• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.205-205
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• 2012

Korea Superconducting Tokamak Advanced Research (KSTAR) 장치는 국내 유일의 초전도 자석을 이용한 핵융합 연구 장치로서 초고온의 플라즈마를 생성하여 차세대 에너지원인 핵융합 에너지를 획득하는 것을 목표로 두고 있다. 플라즈마를 생성부터 유지하기 위해서는 수소 동위원소를 토카막 내부로 공급해 주어야 하는데 이러한 수소동위원소를 "연료"라 부르며, 이 연료를 토카막 내부로 공급해 주는 시스템을 연료주입 시스템(Fueling System)이라고 한다. KSTAR에서는 토카막 내부로 고속의 연료 주입이 필요하고 정밀한 양의 연료를 공급하는 밸브를 사용하여야 하며, 이러한 밸브를 제어 할 수 있는 제어기를 필요로 한다. 위의 사항에 적합한 피에조 밸브(Piezoelectric Valve)는 2 msec 이내의 개폐시간과 500 Torr ${\ell}$/s 이상의 유량을 흘려줄 수 있는 피에조 밸브로 압전소자에 가해지는 전압(0~250 V)에 따라 변위의 양에 비례하여 연료가 진공용기 내로 유입된다. 압전소자의 변위는 최대 140 ${\mu}m$로 최적화되어 있어야 하며, 정전용량(Capacitance)는 30~40 nF이어야 한다. 또한 소자에 힘(Force)를 가해 최대 7 N으로 136 ${\mu}m$의 변위를 가진 소자를 사용해야 한다. 피에조 밸브의 특성으로는 아날로그 신호로 작동이 되어야 하며, 유량신호를 피드백하여 밸브의 구동 전압을 정밀하게 제어 되어야 한다. 피드백 제어를 위해 압력센서는 XCS-190 Series를 사용하여 낮은 유량에서도 민감하게 반응하도록 제작하였으며, 고전압이 유기 되었을 때 제어기를 보호하기 위한 정션박스를 설치하였다. 밸브 제어기는 피에조 밸브의 개방 속도를 높이기 위해 밸브 구동 전압을 순간적으로 높이는 POP 전압을 생성하는 기능과 유량 신호를 피드백해서 밸브 구동 전압을 정밀 제어 하는 기능을 가지고 있다. 제어장치는 아날로그 및 디지털 제어회로의 전원용 +15 V DC와 밸브 구동용 +250 V DC 출력용의 전원 공급 장치(Power supply unit), 펄스 및 트리거 신호를 생성하는 Master Programmer unit), Pop 전압과 피드백의 중요한 기능을 수행하는 Valve controller unit로 제작 되었다. 피에조 밸브와 제어기는 상호 작용하여 동작을 원활히 할 수 있도록 특성 실험을 진행하여야 하며, 진공상태에서 Lack의 유무를 확인하여야 한다. 현재 개발 제작된 밸브의 진공누설시험 및 특성실험을 진행하고 있으며, KSTAR 5차 캠페인에 적용할 계획이다.

• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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• 한국방사성폐기물학회 2008년도 학술논문요약집
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• pp.229-230
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• 2008

• 한국가스학회:학술대회논문집
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• 한국가스학회 2003년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.127-131
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• 2003

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.648-651
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• 2009

탄소섬유강화플라스틱(CFRP:Carbon Fiber Reinforced Plastic)용기의 외부에 화재가 발생할 경우 함침된 수지(Resin)가 탄화되면서 자체 강도가 약화되고 충전된 가스가 외부 온도 상승에 따라 압력 상승이 발생하여 용기의 폭발로 이어지는 사고가 발생할 개연성이 높다. 화염 노출조건에서 복합재료 용기의 폭발을 방지하기 위하여 용기용 밸브에 내장된 온도감응식 압력안전장치(TPRD:Thermally activated Pressure Relief Device) 작동 성능을 검증하기 위한 방법으로 화염실험(Bonfire test)를 실시하고 있으나, 개방 공간에서 실시되는 이 실험은 표면 온도 변화가 매우 크게 발생하여 실험에 대한 재현성(Reproducibility)에 의문이 제기되고 있다. 따라서, 표면 온도를 일정하게 유지하기 위한 실험 방법의 개선이 필요하다. 본 연구에서는 경유+heptane을 이용한 전체 화염에 노출되는 경우와, 천연가스를 이용한 단일화염에 노출되는 경우의 실험 결과 비교를 통하여 화염 노출 표면 온도를 일정하게 유지하기 위한 가열 방법의 타당성을 검토하였다. 또한, 복합재료 라이너(Liner)의 온도 변화 비교를 통하여 집중화염 노출 조건에서 열전달 특성을 알아보았다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권9호
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• pp.5763-5768
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• 2015

압력방출밸브는 높은 압력을 조절하여 안정성을 유지하는 기계적 요소로, 압력용기, 증발기, 파이프라인 등 사용되고 있다. 높은 압력이 발생되면 스프링의 탄성력을 사용하여 압력방출밸브의 출구로 유체를 흘려보냄으로써 압력을 낮추게 되고, 정상적인 압력으로 돌아오게 되면 압력방출밸브는 초기상태로 돌아가게 된다. 압력방출밸브는 순조롭게 작동되어지기 위하여 요구되는 구조적 안정성을 만족하도록 설계되어져야한다. 본 연구에서는 상업용 소프트웨어 ANSYS/WORKBENCH를 사용하여 압력방출밸브의 유동해석과 구조해석을 수행한 결과 구조적 문제를 발생시킨다는 것을 알 수 있었다. 따라서 구조적 안전성을 만족하는 설계를 수행하고, 설계변수에 따른 구조적 안전성을 예측해보고자 한다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제34권5호
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• pp.431-438
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• 2023

