KR20050020260A - 대각선의 장력조절 장치를 이용한 화물의 인양공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 두 개의 크레인 훅(Crane Hook)을 이용하여 화물을 인양할 때 대각선의 장력 조절 장치를 사용하여 각각의 크레인 훅(Crane Hook)에 작용되는 인양하중을 조정할 수 있는 인양장치에 관한 것이며; 그 목적은 각각의 크레인 훅(Crane Hook)에 작용되는 인양하중의 용량을 최대로 사용할 수 있도록 하며 제작과정에서의 화물무게와 무게중심의 변화에 즉시 대응 할 수 있도록 하는 화물인양 공법을 제공함에 있다.

상기 목적달성을 위한 본 발명은 크레인의 용량을 변화시키지 않고 설계 당시의 화물의 무게중심에 가까운 쪽의 화물과 무게중심에 먼 쪽의 크레인 훅(Crane Hook)에 대각선으로 장력을 조절할 수 있는 장치를 추가하여 양쪽 훅(Crane Hook)의 인양하중을 원하는 대로 조절해서 크레인 훅(Crane Hook) 자체의 최대 인양하중을 최대한 사용할 수 있는 것에 관한 것을 그 기술적 요지로 한다.

Description

대각선의 장력조절 장치를 이용한 화물의 인양공법{Cargo lifting method using diagonal tensioning system}

본 발명은 두 개의 크레인 훅을 이용하여 화물을 인양할 때 대각선(diagonal)의 장력 조절 장치를 사용하여 각각의 크레인 훅에 작용되는 인양하중을 조정함으로써 크레인 훅의 최대용량을 사용할 수 있게 하여 제작과정에서의 화물무게와 무게 중심의 변화에 즉시 대응할 수 있도록 하는 화물인양 공법에 관한 것이다.

육상 또는 해상 건설 현장에는 화물을 인양하기 위해서 많은 육상크레인과 해상크레인이 사용되고 있다. 크레인을 이용해서 화물을 인양할 때 각각의 크레인에 걸리는 인양하중은 화물의 무게와 무게중심의 위치에 의해서 결정되어진다. 일반적으로 설계단계에서 화물의 무게와 무게중심을 이용해서 각각 크레인 훅의 용량을 결정하게 되는데, 이 때 두 개의 크레인을 사용할 경우 각각의 인양하중에 따라 다른 용량의 크레인 훅을 설계 단계에서 미리 선정해야 하며 여러 개의 훅을 가진 하나의 크레인을 사용할 때에는 각각의 훅의 용량이 일반적으로 동일함으로 최대 인양하중이 걸리는 훅을 기준으로 크레인을 선택하게 된다. 설계 단계에서의 화물 무게와 무게중심은 실제 현장에서의 제작공정이나 설계변경에 의해 틀려질 수 있으므로 크레인 훅의 용량에 대해서 큰 여유치를 가지고 있어야 인양하중의 변화에 발 빠르게 대응할 수 있다. 크레인은 화물을 수직 방향으로만 인양할 수 있으므로 화물의 무게 중심이 설계단계에서의 무게중심으로부터 보다 가까운 크레인 훅은 설계시의 인양하중보다 더 큰 인양 하중이 걸리게 되고 멀리 떨어져 있는 크레인 훅은 인양하중이 설계시의 인양하중에 미달하게 된다. 이럴 경우 무게중심에 더 가까이 위치해 있는 크레인 훅은 더 큰 용량의 크레인 훅을 사용하거나 화물의 무게를 줄여서 인양해야 하는 문제가 있다. 더 큰 용량의 크레인 훅을 사용하기 위해서는 작업시점에서 크레인 훅을 새로 준비해야 함으로 비용이나 생산 공정에 차질을 가져오기 때문에 불가능하고 결국 화물 인양 무게를 줄이는 방법이 사용되어 진다.

