KR101661905B1 - 크레인 장치 - Google Patents

Abstract

크레인 장치가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 크레인 장치는 끝단부가 대상물과 연결되는 크레인 와이어와, 상기 크레인 와이어를 권취하는 크레인 윈치와, 상기 크레인 와이어의 일부를 지지하고 선회 및 틸팅 동작하는 붐대와, 상기 크레인 와이어의 끝단부를 상기 붐대를 따라 이동시키기 위한 이동 수단을 포함하는 크레인 본체; 및 틸팅된 상기 붐대의 끝단부를 지지하는 지지 부재를 포함한다.

Description

크레인 장치{Crane apparatus}

본 발명은 크레인 장치에 관한 것이다.

일반적인 중량물을 리프팅하기 위해 크레인이 사용된다. 크레인은 사용환경 및 용도에 따라 다양한 형태를 가진다.

FPSO와 같은 해양 플랜트의 경우 중량물을 하역 또는 선적하기 위해 지브 크레인이 사용된다. 지브 크레인은 외팔보 형태의 붐을 가지며, 지브 크레인이 중량물을 리프팅하는 과정에서 붐이 틸팅된다.

이러한 지브 크레인은 작업 반경에 제한이 있다. 여기서 작업 반경이란 붐의 선회 중심축에서 리프팅 가능한 중량물까지의 거리를 의미한다.

이러한 작업 반경은 붐의 틸팅각에 비례한다. 여기서 틸팅각이란 수직선을 기준으로 기울어진 각도를 의미한다. 중량물이 과중한 경우, 붐의 틸팅각이 소정의 크기를 넘으면 붐이 전도되거나 손상될 위험이 있기 때문에 붐은 전도되거나 손상되지 않는 한도에서 틸팅되어야 한다.

이와 같이 붐의 틸팅각이 제한된다는 것은 지브 크레인이 중량물을 리프팅할 수 있는 작업 반경이 제한된다는 것을 의미한다. 따라서 지브 크레인의 작업 반경은 붐의 허용 틸팅각에 의해 결정된다.

그런데 이와 같은 종래의 지브 크레인은 중량물이 작업 반경을 벗어나 위치하는 경우 중량물을 리프팅하지 못하는 문제가 있다.

이와 같은 한계를 극복하기 위해 붐의 크기를 키우거나 지브 크레인의 구동 장치의 용량을 키우는 등 지브 크레인의 크기를 증가시킬 수 있다.

하지만 지브 크레인의 크기를 증가시키는 경우 지브 크레인의 단가가 올라가고, 지브 크레인을 설치하기 위한 공간이 과도하게 요구되는 문제가 있다. 특히, 해양 플랜트의 경우, 다수의 장비가 컴팩트하게 설치되어야 하는 환경을 고려할 때 부피가 큰 지브 크레인의 설치는 비용적, 공간적 제약이 따른다.

등록실용신안공보 제20-0438055호(2008.1.21)

본 발명의 실시예는, 설치 비용이 적고 공간 활용성이 좋은 크레인 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 끝단부가 대상물과 연결되는 크레인 와이어와, 상기 크레인 와이어를 권취하는 크레인 윈치와, 상기 크레인 와이어의 일부를 지지하고 선회 및 틸팅 동작하는 붐대와, 상기 크레인 와이어의 끝단부를 상기 붐대를 따라 이동시키기 위한 이동 수단을 포함하는 크레인 본체; 및 틸팅된 상기 붐대의 끝단부를 지지하는 지지 부재를 포함하는, 크레인 장치가 제공될 수 있다.

상기 크레인 본체는, 상기 붐대의 끝단부에 설치되어 상기 크레인 와이어를 지지하는 고정 풀리를 더 포함할 수 있다.

상기 이동수단은, 상기 붐대를 따라 이동하며 상기 크레인 와이어를 지지하는 이동 풀리; 및 상기 이동 풀리를 이동시키기 위한 구동력을 제공하는 구동부를 포함할 수 있다.

상기 구동부는, 상기 붐대의 상면에 상기 붐대의 길이방향으로 연장 형성되는 랙 기어; 상기 랙 기어와 맞물리는 피니언 기어; 상기 피니언 기어를 회전시키는 구동 모터; 및 상부에 상기 피니언 기어가 지지되고 하부에 상기 이동 풀리가 지지되는 지지 프레임을 포함할 수 있다.

