is connected to the tension control rotary body 100. By rotating the tension control rotary body 100, And a drive cylinder 200 for applying a predetermined tensile force to the tension member W so that the tensile force of the tension member W is kept constant even when the sea level S is changed.

Description

ＴＬＰ 해양 구조물의 회전식 장력 조절 장치{TENSION CONTROL APPARATUS OF TENSION LEG PLATFORM TYPE OFFSHORE STRUCTURE}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a torsional control apparatus for a TLP offshore structure,

본 발명은 해양 구조물, 특히 조수간만의 차가 있는 저수심 해역에 설치되는 TLP(Tension Leg Platform) 해양 구조물의 인장부재의 장력이 해수면의 높이 변화에 따라 조절 유지될 수 있도록 하는 TLP 해양 구조물의 회전식 장력 조절 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a TLP (Tension Leg Platform) installed in an offshore structure, in particular, a low water depth region having a difference in tide water, To a regulating device.

해양자원 개발의 중요성이 증가되고, 해양공간의 활용에 대한 관심이 증대됨에 따라 선박 외에 여러 형태의 해양 구조물이 해상에 설치되고 있다. As the importance of marine resource development has increased and interest in utilization of marine space has increased, various types of marine structures have been installed on the sea besides ships.

이러한 해양 구조물은 주로 석유 및 천연가스 등의 에너지원의 탐사와 채취를 위해 설치되거나 항만 및 환경 시설로 이용하고자 설치된다.
These offshore structures are mainly installed for exploration and harvesting of energy sources such as oil and natural gas, or for harbor and environmental facilities.

한편, 해양 구조물의 유형으로는 Fixed Platform(고정식 플랫폼), Tension Leg Platform(장력 다리 플랫폼), Floating Production System(부유 생산 시스템), Spar Platform(스파 플랫폼) 등이 있으며, 이 중 TLP(Tension Leg Platform) 해양 구조물은 200미터 이상의 대수심 해양에 사용되는 해양 구조물로서, 도 2에 도시된 것처럼 부력을 제공하는 다수의 부유체(11)와, 이 부유체(11)의 상부에 설치되는 시설물(12)로 이루어지며, 상기 부유체(11)는 Tendone이라는 인장부재(W)를 매개로 해양 바닥(B)에 설치된 고정구조물(13)에 고정설치된다. 즉, 상기 부유체(11)는 상기 인장부재(W)의 일정한 장력에 의해 해양 바닥 방향으로 당겨지게 됨으로써, 해상에서 일정한 위치에 고정될 수 있게 된다.
On the other hand, the types of offshore structures include Fixed Platform, Tension Leg Platform, Floating Production System and Spar Platform. Among these, Tension Leg Platform ) An offshore structure is an offshore structure used for a large depth ocean of 200 meters or more. The offshore structure includes a plurality of float 11 for providing buoyancy as shown in FIG. 2, and a facility 12 And the float 11 is fixed to the fixed structure 13 installed on the sea floor B via a tension member W called Tendone. That is, the float (11) is pulled toward the bottom of the ocean due to the constant tension of the tension member (W), so that the float (11) can be fixed at a fixed position in the sea.

