본 연구는 LP가스 용기용 밸브의 개발에 관한 것으로 안전밸브의 개념을 도입했다. LP가스 용기는 사용의 편리성 때문에 많이 이용되고 있지만 많은 사고가 발생되고 있다. 특히 자해나 남을 해할 목적으로 이용되기도 하며 때때로 시위도구로 사용되기도 한다. 정부에서는 이와같은 사고를 줄이기 위하여 과류밸브를 사용하도록 의무화하고 있지만 제품개발이 뒤따르지 못하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 과류밸브보다 근원적 안전개념을 도입한 안전밸브의 개념을 소개한다. 이것은 기존의 밸브에 모듈을 삽입하는 방법으로 개발되었으며 밸브에 호스나 조정기가 연결되지 않은 상태에서는 가스의 흐름이 억제된다. 또한 정상 사용중이더라도 호스가 절단되거나 과류가 발생되면 즉시 가스의 흐름은 차단된다.
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.
A household gas valve is used for flow control of LPG(Liquefied Petroleum Gas) or LNG(Liquefied Natural Gas) of which pressure is about $200mmH_2O(\fallingdotseq\;0.0196[bar])$. Currently, two kinds of valves such as rotary type and button type are widely used in many applications. But, these valves have some problems that they are not controllable and reliable. Piezo actuation combined with modem microelectronics provides a reliable, quiet, low energy, infinitely adjustable gas valve. In this paper, gas valve using piezo actuator which are bimorph and a circle type was studied. Also, Prototype for gas valve was manufactured and characteristics of the prototype gas valve were analyzed.
본 연구에서는 차단기능형 수평식 가스밸브와 기존 수직식 가스밸브의 변형거동 안전성을 FEM으로 해석하였다. FEM 해석결과에 의하면, 차단기능형 수평식 가스밸브의 나사부와 가스방출구에 가스내압이 작용할 때 밸브몸체의 우측 끝단부에서 최대 변형량 $4.4{\mu}m$가 발생하였다. 두 번째로 큰 변형량 $2.9{\mu}m$는 안전밸브가 설치된 포트의 끝단부에 형성된 것으로 나타났다. 이렇게 작은 변형량이 발생한 것은 나사부, 가스방출구, 스템 및 스핀들 축이 장착되는 포트, 안전밸브 포트로 구성되는 수평식 가스밸브의 평형이 잘 이루어지도록 설계되었기 때문이다. 반면에 나사부와 가스방출구에 가스내압이 작용할 때, 기존 차단기능형 수직식 가스밸브의 상단부에서 최대 변형량 0.076mm가 형성된 것으로 나타났다. 가스유출구의 좌측 끝단부에서 두 번째로 큰 최대 변형량 0.055mm가 발생하였다. 이러한 변형량은 차단기능형 안전장치의 그루브에 삽입된 오링의 밀봉간극에 영향을 미칠 가능성이 높다. 따라서 본 연구에서는 LPG 용기용 가스밸브의 가스누출을 완벽하게 차단할 수 있는 메커니즘을 갖춘 차단기능형 수평식 가스밸브가 수직식 가스밸브에 비해 우수하다할 수 있다.
Intake/exhaust valve timing and exhaust cam lift were changed to control the internal exhaust gas recirculation (IEGR) and combustion phase of homogeneous charge compression ignition (HCCI) engine. To measure the IEGR rate, in-cylinder gas was sampled during from intake valve close to before ignition start. The lower exhaust cam made shorter valve event than higher exhaust cam and made IEGR increase because of trapping the exhaust gas. IEGR rate was more affected by exhaust valve timing than intake valve timing and increased as exhaust valve timing advanced. In-cylinder pressure was increased near top dead center due to early close of exhaust valve. Ignition timing was more affected by intake valve timing than exhaust valve timing in case of exhaust valve lift 8.4 mm, while ignition timing was affected by both intake and exhaust valve timing in case of exhaust valve 2.5 mm. Burn duration with exhaust valve lift 2.5 mm was longer than other case due to higher IEGR rate. The fuel conversion efficiency with higher exhaust valve lift was higher than that with lower exhaust valve lift. The late exhaust and intake maximum open point (MOP) made the fuel conversion efficiency improve.
Recently, a variable valve timing system has been widely adopted in internal combustion engine in order to improve the fuel economy and torque at low engine speed. In addition, it is known that varying valve timing according to the various engine operations could reduce exhaust gas, especially NOx, because of residual gas by valve overlap. In this study, to improve the low exhaust gas and fuel economy at part load condition, the residual gas and back flow of exhaust gas due to valve overlap were calculated computationally. Moreover, the characteristics of engine performances and NOx formations were investigated with the experiment of combination of intake and exhaust valve timing condition. Under these various valve operating conditions, the effects of both the positive valve overlap and negative valve overlap(valve underlap) were examined simultaneously. Finally, the characteristics of cyclic THC emission were analyzed by using Fast Response FID(FR-FID) in the cylinder, intake port and exhaust port positions. Besides, the effect of the different gradients of the valve timing change on engine performance was investigated and an optimum control strategy was suggested.
Residual gas fraction in a combustion process is very crucial to improve combustion and cyclic variations. Especially, the residual gas fraction is strongly affected by backflow of the residual gas during the valve overlap period in an idle operation. Therefore, it is one of the most interesting that valve timings can affect flow characteristics of gas exchange process, especially during idle operation. This analysis investigates residual gas fraction with respect to valve timing changes which is critical for combustion efficiency and engine performance. Flow characteristics of residual gas by changing intake and exhaust valve timing are calculated by CFD methodology during an idle operation in an SI engine. It is analyzed that retarded EVO and advanced IVO results in the increase of valve overlap period and consequently, residual gas fraction. Futhermore, changes in IVO have stronger effects on variation of residual gas fraction.
This paper introduces a design scheme of intelligent gas valve management and service system based on Internet. This scheme adds sensor and general packet radio service (GPRS) modules to the traditional gas valve and establishes communication connection between gas valve and the server through wireless packet communication technology, which makes the traditional gas valve have the networking ability. Compared with the traditional gas valve management and service business, the method proposed in this paper is more convenient and efficient.
The height of valve body is limited to 30mm in the cook-top style gas valves for the domestic gas ranges. But the all the safety specifications of KS should be fulfilled and the magnetic power unit(MPU) should be installed in the valve body for the safety reason. The length of MPU body is longer than the 30mm that it should be located in the square direction of the knob shaft and therefore the implementation of the lever mechanism to transmit the press motion of the knob to the MPU valve is very difficult. In this paper, the hinged lever with inclined plate is used to transmit the press motion of the knob to the MPU valve. The analysis of the gas flow with using the commercial software of FLOW-3D shows that the gas flow capacity is fit for the domestic gas range. The performance and responsibility of the valve is tested for the mass production and the test results shows that the valve can be installed in the commercial gas range.
This paper presents the flow characteristics of a ball valve used for a gas pipeline. Understanding of the internal flow of a ball valve is an important to analyze the physical phenomena of the valve. Present experimental study was performed by IEC 60534-2-3, the international standard for an industrial control valve testing procedure. Pressure measured at upstream and downstream of the valve, flow-rate and gas temperature passing the inside of the gas pipeline were measured with respect to valve opening rates. Throughout the experimental measurement of the ball valve, empirical equation of the pressure drop between the ball valve according to the mass flow rates is successively obtained using a polynomial curve fitting method. In addition, flow coefficient for determining the valve capacity is also analyzed with respect to valve opening rates using the curve fitting method.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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