• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.35-42
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• 2019

회분식 축합반응에 의하여 폴리에스터 수지를 제조하는 중 소규모 화학 공장에 대하여 공정안전관리제도 (PSM)의 시행에 활용되는 위험성평가 방법들 중의 하나인 K-PSR 기법을 이용하여 위험성 평가 및 분석을 진행하였다. K-PSR 기법은 중 소규모 화학공장에 대한 위험성 재평가 시에 나타나는 인프라 부족에 의한 어려운 점을 보완하기 위하여 KOSHA에서 개발한 위험성 평가 기법이다. K-PSR 기법을 적용하기 위하여 선택된 화학 공장의 전체 공정을 축합반응공정과 희석/여과 공정의 2 개의 검토구간을 설정하고, 이에 대한 4가지 가이드워드(누출, 화재 폭발, 공정 트러블, 및 상해)를 기초로 하여 공정상의 잠재위험을 찾아내어 분류하였다. 연구의 결과로서, 위험도 등급을 고려한 안전조치로는 첫째, 누출 및 화재 폭발의 잠재 위험성을 예방하기 위한 구체적인 조치로서는 노후설비에 대한 비파괴 검사 및 전기설비의 LOTO 절차서의 마련이 반드시 필요한 것으로 확인되었다. 둘째, 열매체 공급 배관에는 압력계 및 온도계를 설치하여 공정 트러블을 최소화하고, 마지막으로 국소배기장치를 설치하여 잠재적인 상해를 예방해야 함을 알 수 있었다.

• 한국가스학회지
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• 제22권6호
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• pp.59-64
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• 2018

정부에서는 미세먼지 저감대책의 일환으로 항만에서 운행하는 트랙터(야드트랙터, YT)의 연료를 디젤에서 LNG로 전환하는 사업을 추진중에 있다. 그런데, 야드트랙터의 보유대수가 적은 항만의 경우에는 BOG (Boil off gas) 발생 문제 등으로 인해 고정식 충전소를 설치하여 LNG를 YT에 공급하는 것이 곤란하다. 따라서, 이에 대한 대안으로 소규모의 이동식 LNG YT 충전소 설치 기준 마련이 필요하다. 본 연구에서는 이동식 LNG YT 충전소의 국내 도입을 위해 국내외 이동식 LNG 충전사례 및 충전 기준 조사, LNG 사고 사례 등을 조사하고, 사고 원인에 따른 위험경감 방안을 제시하였다. 또한, 제시된 위험 경감 방안을 토대로 도시가스사업법 시행규칙 개정(안)을 제시하였다. 제시한 이동식 LNG YT 충전 기준은 보호시설과의 안전거리 유지, 허가된 충전장소 이외의 장소에서 충전이 불가하도록 하는 인터록 장치 설치, 생체인식을 통한 신원확인 시스템 설치, 충전 전 탱크로리와 견인차량 분리 및 바퀴 고정상태 확인 등 사고예방을 위한 안전조치, 액확산방지조치, 충전 전 중 후의 안전조치 기준 등이다. 본 연구에서 제시한 안전기준은 향후 이동식 LNG 자동차 충전 기준 마련시 참고자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권11호
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• pp.529-535
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• 2018

레인지 익스텐더 전기자동차는 소형의 발전용 엔진이 가장 효율이 좋은 특정 운전영역에서 기동하여 배터리를 충전시키며 주행거리를 연장하는 메커니즘으로 주행한다. 본 연구에서는 저가이면서 제어 로직이 간단한 시스템을 개발하기 위하여 기존 쓰로틀바디시스템을 대체하는 스텝모터방식 흡입공기량 공급시스템을 개발하여 기존 base 엔진에 적용하고, 흡입공기량 증대를 통한 성능 개선을 위해 흡 배기다기관의 길이 변경 효과를 실험적으로 살펴보았다. 실험결과, 하나의 스텝모터로 작동하는 Type B의 흡입공기량조절장치가 Type A보다 전 운전영역에서 성능이 높았으나 유동저항의 증가로 base 엔진보다는 성능이 낮았다. 이를 개선하기 위해 흡기매니폴드에 140mm 어댑터를 장착한 경우와 새로 설계된 70mm 길이의 배기 매니폴드를 적용한 경우 2200rpm과 4300rpm 두 속도조건에서 엔진성능이 향상됨을 확인할 수 있었다. 최적 설계된 엔진을 대상으로 레인지 익스텐더 전기자동차에 적용 가능하도록 발전기 부하를 연결하여 2단 속도로 고정밀 운전제어를 구현하였으며 그 결과, 1단 2200rpm과 2단 4300rpm 운전조건에서 ${\pm}2.5%$ 이내의 속도변화율을 나타내었고, 1단 속도에서 2단 속도로 상승 시 610rpm/s의 목표속도 추종성 결과를 얻었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제32권6호
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• pp.1-6
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• 2018

