KR100445323B1 - 선박용 비상정지시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각종 선박, 특히 LNG선이나 LPG선과 같이 위험물질을 취급하는 선박이 항만이나 부두와 같은 터미널에 접안하여 적재 및 하역작업을 수행하는 과정에서 공압을 이용하여 선박과 터미널사이에 비상신호를 교환할 수 있도록 한 선박용 비상정지시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공압라인의 내부압력을 터미널에서 요구하는 비상정지 기준압력값으로 조절시키기 위한 공기조절반과, 공압라인을 통하여 공급되는 공기압력의 이상유무를 테스트하기 위한 공압전달박스에 하나의 압력전달장치를 각각 설치한 상태에서, 상기 압력전달장치로부터 출력된 신호에 의하여 그 개폐율이 비례제어되는 전공조절장치를 공기조절반에 설치함과 동시에, 공압전달박스에 설치된 상기 압력전달장치를 사용하여 공압라인의 내부압력을 비상정지컨트롤러에 입력된 비상정지 기준압력값과 비교함으로서 시스템에 의한 비상정지 작동이 이루어질 수 있도록 하며, 상기 비상정지 기준압력값을 버튼식 디지털입력기를 통하여 비상정지컨트롤러에 입력시킬 수 있도록 함으로서, 시스템을 구성하는 장치와 배관의 구조를 매우 단순화시키면서도 공압라인의 내부압력을 각종 터미널에서 요구하는 비상정지 기준압력값으로 신속하고 용이하게 세팅시킬 수 있도록 하며, 이로 인하여 시스템의 오작동을 방지하고 그 제어기능을 최대한으로 향상시킴과 동시에 시스템의 설치와 그 유지보수에 따른 작업의 편의성과 비용절감을 도모할 수 있도록 한 선박용 비상정지시스템에 관한 것이다.

Description

선박용 비상정지시스템{Emergency shut-down system for a ship}

본 발명은 각종 선박, 특히 LNG선이나 LPG선과 같이 위험물질을 취급하는 선박이 항만이나 부두와 같은 터미널에 접안하여 적재 및 하역작업을 수행하는 과정에서 공압을 이용하여 선박과 터미널사이에 비상신호를 교환할 수 있도록 한 선박용 비상정지시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공압라인의 내부압력을 터미널에서 요구하는 비상정지 기준압력값으로 조절시키기 위한 공기조절반과, 공압라인을 통하여 공급되는 공기압력의 이상유무를 테스트하기 위한 공압전달박스에 하나의 압력전달장치를 각각 설치한 상태에서, 상기 압력전달장치로부터 출력된 신호에 의하여 그 개폐율이 비례제어되는 전공조절장치를 공기조절반에 설치함과 동시에, 공압전달박스에 설치된 상기 압력전달장치를 사용하여 공압라인의 내부압력을 비상정지컨트롤러에 입력된 비상정지 기준압력값과 비교함으로서 시스템에 의한 비상정지 작동이 이루어질 수 있도록 하며, 상기 비상정지 기준압력값을 버튼식 디지털입력기를 통하여 비상정지컨트롤러에 입력시킬 수 있도록 함으로서, 시스템을 구성하는 장치와 배관의 구조를 매우 단순화시키면서도 공압라인의 내부압력을 각종 터미널에서 요구하는 비상정지 기준압력값으로 신속하고 용이하게 세팅시킬 수 있도록 하며, 이로 인하여 시스템의 오작동을 방지하고 그 제어기능을 최대한으로 향상시킴과 동시에 시스템의 설치와 그 유지보수에 따른 작업의 편의성과 비용절감을 도모할 수 있도록 한 선박용 비상정지시스템에 관한 것이다.

일반적으로 액화프로판가스나 액화부탄가스 등과 같은 액화석유가스를 전문으로 수송하는 LPG선이나, 액화천연가스를 전문으로 수송하는 LNG선 또는 폭발위험성이 있는 화약류나 화공약품류 등을 운송하는 각종 선박이 항만이나 부두와 같은 터미널에 접안하여 가스나 약품 등을 터미널측으로 하역시키거나 터미널로부터 적재하고자 할 경우, 선박 및 터미널에서 발생하는 각종 상황에 대한 정보를 서로 교환할 수 있도록 하기 위하여 일명 "선육간 통신 시스템(Ship-Shore CommunicationLink System)"이라 불리우는 각종 정보교환시스템을 사용하고 있다.

특히, LPG선이나 LNG선을 포함하는 상기 선박의 적재 및 하역작업 도중에 선박 또는 터미널에서 화재 등과 같은 비상상황이 발생하게 되면, 선박과 터미널측에서 이를 동시에 감지하여 적재나 하역작업을 즉시 중단시킨 다음, 선박을 터미널로부터 신속히 분리시킴으로서 대형사고를 미연에 방지할 수 있도록 하고 있는 데, 이와 같이 선박과 터미널의 비상상황에 대한 정보를 상호간에 신속히 공유할 수 있도록 하기 위하여 "선육간 통신시스템(Ship-Shore Communication Link System)으로서 비상정지시스템을 이용하게 된다.

상기와 같은 비상정지시스템 중에서 공압을 이용한 종래의 선박용 비상정지시스템은 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 에어컴프레셔나 에어탱크와 같은 공압장치로부터 공압라인(굵은 실선으로 도시)을 통하여 공급되는 공기의 압력을 해당 터미널(T)에서 요구하는 비상정지 기준압력값(ESD set pressure)에 해당하는 압력값으로 조절시키기 위한 공기조절반(Air control board)(10)과, 공기조절반(10)으로부터 공압라인을 통하여 공급되는 공기압력의 이상유무를 테스트하기 위한 공압스위치박스(Pneumatic link pressure switch box)(20)와, 비상정지 상황시 공압라인 내부의 공기를 외부로 배출시켜 비상상황을 알리기 위한 공기배출밸브박스(Air release solenoid valve box)(30)와, 시스템의 전체적인 작동을 제어하기 위한 비상정지컨트롤러(ESD Controller)(40)로 이루어져 있다.

