• 한국기계가공학회지
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• 제16권2호
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• pp.56-62
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• 2017

In this research, reverse engineering was applied to the product manufactured by "Vanzetti" from Italy to develop a localized cryogenic submerged pump used in small-scale LNG liquefaction plants. The results of modal analysis of the impeller and shaft confirmed that the resonance frequency of the impeller and shaft played an important role in the rotor. Modal analysis of the rotor confirmed that the forcing frequency had no influence on the resonance phenomenon.

• 한국기계가공학회지
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• 제15권6호
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• pp.136-141
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• 2016

The purpose of this study is to examine the basic design of a submerged cryogenic pump, which is a two stage impeller pump. We limited this study to the impeller design of the submerged pump. We calculated its velocity triangle based on the impeller blade configuration and, in order to check its natural frequency, we carried out a modal test using a finite element method (FEM) analysis. Basically, modal test results had quite similar to FEM analysis.

• 한국기계가공학회지
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• 제16권3호
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• pp.9-15
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• 2017

This study represents basic research for the development of submerged pump technology applicable to transfer and storage of a cryogenic liquids. Its purpose is to secure baseline design data by applying reverse engineering to the process of developing a submerged cryogenic pump. The two-stage model included in the ARTICK Series LNG Submerged Pump produced by Vanzetti of Italy was selected for analysis for development of a localized product, and was disassembled for reverse engineering. The pump was disassembled after analyzing its processing/assembly characteristics such as shrinkage of fittings. In addition, the materials used in manufacturing of the main components were analyzed, and the ingredients were confirmed. As a result, a design drawing for each component required for product development was secured via foundational design, and a test product was manufactured by maximizing the application of appropriate domestic technologies.

• 한국기계가공학회지
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• 제20권4호
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• pp.113-118
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• 2021

In this study, localized development of a submerged cryogenic pump for use in LNG containers is conducted with large-sized commercial vehicles as the target. The submerged pump installed in an LNG storage container is the key module that supplies fuel to the engine through the reciprocating motion of a piston. Research and development on 660-L fuel containers is performed herein. The target is to achieve a mileage of 600 km or more by applying it to major NGV vehicles worldwide. In this manner, the present study aims to verify the operating mechanisms of the major parts of currently advanced products through reverse engineering in the early development process and draw basic design data.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제23권5호
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• pp.727-733
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• 2020

Recently, reciprocating cryogenic pumps are mainly developed for small-and-mid sized fuel supply systems. Centrifugal type pumps are not actively developed. Most cryogenic submerged pumps are imported. For transportation, cryogenic liquefied natural gas requires the liquid pump technology that can works in extreme evironments. In order to transport liquefied natural gas, it is necessary to apply pump technology. This is the fundamental research for developing the submerged pump technology applicable to the transportation and storage system equipment of cryogenic liquefied system. It tries to secure basic design materials through reverse-engineering in the cryogenic submerged pump development. Regarding materials, STS-304 and STS-431 which are stainless materials widely used in the cryogenic area are applied. Aluminum alloy is applied to impeller and upper manifolder and the pump rotates at the high speed of 6,000rpm.

• 한국가스학회지
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• 제27권2호
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• pp.71-78
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• 2023

일반적으로 평균 수명이 1.0~1.5년인 전기식 액중형 펌프(electrical submersible pump, ESP)는 유·가스 및 저류층 특성, 운영 조건에 따라 성능 저하 및 수명 감소가 발생하며, 이에 따른 ESP의 고장은 회수 및 설치에 따른 높은 유정 개·보수(workover) 비용과 생산 중단에 따른 추가 비용이 발생한다. 이에 본 연구에서는 유·가스정에서 ESP 장기 운영에 따른 수명을 예측하고자 환형 유동 시스템(flow loop system)을 설계 및 구축하고, ESP 설치 초기 시점부터 고장 시점까지의 ESP 수명에 대한 전 주기 데이터를 취득 및 분석하였다. 구축한 시스템에서 산출되는 데이터 중 ESP의 유체유량, 흡입구 및 토출구의 온도, 압력 그리고 외측부에 설치된 진동 측정기의 데이터 분석을 통하여 ESP 장기 운영에 따른 성능 상태를 정상(normal), 권고 I (advise I), 권고 II (advise II), 유지관리(maintenance), 고장(failed)의 총 5단계로 분류하였다. 실험 결과를 통해 ESP 장기 운영시 단계별 데이터의 경향 차이를 확인하였으며, 이를 통해 운영 기간에 따른 ESP의 상태를 진단하고 펌프의 고장을 예측하였다. 본 연구를 통해 도출된 결과는 유·가스정에서 운영되는 ESP의 상태 모니터링(monitoring) 을 위한 고장 예측 프로그램 및 데이터 분석 알고리즘 개발에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제9권1호
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• pp.11-19
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• 2000

