• 한국자동차공학회논문집
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• 제1권2호
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• pp.27-33
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• 1993

Using the solenoid driven gas injection valve, Hydrogen fuel supply system was made. It was attached to a single cylinder research engine and intake port injection type hydrogen fueled S.I. engine was constructed. Engine performance, emission characteristics, and abnormal combustion were studied through the engine test performed with the variations of fuel-air equivalence ratio and spark timing. Compared with gasoline, hydrogen burns so fast that cylinder peak pressure and temperature are higher and NO is emitted more at full load condition. IN the case of intake port injection type engine, COVimep becomes lower due to the well-mixing of air and fuel, and engine output is lower owing to the low volumetric efficiency. As fuel-air equivalence ratio goes up, the combustion speed increases, and COVimep decreases. NO emission peaks slightly lean of stoichiometric. As spark timing advances and fuel-air equivalence ratio goes up, the cylinder peak pressure and temperature become higher, so abnormal combustions take place easily.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제27권3호
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• pp.7-13
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• 2007

A Dish type solar concentrating system consists of a parabolic concentrator and a cavity receiver. In order to achieve high temperatures from solar energy, it is essential to efficiently reflect the solar rays in the concentrator and to minimize thermal losses in the cavity receiver. Improving the economical efficiency of a solar power system required the stirling unit to be operated continuously. For continuous operation of the stilting unit, the receiver must be continuously provided with thermal energy from solar as well as additional combustion heat. It is possible for a hybrid solar receiver system equipped with an additional combustion to be operated 24 hrs/day. A hybrid solar receiver was designed and manufactured for a total thermal load of 35 kW in the operating temperature range $700^{\circ}C$ to $800^{\circ}C$. The hybrid receiver system was tested in gas-only mode by gas-fired heat to investigate thermal characteristics at inclination angle varying from 0 deg to 30 deg(cavity facing down) and the aperture to cavity diameter ratios of 0(closed cavity) and 1.0(open cavity). This paper has been conducted to measure temperature distribution in cavity surface and to analyze thermal resistances, and the evaporation and condensation heat transfer coefficient in all cases(open and closed cavity).

• 한국자동차공학회논문집
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• 제17권5호
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• pp.39-45
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• 2009

An experimental research with 2.0 liter 4-cylinder turbocharged diesel engine was carried out to investigate the combustion and emission characteristics for various alternative fuels. The conventional diesel fuel, neat GTL, blends of 80% of GTL and 20% of biodiesel derived from waste cooking oil are utilized without any modification of engine hardware and ECU data. For GTL and blends of GTL/biodiesel fuel, the ignition delay decreased at the same operating conditions, and overall combustion duration increased slightly. Also, the peak cylinder pressure increased for blends of GTL/biodiesel compared to diesel and GTL fuel. THC and CO emissions with blends of GTL/biodiesel compared to other fuels decreased for the low and middle load conditions. But NOx emission increased due to oxygen content in biodiesel. The number concentrations of PM are higher for blends of GTL/biodiesel than other test fuels in the nucleation mode, while it had an opposite tendency in the accumulation mode, which implies more reduction of PM for blends of GTL/biodiesel on the base of mass concentration.

• 전력전자학회논문지
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• 제12권5호
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• pp.424-431
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• 2007

본 논문은 발전소의 이차공기송풍기를 가변 회전수 제어하여 소내 소비 전력을 절감하고 전동기의 직입기동에 의한 스트레스를 줄이기 위하여 실증 적용된 200MW 석탄화력 발전소 순환 유동층 보일러 이차 공기 송풍기 구동용 H-브릿지 멀티레벨 인버터에 관한 것이다. H-브릿지 멀티레벨 인버터는 독립적으로 절연된 직류 부를 갖는 저전압의 단상 인버터(셀 인버터)를 다수 직렬 접속하여 고전압 3상 전압을 출력하는 Cascaded H-브릿지 전압형 인버터이다. 전력연구원은 6.6kV, 1MVA급 인버터 개발, 발전소에 설치, 보일러 점화 전/후 시험 및 계통 병입 후 부하 시험 등을 국내 최초로 성공적으로 완료하였다. 현재 200MW 석탄화력 발전소 이차 공기 송풍기 구동용 인버터는 상업 운전 중에 있다. 본 논문에서는 개발된 H-브릿지 멀티레벨 인버터, 기존 발전 설비와 신규 인버터 시스템의 인터페이스 부분에 해당하는 보일러 DCS(Distributed Control System : 분산 제어 시스템) 로직, 계통 병입 후 시운전 결과에 대하여 상세히 기술하였다.

