KR101751314B1 - 롤잭킹장치 및 이를 이용한 선체블록의 조립 배치방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 롤잭킹장치 및 이를 이용한 선체블록의 조립 배치방법이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 플로팅 도크 상에 형성된 레일부를 따라 이동가능하게 마련되며 승하강 가능한 베이스부; 및 상기 베이스부와 결합되고, 상부에 조립용 선체블록을 지지하며 특정위치에서 상기 선체블록의 조립위치를 미세조정하는 조정부;를 포함하는 롤잭킹장치가 제공될 수 있다.

Description

롤잭킹장치 및 이를 이용한 선체블록의 조립 배치방법{Roll jacking apparatus and arranging method of hull block using the same}

본 발명은 롤잭킹장치 및 이를 이용한 선체블록의 조립 배치방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 선박이 건조되는 플로팅 도크에 탑재되는 선체블록을 원하는 위치에서 조립이 용이하도록 배치시키는 롤잭킹장치 및 이를 이용한 선체블록의 조립 배치방법에 관한 것이다.

일반적으로 플로팅 도크(Floating dock)는 거대한 직육면체 형상으로 凹자 형태의 횡단면을 가지며 해상에 부유된 상태에서 선박 건조 작업을 할 수 있도록 하는 구조물로서, 복수로 구획된 부위에 여러 개의 발라스트 탱크를 설치하고 이들 탱크에 물을 넣거나 빼냄으로써 뜨거나 가라앉게 된다.

이러한, 플로팅 도크는 선박 건조를 위한 부지나 기초 공사가 필요 없고, 선박 건조기간이 비교적 짧아 건조비를 절감할 수 있으며, 선박 진수가 편리한 점 등의 선박 건조에 유리한 장점을 가진다. 반면에 플로팅 도크는 그 자체가 거대한 선박과 유사함으로 불평형한 적재 하중에 의해 자세가 변형되기 쉬우며, 상기 자세의 변형으로 바닥이 크게 기울어지는 경우 대형 사고를 유발할 수 있는 문제가 있다.

그러므로, 플로팅 도크를 이용한 선박 건조 작업에서는 건조되는 선박이나 구조물의 정도관리 뿐만 아니라 플로팅 도크의 파손을 방지하기 위해 그 자세 변형을 관리하는 것이 매우 중요하다.

한편, 공장에서 조립된 복수의 선체블록을 해상 크레인을 통해 플로팅 도크 상에 적재하여 조립시 조립되는 선체블록은 기준오차범위 내에 배치되어 조립되어야 하지만 선체블록의 정밀한 배치가 어렵다는 문제점이 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 롤잭킹장치 및 이를 이용한 선체블록의 조립 배치방법은 플로팅 도크 상에 탑재되는 선체블록을 조립위치에 정밀하게 배치시킬 수 있음은 물론, 플로팅 도크를 안정적으로 운영할 수 있도록 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 플로팅 도크 상에 형성된 레일부를 따라 이동가능하게 마련되며 승하강 가능한 베이스부; 및 상기 베이스부와 결합되고, 상부에 조립용 선체블록을 지지하며 특정위치에서 상기 선체블록의 조립위치를 조정하는 조정부;를 포함하는 롤잭킹장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 베이스부는 상기 선체블록이 안착된 조정부를 승하강시키는 유압 잭킹부재를 구비할 수 있다.

또한, 상기 유압 잭킹부재는, 유압을 제공하는 유압실린더; 상기 유압실린더에 마련되어 유압에 의해 승하강되는 유압피스톤; 및 상기 유압피스톤의 단부와 연결되며 상기 조정부와 결합되는 결합몸체;를 구비할 수 있다.

또한, 상기 레일부는 상기 플로팅 도크의 영역 내에서 평면상 서로 교차되는 복수의 가로레일과 세로레일을 갖추고, 상기 베이스부는 제어정보를 기초로 상기 레일부를 따라 특정위치로 이동될 수 있다.

또한, 상기 레일부는 상기 플로팅 도크의 바닥면으로부터 하측으로 요입되어 형성될 수 있다.

또한, 상기 조정부는, 그 하측이 상기 베이스부와 결합되는 본체; 및 상기 본체의 상측에 설치되는 복수의 롤링장치;를 구비할 수 있다.

