KR20190066848A

KR20190066848A - 슬로싱 예측장치

Info

Publication number: KR20190066848A
Application number: KR1020170166653A
Authority: KR
Inventors: 권창섭; 김현조
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2017-12-06
Filing date: 2017-12-06
Publication date: 2019-06-14

Abstract

슬로싱 예측장치가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 슬로싱 예측장치는, 선박의 운항조건과 해상 상태에 따라, 액체를 저장하는 상기 선박의 화물창에서 발생하는 슬로싱 정보를 저장한 데이터 저장부, 선박이 운항될 수 있는 복수의 예상경로와 복수의 예상경로 상에 있는 해역의 해상 상태에 대한 예측정보를 입력 받는 정보 입력부 및 데이터 저장부를 검색하여 각 예상경로 별로 예측정보에 매칭되는 슬로싱 정보를 추출하는 슬로싱 예측부를 포함한다.

Description

슬로싱 예측장치{Apparatus for sloshing prediction}

본 발명은 슬로싱 예측장치에 관한 것이다.

일반적으로 LNG는 액체 화물창을 가지는 선박을 통하여 운송된다.

그런데, LNG 화물창에 액체 화물을 부분 적재하는 경우에는 액체 유동에 의한 슬로싱 충격력이 크게 발생한다.

선박운항 중에 이러한 충격력을 예방하기 위하여 슬로싱을 예측하는 장비가 필요하다.

한국공개특허 2013-0135721

본 발명의 실시예는, 선박의 항로에서 슬로싱을 위험도를 예측하여 안전한 항로를 선택할 수 있도록 하는 슬로싱 예측장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 선박의 운항조건과 해상 상태에 따라, 액체를 저장하는 상기 선박의 화물창에서 발생하는 슬로싱 정보를 저장한 데이터 저장부, 선박이 운항될 수 있는 복수의 예상경로와 복수의 예상경로 상에 있는 해역의 해상 상태에 대한 예측정보를 입력 받는 정보 입력부 및 데이터 저장부를 검색하여 각 예상경로 별로 예측정보에 매칭되는 슬로싱 정보를 추출하는 슬로싱 예측부를 포함하는 슬로싱 예측장치가 제공된다.

이 때, 복수의 예상경로 중에서 화물창에서 발생하는 액체 출렁임의 평균이 최소가 되는 예상경로를 선박의 운항경로로 선정하는 경로 선별부를 더 포함할 수 있다.

이 때, 경로 선별부에서, 액체 출렁임은 화물창의 내벽에 가해지는 압력 또는 상기 화물창 내의 액체의 운동 에너지량을 기준으로 판정할 수 있다.

또한, 운항경로의 일부 해역에서 액체 출렁임이 소정의 범위를 넘으면, 일부 해역에서 액체 출렁임이 범위 이하가 되는 선박의 운항속도를 찾는 운항정보 수정부를 더 포함할 수 있다.

또한, 운항경로의 일부 해역에서 액체 출렁임이 소정의 범위를 넘으면, 일부 해역을 우회하는 경로를 제공하는 운항정보 수정부를 더 포함할 수 있다.

또한, 시뮬레이션 및 실험 중 적어도 어느 하나에 의해, 선박의 운항조건 및 해상 상태에 따른 화물창의 슬로싱 정보가 생성되어 데이터 저장부에 데이터로 저장될 수 있다.

이 때, 선박의 운항조건 및 상기 해상 상태에 대한 화물창의 슬로싱 정보는 룩업 테이블로 작성되고, 예측정보가 입력되면 슬로싱 예측부는 룩업 테이블에 대입하여 매칭되는 화물창의 슬로싱 정보를 추출할 수 있다.

또한, 선박의 운항조건은, 선박의 크기, 무게, 형상, 속도, 화물창의 적재량 및 적재높이 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

또한, 해상 상태는, 파도의 파고, 파향 및 주기 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 선박이 운항 가능한 여러 항로 중에서 슬로싱을 위험도를 예측하여 안전한 항로를 선택할 수 있다.

특히, 변화하는 해상의 상태를 반영하여 당시에 최적의 항로를 선택할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬로싱 예측장치의 구성을 설명하는 도면.
도 2는 선박의 다양한 항로를 예시하는 도면.

본 출원에서 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 출원에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서, "상에"라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상 측에 위치하는 것을 의미하는 것이 아니다.

또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.

또한, 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.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

이하, 본 발명에 따른 발전장치의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬로싱 예측장치의 구성을 설명하는 도면 이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬로싱 예측장치(100)는, 데이터 저장부(110), 정보 입력부(120) 및 슬로싱 예측부(130)를 포함한다.

데이터 저장부(110)는, 선박(1)의 운항조건 및 해상 상태에 따라 액체를 저장하는 선박(1)의 화물창(3)에서 발생할 수 있는 슬로싱 정보를 저장하는 부분이다.