그런데, 상술한 TLP 해양 구조물은 통상 300~600미터 등에 사용되어 수심변화에 영향을 받지 않았으나, 조수간만의 차가 큰 해양에 설치될 경우 해수면이 낮아질 때 상기 인장부재(W)의 장력이 느슨해져 해저 부유체(11)가 해양 바닥에 제대로 고정되지 못하게 되는 문제점이 발생하였고, 이로 인하여 조수간만의 차가 큰 해양에 TLP 해양 구조물을 설치하기 곤란하였다.However, if the TLP offshore structure is used for 300-600 meters and the like, it is not affected by changes in the depth of the water. However, when installed on an ocean having a large difference between tides, the tension of the tension member W is loosened, The fluid 11 could not be properly fixed to the bottom of the ocean, and it was difficult to install the TLP offshore structure in a marine having a large difference between the tides.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 해수면 변화시 TLP 해양 구조물의 인장부재의 장력이 자동으로 조절될 수 있도록 함으로써, TLP 해양 구조물이 조수간만의 차가 큰 해양에도 설치될 수 있도록 하는 TLP 해양 구조물의 회전식 장력 조절 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been proposed in order to solve the above problems and it is possible to automatically adjust the tension of the tensile member of the TLP offshore structure during sea level change so that the TLP offshore structure can be installed even in a marine And to provide a rotary tension control device for a TLP offshore structure.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 TLP 해양 구조물의 회전식 장력 조절 장치는, 부력을 제공하는 다수의 부유체와, 이 부유체의 상부에 설치되는 시설물을 포함하고, 인장부재에 의해 해양 바닥에 고정되는 TLP 해양 구조물에 가해지는 장력을 조절하기 위한 장치에 있어서, 상기 다수의 부유체에 각각 회전 가능하게 설치되고 일측에 상기 인장부재가 고정되는 장력 조절 회전체와, 상기 다수의 부유체에 각각 설치되고, 상기 장력 조절 회전체에 연결되며, 상기 장력 조절 회전체를 회전시킴으로써, 상기 인장부재에 대해 일정의 인장력이 가해지도록 하여 해수면 변화시에도 상기 인장부재의 장력이 일정하게 유지되도록 하는 구동 실린더를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to accomplish the above object, according to the present invention, there is provided an apparatus for adjusting the rotational tension of a TLP offshore structure, comprising: a plurality of floats providing buoyancy; and a facility installed on the floors, And a tensile member rotatably mounted on the plurality of float bodies and having the tension member fixed to one side thereof, and a plurality of auxiliary floats, And a tension control unit connected to the tension control rotary member for rotating the tension control rotary member so as to apply a predetermined tension force to the tension member to maintain the tension of the tension member constant even when the sea level changes, And a cylinder.

상기 장력 조절 회전체는 상기 부유체에 고정되는 고정부와, 이 고정부에 회전 가능하게 설치되는 부채꼴 형상의 몸체부를 포함하는 것이 바람직하다.Preferably, the tension control rotary body includes a fixed portion fixed to the float and a fan-shaped body rotatably installed on the fixed portion.

상기 인장부재는 상기 몸체부의 일측 모서리에 고정되고, 상기 구동 실린더의 실린더 로드는 상기 몸체부의 타측 모서리 쪽 측면부에 슬라이딩 이동 가능하게 연결되는 것이 바람직하다.Preferably, the tension member is fixed to one side edge of the body portion, and the cylinder rod of the driving cylinder is slidably connected to the other side edge portion of the body portion.

상기 인장부재는 상기 몸체부의 일측 모서리에 고정되고, 상기 구동 실린더의 실린더 로드의 단부는 상기 몸체부의 타측 모서리에 회동 가능하게 설치되며, 상기 실린더 로드는 상기 부유체에 수직 방향으로 회동 가능하게 설치되는 것이 바람직하다.The tension member is fixed to one side edge of the body, the end of the cylinder rod of the driving cylinder is rotatably installed at the other corner of the body, and the cylinder rod is installed to be rotatable in the vertical direction .

상술한 바와 같은 TLP 해양 구조물의 회전식 장력 조절 장치에 따르면, 해수면 변화시 TLP 해양 구조물의 인장부재의 장력이 자동으로 조절될 수 있게 됨으로써, TLP 해양 구조물이 조수간만의 차가 큰 해양에도 설치될 수 있게 된다.According to the rotary tension control device of the TLP offshore structure as described above, the tension of the tensile member of the TLP offshore structure can be automatically controlled when the sea level changes, so that the TLP offshore structure can be installed even in a marine with a large tide difference do.

도 1은 TLP 해양 구조물이 해양에 설치된 상태를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 TLP 해양 구조물의 회전식 장력 조절 장치를 나타낸 도면.1 is a view showing a state in which a TLP offshore structure is installed on the ocean;
2 is a view showing a rotary tension adjusting device of a TLP offshore structure according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The objectives, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG. In the following description of the present invention, detailed description of known related arts will be omitted when it is determined that the gist of the present invention may be unnecessarily obscured by the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 TLP 해양 구조물의 회전식 장력 조절 장치를 나타낸 도면이다.FIG. 2 is a view showing a rotary tension adjusting device of a TLP offshore structure according to an embodiment of the present invention.

