KR20220169779A - 슬로싱 모니터링 장치 - Google Patents

슬로싱 모니터링 장치 Download PDF

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KR20220169779A
KR20220169779A KR1020210080299A KR20210080299A KR20220169779A KR 20220169779 A KR20220169779 A KR 20220169779A KR 1020210080299 A KR1020210080299 A KR 1020210080299A KR 20210080299 A KR20210080299 A KR 20210080299A KR 20220169779 A KR20220169779 A KR 20220169779A
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권창섭
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Abstract

슬로싱 모니터링 장치가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 이중벽 구조의 선체에 설치된 저장탱크에서의 슬로싱 현상을 모니터링 하기 위한 장치에 있어서, 상기 선체의 내벽에 결합되어 상기 내벽을 사이에 두고 상기 저장탱크와 마주보는 제1 진동센서; 상기 선체의 외벽에 결합되는 제2 진동센서; 및 상기 제1 진동센서 및 상기 제2 진동센서에서 감지된 진동값 및 감지 시각을 기초로 슬로싱 이벤트의 발생 여부를 판단하는 제어부를 포함하는 슬로싱 모니터링 장치가 제공될 수 있다.

Description

슬로싱 모니터링 장치{APPARATUS FOR MONITORING SLOSHING}
본 발명은 슬로싱 모니터링 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 액화천연가스(LNG, Liquefied Natural Gas)는 천연가스를 극저온으로 냉각한 것으로서, 가스 상태일 때와 비교하여 그 부피가 약 600분의 1로 줄어들어 장거리 운송에 적합하다.
이러한 액화천연가스의 해상 운송은 선박의 저장탱크에 저장된 상태로 이루어질 수 있다.
한편, 선박에 의한 액화천연가스의 해상 운송 시에는 저장탱크 내에서 슬로싱 현상이 발생할 수 있고, 빈번한 슬로싱 이벤트는 저장탱크의 파손을 유발할 수 있다.
따라서, 슬로싱 현상을 면밀히 모니터링 하여 슬로싱 이벤트의 발생 횟수를 가급적 줄일 수 있는 방향으로 선박을 운영하여야 한다.
하지만, 저장탱크에는 극저온 액체가 저장되어 있어 저장탱크 내부에서 슬로싱 현상을 직접 모니터링 하기는 어렵고, 종래 슬로싱 모니터링 장치는 저장탱크가 설치된 선체 내벽의 진동을 감지하여 슬로싱 이벤트의 발생 여부를 판단하는 간접 모니터링 방식을 채택하였다. 이러한 경우에 선체 외벽에 가해지는 외부 충격에 의한 진동이 선체 내벽까지 전달되어 슬로싱 이벤트로 오인될 수 있는 문제가 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2020-0114266호(2020.10.07, 슬로싱 모니터링 장치)
본 발명의 실시 예는 슬로싱 이벤트와 외부 충격 이벤트를 구분할 수 있는 슬로싱 모니터링 장치를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 이중벽 구조의 선체에 설치된 저장탱크에서의 슬로싱 현상을 모니터링 하기 위한 장치에 있어서, 상기 선체의 내벽에 결합되어 상기 내벽을 사이에 두고 상기 저장탱크와 마주보는 제1 진동센서; 상기 선체의 외벽에 결합되는 제2 진동센서; 및 상기 제1 진동센서 및 상기 제2 진동센서에서 감지된 진동값 및 감지 시각을 기초로 슬로싱 이벤트의 발생 여부를 판단하는 제어부를 포함하는 슬로싱 모니터링 장치가 제공될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제1 진동센서에서 감지된 진동값이 기 설정된 제1 진동값 이상이고, 상기 제1 진동센서에서 상기 제1 진동값 이상의 진동값이 감지된 제1 감지 시각이 상기 제2 진동센서에서 기 설정된 제2 진동값 이상의 진동값이 감지된 제2 감지 시각으로부터 기 설정된 시간 이내가 아니면, 슬로싱 이벤트가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
상기 제1 진동센서는 상기 내벽과 상기 외벽 사이의 내부공간에 배치될 수 있다.
상기 제1 진동센서는 상기 선체에 설치된 복수의 저장탱크에 대응되게 복수 개로 배치되고, 상기 제어부는 상기 복수의 저장탱크별로 슬로싱 이벤트의 발생 횟수를 카운팅할 수 있다.
상기 제2 진동센서는 상기 내벽과 상기 외벽 사이의 내부공간에 배치되거나 상기 선체의 선수 또는 선미 돌출부에 배치될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 제1 진동센서 외에 제2 진동센서를 추가 설치하여 슬로싱 이벤트와 외부 충격 이벤트를 구분하여 판단할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 슬로싱 모니터링 장치를 도시한 블록도이고,
