KR20110125555A - 해양 선박용 넉클 크레인의 요동 보상장치 - Google Patents

해양 선박용 넉클 크레인의 요동 보상장치 Download PDF

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KR20110125555A
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Abstract

본 발명은 선박용 넉클 크레인의 요동 보상장치에 관한 것으로, 크레인을 지지하는 본체(10)와; 상기 본체(10)를 회전가능하게 지지하는 지지부(20)와; 상기 본체(10)에 회동 가능하게 설치되는 메인지브(30)와; 상기 메인지브(30)의 끝단에 위치되는 넉클지브(40)와; 상기 메인지브(30)와 넉클지브(40)를 연결하는 링크부(50)와; 상기 메인지브(30)와 넉클지브(40)의 각도를 각각 조절하는 메인실린더(35) 및 넉클실린더(45)와; 상기 본체(10)에 구비되는 윈치(15)와; 상기 윈치(15)에 한쪽 끝단이 고정되고, 다른 끝단은 메인지브(30)와 넉클지브(40)를 거쳐 그 자유단이 하향으로 드리워지도록 설치되는 와이어로프(60)와; 상기 와이어로프(60)의 자유단에 설치되는 후크(70)를 포함하는 선박용 크레인에 있어서, 상기 메인지브(30)와 넉클지브(40)에 설치되는 다수의 고정 도르래(R1)와; 상기 윈치(15)와 고정 도르래(R1)의 사이 또는 고정도르래(R1)와 고정도르래(R1) 사이에 설치되어 와이어로프(60)의 길이를 조절하는 이동도르래(R2)와; 선박에 장착되어 파도에 의한 선박의 상하 요동을 감지하고 요동량을 측정하는 MRU(80)와; 상기 MRU(80)에서 측정된 값에 따라 이동도르래(R2)를 이송시키는 와이어로프 길이 조절장치(90)와; 상기 와이어로프 길이 조절장치(90)와 연동되어 파도에 의한 선박의 상하 요동에 따라 발생되는 와이어로프(60)의 길이 변화를 흡수하는 완충장치(100)와; 상기 MRU(80)에 의해 측정된 값을 통해 와이어로프(60)의 보상 값을 연산하고, 이에 의해 와이어로프 길이 조절장치(90)의 작동을 제어하는 컨트롤유닛(110)과; 상기 와이어로프 길이 조절장치(90)에 의해 이송되는 이동도르래(R2)의 실제 이동거리를 감지하고, 실제 이동거리와 이동해야 하는 거리 사이의 오차를 보정하는 거리보정유닛(120)을 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.
이에 의해 파도에 의해 선박이 상하로 요동하더라도 이동도르래를 이송시키는 와이어로프 길이 조절장치에 의해 와이어로프 끝단에 설치된 후크의 높이를 요동 없이 그대로 유지할 수 있어 작업 시 후크의 위치를 정확하게 제어할 수 있어, 선박에 의한 해상 작업을 보다 정밀하고 용이하게 수행할 수 있게 된다.

Description

해양 선박용 넉클 크레인의 요동 보상장치{ACTIVE AND PASSIVE HEAVE COMPENSATION SYSTEM FOR A VESSEL CRANE}
본 발명은 선박용 넉클 크레인의 파도에 의한 상하 요동을 보상하는 장치에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 MRU(motion reference unit)를 이용해 감지되는 선박의 상하 요동에 맞춰 와이어로프 길이 조절장치를 제어하여 작업물을 이송하는 와이어로프가 파도의 영향을 받지 않도록 하는 해양 선박용 넉클 크레인의 요동 보상장치에 관한 것이다.
선박용 크레인은 선박에 설치되어 해양 장비나 다른 선박을 인양하거나, 다른 선박에 물건을 옮기고 해저 작업시 작업물을 해저에 이송하는 것 등에 사용되는 것이다.
선박용 크레인은 선박의 한쪽에 회전 가능하도록 설치되는 본체가 있고, 이 본체의 한쪽 방향으로 메인지브(MAIN JIB)와 넉클지브(KNUCKLE JIB)가 링크로 결합된다.
