• 문화기술의 융합
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• 제8권5호
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• pp.591-596
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• 2022

다양한 산업분야에서 사용되는 4절 링크기구는 링크 길이가 고정되어 있으므로 기구의 움직임을 변경하기 위해서는 독립적인 링크기구나 제어장치를 추가해야 하는 불편함이 있다. 따라서 본 논문에서는 상황에 따라 링크기구의 운동을 선택적으로 제어할 수 있도록 링크 길이가 조절되는 가변형 4절 링크기구를 설계하였으며 링크기구에 의해 구동되는 제품인 선풍기에 적용하여 그 타당성을 검증하였다. 바람 범위의 효율성을 고려하여 선풍기 회전각도를3단계로 분할하였으며 각 구간에 필요한 링크 길이를 계산하였다. 또한, 원통캠을 이용하여 링크 길이를 조절하였으며 선풍기의 회전각도 조절 작동 여부를 실제 제작 및 측정을 통해 확인하였다. 본 논문에서 제시한 가변형 링크기구는 산업용 로봇이나 연료 밸브 시스템 등과 같은 4절링크 적용 제품의 효율성을 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다.

• 전기전자학회논문지
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• 제27권1호
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• pp.122-126
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• 2023

본 논문에서는 복합 미생물 배양기의 제어시스템을 제안하였다. 제안하는 제어시스템은 복합 미생물 배양기의 제어부, 통신부, 전원부, 제어시스템 등으로 구성된다. 복합 미생물 배양기의 제어부는 아날로그 신호와 디지털 신호의 변환, LCD 패널을 이용한 디스플레이, 수위센서, 온도센서, pH 농도센서 등과 같은 센서들의 신호 제어를 하도록 설계 및 제작한다. 사용하는 수위센서는 기존 수위센서가 거품과 같은 이물질 등으로 인해 측정이 어려운 문제점을 해결하고자 직진성이 우수한 IR 레이저 방식을 사용하여 정확한 수위 측정이 가능하도록 설계 및 제작한다. 온도센서는 열 저항 원리를 사용하여 측정함으로써, 높은 정확도와 누적 저항 오차가 없도록 설계하여 사용한다. 통신부는 2개의 LAN 포트와 1개의 RS-232 포트로 구성하여 복합 미생물 배양기에서 사용되는 LCD 패널, PCT 패널, 로드셀 컨트롤러 등의 신호를 제어부에 전달할 수 있도록 설계 및 제작한다. 전원부는 제어부와 통신부가 원활하게 동작할 수 있도록 24V, 12V 5V 등 3개의 전압 공급 단자로 구성하여 전원을 공급하도록 설계 및 제작한다. 복합 미생물 배양기의 제어시스템은 PLC를 사용하여 pH 농도센서, 온도센서, 수위센서 등의 센서값과 배양에 사용되는 써큘레이션 펌프, 써큘레이션 밸브, 로터리 펌프와 인버터 로드셀 등의 동작을 제어한다. 제안된 복합 미생물 배양기의 제어시스템의 성능을 평가하기 위하여 공인인증기관에서 실험한 결과는 수위 측정감도의 범위가 -0.41mm~1.59mm로, 물 온도의 변화 폭이 ±0.41℃로 현재 상용으로 판매되는 제품들 성능보다 우수한 성능으로 동작됨이 확인되었다. 따라서, 본 논문에서 제안한 복합 미생물 배양기의 제어시스템의 효용성이 입증되었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권7호
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• pp.683-689
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• 2017

고유가, 환경규제 등의 국제무역환경 변화에 따라 수출주력상품인 유압 브레이커의 고부가가치화를 위하여 지능형 전자제어유압시스템 분야인 ICT 융합기술을 활용하여 암반특성을 예측하고 최적모드(다단형)로 구동하는 지능형 파쇄기술 및 에너지 효율을 극대화할 수 있는 유압 브레이커 개발에 관한 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 암반의 강도에 따라 최적의 타격력을 제공하기 위해 근접센서를 이용해 암반 타격 시 피스톤의 하강 깊이를 측정하고 이를 통해 암반의 특성을 판별하여 타격력을 결정하는 피스톤 스트로크의 길이를 솔레노이드 밸브를 이용해 제어하였다. 다단 타격시스템을 위해 컨트롤러와 디스플레이/조작장치를 개발하였고, 무선통신을 이용하여 상호 정보교환이 가능하도록 하였다. 최종적으로 암반 강도에 따라 3단으로 타격할 수 있는 제어시스템을 개발하였고, 실차실험을 통해 이를 검증하였다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.6-6
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• 2017

