• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제27권4호
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• pp.357-364
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• 2016

Recently, the world faces the environmental problem such as air pollution due to harmful gas discharged from car and abnormal climate due to the green-house gases increased by the discharge of $CO_2$. Compressed Natural Gas (CNG), one of alternative for this problem, is less harmful, compared to the existing fossil fuel, as gaseous fuel, and less carbon in fuel ingredients and carbon dioxide generation rate relatively favorable more than the existing fuel. However, CNG fuel has the weakness of slow flame propagation speed and difficult fast burn. On the other hand, hydrogen does not include carbon in fuel ingredients, and does not discharge harmful gas such as CO and HC. Moreover, it has strength of quick burning velocity and ignition is possible with small ignition energy source and it's has wide Lean Flammability Limit. If using this hydrogen with CNG fuel, the characteristics of output and discharge gas is improved by the mixer's burning velocity improved, and, at the same time, is possible to have stable lean combustion with the reduction of $CO_2$ expected. Therefore, this research tries to identify the characteristics of engine and emission gas when mixing CNG fuel and hydrogen in each portion and burning them in spark igniting engine, and grasp the combustion stability and emission gas characteristics according and use it as the basic data of hydrogen-CNG premixed engine.

• 청정기술
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• 제24권3호
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• pp.166-174
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• 2018

인체의 건강뿐만 아니라 일상 활동에도 막대한 악영향을 끼치고 있는 미세먼지를 저감하기 위하여 경유자동차의 엔진에 압축천연가스(CNG)와 경유를 함께 사용할 수 있도록 하는 혼소시스템이 개발되고 있다. 본 연구에서는 CNG와 경유를 함께 사용하는 혼소시스템을 경유버스에 적용하였을 때 얻을 수 있는 경제적 비용과 편익을 실제 주행결과를 바탕으로 평가 분석하여 혼소시스템의 경제적 타당성을 검토하였다. 혼소버스의 연간 주행거리가 30,000 km 이상이거나 경유와 CNG의 연료단가 차이가 408원 이상일 때 혼소시스템의 경제성이 확보되는 것으로 나타났다. 경제성 평가의 불확도평가 결과에서는 주행거리와 연료단가 등 입력 데이터의 변동성에 대해서도 경제성이 확보될 수 있는 확률이 매우 높았다. 민감도분석 결과에서는 혼소시스템의 경제적 타당성에 가장 큰 영향을 미치는 인자는 경유 연료단가로 나타났다. 이러한 결과를 바탕으로 혼소시스템의 보급을 늘리기 위한 경제적 유인책이 분석되었다. 본 연구결과는 경유 버스에서 발생하는 미세먼지 문제를 저감하기 위한 혼소시스템의 보급을 확대시키기 위한 정책적 방안을 개발하는데 기여할 수 있을 것이다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제28권2호
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• pp.174-180
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• 2017

Recently, the world faces the environmental problem such as air pollution due to harmful gas discharged from car and abnormal climate due to the green-house gases increased by the discharge of $CO_2$. Compressed Natural Gas (CNG), one of alternative for this problem, is less harmful, compared to the existing fossil fuel, as gaseous fuel, and less carbon in fuel ingredients and carbon dioxide generation rate relatively favorable more than the existing fuel. However, CNG fuel has the weakness of slow flame propagation speed and difficult fast burn. On the other hand, hydrogen does not include carbon in fuel ingredients, and does not discharge harmful gas such as CO and HC. Moreover, it has strength of quick burning velocity and ignition is possible with small ignition energy source and it's has wide Lean Flammability Limit. If using this hydrogen with CNG fuel, the characteristics of output and discharge gas is improved by the mixer's burning velocity improved, and, at the same time, is possible to have stable lean combustion with the reduction of $CO_2$ expected. Therefore, this research tries to identify the characteristics of engine and emission gas when mixing CNG fuel and hydrogen in each portion and burning them in spark igniting engine, and grasp the lean combustion limit and emission gas characteristics according and use it as the basic data of hydrogen-CNG premixed engine.

• 한국기계가공학회지
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• 제16권4호
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• pp.97-103
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• 2017

The objective of this study is to develop and commercialize an on-board fuel storage system for CNG vehicles. A type 4 vessel is made of resin-impregnated continuous filament windings on a polyamide (PA6) liner. In particular, this study localized the PA6 liner's fabrication and development. To analyze the filament winding, a specimen test was performed, and the results were verified values obtained using finite element analysis. In this study, the filament winding and fibers were optimized for a 207 bar composite cylinder in a compressed natural gas vehicle.

• 한국가스학회지
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• 제15권2호
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• pp.1-8
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• 2011

본 연구에서는 강화되는 자동차 배기가스 규제를 만족시키기 위하여 압축천연가스자동차보다는 배기가스부분에서 유리하고, 아직 상용화되지 않은 수소연료전지자동차의 대안으로서 수소경제의 본격적인 도입을 위한 과도기적 대안연료로 주목받고 있는 수소와 천연가스를 혼합한 연료인 HCNG 충전소의 안전에 관한 동향 및 기술을 분석하였다. HCNG는 기존의 CNG 인프라의 활용, 점점 강화되는 배기가스 배출기준의 충족, 그리고 다가오는 수소시대를 대비하여 수소시대로 가기위한 기술적, 사회적 가교역할을 한다는 점에서 매우 중요한 기회이자 도전이다. 이를 위해 HCNG 상용화에 필수적으로 요구되는 수소-압축천연가스 혼합연료 사용에 대비한 각종 안전 고려사항 들에 대하여 검토하여 국내 사고 이력을 기초로 하여 사고발생시나리오, 안전거리 추가 필요성, 수소침식, 점화원, 화재감지 등의 안전 고려사항을 제시하였고, HCNG 충전소 기술 및 기준에 관한 최근동향을 분석하여 향후 HCNG 충전소 시범 운영을 위한 안전성평가 등 제도적 기반 구축을 제안하였다.