상기 메인지브와 넉클지브는 각각 유압실린더에 의해 각도가 조절되며, 이와 함께 크레인 본체가 회전 하는 것 등에 의해 방향을 전환함으로써 크레인을 작업물의 방향으로 위치시킨 뒤에, 윈치의 정역 회전에 의해 와이어로프를 승강시킴으로써, 와이어로프 끝단에 설치되어 있는 후크가 작업물을 걸고 승강시키게 된다.
이러한 선박용 넉클 크레인은 선박에 설치되어 있기 때문에, 파도에 의해 선박이 상하로 요동(heave)하고, 이에 따라 넉클 크레인에 설치된 후크가 선박의 상하 요동에 따라 함께 요동하면서 작업물의 위치를 일정하게 유지하기 곤란한 문제가 발생한다.
또한 넉클 크레인의 후크에 작업물이 고정된 상태에서 선박이 상하로 요동하면 와이어로프의 양끝 방향으로 장력이 발생하여 와이어로프가 절단될 수 있는 문제도 발생한다.
따라서 선박용 넉클 크레인에는 선박이 파도에 의해 상하로 요동하더라도 파도의 영향을 받지 않고 후크의 높이를 일정하게 유지할 수 있도록 와이어로프의 길이를 보상하는 시스템이 구비된다.
이와 같이 선박용 넉클 크레인이 파도의 영향을 받지 않도록 하는 종래기술로는 미국 공개특허 2009-0232625호(유동보상시스템, motion compensation system)가 개시된 바 있다.
상기 종래기술은 도 1에서와 같이 주기적 또는 일시적으로 수직 운동을 받는 선박에 인접하는 붐을 구비하는 리프트 메커니즘과 선박에 탑재되는 리프트 메커니즘을 위한 요동 보상 시스템으로서, 붐(1)을 포함하는 리프트 메커니즘과; 붐(1)을 따라 설치되는 로드선(2)과; 상기 로드선(2)은 작업물에 연결 가능한 끝단을 갖고, 상기 로드선(2)의 다른 끝단이 연결되는 윈치(3)와; 상기 로드선(2)을 감기 위해 윈치에 전원을 공급하는 장치를 포함하는 요동 보상 시스템에 있어서, 붐(1)과 전송 신호의 말단부의 수직 이동을 감지하기 위해 붐(1)의 말단부에 설치되는 가속도계와; 윈치의 작동을 제어하기 위한 윈치 제어시스템과; 어큐뮬레이터에 신호와 제어신호변환기를 통해 변환된 신호를 통해 윈치의 작동을 제어하는 요동 보상제어 시스템으로 구성된다.
이러한 종래기술은 붐의 말단부에 설치된 가속도계의 측정값과 어큐뮬레이터 및 제어신호변환기를 통해 입력되는 신호를 통해 윈치의 작동을 제어하여 로드선을 감고, 이를 통해 로드선의 인출 정도를 조절하여 로드선의 끝단이 선박의 요동에도 안정적으로 그 높이를 유지할 수 있도록 한 것이다.
그러나 로드선의 끝단에는 후크가 설치되어 작업물이 매달리고, 이에 따라 작업물의 하중이 로드선에 가해진 상태에서 각 제어시스템에서 측정된 값에 따라 윈치를 정역 회전시켜 로드선의 높이를 유지시키는데, 윈치의 정역 회전시 윈치의 회전 관성으로 인해 후크의 높이를 정확하게 제어하는 것이 쉽지 않게 되는 문제가 발생된다. 또한 상하로 반복되는 선박의 요동에 따라 윈치가 정역회전을 반복하므로, 정역방향이 빠르게 전환되는 과정에서 윈치가 쉽게 피로 파괴되는 문제가 발생된다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 개선하기 위한 것으로, 본 발명은 파도에 의해 선박이 상하로 요동하더라도 넉클 크레인의 후크의 높이를 파도에 의한 상하 요동만큼 정밀하게 보상하여 후크의 요동을 방지함으로써 파도의 영향을 받지 않고 넉클 크레인의 작업을 할 수 있도록 한 해양 선박용 넉클 크레인의 요동 보상장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
또 다른 목적으로는 파도로 인해 선박이 상하로 빠르고 빈번하게 요동하는 것에 맞춰 이에 대응하여 후크의 높이를 신속하게 조절할 수 있는 해양 선박용 넉클 크레인의 요동 보상장치를 제공하는 데에 있다.
