KR20220072911A - 선박의 극저온 밸브 자동 제어 시스템 - Google Patents

선박의 극저온 밸브 자동 제어 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 선박의 극저온 밸브 자동 제어 시스템은, 선박에 구비되며, 극저온 유체가 저장되는 저장탱크, 극저온 유체를 상기 저장탱크에 로딩하거나, 상기 저장탱크로부터 언로딩하기 위한 극저온 유체의 유동 경로를 형성하는 복수 개의 배관, 상기 배관에 장착되어 극저온 유체의 유동 경로를 선택적으로 개폐하는 하나 이상의 밸브를 포함하는 밸브 어셈블리, 상기 밸브 어셈블리에 대한 하나 이상의 상태 정보를 감지하는 센서 어셈블리 및 상기 센서 어셈블리로부터 획득한 센서값과 연동되도록 기 설정된 밸브 개방조건 및 밸브 폐쇄조건에 의거하여 상기 밸브의 개폐 동작을 자동 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

선박의 극저온 밸브 자동 제어 시스템{Cryogenic Valve Automatic Control System of Vessel}
본 발명은 선박의 극저온 밸브 자동 제어 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 선박에 구비되는 극저온 유체 이송 설비에 구비되는 극저온 밸브를 다양한 조건에 따라 자동 제어하고, 자가진단 및 이상 상태 모니터링이 가능하도록 하는 선박의 극저온 밸브 자동 제어 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 천연가스는 운송의 편의성을 위해 극저온 액화되어 액화 천연가스(LNG; Liquefied Natural Gas) 상태로 수송된다.
액화 천연가스는 천연가스를 약 -163℃ 근처의 극저온으로 냉각하여 얻어지는 것으로, 가스 상태일 때보다 부피가 대폭 감소되므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.
또한 이와 같은 액화 천연가스를 해상을 통해 운송하기 위한 선박은 액화 천연가스의 로딩/언로딩을 위한 배관, 밸브 등의 설비가 구축되어 있다.
다만, 액화 천연가스의 극저온으로 인해 각종 설비가 쉽게 동파되는 문제가 발생할 수 있어, 설비의 지속적인 모니터링이 요구되며, 특히 모니터링 과정에서 나타난 결과에 따라 각 설비를 적절하게 제어하는 것이 매우 중요하다.
하지만, 종래에는 각 설비의 제어 및 운용 과정을 대부분 작업자들이 수작업으로 수행하였으며, 이에 따라 인력이 과도하게 소요되는 것은 물론 실시간으로 설비를 파악하는 것에는 한계가 존재하는 문제가 있다.
따라서 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 방법이 요구된다.
한국공개특허 제10-2019-0060559호
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 선박에 구비되는 극저온 유체 이송 설비에 구비되는 극저온 밸브를 다양한 조건에 따라 자동 제어하고, 자가진단 및 이상 상태 모니터링이 가능하도록 하는 선박의 극저온 밸브 자동 제어 시스템을 제공하기 위한 목적을 가진다.
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 선박의 극저온 밸브 자동 제어 시스템은, 선박에 구비되며, 극저온 유체가 저장되는 저장탱크, 극저온 유체를 상기 저장탱크에 로딩하거나, 상기 저장탱크로부터 언로딩하기 위한 극저온 유체의 유동 경로를 형성하는 복수 개의 배관, 상기 배관에 장착되어 극저온 유체의 유동 경로를 선택적으로 개폐하는 하나 이상의 밸브를 포함하는 밸브 어셈블리, 상기 밸브 어셈블리에 대한 하나 이상의 상태 정보를 감지하는 센서 어셈블리 및 상기 센서 어셈블리로부터 획득한 센서값과 연동되도록 기 설정된 밸브 개방조건 및 밸브 폐쇄조건에 의거하여 상기 밸브의 개폐 동작을 자동 제어하는 제어부를 포함한다.