상기 붐대에는 상기 이동 풀리의 이동 시 간섭을 피하기 위한 가이드 홈이 형성될 수 있다.

상기 크레인 장치는, 지브 크레인 형태 또는 천장 크레인 형태로 사용 가능하다.

상기 크레인 장치는, 상기 대상물이 작업 반경을 벗어나 위치하는 경우, 천장 크레인 형태로 사용되고, 상기 대상물이 작업 반경 내에 위치하는 경우, 지브 크레인 형태로 사용될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 대상물이 지브 크레인 형태로는 리프팅하지 못하는 위치에 놓인 경우라도 천장 크레인 형태로 변형되어 대상물을 리프팅함으로써, 설치 비용 및 설치 공간이 큰 지브 크레인을 사용할 필요없이 대상물을 효과적으로 리프팅 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 크레인 장치를 나타내는 도면이고,
도 2는 도 1의 A-A 단면을 나타내는 도면이고,
도 3은 도 2에 도시된 부분을 위에서 바라본 도면이고,
도 4 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 크레인 장치의 작동을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 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 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

이하, 본 발명의 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 발명의 일 실시예에 따른 크레인 장치를 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1의 A-A 단면을 나타내는 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 부분을 위에서 바라본 도면이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 크레인 장치(10)는 크레인 본체(100)와 지지 부재(300)를 포함한다.

크레인 본체(100)는 크레인 와이어(110), 크레인 윈치(130), 붐대(150) 및 이동 수단(200)을 포함한다. 크레인 와이어(110)의 끝단부는 대상물(M)과 연결된다. 이때, 크레인 와이어(110)의 끝단부에는 연결 부재(111)가 설치될 수 있다. 연결 부재(111)는 샤클 또는 후크를 포함할 수 있으나 이에 국한되지 않는다. 크레인 와이어(110)는 그 일부가 붐대(150)에 설치된 고정 풀리(160)에 지지된 상태로 대상물(M)과 연결된다.

크레인 윈치(130)는 크레인 와이어(110)를 권취한다. 크레인 윈치(130)는 지지 포스트(170)에 고정 설치될 수 있으나 이에 국한되지 않는다.

붐대(150)는 지지 포스트(170)에 틸팅 가능하게 결합된다. 도시되지 않았으나 붐대(150)를 틸팅시키기 위한 구동부, 예컨대 유압 실린더(미도시)가 제공될 수 있다.

붐대(150)는 지지 포스트(170)에 결합된 상태로 선회할 수 있다. 이를 위해 도시되지 않았으나 지지 포스트(170)는 붐대(150)를 선회시키기 위한 구조를 가질 수 있다.

예컨대, 지지 포스트(170)는 하부 포스트(미도시)와 붐대(150)와 결합되어 하부 포스트에 회전 가능하게 결합되는 상부 포스트(미도시)를 포함할 수 있다. 이때, 붐대(150)를 선회시키기 위한 구동부, 예컨대 구동 모터(미도시) 및 기어 장치(미도시)가 제공될 수 있다.

붐대(150)에는 가이드 홈(151)이 형성될 수 있다. 가이드 홈(151)은 후술하는 이동 풀리(210)가 붐대(150)를 따라 이동할 때 붐대(150)와 간섭하지 않고 이동할 수 있다. 이 경우, 붐대(150)와 이동 풀리(210)가 근접 배치되어 컴팩트한 크레인 장치(10)를 구현할 수 있다.

이동 수단(200)은 크레인 와이어(110)의 끝단부를 붐대(150)를 따라 이동시킨다. 이러한 이동 수단(200)은 이동 풀리(210)와 구동부(230)를 포함한다. 이동 풀리(210)는 붐대(150)를 따라 이동하며 크레인 와이어(110)의 일부를 지지한다. 크레인 와이어(110)는 크레인 윈치(130)에서 고정 풀리(160) 및 이동 풀리(210)를 경유하여 대상물(M)과 연결된다.

구동부(230)는 이동 풀리(210)를 이동시키는 구동력을 제공한다. 이러한 구동부(230)는 랙 기어(231), 피니언 기어(233), 구동 모터(235), 지지 프레임(237)을 포함한다.