상기와 같은 목적에 따른 본 발명은 크레인을 지지하는 본체와; 상기 본체를 회전가능하게 지지하는 지지부와; 상기 본체에 회동 가능하게 설치되는 메인지브와; 상기 메인지브의 끝단에 위치되는 넉클지브와; 상기 메인지브와 넉클지브를 연결하는 링크부와; 상기 메인지브와 넉클지브의 각도를 각각 조절하는 메인실린더 및 넉클실린더와; 상기 본체에 구비되는 윈치와; 상기 윈치에 한쪽 끝단이 고정되고, 다른 끝단은 메인지브와 넉클지브를 거쳐 그 자유단이 하향으로 드리워지도록 설치되는 와이어로프와; 상기 와이어로프의 자유단에 설치되는 후크를 포함하는 선박용 크레인에 있어서, 상기 메인지브와 넉클지브에 설치되는 다수의 고정 도르래와; 상기 윈치와 고정 도르래의 사이 또는 고정도르래와 고정도르래 사이에 설치되어 와이어로프의 길이를 조절하는 이동도르래와; 선박에 장착되어 파도에 의한 선박의 상하 요동을 감지하고 요동량을 측정하는 MRU와; 상기 MRU에서 측정된 값에 따라 이동도르래를 이송시키는 와이어로프 길이 조절장치와; 상기 와이어로프 길이 조절장치와 연동되어 파도에 의한 선박의 상하 요동에 따라 발생되는 와이어로프의 길이 변화를 흡수하는 완충장치와; 상기 MRU에 의해 측정된 값을 통해 와이어로프의 보상 값을 연산하고, 이에 의해 와이어로프 길이 조절장치의 작동을 제어하는 컨트롤유닛과; 상기 와이어로프 길이 조절장치에 의해 이송되는 이동도르래의 실제 이동거리를 감지하고, 실제 이동거리와 이동해야 하는 거리 사이의 오차를 보정하는 거리보정유닛을 포함하는 것에 의해 달성된다.
본 발명의 사용으로 파도에 의해 선박이 상하로 요동하더라도 이동도르래를 이송시키는 와이어로프 길이 조절장치에 의해 와이어로프 끝단에 설치된 후크의 높이를 요동 없이 그대로 유지할 수 있어 작업 시 후크의 위치를 정확하게 제어할 수 있어, 선박에 의한 해상 작업을 보다 정밀하고 용이하게 수행할 수 있게 된다.
또한 이동도르래를 이송시키는 와이어로프 길이 조절장치에 완충장치를 연결하는 것에 의해 작업물이 작업 대상 공간에 위치한 후에도 파도에 의해 상하 요동하려고 하는 작업물에 의해 와이어로프에 미치는 영향을 실시간으로 없애는 장점이 있다.
도 1은 종래의 선박용 넉클 크레인의 예를 보인 구성도,
도 2는 선박용 넉클 크레인의 예를 보인 간략도,
도 3은 본 발명에 따른 해양 선박용 넉클 크레인의 요동 보상장치의 예를 보인 측면도,
도 4는 도 2의 평면도,
도 5는 본 발명에 따른 장력조절장치의 예를 보인 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 장력조절장치의 작동 예를 보인 구성도,
도 7(a, b)는 도 5의 보인 간략도,
도 8은 본 발명에 따른 완충장치의 작동 예를 보인 구성도,
도 9(a, b)는 도 8의 간략도,
도 10은 본 발명에 따른 거리보정센서의 예를 보인 구성도이다.
이하에서 본 발명의 실시예를 도시한 첨부도면을 통해 더욱 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 해양 선박용 넉클 크레인이 설치된 선박이 파도에 의해 상하 요동(heave)이 발생하여 선박이 상하로 요동하더라도 넉클 크레인의 와이어로프 끝에 매달린 후크의 높이를 변동 없이 일정하게 유지할 수 있도록 그 높이를 보상하는 장치를 제공하고자 한다.
