CN105307930B - 特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统以及利用该控制系统的控制方法 - Google Patents

特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统以及利用该控制系统的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了对特定环境内外力下的流动体的包括晃荡、砰击、冰冲击在内的冲击载荷实施检测的同时有效减少对特定环境内外力下的流动体的包括晃荡、砰击、冰冲击在内的冲击载荷的特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统。根据本发明，其组成包括：在开放空间或内部封闭的空间内存在的一定量流动体(200)内水平配置的漂浮装置(300)；与所述漂浮装置(300)垂直连接并配置于所述流动体内预先设置的位置的位置调节装置(400)；在所述流动体(200)内部、所述漂浮装置(300)、所述位置调节装置(400)或位于周边的结构物中选择设置，并检测预先设置的至少一个以上测定对象物理变化的传感装置(500)；以及利用由所述传感装置(500)传送的测定对象的物理变化值对所述漂浮装置(300)和所述位置调节装置(400)、所述传感装置(500)被设置的运输装置(100)或海洋结构物的流动体力学环境内外力、船体应力、6自由度运动及位置实施预测监测和预测控制的控制装置(600)。

Description

特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统以及利用该控 制系统的控制方法
技术领域
本发明涉及与环境外力监测联动的特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统以及利用该控制系统的控制方法，具体地，可以考虑环境外力和海洋结构物或运输装置的运动，减少晃荡(sloshing)、砰击(slamming)及冰冲击(Ice Collision)等包括在内的内外力下的流动体冲击载荷，且适用于河、湖水和运输装置上存在的流动体的特定环境内外力下的流动体冲击载荷控制系统以及利用该控制系统的控制方法。
背景技术
一般用于运输流动体货物的船舶制造形态比较多样化。
例如，制造运输LNG、LPG、水合物(Hydrate)、原油等流动体或燃料的装置时一般会考虑各运输物质的特征和环境内外力影响，使用形态特殊的运输装置或燃料舱将运输物质在极低温、低温或高温状态下进行密封或保温。
制造所述运输装置或燃料舱时重要的载荷条件之一就是晃荡(Sloshing)现象。
所谓晃荡现象是指，流动体在船体等运输装置移动时会持续受到运动能量，使具有自由表面的流动体急剧晃荡，进一步给运输装置内壁带来强大冲击的流体的举动，所述晃荡问题是应从海洋结构物或运输装置的制作初期开始成为考虑因素。
进一步，海洋结构物或运输装置的形态也从减少流动体引发的晃荡的同时能够充分承受可预测到的晃荡载荷的角度进行了设计。
在此过程中，为了避免结构上难以承受的晃荡载荷，船主只能接受对货物装载量进行限制的运输条件。
即便如此，由于晃荡荷载的不确定性，货物舱容易发生各种预想不到的损伤。
为解决所述问题，韩国注册专利第1043622号曾经提出了一种以漂浮在液体货物表面的多个浮力部件组成的晃荡控制装置。
但，利用现有技术依然无法阻止液体货物内部发生的晃荡现象，在液体货物表面发生的晃荡载荷非常不规则，且晃荡载荷大，因此无法完全阻止晃荡现象。
因此今后需考虑运输装置的内部或自然环境等特殊环境下的内外力影响，开发出一种可以减少包括晃荡、砰击或冰冲击在内的内外力对流动体的冲击载荷，且适用于河川、海或运输装置内流动体的特定环境内外力下的流动体冲击载荷控制系统。
发明内容
技术问题
本发明要解决的技术问题是，提供一种可以检测河、湖水、海等自然环境或集装箱、燃料桶等封闭运输装置内的特定环境内外力对流动体的包括晃荡、砰击、冰冲击在内的冲击载荷，且有效减少特定环境内外力对流动体的包括晃荡、砰击、冰冲击的冲击载荷的特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统。
本发明的另一个技术问题是，提供一种使用垫部件的第一盖子上固定的装卸部件既简单又迅速处理多个垫部件的连接作业、维修作业的特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统以及利用该控制系统的控制方法。
技术方案
本发明一个实施例的特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统包括：
构成开放空间或内部封闭的空间的运输装置(100)或者存在于海洋结构物的一定量流动体(200)内水平配置的漂浮装置(300)；
至少包括第一浮体(410)与第二浮体(420)中的一个，其中所述第一浮体(410)通过连接部件(430)与所述漂浮装置(300)连接并根据相互比重差异配置在垂直方向上部，所述第二浮体(420)通过连接部件(430)与所述漂浮装置(300)连接并根据相互比重差异配置在垂直方向下部的位置调节装置(400)；在所述流动体(200)内部、所述漂浮装置(300)、所述位置调节装置(400)或位于周边的结构物中选择设置，并检测预先设置的至少一个以上测定对象物理变化的传感装置(500)；以及利用由所述传感装置(500)传送的测定对象的物理变化值对所述漂浮装置(300)和所述位置调节装置(400)、所述传感装置(500)被设置的运输装置(100)或/以及海洋结构物的流动体力学环境内外力、船体应力、6自由度运动及/或者位置实施预测监测和预测控制的控制装置(600)。
有益效果
根据本发明的特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统，其有益效果在于，将垂直设置于垫部件上的浮体的比重不同地配置在流动体内部而有效检测将晃荡(sloshing)、砰击(slamming)、冰冲击(ice collision)包括在内的各种流动体冲击载荷的同时减少流动体的冲击载荷和BOG(Boil off Gas)；
利用垫部件的第一盖子上固定的装卸部件可以简单迅速处理垫部件的连接作业和维修作业，因此与使用金属线或绳索固定垫部件的传统方式相比，可以有效提升作业上的便利性。
