• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.224.2-224.2
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• 2010

연료개질기는 연료전지 시스템의 핵심 구성요소 중의 하나로 도시가스로부터 수소를 생산하는 역할을 담당한다. 연료개질기는 주로 탈황, 수증기 개질, 수성가스 전이, 선택적 산화 반응의 4단계로 구성되어 있으며 이 중 상온 탈황부분을 제외한 나머지 부분은 일체화 설계를 통해 제작된다. 탈황의 경우 도시가스에 포함된 부취제인 황화합물를 제거하여 후단에 위치한 촉매층이 황에 의해 피독되는 것을 막는 역할을 하며 주로 상온흡착식 탈황제를 사용한다. 황이 제거된 도시가스는 물과 함께 연료개질기로 도입되어 수증기 개질반응을 통하여 수소, 일산화탄소, 이산화탄소 및 소량의 메탄과 미반응 수증기로 구성된 개질가스로 전환된다. 이후의 수성가스 전이반응에서는 일산화탄소가 물과 반응하여 수소 생산량을 늘리며 동시에 일산화탄소의 농도를 낮추게 된다. 또한 고분자 전해질 연료전지에 공급되는 개질가스는 선택적 산화반응을 통하여 일산화탄소의 농도를 10ppm이하로 유지하게 된다. 이러한 기능의 연료개질기 개발의 주요 이슈로는 컴팩트화 및 고효율화이며 이 두가지 요소를 고려하여 연료개질기를 설계하여야 한다. 연료전지 시스템의 전체부피를 줄이기 위한 노력의 일환으로 연료개질기의 컴팩트화가 요구되는데 가정용 연료전지 기술 선진국인 일본 제품의 경우 $1Nm^3/h$급 연료개질기의 부피는 20L정도로 알려져 있다. 또한 연료전지 시스템의 효율은 연료개질기의 개질효율과 연료전지 스택의 발전효율의 곱으로 계산되기 때문에 연료개질기의 연료개질 효율은 전체 시스템의 효율에 직접적으로 영향을 미치게 된다. 한국에너지기술연구원에서는 수소생산량 기준 $1Nm^3/h$급 연료개질기의 개발을 완료하였으며 크기 및 효율면에서 선진국 제품과 비교하여 동등 또는 우위의 수준을 달성하였다. 연료개질기 내부의 혼합 및 분배 구조를 개선하고 각 촉매층의 최적 배치를 통해 연료개질기의 부피를 최소화 하였으며 연료개질기 내부에서 고온부위와 저온부위 사이의 최적 열교환을 통해 열효율을 극대화 시켰다. 현재 개발된 $1Nm^3/h$급 개질기의 단열 후 부피는 13.5L 그리고 단독운전 시 열효율은 80%(LHV)로 측정되었다. 또한 $1Nm^3/h$급의 연료개질기의 스케일-업 설계를 통하여 수소생산량 3, $5Nm^3/h$ 규모의 연료개질기를 개발하였으며 성능평가가 진행 중이다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2009.05a
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• pp.835-838
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• 2009

본 논문은 환경공해의 주범인 자동차의 매연을 감소할 수 있는 방법에 대한 연구이다. 자동차 매연의 주요원인은 연료의 불완전 연소와 연료 자체의 특성때문이다. 따라서 본 논문에서는 가솔린/경유 차량을 CNG/LPG 차량으로 대체하고 CNG/LPG연료의 특성을 감안하여 연료의 공급과 분사량, 분사시간을 차량 ECU에서 보내지는 신호를 기본데이터로 차량의 가속과 감속 아이들 상태에서 차량을 적응적으로 최적화 할 수 있게 실시간으로 보정데이터를 계산한다. 본 논문의 결과로 기존의 구조변경차량의 출력에서 20%이상, 배기가스 에서 10% 이상의 향상되었다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.18 no.1
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• pp.85-90
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• 2014

To develop liquid propulsion engine, the development of combustion chamber must be preceded. For performance validation of the combustion chamber, the designed and manufactured combustion chamber should be tested in combustion chamber test facility (CCTF). The CCTF is the test facility to develop the combustor of rocket engine, which uses liquid oxygen as a oxidizer and kerosene as a fuel. Present paper introduces the detailed design results of compressed gas supply system of CCTF, which is planned to be installed at Naro Space Center.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2008.11b
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• pp.2953-2961
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• 2008

습식 석탄가스화란 석탄을 물과 혼합한 슬러리 형태(CWM, Coal Water Mixture)로 사용하는 것을 말하며, 분류층 가스화기에 빠르게 적용되었던 이유는 석유류 가스화와 공급방식이 유사하다는 점에서 출발하였다고 볼 수 있다. 1950년도에 사용되어 왔던 석유류 가스화 이용은 1970년 이후로는 유가 상승의 영향으로 석탄가스화로 바뀌게 되었다. 합성가스의 활용공정인 화학물질 제조 또는 복합발전의 운전 압력이 대부분 높기 때문에 가스화 압력을 높게 유지하기 위하여 슬러리 공급 방식이 많이 이용되었다. 슬러리 형태의 석탄 연료는 석유류가스와 시스템을 유사하게 활용할 수 있는 장점이 있으며, 특별히 고압을 필요로 하는 경우에도 비교적 간단한 시스템을 이용하여 공급 가능하다. 본 고에서는 현재까지 한국에너지기술연구원에서 수행된 습식 석탄가스화 기술개발 내용에 대하여 기술하고자 하였다.

