• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제41권1호
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• pp.44-49
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• 2017

본 연구에서는 선박 엔진 오일을 여과하는 검증된 기술인 원심정화기(Centrifugal Filter)를 이용하여 수분배출 구조를 설계하고 적용함으로써, 원심 청정기 시스템(Centrifugal Purifier System)을 개발하고자 한다. 선박엔진에서 윤활 및 냉각을 담당하는 오일은 시간이 경과할수록 미세입자 슬러지가 증가하고 때로는 수분의 유입에 따라 원래의 기능을 담당할 수 없게 되어 엔진내부에 치명적인 기계적 손상을 초래한다. 따라서 수분 제거 원리 고안 및 검증, 적절한 배출 구조 설계를 연구하였으며, 개발된 제품은 공인시험을 통해 유효함을 검증하였다. 이는 실제 선박에서 절실히 필요한 엔진 오일의 수명 연장 및 폐오일 감소, 기계 부품 손상 저감 등에 기여할 것으로 기대한다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제32권8호
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• pp.1157-1163
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• 2008

Fuel represents a significant portion of the operating costs of voyages of the vessel. Under this situation, dramatic increase in fuel price caused a problem that earnings of ship becomes decreased seriously. Pumps in a cooling system of the vessel are often operated inefficiently. The reasons will vary from process to process and application to application. Inefficiency of pumps is one of the reason for making the cost of operating the vessel increased. This paper suggests energy-effective cooling system that controls sea water pumps with inverters to reduce energy consumption in vessel by conducting simulation with LabVIEW. Results shows that electric energy consumption of pumps are significantly deceased. If this energy-effective cooling system is applied to other systems which need cooling, it could be useful in reducing electric energy wastage.

• 한국기계가공학회지
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• 제13권5호
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• pp.43-49
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• 2014

This study was carried out to improve the design of an intercooler for a small marine diesel engine. Diesel engines for small marine ships have mainly been developed by changing the structure of the vehicle engine. Sea water was most commonly used in the intercooler of small marine diesel engines to cool the hot air compressed by the turbocharger. In this study, the intercooler is modeled and simulated using STAR-CCM+ in order to find optimal data for the design of an intercooler. In the results, the temperature differences between the data from a numerical analysis and experimental data were $0.38^{\circ}C$ in the hot air outlet and $3.63^{\circ}C$ in the cooling water outlet. Therefore, it was confirmed that both analysis and experimental results need to be considered when designing an intercooler. A closer degree of similarity in the two datasets can improve the confidence in the design of these intercoolers.

• 한국기계가공학회지
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• 제11권6호
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• pp.201-207
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• 2012

This study was carried out to improve the design of heat exchanger for small marine diesel engine. As air pollutants emitted from small marine diesel engine become international problem, IMO(International Marine Organization) tried to establish severe regulations for NOx reduction. The formation of NOx is affected by cooling system, for instance, such as intercooler, heat exchanger, exhaust manifold, and therefore cooling systems are one of essential parts for design of small marine diesel engine. In this study, heat exchanger for small marine diesel engine was modeled and simulated using CATIA V5R19 and ANSYS FLUENT V.13. Thermal flow simulation for heat exchanger was performed to find the optimal design. As the results, maximum velocity of engine coolant in shell inside was 9.1m/s and it was confirmed that outlet temperature and temperature drop for engine coolant could be calculated by simulating proportional relations of temperature between engine coolant and sea water.

• 해양환경안전학회지
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• 제26권6호
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• pp.751-758
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• 2020

선박용 디젤엔진의 NOx 환원제로 액체 우레아를 사용하는 SCR 기술이 널리 사용되고 있다. 하지만 액체 우레아 대신에 고체상의 암모늄 카바메이트를 NOx 환원제로 사용하면 저온 NOx 저감율 및 암모니아 저장용량 측면 등에서 다양한 장점이 있다. 이에 따라 본 연구에서는 암모늄 카바메이트를 EA, FTIR, XRD 방법으로 분석하여 순도를 관리하는 방법을 제시하고자 하였으며, 다양한 온도와 압력 조건에 암모늄 카바메이트가 노출되었을 때의 물질 변화 특성을 고찰하고자 하였다. 본 연구를 통하여 암모늄 카바메이트의 순도를 EA 분석을 통해 효과적으로 관리 할 수 있음을 알 수 있었으며, 선박용 디젤엔진의 SCR 시스템에 적용될 것으로 예상되는 열분해 온도 조건에서 가열과 냉각을 반복한 암모늄 카바메이트에 대한 FTIR 분석결과, 물질 특성은 변화하지 않는 것을 확인하였다. 또한, 대기 중에 장기간 노출된 암모늄 카바메이트는 암모늄 카보네이트로 물질 변화함을 알 수 있었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제23권4호
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• pp.400-406
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• 2017

