본 논문에서는 근래에 들어 중/소형급 추진기관을 갖는 발사체의 추력벡터제어용 구동 장치시스템으로 적용 연구가 활발히 진행되고 여는 전기-기계식 구동장치시스템에 대한 설계 및 해석, 이에 기반을 둔 시제품 제작 및 시험 수행 결과를 기술하였다. 아울러 발사체 적용 추진기관 형상 및 규모를 기준으로 적합한 구동장치시스템의 원천동력 형상을 분류하였다. 국내에서 개발 중인 중/소형 추진기관 추력벡터제어용 구동장치시스템의 원천 동력은 배터리의 전기동력이며 이를 사용한 구동장치 형상은 전기-유압식과 전기-기계식으로 구분된다. 전기-기계식 형상이 전기-유압식 보다 작은 동력 변환 과정을 수행하기 때문에 원천동력 대비 구동기 출력동력의 비율을 나타내는 전효율이 우수한 것으로 분석되었다. 아울러 유사한 동력 규모와 기능을 갖는 구동장치시스템을 구성할 경우 전기-기계식 형상이 소요 부품의 수가 감소하여 중량 측면에서도 우위에 있음을 알 수 있었다.
고체 로켓 추진기관에 적용 가능한 전기-기계식 점화안전장치를 설계하고 제작하였다. 본 전기-기계식 점화안전장치는 로터리 솔레노이드를 이용하여 장전되고 내장된 전기식 착화기를 발화하여 점화 에너지를 발생시킨다. 점화안전장치의 점화 성능을 검증하기 위한 방법으로 10-cc 밀폐용기 시험(Closed Bomb Test)을 실시하였고 점화안전장치 작동시 발생되는 고온, 고압의 가스로 인하여 밀폐용기 내부에 형성되는 압력을 계측하였다.
공기청정기의 기술 현황 고찰과 함께 현재 국내 공기청정기의 기술 개발 현황 및 제품성능의 발달에 대한 추이에 대하여 고찰하고자 한다. 공기청정기는 실내 공기에 존재하는 입자상 또는 가스상의 오염물질을 제거하는 장치로, 구조 및 기능에 따라 집진만 또는 집진 및 탈취를 목적으로 하는 장치로 크게 기계식과 전기식인 것으로 구분할 수 있으며, 기계식은 다시 건식과 습식으로 구분할 수 있다. 기계식은 여재를 사용하거나 물을 분무하여 집진만 또는 집진 및 탈취론 하는 공기청정기이며, 전기식은 고전압을 이용하여 분진을 하전 시켜 집진만 또는 집진 및 탈취를 하는 공기청정기이다.(중략)
전기는 생산 공급하는 전력회사와 사용, 소비하는 수용가 사이에 전기사용량을 계량하여 요금을 부과하는 장치로서 전력량계를 수용가에 부설하여 소비하는 전기에너지를 측정하고있다. 전력량계는 수요가가 부하에서 소비하는 전기에너지를 사용시간에 따라 전력을 적산하여 전기요금을 계산하는 계량장치로 기계식과 전자식으로 구분되어 있으며 이들두방식을 혼용한 반전자식이 있다.
현재 전자식 전력량계는 전국기준 45%로써 2020년까지 모든 기계식 전력량계를 전자식 전력량계로 교체하고 있다. 전자식 전력량계는 계량데이터를 LP(Load Profile) 형태로 메모리에 저장하여 보관하고 있으며 저장된 LP는 잔자식 전력량계에 모뎀을 통해 한전 서버로 보내지거나 현장에서 노트북을 연결하여 유선으로 취득하고 있다. 기존 기계식 전력량계에서 얻지 못했던 무효전력, 피크전력, 역률, 주파수 등 다양한 정보를 얻을 수 있으나 전자식 전력량계 제조사에 따라 운영프로그램이 틀리고, 전자식 계기에서 노트북으로 LP를 전송시 사용하는 컨버터가 전력량계 형태에 따라 달라 현장업무시 불편한 점이 발생한다. 그리고 유선으로 취득함에 따른 현장업무 불편과 안전사고의 우려가 있다. 따라서 효율적으로 계량데이터를 취득하기 위해서는 운영프로그램, 노트북 연결장치를 일원화하고 통신선이 없이 취득하는 방법으로의 개선이 필요하다.