Recently, study on hydrogen is being conducted due to environmental pollution and fossil fuel depletion. High-pressure gas hydrogen commonly used is applied to vehicle and tube trailers. In particular, high-pressure hydrogen storage tank for vehicles must comply with the guidelines stipulated in SAE J2601. There is a charging temperature limitation condition for the safety of the storage tank material. In this study, numerical analysis method were verified based on previous studies and the nozzle angle was changed for thermal management to analyze the increase in forced convection effect and energy uniformity due to the promotion of circulation flow. The previously applied high-pressure hydrogen storage tank has a length/diameter ratio of about 2.4 and was analyzed by comparing the length/diameter ratio with 8. As a result, the circulation flow of hydrogen flowing into the high-pressure hydrogen storage tank is promoted at a nozzle angle of 30° than the straight nozzle and accordingly, the effect of suppressing temperature rise by energy uniformity and forced convection was confirmed.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.59-69
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• 2002

기존의 가스계 소화시스템은 직립형으로 설치된 약제 저장용기로부터 약제를 유출시켜 방사노즐로부터 방사되게 하는 방식이다. 그러나 본 연구는 수평으로 설치한 배관 형태의 저장용기속에 가스계 약제만을 충전하여 약제 자체의 증기압만으로 소화가스를 방사시켜서 방사노즐 오리피스의 크기와 방사율간의 온도별 상관성과 변화의 경향을 실험을 통하여 분석 연구하였다. 본 연구에서는 청정소화약제 중 HCFC Blend A를 연구대상으로 실험을 통하여 분석하였던 바, 용기밸브와 방사노즐의 고정된 크기 및 소화농도에 따라 방호가능 공간의 크기에 제한이 따르게 되지만, 그 제한 범위내에서는 소화가스의 방사가 법정기준의 방사 시간내(10초 이내)에 이루어질 수 있음을 확인할 수 있었고, 방호가능 공간의 제한범위를 보다 확대하려면 더 큰 구경의 용기밸브와 방사노즐이 장착되어야 함을 알 수 있었다.

• 기계저널
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• 제18권3호
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• pp.57-61
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• 1978

안전벨브설비의 기계적설계와 해석에관련된 가장 중요한 고려사항중의 하나는 설비내의 임계점을 찾아내고 그 점에서의 모우멘트를 계산하는 것이다. 만약 굽힘모우멘트를 적절히 계산하지 않으 연 기술기순에 포함된 하중 및 응력기준에 합격할 수 없을 것이다. 이 모우멘트를 결정하는데 최 소한도 본 부록의 2부에 설명된 다음 하중들을 포함함이 바람직하다. 1. 열팽창 2. 사하중 3. 지진 4. 벨브 송출로부터의 반작용력 5. 기타 기계적하중 안전밸브설비의 핵석에서 교차점, 엘보우, 변이점등을 포함한 모든 중요단면 및 기타 관련된 배 관, 용기및 배관설비와 상호작용하는 그들의 지지점들을 포함함이 바람직하다. 안전밸브설비와 그 에 관련된 배관을 직선 또는 곡선 요소들을 연결된 하나의 통합된 질량계로서 모형화하는 것이 가장 적절하다.

• 한국정밀공학회지
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• 제26권12호
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• pp.102-109
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• 2009

This study proposes the structural optimization of a manifold valve. FE analysis is performed to evaluate the strength of a manifold valve. In addition, the structural optimization technique is applied to reduce its weight. In this study, the optimization method using the kriging interpolation method is adopted to obtain the minimum weight satisfying the strength constraint. The maximum stress and the weight are replaced by the metamodels. In this process, tile sample points are generated by latin-hypercube design. Optimum designs are obtained by ANSYS Workbench and the in-house program.

• 한국가스학회지
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• 제17권3호
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• pp.14-19
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• 2013

본 연구에서는 특수가스용기용 밸브의 안전성에 관한 실험적 연구를 수행하였다. 시험용 밸브는 특수가스용기에 부착되었던 것을 무작위로 수거한 것으로 가스누출 및 작동 안전성에 대한 시험을 실시하였다. 실험결과에 의하면, 밸브의 몸체, 나사 체결부, 안전판, 방출구, 스템부, 핸들에서 가스누출 안전성에 영향을 미칠 정도의 크랙, 마모, 부식, 변형이 발생하지 않았다. 다만, 핸들의 페인트 일부가 벗겨지고, PT나사와 몸체에서 녹이 국부적으로 형성되어 있지만, 가스누출 안전성에 영향을 미칠 정도는 아니었다. 또한, 탈거한 밸브에서 가스누출은 발생되지 않았다. 다만, 밸브스템의 영구변형과 오링의 마찰표면 일부에서 손상이 관찰되었다. 따라서, 탈거된 밸브의 가스누출 안전성을 보장하기 위해서 밸브시트와 오링 교체하는 것이 바람직함을 알 수 있다. 또한, 핸들의 조임력을 주기적으로 점검하는 것이 필요함을 알 수 있었다.