• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.38-38
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• 1999

KSTAR(Korea Superconducting Tokamak Advanced Research) 핵융합 실험 장치의 진공용기 및 진공용기 내부의 플라즈마 대향 부품들은 초고진공 (5$\times$10-9 Torr)의 달성을 위해 진공용기 내부의 이물질(H2, H2O, CO, CO2, CH4 등) 제거를 목적으로 SS316LN인 진공용기는 25$0^{\circ}C$, 탄소 물질인 플라즈마 대향부품은 35$0^{\circ}C$ 정도까지 가열(이하 베이킹)할 필요성이 있다. 이 가열방법으로 고온 질소가스를 진공용기 이중벽 사이로 흘려주는 방식과 코일에 저주파 교류전류를 흘려 진공용기를 유도가열하는 방식이 고려되고 있는데, 유도가열방식은 최대 유도 전력이 70kW 정도로 실제 베이킹에 필요한 열량을 공급하는데 있어 적잖이 부족하며 또 국부적인 가열 특성으로 인하여 KSTSR의 베이킹 방식은 전자의 가열방식을 우선적으로 채택하고 있다. 본 논문에서는 0-차원 해석을 통하여 진공용기와 플라즈마 대향 부품들에 대한 베이킹 계획을 결정하고 이를 만족시키기 위해 투입해야 할 열량을 직선적으로 증가하는 온도 곡선에서 각 부분의 온도 상승률을 다르게 설정한 세 경우와 F-자 형태로 변화하는 온도 곡선의 경우에 대해 각각 적용하여 시간에 따른 필요열량을 비교.검토하였으며, 이를 근거로 안정적인 베이킹 계획을 선정하였고 이 베이킹 계획의 실현을 위해 투입해야 할 고온 질소가스의 유량과 온도 도달시간까지 매 시간에서의 가스온도를 산출하였다. 토러스 형상의 토카막 진공용기와 플라즈마 대향 부품 및 다층단열재에 대한 해석 모델은 길이가 유한한 0-차원 실린더 모델로 가정하였고, 이에 대한 기하학적 성질 및 열역학적 성질은 유효계수를 고려하여 산출하였다. 진공용기 이중 벽 내부로 흐르는 질소가스의 유량과 온도의 계산은 진공용기 내벽과 외벽을 각각 독립적인 열전달 요소로 가정하여 구성한 모델을 이용하였다. 전체 해석에서 각 열전달 요소의 비열 값은 온도에 따라 변화하는 비열의 특성을 반영하였으며. 진공용기와 플라즈마 대향 부품의 방사율(emissivity)은 앞서 가정했던 각 온도 상승 곡선에 대해서 각각 0.1, 0.2, 1.3의 경우를 가정하여 계산하였다. 직선적으로 증가하는 온도 상승 곡선중 2$0^{\circ}C$/hr의 온도상승율을 갖는 경우가 다른 베이킹 시나리오 모델에 비해 효과적이라 생각되며 초대 필요 공급열량은 200kW 정도로 산출되었다. 실질적인 수치를 얻기 위해 보다 고차원 모델로의 해석이 필요하리라 생각된다. 끝으로 장기적인 관점에서 KSTAR 장치의 베이킹 계획도 살펴본다.

• Resources Recycling
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• v.20 no.4
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• pp.58-64
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• 2011

Recovery of novel metals such as Au, Ag and Ni from wastes PCB was investigated by slag treatments. The CaO-$Al_2O_3$(-$SiO_2$) and CaO-$SiO_2$-$CaF_2$ slags were employed in the present study. The PCB/Cu ratio is recommended to be lower than unity. The use of CaO-$SiO_2$-$CaF_2$ slag provided the more higher yield of Au, Ag and Ni than the CaO-$Al_2O_3$(-$SiO_2$) slag did, which was mainly due to the lower melting point and the viscosity of $CaF_2$-containing slag. The terminal descending velocity of metal droplets in the slag phase increased with decreasing slag viscosity.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.19-19
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• 2011