또한, 상기 롤링장치는, 상기 본체의 상측에 승하강 가능하게 설치되는 리프트부재; 상기 리프트부재의 상단에 회전 가능하게 설치되는 로터부재; 및 상기 로터부재의 상단에 설치되어 상기 로터부재에 의해 회전되는 롤러부재;를 구비할 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, (a) 플로팅 도크 상에 형성된 레일부를 따라 이동하는 베이스부가 상기 플로팅 도크 상의 영역 내에 배치된 조정부와 결합되어 제어정보를 기초로 특정위치로 이동하는 단계; (b) 특정위치로 이동된 상기 조정부의 상단에 조립용 선체블록이 안착 지지되면, 상기 베이스부를 통해 상기 선체블록이 설치위치까지 들어올려지는 단계; 및 (c) 상기 조정부를 통하여 상기 선체블록의 기울기 및 설치각도를 조정하는 단계;를 포함하는 선체블록의 조립 배치방법이 제공될 수 있다.

또한, 상기 (b) 단계에서, 상기 선체블록의 하중이 상기 베이스부가 승강시키는 힘 보다 큰 경우 부력을 이용하여 상기 선체블록을 들어올리도록 상기 플로팅 도크를 일정부분 침수시키는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 롤잭킹장치 및 이를 이용한 선체블록의 조립 배치방법은 베이스부가 제어정보를 기초로 플로팅 도크 상에 형성된 레일부를 따라 특정위치로 용이하게 이동할 수 있는 효과가 있다. 이에, 베이스부와 결합된 조정부를 통해 선체블록을 기준오차범위 내의 조립위치에 정밀하게 배치시킴으로써 선체블록을 용이하게 조립시킬 수 있게 된다.

또한, 플로팅 도크의 자세 정보를 모니터링 함으로써 플로팅 도크를 안정적으로 운영할 수 있다. 즉, 플로팅 도크 상에 적재되는 선체블록의 하중에 의해 일정 영역에 하중이 치우칠 경우 플로팅 도크 내에 배치된 조정부를 이동시켜 플로팅 도크의 평형 밸런스를 제어할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 아래 도면들에 의해 구체적으로 설명될 것이지만, 이러한 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 것이므로 본 발명의 기술사상이 그 도면에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 롤잭킹장치가 마련된 플로팅 도크를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 롤잭킹장치에 구비된 베이스부가 레일부에 배치된 상태를 나타내는 부분 확대도이다.
도 3 및 도 4는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 롤잭킹장치에 구비된 베이스부와 조정부가 결합되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 롤잭킹장치에 구비된 조정부를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 조정부의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 롤잭킹장치에 구비된 조정부를 통해 선체블록이 조립위치로 조정되는 상태를 나타내는 도면이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 롤잭킹장치가 마련된 플로팅 도크를 개략적으로 나타내는 사시도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 일 측면에 따른 롤잭킹장치는 플로팅 도크(10) 상에 형성된 레일부(11)를 따라 이동가능하게 마련되며 승하강 가능한 베이스부(110) 및 상기 베이스부(110)와 결합되고, 상부에 조립용 선체블록(도 7의 '20' 참조)을 지지하며 특정위치에서 선체블록(20)의 조립위치를 미세조정하는 조정부(120)를 포함한다. 이때, 플로팅 도크(10)의 안정적인 운영을 위하여, 광파기(Electronic Distance Measurement : 12)와 복수의 거리측정센서(13)를 통하여 플로팅 도크(10) 상부의 3차원 정보를 생성할 수 있다. 예컨대, 직육면체 형상인 플로팅 도크(10)의 상부 코너점에 각각 거리측정센서(13)를 마련하고, 플로팅 도크(10) 내에 광파기(12)를 구비하여 레이저 등의 전자파를 이용함으로써 플로팅 도크(10)의 각 코너점 사이의 거리 정보 및 각 코너점의 높이 정보를 수집하게 된다. 이러한 정보는 소정 주기 또는 실시간으로 수집됨에 따라 직육면체 형태인 플로팅 도크(10)의 3차원 형상을 정확히 측정하며 변형 상태를 확인할 수 있게 된다.

또한, 측정대상물체와의 거리를 측정하여 측정대상물체의 3차원 위치 등의 측정대상물체의 상태를 파악한다. 여기서 측정대상물체는 플로팅 도크(10) 내에 탑재되는 선체블록(20)으로서, 선체블록(20)이 설치되는 특정위치에 베이스부(110)가 이동하여 배치될 수 있게 된다.

