KR101358326B1 - 슬로싱 억제 장치와 이를 포함하는 선박 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

슬로싱 억제 장치와 이를 포함하는 선박 및 그 방법이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 슬로싱 억제 장치는, 액체화물저장탱크 내의 액체화물의 슬로싱을 억제하는 장치로서, 상기 액체화물의 수면에 대향하도록 상기 액체화물저장탱크 내에 설치되는 억제판; 상기 억제판을 상기 액체화물저장탱크에 지지시키는 지지부; 상기 액체화물의 유동에 따라 상기 지지부를 길이방향으로 신축시키는 구동부; 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

슬로싱 억제 장치와 이를 포함하는 선박 및 그 방법{ANTI SLOSHING APPARATUS, SHIP HAVING THE SAME AND METHOD USING THE SAME}

본 발명은 슬로싱 억제 장치와 이를 포함하는 선박 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 액체화물을 운반하는 자동차나 선박과 같은 운송수단은 액체화물을 선적할 수 있는 저장탱크를 구비하며, 저장된 액체의 특성에 따라 외부 가진력에 의해 출렁이는 슬로싱(sloshing) 현상이 발생한다.

이러한 슬로싱 현상은 액체가 탱크 내에서 요동치면서 유동하는 액체유동 현상으로서 여러 가지 문제를 야기한다.

특히, 액체화물이 슬로싱 현상으로 인해 탱크 내벽을 강타할 경우 탱크 내부의 손상을 야기하며, 이러한 슬로싱으로 인한 충격이 지속될 경우 탱크 내부에 피로 균열이 발생하여 파괴될 수 있다.

또한, 탱크의 고유주파수와 액체화물의 고유주파수가 일치하여 공진(resonance)이 발생하면, 탱크의 진동이 극심해져 심한 소음과 떨림, 심지어 탱크가 파손될 수도 있다.

이러한 슬로싱 현상은 초저온의 액화천연가스를 운반하는 선박에서 더욱 문제가 될 수 있는데, 이는 일반적으로 저장탱크를 구성하는 금속이 극저온으로 냉각되면 약한 외부 충격에도 깨어지기 쉬운 취성 상태로 변하기 때문이다. 이러한 금속 재질의 저장탱크는 선박의 운항 중 발생하는 롤링이나 피칭 등의 선체 요동에 의해 슬로싱 현상이 야기되면 저장탱크가 파손될 위험이 더욱 커진다.

도 1은 종래의 화물창에 선적된 액체화물의 슬로싱 현상을 도시한 개념도이다.

도 1의 (a)에 도시된 바와 같이 기상 조건이 좋은 경우에는 화물창에 선적된 액체화물(1)이 안정되어 선박 운항에 영향이 없지만, 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이 기상 조건이 악화되어 선박(10)이 좌우로 요동되는 경우에는 화물창 내부의 액체화물(1)이 유동되면서 화물창 내벽(12)을 때리는 슬로싱 현상이 발생하게 된다.

이러한 슬로싱 문제를 해결하기 위해, 종래의 저장탱크는 수평벽면과 수직벽면이 접하는 부분에 경사면을 갖는 호퍼(hopper)를 형성하거나, 저장탱크 내부에 돌출된 플레이트를 형성하여 저장된 액체화물의 유동을 억제하고 유동으로 인해 발생하는 모멘트 성분을 완만하게 흡수하도록 하고 있다.

그러나, 종래의 이러한 기술들은 액체화물의 슬로싱으로 인한 충격을 충분히 흡수하지 못하여 저장탱크 내 파손과 진동의 원인이 되고 있으며, 나아가 선박의 안정성을 위협하는 요소로 작용하고 있다.

또한, 저장탱크 내의 액체화물의 출렁임, 즉 유동 상태를 측정할 수 있는 시스템이 없는 관계로 실제 선박의 항해 중에 저장탱크 내에서 어느 정도의 슬로싱이 발생하며 어떤 유동 특성을 가지는지를 관측할 수 있는 방법이 부재했다.

