KR101535888B1 - 선박의 능동적 및 수동적 안정화 시스템 및 방법 - Google Patents

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    • B63B39/02Equipment to decrease pitch, roll, or like unwanted vessel movements; Apparatus for indicating vessel attitude to decrease vessel movements by displacement of masses
    • B63B39/03Equipment to decrease pitch, roll, or like unwanted vessel movements; Apparatus for indicating vessel attitude to decrease vessel movements by displacement of masses by transferring liquids

Abstract

본 발명은, 해상 환경에서 작동하는 배(ships), 보트, 시추선(rig), 바지선(barge), 플랫폼 및 크레인과 같은 선박(10)의 능동적 및 수동적 안정화를 위한 시스템에 있어서, 상기 선박(10)에, 부력 및/또는 밸러스트를 공급하기 위해 탱크(11a 내지 11d)가 구비되어 있고, 상기 탱크(11a 내지 11d)에 바닥에 개구(12a 내지 12d)가 구비되어 있으며, 상기 개구(12a 내지 12d)는, 상기 선박(10)이 떠 있는 매체와 면하고 있는, 선박의 능동적 및 수동적 안정화를 위한 시스템에 관한 것이다. 상기 탱크(11a 내지 11d)는 서로 독립적이며, 상기 개구(12a 내지 12d)는, 충분한 부피의 유체가 공동 현상(cavitation) 또는 다른 저항 없이 통과할 수 있도록 크고, 상기 시스템은, 상기 선박(10)의 이동에 대한 외력으로부터의 영향에 대항하도록 제어되는 상기 탱크(11a 내지 11d)에 유체를 공급하기 위한 수단(13a 내지 13d)을 포함한다. 본 발명은 또한 상기 시스템을 사용하여 선박을 능동적 및 수동적으로 안정화시키기 위한 방법을 포함한다.

Description

선박의 능동적 및 수동적 안정화 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR THE ACTIVE AND PASSIVE STABILIZATION OF A VESSEL}

본 발명은, 해상 환경에서 작동하는 배(ships), 보트, 시추선(rig), 바지선(barge), 플랫폼 및 크레인과 같은 선박(vessel)의 능동적 및 수동적 안정화를 위한 시스템, 및 그러한 시스템을 이용한 선박의 능동적 및 수동적 안정화를 위한 방법에 관한 것이다.

현재, 대부분의 선박에는 능동적 안정화 장치가 구비되어 있지 않다. 또한, 이러한 장치는 고정 설비와 함께 작동하는 선박을 위해 필요한데, 현재까지 당연한 것으로 간주될 뿐 아무도 이에 주목하지 않았다. 선박에 이러한 특성이 없기 때문에, 악천후 및 바람직하지 않은 파도의 방향에서, 선박은 먼 곳에 위치되어 기상의 변화를 기다려야 하였다. 기상이 비교적 양호하여 선박의 움직임이 작더라도, 선박은 선박에 영향을 줄 수 있는 파동의 이동에 대해 매우 취약하다. 배 또는 보트와 같은 선박만이 그러한 능동적 안정화의 이점을 가지는 것이 아니라, 시추선, 플랫폼, 크레인 등에서도 능동적 안정화 특성의 유용성이 클 것이다. 능동적 안정화를 위한 적절한 시스템을 가지지 않은 선박은 충격 흡수기를 가지지 않은 차량에 비견될 수 있는데, 그것은 교통 안전의 관점에서 생각할 수 없는 것일 것이다.

부유 중인 선박은, 공지된 바와 같이, 해상의 파도 및 다른 정적 하중(load)에 의해 영향을 받는다.

종래의 특허 문헌으로부터, 무엇보다 바닥이 개방된 탱크를 특히 오일 시추선에 사용하는 것이 공지되어 있다. 이러한 탱크는 대기압에 이르게 하는 제어 밸브를 상부에 가지며, 시추선이 공해에서 경험하는 정적 이동으로 인해, 그러한 이동을 감소시키기 위해 탱크 내의 해수의 충만도가 제어된다.

롤링을 피하기 위해 현재 사용되는 다른 시스템은 안정화 탱크 및 힐링 방지 펌프(Anti Heeling pumps)이며, 그 결과, 선박의 하중 용량의 상당 부분이 사용될 수 없다. 선박은 또한 일정한 하중을 소모하여야 하며, 예를 들면 흘수의 변화를 제어할 수 있는 가능성이 없을 수 있다. 힐링 방지 펌프는 능동적 펌프 시스템이지만, 자주 필요한 용량에 비해 너무 작은 용량을 가진다.

이와 같은 종래기술의 시스템에서, 유체가 만재 탱크로부터 다른 탱크로 펌핑될 때, 밸러스트(ballast)가 반이 채워져 자유 유체 표면을 가진 탱크가 2개가 될 것이며, 그것은 안정화와 관련하여 위험한 상태를 초래한다. 종래기술의 시스템에서의 다른 문제는, 탱크들 사이에서 유체를 폐쇄시키기 위해 하나의 밸브만 사용되어, 특히 밸브가 개방 위치에서 엉키면, 시스템을 불안정하게 한다는 것이다.그러면, 이들 2개의 탱크 내의 유체는 이들 2개의 탱크 사이에서 우현으로부터 좌현으로 자유롭게 흐를 수 있다.

GB 2 091 192에는 안정화를 위한 탱크가 구비된 선박이 공지되어 있는데, 탱크는 바닥에 개구를 가지며, 능동적 및 수동적 안정화를 위해 사용된다. GB 2 091 192의 큰 단점은, 저압(1/4 내지 3/4 바) 및 고압(3 내지 7 바)의 압축 공기 및 저수 탱크만이 능동적 및 수동적 안정화를 위해 사용된다는 것인데, 그것은, 밸러스트 탱크 내의 레벨의 모든 변화는 수면 하에서 발생하여야 하고, 밸러스트 탱크 내의 부력만 변경될 수 있다는 것을 뜻한다. 이것은 또한 제한된 밸러스트 양만 이용 가능하다는 것을 뜻한다.

정박 작동을 수행하는 선박에 자주 대형 기계류가 구비되어 디젤 소모량이 커서, 계획된 작업은 예상보다 시간이 오래 걸릴 수 있어, 디젤 탱크가 비워질 때 안정성이 감소될 것이다.

안정화 탱크를 가진 현재의 선박은, 밸러스트를 이동시키지 못할 수 있는 예를 들면 파워의 고장 등의 위급한 상황이 발생하면 취약하다.

예인 작동을 수행하는 선박의 경우에, 타의 편향에 의해 방향을 변경함으로써, 하중을 우현으로부터 좌현으로 매우 신속히 변경시킬 수 있으며, 현재의 시스템으로는 안정화를 충분히 신속히 이동시키지 못한다.

예인 작동과 관련하여, 선박과 예인되는 목적물 사이에 중량이 있는 기다란 예인 로우프가 사용된다. 이것은, 파도의 저항의 지속적인 변화로 인해 예인 로우프에 걸리는 인장력의 변화를 감소시키기 위한 것이다. 각각의 파도가 지나간 뒤에, 선박은 파도를 만나기 전에 가졌던 속도를 얻기 위해 가속되어야 한다. 파동의 저항의 감소가 더 많을 수록, 계획된 항해에 대한 경제성이 더 양호하게 될 것이다.

경제성 및 NOx 방출과 관련하여 선박으로부터 환경에 미치는 영향을 감소시키는 것이 일반적으로 큰 바램일 것이다. 이것은 환경을 더 양호하게 하고 오염을 더 적게 할 것이며, 이것은 현재 본 분야에서 중요한 화제가 되고 있다.

이동과 관련하여 능동적 안정성의 부족은, 어떤 형태의 수동 작업이 사람에 의해 수행되는 모든 선박에서도 발생한다. 어선은, 어류를 포획하고 처리하는 동안에 수행되는 여러 가지 수동 작업으로 인해 손상의 정도가 큰 종류의 보우트의 일예이다. 안정화의 신속도는 사고시의 작동과 정상 작동 사이에서 다를 수 있다. 더 신속히 안정화시키고 선박에 미치는 힘에 대항할 수 있는 시스템을 매우 필요로 한다.

많은 선박이 수로 또는 천수(shallow water)를 위한 어떤 록킹 시스템을 통과하도록 설계되며, 이들 선박은 항상 낮은 흘수를 가지도록 디자인되는데, 이것은 안정성의 문제를 발생시킬 수 있는 것이다.

쇄빙선은 또 다른 종류의 선박으로서, 쇄빙의 성질과 관련하여 특수한 선체 형상을 가진다. 이들 선박은, 선박의 선미부로부터 선수로 향해 이동되는 대량의 밸러스트를 가져야 하며, 그것은 제어되지 않은 상황을 발생시킬 수 있다. 밸러스트의 이동은 항상 모든 배에 대해 제어되지 않은 상태를 발생시킬 것이다.

전 세계에 있는 다수의 선박이 의도하는 작업을 수행하기 위해 공해에서 대기 상태에 있는데, 이것은, 선박이 아무 일도 하지 않으면서 대기 상태에 있기 때문에, 불필요한 오염과 불필요한 비용을 발생시키는 것이다. 따라서, 현재의 선박의 경우보다 더 조악한 상태에서 선박이 작동할 수 있어야 하며, 동시에 선박 및 선원의 안전이 확실하게 되는 것이 큰 바램이다.

또한 헬리콥터 갑판을 가진 선박에 대해, 선박의 이동이 너무 크면 헬리콥터가 착륙하지 못할 것이기 때문에, 안정성이 향상되고, 수직 이동에 대한 보상이 향상될 필요가 있을 것이다.

따라서, 대부분의 선박이 현재보다 더 신속하고 능동적인 선박의 안정화를 가질 필요가 있다는 것이 명백하다. 또한, 선박의 수동적 안정화가 결핍되어 있다.

본 발명의 주 목적은, 선박의 능동적 및 수동적 안정화를 위한 시스템 및 방법을 제공하는 것이며, 특히 파도, 하중/밸러스트의 이동, 및 크레인 작업으로 인한 모든 부유(floating) 선박/바지선(barges) 및 시추선/플랫폼의 수직 이동을 제어하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 현재의 선박에 존재하는 최대 이동을 감소시키는 것으로서, 즉 피칭, 롤링 및 흘수를 감소시키는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 선박과 해저 사이의 거리를 가능한 한 일정하게 유지할 수 있는 것이다.

