KR20110069441A - 다단식 크레인 시스템 - Google Patents

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KR20110069441A
KR20110069441A KR1020090126179A KR20090126179A KR20110069441A KR 20110069441 A KR20110069441 A KR 20110069441A KR 1020090126179 A KR1020090126179 A KR 1020090126179A KR 20090126179 A KR20090126179 A KR 20090126179A KR 20110069441 A KR20110069441 A KR 20110069441A
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driving means
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KR1020090126179A
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임오강
조진래
최은호
한기철
황순욱
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한국과학기술원
부산대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 다단식 크레인 시스템에 있어서, 길이방향 일단에는 구동수단, 타단에는 제 1 가이드 수단을 구비하는 제 1 붐 부재와, 상기 제 1 붐 부재의 타단 측에서 입출할 수 있으며, 상기 제 1 붐 부재 내에 수용되는 길이방향 일단에 제 2 가이드 수단을 구비하는 제 2 붐 부재와, 상기 구동수단으로부터 연장되어 상기 제 1 및 제 2 가이드 수단을 차례로 거쳐 상기 제 2 붐 부재에 마련된 고정부에 고정되는 로프를 포함하며, 상기 구동수단에 의해 상기 로프가 감기거나 풀림으로써 상기 제 2 붐 부재가 상기 제 1 붐 부재에 대하여 상대적으로 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는 다단식 크레인 시스템을 제공한다. 본 발명에 따른 다단식 크레인 시스템에 의하면, 최소한의 장치를 이용하여 효율적으로 크레인 시스템의 길이를 신장/수축시킬 수 있도록 함으로써, 모바일 하버 시스템과 컨테이너선과의 사이에서 효율적으로 화물을 하역/적재할 수 있으며, 동시에 모바일 하버 시스템의 동적 안정성을 확보할 수 있다.
크레인, 다단, 붐, 신장, 수축

Description

다단식 크레인 시스템 {Multistage Crane System}
본 발명은 다단식 크레인 시스템에 관한 것이며, 좀 더 자세히는 육지로부터 떨어진 해상에서 컨테이너선과의 사이에서 화물을 하역할 수 있는 모바일 하버 시스템에 이용하기 위한 다단식 크레인 시스템의 신장/수축 메커니즘에 관한 것이다.
원격지의 상품이동수단으로서 선박을 이용한 해상운송은, 타 운송수단에 비하여 에너지를 적게 사용하며 수송비용도 저렴하여 국제교역의 많은 부분을 차지하고 있다.
최근에는 컨테이너선과 같은 해상운송에 있어서, 운송의 효율을 향상시키기 위하여 대형화된 선박을 이용하게 되는데, 이는 선박의 수송량을 증가시켜 운송의 경제성을 확보하기 위한 것이다. 이에 따라 대형 선박을 접안 시킬 수 있는 계류시설 및 하역시설을 구비한 항만이 점점 더 많이 요구되고 있다.
하지만, 대형 컨테이너선을 접안 시킬 수 있는 항구는 국내외에 한정되어 있으며, 이러한 항구의 건설에는 필요한 항만수심을 유지하기 위한 준설 등으로 인하여 많은 경비가 소요될 뿐만 아니라 넓은 장소가 요구된다. 또한, 대형 항구의 건 설로 인하여 주변 교통 체증의 유발이나 해안환경의 파괴 등 주위의 환경에도 많은 영향을 끼치는 바, 대형 항구의 건설에는 많은 제약이 따르고 있다.
이에, 대형 선박을 항구 내의 안벽에 접안 시키지 않고, 육지로부터 떨어진 해상에 정박시킨 채로 화물을 선적 및 하역할 수 있는 이동 항구(모바일 하버, Mobile Harbor) 및 이를 이용한 화물 이송 방법에 관한 발명이 특허(등록번호 제10-0895604호)받은 바 있다.
