• 기계와재료
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• 제22권1호
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• pp.54-64
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• 2010

공작기계의 고속화, 다축화, 복잡화에 따른 열변형 오차가 공작기계에서 발생하는 오차의 대부분을 차지하고 있다. 이러한 열변형 오차를 최소화 하기 위해 공작기계의 발열부에 차가운 오일을 공급하여 냉각함으로써, 열변형을 제거하는 장치가 오일쿨러이다. 오일쿨러는 제어 방법에 따라 On-off, 가스 바이패스, 인버터 방식 등이 사용된다. 초정밀 공작기계에는 주로 가스 바이패스 및 인버터 방식이 사용되는데, 인버터 방식의 경우 고가(高價)인 관계로 주로 옵션 형태로 사용된다. 가스 바이패스 방식 오일쿨러는 인버터 방식에 비해 가격이 저렴하고 구조가 간다하며 정밀한 온도제어를 할 수 있지만 부하가 낮은 경우 구조적인 한계로 인해 온도제어 불안정을 발생시킨다. 본 연구에서는 기존 바이패스 방식 오일쿨러에서 나타나는 문제점을 해결하고 보다 정밀한 온도제어를 위해 2개의 전자밸브를 갖는 듀얼 밸브 방식 오일쿨러 시스템을 개발하였다. 개발된 듀얼 밸브 오일쿨러 시스템의 성능검증을 위해 정격운전, DIN 8602 규격, ISO/DIS 230-3 운전모드에서 성능을 비교/분석하였다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.130-135
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• 2013

최근 공작기계 분야에서 가공속도와 가공정밀도 같은 시스템 성능이 한층 요구되고 있다. 특히 가공속도가 증가함에 따라 공작기계와 수가공 분야의 공작물 가공 부위에 유해한 열 발생을 초래하게 된다. 이 열은 가공 정밀도를 저하시키는 주된 원인으로 작용한다. 따라서 온도를 제어하는 오일쿨러는 공작기계에서 필수적이다. 일반적으로 두 가지 대표적인 제어기법인 핫가스 바이패스 방식과 압축기 가변속 제어 방식이 오일쿨러에 채택 되었다. 본 논문에서는 오일 출구 온도를 설정값으로 유지하기 위해 압축기의 속도를 제어하였다. 공작기계의 정밀 가공이 요구되는 추세에 맞추어 ${\pm}0.1^{\circ}C$의 고정도 온도 제어가 가능한 오일쿨러가 요구된다. 그러나 정밀 온도제어가 가능한 오일쿨러는 가격이 고가이다. 그러므로 본 논문에서는 on/off(릴레이) 제어방식 대신에 PID 제어기와 위상각 전력제어 방식을 사용하여 정밀 온도제어가 가능한 오일쿨러용 제어기를 제안한다. 제안한 제어기를 제작하고, $23^{\circ}C$, $24^{\circ}C$ 그리고 $25^{\circ}C$에서 실험하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.687-692
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• 2016

엔진에 터보차져를 사용하게 되면 엔진의 출력도 향상되지만 동시에 엔진의 온도도 높아지게 된다. 특히 피스톤의 경우는 냉각이 문제가 된다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 오일 젯을 사용하는데, 오일 젯은 오일을 피스톤의 밑 부분에 분사하여 피스톤을 냉각시키는 것이다. 오일 젯이 사용된다면, 오일의 분사로 인하여 오일 유량의 증가및 피스톤으로부터의 열전달에 의하여 높아진 오일 온도 문제를 해결하기 위하여 오일 펌프 용량 증대와 오일 쿨러의 사용이 필요하다. 그러나 용량 증대 오일 펌프와 오일 쿨러를 사용하면 엔진의 마찰 토크가 증가하는 원인이 된다. 본 연구에서는 오일 젯, 오일 쿨러 및 오일 펌프의 용량 증대로 인하여 엔진의 마찰 토크가 증가하는 정도에 대하여 연구하였다. 또한 각 부품의 사양을 변경함에 따라 마찰 토크가 얼마나 영향을 받는가도 측정되었다. 저속에서는 오일 펌프와 오일 쿨러에 의한 영향이 크고 고속에서는 오일 쿨러에 의한 영향이 큼을 알 수 있었다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2010년도 추계학술발표논문집 2부
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• pp.944-946
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• 2010

열교환기는 공조 및 기타 산업현장에서 많은 수요가 창출되고 있는데 본 논문에서는 3차원 수치해석을 이용하여 수송기계의 오일쿨러나 연료쿨러에 쓰이는 전형적인 열교환기에 대한 방열 성능을 해석하였다. 열교환기의 핀 타입 중 wavy 및 louver에 대하여 열교환기 성능 실험 데이터를 이용하는 3차원 열교환기 모델을 완성하고 통과 풍량에 따른 열교환량을 예측하였다. 이는 열교환기를 통과하는 풍속이 균일하지 않을 때 열교환량을 예측할 수 있어 설계 정확성 향상에 기여할 수 있다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제14권3호
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• pp.205-211
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• 2013

