KR20160023405A - 자동 평형수 시스템 및 조절방법 - Google Patents

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Abstract

자동 평형수 시스템 및 조절방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동 평형수 시스템은, 복수 종류의 화물이 저장되는 복수의 저장탱크와 복수의 저장탱크에 각각 상응하여 밸러스트 수가 저장되도록 복수의 밸러스트 탱크가 마련되어 선체에 탑재되되, 복수의 저장탱크에 저장되는 화물의 수위를 각각 감지하도록 저장탱크마다 배치되는 화물레벨센서; 밸러스트 탱크에 대한 밸러스트 수의 저장량을 조절하도록 선체에 탑재되는 펌프유닛; 및 화물레벨센서에 의해 감지되는 화물의 레벨변화를 기초로 저장탱크의 중량변화를 산출하되, 저장탱크의 중량변화에 상응하여 밸러스트 탱크의 밸러스트 수의 용량을 보상하도록 마련되어 선체의 평형을 유지시키는 평형수제어유닛을 포함한다.

Description

자동 평형수 시스템 및 조절방법{AUTO BALLAST WATER ADJUSTING METHOD AND SYSTEM}
본 발명은 자동 평형수 시스템 및 조절방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 선박의 평형에 이용되는 밸러스트 수를 자동으로 조절할 수 있는 자동 평형수 시스템 및 조절방법에 관한 것이다.
선박 또는 부유식 해양구조물에는, 선체의 흘수를 조정할 수 있도록 그리고 좌우 균형을 맞출 수 있도록 밸러스트 탱크가 마련된다. 밸러스트탱 크로는, 선수 및 선미와 선저에 배치된 선체의 구획된 복수공간이 사용될 수 있다.
이러한 밸러스트 탱크로 해수가 유입되면 부력을 제공하는 공간이 줄어들게 되므로 선체가 해수로 가라앉게 되며, 반대로 해수가 유출되면 부력을 제공하는 공간이 늘어나게 되므로 선체가 해수면에서 상승된다.
OIL FPSO, LNG FPSO의 내부에는, 원유 또는 액화천연가스를 저장할 수 있는 저장탱크(Storage Tank)가 있다. 또한 부유식 저장시설의 복원력을 확보 하기 위한 밸러스트 탱크가 마련되어 있다.
부유식 저장시설의 탑 사이드 공정(topside process)이 진행되면, 원유 또는 액화천연가스가 생산되어 저장탱크(storage tank)에 저장된다.
이처럼 저장탱크(Storage tank)에 생산된 원유 또는 액화천연가스가 저장되면서 부유식 저장시설은, 흘수(draft)의 변화가 생기고, 선체에 가해지는 굽힘 모멘트(vending moment), 전단력(shearing force), 그리고 무게중심에 영향을 주게 된다.
이러한 경우, 안전한 플랜트 수행(plant operation)을 위해 균형적인 복원력을 확보해야 하며, 이를 위해 밸러스트 탱크(ballast tank)의 밸러스트 수를 선외로 배출 또는 선내로 유입시키는 작업이 필요하다.
기존에는, 저장탱크(Storage tank)와 밸러스트 탱크 레벨(Ballast tank level)을 확인 후, 로딩컴퓨터(loading computer)로 부유식 저장시설의 굽힘 모멘트(vending moment)와 전단력(shearing force)을 확인하고, 안정적인 조건(condition)의 확보를 위해 로딩 컴퓨터(loading computer)분석 자료를 해석하여 운용자(operator)가 밸러스트 탱크 레벨(ballast tank level)을 조절 하였다.
이때는 물론 밸러스트 탱크 레벨(ballast tank level) 조절 시 필요한 펌프(pump), 밸브(valve) 등을 운용자(operator)가 일일이 확인하며 밸브(valve) 개도 조절, 펌프(pump) 작동을 행하였었다.
따라서, 기존의 부유식 해양구조물 경우, 복잡한 계산과정이 수반되어 해수면의 레벨에 따른 밸러스트 수의 조절에 신속하게 대처하기가 어려웠으며, 수동방식의 작업과정에 따른 상당한 불편함이 있었으며, 탑사이드 장비의 작업성(operability)을 확보하기 위해 지속적으로 수평상태 및 일정 드래프트(draft)를 유지해야 하는 경우, 작업자의 에러(human error)에 의해 트립(trim) 또는 힐(Heel), 드래프트(draft) 변경이 발생할 수 있었다.
