KR20160050360A - 테스트용 해수 모사시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 테스트용 해수 모사시스템은, 내부에 해수가 수용되는 수용공간이 형성되는 해수모사수조, 상기 해수모사수조를 경유하는 해수유동경로를 따라 해수를 순환시키는 순환펌프 및 상기 해수유동경로 상에 구비되어, 순환되는 해수의 수질을 제어하는 수질제어장치를 포함한다.

Description

테스트용 해수 모사시스템{Sea Water Simulation System for Test}

본 발명은 테스트용 해수 모사시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 해수의 실제 환경을 유사하게 구현하기 위한 테스트용 해수 모사시스템에 관한 것이다.

선박 및 해양플랜트의 건조 시, 선행되는 다양한 테스트가 수행될 수 있다. 이중 음극방식은 선박 및 해양플랜트를 포함한 해양에 설치되는 설비에 범용적으로 적용되는 부식방지 기법이다. 이러한 음극방식의 경우 실제 설비에서 테스트 하는 것이 매우 어렵기 때문에 일반적으로 컴퓨터 시뮬레이션을 이용하여 설계를 진행하게 된다.

하지만 컴퓨터 시뮬레이션의 경우, 실제 설비의 적용 환경과 조건에 따라 차이점을 유발할 수 있기 때문에 실제 환경과 유사한 모사 환경에서의 데이터를 바탕으로 그 차이를 최소화 해야 한다. 따라서 실제 적용 설비를 축소한 PSM(Physical Scale Modelling) 기법이 컴퓨터 시뮬레이션 결과에 대한 검증을 위해 주로 사용되고 있다.

이때 음극방식의 설계에 영향을 미치는 요소는 실제 설비의 형태 및 재질 양극(Anode)의 위치, 크기 등 설비 자체의 디자인적 요소에 의한 영향도 있지만, 주변 환경, 즉 해수 온도, 염분도, 저항 및 유속 등에 의한 영향이 지배적으로 작용한다. 따라서 실제 설비의 정확한 모델링도 음극방식 설계의 검증을 위하여 중요한 요소이지만, 주변 환경모사 역시 매우 중요한 요소이다.

하지만, 이와 같은 환경 요소는 돌발성이 매우 심하기 때문에 예측이 매우 어려우며, 컴퓨터 시뮬레이션에 의한 검증 결과는 정확도가 떨어지게 되는 문제가 있다.

또한 일반적인 전기화학 시험용 셀의 경우, 각 조건의 모사를 위하여 개별적인 시험용액을 제조하여야 하며, 장기적인 시험을 진행할 경우 주기적으로 시험용액을 교체해야 하는 번거로움이 있다.

따라서 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구된다.

한국등록특허 제10-1228600호

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 선박 및 해양플랜트의 구축 및 운용을 위해 다양한 테스트를 수행할 수 있도록 다양한 환경 요소를 실제로 구현하기 위한 테스트용 해수 모사시스템을 제공하기 위함이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 테스트용 해수 모사시스템은, 내부에 해수가 수용되는 수용공간이 형성되는 해수모사수조, 상기 해수모사수조를 경유하는 해수유동경로를 따라 해수를 순환시키는 순환펌프 및 상기 해수유동경로 상에 구비되어, 순환되는 해수의 수질을 제어하는 수질제어장치를 포함한다.

그리고 상기 해수모사수조는 비도체로 형성되며, 수용된 해수의 온도를 조절하는 제1히팅유닛을 포함할 수 있다.

또한 상기 수질제어장치는 상기 해수유동경로를 따라 유동되는 해수의 성분 농도가 유지되도록 약품을 투입하는 약품투입유닛을 포함할 수 있다.

그리고 상기 수질제어장치는 상기 약품이 혼합된 해수를 교반하는 교반유닛을 더 포함할 수 있다.

또한 상기 수질제어장치는 상기 해수유동경로를 따라 유동되는 해수의 염분도, 전기전도도 및 산소농도 중 적어도 어느 하나를 측정하는 측정유닛을 더 포함할 수 있다.

그리고 상기 해수유동경로 상에 구비되어, 유동되는 해수의 온도를 냉각시키는 냉각장치를 더 포함할 수 있다.

또한 상기 해수유동경로 상에 구비되어, 상기 해수유동경로에 유동되는 해수를 공급 및 관리하는 해수공급장치를 더 포함할 수 있다.

