• 대한기계학회논문집B
• /
• 제39권2호
• /
• pp.125-134
• /
• 2015

본 논문은 대형 상용기관을 모사한 정적연소실에서 매립지 가스의 연소 특성에 대한 복수의 논문 중 세 번째로, 정적 연소실에서 토치를 적용하여 그 효과를 분석하였다. 실험 결과 토치의 체적에 관계없이 연소를 개선시키는 최적의 오리피스 면적 비율이 존재하며 오리피스가 매우 작은 경우 압력 상승비율은 직경 변화에 무관하게 일정 수준을 유지하거나 소폭 감소한다. 아울러 토치의 효과는 일차적으로 연소 시간단축에 영향을 주고 시간단축에 따른 전열량의 감소가 이후 압력상승에 기여한다. 마지막으로 메탄 분율이 적어 연소 조건이 나쁠수록 토치는 주로 주 연소 기간을 단축시키고, 반면 연소 조건이 좋은 경우 주로 초기 연소를 단축시키는 효과가 있다.

• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
• /
• 한국방사성폐기물학회 2003년도 가을 학술논문집
• /
• pp.48-53
• /
• 2003

원자력발전소로부터 발생하는 비가연성 고체폐기물의 모사시료에 대해 플라즈마 토치를 이용하여 고온용융처리 시험을 실시하였다 실험은 AP-200L 공동형 플라즈마토치를 사용하여 콘크리트, 흙과 금속이 포함되는 혼합물에 대하여 약 50시간 정도 수행되었다. 처리속도, 토치의 노즐과 용융물 표면과 간격, 토치 회전속도, 토치가스 유속 그리고 용융로의 압력 등 몇몇 실험조건을 사전에 결정하였으며, 냉각수 온도, 배가스 온도, 토치출력변화 등 기본 파라메타를 측정하였다. 유리화된 시료는 SEM/EDS로 분석하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제10권11호
• /
• pp.3074-3079
• /
• 2009

지속적인 경제 발전과 인구증가로 인하여 에너지 소비가 급증하게 되면서 에너지의 효율적인 사용이 필요하다. 특히 에너지 손실이 많은 건물의 창호에 단열성능이 좋은 고효율 진공유리 사용이 절실한데 아직 가격 및 성능등의 문제로 보급화가 이루어지지 않고 있다. 따라서, 본 연구에서는 저가의 진공유리 개발을 위한 유리 용접용 토치를 설계 및 제작하였다. 연료는 고밀도 열원인 수소-산소 혼합가스를 사용하였고 주로 토치 형상, 노즐 직경, 노즐 배치 등의 최적화를 수행하였다. 끝으로 개발된 토치를 이용하여 두 장의 유리용접을 성공적으로 수행함으로써 저가의 진공유리 개발 가능성을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.119.2-119.2
• /
• 2014

대기환경 규제가 강화됨에 따라 기존 기술 대비 획기적인 성능과 가격 경쟁력을 갖춘 새로운 대기환경 기술에 대한 수요가 지속적으로 요구되고 있다. 특히 최근에는 종래의 분진, 이산화황가스 및 질소산화물에 대한 규제와 더불어 지구온난화가스인 이산화탄소, 과불화화합물 (Perfluorocompounds, PFCs), 메탄가스 등에 대한 규제가 강화되면서 이에 대응할 수 있는 대기환경 기술의 수요가 늘고 있다. 한국기계연구원에서는 지난 10 여 년간 지구온난화가스이자 난분해성 가스인 메탄 및 PFCs 가스를 플라즈마 화학반응 공정을 통해 분해하는 연구를 수행해왔으며, 이를 바탕으로 산업에 적용할 수 있는 기술개발도 병행하여 수행하였다. 현재 개발된 기술 가운데 일부는 산업에 실제로 적용되고 있으며, 이를 통해 산업현장에서는 지구온난화가스는 물론 질소산화물과 같은 다른 종류의 규제물질도 동시에 저감할 수 있었다. 본 발표에서는 플라즈마를 활용하여 난분해성 가스인 메탄과 PFCs를 분해하는 기술의 특성을 살펴보았으며, 이를 바탕으로 산업현장에 적용된 대기환경기술이 어떻게 활용되고 있는지를 소개하고 있다. 본 발표에서 다루게 될 플라즈마 발생기술은 펄스 코로나, 유전체장벽방전, 마이크로웨이브 토치, 아아크 토치 등이며, 플라즈마 발생조건은 수 torr 이하의 진공조건부터 및 대기압 조건에 이르고 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.194-195
• /
• 2013