상기 공기조절반(10)의 내부에는 공압장치와 연결되는 공압라인을 따라 라인의 개폐를 위한 수동밸브(101)와, 공기에 함유된 미세먼지 등을 분리하는 미분분리기(102) 및 에어공급용 솔레노이드 밸브(103)가 공압라인상에 설치되고, 그 후방측으로 연장되는 공압라인에는 소음기(108)를 구비하는 공압조절밸브(107)와 제 2에어공급용 솔레노이드 밸브(109)가 설치되어 있으며, 상기 에어공급용 솔레노이드 밸브(103)의 직후방에 해당하는 공압라인에는 압력게이지를 구비하는 한 쌍의 에어조절밸브(104)(105)가 병렬식으로 연결 설치된 상태에서 그 전방측 공압조절용 솔레노이드 밸브(106)를 거쳐 상기 공압조절밸브(107)와 연결되어 있다.

또한, 상기 제 2에어공급용 솔레노이드 밸브(109)의 후방측으로 연장되는 공압라인상에는 체크밸브를 구비하는 니들밸브(112)가 퀵차징(Quick-charging) 솔레노이드 밸브(113)와 병렬로 연결 설치된 상태에서, 상기 니들밸브(112)의 전방 및 후방측에 해당하는 공압라인에는 3방 테스트콕(118)을 구비하는 압력게이지(111)와 제 1압력스위치(110) 및 3방 테스트콕(118)을 구비하는 1개의 압력전달장치(114)와 3개의 압력스위치(115~117)가 각각 연결 설치되어 있다.

그리고, 상기 공기조절반(10)의 내부를 관통하여 항만이나 부두와 같은 터미널(T)로 연장되는 공압라인(선박의 접안위치에 상관없이 시스템을 터미널에 용이하게 연결시킬 수 있도록 2개의 라인으로 연장된다)이 공압스위치박스(20)와 공기배출밸브박스(30)의 내부로 각각 분기되어 삽입되는 데, 상기 공압스위치박스(20)의 내부로 삽입되는 공압라인의 단부측에는 3방 테스트콕(204)을 구비하는 3개의 공압스위치(201~203)가 병렬식으로 연결 설치되고, 상기 공기배출밸브박스(30)의 내부로 연장되는 공압라인에는 에어배출용 솔레노이드 밸브(301)가 설치되어 있다.

그리고, 상기 공기조절반(10)의 내부에 설치되는 각각의 솔레노이드밸브(103)(106)(109)(113)와 압력스위치(110)(115~117) 및 압력전달장치(114)는 점선으로 도시된 전선에 의하여 공기조절반(10)의 내부에 설치되는 터미널박스(119)를 거쳐 비상정지컨트롤러(40)와 접속되고, 상기 공압스위치박스(20) 및 공기배출밸브박스(30)의 내부에 설치되는 각각의 압력스위치(201~203) 및 에어배출용 솔레노이드 밸브(301) 또한 전선에 의하여 비상정지컨트롤러(40)와 접속된 구성으로 이루어지게 된다.

또한, 선박의 화물제어실(Cargo control room)에 설치되는 것으로서, 선박과 터미널(T)을 연결하는 시스템의 링크를 전자식(Electrical)이나 광학식(Optical) 또는 전자/광학식(El/Op)이나 중지(Inhibit) 중에서 하나를 선택하기 위한 링크셀렉터(401)와, 다수 개의 압력그룹 중에서 해당 터미널(T)의 기준공압값에 해당하는 그룹을 선택하기 위한 공압셀렉터(402)와, 시스템의 리셋 및 테스트버튼(403)(404)과, 시스템의 가동 및 그 중지를 선택하기 위한 캔슬셀렉터(405)와, 화물의 적하상태(적재 또는 하역)을 구별하기 위한 포트셀렉터(406)가 전선에 의하여 상기 비상제어컨트롤러(40)와 접속되어 있다.

상기와 같은 구성으로 이루어지는 종래의 선박용 비상정지시스템은, 공기조절반(10)과 공압스위치박스(20)에 설치되는 각각의 압력스위치(115~117)(201~203)가 그 내부에 서로 다른 2개의 접점을 구비하고 있으며, 이로 인하여 공압스위치박스(20)에 설치되는 3개의 압력스위치(201~203)가 각 터미널(T)에 적용시킬 수 있는 기준압력값을 전체 여섯 개의 그룹(A/B/C/D/E/F)으로 나누게 됨과 동시에 그 기준압력값을 전제로 한 범위내에서 높은 압력(High side)과 낮은 압력(Low side)로 다시 세분되어지도록 함으로서, 각 국가나 지역에 따라 다소 차이가 있는 터미널(T)의 비상정지 조건에 맞는 압력값을 비교적 폭넓게 확보할 수 있게 된다.

다시 말해서, 선박이 해당 터미널(T)에 접안하여 적재 및 하역작업을 수행하는 정상적인 상황에서는 상기 각각의 압력스위치(115~117)(201~203)로부터 입력되는 신호에 의하여 비상정지컨트롤러(40)가 공압조절용 솔레노이드 밸브(106)를 제어함과 동시에 공압라인의 내부압력을 해당 터미널(T)의 비상정지 기준압력값과 비교하게 됨으로서, 공압장치로부터 에어공급용 솔레노이드 밸브(103)를 통하여 공기조절반(10)과 터미널(T)을 연결하는 공압라인으로 유입되는 공기의 압력을 해당 터미널(T)의 비상정지 조건보다 높은 압력값으로 제어할 수 있게 됨으로서, 하나의 선박이 각 국의 항만이나 부두를 통하여 접안할 수 있는 조건을 갖출 수 있게 되는 것이다.

