KR20110073185A - 컨테이너용 해상 크레인 - Google Patents

Abstract

수직으로 긴 형상으로 다단으로 입출이 가능하도록 형성되는 기둥과, 상기 기둥에 마련되어 상하방향으로 회전 가능한 힌지부와, 상기 힌지부와 연결되어 다단으로 입출이 가능하도록 형성되는 붐과, 컨테이너를 파지하고 상기 붐의 일단에 마련되어 승강하는 스프레더를 포함하는 컨테이너용 해상 크레인을 제공한다. 본 발명에 따른 컨테이너용 해상 크레인에 의하면, 부피와 무게를 감소시키고 무게중심을 낮추어 컨테이너 하역 작업 시뿐만 아니라 해상에서의 항해 시에도 안정성이 높아진다.

Description

컨테이너용 해상 크레인 {FLOATING CRANE FOR CONTAINER HANDLING}

본 발명은 주로 해상에서 컨테이너에 대한 하역을 수행할 수 있는 크레인에 관한 것이다.

원격지의 상품이동수단으로써 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 건설로 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 접안시키지 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 이동항구의 역할을 수행하는 선박(50)에 설치된 크레인(1)이 컨테이너선(S)에 대하여 컨테이너(C)의 하역 작업을 수행하는 모습을 개략적으로 나타내는 도면이다.

항만에서의 화물의 하역은 일반적으로 규격화된 컨테이너를 사용하며 이를 취급하는 크레인이 일반화되어 있다. 일반적인 컨테이너 크레인(1)은, 컨테이너(C)를 파지하며 수직방향으로 이동하는 스프레더(30)와, 스프레더(30)가 지지되어 수평방향으로 이동하는 트롤리(20)와, 트롤리(20)가 이동하도록 안내하는 붐(10)과, 붐(10)을 지지하는 레그 등의 복잡한 구조를 가지고 있다.

컨테이너의 하역 작업은 수 톤 내지 수십 톤에 이르는 화물을 이동시키는 작업이므로 이동 항구로서의 역할을 하는 선박과 이에 장착된 크레인의 안정성 확보가 절실히 요구되지만, 해상에서는 바람, 파랑, 또는 조류 등의 영향으로 선박의 요동이 불가결하다.

그러므로 이러한 요동에도 불구하고 선박이 해상에서 작업하거나 항해하는 도중에 그 기능이 유지되고 안정성이 확보될 수 있는 구조를 가지는 크레인 및 이러한 크레인이 장착된 이동항구가 필요하다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 구조가 간단하며 부피와 무게를 감소시키고 무게중심을 낮추어 안정성이 높아지는 컨테이너용 해상 크레인을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 측면은, 수직으로 긴 형상으로 다단으로 입출이 가능하도록 형성되는 기둥과, 상기 기둥에 마련되어 상하방향으로 회전 가능한 힌지부와, 상기 힌지부와 연결되어 다단으로 입출이 가능하도록 형성되는 붐과, 컨테이너를 파지하고 상기 붐의 일단에 마련되어 승강하는 스프레더를 포함하는 컨테이너용 해상 크레인을 제공한다.

상기 기둥 및 상기 붐은 직경이 서로 다른 다단 보의 조합으로 형성되어 입출이 가능할 수 있다. 상기 힌지부는 상기 기둥의 최상 측 보에 마련되고, 상기 붐은 최하 측 보가 상기 힌지부와 연결될 수 있다.

상기 기둥은 일부 또는 전부가 수직 축을 기준으로 회전 가능할 수 있다. 상기 기둥의 최상 측 보가 수직 축을 기준으로 회전 가능할 수 있다.

상기 힌지부는 2축 회전이 가능한 유니버설 조인트로 형성될 수 있다.

상기 붐은 트러스 형태의 프레임으로 형성되고, 상기 붐의 끝단은 상기 기둥의 상부에서 연결되는 와이어 로프에 의해 지지될 수 있다.

본 발명의 다른 측면은, 상기 해상 크레인이 설치되는 부유체를 제공한다.

상기 부유체에는 상기 해상 크레인이 2개 이상 설치될 수 있다.

상기 해상 크레인의 작동 상태에 따라 상기 부유체의 평형을 유지하도록 이동하는 밸런스를 구비할 수 있다.

본 발명의 다른 측면은, 상기 해상 크레인이 설치되는 이동항구를 제공한다.

본 발명에 따른 컨테이너용 해상 크레인에 의하면, 구조가 간단하면서도 부피와 무게를 감소시키고 무게중심을 낮추어 컨테이너 하역 작업 시뿐만 아니라 해상에서의 항해 시에도 안정성이 높아진다.

본 발명에 따른 크레인은 일반적인 컨테이너 크레인에 비하여 부피가 작기 때문에, 바람에 의한 외력을 덜 받게 되고, 특히 항해 시에는 그 부피를 현저하게 줄일 수 있게 되어 항해 시의 공기 저항과 바람에 의한 요동을 감소시킬 수 있다.