도 1은 상기 특허에서 도시된 이동항구의 개략적인 모습을 나타낸 것으로서, 이동 항구(10)는 크레인 시스템(20)을 이용하여 하역 작업을 수행할 수 있으며, 도 1(a)는 이동 항구(10)와 대형 컨테이너선(30) 사이에서의 하역을, 도 1(b)는 이동항구(10)와 부두(40) 사이에서의 하역을 도시하고 있다.
여기서 크레인 시스템(20)은 해상에 부유하며 이동성을 갖춘 이동 항구(10)라는 제한된 공간상에서 화물을 하역/적재할 수 있어야 하므로 경량화 및 소형화 된 구조물이어야 하며, 또한 해상에서 발생하는 바람, 파랑, 또는 조류 등의 악조건 하에서도 무게 40톤 정도의 컨테이너를 고속으로(예컨대, 시간당 30개 이상) 처리할 수 있는 동적 안정성을 가져야만 한다.
그런데, 기존 항만에서 통상적으로 이용되는 크레인은 상기와 같은 요구에 부응할 수 없으므로, 화물의 하역/적재 시에는 크레인 시스템의 길이가 신장되어 통상의 화물 이송 작업을 수행하며, 하역/적재 작업이 완료된 후에는 그 길이가 축소되어 이동 항구의 안정성을 확보할 수 있도록 다단 구조의 붐을 이용한 크레인 시스템이 고려될 수 있다.
이러한 다단 구조의 붐을 이용하는 크레인 시스템은 제한된 공간 내에 설치되는 최소한의 장치를 이용하여 효율적으로 크레인 시스템을 신장/수축시킬 수 있는 능력을 구비하도록 설계되어야만 한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으로서, 본 발명은 다단 구조의 붐을 채택함으로써, 화물의 하역/적재 시에는 크레인 시스템의 길이가 신장되어 기존 항만 크레인과 동일한 작업을 수행할 수 있는 동시에, 하역/적재 작업이 완료된 후에는 늘어난 크레인 시스템의 길이가 축소되어 이동 항구의 경량화, 컴팩트화를 달성하고 안정성을 확보할 수 있도록 한 크레인 시스템에 있어서, 최소한의 구성요소를 이용하여 효율적으로 크레인 시스템을 신장/수축시킬 수 있도록 하는 다단식 크레인 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 다단식 크레인 시스템에 있어서, 길이방향 일단에는 구동수단, 타단에는 제 1 가이드 수단을 구비하는 제 1 붐 부재와, 상기 제 1 붐 부재의 타단 측에서 입출할 수 있으며, 상기 제 1 붐 부재 내에 수용되는 길이방향 일단에 제 2 가이드 수단을 구비하는 제 2 붐 부재와, 상기 구동수단으로부터 연장되어 상기 제 1 및 제 2 가이드 수단을 차례로 거쳐 상기 제 2 붐 부재에 마련된 고정부에 고정되는 로프를 포함하며, 상기 구동수단에 의해 상기 로프가 감기거나 풀림으로써 상기 제 2 붐 부재가 상기 제 1 붐 부재에 대하여 상대적으로 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는 다단식 크레인 시스템을 제공한다.
또한, 본 발명에 따른 다단식 크레인 시스템에 있어서, 상기 로프를 제 1 로프라 할 때, 상기 구동수단과 상기 고정부를 직접 연결하는 제 2 로프를 더 포함하며, 상기 구동수단에 의하여 상기 제 1 로프가 감기는 경우 상기 제 2 로프는 풀리며, 상기 제 1 로프가 풀리는 경우 상기 제 2 로프는 감기는 것을 특징으로 한다.
나아가, 본 발명에 따른 다단식 크레인 시스템에 있어서, 상기 제 2 붐 부재를 상기 제 1 붐 부재 내로 이동시키기 위하여 상기 제 2 붐 부재의 타단에 연결되는 와이어를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 본 발명에 따른 다단식 크레인 시스템에 있어서, 상기 구동수단은 모터이며, 상기 제 1 및 제 2 가이드 수단은 풀리인 것을 특징한다.
