본 연구에서는 오픈센터 시스템과 부하 감지형 시스템의 해석모델을 개발하고 시스템의 특성과 효율을 분석하였다. 오픈 센터 방식의 메인 컨트롤 밸브의 압력과 유량 특성을 분석하기 위해 각각의 포트별로 시험을 수행하였다. 시스템의 특성 분석 전 단계에서 시험 결과와 해석 결과를 비교함으로써 해석모델의 신뢰성을 검토하였다. 신뢰성이 검증된 오픈 센터 방식의 메인컨트롤 밸브에 유량 분배 밸브를 추가하여 부하 감지형 메인 컨트롤 밸브의 해석모델을 개발하였다. 두 가지 시스템의 효율을 분석하기 위해 동일한 부하 조건에서 해석을 수행하였으며 각각의 부하 특성에 따른 효율을 검토하였다. 또한, 서로 다른 부하 조건에서 유량 분배 시스템의 특성을 분석함으로써 복합 동작에 대한 성능도 검토 하였다.
최근 강화되는 연료소비율과 배기 규제에 대응하기 위해 자동차용 엔진에 다양한 신기술들이 적용되고 있다. 직접분사식 희박연소 엔진은 안정적인 성층혼합기 연소를 통해 연료소비율 및 배출가스 개선이 가능하지만 과잉공기 조건에서 상대적으로 높은 수준은 질소산화물의 배출은 해결되어야 할 과제이다. 본 연구에서는 직접분사식 희박연소 LPG 엔진에서 가변 밸브 기구를 이용한 흡기 및 배기밸브 시기의 변경이 엔진의 성능 및 배출가스에 미치는 영향을 파악하고자 하였다. 스로틀링을 하지 않은 부분부하 운전 조건에서 흡기밸브 열림 시기의 진각은 공기과잉률의 증가에 의한 질소산화물 배출 증가에 원인으로 작용하였다. 배기밸브 열림 시기를 진각할 경우 팽창일 감소와 펌핑손실 증가에 의해 연료 소비율이 악화되었다.
가정용 가스보일러의 안전장치인 새로운 과압방지밸브를 개발하였다. 본 과압방지밸브는 방출용량을 고려하여 입출구의 구경과 시트구경을 확대하였고, 스프링과 난방수가 닿지 않는 밀봉구조로 설계하여 기존 과압방지밸브의 문제점인 입구유로의 고착, 막힘이나 스프링의 부식현상을 최소화하였다. 개발된 과압방지밸브는 시험결과 분출개시압력, 분출정지압력, 밀폐성, 내구성의 성능특성이 우수하였고, 보일러 설치후의 작동성도 우수한 것으로 평가되었다. 본 연구결과를 통한 과압방지밸브의 표준화와 적용은 부품호환뿐만 아니라 유지보수가 용이하다는 장점을 제공할 수 있을 것이다.
컨트롤 밸브용 SCM415강은 밸브케이스와 밸브의 지속적인 운동을 통해 마멸이 발생한다. 마멸은 밸브의 성능을 저하시키고, 사용 수명을 단축시킨다. 본 논문은 컨트롤 밸브용 모재 및 침탄 처리된 SCM415강에 대하여 마멸 특성을 평가하였다. 마멸 시험은 다양한 온도 및 하중에서 왕복동 마모시험기를 이용하여 수행되었으며, 마멸량, 비마멸율 및 마찰계수를 분석하였다. 마멸 메커니즘은 SEM을 통하여 분석하였다. 마멸량에 대한 하중과 온도의 교호작용은 MINITAB을 이용한 분산분석을 수행하였다.
Anti-G 밸브는 Anti-G Suit에 연결되어 급격한 기동 시 조종사에게 적절한 여압기능을 제공한다. 또한 Anti-G 밸브는 연결된 레귤레이터를 조종하여 기동 간 조종사의 생리학적 산소요구량 증가에 따라 적절한 PBG(Pressure Breathing for G)가 제공되도록 조절한다. FA-50과 같이 고기동 임무가 요구되는 항공기에서 Anti-G 밸브는 조종사의 생존 및 항공기의 안전을 위해 매우 중요한 요소이다. 본 논문에서는 Anti-G 밸브 개발 중 발생된 문제점을 바탕으로 개발 요구도 및 설계개선 내용을 기술하였으며, 개선된 연구에 대해 구성품 성능시험 및 비행시험검증 결과를 함께 소개한다.