증기 Turbine plant의 제어방식은 점점 더 복잡하게 고도화하고 있으며 원심 또는 유압조속기등 Lever와 유압기구의 조합으로 구성된 기계유압식 Governor 대신에 전자유압식 Governor(Electro-Hydraulic Governor, EHG 일반적으로 광의의 의미로는 전자유압식제어장치 Electro-Hydraulic Control System이라함)의 개발에 주력하고 있으며 본보고서는 이에 대한 시험결과를 기술한 것이다. 본보고서는 산업용(자가발전용) 증기 Turbine의 전자유압식 Governor에 관한 것으로서 기계유압식에서의 복잡한 Lever 기구, Relay 장치등 기계부분의 전자유압화와 고압제어유의 채용및 이에 따르는 각부분의 Module화, Solid State화 및 소형 Unit화에 의하여 취급및 보수가 용이한 고성능의 제어장치를 개발하게 되었다. 특히 미국의 GE사에서 이에 대한 개발이 앞서 있으며 현재 100MW까지 약 30대가 실용화되고 있다고 한다. (이글은 일본화력발전지 1968년 1월 제136호에서 발췌한 글이다.)
고체 로켓 추진기관에 적용 가능한 전기-기계식 점화안전장치를 설계하고 제작하였다. 본 전기-기계식 점화안전장치는 로터리 솔레노이드를 이용하여 장전되고 내장된 전기식 착화기를 발화하여 점화 에너지를 발생시킨다. 점화안전장치의 점화 성능을 검증하기 위한 방법으로 10-cc 밀폐용기 시험(Closed Bomb Test)을 실시하였고 점화안전장치 작동시 발생되는 고온, 고압의 가스로 인하여 밀폐용기 내부에 형성되는 압력을 계측하였다. 10-cc 밀폐용기 내부에 형성되는 압력과 점화가스 유로가 열리는 시간 등을 이상기체 방정식과 질량 및 에너지 보존 법칙을 적용한 1차원 가스 동력학 모델을 통하여 계산하였다. 모델링 예측과 CBT 시험 데이터를 비교한 결과 점화안전장치에서 발생되는 가스에 의해 밀폐용기에 형성되는 압력은 약 34%의 효율을 갖는 것으로 나타났다.
기존 imprint공법으로 기계식 프레스를 많이 사용되고 있으며, 기계식 프레스를 이용하여 imprint시 균일하게 압력인가가 되지 않는 것을 알게 되었다 예를 들어 한쪽으로 많이 눌리고 다른쪽은 적게 눌려서 균일하게 패턴 전사가 되지 않아 imprint실험이 힘들었었다. 그리하여 Autoclave라는 공압장비를 알게 되었고 공기의 압력을 이용하여 imprint시 균일하게 압력인가가 전해지는 것을 알 수 있었다. Autoclave장비를 이용하여서 imprint가능성 확인과 기계식 장비와 공압식 장비의 차이점을 비교하여 설명을 하고자 함.
전기-기계 상호관계식을 사용하여 시편에서의 산란파를 탐촉자의 전기 신호로 변환시키는 방법을 다루었다. 산란파에 의한 탐촉자의 전기 신호는 입사파와 산란파의 변위, 응력 관계식의 적분으로 표시되었다. 적분 표면은 산란자를 포함하는 닫힌 표면이며 입사파와 산란파의 변위, 응력도 이 표면 좌표에서의 값을 사용한다. 파동해석 결과에서 구한 산란된 파동으로부터 초음파 현미경의 탐촉자 전기 신호를 구했으며 계산 결과를 실험 결과와 비교하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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