附图说明
图1a至图1c是显示本发明优选实施例的特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统用于河、湖水、海等自然环境的状态的剖视图；
图2a至图2c是显示本发明优选实施例的特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统用于集装箱或燃料舱等运输装置上的状态的剖视图；
图3a至图3c是本发明优选实施例的特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统上使用的位置调节装置的剖视图；
图4a至图7c是显示本发明优选实施例的特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统上使用的漂浮装置的配置的平面图；
图8至图12是显示本发明优选实施例的特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统上使用的漂浮装置的垫部件的透视图及剖视图；
图13a至图13b是显示本发明优选实施例的特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统上使用的位置调节装置以各种大小形成的剖视图；
图14a和图14b是显示本发明优选实施例的特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统上使用的位置调节装置之间间隔状态的剖视图；
图15a和图15b是显示本发明优选实施例的特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统上使用的多个位置调节装置的接触状态的剖视图；
图16a和图16f是显示本发明优选实施例的特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统上使用的位置调节装置的内部结构的剖视图；
图17a至图17d是显示本发明优选实施例的特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统上使用的帘幕状位置调节装置的透视图；
图18a至图18c是显示本发明优选实施例的特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统上使用的帘幕状位置调节装置和漂浮装置连接状态的透视图；
图19a和图19b是显示检测本发明优选实施例的特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统上使用的流动体冲击载荷变化的传感器的配置的剖视图；
图20a和图20b是显示本发明优选实施例的特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统被设置在运输装置上时在运输装置的内壁设置缓冲板的状态的剖视图；
图21a和图21b是显示本发明优选实施例的特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统被设置在运输装置上时在运输装置的内壁上设置的缓冲板的厚度的侧剖视图；
图22是本发明优选实施例的特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统上使用的控制部600的框图；
图23是说明本发明优选实施例的特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统的控制动作的控制流程图；
图24a和图24e是显示本发明优选实施例的特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统的传感装置检测的测定数据的图表。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细说明本发明。
下面说明中使用的构件的后辍“模块”和“部”是仅仅为了方便编制本说明书而加上，且所述“模块”和“部”可能会被混用。
进一步，下面结合附图和附图中叙述内容详述本明的实施例，但该实施例只是本发明的一部分实施例，并不是对本发明进行限制。
本说明书中使用的用语是选择了既符合本发明中的功能且目前广泛使用的普通用语，但根据从事本领域的技术人员的意图或惯例或新技术的出现会有所不同。特殊情况下也使用了申请人任意选择的用语，对此部分是在该发明的说明部分中记载了其含义。因此，本说明书中使用的用语并不是简单的用语名称，而是需要在其用语具有的实际意义和本说明书的整体内容的基础上进行解释。
图1a至图1c是显示本发明优选实施例的特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统用于河、湖水、海等自然环境的状态的剖视图；图2a至图2c是显示本发明优选实施例的特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统用于集装箱或燃料舱等运输装置上的状态的剖视图；图19a和图19b是显示检测本发明优选实施例的特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统上使用的流动体冲击载荷变化的传感器的配置的剖视图。
如图1a至图1c、图2a至图2c、及图19a、图19b所示，特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统的组成包括：存在于开放空间或内部封闭空间的一定量流动体200内向水平方向配置的漂浮装置300；与漂浮装置300垂直连接而配置于流动体200内预先设置的位置的位置调节装置400；在流动体200内部、漂浮装置300、位置调节装置400或位于周边的结构物中选择设置并检测预先设置的至少一个以上的测定对象物理变化的传感装置500。
所述冲击载荷检测系统适用范围包括LNGC(Liquefied Natural Gas Carrier)、F(Floating)-LNG、FSRU(Floating Storage Regasification Unit)、LNGFV(FueledVessel)、LNGBV(Bunkering Vessel)、LNGBT(Bunkering Terminal)等。
