• Journal of the Korean Institute of Gas
• /
• v.13 no.2
• /
• pp.41-48
• /
• 2009

I collected the cases of CNG vehicle accidents which had happened for 30 years and analyzed the causes of the accidents according to each type of cylinders. There are about six accidents including three cylinder explosion accidents due to bad heat treatment, one composite damage, one CNG vehicle fire, and one fuel piping accident owing to the poor maintenance. When looking into the cylinder types involved in the accidents and the causes, 29% of the cylinder accidents are Type I and 24% Type IV, 16% Type II, and 14% Type III. 37% of the accidents are caused by the defects of the raw materials and the errors of a manufacturing process, 16% by the stress corrosion cracking as a result of the repetitive use, 15% by the cylinder's explosion on account of the malfunction of PRD(Pressure Relief Device) and the overpressure. The remainders of the causes are fire and unknown causes. Therefore, cylinder manufacturers have to strengthen quality management of raw materials and manufacturing process and painting regardless of each type of cylinder. Also bus operators need to make an effort to keep safety condition through every day check.

• Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
• /
• v.13 no.3
• /
• pp.123-130
• /
• 2005

In this study, we evaluated the CH4 and CO conversion efficiencies over the oxidation catalysts for natural gas vehicle with lean-burn system. On the fresh catalyst, the conversion efficiency was increased when the loading of precious metal was increased. On the aged catalyst, the conversion efficiency was decreased as increasing the excess air ratio. We could confirm the measuring conversion efficiency of the unsteady state with the FTIR and that of steady state with the GC The temperature increasing ratio of unsteady state is acceptable from 3$^{\circ}C$/min. to 15$^{\circ}C$/min. for the evaluation of catalyst conversion performance , which has within the 4$\%$ of the difference of conversion efficiency. We observed a physical behavior of the thermal aged catalyst's surface using TEM and BET device. It was found that the precious metal was grown to the micro-scopic size by thermal aging process.

• Journal of the korean Society of Automotive Engineers
• /
• v.26 no.3
• /
• pp.39-43
• /
• 2004

최신의 엔진기술과 배기 후처리 기술만으로는 앞으로 더욱 엄격해질 일본의 신장기 규제치(2005년)를 만족시키기에 한계를 느끼기 시작함으로서 배출가스 저감에 보다 효과적인 대응책이라고 할 수 있는 연료설계가 주목을 받고 있다. 그 대표적인 예로서 천연가스, 석탄 및 바이오 물질을 이용해 제조가 가능한 GTL(Gas to Liquid), DME(Dimethyl Eter) 및 바이오 연료는 석유의 대체연료 뿐만 아니라 유황 및 방향족 성분이 매우 낮은 저공해 연료로도 일본 내에서 연구가 활발히 이루어지고 있다. (중략)

• Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
• /
• v.14 no.2
• /
• pp.84-91
• /
• 2006

A heavy duty hydrogen-natural gas fueled engine can obtain stable operation at ultra lean conditions and reduce emissions extremely. Reduction of $CO_2$ in its engine is one of the most benefit. In this study, rate of hydrogen addition($R_{dH2}$) and compression ratio($\varepsilon$) were investigated including performance of this engine. As results, it was found that phenomenon of pressure oscillation when increasing $R_{dH2}$ and $\varepsilon$, it means occurring knock. It consider that pressure oscillation was increased due to fast burning speed of hydrogen. Even if same compression ratio, pressure oscillation was remarkable increased according to increasing $R_{dH2}$. Therefore, limit compression ratio of knock occurring was reduced by increasing $R_{dH2}$.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2005.06a
• /
• pp.264-267
• /
• 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.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2005.06a
• /
• pp.231-234
• /
• 2005

