KR102073955B1

KR102073955B1 - 선박 크레인의 과부하 방지 시스템

Info

Publication number: KR102073955B1
Application number: KR1020190081849A
Authority: KR
Inventors: 황시동
Original assignee: 주식회사 동남티에스
Priority date: 2019-07-08
Filing date: 2019-07-08
Publication date: 2020-03-11

Abstract

본 발명은 해수면의 변화 등으로 인한 선체의 높이 변화에 대한 크레인의 과부하의 발생을 방지할 수 있도록 하는 선박 크레인의 과부하 방지 시스템에 관한 것으로서, 호이스트 윈치 드럼의 샤프트에 연결되어 유압펌프로부터 공급되는 유압에 의해 호이스트 윈치 드럼을 구동하는 호이스트 유압 모터, 유압 펌프로부터 상기 호이스트 유압 모터로의 오일 공급을 제어하는 유압 조작 밸브, 상기 유압 조작 밸브 및 상기 호이스트 유압 모터를 연결하는 유압 라인과 연결되어 외부 신호에 의해 공급되는 오일의 일부를 상기 호이스트 유압 모터를 우회하도록 하여 부하를 경감시키는 부하 해제 유압회로부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

선박 크레인의 과부하 방지 시스템{Auto overload protection system for crane of ship}

본 발명은 선박 크레인의 과부하 방지 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 선체 높이 변화 등에 따른 호이스트 하중의 변화에 대응하여 호이스트 라인을 감거나 풀어 줌으로써 크레인의 파손을 방지할 수 있도록 한 선박 크레인의 과부하 방지 시스템에 관한 것이다.

항만 등에서 하역에 사용되는 크레인은 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0621931호(2006.9.15.공고)에서와 같이 와이어에 발생할 수 있는 와이어 파단과 같은 문제를 미연에 방지하기 위해 와이어 장력진단장치를 구비하고 여기에 로드 셀 등을 부가하여 과부하 상태의 발생을 방지하고 있다.

그런데 선박에 설치되는 크레인은 해상이라는 특수한 환경에 따라 선체가 상시 일정한 위치, 특히 높이에 있는 것이 아니라 해수면의 상태에 따라 위치가 변화하는 상태에 놓이게 되며, 이러한 상태에서 하역작업이 수행되므로 크레인에 작용하는 부하 역시 상시 변화하는 상태에 놓이게 된다.

구체적으로, 선체의 상대적 높이가 상승하는 경우 이에 대한 가속도로 인해 크레인에 작용하는 하중은 증대되고 화물의 위치는 상승하게 되며, 선체의 상대적 높이가 하강하는 경우 크레인에 작용하는 하중은 감소하고 화물의 위치는 하강하게 된다.

하지만, 이전의 종래기술에서는 이와 같은 문제점에 대해 충분한 해결수단이 마련되지 않은 상태이다.

대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0621931호(2006.9.15.공고)

상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위해 발명된 것으로서, 본 발명은 해수면의 변화 등으로 인한 선체의 높이 변화에 대한 크레인의 과부하의 발생을 방지할 수 있도록 하는 선박 크레인의 과부하 방지 시스템을 제공하고자 하는 데 그 목적이 있다.

특히, 본 발명은 선체의 높이 변화로 인한 부하의 변화에 대응하여 신속한 호이스트 윈치의 제동수단의 해제와 호이스트 윈치 등의 제어를 통해 와이어 파손과 같이 과부하로 인한 고장과 사고를 방지할 수 있도록 하는 선박 크레인의 과부하 방지 시스템을 제공하고자 하는 데 목적이 있다.

상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 수단으로, 본 발명인 선박 크레인의 과부하 방지 시스템은,

호이스트 윈치 드럼의 샤프트에 연결되어 유압펌프로부터 공급되는 유압에 의해 호이스트 윈치 드럼을 구동하는 호이스트 유압 모터,

유압 펌프로부터 상기 호이스트 유압 모터로의 오일 공급을 제어하는 유압 조작 밸브,

상기 유압 조작 밸브 및 상기 호이스트 유압 모터를 연결하는 유압 라인과 연결되어 외부 신호에 의해 공급되는 오일의 일부를 상기 호이스트 유압 모터를 우회하도록 하여 부하를 경감시키는 부하 해제 유압회로부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 호이스트 윈치 드럼의 샤프트의 일측에 결합되어 상기 호이스트 윈치 드럼을 제동하는 제1 제동수단 및

상기 제1 제동수단의 제동오일 공급라인에 연결되어 외부신호에 의해 축적된 오일을 공급하여 제1 제동수단을 해제하는 제1 제동 해제 유압 회로부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 호이스트 윈치 드럼의 샤프트의 타측에 결합되어 상기 호이스트 윈치 드럼을 제동하는 제2 제동수단 및