하지만 화물의 무게를 줄이기 위해서는 화물을 나누어서 여러 번 인양작업을 해야 되며 그렇게 되면 많은 시간과 장비 투입이 예상되며, 특히 조선, 해양 공사에 있어서 육상에서 한번에 인양작업을 하지 못 할 경우 과도한 선상작업 및 고소작업이 야기되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 크레인의 용량을 변화시키지 않고 화물을 인양할 수 있는 공법에 관한 것으로, 설계 당시의 화물의 무게중심에 가까운 쪽의 화물과 무게중심에 먼 쪽의 크레인 훅에 대각선으로 연결된 장력조절장치로 장력을 조절하여 양쪽 훅의 인양하중을 원하는 대로 조절해서 크레인 훅 자체의 최대 인양하중을 최대한 사용할 수 있도록 하고 화물의 무게와 무게중심의 변화에 발 빠르게 대처할 수 있고 크레인을 가장 효율적으로 사용함으로써 화물인양에 드는 비용을 줄일 수 있으며 공사기간도 단축시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

장력 조절장치는 설계 당시의 화물의 무게중심에 가까운 쪽의 화물과 무게중심에 먼 쪽의 크레인 훅에 대각선으로 장력조절장치를 연결하여 장력을 조정함으로써 크레인 훅의 효율을 증대시킬 수 있는 장치이다. 일반적으로 장력을 조절할수 있는 장치로는 유압잭이나 전동모터 등에 와이어가 연결되어 사용된다. 장력조절장치가 와이어에 연결된 상태에서 장력을 가하게 되면 장력이 증가함에 따라 와이어의 길이가 줄어들게 되면서 동시에 각각 크레인 훅의 인양하중이 변하게 된다.

도 1 은 장력 조절장치 없이 일반적으로 사용되어 지는 방법으로, 훅A, B(21,22)에 걸리는 인양하중(H_a, H_b)은 화물의 무게(W), 무게중심과의 거리(L, e)에 의해서 다음 식과 같이 계산된다.

[수학식1]

일반적으로 설계단계에서는 상기 수학식의 H_a와 H_b에 의해서 훅 A(21)와 훅 B(22)의 용량을 결정하게 된다.

하지만 실제 화물의 무게와 무게 중심은 설계단계의 그것과 달라질 수 있다. 만일 화물의 무게(W)와 무게중심까지의 거리(e)가 달라진다면 훅A, B(21,22)의 인양하중은 다음과 같이 달라진다.

[수학식2]

,

이 때 화물의 무게(W')가 설계 값과 같고 편심(e')이 설계시의 값보다 커지게 되면 H_a는 설계 값보다 커지고 H_b는 설계 값보다 작아지는 것을 볼 수 있다. 그러면 A쪽 크레인은 설계 단계에서의 크레인 훅 A(21)의 용량보다 큰 것을 필요로 하게 되고 B쪽은 설계 단계에서의 크레인 훅 B(22)의 용량에 미치지 못하는 인양하중만을 필요로 한다.

도 3 은 대각선 장력 조절장치를 추가해서 화물을 인양하는 방법을 나타낸 것이다.

이 때 인양하중(H_a, H_b)는 다음 식과 같이 계산된다.

[수학식3]

이 때 W_a'와 e'는 도 2 에서 변하지 않는 값이고 대각선의 장력 D는 조절 가능하기 때문에 장력 D를 조절함으써 인양하중 H_a, H_b를 조절할 수 있게 된다. 그럼으로써 양쪽의 훅(21,22)에 설계 인양하중이 걸리게끔 함으로써 크레인의 최대 용량을 사용할 수 있으며 무게중심의 변화에 대처할 수 있다.

간단한 실시예를 들어서 대각선의 장력에 따라 크레인 훅의 효율이 어떻게 바뀌는지 보면 다음과 같다.

<실시예>

설계 당시의 자료를 보고 계산을 한다면 화물의 무게(W)는 1500ton, 크레인 훅의 최대 인양하중은 훅 A는 900ton, 훅 B는 600ton이며 훅간의 거리(L)는 30m, A훅에서 무게중심까지 거리(a)를 12m, B훅에서 무게중심가지 거리(b)를 18m, 편심(e)을 3m라고 한다면 수학식 1에 의해 다음과 같이 계산된다.

(ton)

(ton)

대각선 장력조절 장치 사용하지 않았을 때 실제 작업 시점에서의 값을 계산한다면 화물의 무게(W)는 1500ton, 크레인 훅의 최대 인양하중은 훅 A는 900ton, 훅 B는 600ton으로 변하지 않고, 훅 간의 거리(L)는 30m, A훅에서 무게중심까지 거리(a')는 10m, B훅에서 무게중심까지 거리(b')는 18m, 편심(e)을 5m로 변한다면 수학식 2에 의해 다음과 같이 계산된다.