본 발명의 마지막 목적은, 상기 시스템과 방법이 종래기술의 시스템을 향상시키거나 종래기술의 시스템의 상술한 단점을 완전히 제거하여, 선원 및 본 발명에 따른 시스템과 방법을 구비하고 해상 환경에서 작동하는 선박의 안전을 향상시키는 것이다.

해상 환경에서 작동하는 배(ships), 보트, 시추선(rig), 바지선(barge), 플랫폼 및 크레인과 같은 선박의 능동적 및 수동적 안정화를 위한 본 발명에 따른 시스템이 청구범위 제1항에 기재되어 있다. 상기 시스템의 바람직한 특징은 청구범위 제2항 내지 제11항에 기재되어 있다.

본 발명에 따른 시스템을 사용하는, 해상 환경에서 작동하는 배, 보트, 시추선, 바지선, 플랫폼 및 크레인과 같은 선박의 능동적 안정화를 위한 본 발명에 따른 방법이 청구범위 제12항에 기재되어 있다. 상기 방법의 바람직한 특징은 청구범위 제13항 내지 제18항에 기재되어 있다.

본 발명에 따른 시스템을 사용하는, 해상 환경에서 작동하는 배, 보트, 시추선, 바지선, 플랫폼 및 크레인과 같은 선박의 수동적 안정화를 위한 본 발명에 따른 방법이 청구범위 제19항에 기재되어 있다. 상기 방법의 바람직한 특징은 청구범위 제20항 내지 제23항에 기재되어 있다.

여기에서 참조되고 본 발명에 따라 제어될 모든 부유 물체는 이하에서 선박이라고 지칭될 것이다.

본 발명에 따른 시스템은 주로 탱크, 탱크에 유체를 공급 및 제거하기 위한 수단, 및 선박의 이동에 관한 정보 및 선박에 대한 환경의 영향에 기초하여, 탱크에 유체를 공급 및 제거하기 위한 상기 수단을 제어하기 위한 제어 시스템을 포함한다. 본 발명에 따른 시스템 및 방법을 사용할 선박에 바람직하게, 적합하게 된 위치에 적절한 탱크가 구비되고/디자인되며, 탱크는, 충분한 양의 유체가 탱크의 개구에서 공동 현상(cavitation) 또는 다른 저항 없이 통과하도록 충분히 큰 개구를 바닥에 가진다.

충분한 양의 유체가, 선박의 피칭, 롤링 및 흘수를 변경시키는 부력에 대항할 수 있도록, 탱크는 또한 바람직하게 해수 수위에 대해 충분한 높이를 가진다. 탱크의 상부에, 탱크에 유체를 공급 및 제거하기 위한 수단 예를 들면 진공 컴프레서 등이 배치되며, 상기 수단은 탱크 내의 유체면 위의 압력/진공을 제어하도록 사용되며, 이러한 방식으로, 임의의 때에, 필요한 밸러스트를 공급하기 위해 탱크 내의 유체 수위를 상승시키고, 선박에 부력을 공급하기 위해 유체 수위를 낮출 수 있을 것이다. 탱크 내의 유체량은 제어 시스템에 의해 제어되어, 유체 수위는, 수직 이동을 발생시키는 선박에 미치는 해수의 이동 또는 선박에 영향을 주는 다른 성분/하중과 같은 선박에 미치는 힘에 대항하도록 변경된다.

종래의 선박에서, 롤링, 피칭 및 흘수의 이동은 통상적으로 탱크 내의 부유 유체의 이동에 의해 대항되며, 그러한 유체량은 선박의 톤수의 일부이다. 상술한 바와 같이, 이것은, 특히 고장시에, 이용 가능한 전체 유체량 및 펌프의 용량의 제한으로 인해, 이들 시스템이 허용 가능한 시간 내에 충분한 밸러스트/부력을 제공하지 못할 때에, 안정성 문제를 발생시킬 수 있는 "폐쇄" 시스템이다. 또한, 이것들은 선박의 전체 하중 용량을 감소시키는데, 그것은 유체량이 선박의 톤수의 일부이기 때문이다. 본 발명을 사용하면, 탱크는 기본적으로 어떠한 유체량도 포함하지 않지만, 필요시에만 상기 시스템에 의해 제어되는 동안에 유체가 공급될 것이다. 선박에 밸러스트를 공급하기 위해, 상기 시스템은 선박이 떠 있는 매체를 이용하기 때문에, 탱크가 선박에 적합하고 선박의 적절한 위치에 배치되는 한, 유체량에 대한 제한은 없게 된다. 선박이 떠 있는 매체에 대해 탱크가 개방되기 때문에, 선박은 선박이 떠 있는 매체 전체를 유체의 공급을 위해 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 시스템은 상술한 바와 같이, 탱크 내의 밸러스트/부력을 제어하기 위한 제어 시스템을 포함한다. 제어 시스템은, 임의의 시간에 탱크 내의 상태에 관해 정보를 주는 여러 가지 수단으로부터의 정보, 및 선박의 이동에 관한 정보를 수신할 것이다. 선박의 이동에 관한 정보는, 예를 들면 일실시예에서, 선박의 수직 이동 등에 관한 즉 롤링, 피칭 및 흘수의 기준을 위한 정보를 제공하는 MRU(이동 기준 유닛) 및 VRU(수직 기준 유닛)으로부터 제공될 수 있다. 여기에서 그것은 또한 예를 들면 방위 안정화(gyro stabilization)에 이로울 것이다. 해저 탐사 산업(offshore industry)에서, 대부분의 선박에 DP 시스템이 구비된다. DP-동적 위치설정은 기본적으로, 앵커를 사용하지 않고, 선박 자체의 프로펠러 및 스러스터(thruster)에 의해, 배 및 반잠수 시추선을 해저 위에 동일한 수평 위치에 유지하고, 동일한 방향을 유지하거나 다른 선박 또는 부유 설비에 대해 동일한 수평 위치를 유지하기 위한 방법이다. DP 시스템은, 정상적 작동을 확실하게 하기 위해 선박 주위의 환경의 변화에 보상하기 위해, 실제로 발생하기 전에 변화를 예측하기 위한 수단을 포함한다. 선박에 DP 시스템이 구비되면, 본 발명에 따른 제어 시스템은 선박의 이동에 관한 DP 시스템으로부터의 정보를 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 능동적 안정화를 위한 방법은 다음의 단계로 요약될 수 있다.

1. 선박의 이동에 관한 정보를 제공하는, MRU 및/또는 VRU 및/또는 DP 시스템 등으로부터 선박의 이동에 관한 정보를 얻는 단계,

2. 시스템의 탱크의 상태에 관한 정보를 얻는 단계,

3. 단계 1 및 단계 2에서 얻은 정보에 기초하여, 본 발명에 따른 제어 시스템에 의해 여러 가지 탱크에 대한 충만도, 즉 진공 및/또는 압력이 공급되어야 하는지를 계산하는 단계로서, 선박이 떠 있는 유체 수위보다 탱크의 수위가 낮으면, 압력만 공급되고,

4. 탱크 내의 진공 및/또는 압력을 제어하기 위한 수단에 단계 3의 계산에 기초하여 세팅을 제공하는 단계,

5. 탱크의 상태에 관한 정보를 제공하기 위한 수단이 본 발명에 따른 제어 시스템에 필요한 압력 및/또는 진공이 얻어졌다고 응답할 때까지, 탱크 내의 유체 부피를 제어하기 위한 수단에 의해 탱크에 압력 및/또는 진공을 공급하는 단계, 및

6. 단계 1 내지 단계 5를 반복하는 단계.

단계 1 및/또는 단계 2는, 선박의 이동에 관한 정보를 얻는 단계에 추가하여, 파고 및 빈도에 관한 정보를 얻는 단계를 포함하는데, 그러한 정보는, 파고 및 빈도에 관한 정보를 제공하기 위해 바람직하게 선박의 측부를 따라 배치되는 파도 보정 및/또는 압력 센서 및/또는 레이더 및/또는 레이저 또는 유사한 수단과 같은 적절한 수단에 의해 얻어진다.

파도 보정은, 바람직하게 선박의 측부를 따라 수직 방향으로 배치되는 수위 튜브(level tube)에 기초한다. 수위 튜브의 하부를 위한 관찰점은 선박의 수평 트림이다. 각각의 튜브에 수위 센서를 배치함으로써, 관찰점의 파고는 각각의 튜브에서 판독될 수 있다. 이러한 원리에 의해 파도 방향 이동을 표시하기 위해, 최소 3개의 센서가 사용되어야 한다. 각각의 파도 빈도에 3개 이상의 센서 튜브가 배치되면, 파도 방향을 판독할 수 있다. 선박의 우현, 좌현 및 전방 사이의 각각의 센서의 수위를 보정하고 동기화함으로써, 각각의 시간에 선박에 영향을 주는 파도의 실제 방향을 얻을 것이다.

이러한 원리는 또한, LCB-부력의 길이방향 중심, VCB-부력의 수직방향 중심, LCF-길이방향 부면심(center of floatation)과 같은 선박의 수직 이동에 대한 선체의 이동에 영향을 미치는 유체량/이동의 변화를 계산하기 위해 사용될 수 있다.

상기 시스템은 또한, 본 발명에 따른 시스템이 구비되는 선박의 수동적 안정화 장치로서 작용할 수 있다. 수동적 안정화를 수행하기 위해, 상기 탱크에 유체를 공급 및 제거하기 위한 상기 수단은, 각각의 탱크에 배치되는 제어 가능한 밸브를 포함한다. 선박이 파도에 대해 정면으로 항해하고, 탱크의 상부에서 제어된 공기 공급(airing)을 계산하였을 때, 탱크는 해상의 상태에 따라 채워질 것이다. 그러면 선박이 탱크 내에 최대로 채워지므로, 표시된 지점에서 최대 흘수를 가진다. 선박이 선체 형상 및 부력으로 인해 상승하기 시작할 때, 탱크의 공기 공급은 종료되어, 선박에, 선박이 상승하는 것을 막는 중량이 공급되지만, 이러한 중량은, 선박이 상승 이동을 시작하기 직전에 탱크의 공기 공급을 개시함으로써 제거하여야 하며, 유체는 즉각적으로 사라진다.