농용트랙터의 전방차축 현가장치는 노면으로부터 발생하는 진동의 영향을 줄일 수 있기 때문에 트랙터의 대형화, 고속화의 추세에 맞춰서 승차감과 조향감을 향상시키는 데 중요한 역할을 한다. 전방차축의 현가장치는 트랙터의 차체 무게에 의한 부하가 크고, 또한 유압 펌프를 비롯한 유압시스템이 존재하기 때문에 유압식 회로로 구성하는 것이 바람직하다. 하지만, 현가장치의 유압회로를 개발하는데 있어서 실제 시스템을 구성하여 실제 실험을 통한 개발에는 비용과 시간이 많이 필요하다. 본 연구에서는 유압식 전방차축 현가장치에 필요한 유압회로부 개발을 위하여 시뮬레이션 기법과 요인시험 장치를 이용 적정 유압회로를 설계하고자 하였다. 이를 위하여 어큐뮬레이터, 가변 오리피스, 릴리프밸브, 체크밸브 등으로 구성된 유압 현가요인 시험 장치를 설계 제작하였으며, 현가 부품인 실린더 행정, 속도, 전달되는 힘을 측정하고, 유압 해석 프로그램인 SimulationX를 이용 구성된 유압회로 부품에 측정값을 입력하여 실제 조건과 유사한 동특성을 나타내는 전방차축 현가요인 시뮬레이션 모델을 개발하였다. 개발된 시뮬레이션 모델을 이용하여 실제 시험조건과 같은 가진 조건을 부여하여 개발 현가장치의 특성 값 변동에 따른 현가 성능을 구명하였다. 이를 위해 시뮬레이션 상에서 120 마력 트랙터 무게의 50% 수준에 해당하는 2,000 kg의 부하가 존재하는 상태에서 현가장치의 유/무에 따른, 감쇠 계수의 변화에 따른 스프링상 질량의 RMS 가속도를 비교하였다. 입력 가진으로는 1 Hz, 4 Hz, 8 Hz의 진동수에 각각 10 mm, 6.4 mm, 3.2 mm의 진폭을 인가하였다. 시뮬레이션 결과, 1 Hz에서는 현가장치가 있는 경우 최대 55.9% 개선되었고, 4 Hz에서는 최대 3.9 % 개선되었고, 8 Hz에서는 최대 61.4%까지 개선되었다. 이는 4 Hz의 경우에는 2,000 kg의 부하에 해당하는 고유 진동수 대역에 해당하기 때문에 그 감쇠 효과가 없는 것으로 나타났다. 하지만, 다른 주파수 대역에서는 현가장치가 효과적으로 작동하는 것을 나타내었다. 설계한 전방차축 현가 유압회로부를 시뮬레이션을 통하여 분석한 결과, RMS 가속도의 개선이 명확하게 이루어지는 것을 확인하였으며 입력 주파수 변화에 따라 감쇠특성도 나타나는 것을 확인하였다. 추후 연구에는 설계한 유압회로부와 관련 부품을 설계 제작하여 실제 트랙터에 장착 그 성능을 검증할 예정이며, 노면조건에 따라 감쇠성능을 유지하기 위한 반능동형 또는 적응형 현가장치 제어 기술을 적용하여 개선된 현가성능을 확보하기 위한 연구를 수행할 예정이다.