상기 제2 제동수단의 제동오일 공급라인에 연결되어 외부신호에 의해 축적된 오일을 공급하여 제2 제동수단을 해제하는 제2 제동 해제 유압 회로부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 슬루잉 윈치용 유압 모터의 샤프트에 결합되어 상기 슬루잉 윈치용 유압 모터 샤프트를 제동하는 제3 제동수단 및

상기 제1 제동 해제 유압 회로부는 상기 제3 제동수단과도 연결되어 외부신호 공급시 오일을 공급하여 상기 제3 제동수단을 해제하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 부하 해제 유압회로부는,

상기 유압 조작 밸브 및 상기 호이스트 유압 모터를 연결하는 한 쌍의 유압 라인에 연결되어 상기 한 쌍의 유압 라인 중 고압측 라인에서 저압측 라인으로의 오일 흐름을 허용하고 역방향으로의 오일 흐름을 차단하는 체크밸브 및

상기 체크밸브와 저장탱크를 연결하는 라인 상에 설치되어 평상시에는 상기 체크밸브를 차단하도록 하며 외부 신호 입력시 상기 저장탱크로 상기 체크밸브에 압력을 유지하던 오일을 리턴하여 상기 체크밸브로부터 압력을 저하시켜 개방될 수 있도록 하는 제1 전자식 2위치 제어밸브를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 부하 해제 유압회로부는,

상기 제1 전자식 2위치 제어밸브 후측에 설치되는 파일럿압 작동식 릴리프 밸브를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 제동 해제 유압 회로부는 제1 어큐물레이터와 연결되고 외부신호에 의해 작동되어 상기 제1 제동수단으로 유압을 공급하는 제2 전자식 2위치 제어밸브를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2 전자식 2위치 제어밸브는 외부신호가 공급시 상기 제1 제동수단과 상기 제1 어큐뮬레이터를 연결하고 아닐 경우 상기 제1 제동수단과 저장탱크를 연결하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2 제동 해제 유압 회로부는 제2 어큐물레이터와 연결되고 외부신호에 의해 작동되어 상기 제2 제동수단으로 유압을 공급하는 제3 전자식 2위치 제어밸브를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제3 전자식 2위치 제어밸브는 외부신호가 공급시 상기 제2 제동수단과 상기 제2 어큐물레이터를 연결하고 아닐 경우 상기 제2 제동수단과 저장탱크를 연결하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 제동 해제 유압 회로부는 상기 제2 전자식 2위치 제어밸브와 제2 제동수단을 연결하는 유압 라인에서 분기되어 상기 제3 제동수단과도 연결되어 외부신호 공급시 오일을 공급하여 상기 제3 제동수단을 해제하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같은 과제해결수단을 통해, 본 발명인 선박 크레인의 과부하 방지 시스템은 해수면의 변화 등으로 인한 선체의 높이 변화에 대한 크레인의 과부하의 발생을 방지, 특히 선체의 높이 변화로 인한 부하의 변화에 대응하여 신속한 호이스트 윈치의 제동수단의 해제와 호이스트 윈치 등의 제어를 통해 와이어 파손과 같이 과부하로 인한 고장과 사고를 방지할 수 있도록 하는 등이 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 선박 크레인의 과부하 방지 시스템을 개략적으로 도시한 개념도이다.

이하, 본 발명에 따른 선박 크레인의 과부하 방지 시스템의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 선박 크레인의 과부하 방지 시스템은 호이스트 윈치 드럼(1)의 샤프트에 연결되어 유압 펌프로부터 공급되는 유압에 의해 호이스트 윈치 드럼(1)을 구동하는 호이스트 유압 모터(2)와, 유압 펌프로부터 상기 호이스트 유압 모터(2)로의 오일 공급을 제어하는 유압 조작 밸브(3)와, 상기 유압 조작 밸브(3) 및 상기 호이스트 유압 모터(2)를 연결하는 유압 라인과 연결되어 외부 신호에 의해 공급되는 오일의 일부를 상기 호이스트 유압 모터(2)를 우회하도록 하여 부하를 경감시키는 부하 해제 유압회로부(10)를 포함하여 구성되는 것을 주요 특징으로 한다.

여기서, 상기 유압 조작 밸브(3)는 수동 또는 자동으로 작동되는 밸브로서, 상기 유압 모터(2)로의 공급되는 오일의 방향을 절환하는 등의 목적으로 사용되는 크레인 제어를 위한 메인 조작 밸브이다.