랙 기어(231)는 붐대(150)의 상면에 붐대(150)의 길이방향으로 연장 형성된다. 랙 기어(231)는 붐대(150)의 상면에 2열로 제공될 수 있다. 피니언 기어(233)는 랙 기어(231)와 맞물려 회전하도록 작동한다. 피니언 기어(233)는 2열로 제공된 랙 기어(231)에 대응하여 한 쌍으로 제공될 수 있다.

피니언 기어(233)는 구동 모터(235)에 의해 회전한다. 구동 모터(235)는 피니언 기어(233)에 직접 연결되어 구동력을 직접 전달할 수 있다. 대안적으로 구동 모터(235)의 구동력은 별도의 기어에 의해 피니언 기어(233)로 전달될 수 있다.

피니언 기어(233)는 지지 프레임(237)의 상부에 회전 가능하게 지지된다. 그리고 지지 프레임(237)의 하부에는 이동 풀리(210)가 회전 가능하게 지지된다. 그리고 구동 모터(235)는 지지 프레임(237)에 지지되어 피니언 기어(233)에 구동력을 전달한다.

이러한 구동부(230)는 구동 모터(235)의 구동력이 피니언 기어(233) 및 랙 기어(231)를 통해 지지 프레임(237)에 전달되어 지지 프레임(237)에 지지된 이동 풀리(210)를 이동시킨다.

도 1과 같이 틸팅된 붐대(150)는 지지 부재(300)에 의해 지지한다. 이때, 지지 부재(300)는 도 1에 도시된 바와 같이 붐대(150)의 끝단부를 지지할 수 있다. 또는 지지 부재(300)는 도시되지 않았으나 붐대(150)의 중앙부를 지지할 수 있음은 물론이다.

지지 부재(300)는 붐대(150)의 선회축(X)으로부터 소정의 거리만큼 이격되어 배치된다.

이와 같이 구성된 크레인 장치(10)는 지브 크레인 또는 천장 크레인 형태로 사용될 수 있다. 즉, 붐대(150)가 지지 부재(300)에 지지되지 않은 경우, 크레인 본체(100)는 통상적인 지브 크레인 형태로 사용될 수 있다. 그리고 붐대(150)가 지지 부재(300)에 지지되는 경우 크레인 장치(10)는 통상적인 천장 크레인 형태로 사용될 수 있다.

도 4 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 크레인 장치의 작동을 설명하기 위한 도면이다. 이하, 도 4 내지 도 7을 참조하여, 본 실시예에 따른 크레인 장치의 작동을 설명한다.

먼저 도 4를 참조하면, 크레인 장치(10)는 지브 크레인 형태로 사용된다. 그리고 대상물(M)은 크레인 장치(10)가 지브 크레인 형태로 사용할 때 갖게 되는 작업 반경(Rm)을 벗어나 위치한다. 이 경우, 지브 크레인 형태로 사용되는 크레인 장치(10)로는 대상물(M)을 리프팅할 수 없다.

이때, 크레인 장치(10)는 도 5와 같이 천장 크레인 형태로 변형된다. 도 5를 참조하면, 붐대(150)는 지지 부재(300)에 지지되고, 이동 수단(200)은 크레인 와이어(110)의 끝단부를 대상물(M) 쪽으로 이동시킨다. 그리고 크레인 와이어(110)의 끝단부를 대상물(M)과 연결하고, 크레인 윈치(130)로 크레인 와이어(110)를 권취하여 대상물(M)을 리프팅한다.

이후, 이동 수단(200)은 도 6과 같이 대상물(M)을 작업 반경(Rm) 내로 이동시킨다. 이때, 크레인 윈치(130)는 대상물(M)이 적정 높이를 유지하도록 크레인 와이어(110)를 풀도록 작동할 수 있다.

이후, 도 7과 같이 대상물(M)을 선회시킬 필요가 있는 경우, 크레인 장치(10)는 지브 크레인 형태로 사용된다. 도 7을 참조하면, 붐대(150)는 선회축(X)을 중심으로 선회하고, 대상물(M)은 초기 위치(도 4 참조)에서 선회축(X)의 반대쪽에 위치할 수 있다. 붐대(150)가 선회하는 과정에서 이동 수단(200)은 정지한 상태를 유지할 수 있다.