본 논문은 배관용으로 사용되고 있는 황색절연링형(yellow insulation ring type) 금속플렉시블호스(CSST)를 인위적으로 열화(deterioration)시켜 소손되었을 때의 특성을 분석하는데 있다. 배관용 CSST는 튜브, 보호피막, 너트, 황색절연링, 패킹(packing), 이음쇠(socket)로 구성되어 있다. 그리고 튜브와 이음쇠 접속은 기밀성과 절연성능 향상을 위해 황색절연링과 고무 패킹을 사용한 것으로 판단된다. 실험에서 얻은 데이터를 95% 신뢰 구간에서 검증한 결과 AD (Anderson-Darling)는 0.945, P값은 0.015로 해석되었다. 배관용 CSST의 실험 데이터는 신뢰성이 있다는 것이 확인되었다. 가스 토치에 의해서 소손된 CSST의 산술적 평균 절연저항은 $16.7k{\Omega}$으로 가장 컸으며, 전기적인 소손을 입은 CSST는 상대적으로 가장 낮은 $208{\Omega}$, 정상 제품은 $1.72k{\Omega}$으로 분석되었다. 그러므로 화재 현장에서 수거한 CSST의 절연저항 값을 분석하면 소손 원인 판정에 활용할 수 있을 것이다. 또한, 대전류공급장치(PCITS)로 CSST에 최대 전류 97 A를 약 5 s 동안 흘린 결과 보호피막 및 절연링은 정상 제품과 차이가 없었으나 금속 튜브의 일부에서 용융이 형성된 것을 확인할 수 있었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제25권5호
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• pp.617-626
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• 2019

본 연구는 가스추진 174K급 LNG 운반선의 가스 압축기실에서 발생하는 가스누출 모사를 통해 가스탐지기의 최적 위치를 분석하였으며, 새로 개정된 IGC 코드에 명시된 안전규정을 만족하는 합리적인 방법도 함께 제안하였다. 가스압축기실에서의 LNG 가스누출 수치해석을 위해, 실제 ME-GI 엔진이 장착된 174K급 LNG 운반선의 압축기실 형상과 장비, 배관의 배치와 같은 치수로 3D 설계되었다. 가스누설에 대한 시나리오는 305 bar의 높은 압력과 1 bar의 낮은 압력을 적용하여 진행하였다. 고압용 핀홀의 크기는 4.5, 5.0, 5.6 mm이고 저압용은 100, 140 mm이다. 해석 결과, 5.6 mm 핀홀(고압)과 100, 140 mm 핀홀(저압) 상태의 누출에 대한 환기평가에서 가연성 가스농도는 심각한 위험이 없음을 확인하였다. 그러나 개정된 IGC 코드에 따라 설치된 압축기실의 가스 감지 센서의 실제 위치는 다른 지점으로 이동해야 하고, 측정 지점이 현 규정에서 요구하는 것보다 더 추가되어야 함을 확인하였다.

• 멤브레인
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• 제28권6호
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• pp.406-413
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• 2018

OBIGGS에서는 대기 중의 미량의 오존이 고분자 분리막의 손상을 가져오기 때문에 전단에 오존 제거장치를 설치하여 분리막에 전해지는 기체에서 오존의 농도를 감소시켜 분리막의 손상을 막고 있다. 본 연구에서는 OBIGGS용 기체 분리막을 이용하여 오존 노출시간에 따른 인장강도와 기체투과특성을 평가하여 오존 노출환경과 투과특성의 관계를 확인하였다. 폴리이미드계와 폴리설폰계 두 종류의 중공사 분리막을 이용하였고, $6.37cm^2$의 유효 막 면적을 가지는 중공사 모듈을 제조하여 사용하였다. 오존 챔버를 이용하여 오존의 농도를 2-3 ppm으로 유지하였으며, 챔버 내의 기체를 펌프를 이용하여 모듈내로 지속적으로 공급하였으며, 오존 노출시간에 따라서 기체투과특성과 인장강도를 각각 평가하였다. 그 결과 폴리이미드계 중공사 분리막은 투과도에서 20%의 감소만 나타났을 뿐, 선택도와 인장강도에서 다른 큰 변화를 나타내지 않고 균일하게 유지되는 것을 확인하였다. 하지만 폴리설폰계 중공사 분리막을 사용하였을 때는 투과도가 80% 이상 감소하였고, 인장강도는 70% 이상 감소하는 결과를 나타내었다.

• 센서학회지
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• 제30권3호
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• pp.154-164
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• 2021

RAS(Recirculating aquaculture system) 방식 또는 바이오플락 기술를 사용한 흰다리 새우의 육상 양식을 통해서 새우 개체의 생존율과 고밀도 생산율을 향상시키기 위한 양식의 원리 및 장치 구성, 국내외 수질 모니터링 센서, 현재의 양식 모니터링 시스템의 문제점 파악 및 미래의 양식 모니터링을 위한 대책을 분석 하였다. 흰다리 새우 양식을 위해서는 수조별 온도, pH, DO, 염도 측정이 기본적으로 필요하며, 암모니아성 질소, 질산성 질소, 아질산성 질소, 생장 관리를 위한 이온성 물질의 측정이 필요하다. 특히 센서재질에 있어서는 SUS304도 부식이 되는 고염도 환경에서 견딜수 있어야 하며, 고탁도 및 부유물질에 의한 생물 부착에 견딜 수 있는 센서가 사용되어야 한다. 또한 내구성 및 측정값 신뢰도, 가격 경쟁력 있는 센서 및 시스템 공급이 필요하다. 바이오플락 양식 환경에서는 고염분, 고부유물 환경에서 견딜 수 있는 센서의 내구성과 데이터 안정성, 신뢰도가 무엇보다 중요하다. 향후 흰다리 새우 및 수산 양식을 위한 최적 양식환경을 확보하기 위해서는 양식 생육 환경 현장의 수질을 측정하고 적정 환경을 결정하며, 자동제어 시스템을 이용하여 제어하고 축적된 데이터를 활용 및 분석하여 지능적으로 관리하는 기술을 개발하는 것이 필요하다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.587-596
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• 2021