상기와 같이 선박이 해당 터미널(T)에 접안하여 정상적인 적재 및 하역작업을 수행하는 도중에 선박에서 화재 등과 같은 비상상황이 발생하게 되면, 비상정지컨트롤러(40)가 에어공급용 솔레노이드 밸브(103)를 폐쇄시킴과 동시에 에어배출용 솔레노이드 밸브(301)를 개방시켜 선박과 터미널(T)을 연결하는 공압라인의 내부공기를 외부로 배출시킴으로서, 공압라인의 내부압력이 해당 터미널(T)의 비상정지 기준압력값보다 떨어지는 것을 신호로 하여 터미널(T)에 비상상황을 즉시 전달할 수 있게 되는 것이며, 해당 터미널(T)측에도 선박과 같은 비상정지시스템이 설치되어 있어 동일한 방법으로 터미널(T)의 비상상황을 선박측으로 즉시 전달할 수 있게 된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 선박용 비상정지시스템은 공기조절반(10)과 공압스위치박스(20)의 내부에 압력스위치(115~117)(201~203)를 각각 3개씩 장착하여야 함으로서, 공기조절반(10)과 공압스위치박스(20)의 전체적인 부피가 대형화되는 문제점이 있었을 뿐만 아니라, 각각의 압력스위치(115~117)(201~203)와 연결되는 공압라인과 전선에 의한 배관 및 회로의 구조 또한 매우 복잡하게 되는 문제점이 있었으며, 이로 인하여 비상정지시스템의 설치여건에 많은 제약을 받게 됨과 동시에 시스템의 설치 및 그 유지관리에도 많은 비용이 소요되는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 비상정지시스템은 각각의 압력스위치(115~117)(201~203)에 의하여 미리 설정되어 있는 여섯 개 그룹에 해당하는 압력값 이외에 다른 기준 압력값을 가지는 터미널(T)이 존재할 경우, 공기조절반(10)과 공압스위치박스(20)의 내부에 압력스위치를 추가로 설치하여야 하는 문제점이 있었고, 이로 인하여 공기조절반(10)과 공압스위치박스(20)의 내부에 압력스위치의 추가설치를 위한 여분의 공간을 확보하여야 함으로서, 시스템의 전체적인 부피가 더욱 커지게 될 뿐만 아니라 그 배관 및 회로의 구조 또한 더욱 복잡하게 되어 시스템의 설치 및 유지관리측면에서 바람직하지 못한 문제점을 야기시켰으며, 선박이 터미널(T)에 접안하여 시스템이 정상적으로 작동하고 있는 경우에는 그 터미널(T)에 해당하는 하나의 압력스위치만이 사용되고 나머지의 압력스위치는 사용되지 않기 때문에 시스템의 작동이 비효율적으로 되는 문제점이 있었다.

그리고, 상기한 각각의 압력스위치(115~117)(201~203)는 여러 터미널(T)의 비상정지 기준압력값에 맞도록 압력스위치(115~117)(201~203)에 설치된 압력설정용조절볼트를 사람이 일일이 손으로 조작하여야 하는 데, 눈으로 설정값을 읽으면서 손으로 볼트를 조정함에 따라 각각의 압력스위치(115~117)(201~203)를 정확한 압력값으로 세팅하기가 거의 불가능한 문제점이 있었고, 제 2에어공급용 솔레노이드 밸브(109)의 직후방에 설치되는 제 1압력스위치(110)의 경우 공압라인을 통한 공기의 유입여부만을 체크할 수 있을 뿐 수동밸브(101)의 인위적인 개폐나 공압장치의 이상 징후를 즉시 체크할 수 없는 문제점이 있었으며, 이로 인하여 시스템의 작동과정에서 압력스위치(115~117)(201~203)에 의하여 세팅되는 압력값과 터미널(T)에서 요구하는 기준 압력값 사이에 일정한 범위의 오차가 항상 발생하는 등 시스템에 의한 정확한 제어기능을 달성하기 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명에 의한 선박용 비상정지시스템은 공압라인의 내부압력을 터미널에서 요구하는 비상정지 기준압력값으로 조절시키기 위한 공기조절반과, 공압라인을 통하여 공급되는 공기압력의 이상유무를 테스트하기 위한 공압전달박스에 하나의 압력전달장치를 각각 설치한 상태에서, 상기 압력전달장치로부터 출력된 신호에 의하여 그 개폐율이 비례제어되는 전공조절장치를 공기조절반에 설치함과 동시에, 공압전달박스에 설치된 상기 압력전달장치를 사용하여 공압라인의 내부압력을 비상정지컨트롤러에 입력된 비상정지 기준압력값과 비교함으로서 시스템에 의한 비상정지 작동이 이루어질 수 있도록 하며, 상기 비상정지 기준압력값을 버튼식 디지털입력기를 통하여 비상정지컨트롤러에 입력시킬 수 있도록 함으로서, 시스템을 구성하는 장치와배관의 구조를 매우 단순화시키면서도 공압라인의 내부압력을 각종 터미널에서 요구하는 비상정지 기준압력값으로 신속하고 용이하게 세팅시킬 수 있도록 하며, 이로 인하여 시스템의 오작동을 방지하고 그 제어기능을 최대한으로 향상시킴과 동시에 시스템의 설치와 그 유지보수에 따른 작업의 편의성과 비용절감을 도모할 수 있도록 하는 것을 그 기술적 과제로 한다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 공압장치로부터 공압라인을 통하여 공급되는 공기의 압력을 해당 터미널에서 요구하는 압력으로 조절시키기 위한 공기조절반과, 공압라인을 통하여 공급되는 공기압력의 이상유무를 테스트하기 위한 공압스위치박스와, 비상정지 상황시 공압라인 내부의 공기를 외부로 배출시키기 위한 공기배출밸브박스와, 시스템의 전체적인 작동을 제어하기 위한 비상정지컨트롤러로 이루어지는 것에 있어서, 상기 공기조절반의 내부에는 공압장치로부터 수동밸브를 거쳐 연장되는 공압라인상에 압력스위치와 에어공급용 솔레노이드 밸브와 전공조절장치가 순차적으로 설치되어 각각의 장치가 터미널박스를 거쳐 비상정지컨트롤러와 접속되도록 설치되며, 상기 압력스위치는 수동밸브의 직후방에서 압력게이지를 구비한 상태로 공압라인과 연결되고, 상기 에어공급용 솔레노이드 밸브의 전방측에는 미분분리기가 공압라인상에 설치되며, 상기 전공조절장치의 후방측에는 공압라인의 내부압력에 해당하는 출력신호를 비상정지컨트롤러로 전송하여 공압라인의 내부압력이 비상정지컨트롤러에 입력된 해당 터미널의 비상정지 기준압력값보다 일정값 높게 전공조절장치의 개폐율이 비례제어되도록 하는 제 1압력전달장치가 공압라인과 연결 설치되는 것을 특징으로 하며, 상기 공압스위치박스는 그 내부에하나의 제 2압력전달장치를 구비하는 공압전달박스로 이루어지고, 상기 제 2압력전달장치는 공압라인의 내부압력에 비례하는 출력신호를 비상정지컨트롤러로 전송하여 비상상황시 시스템에 의한 비상정지 작동이 이루어지도록 설치되는 것을 특징으로 하며, 해당 터미널에서 요구되는 상기 비상정지 기준압력값을 비상정지컨트롤러의 CPU로 입력시키기 위한 버튼식 디지털입력기가 비상정지컨트롤러와 접속 설치되는 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래의 선박용 비상정지시스템을 나타내는 배관 및 회로도.