선박용 입형 편흡입 원심 해수펌프의 회전체와 파이프 시스템 내부에 발생한 과도한 손상의 원인을 분석하고자 실제 모델을 역설계 하였다. 이를 위해 전산유체역학(CFD)을 이용하여 해수냉각펌프의 내부유동 분석을 실시하였다. 결과적으로 역설계를 통한 대상펌프의 형상 및 경계조건을 설정하여 설계 운전점인 $125m^3/h$에서의 펌프 효율은 85.3 %, 양정 32.0미터로 계산되었다. 대상 펌프의 최고 효율점은 $150m^3/h$에서 약 86.2 %로 예측되었으나 실제 운전점과는 차이가 있었다. 최저 유량점인 $112.5m^3/h$에서는 저 유량점 특성상 유동이 불안정하여 해석의 수렴이 좋지 않았다. 선박에서 운전 중인 해수펌프 및 파이프 시스템 전반에 걸쳐 진행 중인 공동현상의 원인 규명을 통해 개선방안을 도출하고자 하였으나, 입 출구 전체 파이프 시스템의 계산, 각 지관들에 대한 유량 및 유속 측정 등을 통해 보다 명확한 원인분석을 위한 후속연구가 필요하다.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권1호
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• pp.135-144
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• 2021

본 논문에서는 LNG 추진선박에서 발생하는 BOG(boil-off gas)를 이용하여 수소를 생산하고 수소 연료전지 시스템을 보조엔진으로 적용한 개질공정의 특성에 대한 연구를 수행했다. 연구를 위해 BOG 수증기 개질공정을 UniSim R410 프로그램을 이용해 공정설계하고, 개질기의 출구온도와 압력, SCR(steam carbon ratio)에 따른 생성물의 분율과 반응물의 소모량을 산출하였다. 연구 결과 개질온도가 890℃일때 메탄의 반응률이 100 %였으며, 최대 수소 생산량을 보였다. 또한 개질압력이 낮을수록 반응 활성도가 높았다. 하지만 그 이상의 온도가 되면 역반응의 우세로 인해 수소의 생산량은 감소하게 되고, 물과 이산화탄소의 양은 증가했다. 또한 SCR이 증가할수록 수소 생산량도 증가했으나 요구되는 에너지 소비량도 비례하여 증가했다. SCR이 1.8일 때 수소분율이 가장 높았으나 코킹방지를 위해 SCR이 3에서 운전하는 것이 최적 운전범위임을 확인했다. 그리고 개질압력이 낮을수록 발생되는 이산화탄소의 양은 증가했으며, 냉각 및 액화를 위해서는 이산화탄소 발생량을 기준으로 42.5 %의 LNG 냉열이 요구됨을 알 수 있었다.

• 동력기계공학회지
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• 제7권4호
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• pp.25-30
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• 2003

Hydrocyclone has been widely used for the solid-Liquid separation in many industrial sites because of its comparatively preferable applications that can be applied to wide-range panicle sizes. If seawater with impurities flows through pumps or heat exchanger, it might cause an decrease in efficiency of cooling system. In this paper, we have suggested solid methods of separating impurities from seawater in the cooling system by using a Hydrocyclone. The effects of design factors as solid concentration, cyclone inlet pressure, flow rate and diameter of underflow on the seperating performance of the Hydrocyclone were investigated. The results from the study are summarized as follows: 1) In proportion to the increase of solid concentration, the efficiency of solid-liquid separation is improved. 2) According as the cyclone inlet pressure increases the efficiency of separation is improved. Conclusively, this research suggested that the Hydrocyclone will be used as a pre-treatment system of cooling water in ships, and eventually prevent unexpected accidents in engine systems.

• 대한조선학회 특별논문집
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• 대한조선학회 2013년도 특별논문집
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• pp.103-109
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• 2013

The Present work focuses on application of Organic Rankine Cycle - Waste heat Recovery System (ORC-WHRS) for marine diesel engine. ORC and its combined cycle with the engine were simulated and its performance was estimated theoretically under the various engine operation conditions and cooling water conditions. The working fluid, R245fa, was selected for the consideration of the heat source temperature, system efficiency and safety issues. According to the thermodynamic analysis, ~13.1% of system efficiency of the cycle was performed and it is about 4% of the mechanical power output of the considering Marine Diesel Engine. Also, addition of evaporator and pre-heater were studied to maximize output power of Organic Rankine Cycle as a waste heat recovery system of the marine diesel engine.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제31권5호
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• pp.592-598
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• 2007

The fuel charge is getting higher in navigation cost. Therefore, shipowners try to find the method for reducing oil consumption. ESS(Energy Saving System) is one of he method. ESS is the system consisted with two inverters, ESS control unit and monitoring system. Two inverters control two main sea water cooling pumps. In the ESS control Unit, the control algorithm finds optimized point to decrease a power consumption of main sea water cooling pumps. Monitoring system observes ESS not to work improperly. ESS is experimented in the laboratory with real condition and analyzed in every view. After experiment, the result of the experiment shows that the control algorithm works correctly and safely. ESS has a plan to be operated in the ship soon. In that case, additional devices are needed to connect ESS with cooling system of the vessel. So the development of addition device is needed and being studied.