• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제2회(2013년)
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• pp.393-397
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• 2013

관내의 유량을 제어하는 볼 밸브(ball valve)는 개폐각도(opening degree)가 커짐에 따라 출구에서 유속이 증가하고 밸브(valve)의 입 출구 간 압력강하(pressure drop)가 증가한다. 출구에서의 압력이 작동유체의 포화증기압보다 낮아질 때 공동현상(cavitation)이 발생한다. 관내에서의 공동현상은 배관시스템의 진동 및 소음, 부식 등에 있어서 악영향을 미칠 수 있으므로 설계에 매우 중요한 요소이다. 버터플라이 밸브를 비롯한 다른 밸브에서는 공동현상감소에 대한 연구가 많이 이루어졌다. 이에 본 연구에서는 볼 밸브 내 유동 특성(characteristic of flow)과 볼 밸브의 입출구간 압력강하를 줄이는 연구를 수행하였다. 개폐 각도와 그에 따른 압력강하와의 관계를 Edison_전산열유체를 사용하여 분석하고 공동현상을 감소시킨 볼 밸브의 설계를 제시 하였다.

• 청정기술
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• 제11권4호
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• pp.181-188
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• 2005

밸브 내부의 입자들의 화울링 현상의 제어 및 저감을 위해 공기분사 방식을 적용하는 새로운 분립체용 볼 밸브를 개발하였다. 밸브 내부의 분립체와 분사공기 흐름간의 상호작용 및 화울링 현상에 대한 규명을 위해 전산유체역학적 해석을 수행하였고, 해석결과들을 밸브 형상 및 공기분사 조건 설계에 반영하였다. 설계된 분립체용 볼 밸브의 실제 시험을 통해, 본 볼 밸브가 여러 운전 조건들에 대해서 우수한 화울링 저감효과를 가짐을 알 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.15-20
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• 2017

볼밸브는 밸브의 가운데 구멍이 뚫린 구 모양의 볼이 회전에 의해 구멍을 닫거나 열어 밸브를 개폐시킨다. 본 연구에서는 플랜트장치용 고온용 볼밸브에 관한 것으로써, 사용되는 유체는 고온의 스팀을 사용하는 볼밸브이다. 고온의 스팀을 유체로 사용함에 따라 볼밸브에 열응력이 발생하기 때문에 초기모델에서의 열-구조 연성해석을 실시하여 고온용 볼밸브의 구조적 안정성을 검토하였다. 검토한 결과 폴리테트라 플루오르에틸렌 재질의 시트에서 항복응력 이상의 값이 나타나였다. 본 연구에서는 시트의 최적화를 실시하여 항복응력 이내의 구조적 안정성을 찾고자 하였다. 시트의 최적화를 위해 2개의 형상설계 변수를 선정하였고, 최적화 과정 중에 설계요구조건으로 시트의 길이와 두께에 관련하여 기준을 고려하였다. 시트의 응력과 질량을 고려한 30개의 표본점을 만들어 최적화 과정을 진행하였으며, 최적화 기법으로서 크리깅 내삽법을 이용한 메타모델 최적화 방법을 적용하였다. 그 결과 항복응력 이내의 구조적 안전성을 만족하는 시트의 두께와 길이를 찾을 수 있었고, 이에 따른 개도별 유동해석을 실시하여 볼밸브의 성능지표를 나타내는 유량계수 값을 구하여 볼밸브의 성능을 검토하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.121.2-121.2
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• 2016

PFA 라이닝 밸브 (PFA Lined Valve)는 고온 (~120oC) 고압 (~10 bar)에서 강한 부식성을 갖은 화학물질 (염산, 황산, 질산 등)을 이송시킬 수 있도록 내식성, 비점착성, 내열성 향상을 위한 불소계 수지 PFA (Perfluoroalkoxy)가 밸브 내면부에 가공되어 있으며, 고순도 화학약품 및 반도체 LCD 석유화학 제철 제약 분야 등의 제조공정에서 사용되고 있다. 미국 EPA (Environmental Protection Agency)에서는 석유화학 플랜트에서 발생되는 비산배출 (fugitive emission)의 대부분인 60% 정도가 밸브에서 발생된다고 보고하고 있으며, 근래 빈번한 불산 노출사고 내용을 매스컴에서 접할 수 있는 것처럼 PFA 라이닝 밸브가 설치되는 산업현장에서는 미소 누설에도 치명적인 인명피해 사고가 발생하기 때문에 국제규격에 따른 PFA 라이닝 밸브의 기밀누설에 관한 규제 및 관리가 중요하다. 본 논문에서는 가압진공법을 이용하여 PFA 라이닝 볼밸브의 비산배출 측정하였으며, 작동횟수/온도변화에 따른 PFA 라이닝 볼밸브의 비산배출 특성을 고찰하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.373-380
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• 2020