그리고 상기 센서 어셈블리는, 상기 밸브의 유입부에 장착되는 제1압력센서 및 배출부에 장착되는 제2압력센서를 포함할 수 있다.
이때 상기 제어부는, 상기 제1압력센서의 센서값 및 상기 제2압력센서의 센서값을 통해 상기 밸브의 유입부 및 상기 배출부의 압력 차가 기 설정된 기준 압력값을 초과하는 것으로 판단한 경우, 상기 밸브의 개도량을 조절하여 상기 밸브의 유입부 및 상기 배출부의 압력 차가 상기 기준 압력값 이하로 유지되도록 제어할 수 있다.
또한 상기 센서 어셈블리는, 상기 밸브에 인접하여 장착되는 진동센서를 포함할 수 있다.
이때 상기 제어부는, 상기 진동센서의 센서값을 통해 상기 밸브의 인접 영역에서 기 설정된 기준 진동값을 초과하는 진동이 발생한 것으로 판단한 경우, 상기 밸브의 개도속도를 조절하여 상기 밸브의 인접 영역에서 발생하는 진동이 상기 기준 진동값 이하로 유지되도록 제어할 수 있다.
더불어 본 발명은 상기 밸브의 인접 영역의 진동을 저감시키는 진동 댐퍼를 더 포함하며, 상기 제어부는, 상기 밸브 인접 영역에서 기 설정된 기준 진동값을 초과하는 진동이 기 설정된 제1임계시간 동안 유지될 경우, 상기 진동 댐퍼를 가동시켜 상기 밸브의 인접 영역에서 발생하는 진동이 상기 기준 진동값 이하로 유지되도록 제어할 수 있다.
또한 상기 제어부는, 상기 진동 댐퍼를 가동시킨 이후 기 설정된 기준 진동값을 초과하는 진동이 기 설정된 제2임계시간 동안 유지될 경우 상기 밸브가 폐쇄되도록 제어할 수 있다.
그리고 본 발명은 상기 밸브를 히팅하는 히터를 더 포함하며, 상기 센서 어셈블리는, 상기 밸브의 소정 지점의 온도를 감지하도록 장착되는 온도센서를 포함할 수 있다.
이때 상기 제어부는, 상기 온도센서의 센서값을 통해 상기 밸브의 소정 지점의 온도가 기 설정된 기준 온도값 이하의 온도로 하강한 것으로 판단한 경우, 상기 히터를 가동시켜 상기 밸브의 온도가 상기 기준 온도값 이상으로 유지되도록 제어할 수 있다.
또한 상기 센서 어셈블리는, 상기 밸브를 통과하는 극저온 유체의 유량을 측정하도록 장착되는 유량센서를 포함할 수 있다.
이때 상기 제어부는, 상기 유량센서의 센서값을 통해 상기 밸브를 통과하는 극저온 유체의 유량이 기 설정된 기준 유량값을 초과한 것으로 판단된 경우, 상기 밸브의 개도량을 조절하여 상기 밸브를 통과하는 극저온 유체의 유량이 상기 기준 유량값 이하로 유지되도록 제어할 수 있다.
더불어 상기 제어부는, 상기 밸브의 개도량을 조절하는 과정에서 극저온 유체의 유동으로 인한 유체 압력을 고려하여, 1차 산출된 밸브의 개도량에 추가적인 개도값을 부가하여 산출된 2차 밸브 개도량에 대응되도록 상기 밸브의 개도량을 제어할 수 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 선박의 극저온 밸브 자동 제어 시스템은, 하나 이상의 센서를 포함하는 센서 어셈블리로부터 획득한 센서값과 연동되도록 기 설정된 밸브 개방조건 및 밸브 폐쇄조건에 의거하여 상기 밸브의 개폐 동작을 자동 제어하는 제어부에 의해, 극저온 밸브와 같은 설비를 다양한 조건에 따라 자동 제어하고, 자가진단 및 이상 상태 모니터링이 가능하도록 할 수 있다.