• 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.

• 소성∙가공
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• 제17권4호
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• pp.292-301
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• 2008

Type 2 compressed natural gas(CNG) storage vessels for automobiles are becoming widely used. They are not only supplied to automakers in Korea, such as Hyundai Motors, but increasingly, they are being exported overseas. Autofrettage is a process that produces beneficial residual stresses in a vessel by subjecting it to excessive internal pressure. This strengthens the vessel and improves its fatigue resistance. This paper presents research investigating the autoftettage process and residual stresses it produces in type 2 CNG storage vessels. A finite element analysis technique and a closed form equation are used. Then, fatigue resistance is analyzed through a fatigue evaluation performed according to ASME section VIII.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.57-67
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• 2004

Diesel 버스가 대체적으로 주류를 이루는 일반버스들에 대한 위험도 평가결과 첫째, 순간적인 누출이 일어날 빈도는 1.4E-3/bus/year이었으며, 이로 인한 하부사상으로 Fireball의 결과를 초래할 확률은 1.7E-4이었다. 또한 그 중 CNG 버스에서 순간적인 누출이 일어날 수치는 0.002 event/year로 나타났다. 둘째, 균열에 기인되어 점차적인 누설이 일어날 빈도는 3.7E-s/year로 평가되었으며, 이에 대한 하부사상으로서 jet flame의 결과를 초래할 확률은 1.2E-3으로 나타났다. 또한 CNG 버스에서 점차적인 누출이 일어날 수치는 0.04 event/year이었다. 아울러 피해 예측 면에서 CNG버스와 디젤버스의 운송거리에 대해 화재 사상자들을 비교하였을 때, 디젤버스는 0.091 Fire fatalities/100-million miles이었으며, CNG버스는 대략 0.17 Fire fatalities/100-million miles이었다. 이 의미는 화재로 인한 치명적인 사상자수를 비교했을 때 CNG버스는 디젤버스에 비해 평균 두 배가 위험하다는 것을 보여 주는 것이고, 결국 CNG버스들이 디젤버스들에 비해 주요 화재에 대해 민감하다는 것을 말해 주는 것이다. 본 연구에서 CNG버스들의 위험도를 평가하기 위해 사용된 총칭적인 모델들과 고장 데이터들은 적정하다. 그러나 CNG버스와 관련된 연구에 있어서 더욱 더 정확한 결과를 제공하기 위해서는 향후 더 정확한 물리적인 면에 기초한 모델들과 CNG버스에 대한 자료 확충 및 데이터베이스화가 요구된다.

• 한국가스학회지
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• 제20권6호
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• pp.9-15
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• 2016

가스연료인 LPG와 CNG는 청정 대체연료로서 차량용 연료로 많이 사용되고 있다. 특히 CNG의 경우 저탄소 연료로서 온실가스 배출량 저감에 기여할 수 있다, LPG의 경우 가솔린 차량과 거의 동등한 성능을 가지면서도 연료가격이 저렴하여 택시에 많이 사용되고 있다. 본 연구에서는 동일차량에서 LPG와 CNG를 사용하여 배출가스와 최근 문제가 되고 있는 입자상물질의 배출개수(PN; particle number)에 대하여 비교하였다. 차대동력계를 이용하여 FTP-75와 WLTC 모드에 대하여 시험을 진행하였다. PN은 두 대의 CPC(Condensation Particle Counter)를 이용하여 5 nm 이상과 23 nm 이상의 입자에 대하여 배출 개수를 측정하였다. 배출가스에 있어서는 CO2의 경우 LPG 차량이, 메탄의 경우 CNG 차량이 많이 배출되었다. PN의 경우 두 연료에서 배출되는 PN은 비슷한 수준이었으며, WLTC 에서 고속운전하는 동안 23 nm 이하 크기의 입자 배출 개수가 많았다.

• 한국정밀공학회지
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• 제32권3호
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• pp.269-277
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• 2015

Compressed natural gas (CNG) composite vessels for vehicles have been generally made of 34CrMo4 for a inner liner part and E-glass/epoxy for a composite layer part. But, there is a problem of material loss of CNG composite vessels used in vehicles due to the design of excessive thickness of the liner. And, light weight of the CNG composite vessel is required for improving fuel efficiency. In this study, optimal design for CNG composite pressure vessel was performed by using basalt fiber, which is the environment-friendly material having a good mechanical strength. The optimal thickness of each part (inner liner and composite layer) was determined by theoretical analysis and FEA for satisfying structural safety and lightweight of the vessel. Also, for improving fatigue life, optimal autofrettage pressure was derived from FEA results.