다음에 선박의 선수의 탱크를 보면, 선수 내의 충만도는 파도로 인한 해수의 수위에 따라야 하며, 따라서, 선수의 탱크 내의 부력을 감소시키고(제거하고), 즉 탱크를 유체로 채운다, 외부의 파도가 선수의 후방 단부를 통과할 때, 파도는 파도는 선체에 영향을 주어 부력을 증가시키지만, 그 때에는 파도가 선수를 떠나므로, 선수 내의 유체량은 선수 뒤의 선체에 대한 파도의 부력을 감소시킬 것이다. 파도가 선박의 전방을 통과함으로 인해 선박이 부력을 잃을 때, 선수의 탱크 내의 유체량을 감소시키는 것이 바람직하고, 파도가 선수를 통과하였을 때, 선수의 탱크 내의 진공이 제거되며, 탱크는 균형추(counterweight)로서 사용되었던 유체를 배출한다. 다음 파도가 선박의 전방에 닿을 때, 선수의 탱크는 다시 유체로 채워질 준비가 되어, 충만도는 실제 파고를 따르기 시작한다.

본 발명에 따른 수동적 안정화를 위한 방법은 다음의 단계로 요약될 수 있다.

1. 선박의 이동에 관한 정보를 제공하는, MRU 및/또는 VRU 및/또는 DP 시스템 등으로부터 선박의 이동에 관한 정보를 얻는 단계,

2. 시스템의 탱크의 상태에 관한 정보를 얻는 단계,

3. 단계 1 및 단계 2로부터의 정보에 기초하여, 탱크가 밸러스트를 가져야 하는지, 또는 부력이 증가되어야 하는지를 계산하는 단계, 및

4. 탱크 내의 부력을 감소시킬 필요가 있을 때 밸브를 개방하고 및/또는 탱크 내의 부력을 증가시킬 필요가 있을 때 밸브를 폐쇄시키는 단계.

단계 1 및/또는 단계 2는 여기에서 또한, 선박의 이동에 관한 정보를 얻는 단계에 추가하여, 바람직하게 파고 및 빈도에 관한 정보를 얻는 단계를 포함하는데, 그러한 정보는, 파고 및 빈도에 관한 정보를 제공하기 위해 바람직하게 선박의 측부를 따라 배치되는 압력 센서와 같은 센서, 레이더 및/또는 레이저, 및/또는 파도 보정 또는 유사한 수단과 같은 적절한 수단에 의해 수행된다.

본 발명에 따른 시스템 및 방법에 의해, 선박에, 선박의 능동적 또는 수동적 안정화 또는 이들의 조합에 의해, 환경의 닥아오는 변화에 대해 필요한 것에 따라 밸러스트 및/또는 부력이 제공될 수 있고, 이러한 방식으로 선박은 이들 변화 특히 수직 이동에 대항한다.

본 발명에 따른 시스템 및 방법은 예를 들면 다음과 같은 여러 가지 상태로 작동할 수 있을 것이다.

1. 항해 시에 피칭을 감소시키는데, 이것은 연료 감소 효과, 선박 및 인명을 위한 안전 효과, 및 승객 및 선원의 안락성을 증가시키는 효과를 제공한다.

2. 피칭 및 롤링을 감소시키는데, 이것은 상기 사항 1과 동일한 이점을 제공하며, 또한 선상에서의 작업을 보장하며, 다른 설비 및 선박과 함께 작업하는 것을 보장한다.

3. 피칭 및 롤링을 감소시키고, 흘수를 제어하는데, 이것은 상기 사항 1 및 2와 동일한 이점을 제공하며, 하부 설비와 함께 작용한다.

4. 흘수를 제어하는데, 이것은, 접근이 어려울 때, 이동시에 부표(float)를 운반하는 잠수 가능 선박, 및 간조와 만조가 하역작업을 복잡하게 하는 항만에서 작업하는 하역 선박에 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 시스템은 종래기술의 시스템이 가지는 상술한 문제점을 전혀 가지지 않을 것이고, 그것은 탱크가 서로 독립적으로 작동될 수 있기 때문이며, 그 결과 안정된 시스템이 얻어지고, 에러가 발생할 가능성이 적으며, 불안정성 또는 제한된 유체량으로 인해 밸러스트를 제공하기 위한 용량의 부족과 같은 위험한 상황이 발생될 가능성이 적다. 종래의 펌프는 본 발명에 따른 시스템과 동일한 용량을 제공할 수 없을 것이기 때문에, 현존하는 시스템에 비해 안정성이 더 신속히 제공될 수 있다.

상기 시스템에 의해, 선박은 파도의 힘과 같은 환경으로 인한 영향에 이전보다 더 양호하게 대항할 수 있어, 불량한 기상 및 파도 상태에 견딘다. 능동적 안정화를 위한 전체 양은 극한 파도 및/또는 하중 상태에서 선박의 부력을 증가시키기 위해 사용될 수 있다. 선박은 만재 상태에서 통상적으로 물에 깊이 잠기지만, 이것은 유체를 가진 탱크를 사용하지 않음으로써 이용 가능하게 된 부력의 양을 사용하여 변경될 수 있다. 이 결과 에너지 비용이 감소될 것이며, 이것은, 선박이 파도의 영향에 더 양호하게 견디고, 따라서 선박을 프로펠러와 스러스터만 사용하여 가능한 것보다 더 양호하게 정위치에 유지할 수 있고, 스러스터와 프로펠러를 덜 사용함으로써 에너지 소모가 감소될 수 있기 때문이다.

DP 시스템을 구비하는 선박과 관련하여, 선박은, 선박의 선회점 위에 높이 있는 안테나에서의 실제 위치에 관한 신호를 위성으로부터 수신하며, 선박이 롤링 및 피칭할 때, 이러한 위치는 선박의 실제 위치와 관련하여 몇 미터 변경될 것이다. 선박이 우현으로 경사하면, 선박의 위치는, 선박의 선회 중심점과 수신 안테나 사이의 길이의 차이에 대응하는 몇 미터만큼 우현에 있을 것이다. 그러면, 프로펠러 및/또는 스러스터는 이러한 위치의 변화를 피하고자 하여, 선박을 대응하는 미터만큼 좌현으로 이동시킬 것이다. 이러한 이동이 체계적으로 발생하면, DP 시스템은 "학습 기능"을 가지기 때문에 대항할 수 있다. DP 시스템은 바람, 파도, 조류 등을 위한 모델을 학습하기 위해 각각의 위치설정에 대해 통상적으로 20 분의 주기를 사용한다. 선박에 본 발명에 따른 시스템이 구비되면, 이러한 에러 마진은 상당히 감소될 수 있다. 뒤의 설명에서 많은 중점을 두지 않는 본 발명의 다른 이점은, 본 발명에 따른 시스템이 DP 학습 모델을 변화시키는 가능성을 가진다는 것이다. 일예에서, 능동적 안정화가 사용되며, DP 학습에서, 파도, 조류 및 바람이 이것을 따르며, 다음 상황에서 시스템이 꺼지고, 파도는 선박에서 다르게 나타난다고 간주된다. 따라서, DP 시스템은, 본 발명의 시스템의 여러 가지 센서로부터 정보를 얻음으로써 변화를 더 신속하게 갱신할 수 있고, 빠른 기상 변화 및/또는 작동의 변화 하에서 더 신속하고 정밀하게 갱신할 수 있다.

본 발명에 의해, 상기 설명에 더하여, 얕은 물에서 항상 너무 작은 흘수로 작동하는 선박을 디자인하는 대신에 선박의 흘수를 변화시킬 수 있다.

NOx의 방출 역시, 본 발명에 따른 능동적 및 수동적 안정화에 의해 상당히 감소될 수 있다. 수직 이동을 하면서 항해하는 선박에서, 이것은 디젤 엔진의 경우에 현저하게 나타나며, 디젤의 출력은 선박이 받는 하중의 변화에 견디기 위해 지속적으로 변화된다. 이러한 작동에서 저항의 변화가 클수록, 디젤 엔진의 연소는 더 불량하게 된다. 이것은 또한, 최대 속도를 예를 들면 15 내지 14 놋트로 감소시키는 것과 비교될 수 있으며, 거의 동일한 시간에 항해할 수 있지만 경제적 이득이 크다.

본 발명에 의해, 현존하는 선박에 비하여 안정성이 증가된다. 선박의 운항에서 공지된 사고로부터, 밸러스트의 이동이 예를 들면 파워의 고장으로 인해 수행되지 않은 것이 공지되었다. 선박에 본 발명에 따른 시스템이 구비되었다면, 파워의 고장 상황에서 선박에 전혀 영향을 주지 않았을 것인데, 그것은 안정화 탱크 내의 하중이 단순히 흘러나갔을 것이기 때문이다. 시스템에 추가로 비상 백업 시스템이 구비되었다면, 파워 고장이 발생하였더라도 시스템은 안정화를 얻기 위해 밸브를 작동시킬 수 있었을 것이다.

또한, 유람선은 본 발명의 큰 이점을 가질 것인데, 그것은 유람선이 항해 동안에 피칭을 감소시키기 위해 상기 시스템을 사용할 수 있어, 연료 소모가 낮아지고, 해상에서의 멀미와 관련하여 승객을 더 안락하게 할 것이기 때문이다. 이것은 또한 항해의 지연을 감소시키고, 그 항해 루트가 짧게 되는 것을 방지할 수 있다.

상기 시스템이, 얼음을 깨기 위해 특수한 형상의 선체를 가지며 일반적 배에 비해 불량한 항해 성능을 가지는 쇄빙선에 사용되면, 쇄빙선에 항해 동안에 더 양호한 안정성이 제공된다. 밸러스트를 선미로부터 선수로 펌핑하기 위해 많은 양의 밸러스트 물을 가지는 대신에, 펌프 대신 진공에 의해 선박의 선미 및 선수에 해수를 흡입함으로써, 선박은 통상적으로 디자인된 선미를 가질 수 있다. 유체를 선미로부터 선수로 이송하면, 선박은 여전히 전체 밸러스트 중량을 가지지만, 바다로부터 중량을 직접 취하거나 배출하면, 중량은 신속히 변화할 것이다. 선박은 얼음에 올라갈 때에는 비교적 가벼울 수 있고, 얼음을 깨는 데에 문제가 생기면 중량을 신속히 증가시킬 수 있다.