또한 이에 따라 본 발명은 종래 시스템에서 과도하게 소요되던 인력과 운송 비용을 크게 절감할 수 있는 장점을 가진다.
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 선박의 극저온 밸브 자동 제어 시스템의 각 구성요소들을 개념적으로 나타낸 도면;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 극저온 밸브 자동 제어 시스템에 있어서, 압력센서와 연동된 제어 과정을 나타낸 도면;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 극저온 밸브 자동 제어 시스템에 있어서, 진동센서와 연동된 제어 과정을 나타낸 도면;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 극저온 밸브 자동 제어 시스템에 있어서, 온도센서와 연동된 제어 과정을 나타낸 도면; 및
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 극저온 밸브 자동 제어 시스템에 있어서, 유량센서와 연동된 제어 과정을 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 선박의 극저온 밸브 자동 제어 시스템의 각 구성요소들을 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 극저온 밸브 자동 제어 시스템은 저장탱크(100)와, 복수 개의 배관(110)과, 하나 이상의 밸브를 포함하는 밸브 어셈블리(300)와, 하나 이상의 센서를 포함하는 센서 어셈블리(200)와, 제어부(400)를 포함한다.
저장탱크(100)는 선박에 구비되며, 극저온 유체가 저장되는 구성요소로서, 단일 내에 복수 개가 구비될 수 있다.
배관(110)은 극저온 유체를 저장탱크(100)에 로딩하거나, 저장탱크(100)로부터 언로딩하기 위한 극저온 유체의 유동 경로를 형성하며, 선박의 구조, 저장탱크(100)의 개수, 극저온 유체의 이송 경로에 따라 다양하게 배열될 수 있다.
그리고 밸브 어셈블리(300)는 배관(110)에 장착되어 극저온 유체의 유동 경로를 선택적으로 개폐하는 하나 이상의 밸브를 포함한다. 이때 밸브 어셈블리(300)에 적용되는 밸브의 종류는 스톱밸브, 게이트 밸브, 콕, 플러그 밸브, 볼 밸브, 버터플라이 밸브, 다이어프램 밸브 등 어떤 것이라도 적용될 수 있음은 물론이다.
이때 본 발명에 적용되는 밸브는 후술할 제어부(400)에 의한 자동 제어를 위해 극저온 유체의 유동 경로를 개방/차폐하는 차폐판이 서보 모터 등에 의해 회전되는 구조를 가질 수 있다.
또한 센서 어셈블리(200)는 밸브 어셈블리(300)에 대한 하나 이상의 상태 정보를 감지하는 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 본 실시예의 경우 센서 어셈블리(200)는 압력센서, 진동센서, 온도센서 및 유량센서 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것으로 하였으며, 센서 어셈블리(200)는 이외에도 다양한 센서를 더 포함할 수 있다.
제어부(400)는 센서 어셈블리(200)로부터 획득한 센서값과 연동되도록 기 설정된 밸브 개방조건 및 밸브 폐쇄조건에 의거하여 밸브의 개폐 동작을 자동 제어한다.
이하에서는, 이와 같은 각 센서들과 연동되어 제어부(400)에 의해 이루어지는 극저온 밸브 자동 제어 과정에 대해 자세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 극저온 밸브 자동 제어 시스템에 있어서, 압력센서와 연동된 제어 과정을 나타낸 도면이다.
전술한 바와 같이, 센서 어셈블리(200)는 압력센서를 포함할 수 있으며, 구체적으로 본 실시예의 경우 밸브의 유입부에 장착되는 제1압력센서 및 배출부에 장착되는 제2압력센서를 포함한다.
이와 같은 진동센서와 연동된 제어부(400)에 의한 제어 과정은, 먼저 배관(110)을 통해 극저온 유체의 이송이 이루어지는 과정에서 제어부(400)가 제1압력센서 및 제2압력센서의 센서값을 각각 획득하게 된다.