• 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.

• 동력기계공학회지
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• 제12권4호
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• pp.5-11
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• 2008

The RI gasoline engine haying a sub-chamber had a high cycle variation due to the difficulty of the residual gas scavenge in the sub-chamber. To solve this problem and improve the combustion performance of RI engine, we devised a method to inject directly CNG fuel into the sub-chamber. A DI diesel engine of single cylinder was converted into a RI-CNG engine and an electronic control unit for the engine was manufactured. In this study, the combustion characteristics of the RI-CNG engine were investigated with the injection timings and air excess ratios at the load conditions of 50% throttle open rate and 1700rpm. As the results from this study, the RI-CNG engine worked reliably under the condition of the ignitable lean limit of $\lambda=1.7$ by showing the $COV_{imep}$ below about 5%. And the highest thermal efficiency could be obtained in the injection timing that produced the high imep and the low $COV_{imep}$ at the same time. The CO emission concentration indicated very low values and the THC and $NO_x$ showed an opposite pattern. With a view to improving the thermal efficiency and reducing the harmful emissions, the proper control region of the ignition timing and the mixture ratio were nearly ATDC $20^{\circ}\sim50^{\circ}$ and $\lambda=1.4$ respectively.

• 전자공학회논문지T
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• 제35T권1호
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• pp.67-74
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• 1998

자동차 배기가스의 증가요인인 실화발생을 감지하고 실화가 발생하는 기통까지 판별하기 위하여 종래에는 크랭크각속도를 측정하는 방법을 이용하였으나 이 방법은 고속의 회전시 감지가 어려운 문제를 가지고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 본 논문은 이산 월쉬-푸리에(Walsh Discrete Fourier Transform; WDFT)를 이용하여 고속의 엔진회전수에서도 실화발생여부를 판단 가능하게 하였고, 월쉬함수의 Moving window방식을 이용하여 다기통 실화발생에 대한 기통판별까지 가능하게 하였다. 이상의 내용을 시스템으로 구현하여 무부하 Idle상태와 운전상태(Drive)에서 시험한 결과도 실화발생여부를 감지하는데 기존의 방법보다 더 효과적임을 알 수 있었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권1호
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• pp.58-65
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• 2021

본 연구에서는 순환유동층 보일러 애쉬의 재활용 가능성을 높이기 위한 방법으로, 경량기포콘크리트의 제조시 생석회 및 황산칼슘 성분이 필요하다는 점에 착안하여, 이를 생석회 및 석고의 대체재로 활용하여, 생산원가 절감, 자원재활용, 환경부하 저감 및 고부가가치화 등의 목표를 달성하고자 하였다. 다양한 배합설계를 도출하여 경량기포 콘크리트 물성을 평가하였고, 이를 바탕으로 실제 공장에서 시제품을 생산하여, 경량 기포 콘크리트의 제조에 순환유동층 보일러애쉬의 활용성을 검증하고자 하였다. 실험 결과에 따르면, 순환유동층 보일러애쉬를 슬러리로 선처리하여 활용하는 방법을 통해 석고를 CFBCA로 대체 가능한 것이 확인되었으며, 이를 통해 경쟁력 있는 경량기포 콘크리트 제품의 생산이 가능함을 보였다.

