KR19980041984A - 컨테이너 크레인 - Google Patents

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KR19980041984A
KR19980041984A KR1019970056775A KR19970056775A KR19980041984A KR 19980041984 A KR19980041984 A KR 19980041984A KR 1019970056775 A KR1019970056775 A KR 1019970056775A KR 19970056775 A KR19970056775 A KR 19970056775A KR 19980041984 A KR19980041984 A KR 19980041984A
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KR
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spreader
vibration
head block
trolley
container
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KR1019970056775A
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후지노리유키
가와세아키라
아사노히로시
야마시타야스시
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타케이토시후미
이시가와지마하리마주고교(주)
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Abstract

트롤리(9)의 횡방향으로 헤드 블럭(15)이나 스프레더(16)의 진동을 감지하기 위한 진동 센서(28)는 헤드 블럭(15) 또는 스프레더(16)의 측면 중심선(L)에 대하여 대칭으로 배열된다. 게다가, 트롤리(9)의 횡방향으로 이동할 수 있는 질량체(29)를 갖는 각각의 활성 댐핑 장치(31)와 진동을 감쇄시키는 방향으로 감지된 진동에 응답하여 이동 질량체(29)를 구동하기 위한 액츄에이터(30)는 헤드 블럭(15) 또는 스프레더(16)의 측면 중심선(L)에 대하여 대칭으로 배열된다. 그리하여 헤드 블럭과 스프레더의 좌우 흔들림 뿐만 아니라 회전 흔들림과 비대칭 흔들림은 억제될 수 있으며, 적재 작업과 하역 작업은 효율적으로 수행될 수 있다.

Description

컨테이너 크레인
본 발명은 횡방향 레일(traverse rails)을 따라 횡방향으로 이동되도록 적용된 트롤리(trolley)를 갖는 컨테이너 크레인(container crane)과 헤드 블럭(head block)을 통하여 트롤리로부터 끌어 올리는 식으로 매달려 컨테이너를 잡기 위하여 적용된 스프레더(spreader)에 관한 것이다.
도 1은 부두에 정박한 컨테이너 선박(1)에 컨테이너(4)를 적재하거나 컨테이너 선박(1)으로부터 컨테이너(4)를 하역하기 위한 종래의 일반적인 컨테이너 크레인(3)을 개략적으로 도시한다.
크레인(3)은 부두(2)위의 레일(5)을 따라 이동하도록 적용된 레그(legs)(6)와, 레그(6)의 최고부에서 바다를 향해 돌출하도록 대체로 거의 수평하게 뻗은 거더(girders)(7)와, 거더(7)를 따라 뻗은 횡방향 레일(8)과, 이 레일(8)을 따라 횡방향으로 이동되도록 적용된 트롤리(9)를 포함한다.
도 2와 도 3에 도시한 바와 같이, 트롤리(9)는 레일(8)위에서 구르기 위하여 횡방향 휠(traverse wheels)(12)을 갖는 트롤리 몸체(11)를 포함한다. 기계실(10)(도 1 참고)의 횡방향 드럼(traverse drum)(도시 안함) 주위에 감기며, 거더(7)의 세로방향 장력하에서 뻗은 횡방향 로프(traverse ropes)(13)의 반대쪽 끝은 트롤리 몸체(11)에 묶인다. 횡방향 드럼이 정방향 또는 역방향으로 회전함으로써 트롤리(9)가 횡방향으로 이동하게 된다.
트롤리(9)는, 차례로 기계실(10)에서 호이스트 드럼(hoist drum)(도시 안함) 주위에 감기며 거더(7)의 세로 방향 장력하에서 뻗은 와인딩 로프(winding ropes)(14)를 통하여 트롤리(9)로부터 매달린 헤드 블럭(15)을 갖는다. 호이스트 드럼이 정방향 또는 역방향으로 회전하므로써 헤드 블럭(15)이 끌어 올려지거나 내려지게 한다.
