KR20120033825A - 가스 이송부의 위치제어 기능을 갖는 선박 및 그 제어방법 - Google Patents

가스 이송부의 위치제어 기능을 갖는 선박 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

가스 이송부의 위치제어 기능을 갖는 선박 및 그 제어방법을 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 이송부의 위치제어 기능을 갖는 선박은 하나의 선박에 구비된 로딩 암; 다른 선박에 구비된 가스 이송부; 로딩 암을 통해 가스 이송부로 화물을 이송하는 경우에 가스 이송부의 위치를 조절하는 조정유닛; 두 선박의 상대적인 차이를 감지하기 위한 감지부; 및 감지부에서 감지된 결과에 따라 조정유닛을 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

가스 이송부의 위치제어 기능을 갖는 선박 및 그 제어방법{SHIP HAVING FUNCTION FOR CONTROLLING POSITION OF GAS TRANSFERENCE PORTION AND CONTROLLING METHOD THEREOF}
본 발명은 가스 이송부의 위치제어 기능을 갖는 선박 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 액화천연가스는 메탄을 주성분으로 하는 천연가스를 영하 163도로 냉각해 그 부피를 6백분의 1로 줄인 무색 투명한 초저온 액체를 말한다.
이러한 액화천연가스는 대기압 또는 그보다 높은 압력에서 극저온 탱크에 보관된다. 보관된 액화천연가스는 온도를 상승시켜 다시 가스 형태로 변환시키는데, 이러한 과정을 일반적으로 액화천연가스 재기화 과정이라 한다.
종래에는 육지에서 액화천연가스의 재기화 작업을 하였으나, 근래에는 위험물에 대한 안전상의 요구가 크게 증가하였고, 되도록이면 위험시설물을 사람이 거주하는 육지에 두지 말고 해상에서 이루어지는 형태를 추구하게 되었다.
따라서, 근래에는 LNG-FPSO와 같은 선박을 이용하여 액화천연가스의 재기화 과정이 해상에서 이루어지는 형태가 출현하게 되었고, 이러한 LNG-FPSO 등의 선박에서 채굴하거나 저장된 화물인 액화천연가스를 해상에서 직접 LNG 운반선으로 이송시키고 있다.
도 1은 종래기술에 따른 액화천연가스의 이송을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 액화천연가스의 이송(로딩/언로딩)을 위하여, 두 선박(예를 들면, LNG 운반선(10) 및 LNG-FPSO(20))을 해상에서 계류시킨 후에 하나의 선박(20)에 설치된 로딩 암(30)의 플랜지(31)가 다른 선박(10)에 설치된 매니폴드(40)의 파이프(41)에 연결된다(도 1의 "A" 참조).
그런데, 두 선박(10, 20) 사이에는 파도, 조류, 바람 등의 외부 요인에 의해 롤링 등과 같은 상대운동이 발생된다. 이 경우, 상기 두 선박 간의 상대운동을 일정 범위 이내에서는 로딩 암이 어느 정도를 흡수할 수 있으나, 일정 범위 이상으로 커질 경우에는 액화천연가스의 이송이 불가능하게 된다.
따라서, 두 선박을 계류시킨 후에 액화천연가스를 이송하는 경우, 두 선박 간의 상대운동을 해결할 수 있는 방안이 필요한 실정이다.
본 발명의 실시예들은 액화천연가스를 외부 요인에 의한 간섭없이 안정적으로 이송할 수 있는 가스 이송부의 위치제어 기능을 갖는 선박 및 그 제어방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 하나의 선박에 구비된 로딩 암; 다른 선박에 구비된 가스 이송부; 상기 로딩 암을 통해 가스 이송부로 화물을 이송하는 경우에 상기 가스 이송부의 위치를 조절하는 조정유닛; 상기 두 선박의 상대적인 차이를 감지하기 위한 감지부; 및 상기 감지부에서 감지된 결과에 따라 조정유닛을 제어하는 제어부를 포함하는 가스 이송부의 위치제어 기능을 갖는 선박이 제공될 수 있다.