따라서, 항해 중인 선박의 저장탱크 내에 저장된 액체화물의 유동 상태를 외부에서 모니터링하여 대처함으로써 슬로싱 발생을 최소화할 수 있는 새로운 시스템이 요구된다.

한국공개특허공보 제2009-0055529호

본 발명의 실시예들은 액체화물저장탱크 내에 저장된 액체화물의 유동 상태를 실시간으로 감시하는 동시에 선박의 운항 상태에 따라 액체화물의 유동 변화를 제어하여 슬로싱을 완화할 수 있는 슬로싱 억제 장치와 이를 포함하는 선박 및 그 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 액체화물저장탱크 내의 액체화물의 슬로싱을 억제하는 장치로서, 상기 액체화물의 수면에 대향하도록 상기 액체화물저장탱크 내에 설치되는 억제판; 상기 억제판을 상기 액체화물저장탱크에 지지시키는 지지부; 상기 액체화물의 유동에 따라 상기 지지부를 길이방향으로 신축시키는 구동부; 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함하는 슬로싱 억제 장치가 제공된다.

상기 억제판의 하부에는 상기 액체화물의 운동을 감쇄하는 요철부가 형성될 수 있다.

상기 요철부는 원형 홈부와 다각형 홈부 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.

상기 요철부는 격자 구조를 가질 수 있다.

상기 억제판에는 부력체가 설치될 수 있다.

상기 액체화물저장탱크와 접하는 상기 억제판의 테두리부에는 충격흡수부가 설치될 수 있다.

상기 억제판과 상기 지지부는 각각 복수개로 형성될 수 있다.

상기 슬로싱 억제 장치는 상기 액체화물저장탱크 주변 상황을 실시간으로 감지하여 제공하는 센서부를 더 포함할 수 있다.

상기 센서부는 상기 액체화물의 수위를 측정하여 제공하는 수위 측정 센서를 포함할 수 있다.

상기 액체화물저장탱크는 선박에 설치될 수 있으며, 상기 센서부는 상기 선박의 움직임을 측정하여 제공하는 움직임센서를 포함할 수 있다.

상기 액체화물저장탱크는 선박에 설치될 수 있으며, 상기 센서부는 상기 선박의 운항 중 기상 상황을 실시간으로 감지하여 제공하는 기상 센서를 포함할 수 있다.

상기 슬로싱 억제 장치는 상기 센서부에서 제공되는 정보를 분석하여 상기 액체화물의 유동을 예측하는 중앙처리부를 더 포함할 수 있으며, 상기 제어부는 상기 중앙처리부에서 제공되는 정보에 따라 상기 구동부를 제어할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명의 일 측면에 따른 슬로싱 억제 장치를 포함하는 선박이 제공된다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 본 발명의 일 측면에 따른 슬로싱 억제 장치를 이용하여 액체화물저장탱크 내의 액체화물의 슬로싱을 억제하는 방법으로서, 센서부로부터 상기 액체화물저장탱크 주변 상황에 관한 정보를 실시간으로 제공받는 단계; 상기 억제판과 상기 지지부와 상기 구동부 중 어느 하나 이상에 관한 정보를 실시간으로 제공받는 단계; 상기 제공된 정보를 분석하여 상기 액체화물의 유동을 예측하고 상기 예측에 따라 억제판 제어값을 계산하는 단계; 상기 억제판 제어값을 신호화하여 상기 제어부로 제어신호를 전송하는 단계를 포함하는 슬로싱 억제 방법이 제공된다.

상기 슬로싱 억제 방법는 상기 제어신호에 따른 상기 억제판의 실제동작값이 기설정된 오차범위 이내인지를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 슬로싱 억제 방법는 상기 억제판의 실제동작값이 기설정된 오차범위를 벗어나는 경우 경보를 발생시키는 경보 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 액체화물저장탱크 내에 저장된 액체화물의 유동 상태를 실시간으로 감시하는 동시에 선박의 운항 상태에 따라 액체화물의 유동 변화를 제어함으로써, 슬로싱을 완화할 수 있으며 이러한 슬로싱으로 인한 액체화물저장탱크의 손상을 최소화할 수 있다.