또한 본 발명에 따른 크레인은 무게가 적게 나가기 때문에, 부유체의 요동에 의한 모멘트 발생이 적어 지고, 에너지의 소모가 감소되며, 하나의 부유체 내에 여러 개의 크레인을 설치하여 하역 작업을 효율적으로 할 수 있게 된다.

나아가 본 발명에 따른 크레인은 무게중심을 낮추어 격납할 수 있기 때문에, 항해 시의 안정성이 확보되고 선박의 운동과 요동 및 주행 관성에도 불구하고 전복되거나 파손될 위험이 감소될 수 있다.

본 발명에 따른 컨테이너 크레인이 설치된 이동항구는, 깊은 수심이 필요한 초대형 선박의 화물 운송을 효율적이고 안정적으로 처리할 수 있어 앞으로의 항만 시스템 경쟁력 강화에 기여할 것이다.

도 1은 이동항구의 역할을 수행하는 선박에 설치된 크레인이 컨테이너선에 대하여 컨테이너의 하역 작업을 수행하는 모습을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너용 해상 크레인의 구조를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너 해상 크레인이 설치된 이동항구의 모습을 도시하는 도면이다.

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 특징들이나 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 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너용 해상 크레인의 구조를 개략적으로 도시하는 도면이다.

본 발명은 부피와 무게를 감소시키고 무게중심을 낮추어 안정성이 높아지는 컨테이너용 해상 크레인을 제공할 수 있다. 본 발명에 따른 컨테이너용 해상 크레인(100)은, 기둥(110)과, 힌지부(120)와, 붐(130)과, 스프레더(140)를 포함한다.

기둥(110)은 수직으로 긴 형상으로 다단으로 입출이 가능하도록 형성될 수 있다. 기둥(110)은 직경이 서로 다른 다단 보(110a)의 조합으로 형성되어 입출이 가능할 수 있다. 기둥의 다단 보(110a)의 입출을 통해 크레인의 높이를 조절할 수 있다. 또한 다단 보(110a)를 최대한 접는 격납 상태를 만들어 무게 중심을 최대한 낮추어 운항하는 경우 안정성이 확보된다.

기둥(110)은 일부 또는 전부가 수직 축을 기준으로 회전 가능할 수 있다. 기둥(110)의 최상 측 보가 회전하도록 형성되면 회전되는 질량을 감소시실 수 있게 된다.

힌지부(120)는 기둥(110)에 마련되어 상하방향으로 회전 가능할 수 있다. 힌지부(120)는 기둥(110)의 최상 측 보에 마련될 수 있다. 힌지부(120)는 1축 회전이 가능한 조인트일 수도 있다. 또는 힌지부(120)는 상하방향 회전 및 수직 축을 기준으로 하는 회전의 2축 회전이 가능한 유니버설 조인트로 형성되어, 기둥(110)은 높이만을 조절하고 붐(130)의 회전은 힌지부(120)를 통하여 조절할 수 있다.

붐(130)은 힌지부(120)와 연결되어 다단으로 입출이 가능하도록 형성될 수 있다. 붐(130)은 기둥과 마찬가지로 직경이 서로 다른 다단 보(130a)의 조합으로 형성되어 입출이 가능할 수 있다. 붐의 다단 보(130a)의 입출을 통해 컨테이너의 하역 지점을 조절할 수 있다. 또한 다단 보(130a)를 최대한 접는 격납 상태를 만들어 무게 중심을 최대한 낮추어 운항하는 경우 안정성이 확보된다.

붐(130)은 최하 측 보가 힌지부(120)와 연결될 수 있다. 붐(130)은 트러스 형태의 프레임으로 형성되어 무게를 감소시킬 수 있다. 또는 붐(130)은 중공이 있는 보의 형태일 수도 있으며, 그 외에도 그 형태는 다양할 수 있다. 붐(130)의 끝단은 기둥(110)의 상부에서 연결되는 와이어 로프(155)에 의해 지지될 수 있다. 와이어 로프(155)는 기둥(110)의 상부에 마련되는 윈치(150)에 의하여 감기고 풀리며 붐(130)을 지지할 수 있다.

스프레더(140)는 컨테이너(C)를 파지하는 역할을 수행한다. 스프레더(140)는 붐(130)의 일단에 마련되어 와이어 로프(145)에 의하여 지지되고 승강할 수 있다. 스프레더(140)는 최대한 올려지는 경우 붐(130)에 부착될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너용 해상 크레인이 설치된 이동항구의 모습을 도시하는 도면이다, 도 3a는 하역 작업을 수행할 때의 모습을, 도 3b는 항해 시의 모습을 도시하고 있다.

부유체(180)에는 해상 크레인(100)이 2개 이상 설치될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 크레인은 일반적인 컨테이너 크레인에 비해 그 부피와 무게가 덜 나가기 때문에 효율적인 운용이 가능하다.