컨테이너(4)를 잡는 스프레더(16)는 비틀림 자물쇠(17)를 통하여 헤드 블럭(15)과 분리가능하게 결합한다.
도 4와 도 5에 도시한 바와 같이, 각각의 비틀림 자물쇠(17)는 서스팬더(18)위의 슬롯(19)을 통하여 스프레더(16)의 대응 서스팬더(18)내로 삽입되며, 스프레더(16)와 헤드 블럭(15)이 결합하도록 유압 실린더(21)의 작동에 의하여 비틀리는 자물쇠 핀(lock pin)(20)을 포함한다.
도 3과 도 6에 도시한 바와 같이, 스프레더(16)는, 차례로 트롤리(9)의 횡방향에 수직한 드라이브(도시 안함)에 의하여 미끄러질 수 있도록 몸체(16a)상에 장착되는 각각의 연장 프레임(22)을 갖는 스프레더 몸체(16a)를 포함한다. 프레임(22)은 컨테이너(4)와 맞물리는 위치내로 비틀림 자물쇠(23)를 위치설정하는 가이드 아암(24) 뿐만 아니라 컨테이너(4)를 잡기 위한 비틀림 자물쇠(23)를 프레임(22)의 외부 구석에 제공한다. 스프레더(16)는 컨테이너(4) 길이의 차이가 프레임(22)의 미끄럼 변위에 의하여 흡수될 수 있기 때문에 다른 길이를 갖는 컨테이너(4)를 잡을 수 있다.
비틀림 자물쇠(17)와 마찬가지로, 비틀림 자물쇠(23)는, 이것의 자물쇠 핀이 컨테이너(4)상의 슬롯을 통하여 컨테이너(4)내로 삽입되고 유압 실린더의 작동에 의하여 비틀리는 방식으로 컨테이너(4)를 갖는 스프레더(16)와 결합할 수 있다. 가이드 아암(24)은 유압 모터(25)의 작동에 의하여 상부 턴오버 개방 위치(upper turn-over open position)로부터 컨테이너(4)의 구석과 맞물리는 위치내로 흔들릴 수 있다. 그 결과 스프레더(16)는 컨테이너(4)에 정확하게 위치설정 될 수 있으며, 비틀림 자물쇠(23)는 컨테이너(4)상에까지 헤드 블럭(15)과 결합된 스프레더(16)를 하강시킬 때 얼마간의 이탈이 일어날때 조차도 컨테이너(4)에 정확하게 맞물릴 수 있다.
일반적으로 컨테이너(4)가 컨테이너 크레인(3)에 의하여 컨테이너 선박(1) 위에 적재될 때, 컨테이너(4)는 트롤리(9)로부터 매달린 헤드 블럭(15)과 결합된 스프레더(16)에 의하여 잡힌다. 상기 조건하에서 스프레더(16)는 끌어 올려지며 트롤리(9)는 컨테이너 선박(1)위의 소정 위치까지 횡방향으로 이동된다. 그리고 나서 스프레더(16)는 컨테이너 선박(1)위에 컨테이너(4)를 배치하기 위하여 끌어 내려진다.
상기 컨테이너 크레인(3)에서, 대부분의 컨테이너(4)는 컨테이너 선박(1)위에 소정의 적재 장소를 갖는다. 그 결과 컨테이너(4)의 적재 장소를 세팅함에 따라서, 트롤리(9)는 횡방향으로 자동적으로 이동될 수도 있으며, 헤드 블럭(15)과 결합된 스프레더(16)를 끌어 올리거나 내리는 작업만은 작업실(26)에서의 작업자에 의하여 수동으로 수행될 수도 있다.