그리고 제어부(400)는 이와 같은 제1압력센서의 센서값 및 제2압력센서의 센서값을 통해 밸브의 유입부 및 배출부 간의 압력 차를 산출하고, 밸브의 유입부 및 배출부 간의 압력 차가 기 설정된 기준 압력값을 초과하는가의 여부를 판단하게 된다.
이때 밸브의 유입부 및 배출부 간의 압력 차가 기 설정된 기준 압력값을 초과하지 않는 것으로 판단된 경우에는, 밸브의 현재 설정을 유지하여 지속적으로 작업이 이루어지도록 한다.
다만, 밸브의 유입부 및 배출부 간의 압력 차가 기 설정된 기준 압력값을 초과하는 것으로 판단된 경우에는, 밸브의 유입부 및 배출부 간의 압력 차에 의해 수격 현상이 발생할 수 있기 때문에 후속 조치를 수행하게 된다.
본 실시예의 경우, 제어부(400)는 유입부 및 배출부 간의 압력 차가 기 설정된 기준 압력값을 초과하는 것으로 판단된 임의의 밸브에 대해 개도량을 조절하여 밸브의 유입부 및 배출부 간의 압력 차가 기준 압력값 이하로 유지되도록 제어하는 방법을 수행한다.
이때 제어부(400)에 의해 이루어지는 밸브의 개도량은 극저온 유체의 유량 및 유동 속도 등에 따라 결정될 수 있으며, 예컨대 제어부(400)는 해당 밸브에 대해 개도량을 감소시켜 밸브의 유입부 및 배출부 간의 압력 차를 줄여 기준 압력값 이하로 유지되도록 할 수 있다.
다음으로, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 극저온 밸브 자동 제어 시스템에 있어서, 진동센서와 연동된 제어 과정을 나타낸 도면이다.
전술한 바와 같이, 센서 어셈블리(200)는 진동센서를 포함할 수 있다.
이와 같은 진동센서와 연동된 제어부(400)에 의한 제어 과정은, 먼저 배관(110)을 통해 극저온 유체의 이송이 이루어지는 과정에서 제어부(400)가 진동센서의 센서값을 획득하게 된다.
그리고 제어부(400)는 이와 같은 진동센서의 센서값을 통해 밸브에서 발생하는 진동량을 수치화하게 되며, 밸브의 진동량이 기 설정된 기준 진동값을 초과하는가의 여부를 판단하게 된다.
이때 밸브의 진동량이 기 설정된 기준 진동값을 초과하지 않는 것으로 판단된 경우에는, 밸브의 현재 설정을 유지하여 지속적으로 작업이 이루어지도록 한다.
다만, 밸브의 진동량이 기 설정된 기준 진동값을 초과하는 것으로 판단된 경우에는, 후속 조치를 수행하게 된다.
본 실시예의 경우, 제어부(400)는 진동량이 기 설정된 기준 진동값을 초과하는 것으로 판단된 임의의 밸브에 대해 개도속도를 실시간으로 조절하여 밸브의 진동량이 기준 진동값 이하로 유지되도록 제어하는 방법을 수행한다.
이때 제어부(400)에 의해 이루어지는 밸브의 개도속도는 극저온 유체의 유량 및 유동 압력 등에 따라 결정될 수 있으며, 예컨대 제어부(400)는 해당 밸브에 대해 개도속도를 감소시켜 진동량이 기준 진동값 이하로 유지되도록 할 수 있다.
다만, 이와 같은 후속 조치에 의해서도 진동량이 기준 진동값 이하로 떨어지지 않을 경우, 제어부(400)는 밸브 인접 영역에서 기 설정된 기준 진동값을 초과하는 진동이 기 설정된 제1임계시간 동안 유지되는지를 더 판단하게 된다.
이에 따라 기 설정된 기준 진동값을 초과하는 진동이 기 설정된 제1임계시간 이상 동안 유지된 것으로 판단된 경우, 제어부(400)는 밸브의 인접 영역의 진동을 저감시키도록 구비되는 진동 댐퍼를 가동시켜 밸브의 인접 영역에서 발생하는 진동이 상기 기준 진동값 이하로 유지되도록 제어할 수 있다.
