KR102427094B1 - 슬로싱위험도 예측장치 - Google Patents

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Abstract

슬로싱위험도 예측장치가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 슬로싱위험도 예측장치는 선체가 운항하기 전 상기 선체에 설치된 저장탱크에 저장되는 액체의 슬로싱에 의한 슬로싱위험도를 예측하는 장치로서, 상기 저장탱크에 저장되는 액체의 저장량정보를 수집하고, 상기 선체가 운항할 예정인 출발지와 도착지 사이 계획경로를 수집하는 운항계획수집부; 상기 저장탱크에 저장되는 액체의 액체운동주기를 계산하는 액체운동주기계산부; 상기 계획경로를 복수의 단위경로로 구획하고, 상기 선체가 상기 계획경로를 운항할 때 상기 단위경로별 상기 선체의 선체운동주기를 계산하는 선체운동주기계산부; 및 상기 액체운동주기와 상기 단위경로별 상기 선체운동주기 사이 공진여부를 비교하여 슬로싱위험도를 판단하는 비교판단부를 포함한다.

Description

슬로싱위험도 예측장치{Apparatus for estimating sloshing risk}
본 발명은 슬로싱위험도 예측장치에 관한 것이다.
일반적으로, 액화천연가스(Liquefied Natural Gas; LNG)는 천연가스를 극저온(대략 -163도)으로 냉각하여 얻어지는 것으로, 가스 상태의 천연가스일 때보다 그 부피가 대략 1/600로 줄어들어 해상을 통한 원거리 운반에 적합하다.
이러한 액화천연가스의 해상운송은 엘엔지운반선에 구비되는 저장탱크에 저장된 상태로 수행된다.
한편, 액화천연가스와 같이 액체상태의 화물(이하, 액체화물이라 한다)이 저장탱크에 저장되어 선박으로 운송될 때, 저장탱크 내부에는 액체화물이 유동하는 현상인 슬로싱(sloshing)이 발생할 수 있다. 이 경우, 저장탱크에는 액체화물의 슬로싱에 의해 측벽이 파손되는 위험이 발생할 수 있다.
액체화물의 슬로싱은 파랑 등 외력의 작용에 의해 운동하는 선체의 운동주기와 저장탱크 내부에서 유동하는 액체화물의 운동주기가 서로 일치하여 공진하는 경우 증가할 수 있다. 이 경우, 액체화물의 슬로싱에 의한 위험은 보다 증가할 수 있다.
종래, 저장탱크의 내부에 별도의 장치를 설치하는 등의 방법으로 슬로싱을 저감시키기 위한 기술이 개발되고 있다. 그러나 종래 기술은 선체가 실제 운항하는 동안 저장탱크 내부에서 발생한 슬로싱을 저감시키기 위한 것일 뿐, 선체가 운항하기 전 액체화물의 운동주기와 선체의 운동주기 사이 공진에 따른 슬로싱의 위험을 판단하여 슬로싱을 저감시키기 위한 작업을 미리 수행하기 어려운 문제점이 있다.
본 발명의 실시예는, 선체가 운항하기 전 액체의 운동주기와 선체의 운동주기의 공진에 따른 액체의 슬로싱에 의한 위험을 예측할 수 있는 슬로싱위험도 예측장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 선체가 운항하기 전 상기 선체에 설치된 저장탱크에 저장되는 액체의 슬로싱에 의한 슬로싱위험도를 예측하는 장치로서, 상기 저장탱크에 저장되는 액체의 저장량정보를 수집하고, 상기 선체가 운항할 예정인 출발지와 도착지 사이 계획경로를 수집하는 운항계획수집부; 상기 저장탱크에 저장되는 액체의 액체운동주기를 계산하는 액체운동주기계산부; 상기 계획경로를 복수의 단위경로로 구획하고, 상기 선체가 상기 계획경로를 운항할 때 상기 단위경로별 상기 선체의 선체운동주기를 계산하는 선체운동주기계산부; 및 상기 액체운동주기와 상기 단위경로별 상기 선체운동주기 사이 공진여부를 비교하여 슬로싱위험도를 판단하는 비교판단부를 포함하는, 슬로싱위험도 예측장치가 제공될 수 있다.