그러나 트롤리(9)가 단순히 프리셋 속도(preset speed)까지 가속되며, 그리고 나서 균일한 속도로 작동하고, 소정의 위치(컨테이너(4)의 적재장소)에서 정지하도록 감속되는 트롤리(9)의 횡이동 패턴이 자동으로 작동될 때, 트롤리(9)로부터 매달린 헤드 블럭(15)과 결합한 컨테이너-그리핑(container-griping) 스프레더(16)는 가속 또는 감속으로 인한 관성과 임의의 가능한 바람 때문에 흔들리거나 진동하여 적재 작업와 하역 작업을 어렵게 한다.
종래에는 트롤리(9)의 횡이동 동안 컨테이너(4)가 흔들리거나 진동하는 것을 방지하기 위하여, 헤드 블럭(15)과 스프레더(16)용 호이스트 로프(14)를 지지하기 위한 트롤리(9)상의 도르래(27)는 구동 수단(도시 안함)에 의하여 서로 분리되어 그 결과 헤드 블럭(15)과 스프레더(16)용 호이스트 로프(14)는 헤드 블럭(15)과 스프레더(16)의 흔들림이나 진동을 억제하기 위하여 V자형 모양이다. 상기 역학적 흔들림 또는 진동 억제 메카니즘은 좌우 흔들림(sway)(진자운동과 같은 흔들림 또는 진동; 도 2 참조)을 억제할 때만 효율적이며 회전 흔들림(rocking)(매달린 위치의 하부축 주위를 회전하는 흔들림 또는 진동; 도 2 참조)이나 비대칭 흔들림(skew)(수평면에서 흔들림 또는 진동; 도 6 참조)에는 대체로 비효율적이다.
상기와 같은 관점에서, 본 발명의 목적은 헤드 블럭 및 스프레더의 좌우 흔들림 뿐만 아니라 회전 흔들림 및 비대칭 흔들림을 억제하며 효율적으로 적재 작업과 하역 작업을 할 수 있는 컨테이너 크레인을 제공하는 것이다.
본 발명의 첫 번째 관점에서, 컨테이너 크레인은 횡방향 레일을 따라 횡방향으로 이동하도록 적용된 트롤리와 헤드 블럭을 통하여 트롤리로부터 끌어 올려지는 식으로 매달려 컨테이너를 잡도록 적용된 스프레더를 제공하며, 상기 컨테이너 크레인은 다음을 포함한다.
트롤리의 횡방향으로 헤드 블럭의 임의의 진동을 감지하며, 헤드 블럭의 측면 중심선에 대하여 대칭으로 배열되는 진동 센서와,
트롤리의 횡방향으로 이동가능한 질량체와, 상기 진동을 감쇄시키는 방향으로 상기 센서들에 의하여 헤드 블럭의 감지된 진동에 응답하여 이동 질량체를 구동하기 위한 액츄에이터를 가지며, 헤드 블럭의 측면 중심선에 대하여 대칭으로 배열된 각각의 댐핑 수단(damping means)을 포함한다.
본 발명의 두 번째 관점에서, 컨테이너 크레인은 횡방향 레일을 따라 횡방향으로 이동하도록 적용된 트롤리와, 헤드 블럭을 통하여 트롤리로부터 끌어 올려지는 식으로 매달려 컨테이너를 잡도록 적용된 스프레더를 제공하며, 상기 컨테이너 크레인은 다음을 포함한다.
트롤리의 횡방향으로 스프레더의 임의의 진동을 감지하며, 스프레더의 측면 중심선에 대하여 대칭으로 배열된 진동 센서와,
트롤리의 횡방향으로 이동할 수 있는 질량체와, 상기 진동을 감쇄시키는 방향으로 상기 센서들에 의하여 감지된 스프레더의 진동에 응답하여 이동 질량체를 구동하기 위한 액츄에이터를 가지며, 스프레더의 측면 중심선에 대하여 대칭으로 배열된 댐핑 수단을 포함한다.
이들은 다음과 같은 가치있는 결과를 제공한다.