구체적으로, 선박(1)의 운항조건은, 선박(1)의 크기, 무게, 형상, 속도 등의 선체(2)에 대한 조건을 포함한다. 또한, 선박(1)의 화물창(3)에 채워진 액체 화물의 적재량 및 적재높이 등의 액체화물에 대한 조건도 포함할 수 있다.

또한, 해상 상태는, 선박(1)이 있는 지역에서 파도의 파고, 파향 및 주기 등 바다 상태에 대한 조건을 포함한다. 또한, 해당 지역의 바람, 날씨 등의 기상 상태에 대한 조건을 포함할 수 있다.

본 실시예의 데이터 저장부(110)는, 상술한 해상 상태 별로 특정한 운항조건을 가지는 선박(1)에서 일어나는 슬로싱 정보를 가지고 있다. 슬로싱 정보는, 화물창(3) 내부에서 일어나는 액체 출렁임을 의미한다. 이 때, 액체의 출렁임은 화물창(3)의 내벽에 가해지는 압력 또는 화물창(3) 내의 액체의 운동 에너지량을 기준으로 그 정도를 수치화하여 판정할 수 있다. 즉, 화물창(3) 내벽에 가해지는 압력이 높거나 액체의 운동 에너지가 높게 나타나면 화물창(3) 내부의 액체 출렁임은 심한 것으로 판정될 수 있는 것이다.

본 실시예에서 슬로싱 정보는 시뮬레이션 및 실험 중 어느 하나를 통하여 얻어질 수 있다. 해상 상태 별로 특정한 운항조건을 가지는 선박(1)에 대하여, 컴퓨터 시뮬레이션 하거나 모형 실험하여 슬로싱에 대한 정보를 얻고 이를 저장할 수 있다. 특히, 선박(1)의 운항조건 및 해상 상태에 대한 화물창(3)의 슬로싱 정보를 룩업 테이블 형태로 작성하면, 선박(1)의 운항조건 및 해상 상태를 알 때 쉽게 슬로싱 정보를 검색할 수 있다. 한편, 실제 해상에서 선박(1)에 대한 슬로싱 정보가 있다면, 시뮬레이션 또는 실험으로 얻은 슬로싱 정보를 대체할 수 있다.

정보 입력부(120)는, 선박(1)이 운항될 수 있는 복수의 예상경로와, 복수의 예상경로 상에 있는 해역의 해상 상태에 대한 예측정보를 입력 받는 부분이다.

도 2를 참조하면, 바다를 통하여 2개의 지점을 운항할 수 있는 경로는 여러 가지가 있을 수 있다. 이때, 조류, 기착지 등의 기본적 요소를 고려하여 실제적으로 선박(1)이 운행될 수 있는 예상경로들은 범위가 좁혀져 선택될 수 있다. 그리고, 좁혀진 복수의 예상경로 상에 있는 해역 즉, 선박(1)의 지날 가능성 있는 해역의 해상 상태에 대한 예측 정보를 받아서 입력 받을 수 있다. 해상 상태에 대한 예측 정보는 통상의 해상예보 및 일기예보를 포함한다.

슬로싱 예측부(130)는, 데이터 저장부(110)를 검색하여, 입력된 해상 상태에 대한 예측 정보에 매칭되는 슬로싱 정보를 추출한다. 선박(1)의 운항조건 즉, 운항할 선박(1) 및 운항 속도는 사전에 결정되므로 여기에 해상 상태에 대한 예측 정보를 더하면, 상술한 형태로 저장된 데이터 저장부(110)에서 매칭되는 슬로싱 정보를 찾을 수 있다.

예를 들어, 선박(1)의 운항조건 및 해상 상태에 대한 화물창(3)의 슬로싱 정보를 룩업 테이블 형태로 작성된 경우에, 선박(1)의 운항조건은 사전에 결정된 고정된 값이므로 해상 상태의 예측 값을 넣으면, 해당하는 슬로싱 정보를 바로 찾을 수 있다. 이에 따라, 특정한 선박(1)에 대하여, 예상경로의 해상 상태에 예측정보만 있으면 슬로싱 정보를 쉽게 예측할 수 있다.

따라서, 선박(1)이 운항 가능한 여러 항로 중에서 슬로싱을 위험도를 예측하여 안전한 항로를 선택할 수 있다. 특히, 변화하는 해상의 상태를 반영하여 실시간으로 최적의 항로를 선택할 수 있다.

한편 본 실시예에서는, 최적의 경로를 쉽게 선정할 수 있도록, 경로 선별부(140)를 더 포함할 수 있다. 경로 선별부(140)는, 복수의 예상경로 중에서 화물창(3)에서 발생하는 액체 출렁임의 평균이 최소가 되는 예상경로를 선박(1)의 운항경로로 선정할 수 있다.