한편, 플로팅 도크(10)의 3차원 정보를 수집하기 위한 장비는 광파기(12), 거리측정센서(13) 이외에 3차원 위치측정기, 레이더 등을 이용할 수 있으며, 이러한 3차원 정보 수집구조는 널리 알려진 공지의 기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 베이스부(110)가 제어정보를 기초로 특정위치로 이동되도록 플로팅 도크(10) 상에는 레일부(11)가 형성된다. 레일부(11)는 플로팅 도크(10)의 영역 내에서 평면상 서로 교차되는 복수의 가로레일(11a)과 세로레일(11b)로 마련된다. 즉, 복수의 가로레일(11a)과 복수의 세로레일(11b)은 바둑판 형태로 배치될 수 있다. 이때, 복수의 가로레일(11a) 및 세로레일(11b)의 간격은 일정간격으로 배치되거나 랜덤하게 배치될 수 있다. 이러한 레일부(11)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 플로팅 도크(10)의 바닥면으로부터 하측으로 요입되어 형성된다.

베이스부(110)는 레일부(11) 내에 배치되어 상기 레일부(11)를 따라 이동되도록 마련된다. 비록 도시되지는 않았으나, 상기 베이스부(110)는 전동식으로 전기의 힘에 의해 움직이거나 기계식으로 움직일 수 있다. 이러한 베이스부(110)는 선체블록(도 7의 '20' 참조)을 지지하기 위하여 특정위치로 이동되기 전 선체블록(20)의 미세 조정을 위한 조정부(120)와 결합된다. 상기 조정부(120)는 플로팅 도크(10) 상의 일정 영역에 탑재되어 배치되는데, 이에 조정부(120)와의 결합을 위해 베이스부(110)의 상단면은 플로팅 도크(10)의 바닥면과 동일선상에 위치하거나, 플로팅 도크(10)의 바닥면보다 하측에 위치되어야 한다. 이러한 베이스부(110)가 조정부(1120)의 하측에 배치되어 조정부(120)와 결합되는 상태가 도 3 및 도 4에 도시되어 있다. 도 3 및 도 4는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 롤잭킹장치에 구비된 베이스부와 조정부가 결합되는 상태를 나타내는 도면이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 베이스부(110)는 조정부(120)와 함께 상기 조정부(120)의 상단에 안착되는 선체블록(도 7의 '20' 참조)을 승하강시키는 유압 잭킹부재(115)를 구비한다.

유압 잭킹부재(115)는 유압을 제공하는 유압실린더(111)와, 상기 유압실린더(111)에 마련되어 유압에 의해 승하강되는 유압피스톤(112) 및 상기 유압피스톤(112)의 단부와 연결되며 조정부(120)와 결합되는 결합몸체(113)를 구비한다. 즉, 유압 잭킹부재(115)는 유압에 의해 유압피스톤(112)이 상승하면, 유압피스톤(112)의 단부와 연결된 결합몸체(113)가 상승하여 상측에 위치된 조정부(120)와 결합된다. 이때, 조정부(120)는 결합몸체(113)와 결합되어 베이스부(110)와 함께 이동할 수 있으며, 결합몸체(113)는 특정위치에서 유압이 제공됨에 따라 조정부(120)와 함께 상승하게 된다. 즉, 선체블록(20)이 설치되는 위치까지 들어올려지게 된다.

한편, 도시된 바에 따르면, 결합몸체(113)와 조정부(120)가 마주하는 면에는 서로 상응하는 요철구조가 마련되어 결합되게 된다. 이는, 결합몸체(113)와 조정부(120)의 안정적인 결합 상태를 유지하기 위하여 결합되는 일 실시예로서, 이에 한정되지 않으며, 결합몸체(113)와 조정부(120)가 안정적으로 결합될 수 있다면 어떠한 형상 및 구조를 갖더라도 채용가능한 것으로 이해되어야 한다.

상기와 같은 베이스부(110)에는 위치센서(미도시)가 마련될 수 있으며, 이에 플로팅 도크(10)의 3차원 정보 및 베이스부(110)의 위치 정보를 통하여 베이스부(110)를 특정위치로 이동시킬 수 있게 된다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 롤잭킹장치에 구비된 조정부를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 6은 도 5에 도시된 조정부의 단면도이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 조정부(120)는 베이스부(110)와 결합된 상태로 특정위치에서 상부에 조립용 선체블록(도 7의 '20' 참조)을 지지하며 특정위치에서 선체블록(20)의 조립위치를 미세조정하는 역할을 수행한다. 보다 구체적으로, 조정부(120)는 하측이 베이스부(110)와 결합되는 본체(123) 및 상기 본체(123)의 상측에 설치되는 복수의 롤링장치(125)를 구비한다.