또한 이와 같은 후속 조치에 의해서도 진동량이 기준 진동값 이하로 떨어지지 않을 경우, 제어부(400)는 진동 댐퍼를 가동시킨 이후 밸브 인접 영역에서 기 설정된 기준 진동값을 초과하는 진동이 기 설정된 제2임계시간 동안 유지되는지를 더 판단하게 된다.
그리고 진동 댐퍼의 가동 이후 기 설정된 기준 진동값을 초과하는 진동이 기 설정된 제2임계시간 이상 동안 유지된 것으로 판단된 경우, 제어부(400)는 이를 비상 사태로 간주하여 해당 밸브를 폐쇄하도록 제어할 수 있다.
다음으로, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 극저온 밸브 자동 제어 시스템에 있어서, 온도센서와 연동된 제어 과정을 나타낸 도면이다.
전술한 바와 같이, 센서 어셈블리(200)는 온도센서를 포함할 수 있다.
이와 같은 온도센서와 연동된 제어부(400)에 의한 제어 과정은, 먼저 배관(110)을 통해 극저온 유체의 이송이 이루어지는 과정에서 제어부(400)가 온도센서의 센서값을 획득하게 된다.
그리고 제어부(400)는 이와 같은 온도센서의 센서값을 통해 밸브의 소정 지점의 온도가 기 설정된 기준 온도값 이하의 온도로 하강하였는가의 여부를 판단하게 된다.
이때 밸브의 소정 지점의 온도가 기 설정된 기준 온도값보다 하강하지 않은 것으로 판단된 경우에는, 밸브의 현재 설정을 유지하여 지속적으로 작업이 이루어지도록 한다.
다만, 밸브의 소정 지점의 온도가 기 설정된 기준 온도값보다 하강한 것으로 판단된 경우에는, 후속 조치를 수행하게 된다.
본 실시예의 경우, 소정 지점의 온도가 기 설정된 기준 온도값보다 하강한 것으로 판단된 임의의 밸브에 대해, 제어부(400)는 밸브를 히팅하는 히터를 가동시켜 밸브의 온도가 기준 온도값 이상으로 유지되도록 제어할 수 있다.
다음으로, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 극저온 밸브 자동 제어 시스템에 있어서, 유량센서와 연동된 제어 과정을 나타낸 도면이다.
전술한 바와 같이, 센서 어셈블리(200)는 극저온 유체의 유량을 측정하도록 장착되는 유량센서를 포함할 수 있다.
이와 같은 온도센서와 연동된 제어부(400)에 의한 제어 과정은, 먼저 배관(110)을 통해 극저온 유체의 이송이 이루어지는 과정에서 제어부(400)가 유량센서의 센서값을 획득하게 된다.
그리고 제어부(400)는 이와 같은 유량센서의 센서값을 통해 밸브를 통과하는 극저온 유체의 유량이 기 설정된 기준 유량값을 초과하였는가의 여부를 판단하게 된다.
이때 밸브를 통과하는 극저온 유체의 유량이 기 설정된 기준 유량값을 초과하지 않은 것으로 판단된 경우에는, 밸브의 현재 설정을 유지하여 지속적으로 작업이 이루어지도록 한다.
다만, 밸브를 통과하는 극저온 유체의 유량이 기 설정된 기준 유량값을 초과한 것으로 판단된 경우에는, 후속 조치를 수행하게 된다.
본 실시예의 경우, 제어부(400)는 밸브를 통과하는 극저온 유체의 유량이 기 설정된 기준 유량값을 초과한 것으로 판단된 임의의 밸브에 대해, 개도량을 조절하여 밸브를 통과하는 극저온 유체의 유량이 상기 기준 유량값 이하로 유지되도록 제어할 수 있다.