• 에너지공학
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• 제11권1호
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• pp.1-9
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• 2002

우리나라에 보급된 축냉시스템 이용효율 향상과 전력사용 합리화 방안을 제시함으로써 빙축열 시스템의 보급활성화를 통한 하절기 피크부하 경감에 기여코자 빙축열 설비의 성능시험을 실시한 결과 COP주간 3.8, 축열 3.0대비 30% 이상 성능이 감퇴한 주간 2.6∼3.4, 축열 2.1∼3.0정도로 냉동기가 가동되고 있으며, 축열율은 15개 건물 중 3개 건물(21.4%)만이 축열능력 대비 40% 이상의 축열을 실시하고 있는 것으로 분석되었다. 이처럼 운전성능 감퇴를 개선하기 위하여는 축냉(빙축열)설비 운전시 빈번히 발생하는 3-Way 밸브오동작, 냉각능력 감소, 팽창밸브 동작 부적절, 운전모드별 제어설정 오류 등에 의한 축냉능력 감퇴현상을 시정하고, 냉동기의 브라인배관 By-pass, Ice Slurry system운전모드별 배관분리, 냉온수펌프의 회전수제어 등의 배관계통 개선검토가 필요하며, 축냉(비축열) 시스템특징 별로는 Ice on Coil system은 냉방부하 확장성에 제약, Ice Ball system은 축열조의 수밀유지, Ice lens system의 제빙운전시 COP 저하, Ice Slurry system은 주간 운전시 저온운전에 따른 낮은 COP, Ice Harvest system은 Hot Gas 탈빙으로 동력손실증가 등에 대한 개선이 향후 축냉(빙축열)시스템의 운전성능 향상을 위해 필요한 것으로 도출되었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제41권4호
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• pp.296-301
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• 2017

발전 플랜트, 석유 화학 플랜트, 단위 공장과 같은 다양한 플랜트에서 사용 후 스팀이나 잉여 스팀을 이용하여 온수나 급탕수를 생산하는 시스템의 수요가 증가하고 있다. 컴팩트 스팀 유닛(Compact Steam Unit, 이하 CSU)은 이러한 (폐)스팀 등을 이용하여 온수와 급탕수를 생산하는 시스템으로서 에너지 재활용 측면에서 매우 좋은 대안이 되고 있다. 본 연구에서는 CSU의 핵심 기자재 중 하나인 열교환기를 기존 판형 열교환기에서 성능이 개선된 하이브리드 판형 열교환기를 사용하였고, 개선된 온도 조절 밸브 및 제어 시스템 등으로 새로운 형태의 CSU(1,600 kW급)를 구성하여, CSU의 성능 시험을 수행하였으며 시험 결과를 CSU의 상용화를 위한 자료로 삼고자 하였다. 실험 결과, 1차측(고온측, 스팀)과 2차측(저온측, 냉수) 사이의 에너지 밸런스는 ${\pm}0.77%$ 이내였으며, CSU의 성능 평가 요소 중 가장 중요한 2차측 냉수 출구 온도 편차는 $(0{\sim}0.3)^{\circ}C$ 이었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권9호
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• pp.175-181
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• 2019

수소연료전지차(FCEV)의 수소연료 공급시스템에서 대용량 감압에 사용되는 기존의 1단 감압 구조 레귤레이터(Regulator)의 경우 높은 감압에 따른 맥동과 느린 응답, 수소 취성, 누설, 고중량, 고비용 등의 문제점이 있다. 이러한 문제점은 2번에 걸친 감압 메커니즘(2단 구조)을 가지는 2단 레귤레이터 개발을 통해 극복될 수 있으며, 2번째 감압시점에 전자식 솔레노이드 밸브를 적용한다면 폭넓은 출구압력의 제어가 가능하다. 이에 따라 2단 전자식 솔레노이드 밸브를 가지는 레귤레이터의 출구압력 정밀도 향상과 누설방지, 내구성, 경량화, 가격저감 등의 기술개발이 필요한 실정이다. 이중에서도 레귤레이터의 필수적인 성능인 출구압력 정밀도 향상과 누설 방지를 위해 감압 전과 감압 후의 구조부분을 나누어 각각의 초기 내압 적용 후 Valve part가 닫힌 상태(Open Ratio : 0 %)로 가정하여 해석 연구를 진행하였다. 1차감압부의 기밀성과 관련하여 Aluminum Alloy 소재의 사용은 부적절하다고 판단되었고, 서로 다른 금속으로 구성되었을 때는 응력의 변화와 함께 변위 또한 같이 증가하므로 이종 소재를 사용하는 접촉부 구성은 부적절하다고 판단되었다. 2차 감압부의 기밀성과 관련된 변위 측면에서는 Young's Modulus 값이 큰 TPU(Thermoplastic Polyurethane)를 사용하는 것이 비교적 변위량이 작으므로 적절하다고 판단하였고, 기밀성에 대한 기준으로 Case 분석을 진행한 결과 최적 형상을 설계할 수 있었다.