상기 액체운동주기계산부는 상기 저장탱크에 대한 형상정보 및 상기 저장량정보를 기초로 상기 액체운동주기를 계산할 수 있다.
상기 선체운동주기계산부는 상기 계획경로에 대응하는 계획운항거리 및 상기 선체의 계획선속으로부터 도출되는 계획운항시간을 기초로 상기 계획경로를 설정시간에 따른 상기 복수의 단위경로로 구획할 수 있다.
상기 선체운동주기계산부는 상기 복수의 단위경로에 대한 해양정보를 기초로 상기 단위경로별 상기 선체운동주기를 계산할 수 있다.
상기 계획경로를 상기 복수의 단위경로로 구획하여 표시하고, 상기 단위경로별 슬로싱위험도를 표시하는 표시부를 더 포함할 수 있다.
상기 표시부는 슬로싱위험도를 색으로 구분하여 차등 표시할 수 있다.
상기 선체운동주기계산부는 상기 선체가 상기 계획경로를 실제 운항하는 동안, 상기 계획경로 중 상기 선체의 현재위치에서 상기 목적지까지 남은 잔여경로를 복수의 갱신단위경로로 구획하고, 상기 갱신단위경로별 상기 선체운동주기를 재계산하고, 상기 비교판단부는 상기 액체운동주기와 상기 갱신단위경로별 상기 재계산된 선체운동주기 사이 공진여부를 비교하여 슬로싱위험도를 판단할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 선체가 운항하기 전 계획경로를 복수의 단위경로로 구획하여 단위경로별 액체운동주기와 선체운동주기 사이 공진여부를 비교하여 슬로싱위험도를 판단함으로써, 선체가 운항하기 전 계획경로 중 슬로싱위험도가 큰 단위경로를 용이하게 예측하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬로싱위험도 예측장치가 설치된 선체를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬로싱위험도 예측장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2의 선체운동주기계산부가 계획경로를 복수의 단위경로로 구획하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬로싱위험도 예측장치를 이용하여 슬로싱위험도를 예측하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
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. 그리고, 이하의 설명에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되는 용어로서, 그 자체에 의미가 한정되지 아니하며, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬로싱위험도 예측장치가 설치된 선체를 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬로싱위험도 예측장치의 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 도 2의 선체운동주기계산부가 계획경로를 복수의 단위경로로 구획하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
참고로, 도 1에서 우측은 선체(10)의 우측을 나타낸다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬로싱위험도 예측장치(100)는 운항계획수집부(110), 액체운동주기계산부(120), 선체운동주기계산부(130), 및 비교판단부(140)를 포함한다.
본 실시예에 따른 예측장치(100)는 도 1과 같이 선체(10)에 설치되고, 선체(10)가 운항하기 전 선체(10)에 설치된 저장탱크(50)에 저장되는 액체(L)의 슬로싱에 의한 슬로싱위험도를 예측한다.
여기서, 슬로싱위험도는 저장탱크(50)에 저장되는 액체(L)의 슬로싱에 의해 저장탱크(50)의 측벽이 파손되는 위험이 발생할 수 있는 정도를 말한다.
이때, 저장탱크(50)에 저장되는 액체(L)의 슬로싱은 저장탱크(50)에 저장되는 액체(L)의 액체운동주기와 선체(10)의 선체운동주기가 서로 일치하여 공진하거나 일치하도록 접근하여 공진 가능성이 높아질 때 증가할 수 있다. 따라서, 슬로싱위험도는 액체운동주기와 선체운동주기 사이 공진여부를 통해 예측할 수 있다.
예컨대, 저장탱크(50)에 저장되는 액체(L)는 액화천연가스일 수 있으나, 이에 국한되지 않는다.
운항계획수집부(110)는 저장탱크(50)에 저장되는 액체(L)의 저장량정보를 수집한다.
예컨대, 저장량정보는 저장탱크(50)에 저장되는 액체(L)의 액위값을 포함할 수 있다.
이 경우, 운항계획수집부(110)는 저장탱크(50)에 설치되며 저장탱크(50)에 저장되는 액체(L)의 액위를 측정하는 액위측정센서(미도시)로부터 액위값을 수신하는 방법으로 저장량정보를 수집할 수 있다. 또는, 운항계획수집부(110)는 작업자가 별도의 입력수단(미도시)을 이용하여 액위값을 입력하는 방법으로 저장량정보를 수집할 수 있다.
