KR20150015815A

KR20150015815A - 세퍼레이터

Info

Publication number: KR20150015815A
Application number: KR1020130091689A
Authority: KR
Inventors: 한성종
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2013-08-01
Filing date: 2013-08-01
Publication date: 2015-02-11
Also published as: KR101564348B1

Abstract

세퍼레이터가 개시된다. 본 발명에 따른 세퍼레이터는 내부에 액체를 수용하기 위한 공간을 제공하는 몸체와; 상기 액체를 구획하도록 소정의 높이로 상기 몸체 내에 설치되는 제1 위어(weir)를 포함하되, 상기 제1 위어는 높이가 변경 가능하도록 설치되는 것을 특징으로 한다.

Description

세퍼레이터{Separator}

본 발명은 세퍼레이터에 관한 것이다.

통상적으로 해양 부유물 또는 해양 구조물은, 육상 플랜트 시설과는 다르게 해상에서 작업이 수행되어야 하기 때문에, 파도, 조류의 흐름 등에 의하여 항상 움직이게 된다.

즉, 파도의 높이나 조류의 흐름에 따라 해양 부유물이나 해양 구조물에는 서징(Surging), 스웨잉(Swaying), 히빙(Heaving), 피칭(Pitching), 롤링(Rolling), 요잉(Yawing) 등의 움직임이 동시적으로 항상 발생하며, 이러한 움직임의 조건은 해상의 조건에 따라 크게 달라지게 된다.

이러한 해상에서의 움직임은 해양 부유물이나 해양 구조물의 구조적인 강도에 크게 영향을 미치게 됨은 물론, 중력 방향의 움직임(자유낙하, 수직낙하)에 의하여 그 성능이 결정되는 일부 프로세스 장비(Process Equipment)의 성능을 저하시키는 요인으로도 작용하게 된다.

이러한 프로세스 장비의 성능 확보를 위해 요구되는 스펙(Required Specification)에서는 해양 부유물이나 해양 구조물이 움직이더라도 그 성능을 유지할 수 있도록 일종의 허용 편차(Tolerance)를 가질 수 있도록 요구하고 있으며, 이러한 성능을 확보하기 위해 추가적인 비용의 증가나 시스템의 복잡성이 유발될 수 있다.

따라서, 해양 부유물 또는 해양 구조물에 설치되는 중력 방향 움직임을 이용하는 프로세스 장비 등이 해상에서의 움직임에 크게 영향을 받지 않도록, 즉 항상 중력 방향으로 자세를 유지할 수 있도록 구현된 장비의 필요성이 대두되고 있는 실정이다.

전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.

한편, 미국등록특허 US8,197,700호에는 반복계산 방식을 활용하여 3상 세퍼레이터의 크기를 설계하기 위한 방법 및 소프트웨어가 개시되어 있고, 한국공개특허 10-2004-0098635호에는 드럼으로부터 정제된 유체를 배출하기 위한 하나 이상의 위어를 구비하고, 상기 위어는 쓰로틀링(throttling) 장치, 특히 쓰로틀 디스크가 할당된 포트를 가지며, 상기 포트로부터 상기 쓰로틀 디스크까지의 거리가 가변적인 스크류 디캔터형 원심 분리기로서, 상기 포트에는 상기 정제된 유체를 배출하기 위해 상기 드럼과 함께 회전하는 하나 이상의 노즐도 할당되는 것을 특징으로 하는 스크류 디캔터형 원심 분리기가 개시되어 있다.

특허문헌 1 : 미국등록특허 US8,197,700호 특허문헌 2 : 한국공개특허 10-2004-0098635호

본 발명은, 해양 구조물에 설치되는 세퍼레이터가 움직이더라도 내부의 액체가 흘러 넘치지 않도록 함으로써 분리 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있는 세퍼레이터를 제공하는 것이다.

본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 내부에 액체를 수용하기 위한 공간을 제공하는 몸체와; 상기 액체를 구획하도록 소정의 높이로 상기 몸체 내에 설치되는 제1 위어(weir)를 포함하되, 상기 제1 위어는 높이가 변경 가능하도록 설치되는 세퍼레이터가 제공된다.