도 2는 본 발명에 의한 선박용 비상정지시스템을 나타내는 배관 및 회로도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 공기조절반 11 : 수동밸브 12 : 압력스위치

13 : 압력게이지 14 : 미분분리기 15 : 에어공급용 S/V

16 : 전공조절장치 17 : 제 1압력전달장치 18 : 터미널박스

19,22 : 3방 테스트콕 20' : 공압전달박스 21 : 제 2압력전달장치

30 : 공기배출밸브박스 31 : 에어배출용 S/V 40 : 비상정지컨트롤러

41 : 링크셀렉터 42 : 디지털입력기 43 : 리셋버트

44 : 테스트버튼 45 : 캔슬셀렉터 46 : 포트셀렉터

이하, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 선박용 비상정지시스템의 전체적인 구성은 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 에어컴프레셔나 에어탱크와 같은 공압장치로부터 공압라인(굵은 실선으로 도시)을 통하여 공급되는 공기의 압력을 해당 터미널(T)에서 요구하는 비상정지 기준압력값으로 조절시키기 위한 공기조절반(10)과, 상기 공기조절반(10)으로부터 공압라인을 통하여 공급되는 공기압력의 이상유무를 테스트하기 위한 수단으로서 종래의 공압스위치박스(20)를 대신하는 공압전달박스(20')와, 비상정지 상황시 공압라인 내부의 공기를 외부로 배출시켜 비상상황을 알리기 위한 공기배출밸브박스(30)와, 시스템의 전체적인 작동을 제어하기 위한 비상정지컨트롤러(40)로 이루어져 있다.

상기 공기조절반(10)의 내부에는 공압장치로부터 연장되는 공압라인상에 라인의 개폐를 위한 수동밸브(11)가 설치되고, 그 후방으로 연장되는 공압라인상에는공압장치로부터 공급되는 공기중의 미세한 먼지나 이물질 등을 여과기를 통하여 걸러낼 수 있도록 미분분리기(14)가 설치되며, 상기 미분분리기(14)를 거쳐 연장되는 공압라인상에는 시스템의 정상적인 작동시 항상 개방상태(ON)를 유지하고 비상상황시 폐쇄상태(OFF)로 유지되는 에어공급용 솔레노이드 밸브(15)가 설치된다.

또한, 상기 수동밸브(11)와 미분분리기(14)의 사이에 해당하는 공압라인에는 압력스위치(12)(유체의 압력이 설정된 값에 도달할 경우 접점이 개폐되는 부품으로서 유,공압용 안전장치 및 검출장치에 널리 사용된다)가 3방 테스트콕(19)을 거쳐 연결 설치되는 데, 이와 같이 압력스위치(12)를 수동밸브(11)의 직후방에 설치하게 되면, 수동밸브(11)의 인위적인 개폐나 에어컴프레셔 또는 에어탱크와 같은 공압장치의 이상유무(압력변화)를 압력스위치(12)가 즉시 체크하여 비상정지컨트롤러(40)로 출력신호를 전송함으로서 시스템의 정상적인 작동에 보다 크게 기여할 수 있게 되며, 상기 압력스위치(12)와 3방 테스트콕(19)이 연결되는 공압라인에는 그 내부로 공급되는 공기의 압력을 시각적으로도 체크할 수 있도록 압력게이지(13)가 병렬식으로 연결 설치된다.

그리고, 본 발명의 요부에 해당하는 구성요소로서, 상기 에어공급용 솔레노이드 밸브(15)의 후방으로 연장되는 공압라인상에는 전공조절장치(16)가 설치되고, 그 후방측으로 연장되는 공압라인에는 제 1압력전달장치(17)가 3방 테스트콕(19)을 거쳐 연결 설치되는 데, 상기 전공조절장치(16)(Electro-Pneumatic Regulator)는 제 1압력전달장치(17)로부터 비상정지컨트롤러(40)로 입력된 신호에 의하여 그 개폐율이 조절됨으로서 공압라인을 통하여 공급되는 공기의 압력을 조절시키는 역할을 하며, 상기 제 1압력전달장치(17)는 공압라인을 통하여 유입된 공기압력을 감지하여 비상정지컨트롤러(40)로 4~20mA의 출력신호를 전송하는 역할을 한다.

따라서, 종래의 경우와 같이 공기조절반(10)에 3개의 압력스위치(115~117)를 설치하여 공압라인의 내부압력을 비상정지컨트롤러(40)로 전송시키는 대신에, 이와 동일한 기능을 하는 하나의 압력전달장치(17)만을 공기조절반(10)에 설치한 상태에서, 접안하고자 하는 해당 터미널(T)의 비상정지 기준압력값을 상기 비상정지컨트롤러(40)에 기입력시킨 다음, 상기 제 1압력전달장치(17)로부터 전송된 출력값과 기입력된 비상정지 기준압력값을 비상정지컨트롤러(40)가 비례미적분 제어방식에 의하여 연산처리한 후 그 출력값을 전공조절장치(16)에 전달시켜 전공조절장치(16)의 개폐율이 조절되도록 하면, 공압라인의 내부압력을 해당 터미널(T)의 비상정지 기준 압력값보다 일정값 높은 압력값으로 신속하고 용이하게 조절할 수 있게 될 뿐만 아니라 공기조절반(10)의 전체적인 부피를 축소시킴과 동시에 그 배관 및 회로의 구조 또한 단순화시킬 수 있게 되는 것이다.