또한, FLNG와 같이 2개 이상의 카고(cargo)가 있는 경우, 예를 들면, LNG, LPG, 콘덴세이트(condensate)와 같이 다양한 종류의 화물이 저장되어 있는 경우, 한 화물이 로딩(loading)되면서, 동시에 다른 화물이 언로딩(unloading)될 때, 이에 맞추어 밸러스트 수(ballast water)를 한 탱크(tank)에 주입하고, 반대로 다른 탱크(tank)에서 배수해야 하지만, 밸러스트 라인이 하나로 구성되어 있어 하나의 탱크에 주입을 하고 있는 경우 다른 탱크로는 배수가 이뤄질 수 없는 문제가 있었다.
대한민국 특허출원 제10-201-0037945 호
본 발명의 일 실시 예는, 선체의 균형과 평형을 위해 선박의 외부상태정보인 흘수, 트림(trim), 힐(heel) 등에 관한 복잡한 계산과정을 생략하면서 각각의 화물들의 저장탱크에 대한 내부상태 정보만에 의해 선체의 복원력이 균형적으로 유지되도록 상응하는 밸러스트 탱크에 대한 밸러스트 수의 용량을 자동으로 신속하게 조절할 수 있는 자동 평형수 시스템 및 조절방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시 예는, 복수 종류의 화물이 입출입 및 저장되는 선체에 있어 서로 다른 종류의 화물이 각각 로딩 또는 언로딩 되더라고 선체의 균형과 평형을 유지할 수 있는 자동 평형수 시스템 및 조절방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 복수 종류의 화물이 저장되는 복수의 저장탱크와 상기 복수의 저장탱크에 각각 상응하여 밸러스트 수가 저장되도록 복수의 밸러스트 탱크가 마련되어 선체에 탑재되되, 상기 복수의 저장탱크에 저장되는 화물의 수위를 각각 감지하도록 상기 저장탱크마다 배치되는 화물레벨센서; 상기 밸러스트 탱크에 대한 상기 밸러스트 수의 저장량을 조절하도록 상기 선체에 탑재되는 펌프유닛; 및 상기 화물레벨센서에 의해 감지되는 상기 화물의 레벨변화를 기초로 상기 저장탱크의 중량변화를 산출하되, 상기 저장탱크의 중량변화에 상응하여 상기 밸러스트 탱크의 밸러스트 수의 용량을 보상하도록 마련되어 상기 선체의 평형을 유지시키는 평형수제어유닛을 포함하는 자동 평형수 시스템이 제공될 수 있다.
상기 펌프유닛은 복수로 구비되되, 각각의 상기 펌프유닛은 동일한 종류의 화물이 저장되는 상기 저장탱크에 상응한 상기 밸러스트 탱크에 대해 상기 밸러스트 수의 용량을 조절하도록 마련될 수 있다.
상기 펌프유닛은, 각각의 상기 밸러스트 탱크에 대한 상기 밸러스트 수의 주입 또는 배수가 가능하도록 상기 선체에 배치되는 평형수라인; 및 상기 평형수라인 상에 배치되는 평형수펌프를 포함할 수 있다.
상기 평형수제어유닛은, 상기 평형수펌프의 용량과 상기 평형수라인의 직경에 따라 밸러스트 수의 주입 또는 배수의 속도를 조절하도록 마련될 수 있다.
상기 평형수제어유닛은, 상기 화물의 레벨변화와 상기 화물이 저장되는 상기 저장탱크의 내부정보를 이용하여 상기 저장탱크의 중량변화를 산출하고 상기 저장탱크의 중량변화에 상응하는 밸러스트 수의 용량변화값을 산출할 수 있다.
상기 저장탱크의 내부정보는, 상기 저장탱크에 저장되는 화물의 밀도(density), 상기 화물의 무게중심(CG), 그리고 상기 저장탱크의 자체용량일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 복수 종류의 화물이 저장되는 복수의 저장탱크와 밸러스트 수가 저장되는 복수의 밸러스트 탱크가 상응하도록 선체에 탑재되되, 상기 복수의 저장탱크에 저장되는 화물의 수위를 상기 저장탱크마다 배치되는 화물레벨센서에 의해 각각 감지하는 단계; 상기 화물레벨센서에 의해 감지되는 상기 저장탱크의 레벨변화를 기초로 상기 저장탱크의 중량변화를 산출하는 단계; 및 상기 선체의 평형을 유지하도록 마련되는 평형수제어유닛에 의해 상기 저장탱크의 중량변화에 상응하여, 각각의 상기 밸러스트 탱크에 대한 상기 밸러스트 수의 저장량을 조절하여 상기 선체에 탑재되는 펌프유닛을 구동하는 단계를 포함하는 자동 평형수 조절방법이 제공될 수 있다.