고압을 받는 플랜트용 제품 설계 시에 대부분 강건 구조를 지양하다 보면 안전율이 높아지고 중량이 과다 해지는 문제가 있다. 본 논문은 플랜트용 이축 볼밸브 볼의 경량화를 위하여 밸브의 3차원 모델링과 ANSYS를 적용한 유한요소해석으로 응력해석을 수행한 후에, 허용 응력 범위와 설계 변경 제한 조건 내에서 최적화 과정으로 볼의 중량 감소를 달성하였다. 약 22%의 볼 중량이 감소되었고 응력은 증가하였으나 안전계수는 1.25가 되었다. 볼의 일부분에 과도한 응력이 있으나 대부분 재료의 항복응력 허용치 내에 있어 안전한 상태이다. 유동의 흐름을 제어하는 실링 (seal) 역할을 하는 시트 인서트와 시트 링 등 밸브의 3차원 모델에 대한 정적 구조해석으로 응력 값을 확인하여 안전함을 확인하였고, 또한 대칭 구조인 부분에 대해 2차원 단순 모델의 구조해석으로 같은 결과가 도출됨을 확인하였다. 본 연구의 범위는 볼의 중량 감소라 볼의 감소된 치수가 도출되었으며, 주변 부재의 재설계는 (신제품 개발에 해당되어) 본 연구에 고려되지 않는다.

• 한국화재조사학회지
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• 제4권1호
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• pp.82-85
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• 2004

본 연구는 가스사고의 전형적이고 대표적인 폭발사고와 관련하여 LP가스용기밸브 압력정기, 중간밸브(볼밸브) 및 염화비닐호스로부터의 가스누출량이 어느 정도 되는지에 대하여 이론적으로 계산한 가스누출량과 실제 가스누출량에 대하여 실험을 통하여 연구함으로서 체적공간에서의 폭발과정과 점화원 및 사고경위를 조사하는데 중요한 자료로 활용하고 의도적이거나 취급 또 시공상의 부주의에 의한 가스누출 발생시 사고당시 가스누출량을 확인하는데 활용하고자 연구하게 되었다.

• 드라이브 ㆍ 컨트롤
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• 제18권3호
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• pp.23-29
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• 2021

Hydrogen energy is the clean energy source of the future. Ultra-high-pressure hydrogen is used in hydrogen stations, with its parts being developed. On the other hand, ultra-high-pressure ball valve, which is one of its parts, depends on overseas, with the level of domestic research on this being only about 10% of advanced technology research on this abroad. In this study, the shape of an ultra-high-pressure ball valve for a hydrogen station was designed to improve its structural strength. The valve body was designed according to distance between both processed body holes along inlet and outlet ports. The designed vale body was then analyzed using ANSYS to check whether points with stress were concentrated. In addition, the valve with improved body was analyzed to confirm that the valve satisfied the design condition.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2012년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.921-922
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• 2012

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제26권4호
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• pp.386-392
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• 2015

Flow characteristics inside a 10 inch ball valve have been analyzed using three-dimensional numerical analysis and experiments. Continuity and three-dimensional Reynolds-averaged Navier-Stokes equations have been used as governing equations for the numerical analysis. The numerical model has been constructed through the grid dependency test and validation with the results of experiments to ensure reliability and numerical effectiveness. The shear stress transport (SST) model has been used as the turbulence closure. The experimental test-rig has been constructed to measure pressure, temperature and flow rate along the pipeline. Some valve opening angles have been tested to evaluate the flow characteristics inside the ball valve and pipeline. The results show that the rapid pressure variations is observed while the valve opening angle decreases, which caused by flow separation at the downstream of the ball valve.

• 산업진흥연구
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• 제2권1호
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• pp.9-13
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• 2017

본 연구는 주택용 가스배관 체크앵글 안전밸브에 관한 것으로 긴급 발생시 1초 이내에 수동으로 차단이 가능하고, 또 손의 힘으로 가압 3kg에 터치가 가능 하도록 하고, 또 긴급시 차단 작동 후 차단 볼 지름이 7mm로 번복 사용이 가능하도록 기술 개발 하였다. 연구결과 첫째 밸브 작동 후. 평균 0.61 초로 나타났다. 따라서 안전밸브로서 사용하여도 작동에는 문제가 없는 것으로 나타났다. 둘째, 손의 힘으로 가압 3kg이내 터치에 모두 작동 되었다. 셋째, 차단 볼 지름이 7mm로 번복 사용한 결과 모두 이상 없는 것으로 나타났다. 본 연구에서 가스배관 체크앵글 안전밸브를 개발하고 기존 밸브와의 시험을 통하여 성능을 검증한 것에 의미가 있다.