KR20160002707U - 해상 크레인 - Google Patents

Abstract

해상 크레인이 개시된다. 본 고안에 일 측면에 따른 해상 크레인은 수상에 부유하여 이동 가능한 본체; 선회 가능하도록 일단이 상기 본체에 설치되는 인양부; 상기 인양부의 타단에 연결되어 상기 인양부의 타단으로부터 상하 방향으로 이동 가능한 제1 와이어 로프; 상기 제1 와이어 로프의 일단에 연결되어 운반되는 중량체; 및 자중에 의해 중력방향으로 상기 중량체에 압력을 가하도록 상기 중량체와 연결되는 균형추;를 포함한다.

Description

해상 크레인{FLOATING CRANE}

본 고안은 해상 크레인에 관한 것이다.

해상 크레인은 바다에 침몰된 선박의 인양 작업, 선박 건조 및 교량 건설 등을 위해 해상에서 사용하는 기중기로서, 육상 크레인으로 접근하기 힘든 해상에서 중량체를 운반하기 위해 이용되는 크레인이다.

해상 크레인은 해상에서 화물 등을 원하는 위치로 운반하기 위해 해상에 부유할 수 있는 선체에 화물 등을 이동시키고 회전 등 방향을 전환할 수 있는 붐, 지브 등이 설치되어 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2014-0036456호 (2014.03.26)

본 고안은 중량체 운반시 중량체의 진동을 감소시켜 안정적으로 목적지까지 이송할 수 있는 해양 크레인을 제공하기 위한 것이다.

본 고안의 일 측면에 따르면, 수상에 부유하여 이동 가능한 본체; 선회 가능하도록 일단이 상기 본체에 설치되는 인양부; 상기 지브의 타단에 연결되어 상기 인양부의 타단으로부터 상하 방향으로 이동 가능한 제1 와이어 로프; 상기 제1 와이어 로프의 일단에 연결되어 운반되는 중량체; 및 자중에 의해 중력방향으로 상기 중량체에 압력을 가하도록 상기 중량체와 연결되는 균형추;를 포함하는 해상 크레인을 제공한다.

상기 균형추는 유선형으로 형성되는 몸체부를 포함할 수 있다.

상기 균형추는 상기 몸체부의 양측면 각각으로부터 돌출되게 설치되는 한 쌍의 날개부를 더 포함할 수 있다.

상기 날개부는 돌출 방향에 대하여 수직한 종단면이 유선형으로 형성될 수 있다.

상기 해상 크레인은 상기 중량체와 상기 균형추 사이를 연결하는 제2 와이어 로프를 더 포함할 수 있다.

상기 균형추는 상기 제2 와이어 로프와 연결할 수 있는 체결부를 더 포함할 수 있다.

상기 균형추는 수중에 배치될 수 있다.

본 고안의 실시예에 따르면, 균형추를 중량체에 결합시켜 진동을 감소시킴으로써, 중량체를 안정적으로 목적지까지 이송할 수 있는 해양 크레인을 제공할 수 있다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 해상 크레인을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 균형추를 나타낸 도면이다.
도 3 내지 5는 본 고안의 일 실시예에 따른 해상 크레인이 중량체를 운반하는 상태를 도시한 도면이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 고안을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서, "상에" 라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상 측에 위치하는 것을 의미하는 것이 아니다.

또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 고안이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

이하, 본 고안에 따른 해상 크레인의 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 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 해상에서 중량체(400)를 운반하기 위해 이용되는 해상 크레인(1000)을 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 해상 크레인(1000)은 본체(100), 인양부(200), 제1 와이어 로프(300), 제2 와이어 로프(305) 및 균형추(500)을 포함하는 것을 확인할 수 있다.

본체(100)는 수상에 부유하여 이동 가능한 수단으로, 인양부(200)와 결합하여, 인양부(200)의 움직임을 제어할 수 있는 제어 수단을 포함하고, 일반적으로 해상 크레인(1000)에 있어서, 선체에 해당하는 부분이다.

