• 해양환경안전학회지
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• 제29권2호
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• pp.238-247
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• 2023

선박 연료로서 LPG는 현재의 기술과 경제성 등을 고려하였을 때 매력적인 연료이다. 하지만, 아직 LPG 연료 선박의 안전 지침을 개발 중에 있고, 국내에서는 중소형 선박에 LPG 추진 시스템을 적용한 사례가 없다. 본 연구에서는 국내 최초 개발된 해상용 LPG 엔진 시스템에 대해 보다 객관적인 위험성 평가를 수행하고 안전 운용 기준을 제안하고자 한다. 우선, 위험과 운전 분석 기법을 통해 동 엔진 시스템을 5개의 검토 구간으로 분할하고 총 58가지의 위험요소를 식별하였다. 그다음 정성적 평가인 HAZOP 기법의 주관성을 보완하기 위해 퍼지 이론을 사용하고 검출도, 민감도 등 위험 요인을 추가하여 퍼지 분석적 계층 과정을 통해 위험 요인의 상대적 가중치를 비교하였다. 그 결과, 5가지의 위험 요인 중, 위험성에 가장 큰 영향을 미치는 위험 요인은 발생 빈도와 심각도로 평가되었다. 마지막으로, 위험 요인에 대한 가중치를 고려하여 위험 순위를 세밀하게 선정하기 위해 퍼지 TOPSIS 기법을 적용하였다. 그 결과, 위험 등급은 47개 그룹으로 구분할 수 있었고, 동 엔진 시스템의 운용 중 가장 위험도가 높은 위험요소는 LPG 공급 라인 유지 보수 중 가스 누출로 분석되었다. 본 연구에 제안된 기법을 LPG 공급계통 등 다양한 설비에도 적용하여, 향후 LPG 추진 선박의 안전 기준 마련을 위한 위험성 평가의 표준절차로 활용할 수 있기를 기대한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권7호
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• pp.1433-1438
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• 2009

본 논문의 목적은 점화시기의 변화가 LPG/가솔린 겸용차량에 미치는 영향을 살펴보기 위한 것으로 가솔린 전용연료 모드를 LPG 전용연료 모드로 진각시킨 제어시스템을 제안하여 엔진회전수(1500rpm, 2000rpm) 및 점화시기 ($5^{\circ}$,$10^{\circ}$,$15^{\circ}$,$20^{\circ}$)의 변화에 따른 실린더내의 가스압력, 압력상승률 및 열발생률을 측정하였다. 그 결과 실런더내의 가스압력 및 압력상승률은 기관의 회전속도가 1500rpm 및 2000rpm 모두 점화시기가 진각될수록 증가하였으나, $20^{\circ}$부근에서의 압력상승률값만 약간 낮게 나타났다. 또한, 열발생률은 1500rpm에서 점화시기가 진각될수록 증가하였으며 2000rpm의 $20^{\circ}$부근에서 감소하는 경향을 볼 수 있었다.

• 한국가스학회지
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• 제12권3호
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• pp.56-63
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• 2008

본 연구에서는 1991년부터 최근까지 16년간 발생된 3,593건의 가스사고[천연가스(NG) 및 액화석유가스(LPG)]사례를 수집하여 Database를 구축하였으며, 이를 근거로 사고의 발생건수를 형태 및 원인별로 분석하였다. 분석결과를 살펴보면 사고의 형태로는 누출, 폭발, 그리고 화재의 순서로 많이 발생하였다. 사고발생위치로는 화재는 밸브부위에서, 폭발은 호스부위에서, 그리고 누출은 배관부근에서 가스사고가 많이 발생한 것으로 나타났다. 또한 화재, 폭발, 누출의 각각의 경우에 Poisson 분석법을 적용하여 향후 5년 이내의 화재, 폭발 및 누출에 대한 가장 가능성이 높은 발생확률을 예측하였다. 향후 본 연구에서 구축한 국내가스사고 Database를 매년 지속적으로 보완 개정을 하면 국내 가스사고 예측에 대한 보다 신뢰성 있는 정보를 제공해 줄 수 있어 효과적인 가스안전관리 대책수립에 기여할 것으로 기대된다.