해군 함정에는 특수목적을 수행하기 위해 구성되어있는 시스템이 있다. 그 중에는 지휘무장통제체계(CFCS : Command and Fire Control System, 이하 CFCS)가 존재하며 이를 운용하기 위해 요구사항에 맞는 장비가 개발된다. 특히 이러한 장비들 중 일부는 함정의 발전기 문제나 기타 예기치 못한 상황에서 정전이 발생하더라도, 운용 지속성 및 중요한 자료를 백업할 수 있도록 무정전전원공급장치 (UPS : Uninterruptible Power System, 이하 UPS)를 적용해야한다. 만약 이를 충족하지 못할 경우 전력손실로 이어진다. 그러므로, 우리는 안정적인 UPS가 적용될 수 있도록 방안을 강구해야한다. 안정적인 UPS를 설계하기 위해 배터리와 배터리관리시스템 (BMS : Battery Management System, 이하 BMS)은 중요한 요소가 된다. 만약 이러한 배터리와 BMS가 불안정하게 되면 전원문제가 발생할 경우 중요한 전술 정보가 손실되거나 전투체계 수행업무를 정상적으로 할 수 없게 되므로 큰 전력 공백이 발생한다. 즉, 본 시스템의 안전성 확보가 필수적이다. 따라서, 본 논문에서는 CFCS에 적합한 UPS 개선을 위해 배터리 비교분석, 주요회로 누설전류 분석, 내환경성 시험을 토대로 개선된 시스템을 구현 및 검증하였다.

• 적정기술학회지
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• 제7권1호
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• pp.41-50
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• 2021

탄자니아 아루샤에 위치한 Gongali model Co. Ltd는 지하수 불소제거를 위해서 현지에서 생산한 골탄을 이용하여 Nanofilter water station을 운영하고 있다. 현지에서 생산된 골탄은 탁도와 유기물 농도가 높아서 색도가 유발되는 문제가 있다. 또한, 불소 흡착 효율이 낮아서 골탄의 짧은 교체 주기로 인해 유지관리 비용이 증가하는 비용적 어려움도 있다. 이를 보완하기 위해서 고흡착 골탄을 보급하기 위한 목적으로 현지형 가마를 국내에서 제작하여 현지에 보급하는 사업을 추진하였다. 현지에서 고흡착 골탄을 생산함으로써 Nanofilter water station의 운영 효율이 증가하였으며 지역 주민들에게 안정적으로 지속해서 식수를 제공할 수 있었다. 또한, Gongali model Co. Ltd에게 지속 가능한 비즈니스 모델을 제시함으로써 고흡착 골탄의 지속성과 Nanofilter water station의 확산 계획을 제시하였다. 결과적으로 본 사업을 통해서 지속적으로 저소득층과 소외계층에게 저렴한 식수를 공급할 수 있는 방안을 마련할 수 있었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권7호
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• pp.905-917
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• 2021

본 연구는 국내 항구도시 인천, 목포, 광양, 부산, 울산의 대기오염물질 배출특성, 대형선박 배기가스 배출량 및 사회적 비용을 산정하여 배출가스 저감방안의 필요성을 제시하였다. 부산은 선박 입항수가 많고 목포는 선박 입항수는 적지만 선박 배기가스에 의한 배출기여도는 두 항구도시 모두 높았다. 울산은 세계적 수준의 중화학공업, 광양은 제철소, 인천은 제조업과 선박 입항수가 목포보다 많았지만 배출기여도는 낮았다. 선박 배기가스 배출량 산정 결과, CO₂의 배출량이 가장 많고 다음으로는 NOx, SOx으로 배출량이 많았다. 선종별로는 부산, 울산, 인천은 유조선, 광양은 일반화물선, 목포는 여객선에서 각각 많았다. 사회적 비용 결과, 부산은 배출량이 많은 영향으로 사회적 비용이 높았으며, 항목별로는 PM이 높았다. 저황유 사용으로 PM, SOx 배출량을 직접적으로 줄이고, NOx의 배출량을 간접적으로 줄 일수 있다. 하지만 선박 배기가스 중 가장 많은 배출량을 보인 CO₂를 저감하기 위해서는 저황유의 보급만으로는 부족하다. CO₂ 배출량 감축을 위해서는 육상전원공급장치(Alternative Maritime Power)를 사용하는 등 화석연료를 사용하지 않는 저감방안 수립의 필요성을 제기하였다.