본체(100)는 해상 크레인(1000)의 밸러스팅(ballasting) 또는 힐링(heeling)을 조절하여 해상에서 해상 크레인(1000)이 안정하게 작업할 수 있도록 할 수 있다.

본체(100)는 인양부(200)의 무게 및 인양하고자 하는 중량체(400)의 무게에 따라, 해상 크레인(1000)의 균형이 선수부 쪽으로 기울거나, 중량체(400)를 하적하는 과정에서, 해상 크레인(1000)의 균형이 선미부 쪽으로 기우는 경우, 선미에 발라스트 수를 채워 선미 부분을 가라앉히거나, 선수 부분에 발라스트수를 채워 선수 부분을 가라 앉히는 방법으로 해상 크레인(1000)의 균형을 조절한다.

인양부(200)는 일단이 본체(100)에 설치되어 선회 등 각도 등이 조절될 수 있으며, 컨테이너, 선박의 건조를 위한 중량체(400)를 승하강 시키거나, 원하는 목적지에서 중량체(400)를 하적 할 수 있다.

여기서, 중량체(400)는 선박 건조에 있어 피 조립체에 해당하는 것으로 블록(block) 등이 이에 해당할 수 있으며, 그 외에 콘테이너와 같은 중량을 가진 물건 모두를 포함하는 개념이다.

인양부(200)는 본체와 연결되는 부위의 일단에 윈치가 연결되어 윈치가 회전구동되면서, 윈치에 감긴 제1 와이어 로프(300)를 승강시킬 수 있으며, 윈치를 반대 방향으로 회전시켜, 제1 와이어 로프(300)를 하강시킬 수 있다.

인양부(200)의 일단에는 풀리 들이 결합되어 있어, 제1 와이어 로프(300)를 윈치 방향으로 가이드할 수 있으며, 제1 와이어 로프(300)는 윈치 방향으로 가이드 되어 진동 없이 승하강 할 수 있다.

제1 와이어 로프(300)는 인양부(200)의 타단에 연결되어 상기 인양부의 타단으로부터 상하 방향으로 이동 가능할 수 있다.

일반적으로, 크레인에 사용되는 와이어 로프는 양질의 탄소강이 와이어를 드로잉 가능한 인장강도가 130~180㎏/㎟의 소선(素線)을 여러 가닥 꼬아 합쳐서 스트랜드(strand)를 만들고, 이것을 기름을 매긴 마심(麻心) 또는 소선으로 구성된 스트랜드 주위에 여러 가닥 꼬아 합쳐서 만든 로프를 말한다.

제1 와이어 로프(300)는 인양부의 일단에 연결된 윈치 등의 회전 수단에 의해 귄취 승강을 용이하게 하고, 제1 와이어 로프(300)의 장력에 의해 인양부(200)에 전달하는 하중을 줄일 수 있다.

해상 크레인(1000)에 제1 와이어 로프(300)가 연결되는 경우에는 인양부(200)와 같은 철재 구조물 보다, 인장강도 및 항복강도가 높아 강한 외력에 잘 견디는 반면, 중량체(400)에 흔들리는 현상에 대해 유연하게 반응하여, 바람 파도와 같은 외력이 작용해 끊어지거나 부러지지 않고 견딜 수 있다.

반면, 제1 와이어 로프(300)는 인양부(200)에 결합되어, 중량체(400)를 이동시키는 경우, 중량체(400)에는 제1 와이어 로프(300)가 중량체(400)를 잡아당기는 장력과 중량체(400)에 작용하는 중력에 의해 중량체(400)는 진자 운동과 같은 진동을 발생시킨다.

제1 와이어 로프(300)에 매달린 중량체(400)는 이송하는 과정에서 해상 크레인(1000)의 속도 변화, 위치, 파도, 태풍과 같은 해상에서의 기후 조건이 외력으로 작용하고, 이와 같은 외력은 관성의 법칙에 의해 진동을 발생시킬 수 있다.

