• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제31회 추계학술대회논문집
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• pp.45-48
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• 2008

MEMS 기술의 발전에 따라 마이크로 시스템이 개발되면서 마이크로 시스템이 요구하는 높은 에너지를 제공하는 에너지원으로 연소기반의 초소형 동력장치에 대한 연구가 진행되고 있다. 초소형 동력장치는 별도의 열원이 있어야 하기에 이와 연계되는 초소형 연소기가 필요하다. Swiss-roll 연소기는 연소기의 크기와 형상, 재질에 대한 연구들이 진행되어 왔다. 선행연구결과 연소기 재질의 열전도도가 낮고, 재질의 두께가 얇을수록 연소기의 성능이 좋아진다는 결론을 얻을 수 있었다. 본 연구에서는 낮은 작동온도를 요구하는 PEM형 연료전지에의 적용가능성을 검토하기 위해서 열전도율이 낮은 polyimide 연소기를 제작하여 성능분석을 수행하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2005년도 제17회 워크샵 및 추계학술대회
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• pp.112-121
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• 2005

본 연구는 2003년부터 2005년까지 2년간 에너지관리공단의 선행연구과제로서 진행되었으며 20 Watt 급 소형 연료전지에 수소를 공급할 수 있는 소형의 마이크로 채널 메탄올 개질장치를 개발하는 것을 목적으로 하였다. 개질장치는 개질기 본체, 여기에 반응열을 공급 해주는 촉매 연소기 그리고 연료를 증발시켜 주는 연료증발기의 세부분으로 구성되며 각 반응기의 개발 및 통합을 수행하였다. 반응기는 반응면적을 증가시키기 위하여 폭 $200{\sim}5000{\mu}m$, 필이 $200{\sim}5000{\mu}m$ 규모의 마이크로 채널 유로를 금속 박판을 화학 에칭하여 구현하였으며 이를 수십장 적층하여 전체 반응기를 제작하였다. 마이크로 채널표면에 내부 촉매 지지체를 먼저 코팅한 후 촉매를 코팅하는 방법을 사용하여 담지체 코팅으로 기하학적 표면적 대비 표면적이 10 배 이상 향상되는 우수한 결과를 얻을 수 있었고 촉매의 내구성이 월등히 향상 되었다. 저온 활성 촉매를 사용하여 $350^{\circ}C$ 이하에서 메탄을 전환율 90% 이상을 구현하였다. 실제 운전 후 측정 결과 개질 반응기의 부분별 온도차가 $20^{\circ}C$ 이내로 설계의 우수성을 확인하였다. 촉매 연소기를 이용한 개질 반응열 공급장치를 개발하여 20Watt 급 수소 생산을 위한 개질 반응기에 반응열을 공급하도록 하였다. 이와 함께 촉매 연소기를 이용한 연료 증발열 공급 장치 개발하여 개질기 공급 연료의 90% 이상이 기화되도록 하였다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2014년도 제49회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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• pp.239-242
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• 2014

• 기계와재료
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• 제19권3호통권73호
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• pp.41-49
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• 2007

• 한국추진공학회지
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• 제17권5호
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• pp.70-79
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• 2013

마이크로 가스터빈용 하이브리드/이중 선회제트 연소기의 비반응 유동 및 혼합특성에 관한 수치해석 연구가 수행되었다. 고정된 열부하에서 pilot 버너의 위치, 선회 각 및 방향이 주요 변수로 검토되었다. 결과로서, pilot 버너의 위치, 선회 각 및 방향의 변화는 버너 출구 근처의 난류 유동장, 특히 중앙 재순환영역 및 난류강도의 큰 변화를 초래하며, 화염안정성 및 배기성능의 큰 변화를 동반하게 된다. 실험결과와의 비교를 통해, 하이브리드/이중 선회제트 연소기의 개발을 위하여 화염안정성 및 배기의 측면에서 pilot 버너의 최적 위치, 선회각$45^{\circ}$ 그리고 정방향 선회유동 조건들이 선택되었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.114.2-114.2
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• 2010