첫 번째 관점에 따라서, 스프레더와 결합한 헤드 블럭상에 흔들림이나 진동이 발생하는 경우에, 트롤리의 횡방향으로 헤드 블럭의 진동은 헤드 블럭의 측면 중심선에 대하여 대칭으로 배열된 각각의 진동 센서들에 의하여 감지되며, 각각의 댐핑 수단들의 이동 질량체는 감지된 진동에 응답하여 헤드 블럭의 진동을 감쇄시키는 방향으로 대응 액츄에이터에 의하여 구동된다.
댐핑 수단이 하나라면, 헤드 블럭의 좌우 흔들림과 회전 흔들림은 대처할 수는 있지만 비대칭 흔들림은 대처할 수 없다. 첫 번째 관점에 따라서, 진동 센서와 댐핑 수단은 헤드 블럭의 측면 중심선에 대하여 대칭으로 배열되어 헤드 블럭의 좌우 흔들림, 회전 흔들림 또는 비대칭 흔들림과 같은 진동의 어떠한 타입도 대처할 수 있다.
두 번째 관점에 따라서, 헤드 블럭과 결합한 스프레더상에서 진동이 발생하는 경우에, 트롤리의 횡방향으로 스프레더의 진동은 스프레더의 측면 중심선에 대하여 대칭으로 배열된 각각의 진동 센서에 의하여 감지되며, 각각의 댐핑 수단의 이동 질량체는 감지된 진동에 응답하여 스프레더의 진동을 감쇄시키는 방향으로 대응 액츄에이터에 의하여 구동된다.
댐핑 수단이 하나라면, 스프레더의 좌우 흔들림과 회전 흔들림은 대처할 수 있으나 비대칭 흔들림은 대처할 수 없다. 두 번째 관점에 따라서, 진동 센서와 댐핑 수단은 스프레더의 측면 중심선에 대하여 대칭으로 배열된다. 그리하여 스프레더의 좌우 흔들림, 회전 흔들림 또는 비대칭 흔들림과 같은 어떠한 진동 타입도 대처 가능하다.
도 1은 종래의 일반적인 컨테이너 크레인을 개략적으로 도시한 도면
도 2는 도 1에 도시한 종래의 컨테이너 크레인용 헤드 블럭과 스프레더의 측면도
도 3은 도 2에 도시한 헤드 블럭과 스프레더의 정면도
도 4는 도 3에 도시한 비틀림 자물쇠의 확대 수직 단면도
도 5는 도 4의 화살표 Ⅴ 방향에서 바라본 도면
도 6은 도 3의 화살표 Ⅵ 방향에서 바라본 도면
도 7은 본 발명의 실시예의 정면도
도 8은 도 7의 화살표 Ⅷ 방향에서 바라본 도면
도 9는 본 발명의 다른 실시예의 정면도
도 10은 도 9의 화살표 Ⅹ 방향에서 바라본 도면
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ※
3 : 컨테이너 크레인 4 : 컨테이너
5, 8 : 레일 7 : 거더
9 : 트롤리 15 : 헤드 블럭
16 : 스프레더 30 : 액츄에이터
본 발명의 바람직한 실시예들은 첨부한 도면들과 연계하여 설명한다.
도 7과 도 8에서는, 도 1 내지 도 6에서와 같은 구성품들을 같은 도면번호로 표시하며, 그들의 기본적인 배치는 도 1 내지 도 6에 도시한 종래의 시스템에서와 같은 배치인 본 발명의 실시예를 설명한다. 상기 실시예에서는, 도 7과 도 8에 도시한 바와 같이, 트롤리(9)의 횡방향으로 헤드 블럭(15)의 임의의 진동을 감지하기 위한 가속도 센서 또는 속도 센서와 같은 진동 센서(28)들이 헤드 블럭(15)의 측면 중심선(15)에 대하여 대칭으로 배열되며, 트롤리(9)의 횡방향으로 이동할 수 있는 질량체(29)를 갖는 활성 댐핑 수단(31)과 진동 센서(28)에 의하여 감지된 헤드 블럭(15)의 진동을 감쇄시키는 방향으로 이동 질량체(29)를 구동하기 위한 액츄에이터(30)는 헤드 블럭(15)의 측면 중심선(L)에 대하여 대칭으로 배열되는 성질이 존재한다.
