• 한국가스학회지
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• 제20권6호
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• pp.23-30
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• 2016

천연가스를 이용한 기존 엔진들은 효율이 우수한 희박연소를 구현하였지만 배기가스의 정화성능이 점차 강화되는 배기규제에 대응하기 위해, 이론공연비 연소 방식으로 관심이 옮겨지고 있다. 이론공연비 연소 방식은 유해 배출가스의 정화효율이 높은 삼원촉매를 사용할 수 있는 장점이 있지만, 높은 연소열 발생에 따른 열 내구성 문제와 연비가 해결과제로 남아 있다. 천연가스에 수소를 혼합한 수소-천연가스 혼합연료(HCNG))는 수소의 빠른 연소속도에 의한 영향으로 연소속도가 증가하고, 희박한계가 증가하여 배기가스재순환(Exhaust gas recirculation; EGR) 률의 공급을 증가할 수 있다. EGR률 상승은 연소온도를 낮추게 되어 엔진 열 내구성에 긍정적인 영향을 줄 수 있고, 압축비를 더욱 증가 시킬 수 있어서 효율적인 연소조건을 형성하도록 도움을 줄 수 있다. 본 연구에서는 기존 대형 가스엔진을 이용하여 개발한 이론공연비 연소 방식의 HCNG 엔진의 배출가스 저감을 최소화하기 위해, 삼원촉매를 개발 및 적용하여 배기가스 특성을 평가하고 분석하고자 하였다. 현재 상용화된 시내버스용 삼원촉매와 HCNG용으로 개발 중인 시제 삼원촉매를 각각 설치하여 정상상태 운전조건 및 과도운전조건에서 실험을 진행하고 모드실험 결과를 비교하였다.

• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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• 제1권1호
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• pp.99-105
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• 2013

LNG 극저온기계기술 시험인증센터에 구축되는 LNG 선박용 펌프 및 압축기 성능시험에서 발생하는 증발가스는 안전을 위하여 전량 회수가 요구된다. 본 논문에서는 36 MTD 용량의 천연가스 재액화 시스템에 대한 기본 설계 연구를 수행하였다. 대기압, $-60^{\circ}C$, 일반적인 도시가스 조성비, 1,500 kg/hr 유량의 공급 가스를 기본 설계 조건으로 하여 공정 설계가 이루어졌고, 입구 온도 조건 및 가스 조성비에 따른 LNG 생산량 또한 계산하여 다양한 입구 설계 조건에 따른 시스템의 성능 변화를 비교, 분석하였다. 공정 설계 외에도 재액화 시스템의 핵심 기기인 송풍기, 압축기, 극저온 열교환기, 컴팬더의 제작 사양이 도출되었으며, 전력 및 냉각수의 유틸리티 요구조건 또한 기본 설계를 통해 도출되었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2006년도 춘계학술대회
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• pp.21-24
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• 2006