본 본문에서는 LPG 용기용 가스밸브의 O-링과 밸브패킹의 밀봉결함과 크랙에 관련된 실험적 연구를 수행하고자 한다. LP 가스의 누출을 방지하기 위해 사용하는 O-링은 LPG 밸브의 밀봉 안전성을 확보하는 핵심부품으로 대단히 중요하다. 밸브패킹은 LPG 연료의 공급과 충전을 하는데, 가스 공급구를 열고 닫는 중요한 역할을 담당한다. 이들 두개의 밀봉부품에 대한 성능은 밸브의 누설 안전성과 장수명에 밀접한 관련이 있다. 연구결과에 의하면, O-링의 대부분은 파티션 부근의 결합불량과 과도한 압축률로 인해 원주방향으로 크랙이 발생하는 것으로 분석되었다. 그 이외의 결함으로 거론된 경우는 LP가스의 과도한 가스압력으로 인한 압출현상의 발생은 압출크랙을 일으키는 원인으로 작용하고 있다. 따라서 본 논문에서는 가스밸브의 누설 안전성을 확보하고 수명을 연장하기 위해 O-링과 밸브패킹에 대한 엄격한 품질관리와 인증제도의 도입을 권장하고자 한다. 결국에는 LPG용기용 밸브의 품질과 안전성 확보를 위해 밀봉장치에 대한 품질안전 보증제도를 도입해야 밸브를 오랫동안 사용할 수 있을 것이다.
짧은 국내 우주개발의 역사 속에서도 현재 다목적실용위성 개발사업을 성공적으로 수행하고 있으나 대부분의 핵심부품들에 대해서는 국산화 개발을 시도조차 하지 못하고 있는 실정이다. 중장기 국가우주개발 계획에 따라 향후 우주선진국으로의 진입을 위해서는 핵심부품 국산화 개발은 필수적으로 이루어져야하므로 한국항공우주연구원 다목적위성사업단에서는 (주)한화와 더불어 상대적으로 국산화 접근의 가능성이 높은 추진제/가압제 공급용 Fill/Drain 밸브의 개발을 수행하였다. 본 논문에서는 설계, 제작 및 시험에 걸쳐 Fill/Drain 밸브 개발의 전 과정을 요약하였고, 이 과정을 통해 총 4세트의 개발모델을 국산화 하는데 성공하였으며 인수 시험을 통해 성능 요구조건을 충분히 만족함을 확인하였다.
버터플라이 밸브는 다른 밸브에 비해 작동의 용이성으로 각종 산업에서 유량 조절을 목적으로 많이 활용되고 있다. 버터플라이 밸브를 통과하는 유량을 제어하기 위해서는 디스크 각에 따른 용량계수에 따라 유량을 제어하게 된다. 본 논문에서는 고품질 밸브 제작을 위해 성능 지표 중에 하나인 용량계수를 기존의 제품의 3D 모델을 이용하여 유동 해석 및 분석을 수행하였고 이를 검증하기 위해 용량계수 측정 장비 측정을 통해 해석의 신뢰성을 확인하였다.
본 논문에서는 우선 밸브 기구의 동적 특성을 보다 정교하게 묘사하기 위해서 4 자유도 집중 질량 모델을 세우고 시뮬레이션 결과와 실험 결과를 비교하여 실험을 더 잘 묘사할 수 있도록 모델을 개선하였다. 그리고 수립된 모델을 사용하여 밸브 변위, 속도, 가속도 특성 및 밸브 기구의 작동 오차를 정의하였다. 이 평균 자승 오차를 최소함으로써 중어진 캠 변위는 크게 변화시키지 않으면서 가속도 및 속도를 최소화한 캠을 설계하였다.
Stem friction coefficient and valve factor are very important parameters for the evaluation of valve performance. In this study, the characteristics of stem friction coefficient and valve factor are analyzed, and thor bounding value is determined. The hydraulic testing is performed for many flexible wedge gate valves in the plant and statistical method is applied to the determination of bounding value. According to the results of this study, stem friction coefficient does not change much with differential pressure, and the bounding value of closing stroke is higher than that of opening stroke. The valve factor of valves with high differential pressure is higher than that of valves with medium differential pressure. It means valve factor is more sensitive to the differential pressure than the stem friction coefficient. Valve factor of the closing stroke is higher than that of opening stroke due to piston effect.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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