상기와 같은 구성으로 이루어지는 공기조절반(10)의 내부를 관통하여 항만이나 부두와 같은 터미널(T)로 연장되는 공압라인(선박의 접안위치에 상관없이 시스템을 터미널에 용이하게 연결시킬 수 있도록 2개의 라인으로 연장된다)을 종래의 구성 즉, 3개의 압력스위치(201~203)를 그 내부에 구비하는 공압스위치박스(20)와 공기배출밸브박스(30)의 내부를 통하여 삽입되도록 분기시킴으로서, 공압스위치박스(20)의 내부로 분기된 공압라인이 3개의 압력스위치(201~203)와 병렬식으로 연결되도록 하더라도 본 발명에 의한 선박용 비상정지시스템의 작동에는 지장을 초래하지 않게 된다.

그러나, 상기와 같이 3개의 압력스위치(201~203)를 구비하는 종래의 공압스위치박스(20) 대신에, 그 내부에 상기 압력스위치(201~203)의 역할을 하는 하나의 압력전달장치 즉, 제 2압력전달장치(21)를 구비하는 공압전달박스(20')를 설치하여 사용하는 것이 바람직한데, 상기 제 2압력전달장치(21)는 공기조절반(10)에 설치된 전공조절장치(16)를 거쳐 공압라인 및 3방 테스트 콕(22)을 통하여 유입된 공기압력을 감지하여 4~20mA의 출력신호를 비상정지컨트롤러(40)로 전송함으로서, 비상정지컨트롤러(40)에 기입력 되어있는 해당 터미널(T)의 비상정지 기준압력값보다 제 2압력전달장치(21)로부터 전송되는 출력값이 설정치 이하로 떨어지게 되면, 비상정지컨트롤러(40)가 비상상황이 발생된 것으로 인지하여 시스템에 의한 비상정지 작동을 수행하도록 하는 역할을 하게 된다.

상기와 같이 종래의 공압스위치박스(20)를 대신하여 공압전달박스(20')를 설치하게 되면, 3개의 압력스위치(201~203)를 구비하였던 종래의 공압스위치박스(20)에 비하여 그 설치면적을 축소시킬 수 있게 됨으로서, 상기 공기조절반(10)과 함께 시스템의 설치부피를 더욱 최소화시킬 수 있을 뿐만 아니라 시스템을 이루는 전체적인 배관과 회로의 구조 또한 더욱 단순하게 구성할 수 있게 되며, 이로 인하여 시스템의 설치 및 그 유지관리에 따른 비용절감에 크게 기여할 수 있게 됨과 동시에, 상기 제 1압력전달장치(17)와 함께 전공조절장치(16)의 개폐율을 동시에 비례 제어하여 공압라인의 내부압력을 해당 터미널(T)의 비상정지 기준압력값 보다 일정값 높은 압력으로 보다 신속하고 용이하게 세팅시킬 수 있게 되는 것이다.

그리고, 본 발명에 의한 시스템에 설치되는 공기배출밸브박스(30)는 종래의 경우와 마찬가지로 항만이나 부두와 같은 터미널(T)로 연장되는 공압라인이 분기되어 그 분기된 공압라인상에 비상상황시 공압라인의 내부공기를 외부로 배출시키기 위한 에어배출용 솔레노이드 밸브(31)가 설치되는 데, 종래의 경우에 의한 시스템과 본 발명에 의한 시스템을 보다 용이하게 구분하기 위하여 각각 "301"과 "31"의 서로 다른 도면부호로서 표기한 것에 지나지 않는다.

그리고, 위에서 개략적으로 설명되어진 바와 같이, 상기 공기조절반(10)의 내부에 설치되는 압력스위치(12)와 에어공급용 솔레노이드 밸브(15)와 전공조절장치(16) 및 제 1압력전달장치(17)는 도면상 점선으로 도시되는 전선에 의하여 공기조절반(10)의 내부에 설치되는 터미널박스(18)를 거쳐 비상정지컨트롤러(40)와 접속되고, 상기 공압전달박스(20') 및 공기배출밸브박스(30)의 내부에 설치되는 제 2압력전달장치(21)와 에어배출용 솔레노이드 밸브(31) 또한 전선에 의하여 비상정지컨트롤러(40)와 접속된 구성으로 이루어지게 된다.

그리고, 선박의 화물제어실(Cargo control room)에 설치되는 것으로서, 선박과 터미널(T)을 연결하는 시스템의 링크를 전자식(Electrical)이나 광학식(Optical) 또는 전자/광학식(El/Op)이나 중지(Inhibit) 중에서 선택하기 위한 링크셀렉터(41)와, 시스템의 리셋 및 테스트버튼(43)(44)과, 시스템의 가동 및 그 중지를 선택하기 위한 캔슬셀렉터(45)와, 화물의 적하상태(적재 또는 하역)을 구별하기 위한 포트셀렉터(46)가 전선(점선으로 도시)에 의하여 상기 비상제어컨트롤러(40)와 접속된 구성은 종래의 경우와 동일하게 이루어지며, 단지 차이가 있는점은 해당 터미널(T)에서 요구하는 비상정지 기준압력값을 화물제어실에서 비상정지컨트롤러(40)를 통하여 입력시킬 수 있도록 버튼식 디지털입력기(42)가 설치된다는 것이다.

상기와 같이 버튼식 디지털입력기(42)를 화물제어실에 설치하는 이유는, 본 발명에 의한 시스템의 경우 종래의 시스템과는 달리 다수 개의 압력스위치를 사용하지 않고 공기조절반(10)과 공압전달박스(20')의 내부에 각각 하나의 압력전달장치(17)(21)만을 사용함으로서, 해당 터미널(T)의 기준압력값을 여러 개의 압력그룹 중에서 택일하는 종래의 공압셀렉터(402) 대신에 화물제어실에 설치되어 있는 푸쉬버튼을 이용하여 해당 터미널(T)의 비상정지 기준압력값을 세팅시키는 수단이 요구되어지는데, 이와 같은 세팅수단은 종래의 경우와 같이 압력스위치 자체에 설치되는 것보다 비상정지컨트롤러(40)와 접속되는 버튼식 디지털입력기(42)를 화물제어실에 설치하여 사용하는 것이 비상정지 기준압력값을 해당 터미널(T)이 원하는 임의의 값으로 신속하게 조작할 수 있는 편의성과 그 제어기능을 보다 향상시킬 수 있기 때문이다.

