• 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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• 한국마린엔지니어링학회 2002년도 춘계학술대회논문집
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• pp.75-82
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• 2002

The effects of intake mixture temperature on performance and exhaust emissions under four kinds of engine loads were experimentally investigated by using a four-cycle four-cylinder, swirl chamber type, water-cooled diesel engine with scrubber EGR system operating at three kinds of engine speeds. The purpose of this study is to develop the scrubber exhaust gas recirculation(EGR) control system for reducing $NO_x$ and soot emissions simultaneously in diesel engines. The EGR system is used to reduce NOx emissions. And a novel diesel soot-removal device with a cylinder-type scrubber which has five water injection nozzles is specially designed and manufactured to reduce soot contents in the recirculated exhaust gas to the intake system of the engine. The influences of cooled EGR and water injection, however, would be included within those of scrubber EGR system. In order to study the effect of intake mixture temperature, a intake mixture heating device which has five heating coils is made of a steel drum. It is found that the specific fuel consumption rate is considerably elevated by the increase of intake mixture temperature, and that NOx emissions are markedly decreased as EGR rates are increased and intake mixture temperature is dropped, while soot emissions are increased with increasing EGR rates and intake mixture temperature.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제24권3호
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• pp.70-78
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• 2000

The effects of recirculated exhaust gas on the characteristics of ;$NO_x$ and soot emissions under a wide range of engine load have been experimentally investigated by a water-cooled, four-cylinder, indirect injection, four cycle and marine diesel engine operating at two kinds of engine speeds. The purpose of the present study is to develop the EGR control system for reducing $NO_x$ and soot emissions simultaneously in diesel engines. The EGR system is used to reduce NOx emissions, and a novel diesel soot removal apparatus with a cylinder-type scrubber for the experiment system which has 6 water injectors(A water injector is made up 144 nozzles with 1.0mm in diameter) is specially designed and manufactured to reduce the soot contents in the recirculated exhaust gas to intake system of the engines. The intake oxygen concentration obtained by the intake air flow and the oxygen concentration in the recirculated exhaust gas, and the exhaust oxygen concentration measured in exhaust manifold are used to analyse and discuss the influences of EGR on NOx and soot emissions. The experiments are performed at the fixed fuel injection timing of $15.3^{\circ}$ BTDC regardless of experimental conditions. It is found that $NO_x$ emissions decrease and soot emissions increase owing to the drop of intake oxygen concentration and exhaust oxygen concentration as EGR rate rises. Also, one can conclude that it is sufficient for the scrubber EGR system with a novel diesel soot removal apparatus to reduce $NO_x$ emissions, but not to reduce soot emissions.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권3호
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• pp.335-342
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• 2012

자동차배출가스는 이산화탄소($CO_2$)에 의한 지구온난화 및 탄화수소(HC)와 질소산화물($NO_x$)에 의한 오존 생성을 야기하는 등, 인체와 환경에 나쁜 영향을 미치기 때문에 이에 대한 관심이 증폭되고 있다. 가솔린 직접분사 (Gasoline Direct Injection; GDI)엔진은 디젤엔진과 같이 연소실내에 연료를 직접 공급하는 방식으로서 가솔린엔진의 취약점으로 지적되어 오던 높은 연료소비율 문제를 획기적으로 개선할 수 있는 기술로 평가되고 있다. 본 연구에서는 분무유도방식(Spray-guided type)의 GDI엔진을 이용하여 공기과잉률 2.0 이상의 초희박 연소를 통해 연료소비율을 개선하였다. 추가적인 연료소비율 개선 및 배출가스 저감을 위해 희박연소시 다단 분사전략과 Exhaust Gas Recirculation (EGR)을 적용하였다. 배출가스 수준과 운전성능을 평가하고 이를 배출가스 규제와 비교 검토함으로써 국내 관련기술 개발 방향 및 상용화 가능성에 대해 검토하고자 하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권4호
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• pp.379-387
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• 2011