本发明的优选实施例中流动体200表示气体、流体、冰状原料以相互不特定形态混合的状态，或者气体及流体状态，或含气体的流体冰或混合有其它粒子的所有状态。
图3a至图3c是显示本发明优选实施例的特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统使用的位置调节装置的剖视图。
根据图3a至图3c，位置调节装置400包括配置于漂浮装置300上部的第一浮体410、配置于漂浮装置300下部的第二浮体420中的至少一个。
此时，位置调节装置400的第一浮体410的比重比流动体200和漂浮装置300比重更小地形成而浮力最大，而位置调节装置400的第二浮体420的比重比流动体200和漂浮装置300比重更大地形成而浮力最小，漂浮装置300的比重是既大于流动体200和第一浮体410的比重又小于第二浮体420比重地形成，使浮力在中间水平为宜。
如图3a所示，位置调节装置400的第一浮体410和第二浮体420是地以酚树脂、三聚氰胺树脂、这些合成树脂形成的漂浮装置420a组成而具有第二浮力部件，进一步，优选地，第一浮体410的比重比第二浮体422的比重更小地形成。
漂浮装置420a是在外面形成多个微细孔，或者根据情况也可以在侧面形成凹凸图样。
根据情况，如图3b所示，位置调节装置400的第一浮体410是具有第二浮力部件的漂浮装置，位置调节装置400的第二浮体420是以酚树脂、三聚氰胺树脂、这些合成树脂形成的具有帘幕状的帘幕部件420b形成。
帘幕部件420b可以以沿着漂浮装置300的侧面周围包住地配置的一个单一部件形成，也可以根据情况，帘幕部件420b也可以是沿漂浮装置300的侧面周围包住地配置的多个复数部件。
其中，帘幕部件420b为多个复数部件时，相互邻接的多个帘幕部件可以相离恒定间隔配置。
帘幕部件420b的表面可以形成流动体流动的多个孔。
帘幕部件420b是使用粘合剂310和连结部件(locking member)中的至少一个固定或连结在漂浮装置300上。
其它情况是，如图3c所示，位置调节装置400的第一浮体410是具有第二浮力部件的漂浮装置，位置调节装置400的第二浮体420可以将具有帘幕状的帘幕部件420b和具有浮力的漂浮装置420a全部包括。
就是说，位置调节装置400的第二浮体420是在帘状的帘幕部件420b末端可连结漂浮装置420a地组成。
图4a至图7c是显示本发明优选实施例的特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统上适用的漂浮装置的配置的平面图。
根据图4a至图7c，漂浮装置300以使用金属线或绳索相互连接的多个垫部件310组成，具有第一浮力部件功能的多个垫部件310是具有一定空白空间地按恒定间隔相离配置，流动体200中包括的液体和垫部件310运动中通过惯性运动被喷到垫部件310时，将垫部件310上部处于气化状态的流动体重新捕集为液体状态。此时，为了提升流动体200中包含的液体再捕集率，优选地，在垫部件310的外侧上面和侧面形成多个微孔或凹凸图样。
在此，垫部件310可以从酚树脂、三聚氰胺树脂、这些合成树脂中使用特定材质形成。
如上所述，以相互连接的多个垫部件310形成的漂浮装置300如图4a所示，可以包括以单数列排列的第一垫部件311、以双数列排列的第二垫部件312，第一垫部件311和第二垫部件312可以相互交叉排列。
在此，第一垫部件311和第二垫部件312可以形成相互不同形状或相同形状。
根据情况，邻接的多个第一垫部件311可以是相互不同形状或者相同形状，邻接的多个第二垫部件312也可以形成相互不同形状或相同形状。
作为一例，如图5所示，漂浮装置300可以包括以单数列排列的第一垫部件311和以双数列排列的第二垫部件312，第一垫部件311和第二垫部件312可以相互交叉排列。
在此，第一垫部件311和第二垫部件312可以形成相互不同形状。
作为另一例，如图6a所示，漂浮装置300由以双数列排列的第一垫部件311、以双数列排列的第二垫部件312组成，第一垫部件311和第二垫部件312可以相互交叉排列。
在此，第一垫部件311和第二垫部件312可以形成相互不同形状。
又作为另一例，如图6b所示，漂浮装置300由以双数列排列的第一垫部件311和以双数列排列的第二垫部件312组成，第一垫部件311和第二垫部件312是可形成格子结构地相互平行排列，此时，第一垫部件311和第二垫部件312可以具有相同形状。
本发明优选实施例中，如图6a所示，在垫部件310的内部设置三轴加速度传感器的状态下，可以适用测量形状或者一轴以上的测量抗拉或收缩的应变传感器。
在此，如图7a至图7c所示，各垫部件310的上部面上形成或粘贴着可用图像或激光识别的识别标志317、319，使控制装置600实施所述各垫部件310位置、六自由度运动测量和诊断，进一步，使本发明的冲击载荷的优化测量和控制得以实现。
在此，识别标记317、319如图7b所示，为区分旋转角度，优选地使用标示象限的圆形或四角形识别标记。
图8至图12是显示本发明优选实施例的特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统上使用的漂浮装置的垫部件的透视图和剖视图。
根据图8至图12，漂浮装置300以相互连接的多个垫部件310组成，多个垫部件310按恒定间隔分离配置而具有一定空白空间。
漂浮装置300的各垫部件310如图8所示，可以仅由发挥第一浮力部件作用的第一主体部301组成。
在此，第一主体部301以具有既定比重的材质形成，作为一例，可以使用铝或铝合金。
进一步，如图9a和图9b所示，漂浮装置300的各垫部件310以内部中央具有第一封闭空间303的第一主体部301、第一主体部301的第一封闭空间303内配置的第一浮力部件305组成。
在此，第一浮力部件305如图9a所示，可以占据第一封闭空间303的整个面积，根据情况，第一浮力部件305如图9b所示，可以只占据第一封闭空间303的一部分面积，留下一部分空间用于调节漂浮装置300的位置使其漂浮在一定深度。
此时，第一主体部301可以用泡末部件形成，第一浮力部件305可以使用具有既定比重的铝或铝合金。
如图10所示，各垫部件310的第一主体部301外面形成多个微孔306，这些多个微孔306使比表面积增加而减少流动体晃荡。
进一步，如图11a所示，漂浮装置300的各垫部件310的组成包括：内部中央具有第一封闭空间303的第一主体部301；配置于第一主体部301的第一封闭空间303内的第一浮力部件305；包住第一主体部301的外面且外侧面按恒定间隔相离固定的至少一个以上的尼龙搭扣带式的连结部件307a被固定的第一盖子308。
