Combined Umbilical Winch 설계

Fig. 2.2 Combined Umbilical Winch

통합 엄빌리컬 권양기는 크게 Level Wind, 엄빌리컬 권양기, 동력 공급 장치로 구분하며 Fig. 2.2와 같다.

통합 엄빌리컬 권양기의 제원은 Table 2.4와 같다.

Length 2550 mm

Width 1948 mm

Height 5930 mm

Weight 28000 kg

Material KR A36

Table 2.4 Data of Combined Umbilical Winch

2.2.1.1 Level Wind 설계

Fig. 2.3 Level wind

Level Wind는 엄빌리컬 케이블이 드럼에 잘 감길 수 있도록 하는 역할 로서 드럼이 동작될 때 엄빌리컬 케이블의 움직임을 감지하기 위해 Fig.

2.3과 같이 Fleet Angle Sensor를 부착하여 엄빌리컬 케이블의 움직이는 방향에 따라 Sheave가 따라 움직이도록 설계하였고, 하중 감지 센서와 길 이 감지 센서를 부착 하여 실시간 권양기에 걸리는 힘과 엄빌리컬 케이블 의 풀림 길이를 알 수 있도록 하였다. Level Wind를 구성하고 있는 센서 는 아래 Table 2.5와 같다.

Load Cell Length Counter

Fleet Angle Sensor

Rated Capacity

(R.C)

20 Ton Resolution 3,000 Rated Current

Current Max. 10mA Dielectric strength

2,000V a.c 50/60Hz for

1 min

Creep Error ≤0.05% in 20min

consumption Max. 80mA Life expectancy

Min.

1million time Excitation

Voltage 10V Moment of Inertia

Table 2.5 Sensor for Level Wind

2.2.1.2 업빌리컬 권양기 설계

Fig. 2.4 Umbilical winch

Level wind는 ROV가 해저 1600m까지 내려가더라도 충분히 잘 운용될 수 있도록 드럼이 엄빌리컬 케이블을 충분히 감을 수 있는 사이즈가 되어 야 한다.

원활한 엄빌리컬 케이블의 감김을 위하여 일반 Groove type이 아닌 Lebus type의 Groove를 채택하여 엄빌리컬 케이블의 Layer가 많이 올라가 더라도 동작 중 엄빌리컬 케이블이 안쪽으로 파고 들어가는 것을 방지 하 였으며 그 형상은 Fig. 2.4와 같다.

엄빌리컬 케이블이 최종적으로 감기는 마지막 열을 결정하는 식은 식

유압 모터는 ROV 운용 시 일정한 장력을 주고, 해상 상태에 따라 속도 변화가 가능하도록 Fig. 2.5에서 보여주는 바와 같이 고정 토출 형이 아닌 가변 토출형의 유압 모터를 채택하였다.

Fig. 2.5 Permitted displacement in relational speed

또한, 유압 모터를 복수형으로 적용하여 모터 한 개가 고장 나더라도 나 머지 한 개로 동작이 가능하도록 설계하였다. 유압 모터를 결정하는 식은 식(2.3)과 같다.

_   × ^× ∆ × _× _×

 × × _

(2.3)

여기서,

W : ROV & TMS & 엄빌리컬 케이블 무게

Df : 드럼에 감겨있는 엄빌리컬 케이블 바깥 외경까지의 직경 ηm : 유압모터의 기계효율

ηw : 감속기의 기계효율 Outside Diameter of Umbilical Cable (Df) 1732.8 mm Mechanical Efficiency of Hydraulic Motor (ηm) 0.9

Mechanical Efficiency of reducer (ηw) 0.9 Max. Working Pressure (∆P) 230 kg/cm2

Table 2.6 Parameter of Hydraulic motor

Drum Flange Diameter 2200 mm

Umbilical Layer 11 Layer

Weight 19000 kg

Hydraulic Motor 108 cc/rev × 2ea Max. Working Pressure 230 kg/cm2

Table 2.7 Data of Umbilical Winch

2.2.1.3 Hydraulic Power Unit 설계

Fig. 2.6 Hydraulic Power Unit

HPU(Hydraulic Power Unit)는 ROV LARS의 설치 구역이 협소하기에 설 치에 용이하도록 Fig. 2.6과 같이 콤팩트하게 설계하였다. 또한 Control Panel을 HPU 프레임에 부착함으로써 운영적인 면과 유지 보수 측면을 모 두 고려하였으며, Redundancy 개념을 도입하여 한 개의 전기모터나 유압 펌프가 고장 나더라도 다른 한 개로도 운용을 할 수 있도록 설계하였다.

또한 심해로 장시간 ROV를 올리고 내려야 하기 때문에 이로 인한 열 발 생량을 줄이기 위하여 해수 냉각기를 장착 하였다.

Hydraulic Pump Unit의 사이즈를 결정하는 식은 식(2.4)과 같다.

HPU의 전기 모터 용량을 결정하는 식은 식(2.5)과 같다.

Max. System Pressure 280 kg/cm2 Hydraulic Pump 135cc/rev × 2ea

Max. Oil Flow 480 L/min

Weight 6500 kg

Electric Motor 104kw × 2ea Table 2.8 Data of Hydraulic Power Unit