수중방전은 다양한 라디칼을 직접 물 속에서 발생시키기 때문에 수처리 공정에 다양한 응용이 가능하다. 특히, 최근에 선박평형수 등의 살균이 국제적인 이슈가 되고 있고, 2017년까지는 모든 선박에 살균을 위한 수처리 설비가 의무화된다. 본 연구에서는 염분이 있는 수체에서의 방전공정을 연구하고 이를 수처리공정에 적용할 수 있는 방법에 대해 연구하였다. 해수의 경우 전도도가 53mS로 자유로운 전하의 이동이 가능하기 때문에 일반적인 민물방전의 전원과 전극 등으로는 방전을 할 수 없다. 이에 세라믹과 금속의 이중구조로 되어 있는 모세관전극을 개발하여 전도성이 있는 수체에서의 방전을 이루었다. 전원장치로는 60 Hz, 380 V를 1차측에 인가하여 2차측에서 약 3 kV, 10 kW의 파워가 발생하는 12위상차 교류전원장치를 개발하여 사용하였다. 모세관 내부에 전압이 인가되면 전류가 발생하여 joule heating에 의하여 모세관 내부에 기포가 형성된다. 이 때, 전류의 단락이 이루어지면서 고전압쪽에 전하가 축적되며 기포내부의 E-field가 상승한다. 이후 기포 내에서 방전이 개시되며 각종 라디칼을 생성한다. 방전에 의해 생성되는 산화제로는 오존, OH라디칼, 과산화수소 등이 있으며, 해수에서는 Cl-의 결합에 의하여 Cl2 가스가 발생한다. 약 30,000 J/L의 체적에너지에 대하여 생성되는 총염소의 농도는 2.5 mg/L이다. 수중방전의 적용대상으로 선박평형수, 멤브레인과의 결합, 용존기포부상법을 선정하여 적용가능성을 연구하였다. 먼저 선박평형수 살균처리를 위해 해수의 처리유량을 20 lpm으로 유지하고 대장균, 바실러스, 조류(테트라셀미스) 등을 투입하여 전극 12개가 삽입된 12위상차 플라즈마 반응기를 통과시켰더니, 약 30,000 J/L의 체적에너지에 대하여 1일 후의 살균력이 각각 99.99, 99.99, 99.9%의 살균력을 나타내었다. 이는 국제해사기구에서 권장하는 살균수준인 99.9%를 초과하는 수치이다. 플라즈마를 이용한 해수살균공정의 안정적 운전을 위해 후단에 UF멤브레인을 추가하여 잔류생존 미생물을 제거할 수 있다. 이를 위해 플라즈마가 후단의 멤브레인 운전에 미치는 영향을 평가하였다. 카올린과 탄산칼슘을 오염원으로 각각 투입하여 멤브레인으로 처리를 하였을 때, 방전 직후 멤브레인에 걸리는 막간압력차가 약 30% 감소하였는데, 이는 막에 형성된 파울링이 방전에 의해 제거된 것으로 평가할 수 있다. 수중방전은 다양한 산화제를 생성함과 동시에 미세기포를 발생시키는데 이는 수중유기물의 부상분리에 적용될 수 있다. 방전모세관전극의 내부직경을 1 mm로 유지하고, 60 Hz, 교류전원으로 방전한 결과 평균입경 44 um의 기포를 발생시켰고, 이는 일반적으로 용존공기부상법에 사용되는 기포의 크기와 일치한다.

