• Journal of the KSME
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• v.44 no.1
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• pp.27-27
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• 2004

미국 국방부 소속 육군차량사업부(National A Automotive Center)는 대체에너지를 이용한 군용 차량 개발을 위해 Michigan 주 Rochester Hills에 위치한 E Energy Conversion Devices(ECD) 사와 일부 기술 개발 에 대한 기술 제휴를 한다고 발표했다. 국방부는 태양전 지와 수소를 연료로 사용하는 대체에너지 차량을 개발하 기 위해 ECD에 1단계 연구에 필요한 연구비를 지원했다. 이번 연구에는 연료전지를사용한차량개발을위해 5 500,$\omega$0달러가 투자되는데, Texaco Ovollic Hydrogen S Systems(TOHC)의 고체 휴대용 수소 연료와 채충천 (refueling) 시스탬이 주요 개발 목표로 설정됐다. ECD의 역할은 최근 개발된 Toyota Prius에 시범 적으로 장착된 저압 고체형 수소 저장 시스템의 기술을 군용 차량에 알맞게 전환시키는 것이다. TOHC와 ECD가 개발한 고체형 수소 보관 시스댐은 고압을 요구하는 연료전지 차량의 수소 저 장 시스템이 갖고 있는 많은 문제점들을 해결할 수 있을 것으로 기대되는 연료전지를 이용한 엔진 개발 중 최신 기술이다. 특히 전투 상황에서 차량이 폭발하기 쉬운 수소 저장 탱크를 장착한 채 전 장으로간다는 것은적에게 노출 될 경우자살과마찬가지인 치명적인 피해를 입을수 있다. 이 프로젝트의 개요를 살펴보면, 수소 저장 시스템은 적어도 약 lOkg의 수소를 적은 용적 내에 낮은 압력에서 안전하게 고체 상태로 저장할 수 있다. 이 고체 저장 용기는 하루에 두 번 1.7kg의 수소를 10분 이내에 재급유할 수 있다. 수소는대부분고압가스형태나저온액체 형태로보관된다. 기체나액체 형태의 수소는 연료전 지에 사용되기에는 적합하지 않은 점이 많다. Ovonie 수소 저장 방법은 수소를 저압 고체 형태 ( (metal hydride)로 보관하는 방법으로, 고압 기체나 저온 액체가 갖고 있는 많은 문제점들을 해결 할수있다. 그림을 참조하면 고체 형태의 수소 보관 방법이 다른 보관 방법에 비교해 단위 체적당 최고 6배 많은수소질량을보관할수 있다. 이 고체 형태의 보관방법은수소가적절한합금과평형 압력 이 상의 환경에 놓일 경우 합금에 홉착되는 현상을 이용하고 있다. 수소를 흡수한 합금은 새로운 특성 을 가진 metal hydride로 변하게 된다. 이 과정 에서 열이 부산물로 발생한다. 반대로 수소를 metal hydride로부터 분리시키기 위해서는 합금을 가열해야 한다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2003.03a
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• pp.241-241
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• 2003

고체산화물 연료전지(Solid oxide fuel cell : SOFC)는 연료기체가 소유하고 있는 화학에너지를 전기화학반응에 의해 직접 전기에너지로 변화시키는 에너지 변환 장치이다. 고체산화물 연료전지의 특성은 인산형, 용융탄산염형 및 고분자연료전지 둥 다른 연료전지에 비해 효율이 높고 공해가 적으며, 연료개질기가 필요 없고 복합발전이 가능하다. 그러나 작동온도가 고온(100$0^{\circ}C$)이어서 연결재 및 전지의 구성요소가 고가이고 전류집전 및 밀봉 둥 문제점을 가지고 있다. 전극 지지체식 연료전지의 개발은 얇고 치밀한 전해질 제조를 가능하게 하여 낮은 저항을 가지기 때문에 저온에서 작동을 용이하게 하여 고온작동시의 문제점을 해결하기 위한 방안으로 박막제조공정에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. 또한 전지성능을 향상시키기 위해 전기화학적 반응면적과 가스 확산층을 넓게 하기 위한 기공률이 높고 전기전도도가 우수한 지지체 제작에도 많이 연구가 이루어지고 있다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2005.11a
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• pp.457-463
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• 2005