운항계획수집부(110)는 선체(10)가 운항할 예정인 출발지(S)에서 목적지(F) 사이 계획경로(P0)를 수집한다.
이 경우, 운항계획수집부(110)는 별도의 경로도출부(미도시)로부터 공지의 알고리즘을 이용하여 도출된 계획경로(P0)를 수신할 수 있다. 또는, 운항계획수집부(110)는 작업자가 경험 등에 의해 도출한 계획경로(P0)를 별도의 입력수단을 통해 입력하는 방법으로 수집할 수 있다.
예컨대, 계획경로(P0)는 연료를 최소로 소모할 수 있는 경로일 수 있다.
이외에도, 계획경로(P0)는 운항시간이 최소로 소요되는 경로와 같이 출발지(S)에서 목적지(F) 사이 다양한 경로 중 하나일 수 있다.
운항계획수집부(110)는 선체(10)가 계획경로(P0)를 운항하기 위해 결정된 선체(10)의 선속인 계획선속을 수집할 수 있다.
이 경우, 운항계획수집부(110)는 경로도출부로부터 계획경로(P0)의 도출과정에서 결정된 계획선속을 수신할 수 있다. 또는, 운항계획수집부(110)는 선주의 요청 등에 의해 결정된 계획선속을 입력수단을 통해 입력하는 방법으로 수집할 수 있다.
이와 같은 운항계획수집부(110)는 선체(10)가 운항하기 전, 즉 선체(10)가 출발지(S)에서 출발하기 전 저장량정보, 계획경로(P0) 및 계획선속을 수집할 수 있다.
액체운동주기계산부(120)는 저장탱크(50)에 저장되는 액체(L)의 액체운동주기를 계산한다.
여기서, 액체운동주기는 일정한 모양을 가지는 저장탱크(50)에 소정의 양으로 저장된 액체(L)의 운동에 관한 고유주기를 의미한다.
이러한 액체운동주기는 저장탱크(50)의 모양 또는 저장탱크(50)에 저장되는 액체(L)의 저장량에 따라 결정될 수 있다. 달리 표현하면, 저장탱크(50)의 모양 및 저장탱크(50)에 저장되는 액체(L)의 저장량이 일정하게 유지되는 경우, 액체운동주기는 선체(10)가 계획경로(P0)를 운항하는 동안 일정할 수 있다.
본 실시예에서, 액체운동주기계산부(120)는 저장탱크(50)에 대한 형상정보 및 저장탱크(50)에 저장되는 액체(L)의 저장량정보를 기초로 액체운동주기를 계산할 수 있다.
이때, 저장탱크(50)에 대한 형상정보는 저장탱크(50)의 크기 및 모양 등에 대한 정보를 포함하고, 저장탱크(50)의 제작시 결정되어 액체운동주기계산부(120)에 미리 저장될 수 있다.
저장량정보는 운항계획수집부(110)로부터 수신될 수 있다.
이 경우, 액체운동주기계산부(120)는 저장탱크(50)에 대한 형상정보 및 저장량정보를 기초로 액체운동주기를 계산하는 공지의 계산을 이용하여 액체운동주기를 계산할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
선체운동주기계산부(130)는 계획경로(P0)를 복수의 단위경로(P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10)로 구획한다.
이 경우, 선체운동주기계산부(130)는 운항계획수집부(110)로부터 계획경로(P0)를 수신하고, 수신한 계획경로(P0)를 설정시간에 따른 복수의 단위경로(P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10)로 구획할 수 있다.
여기서, 설정시간은 일단위 또는 시간단위로 결정될 수 있고, 작업자의 경험 등에 다양한 방식으로 결정될 수 있다.
본 실시예에서, 선체운동주기계산부(130)는 계획경로(P0)에 대응하는 계획운항거리 및 선체(10)의 계획선속으로부터 도출되는 계획운항시간을 기초로 계획경로(P0)를 설정시간에 따른 복수의 단위경로(P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10)로 구획할 수 있다.