如图11b所示，还可以使用钩式连结部件307b替代尼龙搭扣带式的连结部件307a。
如图11c所示，将多个垫部件310以水平方向扩张连接配置时，在相邻的第一主体部301或第一浮力部件305之间不必使用金属线或绳索固定和连接，可以使用尼龙搭扣带、钩等连结部件307迅速方便地连接多个垫部件310。
另一方面，如图11所示，将由第一主体部301和第一浮力部件305组成的垫部件310的外部再一次封闭处理，使第一主体部301和第一浮力部件305水平延长的同时持续提供衰减流动体的冲击载荷的固有功能。
第一主体部301和第一盖子308之间优选地形成一定空间309，空间309是可通过调节位置使漂浮装置300在一定深度漂浮。
如图12所示，漂浮装置300的各垫部件310是在第一主体部301的侧面可以形成凹凸图样307，所述凹凸图样307可以不规则地排列，进而减少流体晃荡。
图13a和图13b是显示本发明优选实施例的特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统上使用的位置调节装置以各种大小形成的剖视图。
根据图13a和图13b，位置调节装置400连接于漂浮装置300，可以向漂浮装置300的上部方向和下部方向中至少一个方向配置。
在此，向漂浮装置300的下部方向配置的位置调节装置400可以从运输装置100的底面相离一定间隔配置，此时，位置调节装置400的比重可以大于流动体200的比重。
向漂浮装置300的上部方向配置的位置调节装置400可以从流动体200的表面相离一定间隔配置，此时，位置调节装置400的比重会小于流动体200的比重。
如果位置调节装置400有多个，则多个位置调节装置可以通过连接部件430相互连接在一起。
例如，位置调节装置400从流动体200的表面21开始向下部方向，依次配置第一、第二、第三漂浮球401、402、403，则第一、第二、第三漂浮球401、402、403的比重相互不同地形成。
作为一例，第一漂浮球401的比重最小，第三漂浮球403的比重最大，第二漂浮球402比重大于第一漂浮球401的比重的同时比第三漂浮球403比重更小地形成。
根据情况，位置调节装置400为多个时，离漂浮装置300越远，多个位置调节装置400的比重会变得越小。
如图13a所示，位置调节装置400从流动体200表面201向下部方向依次配置第一、第二、第三漂浮球401、402、403时，第一、第二、第三漂浮球401、402、403的大小会相互不同。
作为一例，第一漂浮球401的大小最大，第三漂浮球403的大小最小，第二漂浮球402的大小可以小于第一漂浮球401的大小，但大于第三漂浮球403的大小。
作为一例，第一漂浮球403的大小可以大于或者小于第二漂浮球401、402的大小。
根据情况，位置调节装置400为多个时，离漂浮装置300越远，多个位置调节装置400的大小可以逐渐变小或变大。
另外一例是，如图13b所示，第一、第二、第三漂浮球401、402、403的大小可以相同。
如上所述，位置调节装置400可以根据其大小和比重，制作成各种形态。
图14a和图14b是本发明优选实施例的特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统上使用的位置设置装置之间间隔状态的剖视图。
根据图14a和图14b，位置调节装置400可以连接于漂浮装置300，向漂浮装置300的上部方向和下部方向中的至少一个方向配置。
在此，位置调节装置400为多个时，多个位置调节装置400可以通过连接部件430连接。
例如，如图14a所示，位置调节装置400从流动体200的表面201开始向下部方向依次配置第一、第二、第三漂浮球401、402、403时，第一漂浮球401和第二漂浮球402之间间隔d1与第二漂浮球402和第三漂浮球403之间间隔d2会相同。
根据情况，如图14b所示，位置调节装置400从流动体200的表面201开始向下部方向依次配置第一、第二、第三漂浮球401、402、403时，第一漂浮球401和第二漂浮球402之间间隔d1与第二漂浮球402和第三漂浮球403之间间隔d2可以相互不同。
作为一例，第一漂浮球401和第二漂浮球402之间间隔d1可以小于或大于第二漂浮球402和第三漂浮球403之间间隔d2。
因为根据流动体200的深度，晃荡现象较大的区域不同，所以调节多个位置调节装置400之间间隔，进而根据流动体深度，只在晃荡现象大的区域配置位置调节装置400，从而减少晃荡现象。
图15a和图15b是显示本发明优选实施例的特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统上使用的多个位置调节装置的接触状态的剖视图。
根据图15a和图15b，位置调节装置400可以连接于漂浮装置300，向漂浮装置300的上部方向和下部方向中至少一个方向配置。
在此，位置调节装置400有多个时，多个位置调节装置400可以通过连接部件430连接起来。
例如，如图15a所示，位置调节装置400从流动体200的表面201开始向下部方向依次配置第一、第二、第三漂浮球401、402、403时，第一漂浮球401和第二漂浮球402可相互接触地配置，而且第二漂浮球402和第三漂浮球403也可以相互接触地配置。
此时，流动体内发生的晃荡现象出现在深度方向的较宽区域时，使多个位置调节装置400相互接触，配置成具有大面积的组形态而减少晃荡现象。
此时，如图15b所示，位置调节装置400如果从流动体200的表面201向下部方向依次配置第一、第二、第三漂浮球401、402、403时，第一漂浮球401和第二漂浮球402之间相离恒定间隔d配置，第二漂浮球402和第三漂浮球403之间相离恒定间隔d配置。
图16a至图16f是显示本发明优选实施例的特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统上的位置调节装置的内部结构的剖视图。
根据图16a至图16f，位置调节装置400可以与漂浮装置300连接起来，向漂浮装置300的上部方向和下部方向中的至少一个方向配置。
位置调节装置400如图16a所示，为发挥第二浮力部件作用，可以只用由铝或铝合金等材料形成的第二主体部411组成。
进一步，如图16a和图16c所示，位置调节装置400可以包括内部中央具有第二封闭空间412的第二主体部411和配置于第二主体部411的第二封闭空间412内的第二浮力部件413。