상기 펌프유닛은, 복수로 구비되되, 각각의 상기 펌프유닛은 동일한 종류의 화물이 저장되는 상기 저장탱크에 상응한 상기 밸러스트 탱크에 대해 상기 밸러스트 수의 용량을 조절하며, 상기 펌프유닛은, 각각의 상기 밸러스트 탱크에 대한 상기 밸러스트 수의 주입 또는 배수가 가능하도록 상기 선체에 배치되는 평형수라인; 및 상기 평형수라인 상에 배치되는 평형수펌프를 포함할 수 있다.
상기 평형수제어유닛은, 미리 설정된 가동시간만큼 상기 평형수펌프의 가동을 제어할 수 있는 카운터모듈을 구비하되, 상기 평형수제어유닛은, 상기 화물레벨센서에 의해 감지되어 산정되는 상기 화물 중량의 증가 또는 감소가 설정된 중량 이상일 경우, 상기 카운터모듈을 작동시켜 상기 가동시간 동안 상기 평형수펌프를 가동시킬 수 있다.
상기 평형수제어유닛은, 상기 화물의 레벨변화와 상기 화물이 저장되는 상기 저장탱크의 내부정보를 이용하여 상기 저장탱크의 중량변화를 산출하고 상기 저장탱크의 중량변화에 상응하는 밸러스트 수의 용량변화값을 산출할 수 있다.
상기 저장탱크의 내부정보는, 상기 저장탱크에 저장되는 화물의 밀도(density), 상기 화물의 무게중심(CG), 그리고 상기 저장탱크의 자체용량일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 선체의 균형과 평형을 위해 선박의 외부상태정보인 흘수, 트림(trim), 힐(heel) 등에 관한 복잡한 계산과정을 생략하면서 각각의 화물들의 저장탱크에 대한 내부상태 정보만에 의해 선체의 복원력이 균형적으로 유지되도록 상응하는 밸러스트 탱크에 대한 밸러스트 수의 용량을 자동으로 신속하게 조절할 수 있는 자동 평형수 시스템 및 조절방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 복수 종류의 화물이 입출입 및 저장되는 선체에 있어 서로 다른 종류의 화물이 각각 로딩 또는 언로딩 되더라고 선체의 균형과 평형을 유지할 수 있는 자동 평형수 시스템 및 조절방법을 제공할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동 평형수 시스템이 배치된 선체의 개략적인 평면도이다.
도 2는, 도 1의 자동 평형수 시스템의 블록도이다.
이하, 첨부된 도면에 도시된 특정 실시 예들에 의해 본 발명의 다양한 실시 예들을 설명한다. 후술되는 본 발명의 실시 예들에 따른 차이는 상호 배타적이지 않은 사항으로 이해되어야 한다. 즉 본 발명의 기술 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서, 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은, 일 실시 예에 관련하여 다른 실시 예로 구현될 수 있으며, 각각의 개시된 실시 예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 변경될 수 있음이 이해되어야 하며, 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 길이 및 면적, 두께 등과 그 형태는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다.
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동 평형수 시스템은, 화물이 저장되는 복수의 저장탱크(101)와 복수의 저장탱크(101)에 각각 상응하여 밸러스트 수가 저장되도록 밸러스트 탱크(105)가 마련된 선체(100)에 탑재된다.
특히, 도 1의 경우 FLNG와 같이 복수의 카고(Cargo)가 있는 경우로서, 화물이 저장되는 복수의 저장탱크(101)에는 LNG, LPG, 콘덴세이트(condensate) 등과 같이 서로 다른 종류의 화물이 저장될 수 있다.
본 실시 예에 따른 자동 평형수 시스템은, 복수의 저장탱크(101)의 수위를 각각 감지하도록 저장탱크(101)에 배치되는 화물레벨센서(110)와, 각각의 밸러스트 탱크(105)에 대한 밸러스트 수의 저장량을 조절하도록 선체(100)에 탑재되는 펌프유닛(130)과, 화물레벨센서(110)에 의해 감지되는 저장탱크(101)의 레벨변화를 기초로 밸러스트 탱크(105)의 밸러스트 수의 용량을 보상하도록 마련되어 선체(100)의 평형을 유지시키는 평형수제어유닛(140)을 포함한다.
본 실시 예에 따른 평형수 제어유닛(140)은 선박의 외부상태정보인 흘수나 트림, 힐 등이 아닌 복수의 카고 탱크, 즉 저장탱크(101) 자체의 정보인 화물의 공급량, 배출량, 수위를 실시간으로 체크하며, 이에 상응하는 평형수를 해당 저장탱크(101)와 대응하는 밸러스트 탱크(105)에 주입 또는 밸러스트 탱크(105)로부터 배출시킨다.