이에 따라 본 발명은 도 2 내지 도 5에서와 같이 넉클 크레인은 메인지브(30)와 넉클지브(40) 사이에 설치되는 다수의 고정 도르래(R1)와; 윈치(15)와 고정 도르래(R1)의 사이 또는 고정도르래(R1)와 고정도르래(R1) 사이에 설치되어 와이어로프(60)의 길이를 조절하는 이동도르래(R2)와; 선박에 장착되어 선박의 상하 요동을 감지하는 MRU(80)와; 상기 MRU(80)에서 측정된 값에 따라 이동도르래(R2)를 이송시키는 와이어로프 길이 조절장치(90)와; 상기 와이어로프 길이 조절장치(90)와 연동되어 파도에 의한 선박의 상하 요동에 따라 후크(70)에 매달리는 작업물에 의해 발생되는 와이어로프(60)의 길이 변화를 흡수하는 완충장치(100)와; 상기 MRU(80)에 의해 측정된 값을 통해 와이어로프(60)의 보상 값을 연산하고, 이에 의해 와이어로프 길이 조절장치(90)의 작동을 제어하는 컨트롤유닛(110)과; 상기 와이어로프 길리 조절장치(90)에 의해 이송되는 이동도르래(R2)의 실제 이동거리를 감지하고, 실제 이동거리와 이동해야 할 거리 사이의 오차를 보정하는 거리보정유닛(120)을 포함한다.
선박용 크레인은 선박에 설치되어 해양 장비나 다른 선박을 인양하거나, 다른 선박에 물건을 옮기고 해저 작업시 작업물을 해저에 이송하는 것 등의 목적으로 선박에 설치되는 장치인데, 이는 도 3 및 도 4에서와 같이 선박의 한쪽에 설치되는 크레인 본체(10)와; 상기 본체(10)를 회전가능하게 지지하는 지지부(20)와; 상기 본체(10)에 설치되는 메인지브(30)와; 상기 메인지브(30)의 끝단에 위치되는 넉클지브(40)와; 상기 메인지브(30)와 넉클지브(40)를 연결하는 링크부(50)와; 상기 메인지브(30)와 넉클지브(40)의 각도를 각각 조절하는 메인실린더(35) 및 넉클실린더(45)와; 상기 본체(10)에 구비되는 윈치(15)와; 상기 윈치(15)에 한쪽 끝단이 고정되고, 다른 끝단은 메인지브(30)와 넉클지브(40)를 거쳐 그 자유단이 하향 드리워지도록 설치되는 와이어로프(60)와; 상기 와이어로프(60)의 자유단에 설치되는 후크(70)로 구성된다.
상기 본체(10)는 지지부(20)의 상단에 회전가능하게 설치되며, 메인지브(30)는 그 일단이 본체(10)에 힌지 결합되어 메인지브(30)와 본체(10)를 연결하는 메인실린더(35)에 의해 메인지브(30)의 다른 끝단의 높이가 조절되고, 이러한 메인지브(30)의 다른 끝단과 넉클지브(40)가 링크부(50)를 통해 회동가능하게 결합되며, 이 넉클지브(40)와 메인지브(30)를 연결하는 넉클실린더(45)에 의해 넉클지브(40)의 각도가 조절된다.
이러한 넉클 크레인은 본체(10)를 회전시켜 방향을 전환하고, 메인지브(30)와 넉클지브(40)가 서로 이루는 각도를 변경하여 후크의 대략적인 높이를 조절하며, 윈치(15)의 회전을 통해 와이어로프(60)를 감거나 풀어 와이어로프(60) 끝에 매달린 후크(70)의 높이를 정밀하게 조절하여 작업물의 상부로 후크(70)가 위치되도록 조종한다.
고정도르래(R1)는 메인지브(30)와 넉클지브(40) 사이에 다수 설치되어 와이어로프(60)가 걸쳐지는 것으로, 이러한 고정도르래(R1)는 와이어로프(60)를 윈치(15)에 감거나 푸는 과정에서 반복적인 마찰이 발생하여 와이어로프(60)가 마모되는 것을 방지한다.