在此，第二浮力部件413如图16b所示，可以占据第二封闭空间412的整个面积，也可以根据情况，第二浮力部件413如图16c所示，只占据第二封闭空间412的一部分面积，并剩下一部分空间，因为这样可以通过调节位置使漂浮装置漂浮在一定深度。
此时，第二主体部411可以是泡沫部件，第二浮力部件413由具有既定比重的材质形成，作为一例，可以是铝或铝合金。
然后，如图16a所示，位置调节装置400是在第二主体部411外面可以形成多个微孔414。
所述多个微孔414会使比表面积增加，从而减少流动体的晃荡。
进一步，如图16e所示，位置调节装置400上具备的各第一浮体410或第二浮体420的组成包括：内部中央具备第二封闭空间412的第二主体部411；第二主体部411的第二封闭空间内配置的第二浮力部件413；包住第二主体部411的外面，且固定在上面和下面的连结部件417、418被固定的第二盖子416。
在此，连结部件如图16e所示，可以从尼龙搭扣带式连结部件417或如图16f所示的钩式连结部件318中选择分别使用。
如图16g所示，多个位置调节装置400向垂直方向连接配置时，在相邻的第二主体部411或第二浮力部件413之间不需要用金属线或绳索进行固定和连接，只需用尼龙搭扣带、钩等连结部件417、418将多个位置调节装置400迅速便利地相互连接即可。
如图16e和图16f所示，将由第二主体部411和第二浮力部件413组成的位置调节装置400的外部进一步密封处理，使第二主体部411和第二浮力部件413垂直延长同时持续提供减少流动体的冲击载荷的固有功能。
而且，如图16h所示，位置调节装置400是在第二主体部411侧面可不规则地排列有凹凸图样419，从而减少流体晃荡。
如图17a至图17d是本发明优选实施例的特定环境内外力下流动体的冲击载荷系统上使用的具有帘幕形状的位置调整装置的透视图。
根据图17a至图17d，具有帘幕形状的位置调节装置400是可以向漂浮装置的下部方向配置。
在此，具有帘幕形状的位置调节装置400如图17a所示，可以是沿着漂浮装置的垫部件310侧面周围包住地配置的一个单一部件。
根据情况，如图17b所示，帘幕形状的位置调节装置400也可以是沿着漂浮装置的连接块310侧面周围包住地配置的多个复数部件。
在此，如果帘幕状位置调节装置400为多个复数部件，则相邻的多个位置调节装置400可以以恒定间隔d相离配置。
如图17c所示，帘幕状位置调节装置400可以从垫部件310的下面310a开始相离恒定间隔d配置。
在此，帘幕状的位置调节装置400可以利用连接部件430连接于垫部件310。
如图17d所示，帘幕状的位置调节装置400可以形成有多个孔418。
在此，帘幕状位置调节装置400可以包括酚树脂、三聚氰氨树脂、这些合成树脂中的至少一个。
图18a至图18c是显示本发明优选实施例的特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统上使用的具有帘幕形状的位置调节装置和漂浮装置连接状态的透视图。
如图18a至图18c所示，具有帘幕状的位置调节装置400可以向漂浮装置300的下部方向连接。
在此，帘幕状的位置调节装置400可以使用粘合剂431和连结部件(lockingmember)430中至少一个连接在垫部件310上。
如图18b所示，连接部件430是一侧末端连结于垫部件310的侧面，另一侧末端连结于帘幕状的位置调节装置400的末端。
根据情况，连接部件430是一侧末端连结在垫部件310的下面，另一侧末端连结在帘幕状的位置调节装置400的末端。
图19a和图19b是本发明优选实施例的特定环境内外力下流动体的冲击载荷系统上使用的检测流动体冲击载荷变化的传感器的配置剖视图。
如图19a和图19b所示，传感装置500配置在漂浮装置300、位置调节装置400和流动体200中的至少一处，用于检测流动体冲击载荷的变化，所述传感装置500是从至少一个以上的加速度传感器510、惯性传感器520、振动传感器530、声音传感器540、温度传感器550、压力传感器560、形状传感器570、变形率传感器580中选择组成。
在此，运输装置100的内壁上还可以配置控制流动体冲击载荷变化的缓冲板150，缓冲板150上还可以配置检测流动体冲击载荷变化的传感器500，图24中图示加速度传感器、温度传感器和压力传感器的测量数据的例示。
在此，加速度传感器510是有质量的物体被施加加速度以后产生力量，并测定1轴以上速度变化(加速度)的传感器，可以测定漂浮装置300、位置调节装置400、流动体200和缓冲板150等加速度、振动、冲击等动态力量。
惯性传感器520是检测通过被施加的加速度对惯性体发挥作用的惯性力的传感器，可以测定测定对象即移动物体的加速度、速度、方向、距离等。
进一步，振动传感器530是检测机械结构物和运动体振动的传感器，测定漂浮装置300、位置调节装置400、流动体200和缓冲板150等上发生的振动，可以测定被漂浮装置300和集装箱等运输装置100之间的冲击发生的振动。
进一步，声音传感器540是将被弹性波发生的粒子运动转换为电气信号的检测传感器，将声发射波接收以后转换成声发射信号，并检测出漂浮装置300、位置调节装置400、流动体200和缓冲板150等上发生的微细皲裂和裂缝。
温度传感器550是检测气体、流体和固体温度的传感器，可以测定漂浮装置300、位置调节装置400、流动体200、缓冲板150、运输装置100等的变化温度。
压力传感器560是检测气体或流体压力的传感器，且作为利用变位或变形以及分字密度热传导率的方式的传感器，可以测定随集装箱等运输装置100内流动体200容量变化的压力。
进一步，形状传感器570作为确认物体有无、位置和形状的形状识别传感器，可以检测漂浮装置300、位置调节装置400、流动体200、缓冲板150、运输装置100等的有无、位置以及形状。
如上所述，本发明可以利用各种传感装置500准确地测定对流动体冲击载荷的发生预测。
图20a和图20b是本发明优选实施例的特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统被设置在运输装置上时，显示运输装置内壁上设置缓冲板的状态的剖视图。
根据图20a和图20b，运输装置100的内壁120上可以配置控制流动体冲击载荷的变化的缓冲板150。
在此，缓冲板150被固定在连接于运输装置100内壁120的固定轴上，并可变换流动体200移动方向地，向上、下、左、右方向旋转移动。