이러한 자동 평형수 시스템은, 선체의 균형과 평형을 위한 복잡한 계산과정을 생략하면서 각각의 화물들의 저장탱크(101)에 대한 레벨에 따라 선체(100)의 복원력이 균형적으로 유지되도록 각각의 저장탱크(101)에 상응하는 밸러스트 탱크(105)에 대한 밸러스트 수의 용량을 자동으로 신속하게 조절할 수 있다.
구체적으로, 평형수 제어유닛(140)에는 각 저장탱크의 내부정보, 예를 들면, 화물의 밀도(density)와 무게중심(CG), 그리고 저장탱크의 자체용량 등의 정보가 사전 입력되어 있고, 저장탱크(101)에 대응하는 밸러스트 탱크(105)로 밸러스트 수를 공급하는 평형수 펌프(135)의 용량, 평형수 라인의 직경 등의 정보가 입력되어 있다.
이를 통해, 평형수 제어유닛(140)은 저장탱크(101) 내에 저장된 화물의 레벨변화를 실시간으로 감지하여, 해당 화물의 밀도(density)와 무게중심(CG), 그리고 저장탱크의 자체용량 등을 고려하여 화물의 레벨변화가 있는 저장탱크(101)에 대응하는 밸러스트 탱크(105)에 밸러스트 수를 주입 또는 밸러스트 탱크(105)로부터 배출하도록 한다.
다시 말해, 평형수 제어유닛(140)은, 저장탱크(101) 자체용량인 사이즈에 대한 정보와 화물의 밀도(density) 등에 근거하여 저장탱크(101) 내에 저장된 화물의 레벨변화를 감지하여 저장탱크(101)의 중량변화를 산출하고, 산출된 저장탱크(101)의 중량변화에 대응하여 해당 밸러스트 탱크(105)의 밸러스트 수의 용량 변화값을 산출한 뒤, 그 값만큼 밸러스트 수를 보상할 수 있다.
이때 평형수 제어유닛(140)은, 해당 밸러스트 탱크(105)로 밸러스트 수를 주입 또는 배출하도록 하는 평형수펌프(135)의 용량과 평형수 라인의 직경 등을 고려하여 신속하게 해당 밸러스트 탱크(105)에 대해 평형수를 조절하도록 작동된다.
이를 위해 본 실시 예에 따르면, 저장탱크(101)와 밸러스트 탱크(105)는 쌍을 이루어 배치된다. 일 예로, 저장탱크(101)가 상부에 배치되고, 이에 상응하여 밸러스트 탱크(105)가 하부에 배치될 수 있다.
본 실시 예에서 저장탱크(101)와 밸러스트 탱크(105)는, 선체(100)의 한 영역에 배치되어 선체(100)를 움직일 수 있는 하중을 가하게 되지만, 쌍을 이루면서 선체(100)의 평형이 유지되도록 배치된 것으로 상정한다.
이에 따라 각각 쌍을 이루는 저장탱크(101)와 밸러스트 탱크(105)는, 저장탱크(101)에 대한 화물의 저장량이 변화되는 경우, 밸러스트 탱크(105)에 대해서 밸러스트 수가 조절된다.
즉 평형수제어유닛(140)은, 화물레벨센서(110)에 의해 저장탱크(101)의 레벨변화를 감지하여, 변화된 레벨에 따라 밸러스트 수를 밸러스트 탱크(105)에 주입시키며, 반대로 밸러스트 탱크(105)로부터 밸러스트 수를 배출시켜 각각 쌍을 이루면서 배치되는 저장탱크(101)와 밸러스트 탱크(105)의 총중량을 일정하게 유지시킨다.
이처럼 쌍을 이루면서 배치되는 저장탱크(101)와 밸러스트 탱크(105)의 총중량이 배치된 영역에 따라 일정하게 정해진 수치로 유지되므로, 선체(100)는 해상에서 안정적으로 평형 및 복원력을 유지할 수 있게 된다.
이하에서는, 다시 도 1과 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동 평형수 시스템의 구성요소들에 대해서 좀더 상세하게 설명한다.
먼저, 본 실시 예에 따른 펌프유닛(130)은, 각각의 밸러스트 탱크(105)에 대한 밸러스트 수의 주입 또는 배출이 가능하도록, 바람직하게는 카고(cargo) 별로 밸러스트 수의 주입 또는 배출이 가능하도록 선체(100)에 배치되는 평형수라인(131)과, 평형수라인(131) 상에 배치되는 평형수펌프(135)를 포함할 수 있다.