도 1은 종래의 화물창에 선적된 액체화물의 슬로싱 현상을 도시한 개념도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬로싱 억제 장치와 이를 포함하는 선박을 개략적으로 나타낸 도면.
도 3과 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬로싱 억제 장치의 억제판을 하측에서 바라본 부분사시도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬로싱 억제 장치의 변형례를 개략적으로 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬로싱 억제 장치를 이용한 슬로싱 억제 방법을 나타낸 순서도.

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 발명에 따른 슬로싱 억제 장치와 이를 포함하는 선박 및 그 방법의 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 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬로싱 억제 장치와 이를 포함하는 선박을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 선박(1000)은 선체(10)의 길이방향으로 연장되는 액체화물저장탱크(11)를 구비한 선박으로서, 액체화물저장탱크(11) 내의 액체화물의 슬로싱을 억제할 수 있는 슬로싱 억제 장치(100)를 포함한다.

본 발명에서의 선박은 자항능력을 가지고 추진할 수 있는 종래의 선박뿐만 아니라 LNG-FPSO(Floating Production Storage Offloading) 등 액체화물저장탱크를 구비한 부유식 해상 구조물을 포함할 수 있다.

선체(10)는 외판(outer hull)과 내판(inner hull)의 이중 헐(double hull)로 구성될 수 있으며, 선체(10)의 내판의 내부에는 액화가스와 같은 액체화물을 저장하기 위한 액체화물저장탱크(11)가 위치하게 된다.

이러한 액체화물저장탱크(11)는 독립형(independent type) 저장탱크일 수도 있으며 멤브레인형 저장탱크일 수도 있다.

본 실시예에 따르면, 액체화물저장탱크 내에 저장된 액체화물의 유동 상태를 실시간으로 감시하는 동시에 선박의 운항 상태에 따라 액체화물의 유동 변화를 제어함으로써, 슬로싱을 완화할 수 있으며 이러한 슬로싱으로 인한 액체화물저장탱크의 손상을 최소화할 수 있다.

이하에서는, 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 실시예에 따른 슬로싱 억제 장치(100)의 각 구성에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.

도 3과 4는 본 실시예에 따른 슬로싱 억제 장치(100)의 억제판(110)을 하측에서 바라본 부분사시도이다. 여기서, 도 4는 도 3에 도시된 억제판(110)의 변형례이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 슬로싱 억제 장치(100)는 억제판(110)과 지지부(120)와 구동부(130)와 제어부(140)를 포함한다.

억제판(110)은 액체화물의 출렁임, 즉 슬로싱 현상을 감쇄하기 위한 것으로서 액체화물의 수면에 대향하도록 액체화물저장탱크(11) 내에 설치된다. 이 경우, 억제판(110)은 액체화물의 유동을 최소화할 수 있도록 액체화물의 수면에 근접하여 위치될 수 있다.

억제판(110)은 액체화물저장탱크(11)의 내측벽면을 따라 상하로 이동 가능하게 설치될 수 있으며, 이렇게 상하로 이동 가능한 억제판(110)은 액체화물의 수면 높이를 일정하게 유지할 수 있다.

이와 같이 억제판(110)이 액체화물저장탱크(11) 내에서 내측벽면을 따라 상하방향으로 이동하며 액체화물의 수면을 눌러줌으로써, 선박의 운항 중 발생하는 롤링이나 피칭 등의 선체 요동에 의해 슬로싱 현상이 야기되어 액체화물이 유동하더라도 이러한 슬로싱 현상을 완화시킬 수 있으며 이러한 슬로싱으로 인한 액체화물저장탱크의 손상을 최소화할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 억제판(110)의 하부에는 액체화물의 상하좌우 유동 운동을 감쇄할 수 있도록 요철부(112)가 형성될 수 있다.

요철부(112)는 도 3에 도시된 바와 같이 사각형상을 포함하는 다각형 홈부로 구성될 수 있다. 요철부(112)는 도 4에 도시된 바와 같이 원형 홈부로 구성될 수도 있으며, 비록 도시되지는 않았으나 이러한 원형 홈부와 다각형 홈부를 혼합하여 구성될 수도 있다.