최근 디젤엔진에서 엔진성능향상 및 배출가스저감을 위해 저압 EGR시스템에 대하여 연구개발이 활발히 진행되고 있다. 저압 EGR시스템은 EGR율에 따라 과급압력이 영향을 받지 않기 때문에 PM을 최소 화하면서 $NO_x$를 저감할 수 있는 장점을 갖고 있다. 본 연구에서는 2.0L급 고속직분사방식의 엔진에서 출력 및 연비저하로 EGR적용이 어려운 엔진회전수 2000 rpm, BMEP 1.0 MPa, 과급압력 181.3 kPa인 중부하 운전영역에서 서로 다른 EGR시스템에 따른 엔진성능 및 배출가스 특성을 실험적으로 연구하였다. 그 결과로서 기존의 고압 EGR시스템 또는 배압조절밸브를 사용하는 저압 EGR시스템에 비하여 ETC를 적용한 저압 EGR시스템이 $NO_x$ 배출특성은 큰 차이가 없는 반면에, 연비 및 열효율이 향상되고 PM 저감에 연소효과를 나타내고 있음을 확인하였다.

• 터널과지하공간
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• 제22권3호
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• pp.163-172
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• 2012

국내 대단면 지하 석회석광산 갱내에서 디젤장비의 사용이 증가함에 따라 배출 오염물질 및 열방출로 인한 작업환경의 악화 문제가 심각해지고 있다. 본 연구에서는 적정 소요환기량의 확보를 통한 갱내 환경의 최적화를 위한 기초연구로 갱내 환기망내 기류분포와 디젤장비의 배출가스 농도분포를 측정하고, 지하 심부화와 기계화에 따른 온 습도 변화를 고려하여 갱내 소요환기량을 추정하였다. 배기팬의 용량 부족 및 갱도 관리의 문제로 인하여 갱내 다수의 지점에서 기류정체가 심하고, 주요 갱도에서의 기류방향이 장비의 이동에 따른 순간적인 변화가 크며 계절별 변화 또한 큰 편이다. 디젤 배출가스인 CO의 경우 적재작업시 규제농도 50 ppm을 자주 초과하였으며, $NO_2$의 경우 천공 및 적재작업동안 대부분 규제농도 3 ppm을 초과하였다. 광산보안법규를 적용하여 구한 갱내 소요환기량에 비하여 실제 환기량이 심각하게 부족하였으며 자연환기력의 영향에 따라 환기량 부족문제는 외부 온도가 낮은 겨울철이 상대적으로 덜 심각하였다.

• 한국가스학회지
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• 제15권1호
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• pp.9-14
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• 2011

대형 디젤엔진은 주행거리가 길고 배기량이 크기 때문에 차량의 대수는 상대적으로 적지만 대기환경에 미치는 영향은 크다. 시내를 주행하는 시내버스의 경우 한일 월드컵을 계기로 CNG 버스로 전환되었다. 그러나 대형트럭과 장거리 시외버스의 경우 주행거리가 길고 CNG 충전소가 대도시의 시내버스 차고지 위주로 설치되어 있어 이용이 불가능하였다. 단열용기의 적용으로 천연가스를 압축상태가 아닌 액체 상태로 보관이 가능해져 주행거리가 긴 대형트럭이나 장거리 시외버스로의 적용이 가능해졌으며, 혼소엔진의 경우 LNG 충전이 어려운 지역에서는 디젤로 운행이 가능하다. 이와 같은 장점으로 인하여 석유 의존도를 크게 낮출 수 있어 에너지원의 다변화가 가능하며, 디젤차의 고질적인 단점으로 여겨왔던 매연 및 질소산화물뿐만 아니라 저탄소 연료를 사용함으로서 대표적인 온실가스중의 하나인 이산화탄소도 10%이상 저감할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권5호
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• pp.525-531
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• 2011

디젤엔진에서 배기가스 재순환(EGR; Exhaust Gas Recirculation)은 선택적 환원 촉매나 $NO_x$ 흡장 촉 매에 비해 $NO_x$ 배출 저감을 위한 가장 효과적인 기술이다. 점점 더 강화되어 가는 $NO_x$ 배출 규제를 만족시키기 위해서는 많은 양의 EGR 가스 공급이 필요하다. 저압 EGR은 일정한 과급 압력에서 가변형상 터보차져의 제어와 거의 독립적이기 때문에 EGR 공급 측면에서 보면 저압 EGR이 기존의 고압 EGR에 비해서 더 많은 장점을 갖는다. 본 연구에서는 저압 EGR이 연소 특성에 미치는 영향을 고압 EGR을 적용했을 때와 비교하였다. 각 EGR 루프에 대해 혼합기의 희석 정도에 따른 영향을 분석하기 위해 독립변수로써 희석비를 사용하였다. 저압 EGR을 적용하였을 때, 고압 EGR을 적용했을 때와 동등한 $NO_x$ 배출량을 유지하면서 연료 소비율과 매연 배출은 고압 EGR의 경우보다 좀 더 낮은 결과를 보였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권6호
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• pp.658-665
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• 2014