본 실시 예에 따르면 평형수라인(131)은, 복수의 저장탱크(101)에 있어 카고별 대응하는 밸러스트 탱크(105)에 대한 밸러스트 수의 주입 또는 배출량을 조절할 수 있도록 밸러스트 탱크(105)에 각각 배치된다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시 예에 있어 평형수펌프(135)는 총 3개로 구성되어 있으며, 이는 카고별, 즉 콘덴세이트(condensate), LNG, LPG를 저장하는 저장탱크(101)에 대응하는 밸러스트 탱크(105)에 각각 배치된다.
이와 같이 카고별 평형수펌프(135)를 구비하는 경우 복수 종류의 화물이 각각 로딩 또는 언로딩 되더라도 해당 카고별 평형수펌프(135)의 개별 작동에 의해 선체의 균형과 평형을 신속하게 유지할 수 있다. 이러한 평형수펌프(135)는, 실질적으로 카고별로 대응하는 밸러스트 탱크(105)의 평형수라인(131)에 대해 밸러스트 수를 유동시키게 된다.
이러한 평형수펌프(135)를 제어할 수 있는 평형수제어유닛(140)은, 미리 설정된 가동시간만큼 평형수펌프(135)의 가동을 제어할 수 있는 평형수제어유닛(140)을 구비할 수 있다.
즉 평형수제어유닛(140)은, 입력된 시간 동안 작동을 수행할 수 있도록 카운팅기능을 갖는데, 평형수제어유닛(140)에 의해 신호가 전달되는 경우 입력된 시간동안 평형수펌프(135)를 가동시킬 수 있다.
이러한 본 실시 예에 따른 평형수제어유닛(140)은, 화물레벨센서(110)에 의해 감지되는 화물의 레벨변화에 따라 평형수제어유닛(140)을 작동시켜 가동시간 동안 평형수펌프(135)를 가동시킬 수 있다.
구체적으로, 평형수 제어유닛(140)은 선박의 외부상태정보인 흘수나 트림, 힐 등이 아닌 복수의 카고 탱크, 즉 저장탱크(101) 자체의 정보인 화물의 공급량, 배출량, 수위를 실시간으로 체크하여, 이에 상응하는 밸러스트 수를 해당 저장탱크(101)에 대응하는 밸러스트 탱크(105)에 주입 또는 배출시킨다.
즉, 평형수 제어유닛(140)에는 각 저장탱크의 내부정보, 예를 들면, 화물의 밀도(density)과 무게중시(CG), 그리고 저장탱크의 자체용량 등의 정보가 사전 입력될 수 있고, 저장탱크(101)에 대응하는 밸러스트 탱크(105)로 평형수를 공급하는 평형수 펌프(135)의 용량, 평형수 라인의 직경 등의 정보가 입력될 수 있다.
이를 통해, 평형수 제어유닛(140)은 저장탱크(101) 내에 저장된 화물의 레벨변화를 실시간으로 감지하여, 해당 화물의 밀도(density)와 무게중심(CG), 그리고 저장탱크의 자체용량 등을 고려하여 화물의 레벨변화가 있는 저장탱크(101)에 대응하는 밸러스트 탱크(105)에 밸러스트 수를 주입 또는 배출하도록 한다.
다시 말해, 저장탱크 자체용량에 대한 정보와 화물의 밀도(density) 등에 근거하여 저장탱크(101) 내에 저장된 화물의 레벨변화를 통해 저장탱크(101)의 중량변화를 산출하고, 산출된 중량변화에 대응하여 해당 밸러스트 탱크(105)의 밸러스트 수의 용량 변화 값을 산출한 뒤, 그 값만큼 밸러스트 수를 주입 또는 배출하게 된다.
이때 평형수 제어유닛(140)은 해당 밸러스트 탱크(105)로 밸러스트 수를 주입 또는 배출하도록 하는 평형수펌프(135)의 용량과 평형수 라인의 직경 등을 고려하여 밸러스트 수의 주입 또는 배출 속도를 제어할 수 있다.
또한, 복수 종류의 화물이 각각 로딩 또는 언로딩 되더라도 동일한 종류의 화물이 저장되는 저장탱크(101)와 상응하는 밸러스트 탱크(105)에 대한 밸러스트 수의 용량을 조절할 수 있는 개별의 평형수펌프(135)를 구비하도록 하여 선체의 균형과 평형을 신속하고 정확하게 유지할 수 있다.