본 발명에 의해, 수동 작업이 수행되는 모든 선박은 더욱 양호한 안정성을 얻을 수 있을 것이며, 그 결과, 수직 이동이 감소되어, 작업 상태가 더 양호하게 되고, 사고가 적어진다.

본 발명에 의해, 선박은 종래기술에 달성될 수 있었던 것보다 수직 이동이 작게 되므로, 크레인 및 시추선의 히빙(heave) 보상의 필요성이 작게 될 것이며, 해상에서의 작업을 더 신속하고 정밀하게 한다.

상술한 예는, 사용 영역이 크고, 본 발명에 따른 시스템의 가능성이 크다는 것을 보여준다. 환경에 관심이 많은 현재 사회에서, 본 발명을 사용하는 모든 선박은 연료를 절약하고 따라서 연료의 방출이 적게 된다는 것을 이해할 것이다.

모든 선박은 현재 적용되는 이론적 안정상 요구사항을 가져야 하고, 본 발명은 이러한 안정성을 강화한다는 것이 명백하다.

또한, 시스템은 수동 및/또는 자동일 수 있고, 필요한 트림을 설정할 가능성이 있다는 것이 명백하다. 선박은 어떤 경우에는 안정성 탱크만 채워도 선박의 전체 중량을 증가시키에 충분할 수 있다. 선박이 항해중이 아니면, 이것은 몇가지 임무에 충분할 수 있다. 선박의 흘수 및 중량은 각각의 상황에 대해 가장 이로운 작동 상황으로 조절될 수 있고 신속히 변경될 수 있다. 현재의 항해 상황에서, 선박이 항해시의 악천후에서 추가 밸러스트를 취하고, 기상이 향상되더라도 악천후에서와 동일한 밸러스트로 항해를 계속하는 경우가 자주 발생한다.

추가적 상세사항이 다음의 실시예의 설명에서 설명될 것이다.

본 발명을 이하에서 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1의 (a) 및 (b)는 각각, 한 가지 상태에 있는 선박의 측면과 위로부터 본 단면도이다.
도 2의 (a) 및 (b)는 다른 상태에 있는 도 1의 선박을 도시하는 도면이다.
도 3은, 제3 상태에 있는 도 1 및 도 2의 선박의 중앙 단면을 통한 단면도이다.
도 4의 (a) 및 (b)는, 측부에 센서 수단을 구비하는 선박을 도시하는 도면이다.
도 5의 (a) 및 (b)는, 시스템이 개별적 파도를 이용할 수 있는 방법을 도시하는 도면이다.
도 6의 (a) 및 (b)는, 탱크의 개방 시에 고정된 프로펠러를 사용하는 일예를 도시하는 도면이다.

도 1의 (a) 및 (b)는, 본 발명에 따른 시스템이 배치되는 선박(10)의 일예를 도시하고 있다. 상기 시스템은 예를 들면, 선박(10)에 적절한 위치에 배치되는 4개의 탱크(11a 내지 11d)를 포함하며, 예를 들면, 1개의 탱크(11a)는 선박(10)의 전방에 배치되고, 2개의 탱크(11b, 11c)는 선박(10)의 중앙 근처에서 각각의 측부에 배치되며, 1개의 탱크(11d)는 선박(10)의 후방에 배치된다. 이러한 방식으로, 선박은, 탱크(11a 내지 11d)에 의해, 길이방향 또는 횡방향 또는 이들의 조합의 방향에서 선박을 부딪히는 파도와 같은 환경으로부터의 영향에 대항할 수 있을 것이다.

각각의 탱크(11a 내지 11d)는 사이즈(부피), 형상 및 해면과 같이 선박이 떠 있는 유체면 위의 높이와 관련하여 실제 선박(10)에 적합하며, 각각의 탱크(11a 내지 11d)에 바닥에 개구(12a 내지 12d)가 구비된다. 개구(12a 내지 12d)는, 탱크의 개방시에 충분한 양의 물이 공동 현상 또는 다른 저항 없이 통과하도록 충분히 크다.

유체 내의 진공에 대한 물리적 법칙으로 인해, 또한 진공이 상승을 제공하는 대신에 유체를 증발시키는 것을 방지하기 위해, 탱크(11a 내지 11d) 내의 유체의 대략 8 미터의 상승 높이의 제한이 있을 것이다. 탱크 내의 필요한 진공이 높을 수록, 경제/에너지 면에서 덜 바람직할 것이다. 탱크(11a 내지 11d)의 표면이 클 수록, 큰 채움 양을 얻기에 필요한 에너지는 적다. 선박에 있어서, 선박의 전방에 있는 탱크는 어떠한 경우에도 중앙에 있는 탱크보다 높을 것인데, 이것은, 선박이 항해할 때, 선박에 미치는 파도의 영향(수준)은 선박의 중앙에서보다 전방에서 더 많이 변하기 때문이다.

탱크(11a 내지 11d)의 위치는 선박(10)의 형태, 및 선박(10)이 필요로 하는 특성에 의존할 것이다. 피칭과 롤링을 피하기 위해 작동되는 탱크(11a 내지 11d)는, 탱크가 배치되는 선체의 외측으로 먼 곳에서 최대의 효과를 가지며, 선박의 흘수를 제어하기 위해 작동되는 탱크(11a 내지 11d)는 가장 바람직하게 선박(10)의 중심에 배치된다.

개구(12a 내지 12d)가 선박의 아래쪽에 배치될 수록, 탱크(11a 내지 11d) 내의 진공/압력을 제어하기에 더 안정적일 것이다.

또한, 탱크(11a 내지 11d)에 탱크 내의 유체의 부피를 제어하기 위한 수단(13a 내지 13d)이 구비되고, 그러한 수단(13a 내지 13d)은 바람직하게 진공 컴프레서 또는 유사한 것이며, 선박의 다른 위치에 있는 탱크(11a 내지 11d) 내의 부력, 각각 밸러스트를 제공하기 위해 유체 레벨을 하강 또는 상승시키기 위해, 유체 표면의 압력/진공을 제어하기 위해 사용된다. 상기 수단(13a 내지 13d)은 바람직하게 용이한 보수유지를 위해 탱크(11a 내지 11d) 외부에 배치된다. 탱크(11a 내지 11d)는 또한, 상황이 허용하는 한, 탱크(11a 내지 11d)의 상부에 대기압을 공급함으로써 유체가 비워질 수 있으며, 이러한 방식으로, 탱크(11a 내지 11d)를 비우기 위한 입력 파워가 필요하지 않다.

시스템을 제어하고 탱크(11a 내지 11d)의 상태에 관한 정보를 제공하기 위해, 탱크(11a 내지 11d)에, 탱크(11a 내지 11d) 내의 상태에 관한 정보를 제어 시스템에 제공하기 위해 압력 센서/미터, 부표, 압력 펄스 등과 같은 측정 수단(도시되지 않음)이 더 구비된다.

상기 시스템은, 상술한 바와 같이, 선박(10)의 추가적 이동, 특히 롤링, 피칭 및 흘수로 분리될 수 있는 수직 이동과 관련하여, 탱크(11a 내지 11d) 내의 유체 레벨을 제어하기 위한 수단(13a 내지 13d)을 제어하기 위한 소프트웨어/알고리즘이 구비되고 및/또는 프로그래밍되는 제어 시스템을 포함한다.

제어 시스템은, 임의의 시간에 탱크 내의 상태에 관한 정보를 제공하는 수단으로부터 오는 정보, 및 선박의 이동에 관한 정보를 수신할 것이다. 선박의 이동에 관한 정보는, 일실시예에서, 선박의 수직 이동에 관한 정보를 제공하는 자이로 안정화 또는 유사한 수단을 구비하는 MRU(이동 기준 유닛) 및 VRU(수직 기준 유닛)로부터 제공될 수 있다. 선박에 DP 시스템이 장착되면, 제어 시스템은 DP 시스템으로부터의 직접 입력이 제공될 수 있다.

또한, 선박에 바람직하게, 압력 센서, 레이더, 및/또는 레이저 및/또는 파도 보정 수단 등과 같은 센서 수단(14)(도 4의 (a) 및 (b) 참조)이 구비되며, 상기 수단(14)은 바람직하게 파도의 높이 및 빈도에 관한 정보를 제공하기 위해 선박의 측부를 따라 배치된다. 도시된 실시예에서, 상기 수단(14)은 파도 보정의 형태를 가진다. 파도 보정은, 바람직하게 선박의 측부를 따라 수직으로 배치되는 레벨 튜브에 기초한다. 레벨 튜브의 하부의 관찰점은 선박의 수평 트림이다. 각각의 튜브에 레벨 센서를 배치함으로써, 파도 높이는 각각의 튜브의 이러한 지점에서 판독될 수 있다. 이러한 원리에 의해 파도 방향 이동을 나태내기 위해, 최소 3개의 센서가 사용되어야 한다. 각각의 파도 빈도에 최소 3개의 센서 튜브를 가지면, 파도 방향을 판독하는 것이 가능할 것이다. 선박의 우현, 좌현 및 전방 사이에서 각각의 센서의 레벨을 보정하고 동기화함으로써, 임의의 시간에 선박에 영향을 미치는 파도의 실제 방향을 얻을 것이다. 이러한 원리는 또한, LCB(길이방향 부력 중심), VCB(수직 방향 부력 중심), LCF(길이방향 부면심)과 같은 선박의 수직 이동과 관련하여 선체 이동에 영향을 미치는 변동하는 유체 부피/이동을 계산하기 위해서 사용될 수 있다.

이러한 방식으로, 제어 시스템에, 파도에 의해 제공되는 파도의 빈도, 파도의 방향, 및 전체 변동 부력에 대한 개요를 형성하기 위한 정보가 제공될 수 있다. 상기 정보는, 선박이 이동되기 전에, 파도의 영향을 예측하는 기회를 제공한다.

센서 수단(14)으로부터의 정보는 바람직하게, 제어 수단을 위한 정보를 배열하는 별도의 유닛(15)에 의해 모니터링된다.