상기 실시예에서, 각각의 댐핑 수단(31)들은 너트 부재(nut member)(33)가 트롤리(9)의 횡방향으로 뻗은 나사축(screw shaft)(32)상에 죄어지며 이동 질량체(29)는 너트 부재(3)상에 일체로 장착되는 방식으로 제공된다. 액츄에이터(30)로 나사축(32)을 강제로 회전시키므로써, 이동 질량체(29)를 헤드 블럭(15)의 진동 파장과 동일한 파장을 가지며 헤드 블럭(15)의 진동 파장에 대해 90o의 위상차를 갖는 동일 싸이클로 이동하게 한다.
다음으로 상술한 실시예의 작동을 설명한다.
스프레더(16)와 일체로 매달린 헤드 블럭(15)상에서 진동이 발생할 때, 트롤리(9)의 횡방향으로 헤드 블럭(15)의 진동은 헤드 블럭(15)의 측면 중심선(L)에 대하여 대칭으로 배열된 각각의 진동 센서(28)에 의하여 감지된다. 헤드 블럭(15)의 감지된 진동에 응답하여, 각각의 댐핑 수단(31)의 이동 질량체(29)는 진동을 감쇄시키는 방향으로 대응 액츄에이터(30)에 의하여 구동된다.
댐핑 수단(31)이 하나라면, 헤드 블럭(15)의 좌우 흔들림과 회전 흔들림은 대처할 수 있으나 비대칭 흔들림은 대처할 수 없다. 그러나 도 7과 도 8에 도시한 실시예에서, 진동 센서(28)와 댐핑 수단(31)들은 헤드 블럭(15)의 측면 중심선(L)에 대하여 대칭으로 배열되며 헤드 블럭(15)의 좌우 흔들림, 회전 흔들림 또는 비대칭 흔들림과 같은 어떠한 타입의 진동도 대처할 수 있다.
그리하여 스프레더(16)와 일체로 매달린 헤드 블럭(15)의 좌우 흔들림 뿐만 아니라 회전 흔들림과 비대칭 흔들림은 적당히 억제될 수 있으며 적재 작업과 하역 작업은 효율적으로 수행될 수 있다.
도 9와 도 10에서는, 도 7과 도 8에서와 같은 구성품들을 동일 도면번호로 표시하는 본 발명의 다른 실시예를 설명한다. 트롤리(9)의 횡방향으로 스프레더(16)의 진동을 감지하기 위한 가속도 센서 및 속도 센서와 같은 진동 센서(28)들은 스프레더(16)의 측면 중심선(L)에 대하여 대칭으로 배열된다. 또한 트롤리(9)의 횡방향으로 이동할 수 있는 질량체(29)를 갖는 활성 댐핑 수단(31)과 진동 센서(28)들에 의하여 검출된 스프레더(16)의 진동을 감쇄시키는 방향으로 이동 질량체(29)를 구동하기 위한 액츄에이터(30)를 갖는 각각의 댐핑 수단(31)은 스프레더(16)의 측면 중심선(L)에 대하여 대칭으로 배열된다.
도 9와 도 10에 도시한 실시예에서, 각각의 댐핑 수단(31)들은 너트 부재(33)가 트롤리(9)의 횡방향으로 뻗은 나사축(32) 위에 죄어지며 이동 질량체(29)는 너트 부재(33)상에 일체로 장착되는 방식으로 제공된다. 액츄에이터(30)로 나사축(32)을 강제로 회전시키므로써, 이동 질량체(29)를 스프레더(16)의 진동 파장과 같은 파장을 가지며 스프레더(16)의 진동 파장과 90o의 위상차를 갖는 동일 싸이클에서 이동되도록 한다.