이하에서는, 전술한 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동 평형수 시스템을 이용하는 자동 평형수 조절방법에 대해서 설명한다. 하기의 자동 평형수 조절방법에 이용되는 전술한 구성요소들에 대한 중복적인 설명은 생략한다.
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동 평형수 시스템은, 복수 종류의 화물이 저장되는 복수의 저장탱크(101)와 밸러스트 수가 저장되는 복수의 밸러스트 탱크(105)가 상응하도록 선체(100)에 탑재되되 복수의 저장탱크(101)에 저장되는 화물의 수위를 저장탱크(101)마다 배치되는 화물레벨센서(110)에 의해 각각 감지하는 단계와, 화물레벨센서(110)에 의해 감지되는 저장탱크(101)의 레벨변화를 기초로 저장탱크(101)의 중량변화를 산출하는 단계와, 선체(100)의 평형을 유지하도록 마련되는 평형수제어유닛(140)에 의해 저장탱크(101)의 중량변화에 상응하여, 각각의 밸러스트 탱크(105)에 대한 밸러스트 수의 저장량을 조절하도록 선체에 탑재되는 펌프유닛을 구동하는 단계를 포함한다.
이때 평형수 제어유닛(140)에는 각 저장탱크의 내부정보, 예를 들면, 화물의 밀도(density)와 무게중심(CG), 그리고 저장탱크의 자체용량 등의 정보가 사전 입력되어 있고, 저장탱크(101)에 대응하는 밸러스트 탱크(105)로 밸러스트 수를 공급하는 평형수 펌프(135)의 용량, 평형수 라인의 직경 등의 정보가 입력되어 있다.
이를 통해, 평형수 제어유닛(140)은 저장탱크(101) 내에 저장된 화물의 레벨변화를 실시간으로 감지하여, 해당 화물의 밀도(density)와 무게중심(CG), 그리고 저장탱크의 자체용량 등을 고려하여 화물의 레벨변화가 있는 저장탱크(101)에 대응하는 밸러스트 탱크(105)에 밸러스트 수를 주입 또는 밸러스트 탱크(105)로부터 배출하도록 한다.
다시 말해, 평형수 제어유닛(140)은, 저장탱크(101) 자체용량인 사이즈에 대한 정보와 화물의 밀도(density) 등에 근거하여 저장탱크(101) 내에 저장된 화물의 레벨변화를 감지하여 저장탱크(101)의 중량변화를 산출하고, 산출된 저장탱크(101)의 중량변화에 대응하여 해당 밸러스트 탱크(105)의 밸러스트 수의 용량 변화값을 산출한 뒤, 그 값만큼 밸러스트 수를 보상할 수 있다.
이때 평형수 제어유닛(140)은, 해당 밸러스트 탱크(105)로 밸러스트 수를 주입 또는 배출하도록 하는 평형수펌프(135)의 용량과 평형수 라인의 직경 등을 고려하여 신속하게 해당 밸러스트 탱크(105)에 대해 평형수를 조절하도록 작동된다.
본 실시 예에 따르면 펌프유닛(130)은, 복수로 구비되되 각각의 펌프유닛(130)은 동일한 종류의 화물이 저장되는 저장탱크(101)에 상응한 밸러스트 탱크(105)에 대해 밸러스트 수의 용량을 조절할 수 있다.
이때의 본 실시 예에 따른 펌프유닛(130)은, 각각의 밸러스트 탱크(105)에 대한 밸러스트 수의 주입 또는 배수가 가능하도록 선체(100)에 배치되는 평형수라인(131)과, 평형수라인(131) 상에 배치되는 평형수펌프(135)를 포함하며, 평형수제어유닛(140)은, 미리 설정된 가동시간만큼 평형수펌프(135)의 가동을 제어할 수 있는 카운터모듈(145)을 구비할 수 있다.
이에 따라 평형수제어유닛(140)은 화물레벨센서(110)에 의해 감지되어 산정되는 화물 중량의 증가 또는 감소가 설정된 중량 이상일 경우, 카운터모듈(145)을 작동시켜 미리 정해진 가동시간 동안 평형수펌프(135)를 가동시킬 수 있다.
또한 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 복수의 저장탱크(101)에 각각 저장되는 화물과 이에 상응하여 복수의 밸러스트 탱크(105)에 각각 저장되는 밸러스트 수의 저장 중량의 합이 미리 설정된 일정 중량을 유지하도록 평형수제어유닛(140)이 펌프유닛(130)을 제어할 수 있다.