상기 액체의 수면의 높이를 측정하는 게이지(gauge)와; 상기 제1 위어의 높이가 변경되도록 구동력을 부여하는 액추에이터(actuator)와; 상기 게이지에 의한 측정값을 수신하여 상기 액추에이터의 작동을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

상기 게이지는 복수의 지점에 설치되고, 상기 제어부는 상기 복수의 게이지로부터 수신된 복수의 측정값 중 최대값이 미리 설정된 기준치보다 클 경우 상기 액추에이터가 작동되도록 제어신호를 생성할 수 있다.

상기 몸체는 길이방향으로 연장된 원통 형상으로 형성되고, 상기 제1 위어는 상기 원통의 길이방향에 수직한 단면인 원의 일부를 이루는 형상으로 형성되며, 상기 제1 위어는 상기 원의 중심 방향으로 이동하도록 설치될 수 있다.

상기 제1 위어가 상기 원의 중심 방향으로 이동할 경우 상기 제1 위어의 양측면과 상기 몸체의 내주면 간의 간격을 충진하도록, 상기 제1 위어의 양측에는 플렉서블(flexible)한 날개부가 결합될 수 있다.

소정 간격의 갭(gap)만큼 이격되도록 상기 몸체 내에 설치되는 한 쌍의 제2 위어를 더 포함하되, 상기 제1 위어는 상기 갭에 삽입되도록 설치될 수 있다.

상기 제1 위어와 상기 제2 위어 사이에 LM(Linear Motor) 가이드(guide)가 개재되고, LM 레일(rail)은 상기 제1 위어와 상기 제2 위어 중 어느 하나에 결합되며, LM 블럭(block)은 상기 제1 위어와 상기 제2 위어 중 나머지 하나에 결합될 수 있다.

상기 제1 위어의 상단부는 상기 액체가 유입되는 쪽으로 굴곡될 수 있다.

상기 몸체는 해양 구조물에 설치되며, 상기 제1 위어는 상기 해양 구조물의 롤링(rolling) 또는 피칭(pitching) 중 하나 이상의 움직임에 상응하여 높이가 변경될 수 있다.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 수평형(horizontal type) 세퍼레이터의 내부에 설치된 위어가 상하 방향으로 이동하여 그 높이가 변경 가능하도록 설치함으로써, 해양 구조물에 움직임이 발생하더라도 위어의 높이가 상승하여 세퍼레이터 내부에 수용된 액체가 위어를 넘어 흘러 넘치는 현상 및 그 결과 세퍼레이터의 분리 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세퍼레이터를 나타낸 단면도.
도 2는 도 1의 A-A'에 대한 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 위어의 작동 상태를 나타낸 도면.

본 발명은 다양한 변경을 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 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

또한, 명세서에 기재된 "…부", "…유닛", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

또한, 각 도면을 참조하여 설명하는 실시예의 구성 요소가 해당 실시예에만 제한적으로 적용되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상이 유지되는 범위 내에서 다른 실시예에 포함되도록 구현될 수 있으며, 또한 별도의 설명이 생략될지라도 복수의 실시예가 통합된 하나의 실시예로 다시 구현될 수도 있음은 당연하다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일하거나 관련된 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세퍼레이터를 나타낸 단면도이고, 도 2는 도 1의 A-A'에 대한 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 위어의 작동 상태를 나타낸 도면이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 해양 구조물(10), 액체(90), 세퍼레이터(100), 몸체(110), 제1 위어(120), 날개부(122), 제2 위어(130), LM 가이드(132), 게이지(140), 액추에이터(142), 제어부(144)가 도시되어 있다.

본 실시예는 외부의 환경 변화에 대하여 크게 영향을 받지 않도록 위어 시스템을 구축한 세퍼레이터(separator)에 관한 것으로, 선박이나 시추선 등의 해양 구조물에 롤링(rolling)이나 피칭(pitching) 현상과 같은 움직임이 발생하더라도, 그 움직임을 보상하여 세퍼레이터 내에 설치된 위어가 높이 방향으로 상승, 하강하도록 함으로써, 세퍼레이터 내부에 수용된 액체가 위어를 넘어 흘러 넘치지 않도록 한 것을 특징으로 한다.

세퍼레이터는 오일, 가스 및 물의 3가지 상(phase)의 분리를 목적으로 하는 장비로서, 가스와 액체는 중력(gravity force)에 의해 분리되도록 하고, 밀도가 서로 다른 액체, 즉 혼합되지 않는(immiscible) 액체는 밀도 차이에 의해 분리되도록 할 수 있다.