상기와 같이 화물제어실에 설치되어 사용되는 버튼식 디지털입력기(40)는 그 일측에 비상정지컨트롤러(40)를 통하여 최초로 세팅된 값을 기준으로 그 압력값을 가감시킬 수 있도록 하는 누름식 조작버튼(Setting button)이 설치됨과 동시에 그 타측에는 비상정지컨트롤러(40)를 통하여 입력되는 압력값을 조작자가 직접 눈으로 확인할 수 있도록 압력값의 상태를 숫자 또는 그래프 등으로 표시할 수 있는 액정화면을 구비하고 있는 것으로서, 이 외에도 동일한 기능을 가지는 여러 가지 형태의 디지털입력기를 사용할 수 있다.

이하, 상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명에 의한 선박용 비상정지시스템의 작용관계를 첨부된 도 2를 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명에 의한 비상정지시스템이 설치된 선박을 특정 터미널(T)로 접안시킨 후, 선박의 화물제어실에 설치된 버튼식 디지털입력기(42)를 통하여 해당 터미널(T)에 적용되는 비상정지 기준압력값을 세팅시킨 다음, 공기조절반(10)을 거쳐 터미널(T)측으로 연장되는 공압라인을 터미널(T)에 설치된 공압라인과 접속시킴으로서 선박과 터미널(T)이 하나의 공압라인을 공유할 수 있도록 하게 된다.

상기와 같은 상태에서 화물제어실에 설치된 링크셀렉터(41)를 조작하여 선박과 터미널(T)의 링크를 전자식(Electrical) 또는 광학식(optical)으로 선택하고, 포트셀렉터(46)를 조작하여 선박의 적하방식(적재 또는 하역)을 선택함으로서 비상정지시스템의 작동을 위한 환경을 조성시킨 다음, 최초 시스템의 정지(Cancel) 위치에 놓여있는 캔슬셀렉터(45)를 조작하여 비상정지시스템을 작동(Normal) 상태로 선택하게 되면, 상기 비상정지컨트롤러(40)가 공기조절반(10)과 공압전달박스(20') 및 공기배출밸브박스(30)로 이루어지는 전체적인 시스템을 작동 가능하게 세팅하게 된다.

상기와 같은 상태에서 공기조절반(10)에 설치된 수동밸브(11)를 개방하게 되면, 에어컴프레셔나 에어탱크와 같은 공압장치로부터 공압라인을 통하여 공기가 공급되는 데, 이와 같이 공급되는 공기가 상기 수동밸브(11)를 거쳐 압력스위치(12)와 압력게이지(13) 및 미분분리기(14)측으로 일차 유입됨으로서, 수동밸브(11)의개폐여부 및 공압장치의 이상유무를 압력스위치(12)로서 신속히 체크하여 비상정지컨트롤러(40)가 공압장치를 적절하게 제어하게 됨과 동시에 압력게이지(13)에 의하여 공압라인으로 공급되는 공기의 압력을 시각적으로도 보여주게 되며, 상기 미분분리기(14)는 공기중에 함유된 미세한 먼지나 이물질 등을 여과기를 통하여 걸러줌으로서 시스템을 이루는 각종 부품의 고장과 오작동을 방지하게 된다.

상기와 같이 미분분리기(14)를 거친 공기는 공압라인을 통하여 시스템의 정상적인 작동상태에서 항상 개방(ON)되어 있는 에어공급용 솔레노이드 밸브(15)를 통과한 다음 전공조절장치(16)를 거쳐 제 1압력전달장치(17)로 유입되는 데, 상기 제 1압력전달장치(17)는 공압라인을 통하여 유입된 압력값에 비례하여 4~20mA의 신호를 비상정지컨트롤러(40)로 전송시키게 되고, 상기 비상정지컨트롤러(40)는 기입력된 해당 터미널(T)의 비상정지 기준압력값과 제 1압력전달장치(17)로부터 전송된 출력값을 이용하여 비례미적분 제어방식에 의한 연산처리를 행한 다음, 그 연산처리된 값을 전공조절장치(16)로 입력시키게 된다.

여기서, 비상상황이 아닌 정상상태로 시스템이 작동되려고 하면, 해당 터미널(T)의 비상정지 기준압력값보다 공압라인의 내부 압력값이 높아야 하므로(비상정지 기준압력값 이하로 공기의 압력이 떨어지게 되면 비상정지시를 기준으로 시스템이 작동되기 때문임), 비례미적분 방식에 의한 연산처리 과정에서 상기 비상정지컨트롤러(40)가 해당 터미널(T)의 비상정지 기준압력값보다 높은 값을 출력하도록 제어하게 된다.

예를 들어서, 어떤 임의의 터미널(T)에서 요구하는 비상정지 기준압력값이3.5bar라고 가정한다면, 버튼식 디지털입력기(42)를 이용하여 상기 비상정지컨트롤러(40)의 CPU(중앙처리장치)에 3.5bar에 해당하는 입력값을 세팅시키게 되면, 공압라인을 따라 유입되는 공기의 압력을 제 1압력전달장치(17)가 감지하여 비상정지컨트롤러(40)에 4~20mA의 출력신호를 전송(이 때의 전송값을 0.5bar라고 가정한다)함과 동시에 비상정지컨트롤러(40)의 CPU는 비상정지 기준압력값(3.5bar)과 제 1압력전달장치(17)로부터 출력된 값(0.5bar)을 이용하여 비례미적분에 의한 제어를 행하게 된다.

