• 조명전기설비학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.44-48
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• 2004

수표면을 전극으로 사용한 무성방전형 오존발생기를 제안하고 수중의 전도도 변화가 수표면 방전에 미치는 영향을 실험적으로 조사하였다. 수표면 방전에 중요한 영향을 줄 수 있는 요소로 방전공간내의 이온과 수중의 이온 및 극성분자등이 있다. 본 연구에서는 전도도를 변화시켜 수중에 존재하는 이온의 수를 조절함으로써 방전특성을 변화시키고자 하였다. 이를 위해 증류수내에 각각 다른양의 NaCl을 투입함으로써 전도도를 변화시켰고 이때의 전류-전압특성과 오존발생특성을 비교 조사하였다. 결과적으로 순수한 증류수를 사용한 경우보다 NaCl을 투입한 경우 안정된 방전을 발생시킬 수 있었고 투입하는 NaCl의 양을 늘여감에 따라 방전개시전압을 낮출 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.19-19
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• 2011

수중방전은 다양한 라디칼을 직접 물 속에서 발생시키기 때문에 수처리 공정에 다양한 응용이 가능하다. 특히, 최근에 선박평형수 등의 살균이 국제적인 이슈가 되고 있고, 2017년까지는 모든 선박에 살균을 위한 수처리 설비가 의무화된다. 본 연구에서는 염분이 있는 수체에서의 방전공정을 연구하고 이를 수처리공정에 적용할 수 있는 방법에 대해 연구하였다. 해수의 경우 전도도가 53mS로 자유로운 전하의 이동이 가능하기 때문에 일반적인 민물방전의 전원과 전극 등으로는 방전을 할 수 없다. 이에 세라믹과 금속의 이중구조로 되어 있는 모세관전극을 개발하여 전도성이 있는 수체에서의 방전을 이루었다. 전원장치로는 60 Hz, 380 V를 1차측에 인가하여 2차측에서 약 3 kV, 10 kW의 파워가 발생하는 12위상차 교류전원장치를 개발하여 사용하였다. 모세관 내부에 전압이 인가되면 전류가 발생하여 joule heating에 의하여 모세관 내부에 기포가 형성된다. 이 때, 전류의 단락이 이루어지면서 고전압쪽에 전하가 축적되며 기포내부의 E-field가 상승한다. 이후 기포 내에서 방전이 개시되며 각종 라디칼을 생성한다. 방전에 의해 생성되는 산화제로는 오존, OH라디칼, 과산화수소 등이 있으며, 해수에서는 Cl-의 결합에 의하여 Cl2 가스가 발생한다. 약 30,000 J/L의 체적에너지에 대하여 생성되는 총염소의 농도는 2.5 mg/L이다. 수중방전의 적용대상으로 선박평형수, 멤브레인과의 결합, 용존기포부상법을 선정하여 적용가능성을 연구하였다. 먼저 선박평형수 살균처리를 위해 해수의 처리유량을 20 lpm으로 유지하고 대장균, 바실러스, 조류(테트라셀미스) 등을 투입하여 전극 12개가 삽입된 12위상차 플라즈마 반응기를 통과시켰더니, 약 30,000 J/L의 체적에너지에 대하여 1일 후의 살균력이 각각 99.99, 99.99, 99.9%의 살균력을 나타내었다. 이는 국제해사기구에서 권장하는 살균수준인 99.9%를 초과하는 수치이다. 플라즈마를 이용한 해수살균공정의 안정적 운전을 위해 후단에 UF멤브레인을 추가하여 잔류생존 미생물을 제거할 수 있다. 이를 위해 플라즈마가 후단의 멤브레인 운전에 미치는 영향을 평가하였다. 카올린과 탄산칼슘을 오염원으로 각각 투입하여 멤브레인으로 처리를 하였을 때, 방전 직후 멤브레인에 걸리는 막간압력차가 약 30% 감소하였는데, 이는 막에 형성된 파울링이 방전에 의해 제거된 것으로 평가할 수 있다. 수중방전은 다양한 산화제를 생성함과 동시에 미세기포를 발생시키는데 이는 수중유기물의 부상분리에 적용될 수 있다. 방전모세관전극의 내부직경을 1 mm로 유지하고, 60 Hz, 교류전원으로 방전한 결과 평균입경 44 um의 기포를 발생시켰고, 이는 일반적으로 용존공기부상법에 사용되는 기포의 크기와 일치한다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.141-141
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• 2017