부유체(180)는 자체 동력을 가지고 이동할 수 있는 선박일 수 있고, 해상에 계류되는 부유 구조물일 수도 있다. 부유체(180)는 해상 크레인의 작동 상태에 따라 부유체의 평형을 유지하도록 이동하는 밸런스(미도시)를 구비할 수 있다. 부유체(180)는 해상에 부유하면서 육상의 항만 대신에 또는 육상의 항만과 더불어 컨테이너선과의 사이에서 컨테이너를 전달하고 컨테이너를 임시적으로 적재하는 이동항구의 기능을 수행할 수 있다.

이동항구는 화물이 적재되는 공간을 구비하는 플랫폼과, 선박과 플랫폼 사이에서 화물을 선적 및 하역하기 위한 장치와, 플랫폼의 위치에 관한 정보를 획득하기 위한 위치결정 장치와, 화물을 하역하는 동안 선박과 충돌하지 않고 접속한 상태를 유지하도록 하는 완충접속 장치 등을 포함할 수 있다.

도 3a를 참조하면, 하역 작업을 수행할 시에는 우선 기둥의 다단 보(110a)의 입출을 조절하여 크레인의 대략적인 높이를 결정한다. 이후에 컨테이너의 하역 지점까지의 거리를 붐의 다단 보(130a)의 입출을 조절하여 맞추게 된다. 이 때 기둥(110) 또는 힌지부(120)의 수직 축 기준 회전에 의하여 위치를 조절할 수 있다. 나아가 힌지부(120)의 상하방향 회전 또는 스프레더(140)의 승강을 조절하여 스프레더(140)의 높이를 조절할 수 있게 된다. 본 발명에 따른 크레인은 일반적인 컨테이너 크레인에 비하여 부피가 작기 때문에 바람에 의한 외력을 덜 받게 되고, 또한 질량이 작기 때문에 부유체의 요동에 의한 모멘트 발생이 적어 진다.

도 3b를 참조하면, 항해 시에는 기둥의 다단 보(110a) 및 붐의 다단 보(130a)를 모두 접어서 그 높이와 부피를 최대한 낮추게 된다. 붐은 기둥 측에 붙여서 부유체의 요동 시의 모멘트가 최대한 감소되도록 한다. 스프레더(140) 또한 붐(130)의 끝단에 붙이게 된다. 봄 발명의 실시예에 따른 크레인은 그 부피를 현저하게 줄일 수 있게 되어 항해 시의 공기 저항과 바람에 의한 요동을 감소시킬 수 있다. 나아가 무게중심을 낮추어 격납할 수 있기 때문에, 항해 시의 안정성이 확보되고 선박의 운동과 요동 및 주행 관성에도 불구하고 전복되거나 파손될 위험이 감소될 수 있다.

본 발명에 따른 컨테이너용 해상 크레인에 의하면, 구조가 간단하면서도 부피와 무게를 감소시키고 무게중심을 낮추어 컨테이너 하역 작업 시뿐만 아니라 해상에서의 항해 시에도 안정성이 높아진다.

본 발명에 따른 컨테이너 크레인이 설치된 이동항구는, 깊은 수심이 필요한 초대형 선박의 화물 운송을 효율적이고 안정적으로 처리할 수 있어 앞으로의 항만 시스템 경쟁력 강화에 기여할 것이다.

이상 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 또는 치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이 외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것은 명백하다.

100: 해상 크레인 110: 기둥
110a: 다단 보 120: 힌지 부
130: 붐 130a: 다단 보
140: 스프레더 150: 윈치
155: 와이어 로프 180: 부유체

Claims (11)

1. 수직으로 긴 형상으로 다단으로 입출이 가능하도록 형성되는 기둥과,
   상기 기둥에 마련되어 상하방향으로 회전 가능한 힌지부와,
   상기 힌지부와 연결되어 다단으로 입출이 가능하도록 형성되는 붐과,
   컨테이너를 파지하고 상기 붐의 일단에 마련되어 승강하는 스프레더를
   포함하는 컨테이너용 해상 크레인.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 기둥 및 상기 붐은 직경이 서로 다른 다단 보의 조합으로 형성되어 입출이 가능한
   컨테이너용 해상 크레인.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 힌지부는 상기 기둥의 최상 측 보에 마련되고,
   상기 붐은 최하 측 보가 상기 힌지부와 연결되는
   컨테이너용 해상 크레인.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 기둥은 일부 또는 전부가 수직 축을 기준으로 회전 가능한
   컨테이너용 해상 크레인.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 기둥의 최상 측 보가 수직 축을 기준으로 회전 가능한
   컨테이너용 해상 크레인.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 힌지부는 2축 회전이 가능한 유니버설 조인트로 형성되는
   컨테이너용 해상 크레인.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 붐은 트러스 형태의 프레임으로 형성되고,
   상기 붐의 끝단은 상기 기둥의 상부에서 연결되는 와이어 로프에 의해 지지되는
   컨테이너용 해상 크레인.
   
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 해상 크레인이 설치되는 부유체.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 해상 크레인이 2개 이상 설치되는
   부유체.
   
10. 제8항에 있어서,
    상기 해상 크레인의 작동 상태에 따라 상기 부유체의 평형을 유지하도록 이동하는 밸런스를 구비하는
    부유체.
    
11. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 해상 크레인이 설치되는 이동항구.
    

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