보다 상세히, 계획운항거리는 선체(10)가 출발지(S)에서 목적지(F)까지 계획경로(P0)를 따라 운항하는 총 거리일 수 있다.
이 경우, 계획운항거리는 계획경로(P0)의 도출과정에서 경로도출부(미도시)에서 결정되어 계획경로(P0)와 함께 운항계획수집부(110)에 수집될 수 있다.
선체운동주기계산부(130)는 계획경로(P0)를 복수의 단위경로(P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10)로 구획할 때 운항계획수집부(110)로부터 계획경로(P0)와 함께 계획운항거리 및 계획선속을 수신할 수 있다.
선체운동주기계산부(130)는 계획운항거리 및 계획선속으로부터 선체(10)가 출발지(S)에서 목적지(F)까지 계획경로(P0)를 따라 운항하는 총 시간인 계획운항시간을 도출할 수 있다.
선체운동주기계산부(130)는 도출된 계획운항시간을 설정시간으로 나누는 방법으로 계획경로(P0)를 설정시간에 따른 복수의 단위경로(P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10)로 구획할 수 있다. 이 경우, 각 단위경로(P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10)는 계획경로(P0)를 따라 운항하는 선체(10)가 계획선속으로 설정시간동안 운항할 수 있는 거리에 대응할 수 있다.
예컨대, 계획경로(P0)는 도 3과 같이 선체(10)가 출발지(S)에서 목적지(F)까지 계획운항시간인 10일동안 운항할 수 있는 경로이고, 설정시간은 1일단위로 결정될 수 있다. 이 경우, 선체운동주기계산부(130)는 계획경로(P0)를 10개의 단위경로(P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10)로 구획할 수 있다.
선체운동주기계산부(130)는 선체(10)가 계획경로(P0)를 운항할 때 단위경로(P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10)별 선체(10)의 선체운동주기를 계산한다.
이와 관련하여, 선체(10)는 계획경로(P0)를 운항하는 동안 파랑과 같은 외력의 작용으로 운동할 수 있다. 선체(10)에 외력으로 작용하는 파랑의 주기는 단위경로(P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10)별로 다를 수 있고, 선체(10)의 선체운동주기는 단위경로(P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10)별 파랑의 주기에 따라 변할 수 있다.
이때, 선체운동주기계산부(130)는 선체운동주기를 단위경로(P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10)별로 구분하여 계산할 수 있다. 이 경우, 본 실시예에 따른 예측장치(100)는 선체(10)가 계획경로(P0)를 운항하는 동안 단위경로별 해당 단위경로에 대한 파랑의 주기에 대응하여 효과적으로 슬로싱위험도를 예측할 수 있다.
예컨대, 도 3과 같이 계획경로(P0)가 10개의 단위경로(P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10)로 구획된 경우, 선체운동주기계산부(130)는 1일차 단위경로(P1)(즉, 선체(10)가 출발지(S)에서 출발하여 1일차에 운항하게 되는 경로), 2일차 단위경로(P2), ? , 10일차 단위경로(P10) 각각에 대한 선체운동주기를 계산할 수 있다.
보다 상세히, 선체운동주기계산부(130)는 복수의 단위경로(P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10)에 대한 해양정보를 기초로 단위경로(P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10)별 선체운동주기를 계산할 수 있다.
예컨대, 해양정보는 단위경로(P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10)별 파랑의 주기에 대한 정보를 포함할 수 있다. 이 경우, 선체운동주기계산부(130)는 파랑의 주기를 기초로 선체운동주기를 계산하는 공지의 계산법을 이용하여 선체운동주기를 계산할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
일례로, 해양정보는 과거부터 현재까지 별도의 파랑측정장치(미도시)를 이용하여 측정된 단위경로(P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10)별 파랑의 평균주기를 포함할 수 있다. 다시 말해, 해양정보는 단위경로(P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10)별 측정된 파랑의 주기에 대한 통계적 정보일 수 있다.
이와 같은 단위경로(P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10)별 파랑의 평균주기는 별도의 입력수단을 통해 선체운동주기계산부(130)에 미리 저장될 수 있다.
이때, 선체운동주기계산부(130)는 단위경로(P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10)별 해당 단위경로(P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10)에 대한 파랑의 평균주기를 기초로 선체운동주기를 계산할 수 있다.