국제해사기구(International Maritime Organization)는 선박 평형수로 인하여 발생하는 환경문제를 방지하기 위하여 지난 2004년 선박 평형수 관리 협약을 제정하였고, 2016년 핀란드의 비준함에 따라 2017년 9월 8일부터 발효될 예정이다. 이 협약에 대응하기 위하여 선박 평형수 처리기술이 개발되어 승인이 되었다. 이중 수중방전을 이용한 기술은 화학약품의 첨가 등이 없어 경제적이고 내부에서 발생하는 OH라디컬, 자외선, 충격파, 전기장, 오존 등에 다양한 요소들에 의하여 수처리가 가능하고, 중화를 위한 첨가제 등이 필요없어 친환경적이다. 본 연구에서는 부산 항만 근처연안에서 채취한 바닷물을 대상으로 수중방전을 이용한 방법을 연구하였다. 실험방법은 그림1과 같이 Point to Point 방식의 전극을 꾸몄고, 용액은 1L이며, 전압은 8kV, 30kHZ로 가해주었다. 광학분석장비(OES)를 이용하여 수중방전시 발생되는 빛 분석을 하였다. 실험결과 OES분석 결과 살균작용하는 OH 라디컬이 발생하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 실험 도중 시료를 채취하여 $35^{\circ}C$ 48시간동안 배양하였다. 배양 결과 시간이 경과함에 따라 미생물의 개체가 그림 2와 같이줄어두는 것을 확인할 수 있었다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제18권5호
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• pp.156-161
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• 2004

본 논문은 수질 오염 항목의 대표격인 대장균 제거를 위해 고전압 펄스 전원과 직류 전원을 비드(SiO$_2$, $Al_2$O$_3$, ZrO$_2$)가 없는 방전관, 비드가 있는 방전관, 그리고 수중 방전관에 사용하였다. 실험 결과에 따르면 대장균 제거 특성은 입력 전압의 비에 따라 나타났는데, 이는 입력전압이 증가할 때 방전관내의 전계영역이 같이 증가하기 때문이다. 그리고 고전압 펄스 전원을 사용했을 때 지르코니아(ZrO$_2$) 비드 방전관이 다른 방전관들보다 우수하였으며, 직류전원을 사용한 수중 방전관이 고전압 펄스를 사용한 방전관들보다 수중 대장균 제거 특성이 우수한 결과를 보였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2006년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.257-259
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• 2006

수소와 산소를 얻기 위한 일반적인 전기분해방법은 대전류, 저전압방식을 이용한다. 본 논문에서는 기존의 방식과 차별화된 고전압, 저전류방식의 수중방전을 이용하여 물을 전기분해하였다. 이러한 물 전기분해에 대한 특성을 고찰하고, 시험을 통하여 전압구간별로 발생량을 비교 분석하였다.

• 지질공학
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• 제23권1호
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• pp.29-36
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• 2013

스크린 공막힘에 의하여 채수량이 감소된 지하수 관정은 여러 방법을 통하여 재생시켜주면 지하수 채수량을 개선시켜 관정의 수명을 연장할 수 있다. 본 논문에서는 화약이나 압축 유체를 사용하는 기존의 공막힘 재생기술을 대신할 수 있는 고전압 펄스 방전에 의한 지하수 관정 스크린 공막힘의 재생법에 대하여 연구하였다. 본 기술은 수중에 삽입된 전극에 순간적으로 고전압의 전기에너지를 주입하여 이 때 전극 사이에서 발생하는 고온, 고압의 플라즈마의 팽창력에 의하여 발생하는 수중 충격파를 이용하는 기술로, 기존 기술 대비 취급이 용이하며 구조가 간단하고 충격압의 크기 조절이 용이하다는 장점을 갖는다. 본 연구에서는 축전기 방전형 펄스 발생장치를 사용하여 약 200 J의 전기에너지를 수중에 삽입된 전극에 순간적으로 주입함으로써 전극으로부터 6 cm 떨어진 곳에서 약 10.7MPa의 수중 충격압을 얻었다. 이 충격압의 크기는 축전기의 충전 전압을 바꿔줌으로써 손쉽게 조절이 가능하였으며, 다양한 전압에서의 실험을 통하여 방전 전류의 첨두치와 선형적인 관계를 갖고 있음을 알았다. 또한 지하수 관정에 사용되는 스크린과 유사한 시료에 대한 모의실험을 통하여 이 기술을 이용한 지하수 관정의 세척 가능성을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.232-232
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• 2011