• Food Engineering Progress
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• v.15 no.4
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• pp.398-403
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• 2011

A dielectric barrier discharge plasma (DBDP) treatment system was fabricated and the optimum operating conditions for the plasma generation were determined in order to explore the potential of cold plasma as a non-thermal proessing technology. The microbial inactivation performance of the system was also evaluated against Staphyloocus aureus. The system consisted of power supply, transformer, electrode assembly and sample treatment plate. The input power was 220 V single phase AC and amplified to 10.0-50.0 kV on a transformer. A pulsed sine wave of frequency 10.0-50.0 kHz was introduced to the electrode embedded in ceramic as a dielectric barrier material in order to generate plasma at atmospheric pressure. Higher currents and consequently greater power were required for the plasma generation as the frequencies increased. A homogeneous and stable plasma was generated at currents of 1.0-2.0, and frequencies of 32.0-35.3 kHz. The optimum electrode-gaps for the plasma generation were 1.85 mm without loaded samples. More power was consumed as the electrode-gaps increased. The practically optimum electrode- gap was, however, 2.65 mm when samples were treated on slide-glasses for microbial inactivation. The maximum temperature increase after 10 min treatment was less than 20$^{\circ}C$, indicating no microbial inactivation effect by heat and thereby insuring a non-thermal method. The DBDP inactivation effect against Staphyloocus aureus increased linearly with treatment time up to 5 min, but plateaued afterward. More than 5 log reduction was achieved by 10 min treatment at 1.25 A.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.38 no.6
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• pp.329-333
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• 2016

Disinfection by electrolysis would be useful for small wastewater treatment plant, combined sewer overflow, ballast water, swimming pool, and fish farming, where the transport, storage, and the use of chlorine gas is limited. This study investigated the feasibility of the electrolysis of dilute hydrochloric acid (HCl) for disinfection. The effects of HCl concentration, voltage and reaction time on the generation of oxidizing agents, HOCl, $O_3$, and $H_2O_2$, were examined in a series of batch test. The highest current efficiency was 99.3% which was found at 2.2%, 3 V, and 5 min of HCl concentration, voltage, and reaction time, respectively. Continuous electrolysis at 2.2% HCl, 3 V, and 5 min of the hydraulic retention time showed 97.4% of the current efficiency. Addition of sodium chloride up to 20 g/L linearly increased the oxidizing agents production. 92.2% of total coliforms were removed by the contact with the electrolyzed water.

• Proceedings of the Korean Environmental Sciences Society Conference
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• 2008.11a
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• pp.452-457
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• 2008

분말 TiO$_2$를 코팅한 전극은 전기저항으로 인해 0.5 A 이상의 전류를 인가할 수 없었으며, 1 A를 적용하였을 때 60분의 반응시간 후 최종 RhB 농도를 측정한 결과 Ru/Ti 전극의 RhB 농도 감소 가장 큰 것으로 나타났고, Ru/Ti > Ti > SG-TiO$_2$ > Th-TiO$_2$로 나타났다. 전기분해 공정만 적용한 경우 RhB 농도 감소의 순서는 Ru/Ti = Ti > SG-TiO$_2$ > Th-TiO$_2$ 전극의 순서로 나타났다. UV만 적용한 경우 RhB 제거는 작았으며, Ti와 Ru/Ti 전극은 UV만 적용한 경우와 RhB 제거농도가 비슷하였는데 이는 전극 표면에서 광촉매 반응이 일어나지 않는다는 것을 의미한다. 반면 TiO$_2$를 전극 표면에 형성하거나 코팅한 전극은 UV만 적용한 경우보다 RhB 농도가 낮게 나타났고, TiO$_2$가 형성되거나 코팅된 전극은 P-TiO$_2$ > Th-TiO$_2$ > SG-TiO$_2$의 순서로 나타났으나 차이는 크지 않았다. 광전기촉매 공정에서 시너지 효과가 거의 없는 것은 전극 표면에 코팅되거나 형성된 TiO$_2$의 양이 적고 광촉매 반응에 의한 분해 정도가 낮아 전자-정공의 재결합 감소효과가 적기 때문인 것으로 사료되었다. Th-TiO$_2$와 SG-TiO$_2$ 전극의 경우 전해질로 Na$_2$SO$_4$를 사용한 경우의 RhB 농도가 NaCl을 사용한 경우보다 RhB 낮게 나타났으나, Ti와 Ru/Ti 전극의 경우는 반대 현상이 나타났다. 이와 같은 결과는 광촉매 반응이 높은 Th-TiO$_2$와 SG-TiO$_2$ 전극에서의 Cl$^-$의 광촉매 반응 저해현상이 높게 나타났기 때문이라고 사료되었다. 반면 DSA 전극인 Ti와 Ru/Ti 전극의 경우 광촉매 반응이 거의 나타나지 않기 때문에 주반응인 전기분해 반응에서의 촉진 반응이 지배적이기 때문에 Th-TiO$_2$와 SG-TiO$_2$ 전극과는 정 반대의 현상이 나타났다고 사료되었다. 전기/UV 공정에서는 최적 전류는 0.75 A, NaCl 투입량은 0.5 g/L로 나타났으며, 최적 UV램프 전력은 16 W인 것으로 나타났다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.38 no.9
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• pp.1137-1140
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• 2014