就是说，如图20a和图20b所示，缓冲板150可以向Y轴方向和Z轴方向旋转移动。
此时，缓冲板150的表面可以向运输装置100的内壁120表面倾斜既定角度。
作为一例，缓冲板150向运输装置100的高度方向配置多个时，缓冲板150的表面和运输装置100的内壁120表面之间角度可以向运输装置100的高度方向相互不同。
而且缓冲板150的表面可以不均匀。
如上所述，之所以配置缓冲板150，是因为可以利用缓冲板150的不均匀表面减少流动体200向运输装置100内壁120晃荡的现象，而且使流动体200的移动方向变得不均匀，使移动方向相互不同的流动体200相互偏置，从而减少晃荡。
图21a和图21b是显示本发明优选实施例的特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统设置于运输装置上时设置在运输装置内壁上的缓冲板厚度的侧剖视图。
根据图21a和图21b，运输装置100的内壁上可以配置控制流动体冲击载荷变化的缓冲板150。
在此，如图21a所示，缓冲板150的厚度t从一侧末端到另一侧末端可以恒定。
此时，缓冲板150的表面可以形成不均匀的凹凸图样150a。
缓冲板150的表面可以向运输装置100的内壁表面倾斜既定角度。
根据情况，如图21b所示，缓冲板150的厚度t可从一侧向另一侧逐渐变薄。
缓冲板150是与运输装置100的内壁表面相面对的面平行，可通过调节，使与运输装置100的内壁表面相反的面倾斜既定角度。就是说，缓冲板150是可由作业人员向上、下、左、中方向中选择的方向调节地设置，进而有效分散由于向上下方向或左右方向设置而生成的晃荡的被动型流动体力学或生成运动而施加于运输装置100或海洋结构物的力量。
图22是本发明优选实施例的特定环境下流动体的冲击载荷控制系统上使用的控制部600的框图，图23是说明本发明优选实施例的特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统的控制动作的控制流程图。
首先根据图22，控制装置600的组成包括：将由传感装置500检测的测定对象的物理变化转换为数字信号输出的传感器测定部610；利用由传感器测定部610传送的测量数据对流动体200内部、漂浮装置300和位置调节装置400、运输装置100或者海洋结构物上发生的冲击载荷实施结构分析和比较以及分析的分析及比较算法用处理器部620；将由分析及比较算法用处理器部620分析的结果算法化而被编制的查找表(look-up table)被存储的数据库630；将由传感装置500检测的测定数据与保存在数据库630中的查找表中累积的内外力数据比较而预测对运输装置100或海洋结构物反应的冲击载荷数据的预测诊断及控制信号算法用处理器640；利用由预测诊断及控制信号算法用处理器650输出的预测控制信号算法对运输装置100上具备的控制对象装置的驱动实施远程控制的远程监测或者控制部650。
在此，查找表用一年单位的时变数据记录，对截至上一年积累的一年单位的时变数据和通过传感装置500的测定数据进行比较而修改查找表。
下面结合图23说明控制装置的运行。
首先，传感器测定部610接收在流动体200内部和漂浮装置300和位置调节装置400上设置的传感装置500检测的检测对象的加速度、惯性、振动、声音、温度、压力、形状、变形率等变化值后可实施测量地转换成数据信号(S110,S120)。
分析及比较算法用处理器部620利用传感器测定部610传送的传感装置500测量数据，对流动体200内部和漂浮装置300及位置调节装置400、运输装置100或海洋结构上发生的不定期耦合能量(coupled energy)及随之反应(response)而产生的冲击载荷实施结构分析和比较及分析(S130)。
进一步，由分析及比较算法用处理器部620通过将分析结果用比较算法和预测控制信号算法实施算法化后以在数据库630上反映实际测量经验数据(empirical data)的基于FEA的模拟实施查找表(look-up table)化(S140,S150)。
在此，S140阶段的算法化包括：基于反映实际测量数据的FEA模拟实施备份的阶段(S141)；实施基于FEA的模拟存储和默认设置(Default Setting)的步骤(S143)；对环境外力条件及测量结果实施状况识别用数据库化的步骤(S145)；生成和存储修改日志的步骤(S147)；生成报告及备份电子文件的步骤(S149)。
S150的预测控制信号算法包括：反映经验数据的预测控制模拟的备份步骤(S151)；实施基于FEA的模拟存储和默认设置(Default Setting)的步骤(S153)；实施预测及控制装置驱动的状况识别用数据库化的步骤(S155)；生成和存储修改日志的步骤(S157)；生成报告和备份电子文件的步骤(S159)。
远程监测或者控制部650利用存储于数据库630中的预测控制信号算法对运输装置100上具备的控制对象装置(例如，压载舱、张紧轮装置、推进器、舵)的驱动实施远程控制(S170)。
进一步，远程监测或者控制部650利用运输装置100或海洋结构物被预测的反应的数据，对运输装置100或海洋结构物的姿势或航海路径实时进行控制(S180)。
以上说明的本发明的特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统既能有效检测晃荡(sloshing)、砰击(slamming)、冰冲击(ice collision)等包括在内的各种流动体的冲击载荷，又能减少流动体的冲击载荷和BOG(Boil off Gas)，并通过垫部件的第一盖子上固定的装卸部件迅速处理多个垫部件的连接作业和维修作业。
以上实施例和附图仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所述的技术方案进行修改；而这些修改，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例所述技术方案的范围。

Claims (27)

1.一种特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统，其特征在于，包括：
构成开放空间或内部封闭的空间的运输装置(100)或者存在于海洋结构物的一定量流动体(200)内水平配置的漂浮装置(300)；