요철부(112)는 이러한 홈부들을 다수개 포함하여 형성될 수 있으며, 이러한 홈부들은 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이 일정한 간격을 가진 격자 구조를 형성할 수 있다.

이와 같이 액체화물의 수면과 접하는 억제판(110)의 하부면에 요철부(112)를 형성함으로써, 슬로싱 발생시 액체화물의 수평방향 운동 또는 수직방향 운동을 감쇄시킬 수 있다. 즉, 액체화물저장탱크(11)의 일측면에서 타측면 방향으로 이동하던 액체표면의 흐름이 다수개의 홈부를 가진 요철부(112)의 홈부 내에 수용되어 와류를 형성함으로써, 액체의 운동성이 효과적으로 감쇄될 수 있다.

이러한 요철부(112)는, 억제판(110)의 하면에 스트립 형상의 플레이트(plate)를 격자 형태로 용접함으로써 형성될 수도 있으며, 억제판(110) 제작시 억제판(110)과 일체로 예를 들어 압출성형 방식으로 형성될 수도 있다.

참고로, 억제판(110)은 극저온의 액체화물에 견딜 수 있는 금속재질로 이루어질 수 있다. 본 실시예의 경우, 억제판(110)은 열팽창 또는 열수축에 의한 변형이 매우 적은 인바 합금으로 이루어질 수 있다.

본 실시예의 경우, 도 3에 도시된 바와 같이 억제판(110)이 사각형의 판상을 가지는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 억제판(110)은 액체화물저장탱크(11)의 내측 단면 형상에 상응하여 다양한 형태를 가질 수 있다.

한편, 억제판(110)이 액체화물에 가라앉는 것을 방지하기 위해 억제판(110)에는 부력체(미도시)가 설치될 수 있다. 이러한 부력체(미도시)를 통해, 억제판(110)은 별도의 장치나 동력 없이도 액체화물 수면상에 위치될 수 있으며, 액체화물의 수위 변동에 따라 상하로 승하강할 수도 있다.

참고로, 본 발명에서 사용되는 수위란 액체의 수면 높이(즉, 깊이)를 의미하는 것이다.

이와 같이, 부력체(미도시)를 통해 억제판(110)이 액체화물 수면상에 위치함으로써(즉, 액체화물의 수면을 덮고 있음으로 인해), 액체화물의 슬로싱을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.

또한, 부력체(미도시)를 억제판(110)에 설치함으로써, 후술할 지지부(120)에 가해지는 하중 부담을 감소시킬 수 있다.

이러한 부력체(미도시)는 억제판(110)에 구멍을 형성한 다음 상기 구멍에 끼움맞춤으로 설치될 수 있다. 이외에도, 일정한 크기의 부력체(미도시)를 억제판(110)의 하부면에 일정한 간격으로 다수개 결합하여 설치할 수도 있다. 이외에도, 튜브형상의 부력체(미도시)를 억제판(110)의 하부면에 다수개 결합하여 설치할 수도 있으며, 기술된 예 외에도 다양한 방법이 적용될 수 있음은 물론이다.

한편, 액체화물저장탱크(11)의 내측벽면과 접하는 억제판(110)의 테두리부에는 충격흡수부(150)가 설치될 수 있다.

충격흡수부(150)는 액체화물의 수위 변동에 따라 억제판(110)이 상하로 이동할 때 억제판(110)의 테두리부가 액체화물저장탱크(11)의 내측벽면과 부딪쳐 파손되는 것을 방지하는 부재이다.

이러한 충격흡수부(150)는 억제판(110)의 테두리를 따라 둥근 형태로 설치될 수 있다. 이 경우, 충격흡수부(150)는 원형의 튜브 형태를 가질 수 있으며, 충격을 흡술할 수 있도록 탄성재질로 이루어질 수 있다. 또한, 원형 튜브 형상의 충격흡수부(150)의 내부에는 예를 들어 공기가 채워질 수 있다.

이렇게 내부에 공기가 채워진 충격흡수부(150)는 부력을 가질 수 있으며 앞서 서술한 부력체(미도시)로서 기능할 수도 있다.