한편, 본 발명에 따른 다단식 크레인 시스템에 있어서, 상기 구동수단 및 로프를 각각 제 1 구동수단 및 제 1 로프라 할 때, 상기 제 2 붐 부재가 길이방향 일단에는 제 2 구동수단, 타단에는 제 3 가이드 수단을 더 포함하며, 상기 다단식 크레인 시스템이 상기 제 2 붐 부재의 타단 측에서 입출할 수 있으며, 상기 제 2 붐 부재 내에 수용되는 길이방향 일단에 제 4 가이드 수단을 구비하는 제 3 붐 부재와, 상기 제 2 구동수단으로부터 연장되어 상기 제 3 및 제 4 가이드 수단을 차례로 거쳐 상기 제 3 붐 부재에 마련된 고정부에 고정되는 제 2 로프를 더 포함하며, 상기 제 2 구동수단에 의해 상기 제 2 로프가 감기거나 풀림으로써 상기 제 3 붐 부재가 상기 제 2 붐 부재에 대하여 상대적으로 이동할 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 다단식 크레인 시스템에 있어서, 상기 제 1 구동수단과 상기 제 2 붐 부재에 마련된 고정부를 직접 연결하는 제 1’로프를 더 포함하며, 상기 제 1 구동수단에 의하여 상기 제 1 로프가 감기는 경우 상기 제 1’로프는 풀리며, 상기 제 1 로프가 풀리는 경우 상기 제 1’로프는 감기는 것을 특징으로 한다.
나아가, 본 발명에 따른 다단식 크레인 시스템에 있어서, 상기 제 2 구동수단과 상기 제 3 붐 부재에 마련된 고정부를 직접 연결하는 제 2’로프를 더 포함하며, 상기 제 2 구동수단에 의하여 상기 제 2 로프가 감기는 경우 상기 제 2’로프는 풀리며, 상기 제 2 로프가 풀리는 경우 상기 제 2’로프는 감기는 것을 특징으로 한다.
이때, 본 발명에 따른 다단식 크레인 시스템에 있어서, 상기 제 3 붐 부재를 상기 제 2 붐 부재 내로 이동시키기 위하여 상기 제 3 붐 부재의 타단에 연결되는 와이어를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에 따른 다단식 크레인 시스템에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 구동수단은 모터이며, 상기 제 1 내재 제 4 가이드 수단은 풀리인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 다단 구조의 붐을 채택함으로써 전체 크레인 시스템의 길이를 신장/축소할 수 있도록 한 다단식 크레인 시스템에 있어서, 최소한의 장치를 이용하여 효율적으로 크레인 시스템의 길이를 신장/축소시킬 수 있도록 함으로써, 모바일 하버 시스템과 컨테이너선과의 사이에서 효율적으로 화물을 하역/적재할 수 있으며, 동시에 모바일 하버 시스템의 경량화, 컴팩트화를 달성하고 동적 안정성을 확보할 수 있다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징 들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 2a 및 도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬라이딩 방식의 크레인 시스템의 정면도이며, 도 2b 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬라이딩 방식의 크레인 시스템의 평면도이다. 여기서, 도 2a 및 도 2b는 신장된 상태의 크레인 시스템을 도시하며, 도 3a 및 도 3b는 수축된 상태의 크레인 시스템을 도시한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 크레인 시스템(20)이 적용되는 이동 항구(10)는 선적 또는 하역할 화물(C)이 적재되는 공간(S)을 제공하는 플랫폼(11)과, 플랫폼(11)에 일단이 지지되는 복수의 지지보(13)와, 지지보(13)의 타단에 연결되어 지지되는 가이드구조체(15)와, 가이드구조체(15)에 이동가능하게 결합되어 화물(C)을 이송시키는 크레인 시스템(20)을 포함한다.
여기서, 선적 또는 하역할 화물(C)은 선박 또는 부두로부터 플랫폼(11)으로 선적될 화물(C)일 수 있으며, 또는 플랫폼(11)으로부터 선박 또는 부두로 하역될 화물(C)일 수도 있다.