상기 가스 이송부의 파이프는 고정파이프 및 상기 고정파이프의 내부에 형성되어 인입출이 가능한 유동파이프로 구성된 가변파이프인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 조정유닛은 상기 제어부의 제어신호에 따라 상기 가스 이송부의 가변파이프를 이동시켜 높이를 조절하기 위한 액츄에이터 및 상기 액츄에이터를 작동시키기 위하여 상기 액츄에이터에 압력을 제공하는 펌프를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 조정유닛은 가스 이송부의 하부에 설치되어 가스 이송부를 지지하는 지지부, 상기 지지부를 가압하여 가스 이송부를 이동시켜 높이를 조절하기 위한 유압이나 공압실린더인 액츄에이터 및 상기 액츄에이터에 유압이나 공압을 제공하는 펌프를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 감지부는 가스 이송부와 로딩 암 간의 위치를 감지하는 위치 감지센서 및 상기 하나의 선박의 선체측에 구비되어 두 선박 간의 간격을 감지하는 거리 감지센서 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 화물의 이송을 위한 두 선박 간의 상대적인 차이를 위치 감지센서나 거리 감지센서를 이용해서 감지하는 단계; 상기 센서를 통해 감지된 결과에 따라 로딩 암에 연결될 가스 이송부의 가변파이프의 위치를 조절하거나 또는 가스 이송부 전체의 높이를 조절하는 단계; 상기 로딩 암과 가스 이송부가 연결되어 화물이 이송되는 단계; 및 상기 화물이 이송되는 단계 중에 상기 센서를 통해 두 선박 간의 상대적인 차이를 계속 감지하여 상기 가스 이송부의 가변파이프의 위치를 조절하거나 가스 이송부 전체의 높이를 조절하는 단계를 포함하는 가스 이송부의 위치를 제어하기 위한 방법이 제공될 수 있다.
상기 가스 이송부의 가변파이프는 고정파이프 및 상기 고정파이프의 내부에 형성되어 인입출이 가능한 유동파이프를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 가스 이송부 전체의 높이 조절하는 단계는 상기 가스 이송부의 하부에 설치되어 상기 가스 이송부를 지지하는 지지부를 가압함으로써 상기 가스 이송부를 이동시켜 높이를 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 가스 이송부의 위치제어 기능을 갖는 선박 및 그 제어방법은 액화천연가스를 외부 요인에 의한 간섭없이 안정적으로 이송할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 액화천연가스의 이송을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 이송부의 위치제어 기능을 갖는 선박의 일례를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 이송부의 위치제어 기능을 갖는 선박의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 이송부의 위치를 제어하는 방법을 나타낸 플로우차트이다.
전술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 실시예를 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 이송부의 위치제어 기능을 갖는 선박의 일례를 나타낸 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 이송부의 위치제어 기능을 갖는 선박은 가스 이송부(210), 조정유닛(220), 감지부(231, 232) 및 제어부(240)를 포함한다.
본 실시예에 따른 가스 이송부(210)의 위치제어는 어떤 선박(100)에 구비된 로딩 암(110)을 통해 다른 선박(200)에 구비된 가스 이송부(210)로 화물을 이송(로딩/언로딩)시키는 경우에 두 선박(예를 들면, LNG 운반선(200) 및 LNG-FPSO(100)) 간의 상대적인 위치나 거리 차이를 감지하여 상기 가스 이송부(210)와 로딩 암(110) 간의 위치가 일정 간격으로 유지될 수 있도록 상기 가스 이송부(210)의 높이를 자동으로 조절하는 것이다.
여기서, 상기 화물이란 일례로 액화천연가스일 수 있고 상기 가스 이송부(210)는 일례로 매니폴드일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이하, 본 실시예에 따른 가스 이송부의 위치제어 기능을 갖는 선박 및 제어방법에 있어서, 상기 화물을 액화천연가스 또는 가스로 상정하고, 상기 가스 이송부(210)의 일례로 매니폴드인 것을 가정하여 설명하나 이에 한정되는 것은 아니다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 가스를 이송(로딩/언로딩)시키기 위하여 로딩 암(110)과 매니폴드(210)가 연결되는데 이 연결 관계에 대해 간단히 설명한다. 상기 로딩 암(110)은 선체의 베이스에 수직하게 설치되는 고정부(111), 상기 고정부(111)의 단부에 연결되어 회동되는 제1회동부(112), 상기 제1회동부(112)의 단부에 연결되어 회동되는 제2회동부(113), 상기 제2회동부(113)의 단부에 연결되고 매니폴드(210)의 파이프(212)에 결합되는 플랜지(118)를 포함한다. 상기 제1회동부(112)의 회동은 고정부(111)와 제1회동부(112) 사이에 구비된 제1관절부(115)에 의해 이루어지고, 상기 제2회동부(113)의 회동은 제1회동부(112)와 제2회동부(113) 사이에 구비된 제2관절부(116)에 의해 이루어진다. 마찬가지로, 상기 제2회동부(113)와 플랜지(118) 사이에 구비된 제3관절부(117)에 의해 상기 플랜지(118)가 회동된다. 이와 같이 구성된 로딩 암(110)의 플랜지(118)가 매니폴드(210)의 파이프(212)에 연결되어 두 선박 사이에서 가스의 이송이 이루어진다.