지지부(120)는 유압(hydraulic fluid pressure)을 가진 유체를 이용하여 직선운동을 구현하는 것으로서, 억제판(110)을 액체화물저장탱크(11) 내에 지지시키는 장치이다.

구체적으로, 지지부(120)는 내부에 중공부가 형성된 실린더부(122)와 상기 실린더부(122)의 개방된 일측으로부터 외측으로 돌출되는 로드부(124)를 포함할 수 있다.

이 경우, 로드부(124)는 텔레스코픽(telescopic) 방식의 다단 구조로 이루어질 수 있다. 즉, 다단의 로드부(124)가 서로 맞물려서 실린더부(122)에 수용된 상태에서, 실린더부(122)의 중공부에 유체가 유입되고 빠지는 압력 변화에 따라 다단의 로드부(124)가 상기 중공부에서 외측으로 신축할 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고 지지부(120)는 직선 운동을 구현하는 것으로서, 억제판(110)을 액체화물저장탱크(11) 내에 지지할 수 있는 다양한 방식으로 이루어질 수 있다.

이러한 지지부(120)는, 도 2에 도시된 바와 같이 그 일단부가 억제판(110)의 상부면에 결합되고 그 타단부가 액체화물저장탱크(11)의 내측 상부에 결합될 수 있다.

이렇게 지지부(120)가 억제판(110)과 액체화물저장탱크(11)의 내측 상부 사이에 개재되어 그 길이방향으로 신축 운동함으로써, 액체화물의 수면을 견고하게 덮을 수 있다. 또한, 액체화물의 수위 변동에 따라 각각의 지지부(120)에 공급되는 유압을 달리함으로써, 선박 운항 조건에 따라 액체화물저장탱크(11)의 일측으로 쏠리는 액체화물의 유동을 보다 효과적으로 제어할 수 있다.

도 5는 본 실시예에 따른 슬로싱 억제 장치(100)의 변형례(100`)를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 슬로싱 억제 장치(100)의 변형례(100`)에서는 억제판(110)이 복수개로 구성될 수 있으며, 이에 상응하여 지지부(120)도 각각의 억제판(110)에 대응되도록 복수개가 구성될 수 있다.

이와 같이 액체화물의 수면상에 복수개의 억제판(110)을 배치하고 각각의 억제판(110)을 지지부(120)로 신축가능하게 지지함으로써, 한쪽으로 쏠리는 액체화물 상의 억제판(110)에 보다 강한 억제력을 제공할 수 있으며 이를 통해 불규칙적으로 유동하는 액체화물의 움직임에 보다 신속하게 대처할 수 있다.

한편, 구동부(130)는 지지부(120)를 그 길이방향으로 신축시키는 장치로서, 유압압축기(hydraulic compressor, 미도시)를 포함할 수 있다. 즉, 유압압축기로부터 제공되는 유압을 가진 유체가 실린더부(112)의 중공부에 공급되며, 상기 중공부 내측에 수용된 로드부(124)가 유체의 유압에 의해 길이방향을 따라 외측으로 돌출될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 구동부(130)는 그 밖의 다양한 구동방식에 의해 지지부(120)를 길이방향으로 신축시킬 수 있다.

이러한 구동부(130)는 액체화물저장탱크(11)에 저장된 액체화물의 유동 상태에 따라 후술할 제어부(140)로부터 제어신호를 받아 구동하게 된다.

제어부(140)는 구동부(130)를 제어하는 장치로서, 후술할 중앙처리부(미도시)에서 제공되는 정보에 따라 구동부(130)에 제어신호를 전송한다. 제어부(140)는 중앙처리부(미도시)와 일체로 구성될 수도 있으며, 분리되어 독립적으로 구성될 수도 있다.

한편, 본 실시예에 따른 슬로싱 억제 장치(100,100`)는 액체화물저장탱크(11) 주변의 상황을 실시간으로 감지하여 제공하는 센서부(미도시)를 더 포함할 수 있다.

이러한 센서부(미도시)에서 감지되어 제공되는 정보는 후술할 중앙처리부(미도시)에 의해 분석되고 계산되어 억제판(110)의 움직임에 기초정보로 이용될 수 있다.