한편, 크레인 시스템(20)은 일측(50a) 및 타측(50b)이 가이드구조체(15)와 결합되되, 가이드구조체(15)를 따라 이동가능하도록 형성되는 메인 붐(main boom)(50)과, 슬라이딩함으로써 메인 붐(50)의 일측(50a)에서 입출이 가능하도록 구성된 제 1 확장 붐(first extended boom)(60)과, 슬라이딩함으로써 제 1 확장 붐(60)의 일측에서 입출이 가능하도록 구성된 제 2 확장 붐(second extended boom)(70)과, 이들 붐(50, 60, 70)을 따라 이동하며 화물(C)의 하역 및 적재 작업을 수행하는 트롤리(trolly)(80)를 포함한다. 또한, 크레인 시스템(20)은 각 붐(50, 60, 70)의 이동 및/또는 화물(C)의 이송에 따라, 플랫폼(11)이 한쪽으로 기우는 등 평형이 깨지는 경우, 플랫폼(11)의 평형상태를 유지하기 위한 구성으로 카운터 웨이트(counter weight)(90)를 구비한다. 이 경우, 카운터 웨이트(90)는 메인 붐(50)의 타측(50b)에 형성될 수 있다.
제 1 확장 붐(60)은 메인 붐(50)의 내부에 위치하면서, 화물(C)을 이송하고자 하는 경우에 메인 붐(50)의 내부로부터 슬라이딩하여 나올 수 있고, 또한 제 2 확장 붐(70)은 제 1 확장 붐(60)의 내부로부터 슬라이딩하여 나올 수 있다(이하, 어느 붐이 다른 붐의 내부로부터 슬라이딩하여 나오는 것을 슬라이딩 아웃(Sliding Out)이라 부르고, 슬라이딩하여 들어가는 것을 슬라이딩 인(Sliding In)이라 부른다). 도 2a 및 도 2b는 크레인 시스템(20)이 화물(C)을 하역/적재하는 경우에 해당하며, 제 1 및 제 2 확장 붐(60, 70)이 메인 붐(50)으로부터 슬라이딩 아웃하여 크레인 시스템(20)이 신장된 모습을 도시한다. 한편, 도 3a 및 도 3b는 크레인 시 스템(20)이 화물(C)의 하역/적재 작업을 수행하지 않는 경우, 예컨대 이동 항구(10)가 운항 중인 경우로서, 제 1 및 제 2 확장 붐(60, 70)이 메인 붐(50)으로 슬라이딩 인하여 크레인 시스템(20)이 수축된 모습을 도시한다. 이와 같이 크레인 시스템(20)을 구성하는 붐이 신장 및 수축 가능한 다단 구조로 형성되면, 제 1 및 제 2 확장 붐(60, 70)이 신장될 경우 통상의 크레인과 마찬가지로 화물(C)의 하역 및 적재 작업을 수행할 수 있으며, 또한 이들이 메인 붐(50)의 내부에 위치하는 경우에는 크레인 시스템(20)이 차지하는 공간이 줄어들어 이동 항구(10)의 운항 시 안정성을 확보할 수 있다.