그리고 이와 같은 과정은 세부적으로 1차 밸브 개도량을 산출하는 단계와, 유체 압력을 고려한 추가 개도값을 부가하여 2차 밸브 개도량을 산출하는 단계와, 2차 밸브 개도량에 대응되도록 밸브의 개도량을 조절하는 단계를 각각 포함할 수 있다.
즉 본 실시예에서 제어부(400)는 밸브의 개도량을 조절하는 과정에서 극저온 유체의 유동으로 인한 유체 압력을 고려하여, 1차 산출된 밸브의 개도량에 추가적인 개도값을 부가하여 산출된 2차 밸브 개도량에 대응되도록 상기 밸브의 개도량을 제어할 수 있다.
이와 같이 하는 이유는, 극저온 유체의 유동으로 인한 유체의 압력으로 인해 목표하는 밸브의 개도량을 유지하는 과정에서 오차가 발생할 수 있기 때문으로, 추가적인 개도값을 더 부가하여 목표하는 밸브의 개도량보다 다소 높은 개도량을 유지하도록 한다. 결과적으로 해당 밸브는 극저온 유체의 유체 압력에 의해 최초 목표하였던 개도량을 만족시킬 수 있게 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 선박의 극저온 밸브 자동 제어 시스템은 하나 이상의 센서를 포함하는 센서 어셈블리(200)로부터 획득한 센서값과 연동되도록 기 설정된 밸브 개방조건 및 밸브 폐쇄조건에 의거하여 밸브의 개폐 동작을 자동 제어하는 제어부(400)에 의해, 극저온 밸브와 같은 설비를 다양한 조건에 따라 자동 제어하고, 자가진단 및 이상 상태 모니터링이 가능하도록 할 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.
100: 저장탱크
110: 배관
200: 센서 어셈블리
300: 밸브 어셈블리
400: 제어부

Claims (12)

  1. 선박에 구비되며, 극저온 유체가 저장되는 저장탱크;
    극저온 유체를 상기 저장탱크에 로딩하거나, 상기 저장탱크로부터 언로딩하기 위한 극저온 유체의 유동 경로를 형성하는 복수 개의 배관;
    상기 배관에 장착되어 극저온 유체의 유동 경로를 선택적으로 개폐하는 하나 이상의 밸브를 포함하는 밸브 어셈블리;
    상기 밸브 어셈블리에 대한 하나 이상의 상태 정보를 감지하는 센서 어셈블리; 및
    상기 센서 어셈블리로부터 획득한 센서값과 연동되도록 기 설정된 밸브 개방조건 및 밸브 폐쇄조건에 의거하여 상기 밸브의 개폐 동작을 자동 제어하는 제어부;
    를 포함하는,
    선박의 극저온 밸브 자동 제어 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 센서 어셈블리는,
    상기 밸브의 유입부에 장착되는 제1압력센서 및 배출부에 장착되는 제2압력센서를 포함하는,
    선박의 극저온 밸브 자동 제어 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1압력센서의 센서값 및 상기 제2압력센서의 센서값을 통해 상기 밸브의 유입부 및 상기 배출부의 압력 차가 기 설정된 기준 압력값을 초과하는 것으로 판단한 경우,
    상기 밸브의 개도량을 조절하여 상기 밸브의 유입부 및 상기 배출부의 압력 차가 상기 기준 압력값 이하로 유지되도록 제어하는,
    선박의 극저온 밸브 자동 제어 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 센서 어셈블리는,
    상기 밸브에 인접하여 장착되는 진동센서를 포함하는,
    선박의 극저온 밸브 자동 제어 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 진동센서의 센서값을 통해 상기 밸브의 인접 영역에서 기 설정된 기준 진동값을 초과하는 진동이 발생한 것으로 판단한 경우,
    상기 밸브의 개도속도를 조절하여 상기 밸브의 인접 영역에서 발생하는 진동이 상기 기준 진동값 이하로 유지되도록 제어하는,
    선박의 극저온 밸브 자동 제어 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 밸브의 인접 영역의 진동을 저감시키는 진동 댐퍼를 더 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 밸브 인접 영역에서 기 설정된 기준 진동값을 초과하는 진동이 기 설정된 제1임계시간 동안 유지될 경우, 상기 진동 댐퍼를 가동시켜 상기 밸브의 인접 영역에서 발생하는 진동이 상기 기준 진동값 이하로 유지되도록 제어하는,