이동도르래(R2)는 상기 메인지브(30)의 고정도르래(R1)와 윈치(15) 사이에 설치되거나 넉클지브(40)의 고정도르래(R1)와 고정도르래(R1) 사이에 설치되는 것으로, 후술하는 와이어로프 길이 조절장치(90)를 통해 이동가능하게 설치되어, 이동도르래(R1)에 감긴 와이어로프(60)의 길이를 조절함으로써 후크(70)에 고정되어 있는 작업물이 파도에 의한 선박의 상하 요동의 영향을 받지 않도록 하는 구성이다.
MRU(80)는 선박에 설치되어 내부에 구비되는 가속도 감지센서를 이용해 선박이 파도의 높이에 따라 상하로 요동하는 것을 감지하고 요동량을 측정하는 장치로서, 이 MRU(80)에서 측정된 값이 후술하는 컨트롤유닛(110)에 입력되고, 이 컨트롤유닛(110)의 제어를 받는 와이어로프 길이 조절장치의 작동에 의해 와이어로프(60) 끝단에 매달린 후크(70)의 높이를 보상하게 된다.
와이어로프 길이 조절장치(90)는 컨트롤유닛(110)의 제어에 의해 와이어로프(60)의 길이를 조절하는 장치이다. 와이어로프(60)는 윈치(15)의 권취 및 권출 동작에 의해 길이 변화가 이루어지지만, 파도에 의한 빠르고 반복적인 선박의 상하 요동에 맞춰 윈치(15)를 반복적으로 정역회전 제어하는 데에는 기술적으로 많은 단점이 있다는 것은 전술한 바와 같다.
따라서 본 발명은 별도의 와이어로프 길이 조절장치(90)를 이용해 윈치(15)의 작동 없이 인출된 와이어로프(60)의 길이를 파도의 상하 요동에 맞추어 빠르고 쉽게 조절하도록 함으로써 선박의 상하 요동에 대응할 수 있도록 하는데, 이러한 와이어로프 길이 조절장치(90)는 도 5와 도 6에서와 같이 상기 이동도르래(R2)가 끝단에 설치되는 로드(92)와, 이 로드(92)를 유압에 의해 인입 및 인출시키는 유압실린더(91)로 구성된다.
이와 같은 와이어로프 길이 조절장치(90)는 윈치(15)에서 인출된 와이어로프(60)의 끝단이 메인지브(30) 또는 넉클지브(40)에 설치된 고정도르래(R1)를 감은 뒤, 역행하여 고정도르래(R1)의 후방에 위치되는 이동도르래(R2)에 감기고, 다시 와이어로프(60)의 끝단이 메인지브(30) 또는 넉클지브(40)에 설치된 고정도르래(R1)에 감긴 뒤, 그 자유단이 해상으로 드리워져 후크(70)가 설치된다.
후크(70)의 대략적인 높이가 조절된 후, 윈치(15)의 작동을 정지시키면, 선박이 파도에 의해 상하 요동하면 후크(70)의 높이가 변화되는데, 이때에는 도 6 내지 도 7에서와 같이 와이어로프 길이 조절장치(90)의 유압실린더(91) 내로 고압의 작동유를 공급함으로서 로드(92)의 인출 정도를 조절하고, 이처럼 로드(92)가 이동됨에 따라 로드에 연결 고정되어 있는 이동도르래(R2)가 전후로 이동되어 이에 감긴 와이어로프(60)의 길이가 조절되며, 결과적으로 후크(70)에 매달린 작업물은 높이를 일정하게 유지하게 된다. 이동도르래(R2)의 이동에 의해 와이어로프(60)의 길이가 조절되면 그 조절된 길이만큼 윈치(15)가 회전하고, 이에 의해 와이어로프(60)는 긴장을 유지하게 된다.
이와 같이 와이어로프 길이 조절장치(90)는 크레인에 의한 해상 작업 도중에 파도에 의한 선박의 상하 요동으로 인해 후크(70)의 높이가 변화되지 않도록 선박의 상하 요동에 맞춰 와이어로프(60)의 길이를 보상하여 후크(70)의 높이를 일정하게 유지한다. 작업물이 해저 등의 작업 공간에 도달하기 전까지 와이어로프(60)의 길이 변화 보상은 MRU(80), 컨트롤유닛(11)과 와이어로프 길이 조정장치(90) 등을 사용한다. 이와 같이 MRU(80), 컨트롤유닛(11)과 와이어로프 길이 조정장치(90)등을 사용하여 파도에 의한 선박의 상하 요동을 보상하는 것을 적극적 보상(ACTIVE HEAVE COMPENSATION)이라 한다.