도 2 및 도 3은 진동센서의 설치 예이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.
본 발명의 실시 예에서 사용되는 용어는, 명백히 다른 의미로 정의되어 있지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 단지 특정 실시 예를 설명하기 위한 것으로 볼 것이지 본 발명을 제한하고자 하는 의도가 있는 것은 아니다.
본 명세서에서, 단수형은 특별한 기재가 없는 한 복수형도 포함하는 것으로 볼 것이다.
또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 기재된 경우, 해당 부분은 다른 구성요소를 더 포함할 수도 있다는 것을 의미한다.
또한, 어떤 구성요소 "상"으로 기재된 경우, 해당 구성요소의 위 또는 아래를 의미하고, 반드시 중력 방향을 기준으로 상측에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
또한, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결" 또는 "결합"된다고 기재된 경우, 해당 구성요소가 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 결합되는 경우뿐만 아니라, 해당 구성요소가 또 다른 구성요소를 통해 간접적으로 연결 또는 결합되는 경우도 포함할 수 있다.
또한, 어떤 구성요소를 설명하는데 있어서 제1, 제2 등의 용어를 사용할 수 있지만, 이러한 용어는 해당 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등을 한정하고자 하는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 슬로싱 모니터링 장치를 도시한 블록도이고, 도 2 및 도 3은 진동센서의 설치 예이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 슬로싱 모니터링 장치(10)는 선체(20)에 설치된 저장탱크(30)에서의 슬로싱 현상을 모니터링 하는 장치로서, 제1 진동센서(100), 제2 진동센서(200) 및 제어부(300)를 포함할 수 있고, 데이터베이스(400)를 더 포함할 수도 있다.
선체(20)는 이중벽 또는 이중 선각 구조(double hull structure)로 이루어질 수 있다.
구체적으로, 선체(20)는 저장탱크(30)가 설치될 수 있는 공간을 형성하는 내벽(21), 및 내벽(21)으로부터 이격 배치되어 해수에 접하는 외벽(22)을 포함할 수 있고, 내벽(21)과 외벽(22) 사이에는 내부공간(23)이 형성될 수 있다.
예를 들어, 선체(20)는 액화천연가스를 운반하는 LNG운반선의 선체일 수 있다.
저장탱크(30)는 예를 들어 육각형 단면 형상을 가지는 멤브레인 타입의 저장탱크일 수 있고, 내벽(21)에 의해 지지되어 2차 단열방벽 역할을 하는 단열 패널, 및 단열 패널 상에 접착되어 1차 단열방벽 역할을 하는 멤브레인을 포함할 수 있다.
제1 진동센서(100)는 선체(20)의 내벽(21)에 결합될 수 있고, 내벽(21)을 사이에 두고 저장탱크(30)와 마주보게 배치될 수 있다. 따라서, 저장탱크(30)의 내부에서 슬로싱 현상이 발생하여 저장탱크(30)의 측벽에 충격이 가해지면, 해당 충격에 의한 진동은 저장탱크(30)를 지지하는 내벽(21)까지 전달되어 제1 진동센서(100)에 의해 감지될 수 있다.
예를 들어, 제1 진동센서(100)는 내벽(21)과 외벽(22) 사이의 내부공간(23)에 배치될 수 있다.
특히, 선체(20)에 복수의 저장탱크(30)가 도면에 도시된 것처럼 선체(20)의 종방향으로 일렬 배치되도록 설치되고 제1 진동센서(100)가 복수의 저장탱크(30)에 대응되게 복수 개로 배치되는 경우, 제1 진동센서(100)는 다른 저장탱크(30)에서의 슬로싱 이벤트에 의한 영향을 최소화하기 위하여 선체(20)의 좌현 또는 우현에 배치될 수 있다.
제2 진동센서(200)는 선체(20)의 외벽(22)에 결합될 수 있다. 따라서, 파도 등의 외부 충격이 외벽(22)에 가해지면, 해당 충격에 의한 진동은 제2 진동센서(200)에 의해 감지될 수 있다.
일 예로, 제2 진동센서(200)는 내벽(21)과 외벽(22) 사이의 내부공간(23)에서 제1 진동센서(100)와 마주보게 배치될 수 있다. 따라서, 해당 제1 진동센서(100)에 가장 근접하게 배치되어 가장 큰 영향을 줄 수 있는 위치에서의 진동을 감시할 수 있다.
다른 예로, 제2 진동센서(200)는 선박 운항 중 가장 큰 외부 충격이 발생할 가능성이 높은 선체(20)의 선수 또는 선미 돌출부에 배치될 수도 있다.