至少包括第一浮体(410)与第二浮体(420)中的一个，其中所述第一浮体(410)通过连接部件(430)与所述漂浮装置(300)连接并根据相互比重差异配置在垂直方向上部，所述第二浮体(420)通过连接部件(430)与所述漂浮装置(300)连接并根据相互比重差异配置在垂直方向下部的位置调节装置(400)；
在所述流动体(200)内部、所述漂浮装置(300)、所述位置调节装置(400)或位于周边的结构物中选择设置，并检测对预先设置的测定对象的物理变化的传感装置(500)，所述测定对象是至少一个；以及
利用从所述传感装置(500)传送的对于测定对象的物理变化值预测检测和预测控制所述漂浮装置(300)、所述位置调节装置(400)、设置所述传感装置(500)的运输装置(100)或对海洋结构物的流动体力学环境内外力、船体应力、6自由度运动及位置的控制装置(600)。
2.根据权利要求1所述的特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统，其特征在于，
所述漂浮装置(300)包括相互连结的至少一个的垫部件(310)；
所述各垫部件(310)包括：内部中央具有第一封闭空间(303)的第一主体部(301)、配置于第一主体部(301)的第一封闭空间内的第一浮力部件(305)、包住第一主体部(301)的外面的第一盖子(308)，第一盖子(308)的外侧面固定有相离一定间隔固定的至少一个连结部件(307)。
3.根据权利要求2所述的特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统，其特征在于，
所述多个垫部件(310)被相离恒定间隔配置而具有恒定空间，所述流动体(200)中包含的流体和所述垫部件(310)在运动中通过惯性运动被喷到所述垫部件(310)时，将所述垫部件(310)上部处于汽化状态的流动体再捕集成液体状态。
4.根据权利要求2所述的特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统，其特征在于，
所述各垫部件(310)的上部面上形成或粘贴着可以实施图像或激光识别的识别标记(317，319)而使所述控制装置(600)实施所述各垫部件(310)的位置、六自由度运动的测量或者诊断。
5.根据权利要求1所述的特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统，其特征在于，
所述位置调节装置(400)包括配置于所述漂浮装置(300)上部的第一浮体(410)、配置于所述漂浮装置(300)下部的第二浮体(420)中的至少一个；
通过连接部件连接于所述漂浮装置(300)的第一浮体(410)的比重小于所述流动体(200)的比重；
通过连接部件连接于所述漂浮装置(300)的第二浮体(420)的比重大于所述流动体(200)的比重；
所述漂浮装置(300)的比重大于所述第一浮体(410)的比重，小于所述第二浮体(420)的比重。
6.根据权利要求5所述的特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统，其特征在于，
所述各第一浮体(410)或第二浮体(420)的组成包括：
内部中央具备第二封闭空间(412)的第二主体部(411)；
配置于所述第二主体部(411)的第二封闭空间(412)内的第二浮力部件(413)；
包住所述第二主体部(411)的外面的第二盖子(416)，第二盖子(416)的上面和下面固定有上部和下部连结部件(417，418)。
7.根据权利要求1所述的特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统，其特征在于，
将所述流动体(200)使用封闭的运输装置(100)以贮存状态运输时，所述运输装置(100)的内壁配置有控制所述流动体(200)的冲击载荷变化或者减少所述流动体(200)的晃荡的缓冲板(150)；
所述缓冲板(150)可从上、下、左、右方向中选择方向调节设置。
8.根据权利要求1所述的特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统，其特征在于，
所述传感装置(500)从至少一个的加速度传感器(510)、惯性传感器(520)、振动传感器(530)、声音传感器(540)、温度传感器(550)、压力传感器(560)、形状传感器(570)、变形率传感器(580)中选择组合而成。
9.根据权利要求1所述的特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统，其特征在于，
所述漂浮装置(300)由以单数列排列的第一垫部件(311)和以双数列排列的第二垫部件(312)组成时；
所述第一垫部件(311)和第二垫部件(312)相互交叉排列；
所述第一垫部件(311)和第二垫部件(312)以相互不同形状形成。
10.根据权利要求1所述的特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统，其特征在于，
所述控制装置(600)的组成包括：
将由所述传感装置(500)检测的测定对象的物理变化转换成数字信号输出的传感器测定部(610)；
利用所述传感器测定部(610)传送的测量数据对所述流动体(200)内部的冲击荷载以及所述漂浮装置(300)、所述位置调节装置(400)、所述运输装置(100)或海洋结构物上发生的冲击载荷进行结构分析和比较分析的分析及比较算法用处理器部(620)；
将由分析及比较算法用处理器部(620)分析的结果算法化而被编制的查找表被存储的数据库(630)；
将所述传感装置(500)检测的测定数据与数据库(630)中存储的查找表中累积的内外力数据比较，进而预测对所述运输装置(100)或海洋结构物反应的冲击载荷数据的预测诊断及控制信号算法用处理器(640)；
利用由所述预测诊断和控制信号算法用处理器(640)输出的预测控制信号算法，对所述运输装置(100)上具备的控制对象装置的驱动实施远程控制的远程监测或者控制部(650)。
11.根据权利要求1所述的特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统，其特征在于，
所述运输装置(100)上具备的所述海洋结构物的姿势或者航海航线的控制对象装置是从压载舱、张紧轮装置、推进器、舵中选择组合而成。