수소 기반의 에너지 사회는 중소규모 분산 발전과 연료 전지 자동차에서 시작될 거라는 예측이 지배적이다. 가정용 고분자 연료전지 시스템은 상업화에 가장 가까운 소규모 분산 발전 시스템중의 하나이며, 에너지기술연구위원에서는 가정용 고분자 연료전지에 수소를 공급하기 위한 천연가스 수증기 개질시스템의 개발을 진행해 왔다. 효율 향상과 제작의 용이성, 그리고 소형화에 초점을 맞추어 개발된 prototype-I은 $2.0Nm^3/hr$의 순수 수소 생산 용량을 가지고 있으며, 수증기 개질기와 수성가스 전이 반응기 수중기 생성 장치, 그리고 반응열 공급에 필요한 버너 등을 이중 동심원관에 통합한 형태이다. 수중기 개질과 수성가스 전이 반응을 거쳐 나오는 개질 가스의 조성은 $72.3\%\;H_2,\;4.8\%\;CH_4,\;0.7\%\;CO,\;22.2\%\;CO_2$이며, 이때 S/C 비율은 2.5였다. 고분자 연료 전지 공급 시 요구되는 CO 농도가 10ppm 이하이기 때문에, 본 시스템에는 선택적 산화 반응기를 2단으로 설치하여 CO. 농도를 10ppm 이하로 낮추어주었다. 전체 시스템의 열효율은 LHV 기준으로 $68\%$. Prototype-I의 운전을 통해 설계 개선안을 도출하였으며, 이를 적용해 제작한 prototype-II가 시험 운전 중이다,. 통합된 개질 시스템에서는 각 단위 반응기사이의 열교환을 최적화하여 단위 반응들이 적정 온도 범위에서 일어나도록 유도하는 것이 중요하다. Prototype-II는 수증기 개질 반응기와 WGS 반응기, 수증기 생성 장치 사이의 열교환율을 향상시켜 농도를 $2.5\%$로 감소시키면서 CO의 농도는 $1\%$이하로 유지하였다. 이 결과를 바탕으로 얻어진 메탄 전환율은 $87\%$이고, 열효율은 LHV 기준으로 $75\%$이다. 아울러 개선점을 적용한 선택적 산화 반응기를 제작하였다. 개질 가스와 산소의 혼합을 유도하고, 반응기 온도의 제어를 통해 선택적 산화 반응의 속도와 선택성을 향상시키고자 한다. 시스템의 운전을 통해 메탄 전환율과 열효율의 개선을 진행할 예정이다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
• /
• v.22 no.2
• /
• pp.205-212
• /
• 1998

Experiments were conducted to investigate the temperature profile and the emissions conversion efficiency of catalytic converters for natural gas vehicles. Two types of the catalyst structure and several transient engine operating conditions were used. The dual-bed catalyst effectively reduced the emissions in a transient period due to the low heat capacity of the front bed. The lanthanoid additives were effective in improving catalyst durability. When the natural gas fueled engine were operated outside of a very narrow window of excess air ratio (from 0.993 to 1.004), the HC and NOx conversion efficiency dropped off. The drop-off were especially fast on the lean side of the window.

• Journal of the Korean Institute of Gas
• /
• v.19 no.6
• /
• pp.34-39
• /
• 2015

Recently, most of the energy consumed in vehicle is derived from fossil fuels. For this reason, the demand for clean, renewable and affordable alternative energy is forcing the automotive industry to look beyond the conventional fossil fuels. Natural gas represents today a promising alternative to conventional fuels for vehicles propulsion, because it is characterized by a relatively low cost, better geopolitical distribution than oil, lower environmental impact, higher octane number and a higher self ignition temperature. Above all, CNG is an environmentally clean alternative to the existing spark ignition engines with the advantages of minimum change. In this study was installed bi-fuel system that a conventional 2 liters gasoline engine was modified to run on natural gas by a gas injection system. Experiments were mainly carried on the optimization of an ECU control strategy affecting the emission characteristics of CNG/Gasoline bi-fule vehicle. The test results shown that CO2 emission in bi-fuel mode was reduced 16% compared to gasoline fuel in the NEDC mode. Also the amount of CO and HC emissions in bi-fuel and gasoline modes were found to equality. But Compared to gasoline, the bi-fuel mode resulted in higher NOx emissions.

• Journal of the Korean Institute of Gas
• /
• v.22 no.5
• /
• pp.114-123
• /
• 2018

As recognizing the necessity of eco-friendly vehicles in order to reduce air pollution from road sector, Korean government has established and implemented a promotion policy which is encouraging the public transportation companies to purchase CNG buses in replacing diesel buses since 2000s. With CNG bus promotion policy, the number of CNG buses had been increased on the road of metropolitan area and big cities. However, increasing rate of CNG buses had been fluctuated between the decrease and the increase since year 2014. In this study, the impact of fuel cost competitiveness between diesel and CNG on CNG bus increasing volume was testified by simple regression, which was only assumed by precedent research on the CNG promotion policy. And this study suggested the necessity of harmonization among the related policies conducted by related Ministries. Eventually this study should contribute to enhance the validity of CNG bus promotion policy. And it is expected that Korean government should apply the new policy suggestion of this study in the establishment of government's promotion policy on LNG cargo trucks and Zero Emission Vehicles in the future.

• Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
• /
• v.3 no.3
• /
• pp.90-96
• /
• 1995

In general, natural gas engine converted from gasoline engine has disadvantage of power decrease. In order to increase power output in natural gas engine, the improvement of in-cylinder flow motion has been believed as the most effective method. In this study, the geometry of combustion chamber in 4 valve DOHC natural gas engine is modified, and in-cylinder flow patterns is analyized. Also engine performance is evaluated according to the modification of in-cylinder flow motion.