한편, 크레인 시스템(20)은 화물(C)의 안정적인 이송을 위하여, 메인 붐(50)의 상부에 힌지결합된 수직 회전 붐(apex)(100)을 포함한다. 또한, 수직 회전 붐(100)과 메인 붐(50) 사이에는 한 쌍의 유압 실린더(110)가 마련되어 있어, 이 유압 실린더(110)의 작동에 따라 수직 회전 붐(100)은 힌지(105)를 중심으로 회전하여 메인 붐(50)과 평행하게 배치되거나 또는 그에 직립할 수 있다. 또한, 본 발명의 크레인 시스템(20)은 제 2 확장 붐(70)의 끝단으로부터 수직 회전 붐(100)의 일끝단(100a)을 거쳐 메인 붐(50)의 타측(50b)에 연결되는 와이어(120)를 포함한다. 와이어(120)는 소정 장력을 유지하면서 제 1 및 제 2 확장 붐(60, 70)과 수직 회전 붐(100) 등을 지지하게 되는데, 이를 위하여 메인 붐(50)의 타측(50b)에 풀리(122) 및 모터(124)를 통하여 연결될 수 있다. 또한, 수직 회전 붐(100)의 일끝단(100a)에는 롤러(102)가 마련되어 수직 회전 붐(100)의 직립 또는 제 1 및 제 2 확장 붐(60, 70)의 신장에 따라 와이어(120)를 안내할 수 있다. 이에 더하여, 본 발명의 크레인 시스템(20)은 제 1 확장 붐(60)의 끝단으로부터 수직 회전 붐(100)의 일끝단(100a)에 연결되는 2관절 막대 부재(130)를 포함하는데, 이 2관절 막대 부재(130)는 유압 실린더(110)와 반대 반향에서 수직 회전 붐(100)을 직립 상태로 고정시킨다. 한편, 본 발명의 크레인 시스템(20)은, 필요에 따라 수직 회전 붐(100)의 일끝단(100a)과 메인 붐(50) 상의 일 지점을 연결하는 1관절 막대 부재(135)를 추가로 포함할 수도 있다. 이 경우, 1관절 막대 부재(135)는 와이어(120) 및 2관절 막대 부재(130)로부터 토오크가 작용하여 수직 회전 붐(100)이 슬라이딩 아웃된 제 1 및 제 2 확장 붐(60, 70) 쪽으로 기울어지는 것을 방지할 수 있다.
이하 도 4a, 4b 및 5a, 5b를 참조하여, 본 발명의 다단식 크레인 시스템에 적용되는 신장/수축 메커니즘에 대하여 설명한다.
먼저, 도 4a는 2개의 붐들 사이에 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다단식 크레인 시스템의 신장/수축 메커니즘이 적용된 것을 도시하는 개략도이다. 이때, 2개의 붐들은 본 발명의 크레인 시스템(20)에 있어서의 제 1 확장 붐(60)과 제 2 확장 붐(70)일 수 있다. 한편, 도 4b는 설명의 편의를 위하여 도 4a에 겹쳐져 도시된 2개의 붐들을 상하로 분리하여 도시하는 가상도이다.
도 4a 및 4b에 도시된 2단 붐 구조에 있어서, 제 2 확장 붐(70)이 제 1 확장 붐(60)으로부터 슬라이딩 아웃하거나 또는 그 내부로 슬라이딩 인함으로써, 2단 붐 구조가 신장 또는 수축한다. 제 1 확장 붐(60)의 길이방향을 따라 일단(60a)에는 모터(62)가 설치되며 타단(60b)에는 풀리(64)가 설치된다. 한편, 제 2 확장 붐(70)의 양단 중 제 1 확장 붐(60)의 내부에 수용되는 일단(70a)에는 풀리(74)가 설치되며, 타단(70b)에는 로프(68)를 고정시키는 고정단부(76)가 마련된다. 한편, 로프(68)는 모터(62)로부터 고정단부(76)까지 연장된다. 로프(68)는 제 1 확장 붐(60) 내에서 모터(62)로부터 풀리(64)를 향하여 연장되어 풀리(64)를 감아 방향을 반대로 변경하여 제 2 확장 붐(70)에 설치된 풀리(74)를 향해 연장된다. 또한, 로프(68)는 풀리(74)를 감은 후 다시 방향을 반대로 변경하여 제 2 확장 붐(70)의 타단(70b)에 마련된 고정단부(76)에 고정된다. 한편, 제 2 확장 붐(70)의 타단(70b)에는 와이어(120)가 연결되는데, 이 와이어(120)는 수직 회전 붐(100)의 일끝단(100a)을 거쳐 메인 붐(50)의 타측(50b)에 풀리(122) 및 모터(124)를 통해 연결된다.
2단 붐 구조가 신장하는 경우, 모터(62)가 시계방향으로 회전한다. 이에 따라 로프(68)는 도 4a 및 도 4b에 표시된 화살표 방향으로 이동하며 모터(62) 주위로 감긴다. 로프(68)가 모터(62) 주위로 감겨 그 길이가 짧아짐에 따라 풀리들(64, 74) 사이에는 서로 잡아당기는 힘이 작용하므로, 제 2 확장 붐(70)은 제 1 확장 붐(60)으로부터 점차 슬라이딩 아웃한다.