• 한국가스학회지
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• 제22권2호
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• pp.78-83
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• 2018

이 논문은 디젤엔진 자동차의 EGR 및 공기 제어와 CPF 장치에 관련된 고장사례 연구이다. 첫 번째 사례는 엔진진공펌프 손상으로 인해 엔진오일이 EGR 밸브 내부 다이어프램 손상으로 인해 오일이 흡기로 유입되어 연소실로 들어가 불완전 연소함으로써 배기할 때 매연이 발생된 것으로 확인되었다. 두 번째 사례의 원인은 공기제어 장치인 스로틀 플랩(throttle flap)을 점검하였을 때 스로틀 플랩이 고착되어 흡입공기량 부족에 의해 매연이 발생된 것을 확인하였다. 세 번째 사례는, 배기가스 온도센서의 불량으로 인해 온도를 감지하지 못해 재생기능이 되지 않아 매연이 발생된 것으로 확인되었다. 따라서, 배기가스발생으로 인한 환경오염 문제가 발생하지 않도록 최적의 상태를 유지하도록 관리하여야 한다.

• 항공우주기술
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• 제4권2호
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• pp.142-152
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• 2005

액체로켓 엔진시스템 개발에 있어서 시동부터 정상상태까지의 시동특성은 안정된 시동의 재현성을 확보하여 신뢰도를 높이는 것과 과도상태의 시간을 단축하는 두 가지 목표를 만족하는 방향으로 전개된다고 할 수 있다. 특히 우리나라와 같이 액체로켓 엔진 개발의 초기단계에서는 엔진시스템 시험의 경험이 없어, 시동에서 정상상태까지 과연 어느 정도의 시간이 필요할 것인가에 대한 예측이 힘들 수밖에 없다. 본 연구에서는 터보펌프 공급식 액체로켓 엔진의 각 구성품의 모델을 구성하여 시동 과도 해석을 수행할 수 있는 프로그램을 완성하였다. 이 프로그램을 이용하여 25톤급 가스발생기 사이클 엔진에 대한 시동 특성을 조사하여 시동에서 정상상태에 이르는 시간을 계산하였으며, 비정상 상태의 엔진시스템의 동특성을 밝힐 수 있었다.

• 유공압시스템학회논문집
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• 제3권2호
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• pp.1-6
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• 2006

The pressure regulator which is used for controlling the reducing pressure in the piezoelectrically driven pneumatic valve has been studied. The pneumatic valve of this study object is 2-stage type and consists of a piezoelectric actuator, a controller, a poppet valve and a pressure regulator. Nominal flow of 50 lpm, maximum operating pressure of 0.9MPa and frequency characteristic of 10Hz and over are required in this pneumatic valve, but the pressure regulator is needed because piezoelectric actuator has no ability to control the pressure of 0.9MPa directly. In this study, bimorph type PZT actuator of $25.2mm(L){\times}7.2mm(W){\times}0.5mm(H)$ with constant of $-220{\times}10-12$ CN-1 was proposed and investigated. Maximum operating force of 0.052 N and maximum displacement of $63{\mu}m$ were gotten from the fabricated PZT actuator. From the analysis results, the orifice diameter of 0.6mm for a piezoelectric actuator was derived and then the pressure regulator which can be operated under 0.15 MPa easily was designed and manufactured. Performance and effects of design parameters were simulated by the Simulink of Matlab software, and it was confirmed that the performance characteristics of manufactured pressure regulator are superior in the common use pressure range of 0.5 MPa to 0.7 MPa. The results show that the proposed pressure regulator is suitable for the pneumatic valve with a PZT actuator.