센서부(미도시)는 예를 들어 액체화물저장탱크(11) 내 액체화물의 수위를 실시간으로 측정하여 중앙처리부(미도시)로 제공하는 수위 측정 센서(미도시)를 포함할 수 있다. 이러한 수위 측정 센서(미도시)로는 여러 가지가 사용될 수 있으며, 예를 들어 부유센서, 압력센서, 초음파센서, 전류를 이용한 액면레벨센서 등이 사용될 수 있다.

부유센서는 액체에 떠있는 부표를 기계적인 결합을 통해 외부에서 인식할 수 있도록 하는 것이고, 압력센서는 액체 속에 설치되어 수위의 변화에 의해 발생하는 압력 변화를 감지하는 것이며, 초음파센서는 초음파를 발사하여 액체의 상부 표면에 도달하여 반사되는 반송파의 시간을 측정하여 수위의 변동량을 측정하는 것이며, 액면레벨센서는 도전체를 액체에 침전시켜 수위의 변화를 전류의 변화로 측정하는 센서이다.

또한, 센서부(미도시)는 액체화물저장탱크(11)가 구비된 선박(1000)의 움직임이나 진동을 측정하여 중앙처리부(미도시)로 제공하는 움직임센서(미도시)를 더 포함할 수 있다.

움직임센서(미도시)는 해상의 기상 조건이나 여러 가지 이유로 선박(1000)이 요동할 때 이러한 선박(1000)의 요동이나 진동을 실시간으로 측정하여 중앙처리부(미도시)로 제공할 수 있다.

움직임센서(미도시)로는 예를 들어 가속도센서가 사용될 수 있으며, 이러한 가속도센서는 선박(1000)의 표면에 설치될 수 있다.

가속도센서는 움직이는 물체의 3축 방향의 가속도를 측정하여 그 움직임을 측정하는 센서로서 여기서 얻어진 정보는 전기적 신호로 변환되어 중앙처리부(미도시)로 전송된다.

이외에도, 센서부(미도시)는 선박(1000)의 운항 중 해상의 기상 상황을 실시간으로 감지하여 중앙처리부(미도시)로 전송하는 기상 센서를 더 포함할 수 있다.

이렇게 다양한 센서로 구성된 센서부(미도시)로부터 얻어진 정보는 중앙처리부(미도시)로 전송된다. 중앙처리부(미도시)는 이렇게 모아진 정보를 분석하여 액체화물의 유동을 미리 예측하게 된다.

중앙처리부(미도시)는, 프로그램을 구비한 컴퓨터로 이루어질 수 있으며, 모아진 정보를 바탕으로 액체화물저장탱크(11)에 저장된 액체화물의 움직임을 미리 예측하고 그 예측값에 따라 어느 정도로 억제판(110)을 누를 것인지를 결정(즉, 억제판 제어값을 계산)한다.

이렇게 계산된 억제판 제어값은 신호화되어 제어부(140)로 전송되며, 제어부(140)는 중앙처리부(미도시)에서 제공되는 정보(즉, 억제판 제어값)에 따라 구동부(130)를 제어함으로써 지지부(120)를 움직일 수 있다.

이와 같이 본 실시예에 따르면, 액체화물저장탱크(11) 내에 저장된 액체화물의 유동 상태를 실시간으로 감시하는 동시에 선박(1000)의 운항 상태에 따라 액체화물의 유동 변화를 제어함으로써, 슬로싱을 완화할 수 있으며 이러한 슬로싱으로 인한 액체화물저장탱크(11)의 손상을 최소화할 수 있다.

이하에서는, 상술한 슬로싱 억제 장치(100,100`)를 이용하여 액체화물저장탱크(11) 내의 액체화물의 슬로싱을 억제하는 방법에 대해 설명하기로 한다.

도 6은 본 실시예에 따른 슬로싱 억제 장치(100,100`)를 이용한 슬로싱 억제 방법을 나타낸 순서도이다.