이러한 중량체(400)의 진동은 해상 크레인(1000)에 전달되어 해상 크레인(1000)의 균형 유지를 방해하여 전복되는 문제를 일으킬 수 있으며, 주변 구조물의 파손 또는 작업자 등의 인명 피해를 발생시킬 수 있다.

이와 같은 진동은 진동 주기가 빠를수록 해상 크레인(1000)에 전달하는 진동횟수도 많아져, 해상 크레인(1000)의 작업을 방해할 수 있다.

해상 크레인(1000)의 진동 또는 요동이 있는 경우, 안전한 작업을 위해 진동을 감쇄하기 위한 작업이 요구되고, 작업시간이 길어진다.

해상 크레인(1000)의 진동 또는 요동이 계속되는 경우 해상 크레인(1000)의 운행 속도를 줄이거나, 추진을 멈추게 되기 때문이다.

작업시간이 길어질 수록 공사기간도 길어져 작업 효율에 영향을 미치고, 작업에 드는 비용을 증가시킬 수 있다.

따라서, 해상 크레인(1000)이 안정적으로 작업하기 위해서는 중량체(400)의 진동을 줄이는 것이 요구된다.

중량체(400)의 진동을 줄이기 위해, 균형추(500)를 중량체(400)와 연결하여 진동을 감쇄할 수 있다.

중량체(400)에 균형추(500)를 매단 경우, 균형추(500)가 자중에 의해 중력방향으로 중량체(400)에 압력을 가하게 되므로, 중량체(400)가 진자와 같이 진폭을 갖는 주기 운동에서, 진폭을 작게 할 수 있다.

진폭이 작아지면, 중량체(400)의 진동에 의해 미치는 범위가 줄여, 진동에 의해, 중량체(400) 주변의 구조물에 미치는 범위를 작게 할 수 있으므로, 보다 해상 크레인(1000)의 안전한 운행을 가능하게 한다.

또한, 제2 와이어 로프(305)가 중량체(400)와 균형추(500) 사이를 연결하여, 진동 주기를 길게 할 수 있다.

진동주기는 진자의 길이가 길어질수록 진자의 진동주기가 줄어 진동이 자주 반복되는 것을 줄일 수 있으며, 이와 같은 원리를 이용하여, 중량체(400)와 균형추(500) 사이에 제2 와이어 로프(305)를 연결하여 진동주기를 늘릴 수 있다.

중량체(400)의 진동주기가 늘어나면, 크레인(1000)에 가해지는 진동 주기도 늘어나므로, 진동주기가 빠를 때보다 크레인(1000)에 가해지는 동일 시간 내에 가해지는 진동 횟수를 줄일 수 있는 효과가 있다.

중량체(400)는 제2 와이어 로프(305)와 연결을 용이하게 하기 위해 걸림부(405)를 포함할 수 있다.

도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 균형추(500)를 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 균형추(500)를 설명하면, 균형추(500)는 몸체부(505), 날개부(510), 체결부(515)를 포함할 수 있다.

몸체부(505)는 균형추(500) 중 가장 많은 부피 및 무게를 차지하는 부분으로 그 전체적 형상은 유선형 형태로 형성될 수 있다.

유선형은 유체 속에서 운동할 때, 저항을 적게 받을 수 있는 형상으로, 앞부분은 곡선으로 하고, 뒤로 갈수록 날렵해 지는 형상이다.

물고기의 몸체나 비행기의 날개와 몸체 등은 유선형을 이루고 있기 때문에, 기체, 액체 등의 흐름 속에서도 저항을 그 표면을 따라 흘려 보내고, 소용돌이를 일으키는 경우가 적으므로 물속과 같은 유체에서 이동하는 경우 저항을 최소화하여 움직일 수 있다.

몸체부(505)의 단면을 유선형으로 형성하는 경우 해상 크레인(1000)의 추진 시 물로부터 저항을 적게 받아 선형 이동 이외의 방향 전환 등 수중에서의 움직임을 보다 용이하게 할 수 있다.