한편 작업물이 해저 등 작업 공간에 이송 완료된 후에는 작업물은 작업 공간에 고정되는데, 이때 파도에 의해 선박이 상하 요동하게 되면 선박의 상하 요동에 따라 작업물과 연결되어 있는 와이어로프(60)에 장력이 발생하게 되는데, 이 장력 발생은 억제되어야 한다. 이를 위해서는 전술한 바와 같은 MRU(80), 컨트롤유닛(11)과 와이어로프 길이 조정장치(90) 대신에 완충장치(100), 완충실린더(102)와 와이어로프 길이 조정장치(90)를 사용하여 와이어로프(60)의 길이 변화를 조절한다. 이와 같이 완충장치(100), 완충실린더(102)와 와이어로프 길이 조정장치(90)를 사용하여 파도에 의한 선박의 상하 요동을 보상하는 것을 소극적 보상(PASSIVE HEAVE COMPENSATION)이라 한다.
완충장치(100) 등에 의해 와이어로프(60)의 길이 변화를 조절함에 있어서 완충장치(100)는 일종의 탄성스크링과 같은 기능을 한다. 이러한 완충장치(100)의 실시예로는 어큐뮬레이터와 같은 장치가 사용될 수 있고, 또 다른 예로는 도 8 내지 도 9에서와 같이 유압실린더(91)와 일단이 연결되는 유압라인(101)과, 피스톤(103)에 의해 내부 공간이 좌우로 구획되며, 상기 유압라인(101)이 한쪽 내부공간으로 연통하도록 설치되는 완충실린더(102)와, 상기 완충실린더(102)의 다른 공간으로 일단이 연통하도록 설치되는 가스라인(104)과, 상기 가스라인(104)의 다른 끝단에 설치되는 다수의 가스충전탱크(105)를 포함하는 장치로 실시될 수 있다.
이때 상기 가스충전탱크(105)에 충전되는 가스는 가스 압축이 용이한 질소가스가 선택된다.
작업물이 작업 공간에 위치하여 고정된 상태에서, 와이어로프 길이 조절장치(90)에 적정의 고압작동유가 공급된 상태에서, 유압실린더(91)와 완충장치(100)를 연결하는 유압라인(101)의 밸브(106)를 개방하면, 유압실린더(91)를 거쳐 완충실린더(102)로 적정 양의 작동유가 흐르면서 실린더 내에 고압 작동유가 보충되고, 이처럼 고압 작동유를 보충하여 완충실린더(102) 내로 적정 양의 작동유가 주입되면 유압실린더(91)의 입, 출구를 차단한다.
이와 같이 작동유의 공급을 멈춘 유압실린더(91)는 질소가스와 유압에 의해 와이어로프(60)에 가해지는 긴장의 정도를 항상 일정하게 유지하는데, 먼저 선박의 상 방향 요동에 의해 와이어로프(60)가 아래로 당겨지면, 이동도르래(R2)가 눌리면서 로드(92)가 유압실린더(91) 내로 밀려들어가 유압실린더(91) 내의 작동유가 완충실린더(102)로 이동하고, 완충실린더(102)로 작동유가 이동한 만큼 그 내부의 피스톤(103)이 반대 방향으로 이동하면서 질소가스를 상대적으로 압축하게 된다.
반대로 선박의 아래 방향 요동에 의해 와이어로프(60)가 느슨해지면, 가스충전탱크(105)에 충전된 가스의 압력에 의해 완충실린더(102) 내의 피스톤(103)을 반대 방향으로 밀고, 이에 의해 완충실린더(102) 내의 작동유가 유압실린더(91)로 유입되면서 로드(92)가 인출되어 이동도르래(R2)를 이동시켜 느슨해진 와이어로프(60)를 팽팽하게 당겨 적정의 상태를 유지시키게 된다.