다시 말해, 선체운동주기계산부(130)는 1일차 단위경로(P1)에 대해서는 1일차 단위경로(P1)에 해당하는 파랑의 평균주기를 기초로, 2일차 단위경로(P2)에 대해서는 2일차 단위경로(P2)에 해당하는 파랑의 평균주기를 기초로, ? , 10일차 단위경로(P10)에 대해서는 10일차 단위경로(P10)에 해당하는 파랑의 평균주기를 기초로 선체운동주기를 계산할 수 있다.
다른 예로, 해양정보는 단위경로(P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10)별 파랑의 주기에 대한 기상예측정보일 수 있다.
이와 같은 기상예측정보는 선체(10)가 운항하기 전 기상청 등으로부터 위성통신 등 공지의 방법으로 선체운동주기계산부(130)에 수신될 수 있다.
이때, 선체운동주기계산부(130)는 단위경로(P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10)별 선체(10)가 해당 단위경로(P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10)를 운항하는 시점의 기상예측정보를 기초로 선체운동주기를 계산할 수 있다.
다시 말해, 선체운동주기계산부(130)는 1일차 단위경로(P1)에 대해서는 1일차 기상예측정보를 기초로, 2일차 단위경로(P2)에 대해서는 2일차 기상예측정보를 기초로, ? , 10일차 단위경로(P10)에 대해서는 10일차 기상예측정보를 기초로 선체운동주기를 계산할 수 있다.
비교판단부(140)는 액체운동주기와 단위경로(P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10)별 선체운동주기 사이 공진여부를 비교하여 슬로싱위험도를 판단한다. 이 경우, 비교판단부(140)는 액체운동주기계산부(120)로부터 액체운동주기를, 선체운동주기계산부(130)로부터 단위경로(P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10)별 선체운동주기를 각각 수신하여 공진여부를 비교할 수 있다.
비교판단부(140)는 액체운동주기와 선체운동주기가 서로 일치하여 공진하거나 액체운동주기와 선체운동주기가 일치하도록 접근하여 공진 가능성이 높아질 때 슬로싱위험도가 큰 것으로 판단할 수 있다. 이 경우, 비교판단부(140)는 액체운동주기와 선체운동주기 사이 공진여부에 따른 슬로싱위험도를 차등하여 판단할 수 있다.
예컨대, 비교판단부(140)는 액체운동주기에 대한 단위경로(P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10)별 선체운동주기의 주기비교값을 기초로 단위경로(P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10)별 슬로싱위험도를 판단할 수 있다.
다시 말해, 비교판단부(140)는 1일차 단위경로(P1)에 대해서는 액체운동주기에 대한 1일차 단위경로(P1)에 대한 선체운동주기의 주기비교값을, 2일차 단위경로(P2)에 대해서는 액체운동주기에 대한 2일차 단위경로(P2)에 대한 선체운동주기의 주기비교값을, ? , 10일차 단위경로(P10)에 대해서는 액체운동주기에 대한 10일차 단위경로(P10)에 대한 선체운동주기의 주기비교값을 구한 후, 각 단위경로(P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10)에 대한 슬로싱위험도를 판단할 수 있다.
주기비교값은 액체운동주기와 선체운동주기가 서로 일치하여 공진할 때 100%이고, 서로 일치하도록 접근할 때 100%에 가까울 수 있다. 이 경우, 비교판단부(140)는 주기비교값이 90%이상 110%이하의 범위에 있는 경우 슬로싱위험도를 슬로싱에 의한 위험의 정도가 상대적으로 큰 '상(上)'으로 판단하고, 주기비교값이 80%이상에서 90%미만 또는 110%초과 120%이하의 범위에 있는 경우 슬로싱위험도를 '중(中)'으로 판단하고, 주기비교값이 80%미만 또는 120%초과의 범위에 있는 경우 슬로싱위험도를 슬로싱에 의한 위험의 정도가 상대적으로 작은 '하(下)'로 차등하여 판단할 수 있다.
본 실시예에 따른 예측장치(100)는 표시부(150)를 더 포함할 수 있다.