제어 시스템은 수신된 정보를 처리하고 다음에는 수단(13a 내지 13d)을 위한 세팅을 계산하며, 다음에는 수단(13a 내지 13d)이 실제 탱크(11a 내지 11d) 내의 올바른 압력 및/또는 진공을 세팅한다.

본 발명에 따른 시스템을 구비하는 선박(10)은, 더욱 양호한 방식으로, 선박에 영향을 미치는 파도 및 다른 외부 인자와 같은 선박 주위의 환경의 영향에 대항할 수 있을 것이다. 이러한 선박은 또한, 현재의 선박에 일반적인 프로펠러 및 스러스터(thruster)만 사용하는 것보다 더 양호하게 위치를 유지할 수 있다. 파도와 같은 선박 주위의 환경에 의한 영향이 미소하기 때문에, 이러한 시스템이 스러스터 및 프로펠러를 사용하기 위해 필요로 하는 자원의 수가 적어서, 에너지 비용이 감소된다. 예를 들면 DP 시스템을 구비하는 해저 탐사 선박(offshore vessels)에 대해서, 선박을 정위치에 유지하는 것은 DP 시스템인 반면에, 본 발명에 따른 시스템은, 주로 수직 이동과 관련되는 파도로부터의 영향과 같은 선박의 환경으로부터의 영향에 대항한다.

도 1의 (a) 및 (b)는, 정위치에 있는 선박(10)에 파도가 선수를 따라 힘 F로 부딪히는 상태의 예를 도시하고 있다. 예를 들면, 선박은 다른 선박 또는 다른 해저 탐사 설비(도시되지 않음)에 대해 정위치에 놓인다. 예를 들면, 선박 이동에 관한 DP 시스템의 계산, MRU 및 VRU로부터의 정보, 및 탱크 내의 측정 수단 및 선박의 측부를 따른 센서 수단으로부터의 정보로부터, 본 발명에 따른 제어 시스템은, 선박이 이러한 파도에 의해 가능한 한 적게 영향을 받게 하기 위해 필요한 여러 가지 탱크(11a 내지 11d)의 충만도를 계산한다. 그 결과, 이러한 실시예에서, 제어 시스템은, 주어진 변수에 기초하여, 여러 가지 탱크(11a 내지 11d)의 충만도에 관한 제어 신호를 수단(13a 내지 13d)으로 보낸다. 파도에 의해 주어지는 부력에 견디기 위해, 탱크(11a 내지 11c)는 예를 들면 100% 채워지고, 선박(10)의 선미에 있는 탱크(11d)는 파도에 의해 동일한 정도로 영향을 받지 않아 10%만 채워진다. 따라서, 상기 시스템은, 수직 위치에 선박(10)을 유지하기 위해, 예를 들면 동일한 방향, 해저에 대해 동일한 거리, 해저 탐사 설비에 대해 동일한 거리를 유지하기 위해, 선박의 전방에 필요한 밸러스트를 공급할 수 있다. 설명을 위한 예로서, 선박(10)이, 도 1의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 3미터의 파도에 의한 선박의 전방의 부력의 변화를 보상하기 위해 선박의 전방에 200㎥의 밸러스트에 대응하는 탱크(11a)를 가져야 한다고 생각할 수 있다.

주어진 예에서 파도의 빈도가 10초이면, 탱크(11a)는 예를 들면 10초 내에 200㎥로 채워져야 하고, 그 결과, 탱크(11a) 내의 유체 수위는, 예를 들면 선박이 떠 있는 유체의 수위(100) 즉 해수 수위에 대해 4미터 상승되어야 한다. 이것은, 본 발명에 따라, 상술한 바와 같이 탱크(11a)와 관련하여 배치되는 진공 컴프레서(13a)를 사용하여 신속하게 수행될 수 있다. 진공 컴프레서(13a)는 탱크(11a)의 상부에 음의 압력을 공급하여, 압력을 균형시키기 위해 유체는 개구(12a)를 통 해 탱크(11a) 내로 흡입된다.

예를 들면 200kw 모터에 의해 작동되는 진공 컴프레서는 상기 사항을 수행할 수 있을 것이다. 비교의 목적을 위해, 힐링 방지 펌프와 같은 해수 펌프는 동일한 부피를 공급하기 위해 72000㎥/시간의 용량을 필요로 할 것이다. 그러한 펌프를 작동시키기 위해, 3850kw의 모터가 필요할 것이다. 이것은, 에너지 소모가 크게 절약되고, 종래기술을 사용하여 본 발명과 유사한 시스템을 얻을 수 없다는 것을 보여준다. 또한, 해수는 부식성 매체이기 때문에 펌프에 부식의 문제가 발생하기 때문에, 해수에서 작동되는 펌프에 문제가 있고, 바닥이 폐쇄되는 탱크이어야 하는 탱크로 또한 탱크로부터 항상 물을 펌핑하는 펌프에 문제가 있다. 또한, 상술한 유체의 부피는 선박의 하중 특성을 감소시킨다.

또한, 개방된 밸러스트 탱크는 폐쇄될 수 있는 탱크의 바닥에 밸브를 가지지 않으면, 정의에 따라, 전체 재화중량을 감소시킨다. 다른 한편, 여러 가지 고려의 결과, 바닥의 개구를 폐쇄시키기 위한 수단을 가진 탱크를 제고하는 것이 바람직할 것이다. 바닥에 개구를 가지는 밸러스트 탱크에서도, 탱크 내의 공기가 사라지는 것을 피하기 위해 탱크의 상부를 이중으로 폐쇄시키면, 탱크가 바닥에 밸브를 가진 것처럼, 이론적으로 부력이 유지될 것이다. 탱크의 바닥에 밸브 등의 폐쇄 수단을 배치함으로써, 능동적 안정화 장치를 사용하지 않을 때, 밸브를 폐쇄시키고 선박을 평상시와 같이 사용하는 것이 가능할 것이다. 경험에 의해 그러한 밸브에 누수가 발생하는 것을 알지만, 탱크에 연결되는 컴프레서 튜브에 스톱 밸브가 사용될 수 있다. 그러면, 탱크의 상부에 공기가 유지되어, 물은 탱크 내의 공기만 압축하고, 부력은 탱크의 바닥이 폐쇄된 것처럼 동일할 것이다(현존하는 선박의 모든 바닥 탱크에 공기 튜브를 배치하면, 바닥이 긁혀 밸러스트 탱크 내에서 물이 흔들리더라도, 선박의 붕괴를 막는 데에 기여할 것이다).

상기 예에서 파도가 선박을 통과할 때, 파도의 영향에 대항하기 위해 여러 가지 탱크(11a 내지 11d) 내의 부력/밸러스트를 변화시킬 필요성이 변한다. 도 2의 (a) 및 (b)에, 파동의 상부가 선박의 선미를 통과하는 상태가 도시되어 있다. 위에서 설명한 바와 같이, 선박의 미래의 이동에 관한 DP 시스템의 계산, MRU 및 VRU로부터의 정보, 및 탱크 내의 측정 수단 및 선박의 측부를 따른 센서 수단으로부터의 정보로부터, 본 발명에 따른 제어 시스템은, 선박이 이러한 파도에 의해 가능한 한 적게 영향을 받게 하기 위해 필요한 여러 가지 탱크(11a 내지 11d)의 충만도를 계산한다. 그 결과, 제어 시스템은, 주어진 변수에 기초하여, 여러 가지 탱크(11a 내지 11d)의 충만도에 관한 제어 신호를 수단(13a 내지 13d)으로 보낸다. 여기에서 선박(10)은 선미에서 파도의 영향을 가장 많이 받으므로, 선미의 탱크(1d)는 100% 채워지고, 선박의 중앙 근처에 있는 탱크(11b 내지 11c)는 75% 채워지며, 전방에 있는 탱크(11a)는 10% 채워진다. 이러한 방식으로, 본 발명에 따른 시스템은 선박에 미치는 파도의 힘에 대항하며, 선박(10)을 수직 위치에 유지하고, 즉, 동일한 방향, 해저에 대해 동일한 거리, 해저 탐사 설비에 대해 동일한 거리를 유지한다. 탱크(11d)가 탱크(11a)와 동일한 변수를 가지면, 탱크(11a)에 대한 계산은 탱크(11d)에 대해서도 동일한 결과를 제공할 것이다. 선박의 중앙 근처의 2개의 탱크에 대해서도 유사한 계산이 수행될 수 있다.

여기에서 탱크(11a 내지 11c)는 도 1의 (a) 및 (b)의 상태에 대해 유체 부피를 감소시켜야 하기 때문에, 탱크(11a 내지 11c) 의 유체 표면에 압력이 공급되어야 한다. 탱크(11a 내지 11c) 내의 개구(12a 내지 12c)가, 상기 예에서의 파도의 빈도와 같이 10초 내에 탱크를 비우기에 충분하도록 크면, 대기압이 사용될 수 있다. 이러한 방식으로, 탱크를 비우기 위해 파워가 공급될 필요가 없을 것이다. 이러한 방식으로, 주어진 예에서의 파워 소모는, 탱크(11a 및 11d)에 대해 시간 주기 내에 진공 컴프레서의 파워 소모의 반에 불과할 것이며, 탱크(11b 및 11c)에 대해서는, 선박이 해저 개발 설비에 대해 동일한 환경 상태에서 정위치에 있을 때 주어진 시간 내의 파워 소모는 상당히 작을 것이다. 변경이 필요하고 그 결과 탱크들 중 하나에 부력이 필요하면, 진공 컴프레서는 탱크 내에 추가 압력을 부가할 수 있고, 따라서 탱크 내의 부력을 증가시키는 데에 기여할 수 있다. 상술한 바와 같이, 필요하면, 탱크에 탱크를 개방하기 위한 수단이 구비될 수 있다.

이제 중앙 단면을 통하는 단면도인 도 3을 참조하면, 선박의 탱크(11b 및 11c)의 중앙에 본 발명에 따른 시스템이 구비되어 있다. 이 경우에, 힘 F를 가진 파도가 선박(10)에 대해 횡방향으로 부딪히는 예가 도시되어 있다. 여기에서 본 발명에 따른 시스템은, 파도가 부딪히는 쪽에 가장 가까이 놓이는 탱크(11b)를 완전히 채워, 선박(10)의 좌현에 밸러스트를 제공하여, 파도로부터의 힘에 대항하여 경사를 방지한다. 이러한 방식으로, 선박은 대략 수평 위치를 유지한다. 파도가 우현으로 통과하고 선체에 전체 부력을 제공하면, 파도로부터의 힘에 대항하기 위해, 탱크(11b 및 11c)에 대한 전체 충만도는 변경되어야 하고, 따라서 탱크(11c)는 채워지고 탱크(11b)는 비워져야 한다.