도 2 를 참조하되, 앞서 설명된 도 1을 부분적으로 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 TLP 해양 구조물의 회전식 장력 조절 장치는 부력을 제공하는 다수의 부유체(11)와, 이 부유체(11)의 상부에 설치되는 시설물(12)을 포함하고, 인장부재(W)에 의해 해양 바닥(B)에 고정되는 TLP 해양 구조물(10)에 가해지는 장력을 조절하기 위한 장치에 있어서, 상기 다수의 부유체(11)에 각각 회전 가능하게 설치되고 일측에 상기 인장부재(W)가 고정되는 장력 조절 회전체(100)와, 상기 다수의 부유체(11)에 각각 설치되고, 상기 장력 조절 회전체(100)에 연결되며, 상기 장력 조절 회전체(100)를 회전시킴으로써, 상기 인장부재(W)에 대해 일정의 인장력이 가해지도록 하여 해수면(S) 변화시에도 상기 인장부재(W)의 장력이 일정하게 유지되도록 하는 구동 실린더(200)를 포함한다.
Referring to FIG. 2, and partially referring to FIG. 1 described above, a rotary tension adjusting device for a TLP offshore structure according to an embodiment of the present invention includes a plurality of float 11 providing buoyancy, 11. An apparatus for controlling a tension applied to a TLP offshore structure (10) comprising a facility (12) mounted on an upper portion of a sea floor (B) by a tension member (W) A tension adjusting rotator 100 rotatably installed in the float 11 of the tension member 10 and having the tension member W fixed to one side thereof, And a tension force is applied to the tension member W by rotating the tension adjusting rotator 100 so that even when the sea surface S changes, And the driving cylinder 200 is kept constant.

상기 장력 조절 회전체(100)는 상기 부유체(11)에 고정되는 고정부(110)와, 이 고정부(110)에 회전 가능하게 설치되는 부채꼴 형상의 몸체부(120)를 포함한다.
The tension regulating rotation body 100 includes a fixing part 110 fixed to the float 11 and a fan body 120 rotatably installed on the fixing part 110.

한편, 상기 몸체부(120)의 타측 모서리(122)는 상기 몸체부(120)가 화살표(C1) 방향으로 회전함에 따라 그 높이가 점점 높아지는데 반해 상기 구동 실린더(200)의 실린더 로드(210)는 수평 방향으로만 움직인다.
The other side edge 122 of the body part 120 is gradually increased in height as the body part 120 rotates in the direction of the arrow C1 while the cylinder rod 210 of the driving cylinder 200, Moves only in the horizontal direction.

따라서 상기 몸체부(120)의 타측 모서리(122)와 상기 구동 실린더(200) 사이의 위치 불일치 문제가 해결될 수 있도록 할 필요가 있다. 이러한 문제를 해결할 수 있는 방법 중 하나는 상기 인장부재(W)가 상기 몸체부(120)의 일측 모서리(121)에 고정될 때 상기 구동 실린더(200)의 실린더 로드(210)는 상기 몸체부(120)의 타측 모서리(122) 쪽 측면부(110)에 슬라이딩 이동 가능하게 연결되도록 하는 것이다. 여기서, 슬라이딩 이동 가능한 연결은 다양한 방법이 적용될 수 있으며, 일반적으로 이용되는 가이드 레일 및 가이드 롤러의 조합을 적용할 수 있다.
Therefore, it is necessary to solve the problem of position inconsistency between the other side edge 122 of the body part 120 and the driving cylinder 200. One of the ways to solve this problem is that when the tension member W is fixed to the one side edge 121 of the body part 120, the cylinder rod 210 of the driving cylinder 200 is pressed against the body part 120 on the side of the other edge 122 side. Here, a variety of methods can be applied to the sliding connection, and a combination of a generally used guide rail and a guide roller can be applied.