즉 평형수제어유닛(140)은, 저장탱크(101)에 대한 화물의 중량이 증가 또는 감소한 경우, 증가 또는 감소한 화물의 중량만큼 저장탱크(101)와 상응하는 밸러스트 탱크(105)로부터 밸러스트 수를 배출 또는 밸러스트 탱크(105)로 밸러스트 수를 주입시킬 수 있다.
일 예로, 저장탱크(101)에 화물의 중량이 증가하는 경우, 밸러스트 탱크(105)로부터 밸러스트 수가 배출되며, 반대로 저장탱크(101)에 화물이 중량이 감소하는 경우 밸러스트 탱크(105)로 밸러스트 수가 주입될 수 있다.
이러한 밸러스트 탱크(105)에 대한 밸러스트 수의 배출 및 주입은, 밸러스트 탱크(105)와 저장탱크(101)의 총중량이 미리 정해진 범위로 유지될 수 있는 적절한 시간 동안 실행된다.
이와 같이 본 발명의 다른 실시 예 따른 자동 평형수 조절방법에 의하면, 복수의 저장탱크(101)에 각각 저장되는 화물과 이에 상응하여 복수의 밸러스트 탱크(105)에 각각 저장되는 밸러스트 수의 저장 중량의 합이 미리 설정된 일정 중량을 유지하도록 평형수제어유닛(140)에 의해 펌프유닛(130)이 제어됨으로써 각각의 화물들의 저장탱크(101)에 대한 레벨에 따라 선체(100)의 복원력이 균형적으로 유지되도록 상응하는 밸러스트 탱크(105)에 대한 밸러스트 수의 용량이 자동으로 신속하게 조절될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 탑 사이드 공정이 마련되는 선체(100)와, 탑 사이드 공정에 따른 생산물을 저장하도록 선체(100)에 탑재되는 복수의 저장탱크(101)와, 복수의 저장탱크(101)에 각각 상응하여 배치되도록 그리고 밸러스트 수가 저장되도록 마련되는 밸러스트 탱크(105)와, 전술한 자동 평형수 시스템을 포함하는 부유식 구조물이 제공될 수 있다.
전술한 부유식 구조물은, 탑 사이트 공정에 따라 생산되는 원유 또는 천연가스가 저장될 수 있는 저장탱크(101)들이 탑재되어, 탑 사이드 공정에 따라 저장탱크(101)의 레벨이 변화되어 선체(100)의 흘수가 변화되는데, 저장탱크(101)의 저장 레벨변화에 따른 선체(100)의 복원력이 전술한 자동 평형수 시스템에 의해 자동으로 조절됨으로써 선체(100)의 복원력이 신속하고도 안정적으로 조절되며, 밸러스트 탱크(105)에 대한 밸러스트 수의 조절작업이 수월하여 작업자들에 대한 작업시수가 감소되는 이점을 제공할 수 있다.
한편, 전술한 자동 평형수 시스템은, 저장탱크(101)의 레벨변화에 따른 흘수 변화를 조절할 수 있도록 마련되어 있으나, 저장탱크(101)의 레벨변화를 선체(100)에 저장되는 화물의 하중변화로 대체가 가능하므로, 본 발명의 권리범위가 전술한 바로 제한되진 않는다. 이에 따라 전술한 자동 평형수 시스템은, 저장되는 화물의 하중이 수시로 변화될 수 있는 선박에도 적용될 수 있다.
따라서 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 탑 사이드 공정이 마련되는 선체(100)와, 탑 사이드 공정에 따른 생산물을 저장하도록 선체(100)에 탑재되는 복수의 저장탱크(101)와, 복수의 저장탱크(101)에 각각 상응하여 배치되도록 그리고 밸러스트 수가 저장되도록 마련되는 밸러스트 탱크(105)와, 전술한 자동 평형수 시스템을 포함하는 부유식 구조물이 제공될 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 일 실시 예에 대하여 설명하였으나, 이를 기초로 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 청구범위에 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 포함된다 할 것이다.
