• 동력기계공학회지
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• 제11권4호
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• pp.18-25
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• 2007

제 2세대 직접분사식 가솔린 기관에서 6공 연료분사기의 연료분무특성을 관찰하였다. 실험에 사용한 직접분사식 가솔린 기관은 2개의 흡입밸브와 2개의 배기밸브를 갖는 텀블형 Spray Guided 연소실과 Quartz로 제작된 실린더 라이너와 실린더 헤드 창으로 구성되어 있다. 선회유동을 유도하기 위하여 흡입매니폴드에 선회유동 제어밸브를 부착하였다. 2차원 Mie 스캐터링 기법을 이용하여 연료분사시기, 연료분사압력과 실린더 내 유동 및 냉각수 온도가 연료분무에 미치는 영향을 관찰하였다. 실험결과로는 흡기과정동안 흡기 선회유동은 분사된 연료의 공간적 분포에 크게 작용하였고, 압축과정동안에는 텀블 및 선회유동의 영향이 흡기과정에 비해 크지 않음을 확인하였다. 또한 성층연소를 위해서 압축과정에서 연료를 분사하는 경우 고압의 연료분사압은 분무도달거리의 성장을 촉진시키나 상승하는 피스톤과 이로 인한 실린더 압력의 상승으로 분무도달거리의 성장이 억제됨을 확인할 수 있었다.

• 한국융합학회논문지
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• 제9권4호
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• pp.161-167
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• 2018

CNG 차량의 경우 압력센서를 이용하여 CNG의 양을 계측하고 있다. 그러나 주변 환경 조건에 따라 정확한 양을 파악하는데 어려움이 있어 운전자에게 불안감을 조성하게 된다. 본 연구는 CNG 연료 시스템에서 CNG의 양을 정밀하게 측정하기 위한 기초 연구로써 CNG 연료량 검출 시스템을 모사하여 측정방법을 제시하고자 한다. 실험은 Type-3의 CNG 탱크에 초음파 센서를 적용한 연료량 검출 모사장치 구현하였다. 그리고 내부의 압력은 압축공기를 이용하여 100 bar 에서 0 bar 까지 5 bar 단위로 저감시키면서 초음파 센서의 수신 신호를 검증하였다. 그 결과 탱크 내 압력이 감소함에 따라 초음파 센서의 출력 신호가 감쇠하는 것을 알 수 있었고, 다소 차이는 있었지만 선형성을 띄고 있는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국기계가공학회지
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• 제11권5호
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• pp.35-41
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• 2012

Liquified hydrogen peroxide as a monopropellant is drawing an attention as a power generating energy source for a machine requiring simple and light weight structure. The liquified hydrogen peroxide is attracted due to its outstanding applicability because it doesn't require an oxidizer and discharge a hazardous product. For the further industrial applications, however, a feasibility study should be carried out carefully in the aspect of the specific power density. In this study, a prototype of vane motor driven by the liquified hydrogen peroxide with high density of upper 95% was developed and its performance characteristic such as a specific power density was estimated via measuring pressure and rotation speed of the vane motor. The specific power density obtained by numerical simulation using FSI analysis supported by experimental results was up to $0.02kW/kg_{f}$, which reaches at the level of the latest developed fuel cell.

• 한국가스학회지
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• 제22권1호
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• pp.1-8
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• 2018

수소연료전지 자동차 압력 용기에는 연료전지 스택으로 수소의 흐름을 제어하기 위해 전자 밸브가 부착되고 있다. 전자 밸브의 솔레노이드는 전기 신호에 의해 유로를 개폐하는 역할을 하며, 전원이 인가되는 시간이 경과함에 따라 온도가 상승하여 일정 온도에서 포화된다. 특히 온도의 상승은 솔레노이드의 흡인력을 감소시키므로 안정적인 수소 공급을 위해서 설계 시 포화 온도와 온도에 따른 흡인력 특성 파악이 요구된다. 본 연구에서는 솔레노이드 설계 변수에 따른 포화 온도 계산식을 제안하고 열 유동 해석을 통해 타당성을 확인하였다. 또한, 온도에 따른 흡인력 변화를 분석하기 위해 전자기장 해석을 수행하였으며 온도 특성 실험을 통해 포화 온도와 흡인력 해석 결과를 검증하였다. 포화온도는 계산식과 해석결과를 비교하였을 때 $5.3^{\circ}C$, 해석 결과와 실험 결과를 비교하였을 때 $5.9^{\circ}C$의 오차가 발생하였으며, 흡인력은 1.0 N, 최대 2.1 N의 오차가 발생하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2005년도 춘계학술대회
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• pp.264-267
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• 2005