이때, 시스템의 정상적인 작동을 위해서는 공압라인의 내부압력이 비상정지 기준압력값보다 높은 압력값으로 유지되어야 하기 때문에, 비상정지컨트롤러(40)가 비상정지 기준압력값에 임의의 값을 더해 주게 되는 데, 이 때에 적용되는 임의의 값을 0.5bar라고 가정한다면 전공조절장치(16)와 제 1압력전달장치(17)가 최종적으로 받아들어져야 하는 압력값은 비상정지컨트롤러(40)에 세팅된 비상정지 기준압력값인 3.5bar에 임의의 값 0.5bar가 더해진 4.0bar의 압력값이 된다.

따라서, 비상정지컨트롤러(40)가 제 1압력전달장치(17)의 최초 출력값 즉, 0.5bar값을 이용하여 비례미적분 제어를 행함으로서 연산된 값이 2.0bar가 되었다면, 전공조절장치(16)는 그 값만큼 내부의 전자밸브를 개방시켜 2bar만큼의 공기를 유입시킬 것이고, 또한 이 공기압력은 공압라인을 통하여 제 1압력전달장치(17)로 재전달되어 제 1 압력전달장치(17)가 2bar만큼의 출력값을 비상정지컨트롤러(40)로 전송시키게 되며, 비상정지컨트롤러(40)가 이 값을 비례미적분 제어에 의한 연산을 통하여 다시 전공조절장치(17)로 신호를 보내주는 것에 의하여 공압라인의 내부 압력이 4.0bar의 안정적인 값이 될 때까지 전공조절장치(16)가 계속하여 피드백 제어하게 되는 것이다.

이로 인하여, 종래의 경우와 같이 공압라인의 내부압력을 측정하기 위하여 3개의 압력스위치(115~117)를 공기조절반(10)에 설치하였던 방식을 하나의 압력전달장치(17)로 대신할 수 있게 됨으로서, 공압라인을 통하여 공급되는 공기의 압력을 해당 터미널(T)의 비상정지 기준압력값으로 신속하고 용이하게 조절할 수 있게 될 뿐만 아니라, 공기조절반(10)의 전체적인 부피를 축소시킴과 동시에 그 배관 및 회로의 구조 또한 단순화시킬 수 있게 되는 것이다.

그리고, 상기 버튼식 디지털입력기(42)에 의하여 비상정지컨트롤러(40)에 설정되는 압력값을 바꾸어 주기만 하면, 압력전달장치(17)와 전공조절장치(16)에 의한 공기압의 제어를 통하여 세계 각 국의 어떠한 터미널(T)이라도 선박이 접안할 수 있는 조건을 갖출 수 있게 되며, 시스템을 이루는 부품이나 공압라인을 통하여 누설되는 소량의 공기까지 감지하여 공압라인의 내부압력을 해당 터미널(T)에 맞는 적절한 압력값으로 보다 섬세하게 제어할 수 있게 되는 것이다.

상기와 같이 공기조절반(10)의 제 1압력전달장치(17)를 거쳐 공기조절반(10)의 외부로 나온 공기는 해당 터미널(T)과 연결된 공압라인을 따라 터미널(T)측으로 공급됨과 동시에, 그 공압라인상에 설치되는 공압전달박스(20')와 공기배출밸브박스(30)의 내부로 유입되는 데, 상기 공압전달박스(20')에는 공기조절반(10)에 설치된 것과 같은 제 2압력전달장치(21)가 설치되며, 상기 제 2압력전달장치(21)는 공압라인을 통하여 공압전달박스(20')의 내부로 유입되는 공기의 압력값에 비례하여4~20mA의 신호를 비상정지컨트롤러(40)에 전송시킴으로서, 비상정지컨트롤러(40)에 기입력된 기준압력값보다 제 2압력전달장치(21)로부터 입력되는 압력값이 낮아질 경우, 비상정지컨트롤러(40)가 비상상황을 인지하여 시스템에 의한 비상정지 작동이 이루어지도록 하는 역할을 하게 되며, 상기 공기배출밸브박스(30)에 설치된 에어배출용 솔레노이드 밸브(31)는 시스템의 정상적인 작동중에는 폐쇄(OFF)된 상태로 유지된다.

상기와 같이 공압전달박스(20')에 제 2압력전달장치(21)를 설치함으로서, 3개의 압력스위치(201~203)를 설치하였던 종래의 공압스위치박스(20)에 비하여 그 설치면적을 축소시킬 수 있게 되고, 이로 인하여 상기 공기조절반(10)과 함께 시스템의 전체적인 설치부피를 더욱 최소화시킬 수 있을 뿐만 아니라, 시스템을 이루는 전체적인 배관과 회로의 구조 또한 더욱 단순하게 구성할 수 있게 되며, 이로 인하여 시스템의 설치 및 그 유지관리에 따른 비용절감에 보다 크게 기여할 수 있게 되는 것이다.

상기와 같은 방식으로 본 발명의 비상정지시스템이 정상적으로 작동되어 선박과 터미널(T)을 연결하는 공압라인의 내부에 일정한 압력의 공기가 공급되도록 한 상태에서 선박의 적재 및 하역작업을 수행하는 도중에 화재와 같은 비상상황이 발생하게 되면, 선박에 설치된 비상가용성 용융플러그 박스의 온도절단기(Thermal cut-off)가 일정한 온도에 의하여 녹아내림으로서 케이블과의 연결이 끊어지거나, 선박의 각종 장소에 설치된 수동식 비상누름버튼을 사람이 누르는 식으로 하여 비상상황을 알리는 각종 정보가 비상정지컨트롤러(40)로 입력된다.

상기와 같이 비상상황을 알리는 정보가 비상정지컨트롤러(40)로 입력되면, 비상정지컨트롤러(40)가 에어공급용 솔레노이드 밸브(15)를 폐쇄(OFF)시킴과 동시에 에어배출용 솔레노이드 밸브(31)를 개방(ON)시켜 선박과 터미널(T)을 연결하는 공압라인의 내부공기를 외부로 배출시킴으로서, 공압라인의 내부압력이 해당 터미널(T)의 비상정지 기준압력값보다 떨어지는 것을 신호로 하여 터미널(T)에 비상상황을 즉시 전달할 수 있게 되는 것이며, 해당 터미널(T)측에도 에어배출용 솔레노이드 밸브(31)의 기능을 하는 장치가 설치되어 동일한 방법으로 터미널(T)의 비상상황을 선박측으로 즉시 전달할 수 있게 된다.