12.根据权利要求10所述的特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统，其特征在于，
所述远程监测或者控制部(650)利用所述运输装置(100)或所述海洋结构物被预测的反应数据对所述运输装置(100)或者所述海洋结构物的姿势或航海路径实时进行控制。
13.根据权利要求1所述的特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统，其特征在于，
所述漂浮装置(300)与所述运输装置(100)连结而被固定住，或者不被连结而是自己在漂浮在所述流动体(200)内。
14.根据权利要求1所述的特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统，其特征在于，
所述位置调节装置(400)的第一浮体(410)和第二浮体(420)中至少一个被不规则地排列。
15.根据权利要求1所述的特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统，其特征在于，
所述位置调节装置(400)的第一浮体(410)是具有第二浮力部件的漂浮装置。
16.根据权利要求1所述的特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统，其特征在于，
所述位置调节装置(400)的第二浮体(420)是具有第二浮力部件的漂浮装置和具有帘幕状的帘幕部件中的至少一个。
17.根据权利要求7所述的特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统，其特征在于，
所述缓冲板(150)向所述运输装置(100)的高度方向配置多个时，所述缓冲板(150)的表面和所述海洋结构的内壁表面之间的角度向所述海洋结构物的高度方向相互不同。
18.根据权利要求17所述的特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统，其特征在于，
所述缓冲板(150)的厚度是由一侧向另一侧逐渐变薄地形成。
19.根据权利要求1所述的特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统，其特征在于，
连接于所述位置调节装置(400)的上部的第一浮体(410)是具有第二浮力部件的漂浮装置，连接于所述位置调节装置(400)下部的第二浮体(420)是由酚树脂形成的帘幕部件(420b)形成。
20.根据权利要求16所述的特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统，其特征在于，
所述帘幕部件(420b)是以包住所述漂浮装置(300)侧面周围地配置的一个单一部件形成，或者以包住所述漂浮装置(300)侧面周围地配置的多个复数部件形成。
21.根据权利要求1所述的特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统，其特征在于，包括：
在开放空间或内部封闭的空间内存在的一定量流动体(200)内水平配置的漂浮装置(300)；与所述漂浮装置(300)垂直连接并配置于所述流动体内预先设置的位置的位置调节装置(400)。
22.根据权利要求10所述的特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统，其特征在于，
分析及比较算法用处理器部(620)通过将分析结果用比较算法和/或者预测控制信号算法实施算法化后以在数据库(630)上反映实际测量经验数据的基于FEA的模拟实施查找表化。
23.根据权利要求1所述的特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统，其特征在于，
连接于所述位置调节装置(400)的上部的第一浮体(410)是具有第二浮力部件的漂浮装置，连接于所述位置调节装置(400)下部的第二浮体(420)是由三聚氰胺树脂形成的帘幕部件(420b)形成。
24.根据权利要求1所述的特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统，其特征在于，
连接于所述位置调节装置(400)的上部的第一浮体(410)是具有第二浮力部件的漂浮装置，连接于所述位置调节装置(400)下部的第二浮体(420)是由酚树脂和三聚氰胺树脂合成形成的帘幕部件(420b)形成。
25.一种利用特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统的控制方法，具有权利要求1的特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统，其特征在于，包括：
步骤(A)，传感装置(500)接收对所述流动体(200)内部、所述漂浮装置(300)和所述位置调节装置(400)的物理变化的感应信号来转换成数字信号；
步骤(B)，通过所述步骤(A)的数字信号，对所述流动体(200)内部的冲击荷载以及所述漂浮装置(300)、所述位置调节装置(400)、所述运输装置(100)或海洋结构物上发生的不定期耦合能量及随之反应而产生的冲击载荷实施结构分析和比较分析；
步骤(C)，将所述步骤(B)的分析结果用比较算法和预测及控制信号算法实施算法化后以在数据库(630)上反映实际测量经验数据的基于FEA的模拟实施查找表化。
26.根据权利要求25所述利用特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统的控制方法，其特征在于，
所述步骤(C)中的算法化包括：
步骤(a)，基于反映实际测量数据的FEA模拟实施备份；步骤(b)，实施基于FEA的模拟存储和默认设置；
步骤(c)，对环境外力条件及测量结果实施状况识别用数据库化；
步骤(d)，生成和存储修改日志。
27.根据权利要求25所述利用特定环境内外力下流动体的冲击载荷控制系统的控制方法，其特征在于，
所述步骤(C)中的算法化包括：
步骤(a’)，预测控制信号算法是备份反映经验数据的预测及控制模拟；
步骤(b’)，实施基于FEA的模拟存储和默认设置；
步骤(c’)，实施预测及控制装置驱动的状况识别用数据库化；
步骤(d’)，生成和存储修改日志。
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