본 발명에 따른 시스템이 파워를 절약한다는 것을 설명하기 위해, 도 5의 (a) 및 (b)를 참조한다. 본 발명에 따른 시스템은, 별도의 파도 타격 탱크(wave striking tank), 예를 들면 도 5의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같은 탱크(11a)를 사용할 수 있다. 진공 컴프레서(13a) 또는 배기 밸브(13a)는 파도의 진입 시에 탱크(11a)를 압력이 없는 상태로 만들 수 있고, 유체는 탱크(11a)내로 자유롭게 흘러들어 간다. 따라서, 파도가 선박의 제1 영역에 부딪히기 때문에 탱크(11a)는 부력이 없고, 파도의 높이가 탱크(11a)의 유체의 충만도를 결정할 것이다. 파도가 선체의 후방을 향해 계속되면, 파도는 선박의 부력에 영향을 줄 것이다. 그러면, 진공 컴프레서(13a)는 탱크(11a) 내의 진공을 증가시키라는 신호를 받아, 통과하는 파도의 부력을 감소시키기 위해 필요한 유체 중량을 탱크(11a)에 제공한다. 이것은 도 5의 (b)에 도시되어 있는데, 파도로 인한 탱크(11a) 내의 밸러스트(회색)의 점진적 채움을 도시하겨, 진공 컴프레서(13a)에 의해 공급되는 추가적 밸러스트 중량은 탱크(11a) 내에서 빗금 영역으로서 도시된다.

본 발명에 따른 시스템을 사용하는 선박의 능동적 안정화를 위한 방법을 이제 상세히 설명할 것이다.

선박의 능동적 안정화를 위한 방법은 다음의 단계를 포함한다.

1. MRU(이동 기준 유닛) 및/또는 VRU(수직 기준 유닛) 및/또는 DP 시스템 등으로부터 선박의 이동에 관한 정보를 얻는 단계,

2. 시스템의 탱크의 상태에 관한 정보를 얻는 단계,

3. 단계 1 및 단계 2에서 얻은 정보에 기초하여, 본 발명에 따른 제어 시스템에 의해 여러 가지 탱크에 대한 충만도, 즉 진공 또는 압력이 공급되어야 하는지를 계산하는 단계로서, 선박이 떠 있는 유체 수위보다 탱크의 수위가 낮으면, 압력만 공급되고,

4. 탱크 내의 진공 및 압력을 제어하기 위한 수단에 단계 3의 계산에 기초하여 세팅을 제공하는 단계,

5. 탱크의 상태에 관한 정보를 제공하기 위한 수단이 본 발명에 따른 제어 시스템에 필요한 압력 또는 진공이 얻어졌다고 응답할 때까지, 탱크 내의 유체 부피를 제어하기 위한 수단에 의해 탱크에 압력 또는 진공을 공급하는 단계, 및

6. 단계 1 내지 단계 5를 반복하는 단계.

단계 1은, MRU(이동 기준 유닛) 및 VRU(수직 기준 유닛) 및/또는 DP 시스템 등으로부터 선박의 이동에 관한 정보, 및/또는 파도 보정과 같은 적절한 수단에 의해 파고 및 빈도에 관한 정보를 얻는 단계를 포함한다. 이러한 정보에 의해, 선박은 이들 예상되는 변화에 대항하도록 제어될 수 있다. DP 시스템은 상술한 바와 같이 주로 선박의 프로펠러 및 스러스터를 제어하기 위해 배치되지만, 본 발명에 따른 시스템에 의해, 선박의 이동에 관한 정보는, 적절한 위치에 배치되는 적절한 탱크를 통해 선박에 밸러스트 또는 부력을 공급함으로써 선박의 능동적 및 수동적 안정화를 위해 사용될 수 있다. 이것은 선박의 제어를 위한 완전히 새로운 가능성을 제공할 것이다.

다른 선박/설비와 함께 선박 상에서 작업을 수행하는 것이 바람직한 때를 위한 한계를 설정하는, 바람 및 해상 이동을 위한 법 및 규칙이 현존하기 때문에, 본 발명의 결과, 선박의 수직 이동이 파도 및 바람에 의해 덜 영향을 받고, 선박은 불량한 상태에서도 작업하며, 여전히 파도 및 바람에 관한 규정 한계 내에 있을 수 있고, 그 결과, 선박은 의도한 작업을 계속할 수 있게 되기 까지 더 고요한 기상을 기다릴 필요가 거의 없다.

헬리콥터의 착륙 또한 이동 문제가 증가되는데, 이를 향상시키는 데에 본 발명은 상당히 기여한다.

단계 2는, 시스템의 탱크의 상태에 관한 정보를 얻는 단계를 포함하는데, 그것은, 압력 또는 진공이 탱크에 공급되어야 하는지를 알기 위해, 본 발명에 따른 제어 시스템에 대한 전제사항이다.

단계 1 및/또는 단계 2는, 선박의 이동에 관한 정보를 얻는 단계에 추가하여, 파고 및 빈도에 관한 정보를 얻는 단계를 포함하는데, 그러한 정보는, 제어 시스템이, 파도의 빈도, 파도의 방향, 및 파도에 의해 제공되는 부력의 전체적 변화의 개요를 형성할 수 있게 한다. 이것은 바람직하게, 선박의 측부를 따라 배치되는 압력 센서와 같은 센서, 레이더 및/또는 레이저, 및/또는 파도 보정 또는 유사한 수단과 같은 센서 수단에 의해 수행된다.

단계 3은, 단계 1 및 단계 2에서 얻은 정보 및 미리 정의된 변수에 기초하여 탱크 내의 충만도에 대한 계산하는 것을 포함한다. 충만도는 탱크 내에 진공 및/또는 압력을 공급함으로써 제어된다. 탱크에 밸러스트를 공급하여야 하면, 시스템은 필요한 밸러스트를 얻기 위해 얼마나 많은 진공이 필요한지를 계산하고 따라서 탱크를 유체로 채울 것이다. 탱크에 부력을 공급하여야 하면, 시스템은, 필요한 부력을 얻기 위해 얼마나 많은 압력이 탱크에 공급될 필요가 있는지를 계산할 것이다.

본 발명에 따른 제어 시스템에 미리, 선박의 특성 및 시스템의 특성을 위해 미리 정의된 변수가 제공될 것이다. 다른 선박은 다른 특성, 다른 탱크, 진공 컴프레서를 위한 다른 용량 등을 가질 것이며, 따라서 제어 시스템은, 선박을 위해 필요한 동작 및 특성이 얻어지도록, 변수를 포함한다. 제어 시스템은 또한, 심각한 상황이 발생하면 설정되는 안전 마진 및 다른 안전 지시를 포함한다. 제어 시스템에 또한, 필요한 동작과 관련하여 필요한 특성이 선박에 제공되도록, 변수를 수동으로 변경시키는 가능성이 구비된다. 시스템에 또한, 탱크를 신속히 진공시키는 상부에 있는 스로틀(throttle)이 탱크에 구비되어 유체가 흘러 나가는 등, 심각한 상황에 대한 특수 수단이 구비될 수 있다. 많은 상태에서, 컴프레서에 문제가 발생하면 사용될 추가적 예비 컴프레서를 각각의 탱크에 대해 가지는 것이 바람직할 것이다.

시스템은 또한, 예를 들면, 작동시에 흘수 이동이 선박에 대해 심각하면, 이것을 보상하도록 배치될 수 있다. 상술한 바와 같이 배의 바닥이 긁혔을 때에도 마찬가지이다.

단계 4 및 단계 5는, 탱크 내의 필요한 밸러스트 및 부력을 얻기 위한 세팅을 탱크 내의 진공 및 압력을 제어하기 위한 수단에 제공하는 단계를 포함한다. 탱크의 상태에 관한 정보를 제공하기 위한 수단이 필요한 압력 또는 진공이 얻어졌다고 제어 시스템에 응답할 때까지, 압력 또는 진공이 탱크에 공급된다.

단계 6은 단계 1 내지 단계 5를 반복하는 단계를 포함한다. 선박의 상태 및 환경이 지속적으로 변하기 때문에, 선박이 필요한 동작을 보이도록, 본 발명에 따른 시스템 역시 지속적으로 변해야 한다. 따라서 본 발명에 따른 시스템은 자체 교정되는 폐쇄 루프 제어를 제공한다.

상기 시스템은 또한, 본 발명에 따른 시스템이 구비되는 선박의 수동적 안정화 장치로서 작용할 수 있다. 선박이 파도에 대해 정면으로 항해하고, 탱크의 상부에서 제어된 공기 공급(airing)을 계산하였을 때, 탱크는 해상의 상태에 따라 채워질 것이다. 그러면 선박이 탱크 내에 최대로 채워지므로, 표시된 지점에서 최대 흘수를 가진다. 선박이 탱크(11a) 뒤의 선체 형상 및 부력으로 인해 상승하기 시작할 때, 탱크의 공기 공급은 종료되어, 선박에, 선박이 상승하는 것을 막는 중량이 공급되지만, 이러한 중량은, 선박이 상승 이동을 시작하기 직전에 탱크의 공기 공급을 개시함으로써 제거하여야 하며, 유체는 즉각적으로 흘러 나가는데, 즉, 파도로 인해 선박이 얻는 정적 이동 및 선체 외부의 파도의 수위의 변화를 모두 이용한다. 그것은 부력을 감소시키는 것과 탱크 내로 유체가 자유롭게 흐르는 것 사이에서 변경되며, 다음의 이동에서, 탱크 내로 흘러들어온 자유 유체는 밸러스트를 위해 유지된다. 이러한 방식으로, 수동적 안정화는 차량 상의 충격 흡수기와 동일한 방식으로 작용할 것이다. 공기 공급의 개시는 제어 시스템에 의해 자연스럽게 제어되고 자동화될 것이어서, 시스템은 시스템의 기계 부품이 너무 많이 마모되는 것을 피하도록 가장 양호한 공기 공급 개시의 비율을 얻는다.