원유 생산 공정에 유입되는 피드(Feed)는 여러 가지 성분의 탄화수소 분자들과 물로 이루어져 있다. 탄화수소 분자들과 물은 서로 다른 밀도와 증기압 등 고유한 물리적 특성을 가지고 있다. 따라서, 오일, 가스 및 물은 특정 온도 및 압력 하에서 물리적인 방법으로 분리가 가능하다.

이를 위해 세퍼레이터가 사용되는데, 원유가 세퍼레이터에서 분리되는 공정은 원유 생산 공정에서 가장 먼저 일어나는 프로세스이다. 따라서, 세퍼레이터를 제대로 설계하지 못하면 전체 생산 공정에 병목(Bottleneck) 현상으로 작용하게 되어 전체 생산량이 줄어들 수 있다.

분리 대상이 되는 액체의 유량이 가스 유량에 비해 많을 경우에는 수평형(horizontal type) 세퍼레이터가, 반대의 경우에는 수직형(vertical type) 세퍼레이터가 많이 사용된다.

즉, 세퍼레이터는 수평형, 수직형, 구형 등으로 분류할 수 있는데, 수평형은 액체의 유량이 많을 경우 주로 사용되며 밀도가 다른 두 액체를 분리하기가 용이하여 생산용 세퍼레이터로 많이 사용된다.

수직형은 가스의 유량이 많을 경우 주로 사용되며 컴프레서(compressor) 전단에 많이 사용된다. 구형(spherical type)은 고압의 경우에 많이 사용된다.

이처럼, 세퍼레이터는 유전(well)으로부터 채취된 크루드 오일(Crude Oil)을 1차, 2차에 걸쳐 오일, 가스 및 물로 분리하기 위한 필수적인 장비이다. 이러한 세퍼레이터의 성능에 따라 후행 프로세스의 사양(Specification)이 결정되는 만큼 세퍼레이터는 중요한 장비이며 따라서 그 성능이 매우 중요하다고 할 수 있다.

통상적으로, 선박에 설치되는 수평형 세퍼레이터는 그 분리 성능을 증가시키기 위해 선박의 길이방향(선수방향)으로 배치될 수 있다. 이 경우, 선박의 움직임, 특히 롤링이나 피칭 현상은 세퍼레이터의 성능에 큰 영향을 미치게 된다.

본 실시예는 선박 등의 해양 구조물에 설치되는 수평형 세퍼레이터가 선박의 롤링이나 피칭 현상에 대해 영향을 받지 않고 항상 일정하게 수평을 유지할 수 있도록 구현된 세퍼레이터 설치 구조에 관한 것이다.

본 실시예에 따른 세퍼레이터는, 세퍼레이터가 선수방향으로 배치된 경우에는 선박의 롤링 현상을 보상하여 위어가 회전하도록 구성될 수 있으며, 세퍼레이터가 선수방향에 직각으로 배치된 경우에는 선박의 피칭 현상을 보상하여 위어가 회전하도록 구성될 수 있다.

본 실시예에 따른 세퍼레이터(100)는, 몸체(110)와 제1 위어(120)로 이루어질 수 있다.

세퍼레이터(100)의 기본 골격을 이루는 몸체(110)는 그 내부에 액체(90)를 수용하여 밀도차에 의해 수용된 액체(90)가 분리되도록 공간을 제공하는 구성요소로서, 본 실시예에 따른 몸체(110)는 선박 등의 해양 구조물(10)의 데크 상에 설치되는 수평형 세퍼레이터의 몸체일 수 있다.

이 경우, 몸체(110)는 길이방향으로 연장된 원통 형상으로 형성되어 수평으로 누운 상태로 해양 구조물(10)에 설치되며, 액체의 유량이 많을 경우에 밀도가 다른 두 액체를 분리하기가 용이하여 생산용으로 많이 사용될 수 있음은 전술한 바와 같다.

몸체(110)의 내부에는 수용된 액체(90)가 분리되도록 액체(90)를 구획하는 격벽, 즉 위어(weir)가 설치될 수 있다.

세퍼레이터가 설치된 해양 구조물이 롤링이나 피칭 등의 움직임을 일으킬 경우, 몸체도 움직이게 되며, 그에 따라 몸체 내부에 설치된 위어 또한 기울어지게 되어, 결과적으로 (몸체가 수평 상태를 유지하였다면 위어를 넘지 못하였을) 액체가 위어를 넘어 흘러 넘치게 되는 문제가 발생할 수 있다.