그런데, 이와 같이 가스의 이송이 이루어질 때, 파도, 조류, 바람 등의 외부 요인에 의해 두 선박(100, 200) 사이에는 롤링 등과 같은 상대운동이 발생된다. 이로 인해 가스의 이송이 불가능하게 되는 것을 방지하기 위하여 상기 조정유닛(220)이 매니폴드(210)의 위치를 조절한다. 즉, 상기 감지부(231, 232)에서 두 선박(100, 200) 간의 위치 차이나 거리 차이인 상대적인 차이 등을 감지하고, 그 결과를 제어부(240)가 수신하여 상기 조정유닛(220)을 제어함으로써 매니폴드(210)의 위치를 조절할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 감지부(231, 232)는 매니폴드(210)의 일측에 구비되어 로딩 암(110)의 플랜지(118)가 매니폴드(210)의 파이프(212)에 연결되어 계속 유지될 수 있도록 매니폴드(210)와 로딩 암(110) 간의 위치를 감지하는 위치 감지센서(231)로 이루어지거나 또는 하나의 선박의 선체측에 구비되어 두 선박(100, 200) 간의 간격을 감지하는 거리 감지센서(232)로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
구체적으로, 상기 매니폴드(210)의 파이프를 고정파이프(211) 및 상기 고정파이프의 내부에 형성되어 인입출이 가능한 유동파이프(212)로 이루어진 2단 구조의 가변파이프 형태로 구성한다. 이에 따라, 두 선박(100, 200) 간의 상대적인 차이가 발생하는 경우, 상기 유동파이프(212)가 인출되거나 인입되어 상기 매니폴드(210)와 로딩 암(110) 간의 연결이 일정 간격 이내로 계속 유지될 수 있다.
상기 조정유닛(220)은 유압실린더나 공압실린더인 액츄에이터(221) 및 유압펌프이거나 공압펌프인 펌프(222)를 포함하고, 상기 액츄에이터(221) 및 펌프(222)는 예로 든 유압실린더나 공압실린더 및 유압펌프이거나 공압펌프인 것에 한정되지 않는다. 상기 감지센서(231, 232)에서 수신된 결과에 따라 제어부(240)가 액츄에이터(221)로 제어신호를 보내면, 상기 액츄에이터(221)는 펌프(222)로 부터 압력을 공급받아서 상기 액츄에이터(221)에 연결된 유동파이프(212)를 인출 또는 인입시켜서 매니폴드(210)의 높이(구체적으로, 파이프의 높이)를 조절한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 이송부의 일례인 매니폴드의 위치제어 기능을 갖는 선박의 다른 예를 나타낸 도면이다. 전술한 구성에서는 매니폴드(210)의 높이 조절이 유동파이프(212)에 의해 이루어지는 경우를 설명하였으나, 다른 예로서 매니폴드(210) 자체를 직접 높이 조절될 수 있게 구성할 수도 있을 것이다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 매니폴드(210)의 하부에 설치되어 매니폴드(210)를 지지하는 지지부(223)를 펌프(222) 및 액츄에이터(221)로 가압함으로써 상기 매니폴드(210)의 파이프(213)만이 아닌 매니폴드(210) 전체를 이동시켜 높이를 조절할 수도 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 이송부의 일례인 매니폴드의 위치를 제어하는 방법을 나타낸 플로우차트이다. 도 4를 참조하여, 전술한 바와 같은 구성에 의한 제어방법을 설명한다.
본 실시예에 따른 가스 이송부의 일례인 매니폴드의 위치를 제어하기 위한 방법은, 가스의 이송을 위하여 두 선박(100, 200)을 계류시키고(S100); 두 선박(100, 200) 간의 위치나 거리 차이 등과 같은 상대적인 차이를 위치 감지센서(231)나 거리 감지센서(232)를 이용해서 감지하고(S200); 상기 센서(231, 232)를 통해 감지된 결과에 따라 제어부(240)가 액츄에이터(221) 및 펌프(221)로 제어신호를 보내서 로딩 암(110)에 연결될 매니폴드(210)의 가변파이프(구체적으로, 유동파이프(212))의 위치를 조절하거나 또는 매니폴드(210) 전체의 높이를 지지부(223)를 이용하여 조절함으로써 이루어진다(S300).
