• 한국공작기계학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.65-69
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• 2001

Research on the development of CNG dedicated engine that has important meaning both as a clean fuel and an alterna- tive energy to reduce the exhaust emission from diesel engine are actively going on these days. In this study, in order to present the direction and application of CNG engine, we tested the CNG engine performance experimented by changing the parameters such as ignition timing, equivalent ratio. The engine performance experimented by changing the parameters such as ignition timing, equivalent ratio. The engine performance and exhaust emission were measured by engine performance model at maximum load condition with increasing the rpm in the range of 1,000∼2,200rpm. Also, the testing engine was heavy-duty CNG dedicated engine with displacement of 11,050cc.

• 한국공작기계학회논문집
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• 제12권5호
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• pp.80-87
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• 2003

Air partial pressure ratio and inlet air mass flow are influenced by water vapor and gaseous fuel in mixture on Compressed Natural Gas (CNG) engines. In this paper, the effects of the water vapor and the gaseous fuel that change the air mass flow and the air-fuel ratio are studied. Effective air mass ratio is defined as the air mass flow divided by mixture mass flow, and also it is applied to the estimation of the inlet air mass flow and the air-fuel ratio. The presence of the gaseous fuel and the water vapor in the mixture reduces the air partial pressure and the effective air mass ratio of the CNG engines. The experimental results for the CNG engine show that estimation of the air-fuel ratio based upon the effective air mass ratio is more accurate than that of a normal mode.

• 공업화학
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• 제20권2호
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• pp.117-125
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• 2009

차세대 청정 연료로 각광받고 있는 천연가스를 자동차 등의 이동원의 동력원으로 사용하기 위해 높은 에너지 밀도로 저장하는 것은 매우 중요하다. 특히 상온 및 과히 높지 않은 압력(35~40 기압)에서 흡착을 이용하여 천연가스를 저장(ANG)하는 것은 압축에 의한 CNG 및 냉각에 의한 LNG에 비해 경제적이고 안전하며 사용이 용이한 특성이 있다. 그러나 상업적으로 통용되기 위해 필요한 저장 용량을 얻을 수 있는 경제적인 흡착제가 현재 알려져 있지 않아 다양한 연구가 계속되고 있다. 최근에 많은 연구가 되고 있는 MOF (metal-organic frameworks)를 포함한 나노 세공체도 하나의 답이 될 수 있다. 본 총설에서는 ANG 밀도를 높이기 위해 필요한 흡착제의 물성과 상업적으로 적용하기 위해 요구되는 흡착제 물성에 대해 요약하였다. 높은 에너지 밀도를 위해서는 넓은 표면적, 큰 미세 세공 부피, 적당한 세공 크기 및 높은 밀도 등이 필요하고 낮은 흡탈착 에너지 및 빠른 흡탈착 속도가 요구된다. 또한 탈착시 상압에서 잔존하는 천연가스의 양이 적어 실제 활용할 수 있는 천연가스의 양(delivery)이 높아야 한다. 현재 매우 활발히 연구되고 있는 나노 세공체를 천연가스 저장물질로 적용하고자 하는 연구도 다양하게 이루어지고 있으며 이러한 물성을 만족하는 나노세공체가 개발되기를 기대한다.

• 한국가스학회지
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• 제19권1호
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• pp.12-17
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• 2015

CNG(Compressed Natural Gas)충전소의 주요 핵심설비는 압축기이며, 대부분의 압축기는 윤활이 필요하다. CNG압축기의 윤활유(oil)는 충전 중에 압력 레귤레이터, 엔진 연료공급시스템 등에 전이(Carry-over)되어 천연가스차량의 성능에 부정적인 영향을 미친다. 따라서 이러한 문제를 사전에 방지하기 위해서는 전이되는 오일의 양을 정량적으로 측정하여 공급되는 압축천연가스의 품질관리를 강화하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 CNG오일전이를 측정하기 위해 중량법(Gravimetric method)을 사용한 샘플링 튜브 및 샘플링 장비를 개발하였다. 또한, CNG 충전소 6개소를 대상으로 CNG를 채취하였으며, 오일전이를 정량적으로 분석하였다. 측정된 전체 오일전이양은 2.569에서 6.509ppm 이었으며, 측정된 결과를 선행연구 결과와 비교 검증하였다.

• 한국가스학회지
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• 제18권4호
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• pp.13-20
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• 2014

상업용 천연가스 배급 시스템에서 천연가스의 공급압력은 압력조절밸브를 사용하여 제어하며 이때 막대한 압력에너지가 낭비된다. 이러한 폐압에너지는 터보 팽창기와 같은 터보기계를 사용하여 회수할 수 있으나 팽창과정에서 발생하는 Joule-Thompson 효과에 따라서 큰 온도강하가 발생한다. 터보 팽창기 전단 또는 후단에 보일러를 설치하여 영하의 온도를 방지할 수 있으며 또한 보일러를 대체하여 연료전지나 가스엔진의 폐열을 이용하여 천연가스를 예열할 수도 있으나 하이브리드 시스템의 구동을 위해 운영규모에 따라 일정량을 소모해야 한다. 이 연구에서는 천연가스가 가지고 있는 압력에너지를 활용하여 천연가스의 소모 없이 터보 팽창기와 연결된 히트펌프를 구동하여 천연가스를 예열하는 시스템을 제안하고 증발온도, 응축온도 및 작동유체의 변화에 따른 시스템의 열역학적 특성을 분석하였다. R717 냉매가 예상 작동범위 내에서 가장 높은 COP와 가장 낮은 압축일을 나타내 제안된 하이브리드 시스템에 적합함을 확인하였다. 보일러시스템과의 경제성 분석을 통해 천연가스를 LNG 형태로 수입하고 있는 국내의 경우 히트펌프 하이브리드 시스템이 경쟁력 있음을 확인하였다.