이처럼, 위어에 의해 분리되어야 할 액체가 위어를 넘어 흘러 넘치게 되면 세퍼레이터가 액체를 분리하는 성능이 저하되어, 후행 프로세스에도 악영향을 미치게 될 수 있다.

본 실시예에 따른 세퍼레이터(100)는, 해양 구조물(10)의 움직임에 상응하여 이를 보상하도록 위어(120)가 높이 방향으로 상승 또는 하강하여 그 높이가 변경됨으로써, 액체(90)가 위어(120)를 넘어가지 않도록 하여 세퍼레이터(100)의 성능이 저하되는 것을 방지한 것을 특징으로 한다.

이하, 본 실시예에서는 몸체(110)의 움직임에 상응하여 내부에서 움직이는(승하강하는) 위어를 제1 위어(120)로 명명하여 설명한다.

제1 위어(120)의 승하강을 제어하기 위해, 몸체(110) 내에 수용된 액체(90)의 수면의 높이를 측정하는 레벨 게이지(140)와, 제1 위어(120)를 승하강시키도록 구동력을 부여하는 액추에이터(142)와, 게이지(140)에 의한 측정값을 수신하여 액추에이터(142)의 작동을 제어하는 제어부(144)를 더 설치할 수 있다.

이에 따라, 본 실시예에 따른 제어부(144)는, 게이지(140)에 의해 측정된 액체(90)의 높이에 따라 액체(90)가 제1 위어(120)를 넘지 못하도록, 제1 위어(120)가 승하강하여 그 높이가 변경되도록 액추에이터(142)의 작동을 제어할 수 있다.

해양 구조물(10)이 움직여 세퍼레이터 몸체(110)가 기울어지면 몸체(110) 내의 액체(90) 또한 한 쪽으로 기울어지므로, 액체(90)가 기울어진 쪽의 수면은 높아지고 반대쪽의 수면은 낮아지게 된다.

따라서, 본 실시예에 따른 게이지(140)는 최소 2 지점 이상의 액체(90)의 높이를 측정하도록 복수로 설치함으로써, 어느 하나의 게이지(140)에서 수면이 기준치 이상으로 높아진 것으로 측정되면, 제1 위어(120)를 승하강시키도록 할 수 있다.

즉, 본 실시예에 따른 제어부(144)는 복수의 게이지(140)로부터 복수의 측정값을 수신하는데, 복수의 측정값 중 최대값이 기준치보다 크면 어느 지점에서는 액체(90)가 제1 위어(120)를 넘을 가능성이 있는 것으로 판단하여 액추에이터(142)가 작동되도록 제어신호를 생성할 수 있다.

여기서, 기준치는 액체(90)가 제1 위어(120)를 넘어 흘러 넘칠 가능성이 있는 높이로 설정할 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 액추에이터(142)는 제1 위어(120)를 직선 방향(높이 방향)으로 이동시키는 시스템으로서, 에어(air)로 작동되는 유압식 직선이동 시스템을 적용할 수 있다.

본 실시예에 따른 제1 위어(120)는 몸체(110)가 움직일 경우 이에 따라 액체(90)의 수면이 높아지는 것을 보상하기 위해, 높이 방향으로 승하강할 수 있도록 설치된 것을 특징으로 한다.

본 실시예에 따른 몸체(110)가 전술한 것처럼 길이방향으로 연장된 원통 형상으로 형성될 경우, 내부에 수용된 액체(90)는 원통의 길이방향에 수직한 단면에 의해 구획될 수 있다.

원통의 경우 길이방향에 수직한 단면은 원형이므로, 본 실시예에 따른 제1 위어(120)는 도 1에 도시된 것처럼 원의 일부에 해당하는 형상으로 형성될 수 있다.

제1 위어(120)의 외주면은 몸통의 내주면을 추종하도록 원호 형상으로 형성될 수 있으며, 제1 위어(120)의 높이는 구획하고자 하는 액체(90)의 수면의 높이에 상응하여 액체(90)가 흘러 넘치지 않도록 하는 높이로 형성될 수 있다.