• Aerospace Engineering and Technology
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• v.12 no.1
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• pp.200-206
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• 2013

A performance sensitivity of liquid rocket engine to propellant density or supply pressure change was studied. The analysis program was verified to have 1% error comparing with the measured data of a turbopump-gas generator system. The engine combustion pressure decreases as fuel supply pressure increases due to decreased mixture ratio which reduces the turbine power. The engine combustion pressure increases as fuel density increases because the total propellant flow rate is increased substantially even though mixture ratio is slightly decreased. The engine combustion pressure increases when the oxidizer density or supply pressure increases.

• 기계와재료
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• v.26 no.1
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• pp.28-36
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• 2014

소형 스털링엔진 발전시스템은 전력을 생산하기 위해 스털링엔진을 적용하는 시스템으로, 천연가스가 풍부한 북유럽 국가들을 중심으로 난방, 온수와 전기에너지를 동시에 공급할 수 있는 가정용 소형 열병합 발전시스템으로 각광받고 있다. 외연기관인 스털링엔진은 연료의 종류에 제한을 받지 않기 때문에, 태양열, 폐열, 천연가스 등의 다양한 열원을 이용한 발전시스템에 적용이 가능하다. 수 kW급의 스털링엔진을 적용한 소형 열병합 발전시스템의 기술개발 동향을 소개하고자 한다.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.21 no.5
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• pp.9-15
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• 2017

Natural gas fuel has known to be very promising in terms of abundancy and economic value. Therefore it is widely treated as research topics in a variety field of production, storage and utilization. Natural gas has become one of the major sources for the power generation by using internal combustion engines(ICE). Development of natural gas fuel injection device should be preceded to realize a reliable natural gas fuel supply system for a MW class power generation reciprocating ICE. In this research, an injection valve which consists of solenoid and body part with a moving plate was designed and its dynamic performance was experimented in the engine-like environment. Displacement length and diameter of an armature and diameter of a solenoid coil were tested at former study. In this research the effect of materials of solenoid core, size of main housing inlet and supply gas pressure are examined.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2009.06a
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• pp.832-835
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• 2009

폐기물의 감량화 및 자원화 기술 중 가장 대표적인 기술로 폐기물의 가스화 용융 기술을 들 수 있다. 폐기물 가스화 용융 기술은 폐기물 내의 탄소 및 수소 성분은 가스화 하여 CO, $H_2$가 주성분인 합성가스(synthesis gas, syngas)로 전환하고, 불연물은 용융하여 환경적으로 무해한 슬래그 또는 금속으로 회수하는 기술이다. 본 연구에서는 고발열량폐기물과 탈수슬러지 혼합가스화를 통하여 생산된 합성가스를 합성가스 압축기를 통하여 유용한 원료물질을 제조하는 공정인 수성가스 전환 반응(water gas shift reaction)과 가스화 반응기의 보조연료로 투입하기 위한 합성가스 압축, 이송 시스템의 운전 특성을 고찰하였다. 그 결과 고발열량폐기물과 탈수슬러지 혼합가스화에서 합성가스는 안정적으로 발생하였으며, 합성가스 압축, 이송시스템을 위한 정제설비에서의 분진제거는 99.07 %의 효율을 얻었고, 또한 합성가스 재순환 장치의 성능시험을 통하여 대기 중의 산소가 유입이 안 되는 기밀성을 확인하였다. 합성가스 압축, 이송 공급 유량 제어 실험 결과로는 합성가스 압축기 기동 시 합성가스 압축압력과 공급유량은 비례적으로 증감하는 것을 알 수 있었다.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.19 no.6
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• pp.8-14
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• 2015

Synthetic natural gas(SNG), acquired from coal, is regarded as an alternative to natural gas since a rise in natural gas due to high oil price can be coped with it. In the present study, 11-liter heavy duty compressed natural gas(CNG) engine was employed in order to examine the combustion and emission characteristics of SNG. The simulated SNG, made up 90.95% of methane, 6.05% propane and 3% hydrogen was used in the experiment. Power output, thermal efficiency, combustion stability and emission characteristics were compared to those with CNG at the same engine operating conditions. Knocking phenomenon was also analyzed at 1260 rpm, full load condition. Combustion with SNG was more stable than CNG. Nitrogen oxides emissions increased while Carbon dioxides emissions decreased. Anti-knocking characteristics were improved with SNG.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.34 no.9
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• pp.835-841
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• 2010

The design of the fuel injector is one of the important operating factors that determine the extent of mixing of air and fuel in an MEMS gas turbine engine. In this study, we consider a system with three inlet ports with each port having multiple injectors. We perform a parametric study by varying the arrangement of fuel injectors and difference of ratio of fuel supply. The results are presented in terms of the premixed flow distribution and equivalence ratio.