초음속 공기 플라즈마 환경을 모사할 수 있는 0.4 MW급 Enhanced Huels형 초음속 공기 플라즈마 발생 장비가 2012년에 전북대학교에 설치 완료되었다. 초음속 공기 플라즈마 시험장비는 대기권으로 reentry 할 수 있는 비행체의 열차폐체 시험평가를 주목적으로 개발되었으며, 핵융합장치용 고온 내열체 소재개발에도 활용될 예정이다. 분절형 아크 플라즈마 토치는 전극부식에 의한 오염도를 적으면서 고출력의 안정적인 플라즈마를 발생시키며, 일반적인 직류 토치로는 얻을 수 없는 초고엔탈피 플라즈마 열유동을 얻을 수 있는 특징이 있다. 구축된 장비는 최대 직류 출력 1,200 kW의 DC 전원공급장치, 0.4 MW급의 분절형 아크 플라즈마 토치, ${\phi}1.5m{\times}2m$ 크기의 진공쳄버, 1 MW의 냉각 능력을 갖춘 디퓨저와 열교환기, 진공 용량 $100m^3$/min의 진공펌프 9대, 88 g/s의 공기유량에서 NOx를 50,000 ppm에서 100 ppm으로 저감할 수 있는 후처리 시스템, 4 bar 15 g/s의 공기를 공급할 수 있는 가스 공급장치, 30 bar 600 lpm의 저전도수와 4 bar 560 lpm의 일반수를 공급할 수 있는 냉각수 공급장치로 구성되어 있다. 초음속 공기 플라즈마의 발생 특성을 시험하기 위해 플라즈마 발생 조건으로 토치공급전력 350 kW와 410 kW, 토치 공기 공급 유량 16.3 g/s, 토치 내부압력 3.9~4.2 bar, 챔버압력 40 mbar으로 시험을 수행하였다. 발생된 플라즈마 상태를 진단하기 위해 속도는 쇄기 탐침기, 열유속은 Gardon 게이지, 엔탈피와 토치 효율은 토치의 공급전력과 냉각수에 의한 손실 전력으로 각각 측정하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
• /
• pp.150-150
• /
• 2012

본 연구에서 개발된 Enhanced huels형 플라즈마 발생장치는 초음속 공기 플라즈마 환경에 대한 열 보호 물질의 개발과 시험평가를 위한 지상 시뮬레이션 시험을 목적으로 개발되었다. Enhanced Huel형 플라즈마 토치는 고출력에도 불구하고 전극 부식에 의한 오염도를 최소화할 수 있고, 일반적인 직류 토치로는 얻을 수 없는 초고엔탈피 플라즈마 열유동을 얻을 수 있는 특징이 있다. 구축된 장치는 최대 직류 전력 1,200 kW까지의 출력 제공이 가능한 DC 전원과 플라즈마 토치, 플라즈마의 진단계측 및 재료 시험 수행이 가능한 진공쳄버, 플라즈마를 기체로 회복시켜주기 위한 디퓨저, 디퓨저를 빠져나오는 초고온 열 유동으로부터 열을 제거하기 위한 열교환기, 쳄버 전체의 압력을 제어하기 위한 진공 장치, 후처리 시스템, 가스 공급부 시스템, 냉각수 공급 시스템으로 구성되어 있다. 또한 플라즈마 진단계측장비로는 enthalphy 측정시스템과 각 종 열유속 측정 탐침기, pyrometers, 분광계, 적외선 카메라, 고속 카메라를 갖추고 있다. 시운전 결과 토치 공급전력 412 kW, 공기공급 12.31 g/s , 토치 내부압력 4.14 bar의 운전조건에서 62%의 효율로 플라즈마 엔탈피 16.7 MJ/kg의 성능을 얻었다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제14권3호
• /
• pp.1016-1021
• /
• 2013