본 실시예에 따른 제1 위어(120)는 높이 방향으로 승하강 가능하도록 설치될 수 있는데, 이는 도 1에서 볼 수 있듯이 몸통의 단면인 원의 중심 방향으로 제1 위어(120)가 이동하는 것을 의미할 수 있다.

이처럼, 제1 위어(120)가 몸통의 단면인 원의 중심 방향으로 이동할 경우(제1 위어(120)가 상승할 경우), 제1 위어(120)의 양측면과 몸체(110)의 내주면 사이에는 틈이 생기게 된다.

제1 위어(120)가 상승하여 액체(90)를 구획하더라도 전술한 틈을 통해 액체(90)가 흘러 넘칠 수 있으므로, 제1 위어(120)의 양측면과 몸체(110)의 내주면 사이의 틈을 충진할 수 있도록, 즉 틈을 채워 막을 수 있도록, 제1 위어(120)의 양측에 날개부(122)를 부착할 수 있다.

날개부(122)는 제1 위어(120)의 양측으로 돌출된 구조물이므로, 제1 위어(120)가 상승하더라도 몸체(110)의 내주면과의 사이에 발생하는 틈을 메워 액체(90)가 누설되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 제1 위어(120)가 몸통의 단면인 원의 외주 방향으로 이동할 경우(제1 위어(120)가 하강할 경우), 제1 위어(120)의 양측면과 몸체(110)의 내주면 사이의 틈은 좁아지거나 없어지게 된다.

이에, 제1 위어(120)가 하강하더라도 날개부(122)가 제1 위어(120)의 양측면과 몸체(110)의 내주면 사이의 틈을 유효하게 충진할 수 있도록, 본 실시예에 따른 날개부(122)는 플렉서블(flexible)한 재질로 이루어질 수 있다.

따라서, 제1 위어(120)가 하강하더라도 날개부(122)는 변형되면서 몸체(110)의 내주면과의 사이의 틈(좁아진 틈)을 여전히 유효하게 메움으로써 액체(90)가 누설되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 제1 위어(120)가 높이 방향으로 승하강하도록 하기 위해, 도 2에 도시된 것처럼 몸체(110) 내에 한 쌍의 제2 위어(130)를 더 설치할 수 있다.

한 쌍의 제2 위어(130)는 소정 간격의 갭만큼 이격되도록 설치되는 격벽으로서, 한 쌍의 제2 위어(130) 사이의 갭 부분에 본 실시예에 따른 제1 위어(120)를 삽입하고 후술하는 것처럼 LM 가이드(132) 등을 개재시킴으로써 제1 위어(120)가 원활하게 승하강하도록 할 수 있다.

즉, 한 쌍의 제2 위어(130)는 제1 위어(120)가 높이 방향으로 승하강하도록 이동 경로를 규정하는 역할을 하게 된다.

제1 위어(120)를 이동(승하강)시키기 위해, 제1 위어(120)와 제2 위어(130) 사이에 LM 가이드(132)를 설치할 수 있다. LM 가이드(132)는 LM 레일이 제공하는 경로를 따라 이동하는 LM 블럭으로 구성될 수 있다.

따라서, 제1 위어(120)에 LM 레일이 결합되고 제2 위어(130)에 LM 블럭이 결합되도록 LM 가이드(132)를 설치함으로써 제1 위어(120)가 제2 위어(130)에 대하여 상대적으로 이동하도록 할 수 있다.

또는, 반대로 제2 위어(130)에 LM 레일이 결합되고 제1 위어(120)에 LM 블럭이 결합되도록 LM 가이드(132)를 설치함으로써 제1 위어(120)가 제2 위어(130)에 대하여 상대적으로 이동하도록 할 수 있다.

이 경우, LM 레일을 높이 방향으로 연장되도록 결합함으로써, 결과적으로 제1 위어(120)가 높이 방향으로 승하강하도록 할 수 있다.

한편, 제1 위어(120)의 상단부는 도 2에 도시된 것처럼 액체(90)가 유입되는 쪽으로 굴곡되도록 할 수 있다. 이처럼, 위어의 상단부를 구부러지게 함으로써, 몸체(110) 내에 수용된 액체(90)의 수면이 위어(120)보다 높아지지 않더라도 액체(90)가 출렁거리는 과정에서 위어(120)를 넘어가는 것을 줄일 수 있다.