도 9와 도 10에 도시한 실시예에서, 헤드 블럭(15)과 결합된 스프레더(16)상에 진동이 발생할 때, 트롤리(9)의 횡방향으로 스프레더(16)의 진동은 스프레더(16)의 측면 중심선(L)에 대하여 대칭으로 배열된 각각의 진동 센서(28)에 의하여 감지된다. 감지된 스프레더(16)의 진동에 응답하여, 각각의 댐핑 수단(31)의 이동 질량체(29)는 진동을 감쇄시키는 방향으로 대응 액츄에이터(30)에 의하여 구동된다.
댐핑 수단(31)이 하나라면, 스프레더(16)의 좌우 흔들림과 회전 흔들림은 대처할 수 있지만 비대칭 흔들림은 대처할 수가 없다. 그러나 도 9와 도 10에 도시한 실시예에서, 진동 센서(28)와 댐핑 수단(31)들은 스프레더(16)의 측면 중심선(L)에 대하여 대칭으로 배열되며 스프레더(16)의 좌우 흔들림, 회전 흔들림 또는 비대칭 흔들림과 같은 어떠한 타입의 진동도 대처할 수 있다.
그리하여 헤드 블럭(15)과 일체로 매달린 스프레더(16)의 좌우 흔들림 뿐만 아니라 회전 흔들림과 비대칭 흔들림은 적절히 억제될 수 있으며, 적재 작업과 하역 작업은 효율적으로 수행될 수 있다.
본 발명에 따른 컨테이너 크레인은 상기 실시예들에만 제한되지 않으며, 여러 가지 변화와 변경들은 본 발명의 기본 개념과 범주로부터 분리되지 않고 만들어 질 수도 있다고 이해되어야 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 컨테이너 크레인은 헤드 블럭과 스프레더의 좌우 흔들림 뿐만 아니라 헤드 블럭과 스프레더의 회전 흔들림과 비대칭 흔들림과 같은 진동을 억제하며, 적재 작업과 하역 작업을 효율적으로 수행하는 가치있는 결과를 갖는다.

Claims (2)

  1. 횡방향 레일을 따라 횡방향으로 이동되도록 적용된 트롤리와, 헤드 블럭을 통하여 트롤리로부터 끌어 올리는 식으로 매달려 컨테이너를 잡도록 적용된 스프레더를 구비한 컨테이너 크레인에 있어서,
    트롤리의 횡방향으로 헤드 블럭의 임의의 진동을 감지하며, 헤드 블럭의 측면 중심선에 대하여 대칭으로 배열된 진동 센서와,
    트롤리의 횡방향으로 이동할 수 있는 질량체와, 상기 센서에 의하여 감지된 헤드 블럭의 진동에 응답하여 상기 진동을 감쇄시키는 방향으로 이동 질량체를 구동하기 위한 액츄에이터를 가지며, 헤드 블럭의 측면 중심선에 대하여 대칭으로 배열된 각각의 댐핑 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 컨테이너 크레인.
  2. 횡방향 레일을 따라 횡방향으로 이동하도록 적용된 트롤리와, 헤드 블럭을 통하여 트롤리로부터 끌어 올리는 식으로 매달려 컨테이너를 잡도록 적용된 스프레더를 갖는 컨테이너 크레인에 있어서,
    트롤리의 횡방향으로 스프레더의 임의의 진동을 감지하며, 스프레더의 측면 중심선에 대하여 대칭으로 배열된 진동 센서와,
    트롤리의 횡방향으로 이동할 수 있는 질량체와, 상기 센서에 의하여 감지된 스프레더의 진동에 응답하여 상기 진동을 감쇄시키는 방향으로 이동 질량체를 구동하기 위한 액츄에이터를 가지며, 스프레더의 측면 중심선에 대하여 대칭으로 배열된 각각의 댐핑 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 컨테이너 크레인.
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