이 때 훅 A의 최대용량이 900ton이지만 인양하중은 1000ton이므로 인양이 불가하다.

대각선 장력조절 장치 사용할 경우 실제 작업 시점에서의 값을 계산한다면, 화물의 무게(W)는 1500ton, 크레인 훅의 최대 인양하중은 훅 A는 900ton, 훅 B는 600ton이며 훅간의 거리(L)는 30m, A훅에서 무게중심까지 거리(a)를 10m, B훅에서 무게중심가지 거리(b)를 20m, 편심(e)을 5m, 화물과 대각선의 장력조절 장치가 이루는 각(Φ)을 35°, 대각선의 장력조절 장치로 약 174ton을 작용시켰을 때 수학식 3에 의해 다음과 같이 계산된다.

이 때 각각의 훅(21,22)에 초기 설계단계에서의 인양하중으로 화물을 인양할 수 있다.

아래 나타나 있는 표는 대각선 장력 조절장치의 인장력 변화에 따른 각각 훅의 인양하중의 변화와 전체 훅 용량과 최대인양 하중의 효율을 나타내고 있다. 표에 나타난 계산 결과에 의하면 대각선의 장력조절 장치를 사용하지 않고 종래의 방법으로 화물을 인했을 때 만일 화물의 무게중심이 훅 A 방향으로 2m 이동했을 때 훅 A에 1000ton의 인양하중이 걸리게 되나 실제 훅의 용량은 900ton이므로 인양을 할 수 없게 된다. 그러므로 이 인양계에서는 최대인양하중이 1400ton(900+500)이 된다. 하지만 본 발명에 따라 대각선의 장력을 조절할 수 있는 장치를 사용하면 장력 조절에 의해 각각의 훅에 걸리는 인양하중을 조절함으로써 1500ton(효율100%)까지 인양할 수 있다는 것을 보여준다.

[표]

종래의 방법	본 발명
Hook A	Hook B	최대인양하중	효율(%)	Diagonaltension(D)	Hook A	Hook B	최대인양하중	효율(%)
계산값	최대가능				계산값	최대가능			계산값	최대가능	계산값	최대가능
1000.0	900.0	500.0	500.0	1400.0	93.3%	0	1000.0	900.0	500.0	500.0	1400.0	93.3%
						50	971.3	900.0	528.7	528.7	1428.7	95.2%
						100	942.6	900.0	557.4	557.4	1457.4	97.2%
						150	914.0	900.0	586.0	586.0	1486.0	99.1%
						174.4	900.0	900.0	600.0	600.0	1500.0	100%

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

상기와 같은 구성 및 작용에 의해 기대할 수 있는 본 발명의 효과는 다음과 같다.

두 개의 크레인 훅을 이용하여 화물을 인양할 때 대각선의 장력 조절 장치를 사용하여 각각의 크레인 훅의 최대용량을 최대효율로 사용함으로써 화물인양에 대한 비용을 절감하고 인양하중의 변화에 발 빠르게 대응할 수 있어 공사기간을 최소화 할 수 있는 효과가 있다.

도 1 은 종래의 크레인을 이용한 일반적인 인양계의 구조를 개략적으로 나타내는 구성도,

도 2 는 본 발명에 의한 대각선의 장력조절 장치를 이용한 인양계의 구조를 개략적으로 나타내는 구성도,

도 3 은 대각선 장력 조절장치의 인장력 변화에 따른 각각 훅의 인양하중의 효율 변화를 나타낸 그래프.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(10): 훅 와이어(Hook wire) (21): 크레인 훅(Crane Hook) A

(22): 크레인 훅(Crane Hook) B (30): 슬링 와이어(Sling wire)

(40): 화물 (50): 연결와이어

(60) : 장력조절장치

Claims (1)

1. 둘 이상의 크레인 훅을 이용해서 화물을 인양함에 있어서,

   크레인의 용량을 변화시키지 않고 화물의 무게중심에 가까운 쪽의 화물과 무게중심에 먼 쪽의 크레인 훅에 대각선 방향으로 장력조절장치와 와이어를 연결하여 장력을 조절할 수 있도록 하여 양쪽 훅의 인양하중을 원하는 대로 조절해서 크레인 훅 자체의 최대 인양하중을 최대한 사용함으로써 크레인 훅의 사용 효율을 높여주며 인양하중의 변화에 빠르게 대응할 수 있도록 하는 화물 인양 공법.