선박용 디젤엔진에서 천연가스의 사용기술은 NOx, SOx 및 GHG의 배출을 단독으로 크게 삭감할 수 있는 기술이다. 특히 셰일가스의 등장으로 가스의 공급이 확대될 것으로 예상되는 가운데 추진기관용 2행정기관에의 이용이 적극적으로 개발 검토되고 있다. 가스엔진의 출력성능은 디젤기관과 비교하여 큰 차이를 보이지 않았으며 연료소비율은 약간 개선되는 것으로 보고되고 있다. 그러나 배기특성에 있어서는 연소기술에 따라서 다른 성능을 나타내고 있으며 희박연소기술에 의하여 NOx 배출량은 85%정도의 감축이 가능한 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 가스엔진의 연소생성물의 발생량을 시뮬레이션 할 수 있는 프로그램을 개발하였다. 개발된 프로그램은 희박연소의 영향은 물론 예혼합연소와 확산연소에 의한 영향도 시뮬레이션 할 수 있는 기능을 가지고 있다. 이를 위해서 실린더 내 상태변화는 2영역모델(Two-zone model)을 이용하고 열발생율 패턴은 Wiebe 함수를 이용하며, 공연비를 입력데이터로 하여 다양한 연소조건에서의 배기생성물의 발생량 예측을 가능하게 하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제7권4호
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• pp.174-179
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• 2004

현재 국내 엔진 제작사에서 주로 이용하는 NOx 저감 기술은 low NOx fuel nozzle과 연료분사시기 조정과 같든 엔진 개량방법이지만, 향후 NOx에 대한 규제가 강화될 것을 대비하여 고효율의 NOx 제거기술(EGR, Dn, SCR 등) 도입과 정책적 지원이 요구된다. 또한, THC, PM, CO 등에 대한 추가 규제가 예상되므로 기타 대기오염물질을 제거할 수 있는 DPF/CDPF DOC, HCC 등의 기술을 선박에 도입하기 위한 연구가 이루어져야 한다. 선박에서 발생하는 대기오염물질을 규제하기 위한 법률의 제ㆍ개정시에는 내륙에서 운항되는 유람선 등에 대한 규제가 동시에 이루어져야 할 것이다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권2호
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• pp.281-290
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• 2018

최근 선진국을 중심으로 고연비-저배출 내연기관 (디젤) 자동차 보급의 필요성이 대두되면서 기존 촉매후처리 장치의 저온성능 강화를 위한 기술적 방안들이 시급히 요구되고 있다. 본 논문에서는 디젤엔진 배출 탄소입자상 물질의 연소반응에 있어 연료함유 촉매(Fuel-Borne Catalyst)와 페로브스카이트(Perovskite)의 복합촉매 시스템이 보이는 상용모델촉매 대비 우수한 저온 연소성능과 이의 Perovskite 촉매 조성에 대한 의존성에 관해 논하였다. Fe/Ce 계열 연료함유 촉매가 A-site 원소(La)에 K이 부분치환되고, B-site 금속이 Fe인 Perovskite 촉매와 복합화될 때 상대적으로 우수한 저온 연소성능 개선효과가 관찰되었다. 이를 관찰하기 위해 연료함유 촉매가 함유되거나 함유하지 않은 탄소 입자상 물질과 다양한 조성의 La 계열 Perovskite 촉매를 혼합한 고정층에 대한 온도상승 산화반응 실험(Temperature-Programmed Oxidation)을 수행하였으며, 이산화탄소 생성과 질소산화물 농도 저하 패턴의 연동특성을 통해 두 촉매의 상호 연계작용을 유추하였다.