본체(123)는 선체블록(20)의 하중을 지지할 수 있는 강성을 갖는다. 이러한 본체(123)는 전술한 바와 같이, 베이스부(110)의 결합몸체(113)와의 결합을 위해 하측에 요철구조가 마련된다. 또한, 본체(123)의 상측에는 복수의 롤링장치(125)가 설치되는데, 이 복수의 롤링장치(125)는 선체블록(20)의 안정적인 지지를 위해 본체 상측면에 균일하게 배치되는 것이 바람직하다.

복수의 롤링장치(125)는 각각 본체(123)의 상측에 승하강 가능하게 설치되는 리프트부재(126)와, 상기 리프트부재(126)의 상단에 회전 가능하게 설치되는 로터부재(127) 및 상기 로터부재(127)의 상단에 설치되어 로터부재(127)에 의해 회전되는 롤러부재(128)를 구비한다.

리프트부재(126)는 유압식 또는 기계식 구조로 마련되어 리프트부재(126)의 상단에 연결된 로터부재(127)와 롤러부재(128) 및 선체블록(20)을 승하강시킨다. 이러한 복수의 롤링장치(125)에 각각 마련된 리프트부재(126)는 독립적으로 작동된다. 이에, 복수의 리프트부재(126) 중 일부의 리프트부재(126)가 작동하여 롤링장치(125)의 상단에 안착된 선체블록(20)의 기울기 및 설치각도를 조절하게 된다.

로터부재(127)는 상기 로터부재(127)의 상단에 설치된 롤러부재(128)를 회전시키는 역할을 수행한다. 예컨대, 로터부재(127)는 모터 및 기어의 결합구조를 통하여 회전력을 롤러부재(128)에 전달하도록 구성될 수 있다. 이러한 로터부재(127)는 전술된 리프트부재(126)와 마찬가지로, 복수의 로터부재(127)가 독립적으로 작동되게 된다.

롤러부재(128)는 로터부재(127)에 고정되어 회전가능하게 설치된다. 이 롤러부재(128)는 상부에 안착된 선체블록(20)의 조립 방향성을 제시하는 역할을 수행한다. 즉, 롤러부재(128)는 로터부재(127)에 의해 일정 각도로 회전되어 선체블록(20)이 설치되는 방향으로 회전되게 배치된다. 이에, 선체블록(20)은 롤러부재(128)의 회전방향으로 미끄럼 이동가능하게 되어, 도 7에 도시된 바와 같이, 설치위치의 허용범위 오차를 벗어난 경우에 용이하게 위치를 조정할 수 있게 된다.

결과적으로, 조정부(120)에 설치된 복수의 롤링장치(125)는 서로 독립적으로 작동되어 선체블록(20)의 기울기 및 설치각도를 조정함으로써 선체블록(20)을 조립위치에 정밀하게 배치시킬 수 있게 된다.

그러면, 상기와 같은 롤잭킹장치를 이용한 선체블록의 조립 배치방법에 대해 설명하기로 한다.

먼저, 해상에 부유된 플로팅 도크(10) 상에 형성된 레일부(11)를 따라 베이스부(110)가 이동하여 플로팅 도크(10) 상의 일정 영역 예컨대, 플로팅 도크(10)의 각 모서리 부근에 배치된 조정부(120)와 결합된다. 베이스부(110)가 조정부(120)와 결합되면 제어정보를 기초로 특정위치로 이동하여 배치된다. 이때, 플로팅 도크(10)에 구비된 광파기(12)와, 복수의 거리측정센서(13)를 통하여 플로팅 도크(10)의 각 코너점 사이의 거리 정보 및 각 코너점의 높이 정보를 수집함으로써 플로팅 도크(10)의 3차원 정보를 생성한다. 또한, 선체블록(20)과의 거리를 측정하여 선체블록(20)의 3차원 위치 등의 선체블록(20)의 상태를 파악하게 된다. 이에, 베이스부(110)는 선체블록(20)을 설치하기 위한 특정위치까지 이동되어 배치될 수 있다. 한편, 베이스부(110)에는 위치센서(미도시)가 마련될 수 있으며, 이에 플로팅 도크(10)의 3차원 정보 및 베이스부(110)의 위치 정보를 통하여 베이스부(110)를 특정위치로 이동시킬 수 있게 된다.

다음으로, 특정위치로 이동된 베이스부(110)의 상부에 결합된 조정부(120)의 상단에 조립용 선체블록(20)이 안착되어 지지된다. 여기서, 선체블록(20)은 해상 크레인(미도시)을 통하여 특정위치에 배치된 조정부(120)의 상단에 적재될 수 있다. 상기 선체블록(20)이 조정부(120)의 상단에 안착되면 베이스부(110)에 마련된 유압 잭킹부재(115)를 통하여 조정부(120)와 함께 선체블록(20)을 설치위치까지 들어올린다.