구체적으로, 경로 선별부(140)에서, 액체 출렁임은 화물창(3)의 내벽에 가해지는 압력 또는 화물창(3) 내의 액체의 운동 에너지량을 기준으로 판정할 수 있다. 예를 들어, 예상경로를 지나는 동안에, 화물창(3)의 내벽에 가해지는 압력의 평균이 가장 장은 경로가 운항경로로 선별될 수 있다.

이 때, 선별된 예상경로에서 특별히 슬로싱 위험도 높은 구간을 회피하기 위하여, 운항정보 수정부(150)를 더 포함할 수 있다. 운항정보 수정부(150)는, 운항경로의 일부 해역에서 액체 출렁임이 소정의 범위를 넘을 경우에, 해당하는 해역에서 액체 출렁임이 위험한 범위를 넘지 않게 되는 선박(1)의 운항속도를 데이터 저장부(110)에서 찾을 수 있다. 예를 들어, 정해진 운항경로에서 해상 상태는 결정되므로, 선박(1)의 운항속도를 정해진 값이 아닌 변화하는 값으로 하여, 화물창(3)에 가해지는 압력이나 액체의 운동에너지가 일정치 이하로 낮아지는 선박(1)의 운항속도를 찾을 수 있다.

또한, 운항정보 수정부(150)는, 운항경로의 일부 해역에서 액체 출렁임이 소정의 범위를 넘으면, 일부 해역을 우회하는 경로를 제공할 수도 있다. 예를 들어, 액체 출렁임이 위험할 것으로 예상되는 해역을 피하는 가능한 우회경로를 복수 개 선정하고, 이에 대하여 다시 액체 출렁임에 대한 정보 즉, 슬로싱 정보를 추출하여 그 중에서 안정한 운항경로를 선별할 수 있다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성요소의 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.

1: 선박 2: 선체
3: 화물창 100: 슬로싱 예측장치
110: 데이터 저장부 120: 정보 입력부
130: 슬로싱 예측부 140: 경로 선별부
150: 운항정보 수정부

Claims

선박의 운항조건과 해상 상태에 따라, 액체를 저장하는 상기 선박의 화물창에서 발생하는 슬로싱 정보를 저장한 데이터 저장부;
상기 선박이 운항될 수 있는 복수의 예상경로와, 상기 복수의 예상경로 상에 있는 해역의 해상 상태에 대한 예측정보를 입력 받는 정보 입력부; 및
상기 데이터 저장부를 검색하여, 상기 각 예상경로 별로 상기 예측정보에 매칭되는 상기 슬로싱 정보를 추출하는 슬로싱 예측부를 포함하는 슬로싱 예측장치.
제1항에 있어서,
상기 복수의 예상경로 중에서, 상기 화물창에서 발생하는 액체 출렁임의 평균이 최소가 되는 상기 예상경로를 상기 선박의 운항경로로 선정하는 경로 선별부를 더 포함하는 슬로싱 예측장치.
제2항에 있어서,
상기 경로 선별부에서,
상기 액체 출렁임은, 상기 화물창의 내벽에 가해지는 압력 또는 상기 화물창 내의 액체의 운동 에너지량을 기준으로 판정하는 슬로싱 예측장치.
제2항에 있어서,
상기 운항경로의 일부 해역에서 상기 액체 출렁임이 소정의 범위를 넘으면,
상기 일부 해역에서 상기 액체 출렁임이 상기 범위 이하가 되는 상기 선박의 운항속도를 찾는 운항정보 수정부를 더 포함하는 슬로싱 예측장치.
제2항에 있어서,
상기 운항경로의 일부 해역에서 상기 액체 출렁임이 소정의 범위를 넘으면,
상기 일부 해역을 우회하는 경로를 제공하는 운항정보 수정부를 더 포함하는 슬로싱 예측장치.
제1항에 있어서,
시뮬레이션 및 실험 중 적어도 어느 하나에 의해, 상기 선박의 운항조건 및 상기 해상 상태에 따른 상기 화물창의 슬로싱 정보가 생성되어, 상기 데이터 저장부에 데이터로 저장되는 슬로싱 예측장치.
제6항에 있어서,
상기 선박의 운항조건 및 상기 해상 상태에 대한 상기 화물창의 슬로싱 정보는 룩업 테이블로 작성되고,
상기 예측정보가 입력되면, 상기 슬로싱 예측부는 상기 룩업 테이블에 대입하여 매칭되는 상기 화물창의 슬로싱 정보를 추출하는 슬로싱 예측장치.
제1항에 있어서,
상기 선박의 운항조건은,
상기 선박의 크기, 무게, 형상, 속도, 상기 화물창의 적재량 및 적재높이 중 적어도 어느 하나를 포함하는 슬로싱 예측장치.
제1항에 있어서,
상기 해상 상태는,
파도의 파고, 파향 및 주기 중 적어도 어느 하나를 포함하는 슬로싱 예측장치.