그리고 상기 해수유동경로 상에 구비되어, 유동되는 해수를 여과하는 여과장치를 더 포함하고, 상기 여과장치는, 상기 여과장치 내부의 압력을 낮추도록 공기를 배출시키는 공기배출구 및 상기 여과된 해수의 잔여물을 배출시키는 잔여물 배출구를 포함할 수 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 테스트용 해수 모사시스템은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 시험자가 설정한 테스트 조건에 따라 자동으로 해수의 조건을 제어할 수 있는 장점이 있다.

둘째, 장기적인 테스트를 진행하더라도 해수의 교체 없이 동일한 환경조건을 유지할 수 있는 장점이 있다.

셋째, 예측이 어려운 환경 조건을 흡사하게 구현하여 테스트 정확도를 크게 높일 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 테스트용 해수 모사시스템의 전체 구조를 나타낸 도면;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 테스트용 해수 모사시스템에 있어서, 해수모사수조의 구조를 나타낸 도면;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 테스트용 해수 모사시스템에 있어서, 여과장치의 구조를 나타낸 도면;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 테스트용 해수 모사시스템에 있어서, 수질제어장치의 구조를 나타낸 도면; 및
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 테스트용 해수 모사시스템에 있어서, 해수공급장치의 구조를 나타낸 도면이다.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 테스트용 해수 모사시스템의 전체 구조를 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 테스트용 해수 모사시스템은, 해수모사수조(100)와, 순환펌프(50)와, 수질제어장치(300)를 포함한다. 그리고 본 실시예의 경우, 여과장치(200)와, 냉각장치(400)와, 해수공급장치(500)와, 중앙제어장치(600)를 더 포함할 수 있다.

상기 해수모사수조(100)는 내부에 해수가 수용되는 수용공간이 형성되어, 해수환경을 구현한다. 그리고 상기 해수모사수조(100) 내에서 실제적인 테스트가 이루어질 수 있으며, 상기 테스트로는 다양한 종류가 적용될 수 있다. 본 실시예의 경우, 음극방식에 대한 테스트가 적용되는 것으로 하였다.

상기 순환펌프(50)는 상기 해수모사수조(100)를 경유하는 해수유동경로를 따라 해수를 순환시키게 된다. 즉 본 발명에 따른 테스트용 해수 모사시스템은 전체적으로 해수유동경로가 형성되며, 상기 순환펌프(50)는 이와 같은 해수의 유동을 제어하게 된다.

상기 수질제어장치(300)는 상기 해수유동경로 상에 구비되며, 상기 순환펌프(50)에 의해 유동되는 해수의 수질을 제어한다. 즉 해수의 농도, 성분 등을 제어하여 유동되는 해수의 특정을 유지할 수 있도록 한다.

상기 여과장치(200)는 상기 해수유동경로 상에 구비되며, 유동되는 해수를 여과하는 역할을 수행한다. 즉 상기 해수에 존재하는 이물질, 잔여물 등을 걸러 배출시킴에 따라 오염도를 낮출 수 있다.

상기 냉각장치(400)는 해수의 온도를 제어할 수 있다. 일반적으로 전 세계의 해수 환경은 각 지역 별로 상이하며, 특히 북해 지역의 경우 매우 낮은 온도를 나타낸다. 따라서 상기 냉각장치(400)는 다양한 해역의 환경을 정확하게 모사할 수 있도록 해수를 냉각시키는 역할을 수행한다.

한편 상기 해수모사수조(100) 및 후술할 해수공급장치(500)에는 히팅유닛이 구비될 수 있으며, 이는 상기 냉각장치(400)와 함께 해수의 온도를 조절할 수 있도록 한다. 이에 대해서는 후술하도록 한다.

상기 해수공급장치(500)는 상기 해수유동경로 상에 구비되어, 상기 해수유동경로에 유동되는 해수를 공급 및 관리한다. 즉 새로운 해수를 해수유동경로 내에 유입시키거나, 또는 상기 해수유동경로에 유동되는 오래된 해수를 배출시키는 역할을 수행할 수 있다.

상기 중앙제어장치(600)는 상기 각 구성요소들의 기능을 제어하게 된다. 즉 각 구성요소를 통해 해수 모니터링 결과를 수집하고, 이 결과에 따라 각 구성요소를 제어하여 해수의 특성을 조절하게 된다. 특히 본 실시예의 경우, 상기 중앙제어장치(600)는 수질제어장치(300)를 중점적으로 제어하도록 구비된다.