한편, 상기 몸체부(120)의 타측 모서리(122)와 상기 구동 실린더(200) 사이의 위치 불일치 문제가 해결될 수 있는 다른 방법으로는 상기 인장부재(W)가 상기 몸체부(120)의 일측 모서리(121)에 고정될 때 상기 구동 실린더(200)의 실린더 로드(210)의 단부(210a)를 상기 몸체부(120)의 타측 모서리(122)에 회동 가능하게 연결시키고, 상기 실린더 로드(210)를 상기 부유체(11)에 수직 방향으로 회동 가능하도록 설치하는 방법이 있다.
Another method of solving the problem of positional inconsistency between the other side edge 122 of the body 120 and the driving cylinder 200 is that the tension member W is moved to one side of the body 120 An end portion 210a of the cylinder rod 210 of the drive cylinder 200 is rotatably connected to the other end edge 122 of the body portion 120 when the cylinder rod 210 is fixed to the edge 121, ) Is provided so as to be vertically rotatable with respect to the float (11).

상기와 같은 본 발명의 실시예에 따른 TLP 해양 구조물의 회전식 장력 조절 장치가 TLP 해양 구조물(10)에 설치된 경우 도 2에 도시된 것처럼 해수면(S)이 조수간만의 차(G)에 의해 점선의 위치에서 실선의 위치로 낮아지더라도 상기 구동 실린더(200)의 실린더 로드(210)가 화살표(A1) 방향으로 이동시키면 상기 장력 조절 회전체(100)의 몸체부(120)는 화살표(C1) 방향으로 회전한다. 이때, 몸체부(120)의 일측 모서리(121)에 고정된 인장부재(W)에 인장력이 가해지게 되어 상기 인장부재(W)의 장력이 일정하게 유지될 수 있게 된다.When the rotary tension adjusting device of the TLP offshore structure according to the embodiment of the present invention is installed on the TLP offshore structure 10 as shown in FIG. 2, the sea surface S is divided by the difference G When the cylinder rod 210 of the driving cylinder 200 is moved in the direction of the arrow A1 even if the position of the body 120 is lowered to the solid line position, . At this time, tensile force is applied to the tension member W fixed to the one side edge 121 of the body portion 120, so that the tensile force of the tension member W can be maintained constant.

반면에 해수면(S)이 실선의 위치에서 점선의 위치로 다시 높아지는 경우 상기 부유체(11)가 부력에 의해 상승하기 때문에 상기 인장부재(W)의 장력이 과도하게 된다. 이 때는 상기 구동 실린더(200)의 실린더 로드(210)를 화살표(A2) 방향으로 구동시켜 상기 장력 조절 회전체(100)의 몸체부(120)가 화살표(C) 방향으로 회전되도록 하면 몸체부(120)의 일측 모서리(121)에 고정된 인장부재(W)에 가해지던 인장력이 감소하게 되어 상기 인장부재(W)의 장력이 일정하게 유지될 수 있게 된다.On the other hand, when the sea surface S rises to the position of the dotted line at the position of the solid line, the tension of the tension member W becomes excessive because the float 11 is raised by buoyancy. At this time, the cylinder rod 210 of the driving cylinder 200 is driven in the direction of arrow A2 so that the body portion 120 of the tension adjusting rotary body 100 is rotated in the direction of arrow C, The tensile force applied to the tension member W fixed to one side edge 121 of the elastic member 120 is reduced, so that the tensile force of the tension member W can be maintained constant.

한편, 상술한 구동 실린더(200)의 작동이 완전 자동으로 수행될 수 있도록 하기 위해 구동 실린더(200)의 실린더 로드(210) 또는 장력 조절 회전체(100)의 몸체부(120)에 가해지는 부하를 측정하는 센서를 추가로 설치하거나 인장부재(W)의 장력을 측정하는 센서를 추가로 설치할 수 있다. 또한, 해수면(S)의 높이를 실시간으로 측정한 뒤 측정 데이터를 토대로 실린더 로드(210) 또는 장력 조절 회전체(100)의 몸체부(120)에 가해지는 부하 또는 인장부재(W)의 장력을 예측하여 구동 실린더(200)를 작동시킬 수도 있다.
In order to allow the operation of the drive cylinder 200 to be performed fully automatically, the load applied to the cylinder rod 210 of the drive cylinder 200 or the body portion 120 of the tension control rotary body 100 A sensor for measuring the tension of the tension member W may be additionally provided or a sensor for measuring the tension of the tension member W may be additionally provided. The height of the sea surface S is measured in real time and then the load applied to the body portion 120 of the cylinder rod 210 or the tension adjusting rotator 100 or the tensile force of the tension member W The driving cylinder 200 may be operated in anticipation.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 TLP 해양 구조물의 회전식 장력 조절 장치에 따르면, 해수면 변화시 TLP 해양 구조물의 인장부재의 장력이 자동으로 조절될 수 있게 됨으로써, TLP 해양 구조물이 조수간만의 차가 큰 해양에도 설치될 수 있게 된다.
As described above, according to the rotary tension control device of the TLP offshore structure according to the embodiment of the present invention, the tension of the tensile member of the TLP offshore structure can be automatically controlled when the sea level changes, It can also be installed in large ocean.