한편, 2단 붐 구조가 수축하는 경우, 모터(124) 및 풀리(122)를 이용하여 메인 붐(50)의 타측(50b)으로 와이어(120)를 잡아당긴다. 이때, 와이어(120)에 의해 제 2 확장 붐(70)에 작용하는 힘은 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, x 방향 및 y 방향의 분력으로 나뉘어 진다. 여기서, y 방향의 분력은 제 2 확장 붐(70)의 자체 하중과 대략 상쇄되며, x 방향의 분력만이 작용하여 제 2 확장 붐(70)은 제 1 확장 붐(60) 내로 슬라이딩 인하게 된다. 이때, 모터(62)는 시계 반대 방향으로 회전하여 그 주위에 감겨 있던 로프(68)를 풀어준다.
이상 제 1 확장 붐(60)과 제 2 확장 붐(70)으로 이루어진 2단 붐 구조에 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다단식 크레인 시스템의 신장/수축 메커니즘이 적용된 것에 대하여 설명하였지만, 메인 붐(50)과 제 1 확장 붐(60)으로 구성되는 2단 붐 구조의 경우도 와이어(120)를 포함하지 않는다는 점을 제외하고는 동일한 메커니즘이 적용될 수 있다.
다음으로, 도 5a는 2개의 붐들 사이에 본 발명의 제 2 실시예에 따른 다단식 크레인 시스템의 신장/수축 메커니즘이 적용된 것을 도시하는 개략도이다. 이때, 2개의 붐들은 본 발명의 크레인 시스템(20)에 있어서의 제 1 확장 붐(60)과 제 2 확장 붐(70)일 수 있다. 한편, 도 5b는 설명의 편의를 위하여 도 5a에 겹쳐져 도시된 2개의 붐들을 상하로 분리하여 도시하는 가상도이다. 이하, 제 1 실시예와 동일한 구성요소에 대하여서는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.
도 5a 및 5b에 도시된 2단 붐 구조에 있어서, 제 2 확장 붐(70)이 제 1 확장 붐(60)으로부터 슬라이딩 아웃하거나 또는 그 내부로 슬라이딩 인함으로써, 2단 붐 구조가 신장 또는 수축한다. 제 1 확장 붐(60)의 길이방향을 따라 일단(60a)에는 모터(62)가 설치되며 타단(60b)에는 풀리(64)가 설치된다. 한편, 제 2 확장 붐(70)의 양단 중 제 1 확장 붐(60)의 내부에 수용되는 일단(70a)에는 풀리(74)가 설치되며, 타단(70b)에는 제 1 로프(78)를 고정시키는 고정단부(76)가 마련된다. 한편, 제 1 로프(78)는 모터(62)로부터 고정단부(76)까지 연장된다. 제 1 로프(78)는 제 1 확장 붐(60) 내에서 모터(62)로부터 풀리(64)를 향하여 연장되어 풀리(64)를 감아 방향을 반대로 변경하여 제 2 확장 붐(70)에 설치된 풀리(74)를 향해 연장된다. 또한, 제 1 로프(78)는 풀리(74)를 감은 후 다시 방향을 반대로 변경하여 제 2 확장 붐(70)의 타단(70b)에 마련된 고정단부(76)에 고정된다. 이에 추가하여, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 다단식 크레인 시스템의 신장/수축 메커니즘은 모터(62)와 고정단부(76)을 직접 연결하는 제 2 로프(79)를 구비한다. 한편, 제 2 확장 붐(70)의 타단(70b)에는 제 1 실시예와 마찬가지로, 와이어(120)가 연결된다.