Faulty electric motors onboard vessels with anomalies in windings or poor insulation are usually repaired at land based workshops and reinstalled in place by crew hands after receiving the repaired motors. Especially for 3 phase induction motors which need Y-${\delta}$ starters with 6 lead wires, it would happen that the polarities of stator windings cannot be well distinguished if the original tags of these wires are erased or not visible clearly, resulting in subsequent damage to the repaired motor due to extreme current flow when the power is given to the motor the stator windings of which are wrongly connected in the polarity. This study proposes an easy way to make correct connection in winding polarities without failures based on the electro-magnetically induced voltages on windings when a slight DC current is supplied to a winding coil by using an analog multi-tester. The proposed method is applied to actual motors and delves into the applicability for polarity discrimination through a few measurements onboard vessels.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.33 no.2
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• pp.210-215
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• 2022

Two types of lignin materials with a different surface ionic character were used and polypyrrole layer was introduced on the lignin surface to obtain polypyrrole@lignin and polypyrrole@lignosulfonate composites using a simple chemical oxidation polymerization, reported in a previous article. Polypyrrole was effectively prepared regardless of the lignin type and the resulting composites were investigated using scanning electron microscope (SEM), cyclic voltammetry (CV), and impedance analysis. SEM and CV results showed that the obtained composites retained stable electrochemical properties after introduction of polypyrrole on the lignin surface. Impedance analyses showed that the surface properties of composites were dependent on lignin characteristics. In addition, the composites were embedded in agarose, an gelifying agent, to obtain conductive gels. It was found that the conductive gels possessed an electrical conductivity and also retained stable electrochemical properties, which indicated that the conductive gels might be useful for some applications.

• Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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• v.21 no.10
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• pp.150-158
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• 2007

Large steel industries have time-varying nonlinear loads including electric arc furnaces. These nonlinear loads generate harmonic currents and create distortions on the sinusoidal voltage of the power system. Flicker can be defined as the effect produced on the human visual perception by a changing emission of light lamps subjected to magnitude fluctuations of their supply voltage. The main objective of the static var compensator(SVC) is to maintain the rms voltage at the point of common coupling within the limit. In this paper, harmonic and flicker mitigation studies with and without the SVC are investigated and are evaluated by the IEC 61000-3-6 and IEC 61000-3-7.

• Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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• v.21 no.7
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• pp.29-36
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• 2007

According to the using of electric power source such as solar cell, fuel cell and wind energy, consumer is supplied from distributed generator and electric power company. Therefore, it is required that the real-time measurement and control instrument for those distributed generator. In this paper, describes the development of measuring equipment for the power system with distributed generator. The equipment has real-time measure function and communication with PC via USB port, which is used for various purposes such as investigation of transient state, and is compared with measurement instrument to verify the reliability.