DAF는 기존 침전 공정에 비해 뛰어난 정수 품질과 빠른 처리 시간으로 차세대 정수 공정으로 각광 받고 있다. DAF는 기포 생성 방법에 따라 용존 공기 부상법, 분산 공기 부상법, 진공 부상법, 전해 부상법, 미생물학적 부상법 등이 있다. 이 중 가장 많이 쓰이는 방식은 용존 공기 부상법으로, 과포화 상태의 기체와 액체의 혼합액을 압력을 급격히 감소시켜 기포를 발생 시키는 방법이다. 이 방법은 기포의 발생은 많지만 장비의 크기가 거대하고 시설제조 비용이 많이 드는 단점이 있다. 수중에서 발생되는 플라즈마는 그 구조와 메카니즘에 따라 생성되는 버블의 양을 제어할 수 있음을 확인하였다. 모세관 형태의 전극을 이용한 수중 방전은 전원 공급 장치만 있다면 적은 공간으로도 효과적으로 기포를 생성 할 수 있기 때문에, 수중 방전을 이용하여 기포 발생 후 DAF에 적용 가능한지 알아보고자 한다. DAF공정에서 필요한 요인으로는 기포의 크기, 개수, 성분 물질 등이 있는데, 그 중 가장 핵심은 기포의 크기 이다. 그래서 간단한 전원 장치와 리액터 제작 후 방전에 최적화 된 전극으로 기포를 발생시켜 기포의 크기를 측정하였다. 기포의 크기는 전극의 직경과 방전공간의 비율에 따라 제어가 가능함을 확인하였고 평균 기포의 크기는 약 50 ${\mu}m$로서, DAF에 적용 할 수 있는 크기이다. 일반적으로 기포의 사이즈가 작을수록 입자 제거율이 높은데, 실제 DAF공정에서 사용되는 기포의 사이즈는 80 ${\mu}m$정도 이다. 따라서 개발된 기포 발생장치를 DAF 공정에 응용한다면 높은 효율을 가질 것으로 판단된다.

• 인포메이션 디스플레이
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• 제15권3호
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• pp.26-31
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• 2014

• 한국전자통신학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.405-412
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• 2023

드론 및 ICT 융합 기술의 발전에 따라 기존 잠수사가 담당하고 있던 수중 현황 탐색, 수중 구조물 검사 등의 작업을 수중 드론으로 대체하고 낚시를 위한 수중 탐사 등의 레저용 수중 드론, 다리 교각 등 산업용 등의 수중 드론의 활용성이 증대되고 있다. 기존 모터 컨트롤러는 항공 드론에 적합하며 수중 드론 전용 BLDC 모터 컨트롤러의 개발을 통해 수중 드론의 완성도와 모터 컨트롤에 대한 신뢰도를 높일 수 있다. 수중 드론 전용 배터리 관리 시스템(BMS)의 개발을 통해 충전 상태 확인, 방전 상태 확인, 셀 밸런싱 조정, 고전압 보호 기능 구현으로 배터리 안정성을 확보하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제12권1호
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• pp.68-77
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• 1995

The two-dimensional pressure distribution, which is the most important parameter in the casting cleaning installations(CCI), was analyzed using the K-FIX computer program for two-phase flow. Modelling was done using R-Z coordinates for the initial and boundary conditions which don't have periodic influx and efflux, and also there was the electric discharge due to high pressure and temperature. The marked particles were introduced to prodict the structure and the size of main and local moving surfaces. The initial and boundary conditions were modified due to the internal structure of CCI.From the results of numerical analysis, it was shown that the maximum pressure on casting was increased with the increase of a water level. The pressure on casting in the radial direction was higher than that in axial direction. Also, it was proved that by introducing the marked particles it was possible to predict the surface structure in case of two-phase flow.