도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 슬로싱 억제 방법은, 센서부(미도시)로부터 액체화물저장탱크(11) 주변 상황에 관한 정보를 실시간으로 제공받는 단계(S110)와, 억제판(110)과 지지부(120)와 구동부(130) 중 어느 하나 이상에 관한 정보를 실시간으로 제공받는 단계(S120)와, 상기 제공된 정보를 분석하여 액체화물의 유동을 예측하고 상기 예측에 따라 억제판 제어값을 계산하는 단계(S130)와, 상기 억제판 제어값을 신호화하여 제어부(140)로 제어신호를 전송하는 단계(S140)를 포함한다.

센서부(미도시)로부터 액체화물저장탱크(11) 주변 상황에 관한 정보를 실시간으로 제공받는 단계(S110)는, 앞서 서술한 바와 같이 액체화물저장탱크(11) 내 액체화물의 수위를 실시간으로 측정하여 중앙처리부(미도시)로 제공하는 수위 측정 센서(미도시)와, 선박(1000)의 움직임이나 진동을 측정하여 중앙처리부(미도시)로 제공하는 움직임센서(미도시)와, 선박(1000) 운항 중 해상의 기상 상황을 실시간으로 감지하여 중앙처리부(미도시)로 전송하는 기상 센서 등을 통해 얻어질 수 있다. 이 때, 센서부(미도시)로부터 액체화물저장탱크(11) 주변 상황에 관한 정보가 실시간으로 제공되지 않을 경우, 중앙처리부(미도시)는 경보를 발생시켜 센서부(미도시)의 이상을 알릴 수 있다.

억제판(110)과 지지부(120)와 구동부(130) 중 어느 하나 이상에 관한 정보를 실시간으로 제공받는 단계(S120)는, 억제판(110)과 지지부(120)와 구동부(130)의 작동 관련 정보(예를 들어, 억제판(110)의 실시간 위치 변화나 지지부(120)의 압력 변화 등)를 각각의 장치에 구비된 센서(미도시)들로부터 실시간으로 제공받을 수 있다. 이 때, 억제판(110)과 지지부(120)와 구동부(130) 중 어느 하나 이상에 관한 정보가 실시간으로 제공되지 않을 경우, 중앙처리부(미도시)는 경보를 발생시켜 각각의 장치에 구비된 센서(미도시)들의 이상을 알릴 수 있다.

이렇게 제공된 정보는 중앙처리부(미도시)에서 분석되고 처리된다.

다음으로, 이렇게 제공된 정보를 분석하여 액체화물의 유동을 예측하고 상기 예측에 따라 억제판 제어값을 계산하는 단계(S130)는, 제공된 정보를 분석하고 가공하여 액체화물저장탱크(11) 내 액체화물의 유동 변화를 미리 예측하고 그 예측(즉, 추정값)에 따라 억제판(110)을 어느 정도 이동시킬지를 결정하는 억제판 제어값을 계산하게 된다.

다음으로, 억제판 제어값을 신호화하여 제어부(140)로 제어신호를 전송하는 단계(S140)는, 이렇게 계산된 억제판 제어값을 신호화하여 제어신호로 전송하게 된다.

제어부(140)는 이렇게 제공받은 억제판 제어값에 따라 구동부(130)에 명령신호를 내려 지지부(120)를 소정의 길이만큼 신축시킬 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 슬로싱 억제 방법은, 제어신호에 따른 억제판(110)의 실제동작값이 기설정된 오차범위 이내인지를 판단하는 단계(S150)를 더 포함할 수 있다.

또한, 억제판(110)의 실제동작값이 기설정된 오차범위를 벗어나는 경우 중앙처리부(미도시)로부터 경보가 발생되는 경보 단계(S160)를 더 포함할 수 있다.

즉, 억제판(110)의 실제동작값이 기설정된 오차범위 이내인지를 판단하는 단계(S150)에서는 계산되어 주어진 억제판 제어값과 억제판(110)이 실제로 움직인 실제동작값을 비교하고, 경보 단계(S160)에서는 중앙처리부(미도시)가 경보를 발생시켜 이상 발생을 알릴 수 있다.