컨트롤유닛(110)은 MRU(80)에서 측정된 선박의 상하 요동 거리 값에 따라 유압밸브(85)의 개폐 정도를 조절하여 와이어로프 길이 조절장치(90)의 유압실린더(91)로 고압 작동유를 공급하게 하도록 제어함으로써, 와이어로프 길이 조절장치(90)를 작동시키는 장치이다.
선박의 상하 요동량을 MRU(80)에서 측정하고, 컨트롤유닛(110)에서 유압실린더(91)의 이송거리를 결정하여 유압을 공급하는데, 이때 유압실린더(91)의 실제 이동 거리와 컨트롤유닛(110)에서 이동시키고자 한 거리 간에 오차가 생길 수 있다. 거리보정유닛(120)은 이러한 오차를 보정하기 위해 이동도르래(R2)가 실제로 이동한 거리를 감지하는 장치이다.
이러한 거리보정유닛(120)은 도 10에서와 같이 이동도르래(R2)의 이동구간과 평행하도록 설치되는 이동바(121)와, 상기 이동바(121)의 외주면에 설치되어 이동도르래(R2)를 따라 이동하는 마그네트센서(122)와, 상기 이동바(121) 내부의 중공부(H)로 초음파를 송수신하는 초음파감지부(123)와, 상기 초음파감지부(123)를 통해 감지된 초음파신호를 디지털 또는 아날로그 신호로 변환하여 컨트롤유닛(110)에 송신하는 신호변환기(124)를 포함한다.
상기와 같은 거리보정유닛(120)은 컨트롤유닛(110)에서 유압실린더(91)에 고압작동유를 공급하여 로드(92)를 유압실린더(91) 내외로 인입 또는 인출시키면, 로드(92) 끝단에 설치된 이동도르래(R2)가 이동하는데, 이때 로드(92)에 설치된 마그네트센서(122)가 함께 이동한다.
마그네트센서(122)는 이동바(121)의 외주면에 설치되어 이동바(121)와는 비접촉상태에서 슬라이딩 이송되는 감지센서이며, 이동바(121)는 그 내부에 길이방향으로 연통되는 중공부(H)가 형성되고, 초음파감지부(123)는 이동바(121)의 중공부(H)로 초음파 신호를 송출하여 초음파의 파장의 변화를 감지하는 구성이다. 마그네트센서(122)는 이동바(121) 내의 초음파 신호에 변동을 일으키고(도 10의 원 내 그림 참조), 초음파감지부(123)는 파장의 변동 거리를 측정하여 이동도르래(R2)가 실제 이동한 거리를 측정하고, 측정된 이동 값을 신호변환기(124)를 통해 디지털 또는 아날로그 신호로 변환한 후, 컨트롤유닛(110)에 송출한다.
이와 같이 이동도르래(R2)의 실제 이동거리가 컨트롤유닛(110)에 입력되면, 컨트롤유닛(110)은 유압실린더(91)에 공급한 유량에 따라 예측한 이동거리와 실제 이동거리 간의 오차를 판단하고, 이동도르래(R2)의 부족한 이동거리를 보정할 수 있도록 유압밸브(85)를 재설정하여 제어한다.
이상과 같은 본 발명은 해양장비나 선박 또는 구조물을 인양하거나, 선박과 선박 간에 작업물을 이동할 때, 또는 해저에 작업물을 이송할 때에, 파도에 의한 선박의 상하 요동으로 와이어로프(60)의 높이가 달라지는 것을 실시간으로 보정할 수 있는 기술적 특징이 있다.