수소혼합가스토치를 이용하여 유리 모서리 접합 시 접합부의 형상은 수소혼합가스의 유량, 토치의 이송속도, 토치와 유리사이의 거리 등 많은 공정변수들에 의해 영향을 받는다. 모서리 접합형상은 유리패널의 단열 및 기밀, 강도성능에 영향을 미치므로, 공정변수에 따른 접합부 형상예측에 대한 연구가 수행되어야 한다. 따라서 본 논문에서는 공정변수 설정 및 실험분석을 통하여, 공정변수에 따른 단면형상을 예측할 수 있는 회귀식을 도출하였다. 도출된 회귀식에 각 공정변수값을 적용하여 접합형상을 예측하고, 실제 모서리 접합 실험결과와 비교하여 회귀식의 타당성을 검증하였다.

• 한국결정성장학회지
• /
• 제4권4호
• /
• pp.370-377
• /
• 1994

비이송식DC 플라즈마 토치를 제작하고 이를 이용하여 질화규소 분말을 제조하였다. Ar 가스를 사용하여 플라즈마를 발생시켯으며, 발생된 플라즈마 flame으로 반응가스 및 reactive quenching 가스를 도입하였다. 토치의 하단부에 2개의 slit를 장착하여 가스의 도입 위치를 변화시킬 수 있게 하였다. $SiCl_4와 NH_3$를 출발원료로 하여 질화규소 분말을 제조하였다. 얻어진 분말은 무정형이었으며, 반응부산물을 제거하고 $1420^{\circ}C$에서 질소 분위기하에서 가열함으로써 결정화된 질화규소 분말을 얻었다. XPD pattern 및 IR 스펙트럼으로부터 질화규소 분말을 확인하였고, TEM을 사용하여 전후의 형상을 관찰하였다.

• 한국가스학회:학술대회논문집
• /
• 한국가스학회 2003년도 추계학술발표회 논문집
• /
• pp.238-247
• /
• 2003

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제17권3호
• /
• pp.73-78
• /
• 2016

본 연구에서는 STS316 스테인리스강에 가스텅스텐아크용접을 수행하였다. 더블토치 장치를 이용하여 스텔라이트계 육성용접을 실시하였고, 다구찌 기법을 적용하여 경도 측정값에 대한 응답변수를 산출하여 공정 최적화를 도출하였다. 또한 이 공정변수가 육성용접의 특성에 미치는 영향을 분석하였다. 다구찌 기법에 의한 육성용접의 공정설계에 있어서 다중응답 변수를 고려한 최적공정설계는 매우 유효한 것을 확인할 수 있었다. 또한 각각의 응답변수에 대한 공정변수의 기여도 및 기여도에 대한 영향을 손쉽게 분석할 수 있었다. 육성용접에서 중요한 기계적 특성 요소인 경도값을 고려한 최적공정 조건은 전류 105 A, 전압 18V, 예열온도 $200^{\circ}C$, 후열온도 $100^{\circ}C$로 확인 되었다. 더블토치를 이용한 가스텅스텐아크용접의 최적조건에서 제작된 시험편의 경우 단일 토치를 사용 하였을 때 보다 더블토치를 사용하는 조건에 의해 제작된 시험편의 경우 경도는 8.19% 높은 양호한 특성을 나타내었다.