In the present work, the design of fuel system for Smart UAV focused on the main components such as fuel feed system, fuel tank vent system, and refueling system was conducted. Based on the previous conceptual design results, the size of the component was calculated with refined airframe structure data and accurate engine data. It was verified that the design requirements for the feed system, vent system, and refueling system were satisfied.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2010.05b
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• pp.1173-1176
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• 2010

회전익 항공기의 연료탱크는 피탄으로 인해 연료 누유시 발생할 수 있는 화염으로부터 기체와 승무원의 생존성을 높이기 위하여 연료누설을 차단하는 자기밀폐 기능이 필수적으로 요구된다. 자기밀폐 기능은 내부에 적층된 자기밀폐 소재가 누설되는 연료와 화학반응을 일으켜 급속히 팽창됨으로써 피탄부를 막아, 연료누설을 차단하는 역할을 한다. 본 연구는 미군사규격(MIL-DTL-27422D) 기준으로 국내에서 제작 및 수행한 회전익 항공기의 연료탱크 자기밀폐 성능시험 평가 결과를 제시한다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.9 no.2
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• pp.32-39
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• 2005

The effectiveness of the pogo suppression device (PSD) on the response of the piping system simulating the fuel (or oxidizer) supply lines of the rocket engines was investigated. The system response defined as the ratio of the flow rate to the pressure in the main tube was obtained for various PSD gas volumes $((0\~2)\times10^{-3}m^3)$ and three different baffle hole diameters (5, 50, 115mm). Existence of a gas volume in the PSD reduced the system resonance frequency. With a larger gas volume, the resonance frequency became lower, but only slightly, while the fluctuations of the main tube pressure and the flow rate damped down considerably. The resonance frequency decreased with the increase of the PSD inlet restriction (or the decrease of the baffle hole diameter), though slightly. However, with a larger inlet restriction, the PSD pressure wave showed a delayed response with the smaller amplitude compared to the pressure variation in the main tube.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1999.04a
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• pp.14-14
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• 1999

비활성 가스제너레이터는 가스터빈 추진기관 및 기타 열기관을 이용하여 연소가 되지 않는 저온의 공기를 생산하는 기계장치를 말하며 이러한 저온의 비활성 기체를 화재 지역에 분사하는 경우 기존의 소방수를 이용한 화재 진압방식보다 매우 효율적으로 화재진압에 사용되어 질 수 있다. 일반적으로 민항기 등의 가스터빈 추진 기관에서 배기되는 기체내에는 터빈입구온도(TIT : Turbine Inlet Temperature)및 초과공기지수(Excess Air Coefficient)에 따라 다르게 나타나지만 TIT가 1500$^{\circ}$K인 경우 약 13-14%정도의 산소가 잔존하는 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 가스터빈 및 열교환 시스템 그리고 터빈 1단 등의 시스템 조합율을 통하여 대기 중의 기체의 온도를 영하 2$0^{\circ}C$ 및 산소함유량을 약 5%수준까지 낮춤으로서 이를 대형 화재 진압에 사용하기 위한 연구이다. 비활성 가스제너레이터에 사용하는 연료로는 Kerosene 및 CNG(Compressed Natural Gas)등이 사용될 수 있으며, 유량이 8.1kg/sec인 터보축 가스터빈 엔진을 사용하는 경우 18750㎥ 부피의 비활성기체를 생산하는데 Kerosene 연료가 약 1톤(200＄ 이하)이 필요한 것으로 계산되며 이에 소요되는 시간도 약 52분에 지나지 않는 것으로 계산되었다. 만일 50kg/sec의 보다 큰 가스터빈 엔진을 사용하는 경우 약 9분 정도가 필요한 것으로 계산되었다. 사용되는 가스터빈은 압축비가 15, 열교환기의 효율이 $\varepsilon$=0. 그리고 최종 터빈 1단의 팽창비가 1.25가 적합한 것으로 계산된다. 연구 분석 결과 기술적 문제점으로는 배기 가스온도가 낮은데 따른 출구 부분의 Bearing, Sealing이 문제가 될 수 있다고 판단되며 배기 가스 자체에 대기 공기중에 함유되어 있던 습기가 얼어붙는(Icing화) 문제가 발생하기 때문에 배기가스의 Icing을 방지하기 위하여 압축기 끝단에서 공기를 추출하여 배기부분에 송출할 필요성이 있는 것으로 판단되었다. 출구가스의 기체 유동속도가 매우 빠르므로 (100-l10m.sec) 이를 완화하기 위한 디퓨저의 설계가 요구된다고 판단된다. 또 연소기 후방에 물을 주입하는 경우 열교환기 및 기타 부분품에 발생할 수 있는 부식 및 열교환 효율 저하도 간과할 수 없는 문제로 파악되었다. 이러한 기술적 문제가 적절히 해결되는 경우 비활성 가스 제너레이터는 민수용으로는 대형 빌딩, 산림, 유조선 등의 화재에 매우 적절히 사용되어 질 수 있을 뿐 아니라 군사적으로도 군사작전 중 및 공군 기지의 화재 그리고 지하벙커에 설치되어 있는 고급 첨단 군사 장비 등의 화재 뿐 아니라 대간첩작전 등에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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• v.9 no.5
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• pp.131-139
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• 2001