수소의 소규모 분산 생산 기술은 본격 적 인 수소 인프라가 도입되기 전에 연료전지 자동차의 수소 충전용이나 분산 발전형 연료전지의 수소 공급을 위해 필요하다. 생산 용량은 수소 기준으로 $20{\sim}100 Nm^3/hr$ 정도로 현재로선 천연가스의 수증기 개 질법이 가장 경제적인 공정으로 알려져 있다. 소규모 생산에 따른 열효율 저하를 줄이 기 위해 단위 공정들이 통합된 컴팩트 개질 시스템의 개발이 필요하다. 연료전지 자동차용 수소 인프라 조기 구축을 위하여 수소충전소 구축과 국산화 천연가스 수증기 개질기 개발을 병행하여 진행하였다. 수소 충전소 구축 부분은 충전소 부지 확보, 건물 건축, 각종 유틸리 티 설치의 토목 부분과 천연가스 개질형 수소 제조 유닛 설치, 수소 압축, 저장, 디스펜싱 시스템 설치를 포함하고 있으며 고압 설비에 대한 인허가 대응 및 안전대책 작업도 진행하였다. 구축된 수소충전소는 향후 연료전지 자동차 연계 실증 프로그램에 활용할 수 있다. 국산화 핵심 기술 개발을 위하여 열 및 시스템 통합 설계에 의 해 천연가스 수증기 개질기를 제작하고 내부 열교환 구조에 따른 개질기의 성능을 평가하였다. 개발된 개질기는 개질온도 $720^{\circ}C$, 수증기 대 카본 비 2.7의 운전조건에서 $23Nm^3/h$ 이상의 수소 생산이 가능하였으며 73% 이상의 개질 효율을 나타내었다. 개발된 천연가스 수증기 개질기는 향후 수소 정제용 PSA(Pressure Swing Adsorption) 시스템과 연계하여 수소충전소 국산화 엔지니어링 설계 패키지 개발의 핵심 기 술로 사용할 계획이다.시간 정도 운전한 후 시스템을 정지하였다 메탄 전환율과 일산화 탄소 농도, 열효율을 모니터링 하고 있으며, 현재까지 초기 성능을 그대로 유지하고 있다. 앞으로 일일시동-정지 운전 시험을 지속하면서 초기 시동 특성 및 부하 변동에 따른 응답 특성 개선, 그리고 연료전지와의 연계 운전을 실시할 예정이다 한다. 단위 전지 운전 온도 $130^{\circ}C$, 상대습도 37%의 운전 조건에서도 상당히 우수한 전지 성능을 보임에 따라 고온/저가습 조건에서 상용 Nafion 112 막보다 우수한 막 특성을 나타냄을 확인하였다.소/배후방사능비는 각각 $2.18{\pm}0.03,\;2.56{\pm}0.11,\;3.08{\pm}0.18,\;3.77{\pm}0.17,\;4.70{\pm}0.45$ 그리고 $5.59{\pm}0.40$이었고, $^{67}Ga$-citrate의 경우 2시간, 24시간, 48시간에 $3.06{\pm}0.84,\;4.12{\pm}0.54\;4.55{\pm}0.74 $이었다. 결론 : Transferrin에 $^{99m}Tc$을 이용한 방사성표지가 성공적으로 이루어졌고, $^{99m}Tc$-transferrin의 표지효율은 8시간까지 95% 이상의 안정된 방사성표지효율을 보였다. $^{99m}Tc$-transferrin을 이용한 감염영상을 성공적으로 얻을 수 있었으며, $^{67}Ga$-citrate 영상과 비교하여 더 빠른 시간 안에 우수한 영상을 얻을 수 있었다. 그러므로 $^{

• 한국자동차공학회논문집
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• 제13권4호
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• pp.145-151
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• 2005

Natural gas is one of clean fuels that can replace petroleum-based fuels, because it has low exhaust emission, comparatively high thermal efficiency and abundant deposits. In this addition, owing to high octane number and wide lean flammability limit, it has a strong point to increase the compression ratio. For this reason, the research is being actively executed to increase the generating power and thermal efficiency of the engine by raising the compression ratio through utilization of high octane number relevant to development of CNG engine. In this study, 0.63L single cylinder diesel engine has been used to alter easily compression ratio. Compression ratio has gotten under control by modifying the thickness of gasket between cylinder head and block without major structural modifications. As the result, as compression ratio has increased, generating power and fuel consumption ratio have been improved. As for emission concentration, as compression ratio has increased, THC concentration has been decreased while exhause concentration of NOx increased. In case compression ratio has excessively increased, brake output decrease and cycle variation have been increased. As the result acquired by analyzing brake output, fuel consumption ratio, cycle variation and exhaust, the engine driving condition has acquired $\varepsilon=13$ as the optimal compression ratio in this study.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제5권5호
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• pp.213-218
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• 1997