    선박의 극저온 밸브 자동 제어 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 진동 댐퍼를 가동시킨 이후 기 설정된 기준 진동값을 초과하는 진동이 기 설정된 제2임계시간 동안 유지될 경우 상기 밸브가 폐쇄되도록 제어하는,
    선박의 극저온 밸브 자동 제어 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 밸브를 히팅하는 히터를 더 포함하며,
    상기 센서 어셈블리는,
    상기 밸브의 소정 지점의 온도를 감지하도록 장착되는 온도센서를 포함하는,
    선박의 극저온 밸브 자동 제어 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 온도센서의 센서값을 통해 상기 밸브의 소정 지점의 온도가 기 설정된 기준 온도값 이하의 온도로 하강한 것으로 판단한 경우,
    상기 히터를 가동시켜 상기 밸브의 온도가 상기 기준 온도값 이상으로 유지되도록 제어하는,
    선박의 극저온 밸브 자동 제어 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 센서 어셈블리는,
    상기 밸브를 통과하는 극저온 유체의 유량을 측정하도록 장착되는 유량센서를 포함하는,
    선박의 극저온 밸브 자동 제어 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 유량센서의 센서값을 통해 상기 밸브를 통과하는 극저온 유체의 유량이 기 설정된 기준 유량값을 초과한 것으로 판단된 경우,
    상기 밸브의 개도량을 조절하여 상기 밸브를 통과하는 극저온 유체의 유량이 상기 기준 유량값 이하로 유지되도록 제어하는,
    선박의 극저온 밸브 자동 제어 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 밸브의 개도량을 조절하는 과정에서 극저온 유체의 유동으로 인한 유체 압력을 고려하여, 1차 산출된 밸브의 개도량에 추가적인 개도값을 부가하여 산출된 2차 밸브 개도량에 대응되도록 상기 밸브의 개도량을 제어하는,
    선박의 극저온 밸브 자동 제어 시스템.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03148018A (ja) * 1989-11-04 1991-06-24 Seibu Electric & Mach Co Ltd 流体の異常流れ防止制御装置
JP2016109252A (ja) * 2014-12-09 2016-06-20 コベルコクレーン株式会社 配管の吸振機構
KR20170073355A (ko) * 2015-12-18 2017-06-28 이래오토모티브시스템 주식회사 Egr 밸브
KR20190060559A (ko) 2017-11-24 2019-06-03 (주)발맥스기술 소형선박용 lng 벙커링 스테이션 모듈 및 이를 구비한 lng연료추진 소형선박
KR20200081012A (ko) * 2018-12-27 2020-07-07 주식회사 디에이치콘트롤스 Lng 벙커링 작업 안전 강화를 위한 모니터링 시스템

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03148018A (ja) * 1989-11-04 1991-06-24 Seibu Electric & Mach Co Ltd 流体の異常流れ防止制御装置
JP2016109252A (ja) * 2014-12-09 2016-06-20 コベルコクレーン株式会社 配管の吸振機構
KR20170073355A (ko) * 2015-12-18 2017-06-28 이래오토모티브시스템 주식회사 Egr 밸브
KR20190060559A (ko) 2017-11-24 2019-06-03 (주)발맥스기술 소형선박용 lng 벙커링 스테이션 모듈 및 이를 구비한 lng연료추진 소형선박
KR20200081012A (ko) * 2018-12-27 2020-07-07 주식회사 디에이치콘트롤스 Lng 벙커링 작업 안전 강화를 위한 모니터링 시스템

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