본 발명에 따른 시스템이 수동적 시스템으로서 사용될 때, 진공 컴프레서를 제어하는 대신에 탱크의 상부에 있는 밸브를 작동시키기 위해, 능동적 안정화에서 이미 존재하는 정보가 사용될 수 있다. 폐쇄된 밸브는 컴프레서의 최대 파워에 대응하며, 개방된 밸브는 컴프레서의 최소 파워에 대응한다.

본 발명에 따른 수동적 안정화를 위한 방법은 다음의 단계로 요약될 수 있다.

1. 선박의 이동에 관한 정보를 제공하는, MRU 및/또는 VRU 및/또는 DP 시스템 등으로부터 선박의 이동에 관한 정보를 얻는 단계,

2. 시스템의 탱크의 상태에 관한 정보를 얻는 단계,

3. 단계 1 및 단계 2로부터의 정보에 기초하여, 탱크가 밸러스트를 가져야 하는지, 또는 부력이 증가되어야 하는지를 계산하는 단계,

4. 탱크 내의 유체량을 제어하기 위한 수단에, 탱크 내의 부력을 감소시킬 필요가 있을 때 개방하고 및/또는 탱크 내의 부력을 증가시킬 필요가 있을 때 폐쇄시키기 위한 세팅을 제공하는 단계, 및

5. 단계 1 내지 단계 4를 지속적으로 반복하는 단계.

단계 1 및/또는 단계 2는 여기에서 또한, 선박의 이동에 관한 정보를 얻는 단계에 추가하여, 바람직하게 파고 및 빈도에 관한 정보를 얻는 단계를 포함하는데, 그러한 정보는, 파고 및 빈도에 관한 정보를 제공하기 위해 바람직하게 선박의 측부를 따라 배치되는 압력 센서와 같은 센서, 레이더 및/또는 레이저, 및/또는 파도 보정 또는 유사한 수단과 같은 적절한 수단에 의해 수행된다.

이러한 정보가 존재하지 않으면, 밸브는 시험 및 경험에 의해 가장 가능한 효과를 위해 수동적으로 조절되어야 한다. 이것은, 경험 및 상태에 따라 채워지는 롤링 방지 안정화 탱크에서와 유사하게 수행된다. 차량 상의 조절 가능한 충격 흡수기에 대해, 노즐 개구는 사이즈가 변경되듯이, 동일한 방식으로 선박의 피칭에 대해 가장 가능한 효과를 위해 밸브가 조절될 수 있다.

변형예

본 발명에 따른 탱크는 여러 가지 형상, 사이즈 및 높이를 가질 수 있고 각각의 선박에 적합하게 되어야 한다. 또한 각각의 선박은 필요한 동작 및 특성을 가질 것이고, 본 발명에 따른 시스템은 필요한 동작 및 특성을 얻기에 적합하게 되어야 한다.

탱크 내의 부력 및 밸러스트를 제어하기 위한 수단은 바람직하게 컴프레서/펌프이지만, 탱크는 또한, 예를 들면, 탱크의 개구인, 탱크의 하부에 배치되는 수평 측부 프로펠러를 사용하여 채워질 수 있다.

공급 용량이 가능할 수 있더라도, 탱크의 바닥에 수평 측부 프로펠러를 사용하는 것은 덜 바람직한데, 그 이유는 다음과 같다.

1. 프로펠러가 수중에서 작동하여야 한다.

2. 선박은 작동을 위해 독크에 들어가야 한다.

3. 누수 및 오염의 가능성이 있다.

4. 유지보수의 비용이 크다.

5. 유지보수 시에 선원의 용역을 필요로 한다.

6. 투자 비용이 크다.

7. 설치 비용이 크다.

이제 이것의 예를 도시하는 도 6의 (a) 및 (b)를 참조한다. 밸러스트 탱크(11a 내지 11d)(탱크(11a)만에 대해서만 도시됨)의 개구(12a 내지 12d)에 배치되는 수평 프로펠러(20)는 프로펠러 블레이드의 비틀림이 조절될 수 있는 측부 프로펠러의 원리와 유사할 수 있다. 프로펠러 블레이드는 탱크(11a 내지 11d)에 공급하거나 비우기 위해 제어될 수 있다. 프로펠러 블레이드는 제로 상태에서 작동되면 탱크의 개구를 폐쇄하도록 형성될 수 있다. 또한, 격납 가능 방위 프로펠러(retractable Azimuth propeller)(21)가 상술한 바와 같은 상황에서 사용될 수 있다. 선박의 조종을 위해 사용되는 것이 아닌 격납 가능 방위 프로펠러(21)는, 프로펠러 노즐이 탱크(11a 내지 11d)의 바닥에 있는 탱크 개구와 맞물리도록, 경사될 수 있다. 그러면, 이것은 탱크(11a 내지 11d)에 유체를 공급하거나 비우기 위해 사용될 수 있다. 도 6의 (a)는 탱크(11a)의 개구 내에 고정된 고정 프로펠러를 도시하고 있고, 도 6의 (b)는, 조종을 위해 낮은 위치(M)에 있고 탱크(11a)에 공급 및 비우기 위해 격납 위치(O)에 있는 격납 가능 방위 프로펠러(21)를 도시하고 있다.

탱크는 개구에, 예를 들면 부력을 제공하기 위해 탱크를 폐쇄시키기 위한 수단이 구비될 수 있다.

탱크의 바닥에 있는 수직 측부 프로펠러는 또한 특수한 형상을 가진 프로펠러 블레이드 및 허브를 포함함으로써 탱크를 폐쇄시키도록 사용될 수 있으며, 그 결과, 프로펠러의 피치가 특수 존에서 작동되면, 거의 밸브와 같은 완전히 폐쇄된 구조가 얻어진다.

또한, 예를 들면 프로펠러와 같이 형성되는 유압 밸브를 디자인함으로써, 이러한 목적을 위한 유압 밸브를 사용하는 것도 가능할 것이다.

잠수 프로펠러인 "브로스(Vross)"는, 대기 모드(standby mode)(개방 위치)에서, 안정화 탱크의 바닥에 있는 개구를 정확하게 덮도록 배치될 수 있고, 이러한 방식으로 안정화 탱크 내의 유체의 양을 변화시킬 수 있다. 이것은 진공 컴프레서를 대치할 수 있거나 진공 컴프레서에 추가하여 사용될 수 있다.

본 발명의 시스템에 존재하는 컴프레서는 또한 모든 밸러스트 탱크에 공기를 공급하도록 사용될 수 있다. 선박의 선체 또는 선박의 측부에 손상을 발생시키는 사고의 발생시에, 컴프레서는, 손상된 탱크에 충분한 공기를 공급하고 탱크 내의 원래의 부력을 유지할 수 있어, 선박은 경사를 피하고 가능하게는 가라앉음을 피한다. 손상된 탱크는 탱크의 종래의 공기 공급기(airing)에 스톱 밸브가 배치되어야 한다.

염수, 진흙 및 세멘트 탱크가 구비되는 선박은 이들 탱크를, 컴프레서 부하의 급격한 변화를 피하기 위해 진공 및 공기 압력을 위한 버퍼 탱크로서 사용할 수 있다.

진공 컴프레서는 또한 해수 흡입구로부터 선박의 냉각기를 거쳐 냉각수를 운반하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 방식으로, 종래의 해수 펌프를 사용할 필요가 없다.

진공 컴프레서는 종래의 배수 펌프 및 오일/물 분리기 대신 사용될 수 있다.

진공 및 압력으로부터의 하중에 견디는 원통형 탱크는, 선박의 빌지(bilge) 펌프에 파이프 연결되는 진공 컴프레서에 연결될 수 있다. 음의 압력에서, 이것은 종래의 배수 펌프 대신에 사용될 수 있다. 빌지 펌프가 폐쇄된 상태에서, 진공 컴프레서는 오염된 선저폐수(bilge water)로부터 물을 증발시키고, 순수(pure water)의 증기를 대기로 보낼 것이다. 오염된 선저폐슈로부터 물을 제거한 뒤에, 탱크 내의 진공은 압력으로 변환되고, 밸브는 탱크로부터 슬러지 탱크로 비우기 위해 개방된다. 이러한 방식으로, 본 발명에 의해, 선저폐수를 선상으로 펌핑하기 위한 최대 5ppm인 새로운 규칙에 따라 원만하게 작동하기 지극히 어려운 오일/물 분리기가 제거될 수 있다.

상기 후자의 변형예는, 진공 컴프레서가 자유로운 용량을 가질 때만 수행될 있다는 것에 유의하여야 한다.

Claims (25)