이와 같이 본 발명은 상기와 같은 각 구성요소들을 통해, 실제 해수 환경을 흡사하게 재현할 수 있으며, 따라서 상기 해수모사수조(100) 내에서 다양한 테스트를 진행할 수 있다.

이하에서는 이들 각 구성요소들에 대해 보다 자세히 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 테스트용 해수 모사시스템에 있어서, 해수모사수조(100)의 구조를 나타낸 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 해수모사수조(100)는 내부에 수용공간이 형성된 수조프레임(110)을 포함한다. 즉 상기 수용공간은 해수가 수용될 수 있으며, 다양한 테스트 진행을 위해 충분한 부피를 가지도록 형성될 수 있다.

그리고 본 실시예에서 상기 해수모사수조(100)는 전술한 바와 같이 음극방식의 테스트를 수행하도록 구비되며, 따라서 상기 수조프레임(110)의 재질은 테스트 결과에 영향을 미치지 않도록 비도체로 형성될 수 있다.

그리고 상기 해수모사수조(100)는, 제1히팅유닛(120)과, 해수유입구(130a) 및 해수유출부(130b)를 포함할 수 있다. 또한 도시되지는 않았으나, 온도측정유닛을 더 포함할 수 있다.

상기 제1히팅유닛(120)은 상기 수용공간 내에 수용된 해수의 온도를 상승시켜 해수 환경을 조절하는 역할을 수행한다. 즉 상기 제1히팅유닛(120)은 전술한 냉각장치(400, 도 1 참조)와 함께 해수의 온도를 조절하게 된다.

상기 해수유입구(130a)는 상기 해수모사수조(100)의 일측에 형성되며, 상기 해수유출구(130b)는 상기 해수모사수조(100)의 타측에 형성된다. 따라서 상기 수용공간 내에 수용된 해수는 상기 해수유입구(130a)로부터 상기 해수유출구(130b) 방향으로 일정한 흐름을 가질 수 있게 된다.

상기 온도측정유닛은 상기 수용공간 내에 수용된 해수의 온도를 측정하는 구성요소이며, 이에 의해 측정된 결과는 전술한 중앙제어장치(600, 도 1 참조)로 전송될 수 있다. 따라서 상기 중앙제어장치는 해수의 온도에 따라 각 구성요소를 제어하여 목표 온도를 유지할 수 있도록 할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 테스트용 해수 모사시스템에 있어서, 여과장치(200)의 구조를 나타낸 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서 상기 여과장치(200)는 해수를 유입시키는 여과유입라인(230a)과, 해수를 유출시키는 여과유출라인(230b)을 포함한다. 그리고 상기 여과장치(200)의 내부에는, 유동되는 해수에 존재하는 이물질, 잔여물 및 오염물 등을 제거할 수 있도록 하는 마이크로 필터(210)가 구비될 수 있다.

또한 상기 여과장치(200)는 공기배출구(240) 및 잔여물배출구(250)를 포함한다. 상기 공기배출구(240)는 상기 여과장치 내부의 압력을 낮출 수 있도록 공기를 배출시키는 역할을 수행하며, 상기 잔여물배출구(250)는 상기 마이크로 필터(210)에 의해 걸러진 이물질, 잔여물 등을 외부로 배출시키는 역할을 수행한다.

이와 같이 본 실시예의 경우 상기 여과장치(200)가 구비됨으로써 해수의 오염도를 조절할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 테스트용 해수 모사시스템에 있어서, 수질제어장치(300)의 구조를 나타낸 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 수질제어장치(300)는 약품투입유닛(330)과, 교반유닛(320)과, 측정유닛(340, 350, 360)을 포함한다.

상기 약품투입유닛(330)은 상기 해수유동경로를 따라 유동되는 해수의 성분 농도가 유지되도록 교반유입라인(10) 상에 약품을 투입하는 구성요소이다. 이때 상기 약품은 염분도, 전기전도도 및 산소농도 등 해수의 특성을 나타낼 수 있도록 하는 것으로, 당업자에게는 자명한 사항이므로 자세한 설명은 생략하도록 한다.

상기 교반유닛(320)은 상기 약품이 혼합된 해수를 교반하여 상기 약품투입유닛(330)에 의해 투입된 약품이 해수 내에 원활히 용해되도록 한다. 이와 같이 교반된 해수는 교반유출라인(20)으로 유출된다.