최근 공작기계 분야에서 가공속도와 가공정밀도 같은 시스템 성능이 한층 요구되고 있다. 특히 가공속도가 증가함에 따라 공작기계와 수가공 분야의 공작물 가공 부위에 유해한 열 발생을 초래하게 된다. 이 열은 가공 정밀도를 저하시키는 주된 원인으로 작용한다. 따라서 온도를 제어하는 오일쿨러는 공작기계에서 필수적이다. 일반적으로 두 가지 대표적인 제어기법인 핫가스 바이패스방식과 압축기 가변속 제어 방식이 오일쿨러에 채택 되었다. 본 논문에서는 공작기계에 사용하는 핫가스 바이패스 오일쿨러의 정밀한 온도특성을 얻기 위한 퍼지 제어기의 설계와 구현 방법을 다룬다. 출구 오일온도를 설정값과 실내온도로 잘 유지하도록 전자팽창밸브의 개도 각도를 제어하였다. 특히, 퍼지 제어기는 갑작스러운 외란에 의한 온도변화를 억제하는 기능을 포함하고 있다. 몇 가지 실험을 통하여 제안한 방법으로 목표 온도를 ${\pm}0.22^{\circ}C$정상상태 오차 이내로 제어할 수 있었다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제37권1호
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• pp.83-90
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• 2020

판형 열교환기는 1920년대부터 본격적으로 상업화되었으며, 이후 판형 열교환기의 기본 컨셉은 지금까지도 거의 변화가 없었지만 고온, 고압 그리고 대용량 열교환에 적용되기 위해 설계 및 제작 방법들이 혁신적으로 발전하여 지금에 이르게 되었다. 판형 열교환기의 개발 트렌드는 전열 효율이 좋으면서 압력강하가 낮고 또한 유체 분배가 잘되는 전열판의 개발과 일치한다. 본 연구에서는 이러한 트렌드를 만족시키는 선박용 중속엔진 오일 냉각용 판형 쿨러 개발과 관련된 주요 과정들을 소개하고, 또한 개발된 판형 오일쿨러의 전열성능을 실험적으로 분석하여 이에 대한 결과를 제공하고자 한다. 본 연구에서 판형 쿨러는 구조적 특징으로 인해 직접 판벽 온도를 측정할 수 없어 수정된 Wilson Plot 방법을 응용하여 열전달계수를 구하였다. 오일-물 실험 전에 물-물 실험을 통해 우선 물측의 열전달계수와 압력강하량을 구하였고, 그 결과를 바탕으로 오일측의 열전달계수를 구하였다. 양측 모두 유량 증가에 따라 열전달 성능은 증가하였지만, 압력강하량도 동시에 증가하였다. 그리고 실험을 통해 본 연구에서 개발된 판형 오일쿨러가 개발목표치를 성공적으로 달성하였음을 확인할 수 있었다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.113-114
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• 2016

본 논문에서는 오일 쿨러용 컴프레셔의 속도 맥동에 의한 영향을 분석하고 이를 저감하기 위한 알고리즘을 제안한다. 일반적으로 공작기계의 공작물 가공부위에서 발생하는 열 변형 오차를 줄이기 위해 오일 쿨러용 컴프레셔가 사용된다. 하지만 싱글 로터리 구조의 컴프레셔에서 발생하는 기계적인 진동은 배관의 피로파괴와 소음을 야기하므로 반드시 저감시켜야 한다. 따라서 본 논문에서는 싱글 로터리 컴프레셔의 운전 시 발생하는 속도 맥동의 영향을 최소화할 수 있는 실시간 보상기법을 제안한다. 제안된 기법은 특정 맥동 성분을 저감할 수 있는 비례공진제어기를 적용하여 속도 맥동의 주파수 성분을 검출하여 이를 최소화 하는 방향으로 보상신호를 주입하는 방식이다. 시뮬레이션과 실험을 통해 제안하는 기법의 효용성을 검증한다.

• 동력기계공학회지
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• 제14권6호
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• pp.89-95
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• 2010

This paper deals with design method of proportional-integral(PI) and feedforward controller for obtaining precise temperature and high energy efficiency of oil cooler system in machine tools. The compressor's speed and opening angle of an electronic expansion valve are controlled to keep reference value of temperature at oil outlet and superheat of an evaporator. Especially, the feedforward controller is added to suppress temperature fluctuation under abrupt disturbances. Through some experiments, the suggested method can control the target temperature within steady state error of ${\pm}0.l^{\circ}C$ and maximum overshoot $0.2^{\circ}C$ under abrupt disturbances.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제22권6호
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• pp.771-781
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• 1998

A highly compact and thermally efficient water cooled oil cooler for automotive use without offset strip fin and casing is developed in this study. The study result has shown that eliminating the fin and casing in the oil cooler the manufacturing process and cost and can be simplified and reduced greatly without sacrificing the thermal capacity. The oil cooler developed in the study uses the dimply type heat transfer core element design instead of offset strip fin and eliminates the outer casing for coolant water flow by applying specially made parallel loop flow design. In the study the thermal design program for the present oil cooler also was developed and validated experimentally.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
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• pp.2328-2333
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• 2008

The experimental study was carried out to evaluate the heat transfer performance on the shell side of shell-and-plate finned tube heat exchanger with three different tube numbers(9, 13 and 19). Oil flowing on the shell side was cooled by cold water flowing inside the tubes. A shell-and-tube heat exchanger of an oil cooler consisted of one shell pass and two tube passes with the inner tube diameter of 8.82 mm and the tube length of 575 mm. Mass flow rate was varied from 1.2 to $6.0\;m^3/h$ for oil and from 0.6 to $3.0\;m^3/h$ for cold water, respectively. From the experiment of shell-and-plate finned tube heat exchanger, the shell side heat transfer coefficient of heat exchanger with 9 tubes was compared with that of 13 and 19 tubes. It was found that the heat exchanger with 9 plate finned tubes showed more performance of heat transfer than that of 13 and 19 tubes.