표시부(150)는 계획경로(P0)를 복수의 단위경로(P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10)로 구획하여 표시하고, 단위경로(P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10)별 슬로싱위험도를 표시할 수 있다. 이 경우, 표시부(150)는 선체운동주기계산부(130)로부터 복수의 단위경로(P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10)로 구획된 계획경로(P0)를 수신하고, 비교판단부(140)로부터 단위경로(P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10)별 슬로싱위험도를 수신하여 표시할 수 있다.
이때, 표시부(150)는 슬로싱위험도를 색으로 구분하여 차등 표시할 수 있다.
예컨대, 표시부(150)는 조타실 등에 설치된 모니터와 같은 디스플레이유닛(미도시)을 포함할 수 있다.
이 경우, 디스플레이유닛은 슬로싱위험도가 '상'인 단위경로(P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10)를 적색으로 표시하고, 슬로싱위험도가 '중'인 단위경로(P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10)를 황색으로 표시하고, 슬로싱위험도가 '하'인 단위경로(P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10)를 녹색으로 표시할 수 있다.
이때, 작업자는 표시부(150)의 표시를 통해, 선체(10)가 운항하기 전 계획경로(P0) 중 슬로싱위험도가 큰 단위경로(P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10)를 용이하게 예측할 수 있고, 선체(10)가 실제 운항할 때 슬로싱위험도가 큰 단위경로(P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10)에 진입하기 전 슬로싱을 저감시키기 위한 장치를 작동시키는 것과 같이 슬로싱을 저감시킬 수 있는 작업을 미리 수행할 수 있다.
한편, 표시부(150)는 선체(10)가 실제 운항하는 과정에서 슬로싱위험도가 높은 단위경로(P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10), 즉 슬로싱위험도가 '상'인 단위경로(P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10)에 진입할 때 알람신호를 발생시키는 알람유닛(미도시)을 포함할 수 있다.
이 경우, 작업자는 알람유닛의 알람신호를 통해 선체(10)가 슬로싱위험도가 '상'인 단위경로(P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10)로 진입하는 것을 신속하게 확인하고, 슬로싱을 저감시킬 수 있는 작업을 수행할 수 있다.
알람유닛은 점멸하는 광신호 또는 알람음과 같이 알람신호를 발생시킬 수 있는 공지의 다양한 수단으로 제공될 수 있고, 이에 대한 상세한 설명을 생략한다.
앞선 살핀 바와 같이, 본 실시예에 따른 예측장치(100)는 선체(10)가 운항하기 전 계획경로(P0)를 복수의 단위경로(P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10)로 구획하여 단위경로(P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10)별 액체운동주기와 선체운동주기 사이 공진여부를 비교하여 슬로싱위험도를 판단함으로써, 선체(10)가 운항하기 전 계획경로(P0) 중 슬로싱위험도가 큰 단위경로(P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10)를 용이하게 예측할 수 있다.
나아가, 작업자는 선체(10)가 운항하기 전 계획경로(P0) 중 슬로싱위험도가 큰 단위경로(P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10)를 예측하고, 선체(10)가 실제 운항할 때 슬로싱위험도가 큰 단위경로(P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10)에 진입하기 전 슬로싱을 저감시킬 수 있는 작업을 미리 수행할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬로싱위험도 예측장치를 이용하여 슬로싱위험도를 예측하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬로싱위험도 예측장치(100)를 이용하여 슬로싱위험도를 예측하는 방법을 설명한다.
본 실시예에 따른 예측장치(100)는 선체(10)에 설치되고, 선체(10)가 운항하기 전 슬로싱위험도를 예측할 수 있다.
먼저, 도 1 내지 도 4를 참조하면, 운항계획부는 저장탱크(50)에 저장되는 액체(L)의 저장량정보 및 선체(10)가 운항할 예정인 출발지(S)와 목적지(F) 사이 계획경로(P0)를 수집할 수 있다(S110).
이후, 도 1 내지 도 4를 참조하면, 액체운동주기계산부(120)는 저장탱크(50)에 저장되는 액체(L)의 액체운동주기를 계산할 수 있다(S120).
이후, 도 1 내지 도 4를 참조하면, 선체운동주기계산부(130)는 계획경로(P0)를 복수의 단위경로(P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10)로 구획하고, 단위경로(P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10)별 선체(10)의 선체운동주기를 계산할 수 있다(S130).