수소의 소규모 분산 생산 기술은 본격적 인 수소 인프라가 도입되기 전에 연료전지 자동차의 수소 충 전용이나 분산 발전형 연료전지의 수소 공급을 위해 필요하다. 생산 용량은 수소 기준으로 $10\~100 Nm^3/hr$ 정도로 현재로선 천연가스의 수증기 개질법이 가장 경제적인 공정으로 알려져 있다. 소규모 생산에 따른 열효율 저하를 줄이 기 위해 단위 공정들이 통합된 컴팩트 개질 시스템의 개발이 필요하다. 핵심 기술인 컴팩트 리포머의 국산화 기술 확보를 위하여 $20 Nm^3/hr$용량의 동심관형 리포머를 설계, 제작하였다. 내부구조는 제작의 단순화를 고려하여 중첩된 동심관이 배열되었고 압력 손실과 열웅력 발생을 억제하도록 유로를 배치하였다. 수증기개질 반응에 필요한 반응열은 리포머 본체에 부착된 버너를 이용하여 공급하였다. 성능 측정을 위한 부속 기기로 상온 흡착식 탈황기, 폐열 회수형 수증기 발생기, 반응물 예열을 위한 열교환기, 생성 가스 응축기를 설계 제작하여 전체 리포밍 시스템을 구성하였다. 반응 온도 $680\~720^{\circ}C$, 탄소 대 수중기 비(S/C ratio) $2.7\~3.2$ 조건에서 수증기 개질 반응을 수행하였다. 해당 반응 조건에서 메탄 전환율 $89\%$ 이상, 저위 발열량 기준 개질 열효율 $70\%$ 이상을 달성하였고 개질 생성가스 내 수소의 최대 유량은 $23.4Nm^3/h$였다. 개발된 리포밍 시스템은 고순도 수소 생산이 필요한 경우, 수소 수율 향상을 위한 고온 수성 가스 전화 반응기를 통합 가능하도록 열교환기 구성을 조정할 수 있으며 용융 탄산염 연료전지와 같이 고온형 연료전지의 경우 $550^{\circ}C$ 이상으로 개질 생성 가스를 공급하도록 구성할 수도 있다. 향후 리포머 본체의 개질 효율 향상 및 장치 소형화, 부속 기기의 최적화를 통한 전체 리포밍 시스템 개선, 스케일 업 설계를 위한 엔지니어링 설계 패키지 구성을 계획하고 있다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2015년도 춘계학술대회
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• pp.146-147
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• 2015

현재 선박이나 교각 해양플랜트는 많은 철판으로 구성이 되어 있다. 특히 해양플랜트와 선박에는 오랜시간 바다에 있으므로 각종 해양생물들이 붙어 번식을 한다. 이러한 해양생물은 선박의 속도 및 연료 소모에 상당한 영향을 미친다. 그러므로 선박이나 해양플랜트 구조물은 정기적으로 벽면에 서식하는 해양생물을 제거하고 있으며 이러한 제거과정과 도장을 다시하는 과정에서 작업자들에게 위험이 따른다. 본 연구는 선박이나 해양플랜트와 같은 철로된 구조물의 위험한 작업을 대신할 로봇의 기반인 철판 벽면을 이동하는 로봇을 연구하였다. 현재 많은 벽면 로봇들이 연구되고 있다. 영구자석 또는 전자석 휠을 사용하거나 공압을 이용하여 수직벽면에서 작업을 한다. 특히 공압 방식을 많이 사용하였는데 수직벽면에 로봇이 밀착될 만큼 강한 공압이 필요하게 되기 때문에 부가적인 장치가 많이 필요하다. 본 논문에서는 부가적인 장치를 최소화하고 효과적인 동작을 하기위해 전자석 방식을 선택 하였으며 간편하게 선박의 수직벽면을 작업할 수 있는 전자석 방식의 4 륜 로봇을 개발하고자 한다. 선박의 수직벽면 작업용 4 륜구동 로봇을 전자석을 이용하여 수직벽면에 부착할 수 있도록 설계하였으며 자력의 세기와 방향을 제어하여 로봇이 선박의 수직면에 밀착되어 자유롭게 이동이 가능하도록 개발 하고자 한다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권1호
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• pp.1-6
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• 2014