또 다른 예로, 제2 진동센서(200)는 내벽(21)과 외벽(22) 사이의 내부공간(23)과 선체(20)의 선수 및 선미 돌출부 중 일부 또는 전부에 배치될 수도 있다.
한편, 선체(20)의 외벽(22)에 가해지는 외부 충격에 의해 외벽(22)에 발생하는 진동은 갑판과 격벽 등 각종 보강재를 통해 외벽(22)에 연결되는 내벽(21)에도 전파될 수 있다.
따라서, 제어부(300)는 제1 진동센서(100)에서 감지된 진동값을 기초로 슬로싱 이벤트의 발생 여부를 판단하되, 제2 진동센서(200)에서 감지된 진동값 등을 추가로 고려하여 슬로싱 이벤트로 판단된 것이 실제 슬로싱 이벤트가 맞는지 아니면 외부 충격 이벤트인지 검증할 수 있다. 여기서, 슬로싱 이벤트는 슬로싱 현상에 의해 저장탱크(30)에 허용치 이상의 충격이 발생하는 경우를 의미할 수 있고, 외부 충격 이벤트는 슬로싱 현상이 아닌 파도 등의 외부 충격에 의해 내벽(21)에 진동이 발생하는 경우를 의미할 수 있다.
제어부(300)는 제1 진동센서(100)에서 감지된 진동값 및 진동 감지 시각과 제2 진동센서(200)에서 감지된 진동값 및 진동 감지 시각을 기초로 슬로싱 이벤트의 발생 여부를 판단할 수 있다.
예를 들어, 제어부(300)는 제1 진동센서(100)에서 감지된 진동값이 기 설정된 제1 진동값 이상이면 슬로싱 이벤트가 발생한 것으로 판단할 수 있지만, 제1 진동센서(100)에서 제1 진동값 이상의 진동값이 감지된 제1 감지 시각이 제2 진동센서(200)에서 기 설정된 제2 진동값 이상의 진동값이 감지된 제2 감지 시각으로부터 기 설정된 시간 이내이면 슬로싱 이벤트로 판단한 것을 외부 충격 이벤트로 정정할 수도 있다.
또한, 제어부(300)는 복수의 저장탱크(30)별로 슬로싱 이벤트의 발생 횟수를 카운팅할 수도 있다. 이 경우, 제어부(300)는 복수의 제1 진동센서(100) 중 하나의 저장탱크(30)에 대응되게 배치된 제1 진동센서(100)에서 감지된 진동값과 감지 시각을 기초로 해당 저장탱크(30)에서의 슬로싱 이벤트 발생 여부를 판단할 수 있다.
데이터베이스(400)에는 제1 진동센서(100) 및 제2 진동센서(200)에서 감지된 진동값과 진동 감지 시각에 대한 정보와 제어부(300)가 판단 내지 분석한 정보가 저장되어 후술하는 것처럼 다양한 용도로 활용될 수 있다.
예를 들어, 제어부(300)가 판단 내지 분석한 정보, 예를 들어 슬로싱 이벤트의 발생 여부 및 발생 횟수는 슬로싱 현상이 저감되는 방향으로 선속 또는 진행 방향과 같은 선체(20)의 운항 조건을 변경하는 기초 자료로 활용될 수 있고, 슬로싱 현상을 저감하기 위해 저장탱크(30) 내에 설치되는 구조물의 설계 자료로 활용될 수도 있으며, 특히 복수의 저장탱크(30) 각각에서의 슬로싱 이벤트의 발생 회수는 복수의 저장탱크(30)별로 요구되는 유지 및 보수 작업을 판단하기 위한 자료로 활용될 수도 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 중심으로 설명하였으나, 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 청구범위에 기재된 본 발명의 기술사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 구성요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 실시 예를 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
10: 슬로싱 모니터링 장치 20: 선체
21, 내벽 22: 외벽
23: 내부공간 30: 저장탱크
100: 제1 진동센서 200: 제2 진동센서
300: 제어부 400: 데이터베이스

Claims (3)

  1. 이중벽 구조의 선체에 설치된 저장탱크에서의 슬로싱 현상을 모니터링 하기 위한 장치에 있어서,
    상기 선체의 내벽에 결합되어 상기 내벽을 사이에 두고 상기 저장탱크와 마주보는 제1 진동센서;
    상기 선체의 외벽에 결합되는 제2 진동센서; 및
    상기 제1 진동센서 및 상기 제2 진동센서에서 감지된 진동값 및 감지 시각을 기초로 슬로싱 이벤트의 발생 여부를 판단하는 제어부를 포함하는 슬로싱 모니터링 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 진동센서에서 감지된 진동값이 기 설정된 제1 진동값 이상이고, 상기 제1 진동센서에서 상기 제1 진동값 이상의 진동값이 감지된 제1 감지 시각이 상기 제2 진동센서에서 기 설정된 제2 진동값 이상의 진동값이 감지된 제2 감지 시각으로부터 기 설정된 시간 이내가 아니면, 슬로싱 이벤트가 발생한 것으로 판단하는 슬로싱 모니터링 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 진동센서는 상기 내벽과 상기 외벽 사이의 내부공간에 배치되는 슬로싱 모니터링 장치.
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