그리고 상기 외부 신호는 크레인의 와이어 등에 설치되어 과부하를 검출하기 위한 수단으로 사용되는 로드 셀 등에서 검출되는 신호나 이를 제어부를 거쳐 제어신호로 전환시킨 전기적 신호이다.

이를 통해, 본 발명에 따른 선박 크레인의 과부하 방지 시스템은 해수면 상태에 따라 하역 중 선체의 높이 변화 발생으로 인해 와이어에 과부하가 야기될 시 로드 셀 등에서 과부하 정도를 검출하여 상기 부하 해제 유압회로부(10)로 제어신호를 발생시키고 이를 기반으로 상기 부하 해제 유압회로부(10)는 호이스트 유압 모터(2)로 공급되는 고압 라인 오일의 일부를 상기 호이스트 유압 모터(2)를 우회하여 저압 라인으로 공급하여 과부하 발생을 억제하도록 하게 된다.

구체적으로, 상기 부하 해제 유압회로부(10)는 상기 유압 조작 밸브(3) 및 상기 호이스트 유압 모터(2)를 연결하는 한 쌍의 유압 라인에 연결되어 상기 한 쌍의 유압 라인 중 고압측 라인에서 저압측 라인으로의 오일 흐름을 허용하고 역방향으로의 오일 흐름을 차단하는 체크밸브(12)와, 상기 체크밸브(12)와 저장탱크(3)를 연결하는 라인 상에 설치되어 평상시에는 상기 체크밸브(12)를 차단하도록 하며 외부 신호 입력시 상기 저장탱크(4)로 상기 체크밸브(12)에 압력을 유지하던 오일을 리턴하여 상기 체크밸브(12)로부터 압력을 저하시켜 개방될 수 있도록 하는 제1 전자식 2위치 제어밸브(11)와, 상기 제1 전자식 2위치 제어밸브(11) 후측에 설치되는 파일럿압 작동식 릴리프 밸브(13)를 구비하게 된다.

또한, 상기 체크밸브(12)는 탄성수단을 구비하며 상기 한 쌍의 유압 라인 중 고압측 유압 라인이 연결되는 배압 형성 배관이 구비되며, 상기 탄성수단의 탄성력과, 상기 배압 형성 배관을 통해 공급되는 오일에 의한 유압에 의해 평상시에는 폐쇄된 상태를 유지하게 된다.

그리고 과부하 발생시 로드 셀 등에서 검출되는 신호를 기반으로 상기 제1 전자식 2위치 제어밸브(11)는 상기 체크밸브(12)와 저장탱크(4)를 연결시키게 되고 상기 체크밸브(12) 상의 오일의 일부는 배출되게 되어 압력이 저하되므로 상기 체크밸브(12)는 개방되며 상기 체크밸브(12)가 개방되면 상기 한 쌍의 유압 라인 중 고압측 유압 라인의 오일의 일부가 상기 체크밸브(12)를 통해 저압측 유압 라인으로 상기 호이스트 유압 모터(2)를 우회하여 유동함으로써 과부하가 해소되게 된다.

또한, 본 발명에 따른 선박 크레인의 과부하 방지 시스템은 상기 호이스트 윈치 드럼(1)의 샤프트의 일측에 결합되어 상기 호이스트 윈치 드럼(1)을 제동하는 제1 제동수단(5)과, 상기 제1 제동수단(5)의 제동오일 공급라인에 연결되어 외부신호에 의해 축적된 오일을 공급하여 제1 제동수단(5)을 해제하는 제1 제동 해제 유압 회로부(20)를 더 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 제1 제동 해제 유압 회로부(20)는 제1 어큐물레이터(21)와 연결되고 외부신호에 의해 작동되어 상기 제1 제동수단(5)으로 유압을 공급하는 제2 전자식 2위치 제어밸브(22)를 포함하여 구성되며, 상기 제2 전자식 2위치 제어밸브(22)는 외부신호가 공급시 상기 제1 제동수단(5)과 상기 제1 어큐뮬레이터(21)를 연결하고 아닐 경우 상기 제1 제동수단(5)과 저장탱크(4)를 연결하도록 구성된다.

따라서, 과부하 발생시 로드 셀 등에서 검출되는 신호를 기반으로 상기 제2 전자식 2위치 제어밸브(22)는 상기 제1 어큐물레이터(21)에 축적된 고압 오일을 상기 제1 제동수단(5)인 제동 브레이크에 공급하여 제1 제동수단(5)을 신속히 해제시킴으로써, 와이어 등에 과부하 발생을 방지하고 필요에 따라 와이어를 풀어 줄 수 있도록 한다.