본 연구는 다구역 양액재배에 적용할 수 있는 연속식 양액 자동조제공급 시스템 개발을 위한 목적으로 수행되었다. 기존의 정량펌프에 비해 정밀성 및 반복 구동회수에 대한 내구성이 우수하고 구동시간에 따라 토출량을 정밀 제어할 수 있는 원소별 농후액 공급조절장치를 개발하였으며, 개발된 원소별 농후액 공급조절장치의 시간당 토출량 실험 결과 결정계수는$R^2$＝0.9999이었고 3초~5초 구동시간동안의 회귀식에 의한 토출량과 실제 토출량 편차를 비교한 결과 최대 -1.23%로 나타나 회귀식에 의한 구동시간에 따른 토출량 제어가 가능함이 확인 되었다. 원소별 농후액 공급조절장치의 원소별 토출량 증감을 통하여 조성이 다른 양액을 조제할 수 있었으며, 생육단계에 따른 원소별 농도의 증감 조절에 사용할 수 있을 것으로 판단된다. 원수유입량 편차 실험 결과 목표 원수유입량과 실제 원수유입량간의 편차는 2.73% 이내로 나타났다. 세척 과정을 통해 EC가 1.4~l.6mS/cm인 경우에는 0.5~0.6mS/cm, 2.4~2.5mS/cm인 경우에는 0.9~l.0mS/cm 정도로 낮추어 급액 후 잔류 양액의 영향을 줄일 수 있었다. 개발된 다구역 재배용 양액 자동조제공급 시스템의 성능을 평가하기 위하여 오이용 야마자키액 조성의 배양액 180$\ell$를 조제, 공급하였을 때 양액에 포함된 N $O_3$$^{-}$, 와 P $O_4$$^{3-}$ 이온에 대하여 실험실에서 조제한 양액의 이온 농포와의 비교 실험을 3회에 걸쳐 실시한 결과, 개발된 시스템으로 조제한 양액중에 포함된 N $O_3$$^{-}$ 이온과 P $O_4$$^{3-}$ 이온은 실험실에서 조제된 양액에 비하여 각각 2.36%, 5.15% 낮게 나타났다.

• 한국가스학회지
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• 제27권2호
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• pp.7-15
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• 2023

전기식 액중형 펌프 (electrical submersible pump, ESP)는 인공채유 (artificial lift) 기법 중 적용성과 운영 효율이 높아 전 세계 생산정에서 운영되고 있다. 저류층에서 ESP 운영 시 온도·압력, 가스·오일비, 유량 등의 변수는 ESP 성능에 영향을 미치는 요소로서, 특히 생산유체 내 자유 가스 (free gas)는 ESP의 수명 및 운영 효율을 감소시키는 주요 요인에 해당한다. 이에 본 연구에서는 ESP 성능에 영향을 미치는 변수를 정량적으로 분석하고자 현장 운영조건에서 ESP 성능실험과 손상모사 실험이 가능한 환형 유동 시스템 (flow loop system) 을 개발하였다. 개발 장치는 ESP와 튜빙 (tubing)을 하나의 시스템으로 연동시켜 ESP의 고장 및 원인 진단, 튜빙의 누출 특성을 파악할 수 있는 일체형 시스템에 해당한다. 본 연구에서는 ESP 성능 평가와 관련된 단상 유체 (single phase)와 2상 유체 (two phase) 실험을 통해 ESP를 안정적으로 운영하기 위한 유동 조건을 규명하였다. 도출된 결과값은 ESP 고장 예측 및 진단 프로그램 개발을 위한 기본 자료를 제공하며, ESP 운영을 위한 최적 운영 조건 및 고장 진단을 위한 실시간 모니터링에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.