이러한 경보를 발생시킨 중앙처리부(미도시)는 그 오차에 따른 보정값을 계산하고 센서부(미도시)로부터 새로 입력받은 정보와 연동하여 새로운 억제판 제어값을 계산하여 제어부(140)로 출력할 수 있다.

이와 같이 본 실시예에 따르면, 액체화물저장탱크(11) 내에 저장된 액체화물의 유동 상태를 실시간으로 감시하는 동시에 선박(1000)의 운항 상태에 따라 액체화물의 유동 변화를 제어함으로써, 슬로싱을 완화할 수 있으며 이러한 슬로싱으로 인한 액체화물저장탱크(11)의 손상을 최소화할 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

10: 선체 11: 액체화물저장탱크
1000: 선박
100, 100': 슬로싱 억제 장치 110: 억제판
112: 요철부 120: 지지부
130: 구동부 140: 제어부
150: 충격흡수부

Claims (16)

1. 선박에 설치되는 액체화물저장탱크 내의 액체화물의 슬로싱을 억제하는 장치로서,
   상기 액체화물의 수면에 대향하도록 상기 액체화물저장탱크 내에 설치되는 억제판;
   상기 억제판을 상기 액체화물저장탱크에 지지시키는 지지부;
   상기 액체화물의 유동에 따라 상기 지지부를 길이방향으로 신축시키는 구동부;
   상기 구동부를 제어하는 제어부;
   상기 억제판에 형성된 구멍에 끼움맞춤으로 설치되어 상기 억제판을 수면 상에 위치시키는 부력체;
   상기 억제판의 하부에 설치되어 상기 액체화물의 유동성을 감쇄하도록 원형 홈부와 다각형 홈부 중 어느 하나 또는 상기 원형 홈부와 상기 다각형 홈부의 조합을 포함하는 요철부;
   상기 액체화물저장탱크 주변 상황을 실시간으로 감지하여 제공하는 센서부; 및
   상기 센서부에서 제공되는 정보를 분석하여 상기 액체화물의 유동을 예측하는 중앙처리부를 포함하며,
   상기 센서부는,
   상기 액체화물의 수위를 측정하여 제공하는 수위 측정 센서;
   상기 선박의 움직임을 측정하여 제공하는 움직임센서; 및
   상기 선박의 운항 중 기상 상황을 실시간으로 감지하여 제공하는 기상 센서를 포함하며,
   상기 제어부는 상기 중앙처리부에서 제공되는 정보에 따라 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 슬로싱 억제 장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 요철부는 격자 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 슬로싱 억제 장치.
   
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 액체화물저장탱크와 접하는 상기 억제판의 테두리부에는 충격흡수부가 설치되는 것을 특징으로 슬로싱 억제 장치.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 억제판과 상기 지지부는 각각 복수개로 형성되는 것을 특징으로 하는 슬로싱 억제 장치.
   
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제
13. 제1항, 제4항, 제6항, 제7항 중 어느 한 항에 따른 슬로싱 억제 장치를 포함하는 선박.
    
14. 제1항에 따른 슬로싱 억제 장치를 이용하여 액체화물저장탱크 내의 액체화물의 슬로싱을 억제하는 방법으로서,
    센서부로부터 상기 액체화물저장탱크 주변 상황에 관한 정보를 실시간으로 제공받는 단계;
    상기 억제판과 상기 지지부와 상기 구동부 중 어느 하나 이상에 관한 정보를 실시간으로 제공받는 단계;
    상기 제공된 정보를 분석하여 상기 액체화물의 유동을 예측하고 상기 예측에 따라 억제판 제어값을 계산하는 단계;
    상기 억제판 제어값을 신호화하여 상기 제어부로 제어신호를 전송하는 단계를 포함하는 슬로싱 억제 방법.
    
15. 제14항에 있어서,
    상기 제어신호에 따른 상기 억제판의 실제동작값이 기설정된 오차범위 이내인지를 판단하는 단계를 더 포함하는 슬로싱 억제 방법.
    
16. 제15항에 있어서,
    상기 억제판의 실제동작값이 기설정된 오차범위를 벗어나는 경우 경보를 발생시키는 경보 단계를 더 포함하는 슬로싱 억제 방법.

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