또한, 본 발명에 따른 선박 크레인의 과부하 방지 시스템은 상기 호이스트 윈치 드럼(1)의 샤프트의 타측에 결합되어 상기 호이스트 윈치 드럼(1)을 제동하는 제2 제동수단(6)과, 상기 제2 제동수단(6)의 제동오일 공급라인에 연결되어 외부신호에 의해 축적된 오일을 공급하여 제2 제동수단(6)을 해제하는 제2 제동 해제 유압 회로부(30)를 더 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 제2 제동수단(6)은 선체 작업 등을 위한 퍼스널 모드(Personnel mode)와 같은 저부하 운전에 사용되는 보조적 제동수단이며, 상기 제2 제동수단의 제어를 위해 상기 제2 제동수단(6)과 상기 제2 제동 해제 유압 회로부(30)를 연결하는 유압라인 상에는 별도의 부가 제어수단이 구비되어 유압을 차단 및 연결하게 된다.

또한, 상기 제2 제동 해제 유압 회로부(30)는 제2 어큐물레이터(31)와 연결되고 외부신호에 의해 작동되어 상기 제2 제동수단(6)으로 유압을 공급하는 제3 전자식 2위치 제어밸브(32)를 포함하여 구성되며, 상기 제3 전자식 2위치 제어밸브(32)는 외부신호가 공급시 상기 제2 제동수단(6)과 상기 제2 어큐물레이터(31)를 연결하고 아닐 경우 상기 제2 제동수단(6)과 저장탱크(4)를 연결하도록 구성된다.

따라서, 과부하 발생시 로드 셀 등에서 검출되는 신호를 기반으로 상기 제3 전자식 2위치 제어밸브(32)는 상기 제2 어큐물레이터(31)에 축적된 고압 오일을 상기 제2 제동수단(6)인 제동 브레이크에 공급하여 제2 제동수단(6)을 신속히 해제시킴으로써, 와이어 등에 과부하 발생을 방지하고 필요에 따라 와이어를 풀어 줄 수 있도록 한다.

또한, 본 발명에 따른 선박 크레인의 과부하 방지 시스템은 슬루잉 윈치용 유압 모터(7)의 샤프트에 결합되어 상기 슬루잉 윈치용 유압 모터(7) 샤프트를 제동하는 제3 제동수단(8)을 포함하여 구성되며, 상기 제1 제동 해제 유압 회로부(20)는 상기 제3 제동수단(8)과도 연결되어 외부신호 공급시 오일을 공급하여 상기 제3 제동수단(8)을 해제하도록 구성된다.

즉, 상기 제1 제동 해제 유압 회로부(20)는 상기 제2 전자식 2위치 제어밸브(22)와 제1 제동수단(6)을 연결하는 유압 라인에서 분기되어 상기 제3 제동수단(8)과도 연결되어 외부신호 공급시 오일을 공급하여 상기 제3 제동수단(8)을 해제하도록 구성되며, 이를 위해 제4 전자식 2위치 제어밸브(23)가 분기된 유압 라인에 설치되어 외부신호에 따라 작동하게 된다.

상기한 바와 같은 구성을 통해, 본 발명인 선박 크레인의 과부하 방지 시스템은 해수면의 변화 등으로 인한 선체의 높이 변화에 대한 크레인의 과부하의 발생을 방지, 특히 선체의 높이 변화로 인한 부하의 변화에 대응하여 신속한 호이스트 윈치의 제동수단의 해제와 호이스트 윈치 등의 제어를 통해 와이어 파손과 같이 과부하로 인한 고장과 사고를 방지할 수 있도록 하는 등이 이점을 가진다.

1: 호이스트 윈치 드럼 2: 호이스트 유압 모터
3: 유압 조작 밸브 4: 저장탱크
5: 제1 제동수단 6: 제2 제동수단
7: 슬루잉 윈치용 유압 모터 8: 제3 제동수단
10: 부하 해제 유압회로부 11: 제1 전자식 2위치 제어밸브
12: 체크밸브 13: 파일럿압 작동식 릴리프 밸브
20: 제1 제동 해제 유압 회로부 21: 제1 어큐물레이터
22: 제2 전자식 2위치 제어밸브 23: 제4 전자식 2위치 제어밸브
30: 제2 제동 해제 유압 회로부 31: 제2 어큐물레이터
32: 제3 전자식 2위치 제어밸브
M: 부가 제어수단