또한, 몸체부(505)의 양측면에는 각각으로부터 돌출되게 설치되는 한 쌍의 날개부(510)를 포함할 수 있다.

날개부(510)의 형상 또한 몸체부(505)의 단면 형상과 같이 보다 용이하게 추진할 수 있도록, 단면이 유선형으로 형성될 수 있다.

날개부(510)는 몸체부(505)의 돌출 방향에 대하여 수직한 종단면이 유선형으로 형성될 수 있다.

몸체부(505)의 돌출 방향에 대하여 수직한 종단면이 유선형으로 형성되는 경우, 몸체부(505)의 추진방향에 대하여, 유선형이 형성되는 것이므로, 몸체부(505)의 추진시 저항을 최소화 하면서, 균형추(500)의 균형을 유지시킬 수 있다.

날개부(510)는 몸체부(505)의 양측에 좌우 대칭되게 형성되어 있어, 몸체부(505)에 좌우 동일한 하중을 실어 균형추(500)가 어느 일방향으로 치우지지 않고, 좌우 균형을 용이하게 유지할 수 있다.

균형추(500)의 균형이 유지되면, 중량체(400)의 진동을 보다 감소 시킬 수 있어 해상 크레인(1000)의 구동을 보다 안정적으로 할 수 있게 된다.

균형추(500)는 수중에 배치될 수 있다. 균형추(500)는 수중에 배치되면 균형추(500)가 공기 중에 있는 것보다 더 큰 저항이 작용하게 되어 중량체(400)의 진동을 보다 제한할 수 있다.

또한, 운항 조건에 따라 균형추(500)의 무게는 달라질 수 있으며, 본체(100)와 인양부(200)의 무게, 중량체(400)의 무게에 따라 균형추(500)의 무게를 달리 설정할 수 있다.

균형추(500)는 제2 와이어 로프(305)와 결합하기 위해 체결부(515)를 포함할 수 있다.

제2 와이어 로프(305)의 일단도 체결부(515)에 걸릴 수 있는 절곡 형상을 포함하여, 절곡 부위가 서로 걸려 결합할 수 있다.

또한, 체결부(515)는 도 2에 도시된 바와 같이, 체결부(515)의 일부 상부면에 일체로 돌출되어 관통된 부위에 제2 와이어 로프(305)의 일단이 결합할 수도 있다.

체결부(515)와 제2 와이어 로프(305)는 착탈 가능하도록 결합할 수 있어, 필요에 따라, 균형추(500)를 해상 크레인(1000)에 연결하거나, 중량체(400)의 하중에 따라 다른 무게의 균형추(500)를 매달 수 있다.

해상 크레인(1000)은 중량체(400)를 인양한 후에 이송시키고자 하는 과정에서 바람에 의해 인양부(200) 또는 제1 와이어 로프(300)가 요동치는 경우가 발생한다.

균형추(500)가 수중에 있고, 중량체(400)가 공중에 매달려 있는 경우, 인양부(200)가 회전하거나, 각을 바꾸는 경우 물의 저항에 의해 공기 중에 있을 때보다 회전에 의한 중량체(400)의 진동 또는 요동을 감소시킬 수 있다.

또한, 균형추(500)는 중량체(400)가 바람 등 외력에 의해 요동칠 때, 중량체(400)의 하중에 의해 중력방향으로 압력을 가함으로써, 좌우 흔들림에 대한 움직임을 감쇄시킬 수 있다.

균형추(500)는 균형추(500)의 속도를 해상 크레인(1000)의 속도와 동일하게 유지될 수 있도록 추진체를 포함할 수 있으며, 해상 크레인(1000)에서 제어될 수 있도록 하여, 해상 크레인(1000)의 속도 변화에 따른 진동을 줄일 수 있다.

도 3 내지 5는 본 고안의 일 실시예에 따른 해상 크레인이 중량체를 운반하는 상태를 나타낸 도면이다.