마이크로 반응기술은 작은 반응기 부피, 높은 열전달, 넓은 반응 면적/부피 및 정확한 반응시간 조절이 가능하기 때문에 화학공정의 고집적화, 반응 선택도의 향상 및 안전도 향상을 꾀할 수 있는 장점이 있다. 이러한 마이크로 반응 기술을 중소형 천연가스 및 국내에서 소규모로 국지적으로 발생하는 메탄의 활용 방안으로서 개발함은 청정 합성유를 제조함으로서 석유 자원의 고갈과 고유가에 대비하여 에너지 자원의 다변화 및 자립을 확보 할 수 있다. 본 연구에서는 마이크로 반응기술을 적용한 미세 유로 반응기(Micro Channel Reactor)를 사용하여 메탄 스팀 개질 반응 특성을 연구하였다. 미세유로 반응기는 내부 홀이 존재하는 plate를 적층함으로 반응기내에 반응가스가 이동할 수 있는 미세유로가 존재하게 하였다. 이러한 미세유로는 반응기의 크기가 작음에도 반응기내에서 반응가스가 충분히 반응할 수 있는 시간과 높은 열전달 효율을 가질 수 있게 한다. 메탄 스팀 개질 반응에 사용된 촉매는 Ni 촉매를 사용하였고, 반응에 필요한 열원으로는 수소 연소에서 발생한 열을 사용하여 반응을 유도하였다. 본 반응기는 외부의 열원을 사용하지 않고, 반응기 내부의 수소 연소에서 발생한 열을 사용함으로 적은 발생 열만으로 메탄 스팀 개질 반응에 필요한 에너지를 얻을 수 있고, 열의 손실이 적다. 또한 메탄 스팀 개질 반응으로 발생한 일부의 수소를 열원으로 이용하여 에너지 사용면에서도 효율적인 반응 공정이다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제26권12호
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• pp.1639-1645
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• 2002

Micro engine that includes Micro scale combustor is fabricated. Design target was focused on the observation of combustion driven actuation in MEMS scale. Combustor design parameters are somewhat less than the size recommended by feasibility test. The engine structure is fabricated by isotropic etching of the photosensitive glass wafers. Electrode formed by electroplating of the Nickel. Photosensitive glass can be etched isotropically with almost vertical angle. Bonding and assembly of structured photosensitive glass wafer form the engine. Combustor size was determined to be 1 mm scale. Movable piston is engraved inside the wafer. Ignition was done by nickel spark plug which was electroplated with thickness of 40 ${\mu}{\textrm}{m}$. The wafers were bonded by epoxy that resists high temperature. In firing test due to the bonding method and design tolerance pressure buildup by reaction was not confirmed. But ignition, flame propagation and actuation of micro structure from the reaction was observed. From the result basement of design and fabrication technology was obtained.

• 한국추진공학회지
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• 제17권6호
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• pp.20-29
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• 2013

배플이 있는 마이크로 연소기의 난류유동 및 연소특성이 레이놀즈 응력 모형에 의하여 조사되었다. 형상변화에 따른 난류 연소유동 대한 영향을 살펴보기 위하여, 여러 개의 배플형상이 선택되었다. 유동구조와 온도장의 상관관계가 재순환 영역, 화염크기, 열손실 변화에 의해 조사되었다. 유동혼합은 연료 유입구의 직경을 감소시키는 것보다 공기유입구의 직경을 감소시키는 것이 더 효율적이었다. 연료 또는 공기유입구의 직경이 감소함에 따라 연소효율은 증가하였고, 화염길이는 감소하였다. 또한, 공기유입구의 직경이 감소함에 따라 연소온도와 열손실이 증가하고, 반면에 연료유입구의 직경이 감소함에 따라 연소온도와 열손실은 감소되었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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• pp.139-143
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• 2011

금속분말을 청정 에너지원으로 이용하기 위해 금속분말 소형 연소기의 구현이 필요하다. 이를 위한 기초 연구로서 점화성이 뛰어나면서도 경제적인 수십 마이크로 크기의 마그네슘(Mg) 분말을 대상으로 고온 증기(steam)와의 연소 현상 대해 연구하였다. 본 연구에서는 연소실 내 체류시간 및 혼합 효율을 증가시키기 위해 와류 유동을 연소기에 적용하였고 아르곤(Ar) 이송가스를 이용해 마그네슘 분말을 공급하였다. 안정한 화염을 유지시키기 위하여 이송가스의 유량을 변화시켜 공급되는 마그네슘의 양을 조절하였고, 고온 증기의 공급량은 니들 밸브의 개도를 조정하거나 우회시킨 관로로 증기의 일부를 배출함으로써 조절하였다. 고온의 점화원을 사용하여 증기 분위기 내 마그네슘 분말을 점화시켜, 대기압 환경에서 마그네슘/증기/아르곤의 지속적인 화염을 구현하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제27회 추계학술대회논문집
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• pp.251-254
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• 2006

마이크로 추력기는 마이크로/나노 위성체의 구현을 위한 핵심 기술이며 다양한 다이크로 추력기 중 마이크로 고체 추진제 추력기는 각광받고 있는 추력기중 하나이다. 마이크로 고체 추진제 추력기는 노즐, 점화기, 추진제실 그리고 추진제로 구성되어 있다. 본 논문에서는 다양한 마이크로 고체 추진제 추력기들을 조사하고, 1mNs의 임펄스를 구현할 수 있는 추력기 모델을 제시하고 연소실의 설계 및 제작 방법에 대한 결과를 보고하겠다.