이어서, 들어올려진 선체블록(20)이 이웃하는 선체블록(20)과 기준오차범위 내에 배치된 경우 선체블록(20)의 조립작업을 진행한다. 그러나, 기준오차범위를 벗어난 경우 조정부(120)에 설치된 복수의 롤링장치(125)를 통해 선체블록(20)의 기울기 및 설치각도를 조정하여 기준오차범위 내에 배치되도록 한다. 즉, 롤링장치(125)에 구비된 리프트부재(126)를 이용하여 선체블록(20)의 기울기를 조절함은 물론, 도 7에 도시된 바와 같이, 로터부재(127)를 통해 롤러부재(128)를 회전시켜 선체블록(20)의 설치방향을 제시하여 이동시킴으로써, 선체블록(20)을 조립위치에 정밀하게 배치시킬 수 있게 된다.

한편, 상기 베이스부(110)를 통해 선체블록(20)을 들어올리는 단계에서, 베이스부(110)의 승강력보다 선체블록(20)의 하중이 큰 경우, 부력을 이용하여 선체블록(20)을 들어올리도록 플로팅 도크(10)를 일정부분 침수시킬 수 있다. 즉, 플로팅 도크(10)에 마련된 발라스트 탱크(미도시)에 물을 채워넣어 플로팅 도크(10)를 일정수위까지 가라앉히게 된다. 이때, 플로팅 도크(10)의 침수범위는 부력에 의하여 선체블록(20)이 조정부(120)로부터 이탈되지 않는 범위로 이해되어야 한다.

상기와 같이, 본 발명의 일 측면에 따른 롤잭킹장치를 통하여 선체블록(20)을 조립위치에 정밀하게 배치시킴은 물론, 플로팅 도크(10)의 3차원 정보를 기반으로 플로팅 도크(10)의 상태를 감지함으로써 플로팅 도크(10)의 평형상태를 유지하여 안정적으로 운영할 수 있게 된다. 예컨대, 플로팅 도크(10) 상에 적재되는 선체블록(20)의 하중에 의해 플로팅 도크(10)의 일정 영역에 하중이 치우칠 경우 플로팅 도크(10) 내에 배치된 조정부(120)를 하중이 치우친 반대측으로 이동시켜 플로팅 도크(10)의 평형 밸런스를 제어함으로써 플로팅 도크(10)를 안정적으로 운영할 수 있게 된다. 이에 따라, 플로팅 도크(10) 및 선체블록(20)의 파손을 방지할 수 있는 효과가 발생하게 된다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

10 : 플로팅 도크 11 : 레일부
12 : 광파기 20 : 선체블록
110 : 베이스부 115 : 유압 잭캥부재
120 : 조정부 125 : 롤링장치

Claims (9)

1. 플로팅 도크 상에 형성된 레일부를 따라 이동가능하게 마련되며 승하강 가능한 베이스부; 및
   상기 베이스부와 결합되고, 상부에 조립용 선체블록을 지지하며 특정위치에서 상기 선체블록의 조립위치를 조정하는 조정부;를 포함하고,
   상기 조정부는,
   그 하측이 상기 베이스부와 결합되는 본체; 및
   상기 본체의 상측에 설치되는 복수의 롤링장치;를 구비하고,
   상기 롤링장치는,
   상기 본체의 상측에 승하강 가능하게 설치되는 리프트부재;
   상기 리프트부재의 상단에 회전 가능하게 설치되는 로터부재; 및
   상기 로터부재의 상단에 설치되어 상기 로터부재에 의해 회전되는 롤러부재;를 구비하는 롤잭킹장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 베이스부는 상기 선체블록이 안착된 조정부를 승하강시키는 유압 잭킹부재를 구비하는 롤잭킹장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 유압 잭킹부재는,
   유압을 제공하는 유압실린더;
   상기 유압실린더에 마련되어 유압에 의해 승하강되는 유압피스톤; 및
   상기 유압피스톤의 단부와 연결되며 상기 조정부와 결합되는 결합몸체;를 구비하는 롤잭킹장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 레일부는 상기 플로팅 도크의 영역 내에서 평면상 서로 교차되는 복수의 가로레일과 세로레일을 갖추고,
   상기 베이스부는 제어정보를 기초로 상기 레일부를 따라 특정위치로 이동되는 롤잭킹장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 레일부는 상기 플로팅 도크의 바닥면으로부터 하측으로 요입되어 형성되는 롤잭킹장치.
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