도 3은 중량체(400)가 해상 크레인(1000)에 연결된 도면이며, 도 4 는 중량체(400)에 균형추(500)만 추가된 경우이고, 도 5는 균형추(500)가 수중에 잠겨있을 때를 도시한 도면이다.

도 3 내지 5를 참조하면, 토잉(towing) 방향과 동일한 방향으로 바람 주변 환경에 따라 동일한 힘이 작용하는 경우 중량체(400)가 연결된 제1 와이어 로프(300)와 인양부(200)사이의 각도(α,β,γ)를 나타낸 그림이다.

중량체(400)가 연결된 제1 와이어 로프(300)와 인양부(200)사이의 각도(α,β,γ)는 그 각의 변화가 점차 작아지는 것(α＞β＞γ)을 확인할 수 있으며, 균형추(500)가 연결되어 있는 경우 중량체(400)만 제1 와이어 로프(300)에 연결될 때보다 진폭이 작아지는 것을 확인할 수 있으며, 균형추(500)가 수중에 있을 때 제1 와이어 로프(300)와 인양부(200)사이의 각도 (γ) 가 보다 작아지는 것을 확인할 수 있다.

중량체(400)에 균형추(500)가 연결되어 있으면, 균형추(500)의 무게가 추가되어 진동시 진폭을 감소시킬 수 있으며, 수중에 있는 경우 균형추(500)가 추진되는 방향과 반대 방향으로 물의 저항이 작용하여 보다 진폭을 감소시킬 수 있기 때문이다.

또한, 수중에 균형추(500)가 있는 경우 같은 중량이라 하더라도, 균형추(500)가 물에 잠기는 부피에 해당하는 물의 무게 만큼의 부력이 증가하므로, 해상 크레인(1000)이 균형추(500)의 실제 무게의 보다 영향을 적게 받아 보다 해상 크레인(1000)에 전달하는 하중을 보다 적게 할 수 있는 효과가 있다.

본 고안의 일 실시예에 따르면, 해상 크레인(1000)을 이용하여 중량체를 운반하는 작업시 중량체(400)의 진동을 감소시키기 위한 작업시간을 줄여 작업효율을 개선 시킬 수 있으며, 중량체(400)의 진동으로 발생하는 안정상의 문제를 해결하여 작업환경을 개선할 수 있는 효과가 있다.

이상, 본 고안의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 고안의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 고안을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 고안의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

100: 본체 200: 인양부
205: 후크 300: 제1 와이어 로프
305: 제2 와이어 로프 400: 중량체
500: 균형추 505: 몸체부
510: 날개부 515: 체결부

Claims (7)

1. 해상에서 중량체를 운반하기 위한 해상 크레인으로서,
   수상에 부유하여 이동 가능한 본체;
   선회 가능하도록 일단이 상기 본체에 설치되는 인양부;
   상기 인양부와 상기 중량체의 사이를 연결하는 제1 와이어 로프; 및
   자중에 의해 중력방향으로 상기 중량체에 압력을 가하도록 상기 중량체와 연결되는 균형추;를 포함하는 해상 크레인.
2. 제1항에 있어서,
   상기 균형추는,
   유선형으로 형성되는 몸체부를 포함하는, 해상 크레인.
3. 제2항에 있어서,
   상기 균형추는
   상기 몸체부의 양측면 각각으로부터 돌출되게 설치되는 한 쌍의 날개부를 더 포함하는, 해상 크레인.
4. 제3항에 있어서,
   상기 날개부는 돌출 방향에 대하여 수직한 종단면이 유선형으로 형성되는, 해상 크레인.
5. 제2항에 있어서,
   상기 중량체와 상기 균형추 사이를 연결하는 제2와이어 로프;를 더 포함하는, 해상 크레인.
6. 제5항에 있어서,
   상기 균형추는 상기 제2와이어 로프와 연결할 수 있는 체결부;를 더 포함하는, 해상 크레인.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 균형추는 수중에 배치되는 것인, 해상 크레인.

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