이상, 본 발명의 특정 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음이 이해될 필요가 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It is to be understood that the invention may be variously modified and changed.

10 : TLP 해양 구조물 11 : 부유체
12 : 시설물 W : 인장부재
100 : 장력 조절 회전체 110 : 고정부
120 : 몸체부 200 : 구동 실린더10: TLP offshore structure 11: float
12: Facility W: Tension member
100: tension adjusting rotating body 110:
120: body part 200: drive cylinder

Claims (4)

부력을 제공하는 다수의 부유체(11)와, 이 부유체(11)의 상부에 설치되는 시설물(12)을 포함하고, 인장부재(W)에 의해 해양 바닥(B)에 고정되는 TLP 해양 구조물(10)에 가해지는 장력을 조절하기 위한 장치에 있어서,
상기 다수의 부유체(11)에 각각 회전 가능하게 설치되고 일측에 상기 인장부재(W)가 고정되며, 상기 부유체(11)에 고정되는 고정부(110)와, 이 고정부(110)에 회전 가능하게 설치되는 부채꼴 형상의 몸체부(120)를 포함하는 장력 조절 회전체(100);
상기 다수의 부유체(11)에 각각 설치되고, 상기 장력 조절 회전체(100)에 연결되며, 상기 장력 조절 회전체(100)를 회전시킴으로써, 상기 인장부재(W)에 대해 일정의 인장력이 가해지도록 하여 해수면(S) 변화시에도 상기 인장부재(W)의 장력이 일정하게 유지되도록 하는 구동 실린더(200);를 포함하며,
상기 인장부재(W)는 상기 몸체부(120)의 일측 모서리(121)에 고정되고, 상기 구동 실린더(200)의 실린더 로드(210)의 단부(210a)는 상기 몸체부(120)의 타측 모서리(122)에 회동 가능하게 설치되고, 상기 실린더 로드(210)는 상기 부유체(11)에 수직 방향으로 회동 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 TLP 해양 구조물의 회전식 장력 조절 장치.A TLP offshore structure (10) comprising a plurality of float (11) providing buoyancy and a facility (12) mounted on the float (11) (10), the apparatus comprising:
A fixing unit 110 fixed to the float 11 and rotatably mounted on the float 11 and fixed to the tension member W at one side thereof; A tension adjusting rotary body (100) including a fan-shaped body part (120) rotatably installed;
A plurality of float 11 is installed and connected to the tension adjusting rotary body 100 and a predetermined tension is applied to the tensioning member W by rotating the tension adjusting rotary body 100 And a driving cylinder 200 for maintaining the tensile force of the tension member W constant even when the sea level S is changed,
The tension member W is fixed to one side edge 121 of the body part 120 and the end part 210a of the cylinder rod 210 of the driving cylinder 200 is connected to the other side edge of the body part 120. [ Wherein the cylinder rod (210) is rotatably installed on the float (122), and the cylinder rod (210) is rotatably installed in the float (11) in a vertical direction. 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 인장부재(W)는 상기 몸체부(120)의 일측 모서리(121)에 고정되고, 상기 구동 실린더(200)의 실린더 로드(210)는 상기 몸체부(120)의 타측 모서리(122) 쪽 측면부(110)에 슬라이딩 이동 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 TLP 해양 구조물의 회전식 장력 조절 장치.The method according to claim 1,
The tension member W is fixed to one side edge 121 of the body part 120 and the cylinder rod 210 of the driving cylinder 200 is fixed to the side surface 122 side of the body part 120 (110). The apparatus of claim 1, wherein the torsion bar (110) is slidably connected to the torsion bar (110). 삭제delete
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