2단 붐 구조가 신장하는 경우, 모터(62)가 시계방향으로 회전한다. 이에 따라 제 1 로프(78)는 도 5a 및 도 5b에 표시된 화살표 방향으로 이동하며 모터(62) 주위로 감긴다. 제 1 로프(78)가 모터(62) 주위로 감겨 그 길이가 짧아짐에 따라 풀리들(64, 74) 사이에는 서로 잡아당기는 힘이 작용하므로, 제 2 확장 붐(70)은 제 1 확장 붐(60)으로부터 점차 슬라이딩 아웃한다. 이와 동시에, 제 2 로프(79)는 모터(62) 주위에서 점점 풀려 도 5a 및 도 5b에 표시된 화살표 방향으로 이동한다.
한편, 2단 붐 구조가 수축하는 경우, 모터(62)가 시계 반대 방향으로 회전한다. 이에 따라 제 2 로프(79)는 도 5a 및 도 5b에 표시된 화살표와 반대 방향으로 이동하며 모터(62) 주위로 감긴다. 제 2 로프(79)가 모터(62) 주위로 감겨 그 길이가 짧아짐에 따라 제 2 확장 붐(70)은 제 1 확장 붐(60) 내로 점차 슬라이딩 인한다. 이와 동시에, 제 1 로프(78)는 모터(62) 주위에서 점점 풀려 도 5a 및 도 5b에 표시된 화살표와 반대 방향으로 이동한다. 이때, 제 1 실시예와 마찬가지로, 모터(124) 및 풀리(122)를 이용하여 와이어(120)을 잡아당김으로써 제 2 확장 붐(70)의 슬라이딩 인을 도울 수도 있다.
이상 제 1 확장 붐(60)과 제 2 확장 붐(70)으로 이루어진 2단 붐 구조에 본 발명의 제 2 실시예에 따른 다단식 크레인 시스템의 신장/수축 메커니즘이 적용된 것에 대하여 설명하였지만, 메인 붐(50)과 제 1 확장 붐(60)으로 구성되는 2단 붐 구조의 경우도 와이어(120)를 포함하지 않는다는 점을 제외하고는 동일한 메커니즘이 적용될 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 다단식 크레인 시스템(20)을 이용하는 경우, 화물의 하역/적재 시에는 크레인 시스템(20)의 길이가 신장되어 통상의 크레인과 동일한 작업을 수행할 수 있으나, 하역/적재 작업이 완료된 후에는 크레인 시스템(20)의 길이가 축소되므로, 해상에서 발생하는 바람, 파랑, 또는 조류 등의 악조건 하에서도 이동 항구(10)의 동적 안정성을 확보할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 다단식 크레인 시스템(20)은 제한된 공간 내에 설치되는 최소한의 장치를 이용하여 효율적으로 크레인 시스템(20)을 신장/수축시킬 수 있다.
이상 다단식 크레인 시스템에 관한 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 명세서에 개시된 기초 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 각 구성요소의 재질, 크기 등을 적용 분야에 따라 변경할 수 있으며, 개시된 실시형태들을 조합/치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것은 명백하다.
도 1은 종래 특허에서 도시된 이동항구의 개략적인 모습을 나타낸 도면이다.
도 2는 신장된 상태의 본 발명의 일 실시예에 따른 다단식 크레인 시스템을 포함하는 이동 항구를 도시하는 도면이다.
도 3은 수축된 상태의 본 발명의 일 실시예에 따른 다단식 크레인 시스템을 포함하는 이동 항구를 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다단식 크레인 시스템의 신장/수축 메커니즘을 도시하는 개략도이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 다단식 크레인 시스템의 신장/수축 메커니즘을 도시하는 개략도이다.