10: 본체 15: 윈치
20: 지지부 30: 메인지브
35: 메인실린더 40: 넉클지브
45: 넉클실린더 50: 링크부
60: 와이어로프 70: 후크
80: MRU장치 85: 유압밸브
90: 와이어로프 길이 조절장치 91:유압실린더
92: 로드 100: 완충장치
101: 유압라인 102: 완충실린더
103: 피스톤 104: 가스라인
105: 가스충전탱크 106: 밸브
110: 컨트롤유닛 120: 거리보정유닛
121: 이동바 122: 마그네트센서
123: 초음파감지부 124: 신호변환기
H: 중공부 R1: 고정도르래
R2: 이동도르래

Claims (5)

  1. 크레인을 지지하는 본체(10)와; 상기 본체(10)를 회전가능하게 지지하는 지지부(20)와; 상기 본체(10)에 회동 가능하게 설치되는 메인지브(30)와; 상기 메인지브(30)의 끝단에 위치되는 넉클지브(40)와; 상기 메인지브(30)와 넉클지브(40)를 연결하는 링크부(50)와; 상기 메인지브(30)와 넉클지브(40)의 각도를 각각 조절하는 메인실린더(35) 및 넉클실린더(45)와; 상기 본체(10)에 구비되는 윈치(15)와; 상기 윈치(15)에 한쪽 끝단이 고정되고, 다른 끝단은 메인지브(30)와 넉클지브(40)를 거쳐 그 자유단이 하향으로 드리워지도록 설치되는 와이어로프(60)와; 상기 와이어로프(60)의 자유단에 설치되는 후크(70)를 포함하는 선박용 크레인에 있어서,
    상기 메인지브(30)와 넉클지브(40)에 설치되는 다수의 고정 도르래(R1)와;
    상기 윈치(15)와 고정 도르래(R1)의 사이 또는 고정도르래(R1)와 고정도르래(R1) 사이에 설치되어 와이어로프(60)의 길이를 조절하는 이동도르래(R2)와;
    선박에 장착되어 파도에 의한 선박의 상하 요동을 감지하고 요동량을 측정하는 MRU(80)와;
    상기 MRU(80)에서 측정된 값에 따라 이동도르래(R2)를 이송시키는 와이어로프 길이 조절장치(90)와;
    상기 와이어로프 길이 조절장치(90)와 연동되어 파도에 의한 선박의 상하 요동에 따라 발생되는 와이어로프(60)의 길이 변화를 흡수하는 완충장치(100)와;
    상기 MRU(80)에 의해 측정된 값을 통해 와이어로프(60)의 보상 값을 연산하고, 이에 의해 와이어로프 길이 조절장치(90)의 작동을 제어하는 컨트롤유닛(110)과;
    상기 와이어로프 길이 조절장치(90)에 의해 이송되는 이동도르래(R2)의 실제 이동거리를 감지하고, 실제 이동거리와 이동해야 하는 거리 사이의 오차를 보정하는 거리보정유닛(120)을 포함하는 것을 특징으로 하는 해양 선박용 넉클 크레인의 요동 보상장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 와이어로프 길이 조절장치(90)는 그 끝단에 이동도르래(R2)가 설치되는 로드(92)와, 상기 로드(92)가 인입 및 인출되는 유압실린더(91)로 이루어지고;
    상기 완충장치(100)는 상기 유압실린더(91)와 일단이 연결되는 유압라인(101)과, 완충실린더(102)에 의해 내부 공간이 좌우로 구획되며, 상기 유압라인(101)이 일측 공간으로 연통하도록 설치되는 피스톤(103)과, 상기 완충실린더(102)의 다른 공간으로 일단이 연통하도록 설치되는 가스라인(104)과, 상기 가스라인(104)의 다른 끝단에 설치되는 다수의 가스충전탱크(105);로 구성된 것을 특징으로 하는 해양 선박용 넉클 크레인의 요동 보상장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 가스충전탱크(105)는 질소가스가 충전되는 것을 특징으로 하는 해양 선박용 넉클 크레인의 요동 보상장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 컨트롤유닛(110)은 MRU(80)에서 측정된 값에 따라 유압밸브(85)의 개폐 정도를 조절하여 와이어로프 길이 조절장치(90)의 유압실린더(91)를 제어하는 것을 특징으로 하는 해양 선박용 넉클 크레인의 요동 보상장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 거리보정유닛(120)은 이동도르래(R2)의 이동구간과 평행하도록 설치되는 이동바(121)와, 상기 이동바(121)의 외주면에 설치되어 이동도르래(R2)를 따라 이동하는 마그네트센서(122)와, 상기 이동바(121) 내부의 중공부(H)로 초음파를 송수신하는 초음파감지부(123)와, 상기 초음파감지부(123)를 통해 감지된 초음파신호를 디지털 또는 아날로그 신호로 변환하여 컨트롤유닛(110)에 송신하는 신호변환기(124)로 구성된 것을 특징으로 하는 해양 선박용 넉클 크레인의 요동 보상장치.
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