• 한국가스학회지
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• 제24권6호
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• pp.1-10
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• 2020

반응성 조정 압축착화 (Reactivity Controlled Compression Ignition, RCCI) 연소는 착화원인 디젤 연료를 압축 행정 중 이른 시점에 미리 분사하여, 공기와 미리 섞여 들어온 천연가스 연료뿐만 아니라 디젤 연료 자체도 미리 연소 전에 공기와 혼합하여 착화를 이루는 전체 예혼합 혼소(Dual-fuel combustion) 방식의 일종이다. 따라서 기존의 혼소 방식 중에서도 RCCI 연소는 질소산화물(Nitrogen Oxides, NOx) 및 매연(Smoke)을 획기적으로 줄일 수 있고, 또한 높은 열효율을 유지할 수 있는 장점을 지니고 있다. 특히 연소 중 NOx의 발생은 연소 온도와 국부적인 당량비에 관계된 상황에서 당량비를 낮추기 위해 예혼합율을 높이는 시도뿐만 아니라, 연소 온도 감소를 위한 배기재순환(Exhuast Gas Recirculation, EGR)을 적용하는 것이 효과적이다. 그러나 배기재순환은 대개의 경우 터보차저의 압축기 전단에서 추출하는 HP-EGR(High Pressure-EGR) 방식을 적용하는 경우가 많으므로, EGR율을 높일 경우 터빈으로 공급되는 배기의 양이 줄어 배기 엔탈피 감소로 인해 과급이 줄어드는 악영향을 초래할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 서로 다른 두 운전조건에서 천연가스-디젤 RCCI 연소를 시행할 때, EGR율 변화에 따른 엔진 시스템의 제동 출력 및 열효율의 변화에 대하여 실험적으로 분석하였다. 실험 조건은 1,200 rpm/29 kW 수준의 조건과 1,800 rpm/90 kW 이하 조건에서 수행하였으며 NOx와 smoke의 배출조건은 Tier-4 final 배기규제를 기준으로 삼았으며 엔진의 내구성을 고려하여 최고 연소압력은 160 bar를 넘지 않게 제어하였다. 그 결과 1,200 rpm/29 kW 조건에서는 EGR율을 4에서 30 %로 높이더라도 출력 및 열효율의 변화는 미미하였으나, 1,800 rpm 조건에서는 EGR율을 4에서 28 %로 증가할 경우 최대 과급 압력이 2.3에서 1.8 bar로, 최고 출력은 90에서 65 kW로, 열효율은 37에서 33 %로 감소함을 알 수 있었다. 따라서 효과적인 EGR공급을 위해서는 현재 압축기 전단에서 추출하는 EGR을 후단에서 추출하는 LP-EGR (Low Pressure EGR) 시스템이 효과적일 수 있음을 시사한다.

• 전력전자학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.128-134
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• 2008

독립형 전원시스템에서 엔진을 이용한 발전시스템은 지금까지 에너지의 효율적인 측면보다는 설치 단가 및 신뢰성이 중요한 이슈가 되어왔으나, 최근 들어 신뢰성과 함께 에너지의 효율적 사용, 대기 환경 개선 및 발전 전력 품질 등이 점차 중요시 되어가고 있다. 가변속 엔진 발전 시스템의 경우 출력 전력에 대응하여 엔진 속도를 가변함으로써, 경부하시 획기적인 효율 개선이 가능하다. 또한 부하 전압, 주파수는 출력 인버터에 의해 제어되므로, 그 응답 속도가 빨라 고 품질의 전력을 전원에 공급할 수 있다. 특히 급격한 부하 증가 시 엔진 출력이 늘어나는 시간동안 부족한 전력을 슈퍼캐패시터로부터 공급받음으로써, 부하 급증 시에도 안정된 전력 공급이 가능하다. 본 논문에서는 소형 디젤 엔진과 슈퍼캐패시터를 이용한 가변속 엔진 발전 시스템의 개념을 설명하고, 가변속 운전의 필요성, 고정 운전속 대비 연비 절감 및 3상 4선식 인버터를 사용한 고품질의 전력 공급 등의 타당성을 모의 실험과 실험을 통하여 검증하도록 한다.