Highly accurate control of the air-fuel ratio is important to reduce exhaust gas emissions of the gaseous-fuel engines. In order to achieve this purpose, inlet air mass flow must be measured exactly, and precise engine models are necessary to design engine control systems. In this paper, the effects of water vapor and gaseous fuel that change the air mass flow are studied. The effective air mass ratio is defined as the air mass flow divided by the mixture mass flow, and also it is applied to the estimation of the inlet air mass flow. The presence of the gaseous fuel and the water vapor in the mixture reduces the air partial pressure and the effective air mass ratio of the gaseous-fuel engines. The Experimental results for an LPG engine show that the estimation of the inlet ai mass flow based upon the effective air mass ratio is more accurate than that of the normal air mass flow.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.34 no.8
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• pp.1040-1049
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• 2010

The strengthened regulations for atmospheric emissions from ships have caused a necessity of new, alternative power system in ships for the low pollutant emissions and the high energy efficiency. Recently, new kinds of propulsion power system such as fuel cell system, which use hydrogen as an energy source, have been sincerely considered. The purpose of this work is to predict the performance of methanol fueled SOFC/GT hybrid power system and to analyze the influence of operating temperature of stack, current density of stack, pressure ratio of turbine, temperature effectiveness of recuperator, turbine inlet temperature.

• Membrane Journal
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• v.20 no.4
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• pp.326-334
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• 2010

In this study, characterization and performance of membrane humidifier using membrane distillation was evaluated for moisture of fuel gas in the PEMFC. The data were expressed dew point. The best results show $51.19^{\circ}C$ at $60^{\circ}C$ of water temperature, $54.22^{\circ}C$ at 900 mL/min and $60.03^{\circ}C$ at 100 strands. The mass transfer modelling of membrane humidifier were able to predict humidification of fuel gases for operating PEMFC. When the membrane humidifier was applied to the 100 W stack, it showed stable voltage and power. The volume of membrane humidifier was small however, showed better performance than bubble humidifier.

• Resources Recycling
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• v.8 no.5
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• pp.34-43
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• 1999

An elecmc arc cracking reaclor is developed for the productiol~o f ieusuble fuel gas by the thennal destruction of waste oil. The churaclensucs of product gas and ~esiduesf rom arc crachng of wnste lubr~cat~nogil are sludird. Thc product gas is mainly coruposcd of hydrogen 135-4076), acetylene (13-4076), ethylene 13-476) and olher hgdrocnrbons. The contenr of carbon monomde, one or the main product in a conventional low-temperature Lhennal cracking umt, 1s very slnvll in lhis atc cracking expcnmcnt. Total calocctic wlue of product gas shows 11,000-13.000 kcizlkg, which is hiph cnough to use as a ~ L I I I Cga~ s . and the concentralions oC loxic gases arc well below the rcguliltury emission critena The GCIMS analysis of llquld-phase residues shows that the high rnalccular welgllt hydrocilrbons in the waste oil arc cracked into the low malecular weight hydrocarbons snd hydroem,. The dehydrogcnntion is found lo be Lhe main cracking rcacuon due lo the high temperalure ~ ~ ~ d ubcyc edle ctric arc. The average parucle size of soot as the solid-phase residue is 10 3 wm, and the conlents of cabon a ~ hdea vy metals are abovc 60% and under 0.01 ppm, respecttrely. Thc utllizvtion or sool, as industl-id1 rcsource seems lo he reasible aIter refimng.