  1. 해상 환경에서 작동하는 배(ships), 보트, 시추선(rig), 바지선(barge), 플랫폼 및 크레인과 같은 선박(10)의 능동적 및 수동적 안정화를 위한 시스템에 있어서,
    상기 선박(10)에, 부력 또는 밸러스트 또는 이들 모두를 공급하기 위해 하나 이상의 탱크(11a 내지 11d)가 구비되어 있고,
    상기 탱크(11a 내지 11d)에 바닥에 개구(12a 내지 12d)가 구비되어 있으며,
    상기 개구(12a 내지 12d)는, 상기 선박(10)이 떠 있는 매체에 대면하고 있고,
    상기 탱크(11a 내지 11d)는 서로 독립적이며,
    하나 이상의 상기 탱크(11a 내지 11d)는, 상기 선박(10)이 하중(load)이 전혀 없이 정상 상태로 떠 있을 때, 상기 탱크(11a 내지 11d)의 적어도 상당 부분은 상기 선박(10)이 떠 있는 유체의 수위 위로 연장되고, 상기 탱크(11a 내지 11d)의 적어도 일부는 상기 선박(10)이 떠 있는 유체의 수위 아래로 연장되도록 배치되어 있으며,
    상기 시스템은, 상기 탱크(11a 내지 11d)의 내부에 양 또는 음의 압력을 직접 인가하여 유체를 제거 또는 공급을 위한, 상기 탱크(11a 내지 11d) 내에 양 또는 음의 압력을 공급하기 위한 수단(13a 내지 13d)을 포함하고,
    상기 양 또는 음의 압력은 상기 탱크(11a 내지 11d) 내의 유체의 표면에 직접 작용하며,
    상기 수단(13a 내지 13d)은 상기 선박(10)의 이동에 대한 외력(external force)의 영향에 대항하도록 제어되는,
    선박의 능동적 및 수동적 안정화를 위한 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 탱크(11a 내지 11d) 내의 상태에 관한 정보를 제공하기 위한, 압력 센서/미터, 부표, 압력 펄스 등과 같은 수단을 더 포함하는, 선박의 능동적 및 수동적 안정화를 위한 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 선박(10)의 이동, 수직 이동을 포함하는 정보를 제공하는 MRU(이동 기준 유닛), VRU(수직 기준 유닛), 동적 위치 설정 시스템 또는 이와 유사한 수단과 같은, 상기 선박의 이동에 관한 정보를 발견하기 위한 수단을 더 포함하는, 선박의 능동적 및 수동적 안정화를 위한 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    파고 및 빈도에 관한 정보를 제공하기 위해 상기 선박의 측부를 따라 배치되어 있는, 압력 센서, 레이더, 레이저, 파도 보정 또는 이와 유사한 수단과 같은 센서 수단(14)을 더 포함하는, 선박의 능동적 및 수동적 안정화를 위한 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 선박이 파도에 의해 영향을 받기 전에 파동의 이동에 대항하기 위해, 상기 선박의 이동에 관한 정보 및 상기 센서 수단(14)의 정보 중 적어도 하나에 기초하여 상기 선박의 이동을 예측하기 위한 수단을 더 포함하는, 선박의 능동적 및 수동적 안정화를 위한 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 탱크(11a 내지 11d) 내에 밸러스트를 위해 음의 압력을 제공하거나 부력을 위해 양의 압력을 제공함으로써, 상기 탱크(11a 내지 11d) 내의 유체량을 제어하기 위한 제어 시스템을 더 포함하는, 선박의 능동적 및 수동적 안정화를 위한 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 탱크(11a 내지 11d)에 유체를 공급하기 위한 상기 수단(13a 내지 13d)은 진공/압력 컴프레서 또는 밸브이고,
    하나 이상의 상기 수단(13a 내지 13d)이 각각의 상기 탱크(11a 내지 11d)에 배치되어 있는,
    선박의 능동적 및 수동적 안정화를 위한 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 탱크(11a 내지 11d)는 상기 선박(10) 내의 가용 공간에 들어맞는 사이즈와 형상을 가지며, 상기 선박(10)에 필요한 특성을 제공하기 위해 상기 선박(10)의 전방, 후방, 또는 중앙부에 가깝게 배치되어 있는, 선박의 능동적 및 수동적 안정화를 위한 시스템.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제어 시스템은, 상기 선박의 이동을 발견/예측하기 위한 수단, 상기 탱크(11a 내지 11d) 내의 상태에 관한 정보를 위한 수단, 파고 및 빈도에 관한 정보를 위한 센서 수단(14) 중 적어도 하나로부터의 입력, 또는 상기 선박의 동작에 대해 미리 설정된 변수들에 기초하여 현재의 밸러스트 또는 부력, 또는 이들 모두를 계산하고, 상기 탱크(11a 내지 11d)에 유체를 공급하기 위한 상기 수단(13a 내지 13d)에 세팅을 제공하도록 배치되어 있는, 선박의 능동적 및 수동적 안정화를 위한 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 시스템은 수동 또는 자동인, 선박의 능동적 및 수동적 안정화를 위한 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 개구(12a 내지 12d)를 폐쇄하거나, 또는 상기 탱크(11a 내지 11d)에 유체를 공급하기 위해, 상기 탱크(11a 내지 11d)의 상기 개구(12a 내지 12d)에 배치되어 있는, 밸브, 쓰로틀(throttle), 특수하게 형성된 프로펠러(20, 21) 등과 같은 수단을 더 포함하는, 선박의 능동적 및 수동적 안정화를 위한 시스템.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 진공/압력 컴프레서(13a 내지 13d)의 자유 용량은,
    - 상기 선박의 하부 탱크에 공기를 공급하거나,
    - 상기 선박의 해수 흡입구로부터 상기 선박의 냉각기를 거쳐 냉각수를 운반하거나,
    - 오염된 선저폐수(bilge water)로부터 물을 증발시켜 순수(pure water)의 증기를 대기로 내보내기 위해
    사용되는,
    선박의 능동적 및 수동적 안정화를 위한 시스템.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 시스템을 구비하는 선박(10)의 능동적 안정화를 위한 방법에 있어서,
    1. 상기 선박의 이동에 관한 정보를 얻는 단계,
    2. 상기 시스템의 상기 탱크의 상태에 관한 정보를 얻는 단계,
    3. 상기 단계 1 및 상기 단계 2에서 얻은 정보에 기초하여, 상기 탱크에 대한 충만도, 즉 상기 탱크 내의 압력이 양 또는 음이 되어야 하는지를 계산하는 단계,
    4. 상기 탱크 내의 압력을 제어하기 위한 수단에 상기 단계 3의 계산에 기초하여 세팅을 제공하는 단계,
    5. 상기 탱크의 상태에 관한 정보를 제공하기 위한 상기 수단이 본 발명에 따른 상기 제어 시스템에 필요한 양 또는 음의 압력이 얻어졌다고 응답할 때까지, 상기 탱크 내의 유체 부피를 제어하기 위한 수단에 의해 상기 탱크 내의 압력을 증가 또는 감소시키는 단계, 및
    6. 상기 단계 1 내지 상기 단계 5를 반복하는 단계
    를 포함하는, 선박의 능동적 안정화를 위한 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 단계 1은, MRU(이동 기준 유닛), VRU(수직 기준 유닛), 및 DP 시스템 중 하나로부터 정보를 얻는 단계를 포함하고,
    상기 정보는 상기 선박의 이동에 관한 정보를 포함하는,
    선박의 능동적 안정화를 위한 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 단계 2는, 압력 또는 진공이 상기 탱크에 공급되어야 하는지를 알기 위해 압력 센서/미터, 부표, 압력 펄스 등과 같은 탱크의 상태에 관한 정보를 얻는 수단을 통해 탱크 내의 상태에 관한 정보를 얻는 단계를 포함하는,
    선박의 능동적 안정화를 위한 방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 단계 1 및 상기 단계 2 중 적어도 하나의 단계는 센서 수단에 의해 파고 및 빈도에 관한 정보를 얻는 단계를 더 포함하며,
    상기 정보는, 상기 제어 시스템이, 파도의 빈도, 파도의 방향, 및 파도에 의해 제공되는 부력의 전체적 변화의 개요를 형성할 수 있게 하는,
    선박의 능동적 안정화를 위한 방법.
  17. 제13항에 있어서,
    단계 4 및 단계 5는, 상기 탱크 내의 필요한 밸러스트 및 부력을 얻기 위한 세팅을 상기 탱크 내의 유체량을 제어하기 위한 상기 수단에 제공하는 단계를 포함하는, 선박의 능동적 안정화를 위한 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 탱크의 상태에 관한 정보를 제공하기 위한 상기 수단이 필요한 압력이 얻어졌다고 상기 제어 시스템에 응답할 때까지, 상기 탱크 내의 압력이 증가 또는 감소되는, 선박의 능동적 안정화를 위한 방법.
  19. 제13항에 있어서,
    지속적으로 변화하는 환경에서 상기 선박의 안정화를 위해, 상기 단계 1 내지 상기 단계 5가 지속적으로 반복되어, 상기 시스템이 자체 교정으로 되게 하는, 선박의 능동적 안정화를 위한 방법.
  20. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 시스템을 구비하는 선박의 수동적 안정화를 위한 방법에 있어서,
    1. 상기 선박의 이동에 관한 정보를 얻는 단계,
    2. 상기 시스템의 상기 탱크의 상태에 관한 정보를 얻는 단계,
    3. 상기 단계 1 및 상기 단계 2로부터의 정보에 기초하여, 탱크의 부력이 감소 또는 증가되어야 하는지를 계산하는 단계,
    4. 상기 탱크 내의 유체량을 제어하기 위한 수단에, 상기 탱크 내의 부력을 감소시킬 필요가 있을 때 밸브를 개방하고 또는 상기 탱크 내의 부력을 증가시킬 필요가 있을 때 상기 밸브를 폐쇄시키기 위한 세팅을 제공하는 단계, 및
    5. 상기 단계 1 내지 상기 단계 4를 지속적으로 반복하는 단계
    를 포함하는, 선박의 수동적 안정화를 위한 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 단계 1은, MRU(이동 기준 유닛), VRU(수직 기준 유닛) 및 DP 시스템 중 적어도 하나로부터 정보를 얻는 단계를 포함하고,
    상기 정보는 상기 선박의 이동에 관한 정보를 포함하는,
    선박의 수동적 안정화를 위한 방법.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 단계 2는, 양 또는 음의 압력이 상기 탱크에 공급되어야 하는지를 알기 위해 압력 센서/미터, 부표, 압력 펄스 등과 같은 탱크의 상태에 관한 정보를 얻는 수단을 통해 탱크 내의 상태에 관한 정보를 얻는 단계를 포함하는,
    선박의 수동적 안정화를 위한 방법.
  23. 제20항에 있어서,
    상기 단계 1 및 상기 단계 2 중 적어도 하나는 센서 수단에 의해 파고 및 빈도에 관한 정보를 얻는 단계를 더 포함하며,
    상기 정보는, 상기 제어 시스템이, 파도의 빈도, 파도의 방향, 및 파도에 의해 제공되는 부력의 전체적 변화의 개요를 형성할 수 있게 하는,
    선박의 수동적 안정화를 위한 방법.
  24. 제19항에 있어서,
    상기 단계 1 및 상기 단계 2에서 정보가 존재하지 않으면, 상기 밸브가 시험 및 경험에 의해 가장 가능한 효과를 위해 수동적으로 조절될 수 있는, 선박의 수동적 안정화를 위한 방법.
  25. 제20항에 있어서,
    상기 단계 1 및 상기 단계 2에서 정보가 존재하지 않으면, 상기 밸브가 시험 및 경험에 의해 가장 가능한 효과를 위해 수동적으로 조절될 수 있는, 선박의 수동적 안정화를 위한 방법.
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