상기 측정유닛(340, 350, 360)은 교반유출라인(350)으로 유동되는 해수의 염분도, 전기전도도 및 산소농도 중 적어도 어느 하나 이상을 측정하는 구성요소이다. 본 실시예의 경우 상기 측정유닛(340, 350, 360)은 염분도를 측정하는 염분도 측정유닛(340)과, 전기전도도를 측정하는 전기전도도 측정유닛(350)과, 산소농도를 측정하는 산소농도 측정유닛(360)으로 각각 분리된 형태를 가지는 것으로 하였다.

또한 상기 각 측정유닛(340, 350, 360)의 측정 결과는 전술한 중앙제어장치(600, 도 1 참조)로 전달될 수 있으며, 상기 중앙제어장치는 이와 같은 결과를 반영하여 상기 약품투입유닛(330)의 약품 투입량을 제어하도록 할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 테스트용 해수 모사시스템에 있어서, 해수공급장치(500)의 구조를 나타낸 도면이다.

전술한 바와 같이, 상기 해수공급장치(500)는 상기 해수유동경로 상에 구비되어, 상기 해수유동경로에 유동되는 해수를 공급 및 관리하는 역할을 수행한다. 그리고 본 실시예의 경우, 상기 해수공급장치(500)는 해수의 온도를 조절하는 제2히팅유닛(510)을 포함할 수 있다.

상기 제2히팅유닛(510)은 전술한 해수모사수조의 제1히팅유닛(120, 도 2 참조), 냉각장치(400, 도 1 참조)와 함께 해수의 온도를 조절할 수 있으며, 특히 상기 제1히팅유닛과 연동하여 상기 중앙제어장치에 의해 정밀하게 제어될 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

50: 순환펌프 100: 해수모사수조
110: 수조프레임 120: 제1히팅유닛
130a: 해수유입구 130b: 해수유출구
200: 여과장치 210: 마이크로 필터
230a: 여과유입라인 230b: 여과유출라인
240: 공기배출구 250: 잔여물배출구
300: 수질제어장치 320: 교반유닛
330: 약품투입유닛 340: 염분도 측정유닛
350: 전기전도도 측정유닛 360: 산소농도 측정유닛
400: 냉각장치 500: 해수공급장치
510: 제2히팅유닛 600: 중앙제어장치

Claims (8)

1. 내부에 해수가 수용되는 수용공간이 형성되는 해수모사수조;
   상기 해수모사수조를 경유하는 해수유동경로를 따라 해수를 순환시키는 순환펌프; 및
   상기 해수유동경로 상에 구비되어, 순환되는 해수의 수질을 제어하는 수질제어장치를 포함하는 테스트용 해수 모사시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 해수모사수조는 비도체로 형성되며, 수용된 해수의 온도를 조절하는 제1히팅유닛을 포함하는 테스트용 해수 모사시스템.
3. 제1항에 있어서,
   상기 수질제어장치는 상기 해수유동경로를 따라 유동되는 해수의 성분 농도가 유지되도록 약품을 투입하는 약품투입유닛을 포함하는 테스트용 해수 모사시스템.
4. 제3항에 있어서,
   상기 수질제어장치는 상기 약품이 혼합된 해수를 교반하는 교반유닛을 더 포함하는 테스트용 해수 모사시스템.
5. 제3항에 있어서,
   상기 수질제어장치는 상기 해수유동경로를 따라 유동되는 해수의 염분도, 전기전도도 및 산소농도 중 적어도 어느 하나를 측정하는 측정유닛을 더 포함하는 테스트용 해수 모사시스템.
6. 제1항에 있어서,
   상기 해수유동경로 상에 구비되어, 유동되는 해수의 온도를 냉각시키는 냉각장치를 더 포함하는 테스트용 해수 모사시스템.
7. 제1항에 있어서,
   상기 해수유동경로 상에 구비되어, 상기 해수유동경로에 유동되는 해수를 공급 및 관리하는 해수공급장치를 더 포함하는 테스트용 해수 모사시스템.
8. 제1항에 있어서,
   상기 해수유동경로 상에 구비되어, 유동되는 해수를 여과하는 여과장치를 더 포함하고,
   상기 여과장치는, 상기 여과장치 내부의 압력을 낮추도록 공기를 배출시키는 공기배출구 및 상기 여과된 해수의 잔여물을 배출시키는 잔여물 배출구를 포함하는 테스트용 해수 모사시스템.

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