이와 같이 작동하는 크레인 장치(10)는 대상물(M)이 지브 크레인 형태로는 리프팅하지 못하는 위치에 놓인 경우라도 천장 크레인 형태로 변형되어 대상물(M)을 리프팅할 수 있다. 따라서 설치 비용 및 설치 공간이 큰 지브 크레인을 사용할 필요없이 대상물(M)을 효과적으로 리프팅 할 수 있다.

한편, 도 4 내지 도 7은 본 실시예에 따른 크레인 장치(10)를 사용하여 작업 반경(Rm)을 벗어난 위치에 놓인 대상물(M)을 리프팅하여 다른 장소로 이동시키는 과정을 설명하였다. 그러나 이는 예시에 불과하고 본 실시예에 따른 크레인 장치(10)는 다른 장소에 놓인 대상물(M)을 작업 반경(Rm)을 벗어난 목적 위치로 옮기기 위해 사용될 수 있음은 물론이다.

한편, 본 실시예에 따른 크레인 장치(10)는 변형 없이 지브 크레인 형태 또는 천장 크레인 형태로만 사용될 수 있음은 물론이다.

한편, 본 실시예에 따른 크레인 장치(10)는 이동 수단(200)이 붐대(150)를 따라 이동하는 과정에서 구동력이 부족한 경우, 이를 보충하기 위한 추가적인 구동력을 제공하는 추가 구동부(미도시)를 포함할 수 있다. 예컨대 추가 구동부는 지지 프레임(237)을 당기기 위한 윈치(미도시) 및 와이어(미도시)를 포함할 수 있으나 이에 국한되지 않는다.

한편, 본 실시예에 따른 크레인 장치(10)는 FPSO와 같은 해양 구조물, 시추선과 같은 특수선, 그리고 일반 상선에 설치될 수 있다. 이 경우, 작업 반경을 벗어나 위치하는 대상물을 옮기기 위해 부피가 크고 비용이 많이 드는 지브 크레인을 사용할 필요가 없어 공간 활용성이 향상되고, 설치 및 운용 비용이 저감될 수 있다.

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

10 : 크레인 장치 100 : 크레인 본체
110 : 크레인 와이어 111 : 연결 부재
130 : 크레인 윈치 150 : 붐대
151 : 가이드 홈 160 : 고정 풀리
170 : 지지 포스트 200 : 이동 수단
210 : 이동 풀리 230 : 구동부
231 : 랙 기어 233 : 피니언 기어
235 : 구동 모터 237 : 지지 프레임

Claims (6)

1. 끝단부가 대상물과 연결되는 크레인 와이어와, 상기 크레인 와이어를 권취하는 크레인 윈치와, 상기 크레인 와이어의 일부를 지지하고 선회 및 틸팅 동작하는 붐대와, 상기 크레인 와이어의 끝단부를 상기 붐대를 따라 이동시키기 위한 이동 수단을 포함하는 크레인 본체; 및
   틸팅된 상기 붐대를 지지하는 지지 부재를 포함하고,
   상기 대상물이 작업 반경을 벗어나 상기 붐대의 선회축과 상기 지지 부재 사이에 위치하는 경우, 천장 크레인 형태로 사용되고,
   상기 대상물이 작업 반경 내에 위치하는 경우, 지브 크레인 형태로 사용되는, 크레인 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 크레인 본체는,
   상기 붐대의 끝단부에 설치되어 상기 크레인 와이어를 지지하는 고정 풀리를 더 포함하고, 크레인 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 이동수단은,
   상기 붐대를 따라 이동하며 상기 크레인 와이어를 지지하는 이동 풀리; 및
   상기 이동 풀리를 이동시키기 위한 구동력을 제공하는 구동부를 포함하는, 크레인 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 구동부는,
   상기 붐대의 상면에 상기 붐대의 길이방향으로 연장 형성되는 랙 기어;
   상기 랙 기어와 맞물리는 피니언 기어;
   상기 피니언 기어를 회전시키는 구동 모터; 및
   상부에 상기 피니언 기어가 지지되고 하부에 상기 이동 풀리가 지지되는 지지 프레임을 포함하는, 크레인 장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 크레인 장치는,
   지브 크레인 형태 또는 천장 크레인 형태로 사용 가능한, 크레인 장치.
6. 삭제

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