100: 선체 101: 저장탱크
105: 밸러스트 탱크 110: 화물레벨센서
130: 펌프유닛 131: 평형수라인
135: 평형수펌프 140: 평형수제어유닛
145: 카운터모듈

Claims (11)

  1. 복수 종류의 화물이 저장되는 복수의 저장탱크와 상기 복수의 저장탱크에 각각 상응하여 밸러스트 수가 저장되도록 복수의 밸러스트 탱크가 마련되어 선체에 탑재되되, 상기 복수의 저장탱크에 저장되는 화물의 수위를 각각 감지하도록 상기 저장탱크마다 배치되는 화물레벨센서;
    상기 밸러스트 탱크에 대한 상기 밸러스트 수의 저장량을 조절하도록 상기 선체에 탑재되는 펌프유닛; 및
    상기 화물레벨센서에 의해 감지되는 상기 화물의 레벨변화를 기초로 상기 저장탱크의 중량변화를 산출하되, 상기 저장탱크의 중량변화에 상응하여 상기 밸러스트 탱크의 밸러스트 수의 용량을 보상하도록 마련되어 상기 선체의 평형을 유지시키는 평형수제어유닛을 포함하는 자동 평형수 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 펌프유닛은 복수로 구비되되,
    각각의 상기 펌프유닛은 동일한 종류의 화물이 저장되는 상기 저장탱크에 상응한 상기 밸러스트 탱크에 대해 상기 밸러스트 수의 용량을 조절하도록 마련되는 것을 특징으로 하는 자동 평형수 시스템.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 펌프유닛은,
    각각의 상기 밸러스트 탱크에 대한 상기 밸러스트 수의 주입 또는 배수가 가능하도록 상기 선체에 배치되는 평형수라인; 및
    상기 평형수라인 상에 배치되는 평형수펌프를 포함하는 자동 평형수 시스템.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 평형수제어유닛은, 상기 평형수펌프의 용량과 상기 평형수라인의 직경에 따라 밸러스트 수의 주입 또는 배수의 속도를 조절하도록 마련되는 것을 특징으로 자동 평형수 시스템.
  5. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 평형수제어유닛은, 상기 화물의 레벨변화와 상기 화물이 저장되는 상기 저장탱크의 내부정보를 이용하여 상기 저장탱크의 중량변화를 산출하고 상기 저장탱크의 중량변화에 상응하는 밸러스트 수의 용량변화값을 산출하는 것을 특징으로 자동 평형수 시스템.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 저장탱크의 내부정보는, 상기 저장탱크에 저장되는 화물의 밀도(density), 상기 화물의 무게중심(CG), 그리고 상기 저장탱크의 자체용량인 것을 특징으로 자동 평형수 시스템.
  7. 복수 종류의 화물이 저장되는 복수의 저장탱크와 밸러스트 수가 저장되는 복수의 밸러스트 탱크가 상응하도록 선체에 탑재되되, 상기 복수의 저장탱크에 저장되는 화물의 수위를 상기 저장탱크마다 배치되는 화물레벨센서에 의해 각각 감지하는 단계;
    상기 화물레벨센서에 의해 감지되는 상기 저장탱크의 레벨변화를 기초로 상기 저장탱크의 중량변화를 산출하는 단계; 및
    상기 선체의 평형을 유지하도록 마련되는 평형수제어유닛에 의해 상기 저장탱크의 중량변화에 상응하여, 각각의 상기 밸러스트 탱크에 대한 상기 밸러스트 수의 저장량을 조절하여 상기 선체에 탑재되는 펌프유닛을 구동하는 단계를 포함하는 자동 평형수 조절방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 펌프유닛은, 복수로 구비되되, 각각의 상기 펌프유닛은 동일한 종류의 화물이 저장되는 상기 저장탱크에 상응한 상기 밸러스트 탱크에 대해 상기 밸러스트 수의 용량을 조절하며,
    상기 펌프유닛은, 각각의 상기 밸러스트 탱크에 대한 상기 밸러스트 수의 주입 또는 배수가 가능하도록 상기 선체에 배치되는 평형수라인; 및
    상기 평형수라인 상에 배치되는 평형수펌프를 포함하는 자동 평형수 조절방법.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 평형수제어유닛은, 미리 설정된 가동시간만큼 상기 평형수펌프의 가동을 제어할 수 있는 카운터모듈을 구비하되,
    상기 평형수제어유닛은, 상기 화물레벨센서에 의해 감지되어 산정되는 상기 화물 중량의 증가 또는 감소가 설정된 중량 이상일 경우, 상기 카운터모듈을 작동시켜 상기 가동시간 동안 상기 평형수펌프를 가동시키는 자동 평형수 조절방법.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 평형수 제어유닛은, 상기 화물의 레벨변화와 상기 화물이 저장되는 상기 저장탱크의 내부정보를 이용하여 상기 저장탱크의 중량변화를 산출하고 상기 저장탱크의 중량변화에 상응하는 밸러스트 수의 용량변화값을 산출하는 자동 평형수 조절방법.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 저장탱크의 내부정보는, 상기 저장탱크에 저장되는 화물의 밀도(density), 상기 화물의 무게중심(CG), 그리고 상기 저장탱크의 자체용량인 자동 평형수 조절방법.
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