상기와 같이 선박과 터미널(T)이 비상상황을 동시에 인지하여 선박의 적재 및 하역작업을 즉시 중단시킨 다음 선박을 해당 터미널(T)로부터 분리시킴으로서 대형사고를 미연에 방지하게 되며, 비상상황이 해제된 경우에는 선박을 다시 터미널(T)로 접안시킴과 동시에 선박과 터미널(T)을 공압라인으로 연결시킨 다음, 화물제어실에 설치된 리셋버튼(43)을 누르게 되면, 에어배출용 솔레노이드 밸브(31)가 다시 폐쇄(OFF)됨과 동시에 공기조절반(10)의 에어공급용 솔레노이드 밸브(15)가 다시 개방(ON)되어 시스템이 정상작동 상태로 복원되며, 이와 같이 시스템이 정상적으로 작동되도록 한 상태에서 선박의 적재 및 하역작업을 지속적으로 수행할 수 있게 되는 것이다.

상기와 같이 본 발명에 의한 선박용 비상정지시스템은, 공기조절반에 설치되는 수동밸브의 직후방에 압력스위치를 설치하여 수동밸브의 인위적인 개폐나 공압장치의 이상유무를 압력변화를 통하여 즉시 체크할 수 있도록 함으로서, 시스템의 정확한 작동을 이루어냄과 동시에 공압장치의 고장을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있고, 공기조절반에 설치하였던 3개의 압력스위치를 하나의 압력전달장치로 대체할 수 있도록 함으로서, 공압라인을 통하여 공급되는 공기의 압력을 해당 터미널의 비상정지 기준압력값으로 신속하고 용이하게 조절할 수 있는 효과가 있을 뿐만 아니라, 공기조절반의 전체적인 부피를 축소시키고 그 배관 및 회로의 구조 또한 단순화시킬 수 있는 효과가 있다.

특히, 선박의 화물제어실에 비상정지컨트롤러와 접속되는 버튼식 디지털입력기를 설치함으로서, 비상정지컨트롤러를 통하여 해당 터미널에서 요구하는 비상정지 기준압력값을 보다 손쉽고 정확하게 입력시킬 수 있는 효과가 있고, 비상정지컨트롤러에 설정되는 압력값을 바꾸어 주는 매우 간단한 조작만으로도 압력전달장치와 전공조절장치에 의하여 세계 각 국의 어떠한 터미널이라도 선박이 접안할 수 있는 조건을 갖출 수 있도록 하는 매우 유용한 효과가 있으며, 전공조절장치의 제어에 의하여 시스템을 이루는 부품이나 공압라인을 통하여 누설되는 소량의 공기까지 체크하여 공압라인의 내부압력을 해당 터미널의 적정 압력값에 근접하도록 보다 섬세하게 제어할 수 있는 효과가 있다.

또한, 3개의 압력스위치를 설치하였던 종래의 공압스위치박스 대신에 공기조절반에 설치된 것과 같은 하나의 압력전달장치를 구비하는 공압전달박스를 설치함으로서, 공기조절반과 함께 시스템의 전체적인 설치부피를 더욱 최소화시킬 수 있을 뿐만 아니라, 시스템을 이루는 전체적인 배관과 회로의 구조 또한 더욱 단순하게 구성할 수 있는 효과가 있고, 이로 인하여 시스템의 설치 및 그 유지관리에 따른 비용절감에 보다 크게 기여할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (3)

1. 공압장치로부터 공압라인을 통하여 공급되는 공기의 압력을 해당 터미널(항만이나 부두)에서 요구하는 압력으로 조절시키기 위한 공기조절반(10)과, 공압라인을 통하여 공급되는 공기압력의 이상유무를 테스트하기 위한 공압스위치박스(20)와, 비상정지 상황시 공압라인 내부의 공기를 외부로 배출시키기 위한 공기배출밸브박스(30)와, 시스템의 전체적인 작동을 제어하기 위한 비상정지컨트롤러(40)로 이루어지는 것에 있어서,

   상기 공기조절반(10)의 내부에는 공압장치로부터 수동밸브(11)를 거쳐 연장되는 공압라인상에 압력스위치(12)와 에어공급용 솔레노이드 밸브(15)와 전공조절장치(16)가 순차적으로 설치되어 각각의 장치(12)(15)(16)가 터미널박스(18)를 거쳐 비상정지컨트롤러(40)와 접속되도록 설치되며,

   상기 압력스위치(12)는 수동밸브(11)의 직후방에서 압력게이지(13)를 구비한 상태로 공압라인과 연결되고, 상기 에어공급용 솔레노이드 밸브(15)의 전방측에는 미분분리기(14)가 공압라인상에 설치되며,

   상기 전공조절장치(16)의 후방측에는 공압라인의 내부압력에 해당하는 출력신호를 상기 비상정지컨트롤러(40)로 전송하여 공압라인의 내부압력이 비상정지컨트롤러(40)에 입력된 해당 터미널의 비상정지 기준압력값보다 일정값 높게 전공조절장치(16)의 개폐율이 비례제어되도록 하는 제 1압력전달장치(17)가 공압라인과 연결 설치되는 것을 특징으로 하는 선박용 비상정지시스템.
2. 제 1항에 있어서, 상기 공압스위치박스(20)는 그 내부에 하나의 제 2압력전달장치(21)를 구비하는 공압전달박스(20')로 이루어지며,

   상기 제 2압력전달장치(21)는 공압라인의 내부압력에 비례하는 출력신호를 비상정지컨트롤러(40)로 전송하여 비상상황시 시스템에 의한 비상정지 작동이 이루어지도록 설치되는 것을 특징으로 하는 선박용 비상정지시스템.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 해당 터미널에서 요구하는 상기 비상정지 기준압력값을 비상정지컨트롤러(40)의 CPU(중앙처리장치)로 입력시키기 위한 버튼식 디지털입력기(42)가 비상정지컨트롤러(40)와 접속 설치되는 것을 특징으로 하는 선박용 비상정지시스템.