CNG dual fuel engine for heavy duty diesel engine has been equipped to a Korean bus engine and tested to compare th engine performance and the emission characteristics with the existing diesel fueled engine. The results are summarized as follows. Diesel fueled engine has the fuel injection timing of BTDC17°. The injection timing of CNG modified engine is retarded to BTDC14° for reduction of NOx. Performance optimization has been carried out to have engine power equivalent to or better than the diesel fueled engine. Smoke is decreased by 85% by Korean smoke 3 mode test. By 6 mode test CO is increased by 313% and THC is increased by 1407%. NOx is decreased by 27%. Even though THC is increased very much, it's not too serious problem since CO and THC emission of diesel engine are very little compared to gasoline engine and THC don't give bad effect on human health. But the reduction technologies of CO and THC need to be considered.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제6권4호
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• pp.178-185
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• 1998

To reduce the particulate matter and nitrogen oxides from diesel engine, many studies are proceeding and being accomplished practically. In this situation CNG engine has important meaning both as a clean fuel and an alternative energy. In order to present the direction and application of CNG, we simulated various operating conditions, that is, spark timing, compression ratio and fuel composition etc. Thus we try to understand how those affect performance and exhaust characteristics. The simulation program results found that the optimum combustion start angle was 21$^{\circ}$ at 1800rpm and fuel composition affects performance and emissions, also we could understand the formation of emission as crank angle is changed.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제8권2호
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• pp.57-63
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• 2000

This paper deals with a study on combustion and emission characteristics of a direct injection diesel engine dual fueled with natural gas. Dual fuelling systems tend to emit high unburned fuel especially at low load, resulting in a decreased thermal efficiency. This is because natural gas-air mixtures are too lean for flame to propagate under low load conditions. Suction air quantity and injection timing controls are very useful to improve emissions and thermal efficiency at low load.

• 융복합기술연구소 논문집
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• 제3권2호
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• pp.57-60
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• 2013

The purpose of this study is to analysis of how to calculate fuel efficiency in major development countries (U.S. and Europe) and energy consumption formular derivation of domestic CNG fuel and prove by vehicle test. The formula of fuel consumption is different in mpg(mile per gallon), l/100km, and km/l each countries. CNG fuel has a significant impact on fuel density, composition, and Hydro-Carbon ratio. So, this study how to measurement and calculation procedures of CNG gaseous fueled vehicle energy consumption rate.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.142-147
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• 2011

Compressed natural gas (CNG) is well known as one of the cleanest burning alternative fuels. Bi-fuel CNG vehicle can also run on gasoline or another fuel while dedicated natural gas vehicle is designed to run on natural gas only. Recently, increased attention has been focused on bi-fuel CNG/LPG taxi because of good fuel economy of CNG. A number of LPG taxis modified to CNG Bi-fuel vehicles are running in many cities. In this paper, the emissions characteristics of in-use passenger cars running on CNG and LPG were investigated. Chassis dynamometer test was used to measure exhaust emissions from an in-use fleet of 5 cars. Exhaust emissions were collected for CVS-75 driving mode. The test results showed that for CNG fuel mode, CO, $CO_2$ and NMHC emissions decreased to 9%, 12% and 14% respectively, and $CH_4$ and $NO_x$ emissions increased to 317% and 47% respectively.

• 한국분무공학회지
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• 제19권1호
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• pp.33-39
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• 2014

Due to persist of high oil prices, LPG price stabilization and CNG modification project will be conducted. Present study describes the fuel efficiency and $CO_2$ emission characteristics on driving cycle mode and ignition advance condition change of CNG/LPG Bi-Fuel vehicle. In case of LPG Base and CNG Base condition, considerable $CO_2$ emissions are generated within range of high acceleration on FTP-75 and HWFET driving mode. However previous phenomena does not appear in CNG fuel $10^{\circ}CA$ and $15^{\circ}CA$ spark advance condition. As a result of analyzing the experimental data CNG $S/A10^{\circ}CA$, CNG $S/A15^{\circ}CA$, CNG Base, and LPG Base sequentially measured high fuel economy and low $CO_2$ emission characteristics.