팽창흑연과 탄소나노튜브를 이용한 복합 산화전극을 나피온용액에 다양한 비율로 에폭시를 혼합한 결합제를 이용하여 제작하였으며, 산화전극 결합제에 함유된 에폭시량이 미생물연료전지의 성능에 미치는 영향을 회분식 실험을 통하여 조사하였다. 산화전극 결합제에 에폭시의 함량이 증가함에 따라 산화전극 구성 물질들의 물리적 부착력은 점차 증가하였으나, 활성화저항과 오옴저항의 증가로 인한 내부저항이 증가하였다. 산화전극 결합제로 에폭시를 혼합하지 않고 나피온용액 만을 사용한 대조구의 경우 $1,892mW/m^2$에 달하였으나 산화전극 결합제에 에폭시 함량이 증가함에 따라 미생물연료전지의 최대전력밀도는 점차 감소하였다. 산화전극 결합제에 에폭시함량이 50%일 때 최대전력밀도는 $1,425mW/m^2$로서 대조구의 75.3%까지 감소하였으나, 고가의 나피온용액 사용량을 감소시키고 산화전극 결합제의 물리적 부착력을 높일 수 있다는 측면에서 고려할 때 나피온용액과 에폭시를 같은 비율로 혼합한 물질은 산화전극결합제로서의 좋은 대안이 될 수 있는 것으로 판단된다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제41권4호
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• pp.310-315
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• 2017

최근 건조되는 선박은 연료소비량을 절감하고 안락한 운항을 위해서 고효율 프로펠러를 부착하고 있다. 이와 같이 고효율 프로펠러가 탑재됨에 따라 이전의 프로펠러 특성을 고려한 프로펠러 감쇠방법을 이용하여 해당 축계의 비틀림진동 해석을 할 경우에는 해석 오차가 많이 발생되고 있다. 이러한 오차는 고효율 프로펠러의 개발이 지속됨에 따라 더욱 커질 것으로 예상된다. 본 논문에서는 비틀림진동 해석에 적용되고 있는 각종 프로펠러 감쇠 적용방법들에 따른 해석 편차를 검토하였다. 또한 고효율 직결식 10MW급 프로펠러를 적용한 선박들을 대상으로 프로펠러 감쇠 적용방법에 따른 해석치와 계측 결과를 비교 검토하여 현 시점에서 사용상 적절한 프로펠러 감쇠방법을 제시하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제37권9호
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• pp.499-504
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• 2015

팽창흑연과 탄소나노튜브를 이용한 산화전극을 CTP에 Ni을 혼합한 결합제로 제작하였으며, 산화전극에 CTP와 Ni을 혼합한 결합제와 Nafion 결합제를 대조구로 미생물연료전지의 성능에 미치는 영향을 회분식 실험을 통하여 조사하였다. 산화전극 제작에 사용된 CTP 양이 적을수록, Ni 함량이 증가할수록 산화전극 표면에 부착성장한 미생물량이 증가하였으며, 내부저항이 감소하였다. CTP 4 g과 Ni 0.2 g을 혼합한 결합제로 제작한 산화전극의 경우 최대전력밀도는 $731.8mW/m^2$, 내부저항은 $146.19{\Omega}$이다. 대조구인 Nafion결합제로 제작한 산화전극와 비교하여 최대전력밀도는 23.68% 컸으며, 내부저항은 33.82% 낮았다. 따라서, CTP와 Ni을 혼합한 물질은 저렴하고 효율이 높은 미생물연료전지의 산화전극결합제로서 좋은 대안이 될 수 있다.

• 대한환경공학회지
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• 제32권1호
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• pp.87-96
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• 2010

미생물 연료전지의 전극소재는 전기발생량에 영향을 미치는 중요인자이다. 본 연구에서는 탄소전극의 두께 구조가 미생물 연료전지의 전력밀도 미생물 형성 미생물 군집의 다양성에 미치는 영향에 관해 연구를 수행하였다. 산화 환원 전극조합의 능률적인 구성을 위해 다양한 형태의 탄소전극으로 이루어진 7개 실험실 규모의 반응기가 연속식 공정으로 운전되었다. 반응기의 안정화 상태에서 구멍이 있는 흑연펠트(6 mm 두께) 조합이 전기발생량 238 mV, 그리고 쿨롱효율이 37%로 가장 높은 셀 성능을 나타내었다. 산화전극 표면에 미생물의 생성을 관찰하기 위해 SEM 촬영을 실시한 결과, 니트형태의 탄소섬유와 흑연펠트의 표면에 미생물양의 생성이 증가함을 관찰할 수 있었다. 식종 슬러지와 산화전극 부착성장 미생물의 우점종 변화를 관찰하기 위해 PCR-DGGE를 통한 미생물 군집해석 결과, 식종슬러지내의 미생물 군집과 운전 후 각 전극에 우점화 된 미생물의 군집에는 차이를 보였다. 특히 흑연펠트의 탄소섬유에 전기활성 박테리아로 알려진 eobacter 종이 우점화 된 것을 확인할 수 있었다.