본 실시예에 따른 세퍼레이터(100)가 선박이나 반잠수식 시추선 등의 해양 구조물(10)에 설치될 경우, 해양 구조물(10)의 롤링이나 피칭으로 인하여 몸체(110)는 함께 기울어지지만, 몸체(110) 내에 승하강 가능하게 설치된 제1 위어(120)(120)는 레벨 게이지(140) 및 액추에이터(142)의 작동에 의하여 항상 액체(90)의 수면보다 높이가 높은 상태를 유지하도록 이동하게 된다.

이상으로 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 세퍼레이터(100)는 몸체(110) 내에 2개 이상의 레벨 게이지(140)를 설치하여 세퍼레이터(100)의 움직임에 따른 원유(crude oil)의 수면 높이를 측정, 예측할 수 있으며, 이에 따라 제1 위어(120)의 높이를 조절하도록 한 것을 특징으로 한다.

해양 구조물(10)의 움직임에 의하여 본 실시예에 따른 세퍼레이터(100)는 상하방향으로 움직일 수 있는데, 몸체(110) 내에 설치된 레벨 게이지(140)에 의해 2 포인트 이상에서 원유의 높이를 측정할 수 있으며, 그 결과를 분석하여 높이 변화의 정도를 유추할 수 있다.

측정된 원유의 높이에 상응하여 원유가 위어(120)를 넘어가지 않도록 위어(120)를 상승시킨다.

상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10 : 해양 구조물 90 : 액체
100 : 세퍼레이터 110 : 몸체
120 : 제1 위어 122 : 날개부
130 : 제2 위어 132 : LM 가이드
140 : 게이지 142 : 액추에이터
144 : 제어부

Claims

내부에 액체를 수용하기 위한 공간을 제공하는 몸체와;
상기 액체를 구획하도록 소정의 높이로 상기 몸체 내에 설치되는 제1 위어(weir)를 포함하되,
상기 제1 위어는 높이가 변경 가능하도록 설치되는 세퍼레이터.
제1항에 있어서,
상기 액체의 수면의 높이를 측정하는 게이지(gauge)와;
상기 제1 위어의 높이가 변경되도록 구동력을 부여하는 액추에이터(actuator)와;
상기 게이지에 의한 측정값을 수신하여 상기 액추에이터의 작동을 제어하는 제어부를 더 포함하는 세퍼레이터.
제2항에 있어서,
상기 게이지는 복수의 지점에 설치되고,
상기 제어부는 상기 복수의 게이지로부터 수신된 복수의 측정값 중 최대값이 미리 설정된 기준치보다 클 경우 상기 액추에이터가 작동되도록 제어신호를 생성하는 세퍼레이터.
제3항에 있어서,
상기 몸체는 길이방향으로 연장된 원통 형상으로 형성되고,
상기 제1 위어는 상기 원통의 길이방향에 수직한 단면인 원의 일부를 이루는 형상으로 형성되며,
상기 제1 위어는 상기 원의 중심 방향으로 이동하도록 설치되는 세퍼레이터.
제4항에 있어서,
상기 제1 위어가 상기 원의 중심 방향으로 이동할 경우 상기 제1 위어의 양측면과 상기 몸체의 내주면 간의 간격을 충진하도록, 상기 제1 위어의 양측에는 플렉서블(flexible)한 날개부가 결합되는 세퍼레이터.
제5항에 있어서,
소정 간격의 갭(gap)만큼 이격되도록 상기 몸체 내에 설치되는 한 쌍의 제2 위어를 더 포함하되,
상기 제1 위어는 상기 갭에 삽입되도록 설치되는 세퍼레이터.
제6항에 있어서,
상기 제1 위어와 상기 제2 위어 사이에 LM(Linear Motor) 가이드(guide)가 개재되고, LM 레일(rail)은 상기 제1 위어와 상기 제2 위어 중 어느 하나에 결합되며, LM 블럭(block)은 상기 제1 위어와 상기 제2 위어 중 나머지 하나에 결합되는 세퍼레이터.
제1항에 있어서,
상기 제1 위어의 상단부는 상기 액체가 유입되는 쪽으로 굴곡되는 세퍼레이터.
제1항에 있어서,
상기 몸체는 해양 구조물에 설치되며, 상기 제1 위어는 상기 해양 구조물의 롤링(rolling) 또는 피칭(pitching) 중 하나 이상의 움직임에 상응하여 높이가 변경되는 세퍼레이터.