이후, 상기 로딩 암(110)과 매니폴드(210)가 연결되어 가스가 이송되고(S400); 상기 가스가 이송되는 과정에서도 상기 센서(231, 232)를 통해 두 선박(100, 200) 간의 상대적인 차이를 계속 감지하여 상기 로딩 암(110)과 매니폴드(210)의 연결이 계속 유지될 수 있도록 상기 매니폴드(210)의 유동파이프(212)의 위치를 조절하거나 또는 매니폴드(210) 전체의 높이를 조절한다(S500).
지금까지, 도 2 내지 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 이송부의 위치제어 기능을 갖는 선박 및 그 제어방법을 설명하였다. 그러나, 이는 본 발명의 이해와 편의를 도모하기 위한 일 실시예에 불과하며, 본 발명은 이에 한정되지 아니한다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
110: 로딩 암 210: 가스 이송부(매니폴드)
211, 212: 가변파이프 220: 조정유닛
221: 액츄에이터 222: 펌프
231: 위치 감지센서 232: 거리 감지센서

Claims (8)

  1. 하나의 선박에 구비된 로딩 암;
    다른 선박에 구비된 가스 이송부;
    상기 로딩 암을 통해 가스 이송부로 화물을 이송하는 경우에 상기 가스 이송부의 위치를 조절하는 조정유닛;
    상기 두 선박의 상대적인 차이를 감지하기 위한 감지부; 및
    상기 감지부에서 감지된 결과에 따라 조정유닛을 제어하는 제어부
    를 포함하는 가스 이송부의 위치제어 기능을 갖는 선박.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가스 이송부의 파이프는 고정파이프 및 상기 고정파이프의 내부에 형성되어 인입출이 가능한 유동파이프로 구성된 가변파이프인 것을 특징으로 하는
    가스 이송부의 위치제어 기능을 갖는 선박.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 조정유닛은 상기 제어부의 제어신호에 따라 상기 가스 이송부의 가변파이프를 이동시켜 높이를 조절하기 위한 액츄에이터 및 상기 액츄에이터를 작동시키기 위하여 상기 액츄에이터에 압력을 제공하는 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는
    가스 이송부의 위치제어 기능을 갖는 선박.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 조정유닛은 가스 이송부의 하부에 설치되어 가스 이송부를 지지하는 지지부, 상기 지지부를 가압하여 가스 이송부를 이동시켜 높이를 조절하기 위한 유압이나 공압실린더인 액츄에이터 및 상기 액츄에이터에 유압이나 공압을 제공하는 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는
    가스 이송부의 위치제어 기능을 갖는 선박.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 감지부는 가스 이송부와 로딩 암 간의 위치를 감지하는 위치 감지센서 및 상기 하나의 선박의 선체측에 구비되어 두 선박 간의 간격을 감지하는 거리 감지센서 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는
    가스 이송부의 위치제어 기능을 갖는 선박.
  6. 화물의 이송을 위한 두 선박 간의 상대적인 차이를 위치 감지센서나 거리 감지센서를 이용해서 감지하는 단계;
    상기 센서를 통해 감지된 결과에 따라 로딩 암에 연결될 가스 이송부의 가변파이프의 위치를 조절하거나 또는 가스 이송부 전체의 높이를 조절하는 단계;
    상기 로딩 암과 가스 이송부가 연결되어 화물이 이송되는 단계; 및
    상기 화물이 이송되는 단계 중에 상기 센서를 통해 두 선박 간의 상대적인 차이를 계속 감지하여 상기 가스 이송부의 가변파이프의 위치를 조절하거나 가스 이송부 전체의 높이를 조절하는 단계
    를 포함하는 가스 이송부의 위치를 제어하기 위한 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 가스 이송부의 가변파이프는 고정파이프 및 상기 고정파이프의 내부에 형성되어 인입출이 가능한 유동파이프를 포함하는 것을 특징으로 하는
    가스 이송부의 위치를 제어하기 위한 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 가스 이송부 전체의 높이 조절하는 단계는 상기 가스 이송부의 하부에 설치되어 상기 가스 이송부를 지지하는 지지부를 가압함으로써 상기 가스 이송부를 이동시켜 높이를 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
    가스 이송부의 위치를 제어하기 위한 방법.
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