이후, 도 1 내지 도 4를 참조하면, 비교판단부(140)는 액체운동주기 및 단위경로(P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10)별 선체운동주기 사이 공진여부를 비교하여 슬로싱위험도를 판단할 수 있다(S140).
이때, 표시부(150)는 비교판단부(140)가 판단한 단위경로(P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10)별 슬로싱위험도를 표시할 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 예측장치(100)는 선체(10)가 실제 운항하는 동안 슬로싱위험도를 예측할 수 있다.
이 경우, 선체운동주기계산부(130)는 선체(10)가 계획경로(P0)를 실제 운항하는 동안, 계획경로(P0) 중 선체(10)의 현재위치(미도시)에서 목적지(F)까지 남은 잔여경로(미도시)를 복수의 갱신단위경로(미도시)로 구획할 수 있다.
선체운동주기계산부(130)는 잔여경로에 대응하는 잔여운항거리 및 선체의 계획선속으로부터 도출되는 잔여운항시간을 기초로 잔여경로를 설정시간에 따른 복수의 갱신단위경로로 구획할 수 있다.
선체운동주기계산부(130)는 갱신단위경로별 선체운동주기를 재계산할 수 있다. 이 경우, 선체운동주기계산부(130)는 복수의 갱신단위경로에 대한 해양정보를 기초로 갱신단위경로별 선체운동주기를 재계산할 수 있다.
비교판단부(140)는 액체운동주기와 갱신단위별 재계산된 선체운동주기 사이 공진여부를 비교하여 슬로싱위험도를 판단할 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: 선체 50: 저장탱크
100: 슬로싱위험도 예측장치 110: 운항계획수집부
120: 액체운동주기계산부 130: 선체운동주기계산부
140: 비교판단부 150: 표시부

Claims (5)

  1. 선체가 운항하기 전 상기 선체에 설치된 저장탱크에 저장되는 액체의 슬로싱에 의한 슬로싱위험도를 예측하는 장치로서,
    상기 저장탱크에 저장되는 액체의 저장량정보를 수집하고, 상기 선체가 운항할 예정인 출발지와 도착지 사이 계획경로를 수집하는 운항계획수집부;
    상기 저장탱크에 저장되는 액체의 액체운동주기를 계산하는 액체운동주기계산부;
    상기 계획경로를 복수의 단위경로로 구획하고, 상기 선체가 상기 계획경로를 운항할 때 상기 단위경로별 상기 선체의 선체운동주기를 계산하는 선체운동주기계산부;
    상기 액체운동주기와 상기 단위경로별 상기 선체운동주기 사이 공진여부를 비교하여 상기 단위경로별 슬로싱위험도를 판단하는 비교판단부; 및
    상기 계획경로를 상기 복수의 단위경로로 구획하여 표시하되, 상기 복수의 단위경로는 상기 비교판단부에서 판단한 상기 단위경로별 슬로싱위험도에 따라 차등 표시되는 표시부를 포함하는, 슬로싱위험도 예측장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 액체운동주기계산부는 상기 저장탱크에 대한 형상정보 및 상기 저장량정보를 기초로 상기 액체운동주기를 계산하는, 슬로싱위험도 예측장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 선체운동주기계산부는 상기 계획경로에 대응하는 계획운항거리 및 상기 선체의 계획선속으로부터 도출되는 계획운항시간을 기초로 상기 계획경로를 설정시간에 따른 상기 복수의 단위경로로 구획하는, 슬로싱위험도 예측장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 선체운동주기계산부는 상기 복수의 단위경로에 대한 해양정보를 기초로 상기 단위경로별 상기 선체운동주기를 계산하는, 슬로싱위험도 예측장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 선체운동주기계산부는 상기 선체가 상기 계획경로를 실제 운항하는 동안, 상기 계획경로 중 상기 선체의 현재위치에서 상기 도착지까지 남은 잔여경로를 복수의 갱신단위경로로 구획하고, 상기 갱신단위경로별 상기 선체운동주기를 재계산하고,
    상기 비교판단부는 상기 액체운동주기와 상기 갱신단위경로별 상기 재계산된 선체운동주기 사이 공진여부를 비교하여 슬로싱위험도를 판단하는, 슬로싱위험도 예측장치.
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