Claims

호이스트 윈치 드럼의 샤프트에 연결되어 유압펌프로부터 공급되는 유압에 의해 호이스트 윈치 드럼을 구동하는 호이스트 유압 모터,
유압 펌프로부터 상기 호이스트 유압 모터로의 오일 공급을 제어하는 유압 조작 밸브,
상기 유압 조작 밸브 및 상기 호이스트 유압 모터를 연결하는 유압 라인과 연결되어 외부 신호에 의해 공급되는 오일의 일부를 상기 호이스트 유압 모터를 우회하도록 하여 부하를 경감시키는 부하 해제 유압회로부를 포함하여 구성되며,
상기 부하 해제 유압회로부는,
상기 유압 조작 밸브 및 상기 호이스트 유압 모터를 연결하는 한 쌍의 유압 라인에 연결되어 상기 한 쌍의 유압 라인 중 고압측 라인에서 저압측 라인으로의 오일 흐름을 허용하고 역방향으로의 오일 흐름을 차단하는 체크밸브,
상기 체크밸브와 저장탱크를 연결하는 라인 상에 설치되어 평상시에는 상기 체크밸브를 차단하도록 하며 외부 신호 입력시 상기 저장탱크로 상기 체크밸브에 압력을 유지하던 오일을 리턴하여 상기 체크밸브로부터 압력을 저하시켜 개방될 수 있도록 하는 제1 전자식 2위치 제어밸브 및
상기 제1 전자식 2위치 제어밸브 후측에 설치되는 파일럿압 작동식 릴리프 밸브를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는
선박 크레인의 과부하 방지 시스템
청구항 1에 있어서,
상기 호이스트 윈치 드럼의 샤프트의 일측에 결합되어 상기 호이스트 윈치 드럼을 제동하는 제1 제동수단 및
상기 제1 제동수단의 제동오일 공급라인에 연결되어 외부신호에 의해 축적된 오일을 공급하여 제1 제동수단을 해제하는 제1 제동 해제 유압 회로부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는
선박 크레인의 과부하 방지 시스템
청구항 2에 있어서,
상기 호이스트 윈치 드럼의 샤프트의 타측에 결합되어 상기 호이스트 윈치 드럼을 제동하는 제2 제동수단 및
상기 제2 제동수단의 제동오일 공급라인에 연결되어 외부신호에 의해 축적된 오일을 공급하여 제2 제동수단을 해제하는 제2 제동 해제 유압 회로부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는
선박 크레인의 과부하 방지 시스템
청구항 3에 있어서,
슬루잉 윈치용 유압 모터의 샤프트에 결합되어 상기 슬루잉 윈치용 유압 모터 샤프트를 제동하는 제3 제동수단 및
상기 제1 제동 해제 유압 회로부는 상기 제3 제동수단과도 연결되어 외부신호 공급시 오일을 공급하여 상기 제3 제동수단을 해제하도록 구성되는 것을 특징으로 하는
선박 크레인의 과부하 방지 시스템
청구항 2에 있어서,
상기 제1 제동 해제 유압 회로부는 제1 어큐물레이터와 연결되고 외부신호에 의해 작동되어 상기 제1 제동수단으로 유압을 공급하는 제2 전자식 2위치 제어밸브를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는
선박 크레인의 과부하 방지 시스템
청구항 5에 있어서,
상기 제2 전자식 2위치 제어밸브는 외부신호가 공급시 상기 제1 제동수단과 상기 제1 어큐물레이터를 연결하고 아닐 경우 상기 제1 제동수단과 저장탱크를 연결하도록 구성되는 것을 특징으로 하는
선박 크레인의 과부하 방지 시스템
청구항 3에 있어서,
상기 제2 제동 해제 유압 회로부는 제2 어큐물레이터와 연결되고 외부신호에 의해 작동되어 상기 제2 제동수단으로 유압을 공급하는 제3 전자식 2위치 제어밸브를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는
선박 크레인의 과부하 방지 시스템
청구항 7에 있어서,
상기 제3 전자식 2위치 제어밸브는 외부신호가 공급시 상기 제2 제동수단과 상기 제2 어큐물레이터를 연결하고 아닐 경우 상기 제2 제동수단과 저장탱크를 연결하도록 구성되는 것을 특징으로 하는
선박 크레인의 과부하 방지 시스템
청구항 7에 있어서,
슬루잉 윈치용 유압 모터의 샤프트에 결합되어 상기 슬루잉 윈치용 유압 모터 샤프트를 제동하는 제3 제동수단 및
상기 제1 제동 해제 유압 회로부는 제2 전자식 2위치 제어밸브와 제2 제동수단을 연결하는 유압 라인에서 분기되어 상기 제3 제동수단과도 연결되어 외부신호 공급시 오일을 공급하여 상기 제3 제동수단을 해제하도록 구성되는 것을 특징으로 하는
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