<도면의 주요부분에 대한 설명>
10: 이동 항구 11: 플랫폼
13: 지지보 15: 가이드 구조체
20: 크레인 시스템 30: 컨테이너선
40: 부두 50: 메인 붐
60: 제 1 확장 붐 62: 모터
64: 풀리 68: 로프
70: 제 2 확장 붐 74: 풀리
76: 고정단부 78: 제 1 로프
79: 제 2 로프 80: 트롤리
90: 카운터 웨이트 100: 수직 회전 붐
102: 롤러 105: 힌지
110: 유압 실린더 120: 와이어
122: 풀리 124: 모터
130: 2관절 막대 부재 135: 1관절 막대 부재
C: 화물 S: 공간

Claims (9)

  1. 다단식 크레인 시스템에 있어서,
    길이방향 일단에는 구동수단, 타단에는 제 1 가이드 수단을 구비하는 제 1 붐 부재와,
    상기 제 1 붐 부재의 타단 측에서 입출할 수 있으며, 상기 제 1 붐 부재 내에 수용되는 길이방향 일단에 제 2 가이드 수단을 구비하는 제 2 붐 부재와,
    상기 구동수단으로부터 연장되어 상기 제 1 및 제 2 가이드 수단을 차례로 거쳐 상기 제 2 붐 부재에 마련된 고정부에 고정되는 로프를 포함하며,
    상기 구동수단에 의해 상기 로프가 감기거나 풀림으로써 상기 제 2 붐 부재가 상기 제 1 붐 부재에 대하여 상대적으로 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는
    다단식 크레인 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 로프를 제 1 로프라 할 때, 상기 구동수단과 상기 고정부를 직접 연결하는 제 2 로프를 더 포함하며,
    상기 구동수단에 의하여 상기 제 1 로프가 감기는 경우 상기 제 2 로프는 풀리며, 상기 제 1 로프가 풀리는 경우 상기 제 2 로프는 감기는 것을 특징으로 하는
    다단식 크레인 시스템.
  3. 제 1 항 내지 제 2 항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 제 2 붐 부재를 상기 제 1 붐 부재 내로 이동시키기 위하여 상기 제 2 붐 부재의 타단에 연결되는 와이어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    다단식 크레인 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 구동수단은 모터이며, 상기 제 1 및 제 2 가이드 수단은 풀리인 것을 특징으로 하는
    다단식 크레인 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동수단 및 로프를 각각 제 1 구동수단 및 제 1 로프라 할 때,
    상기 제 2 붐 부재가 길이방향 일단에는 제 2 구동수단, 타단에는 제 3 가이드 수단을 더 포함하며,
    상기 다단식 크레인 시스템이
    상기 제 2 붐 부재의 타단 측에서 입출할 수 있으며, 상기 제 2 붐 부재 내 에 수용되는 길이방향 일단에 제 4 가이드 수단을 구비하는 제 3 붐 부재와,
    상기 제 2 구동수단으로부터 연장되어 상기 제 3 및 제 4 가이드 수단을 차례로 거쳐 상기 제 3 붐 부재에 마련된 고정부에 고정되는 제 2 로프를 더 포함하며,
    상기 제 2 구동수단에 의해 상기 제 2 로프가 감기거나 풀림으로써 상기 제 3 붐 부재가 상기 제 2 붐 부재에 대하여 상대적으로 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는
    다단식 크레인 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 구동수단과 상기 제 2 붐 부재에 마련된 고정부를 직접 연결하는 제 1’로프를 더 포함하며,
    상기 제 1 구동수단에 의하여 상기 제 1 로프가 감기는 경우 상기 제 1’로프는 풀리며, 상기 제 1 로프가 풀리는 경우 상기 제 1’로프는 감기는 것을 특징으로 하는
    다단식 크레인 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 구동수단과 상기 제 3 붐 부재에 마련된 고정부를 직접 연결하는 제 2’로프를 더 포함하며,
    상기 제 2 구동수단에 의하여 상기 제 2 로프가 감기는 경우 상기 제 2’로프는 풀리며, 상기 제 2 로프가 풀리는 경우 상기 제 2’로프는 감기는 것을 특징으로 하는
    다단식 크레인 시스템.
  8. 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 제 3 붐 부재를 상기 제 2 붐 부재 내로 이동시키기 위하여 상기 제 3 붐 부재의 타단에 연결되는 와이어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    다단식 크레인 시스템.
  9. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 구동수단은 모터이며, 상기 제 1 내재 제 4 가이드 수단은 풀리인 것을 특징으로 하는
    다단식 크레인 시스템.
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