• 한국가스학회지
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• 제19권6호
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• pp.8-14
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• 2015

합성가스(SNG)는 석탄 가스화를 통하여 얻어지는 가스연료로서, 고유가로 인한 천연가스가격 상승을 대비할 수 있는 대체연료 중의 하나로 주목받고 있다. 본 연구에서는 메탄 90.95%, 프로판 6.05%와 수소 3%의 조성비를 갖는 SNG연료 모사가스와 압축천연가스 (CNG)를 11리터 급 CNG 엔진에 적용하여 연소 및 배기 특성을 비교실험 하였다. 연료공급시스템, 분사시기 등 엔진의 연소제어인자를 일정하게 하고 전부하 운전조건에서 엔진회전수 변화에 따른 출력, 열효율, 연소 안정성 및 배기특성을 비교하였다. 1260rpm, 전부하 운전조건에서 노킹특성도 분석하였다. SNG 연료를 사용했을 때 출력 저하 없이 연소안정성이 향상되어 열효율이 증가하였다. 질소산화물($NO_x$)의 배출은 CNG연료의 경우에 비해 증가되었으나 이산화탄소($CO_2$)의 배출은 감소하였다. SNG 연료를 이용하여 운전할 경우 내노킹성이 향상되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권8호
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• pp.3106-3111
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• 2010

본 연구에서는 천연가스의 온도를 $-40^{\circ}C$까지 냉각시키기 위해서 프로판을 냉매로 사용한 1단 냉동과 2단 냉동 사이의 비교연구를 수행하였다. 열역학 모델식으로는 Peng-Robinson 상태방정식을 적용하였으며, 냉동 사이클의 전산모사를 위해서 Invensys사의 PRO/II with PROVISION 8.3을 활용하였다. 본 연구에서로부터 2단 압축 냉동 사이클을 최적화한 결과 1단 압축 냉동 사이클에 비해서 압축기의 소요동력을 33.5% 가량 줄일 수 있었다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.84-91
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• 2006

A heavy duty hydrogen-natural gas fueled engine can obtain stable operation at ultra lean conditions and reduce emissions extremely. Reduction of $CO_2$ in its engine is one of the most benefit. In this study, rate of hydrogen addition($R_{dH2}$) and compression ratio($\varepsilon$) were investigated including performance of this engine. As results, it was found that phenomenon of pressure oscillation when increasing $R_{dH2}$ and $\varepsilon$, it means occurring knock. It consider that pressure oscillation was increased due to fast burning speed of hydrogen. Even if same compression ratio, pressure oscillation was remarkable increased according to increasing $R_{dH2}$. Therefore, limit compression ratio of knock occurring was reduced by increasing $R_{dH2}$.

• 한국기계가공학회지
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• 제21권6호
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• pp.15-21
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• 2022

This study considered the internal flow considering the internal shape of the CNG filling nozzle, which is widely distributed in Korea. The CNG filling nozzle is the last part to pass through in the CNG filling process and has a significant influence on the filling efficiency. The mechanism was identified by disassembling the CNG filling nozzle and performing a flow analysis according to the mechanism. Consequently, the energy loss owing to eddy currents in the flow was determined, and modeling was proposed to reduce the energy loss by simplifying the shape and parts.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제26권2호
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• pp.164-169
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• 2015

Recent research has focused on alternative fuel to improve engine performance and to comply with emission regulation. Finding an alternative fuel and reducing environment pollution are the main goals for future internal combustion engines. The purpose of this study is to obtain low-emission and high-efficiency by hydrogen enriched CNG fuel in SI engine and is to clarify the effects of hydrogen enrichment in CNG fuelled engine on exhaust emission and performance. An experimental study was carried out to obtain fundamental data for performance and emission characteristics of hydrogen enrichment in SI engine. The experiment was conducted at 2500 rpm, bmep 2 bar, 4 bar conditions while CNG fuel was mixed with 10, 20 and 30% hydrogen blends. From the experimental results, combustion duration was shortened due to rapid flame propagation velocity of hydrogen and these were attributed to the burning velocity increasing exponentially with increasing hydrogen blending ratio. Hydrogen has much wider flammable limit than methane, gasoline and the minimum ignition energy is about an order of magnitude lower than for other combustion. By adding hydrogen, $CO_2$ and HC were reduced. However, $NO_X$ was increased dut to high rate of heat release for hydrogen substitutions.