• 한국안전학회지
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• 제19권4호
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• pp.150-154
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• 2004

실린더형의 내용적 6리터의 용기를 이용하여 수소와 액화석유 가스(LPG)의 폭발 특성을 측정하였고 270리터의 직육면체 용기를 이용하여 폭발 후 화재로의 전이 현상을 실험하였다. 폭발 특성은 strain type 압력센서를 사용하여 측정하였으며 폭발 후 화재로의 전이 현상은 고속카메라로 촬영하여 분석하였다. 실험 결과 완전 연소 농도 비보다 약간 높은 농도에서 최대 폭발압력을 나타내었다. 폭발압력 상승 속도와 화염 전파속도는 연소속도와 비례함을 알 수 있었으며 이러한 폭발 특성들은 폭발 후 화재로의 전이에 영향을 미침을 알 수 있었다. 또한 폭발 화염온도, 화염의 용기 내 체류시간 등도 폭발 후 화재로의 전이에 중요한 변수가 됨을 알 수 있었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.169-176
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• 2001

The purpose of study is to obtain low-emission and high-efficiency in LPG engine with hydrogen enrichment. The test engine was named heavy-duty variable compression ratio single cylinder engine (VCSCE). The fuel supply system provides LPG/hydrogen mixtures based on same heating value. Various sensors such as crank shaft position sensor (CPS) and hall sensor supply spark timing data to ignition controller. Displacement of VCSCE is $1858.2cm^3$. VCSCE was runned 1400rpm with compression ratio 8. Spark timing was set MBT without knocking. Relative air-fuel ratio(${\lambda}$) of this work was varied between 0.76 and 1.5. As a result, i) Maximum thermal efficiency occurred at ${\lambda}$ value 1.0. It was shown that thermal efficiency was increased approximately 5% with hydrogen enrichment at same ${\lambda}$ value. ii) Engine-out carbon monoxide (CO) emissions were decreased at a great rate under LPG/hydrogen mixture fuelling. iii) Total hydrocarbon (THC) emission was much exhausted in rich zone, same as CO. But THC was exhausted a little bit more in lean zone. iv) Finally, engine-out oxides of nitrogen (NOx) was increased with ${\lambda}$ value 1.0 zone at a greater rate with hydrogen enrichment due to high adiabatic flame temperature.

• International Journal of Automotive Technology
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• 제4권1호
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• pp.9-19
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• 2003

Exhaust emissions were characterized for a fleet of 10 alternative-fuel vehicles (AFVx) including 5 compressed natural gas (CNG) vehicles. 3 liquefied petroleum gas (LPG) vehicles and 2 85% methanol/15% California Phase 2 gasoline (M85) vehicles. In addition to the standard regulated emissions and detailed speciation of organic gas compounds, Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) was used to measure ammonia (NH$_3$) and nitrous oxide ($N_2$O) emissions. NH$_3$, emissions averaged 0.124 g/mi for the vehicle fleet with a range from <0.004 to 0.540 g/mi. $N_2$O emissions averaged 0.022 g/mi over the vehicle fleet with range from <0.002 to 0.077 g/mi. Modal emissions showed that both NH$_3$, and $N_2$O emissions began during catalyst light-off and continued as the catalyst reached its operating temperature. $N_2$O emissions primarily were formed during the initial stages of catalyst light-off. Detailed speciation measurements showed that the principal component of the fuel was also the primary organic gas species found in the exhaust. In particular, methane, propane and methanol composed on average 93%, 79%, and 75% of the organic gas emissions, respectively, for the CNG, LPG. and M85 vehicles.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2014년도 제49회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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• pp.97-100
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• 2014

The combustion and emission characteristics of propane and n-butane which are the main components of LPG were compared with gasoline. The experiment was performed in a stratified DISI engine under lean combustion conditions. Mixtures of propane and n-butane wre more homogeneous because propane and n-butane have better evaporation characteristics. As a result, combustion speeds of n-butane and propane were slower, and emission levels of NOx and PM were lower. However, in spite of better evaporation, PM from propane was higher.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제11권6호
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• pp.73-79
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• 2003

The characteristics of NOx emission in multi fuel/air staged combustor have been experimentally studied. The design concept of multi fuel/air staged combustor is creation of two separate flame, a primary flame is act as a pilot flame for the secondary combustion stage combustion zone, where most of fuel burns. Experiments were performed on a semi-industrial scale (thermal input 0.233 ㎿) in a laboratory furnace and Liquefied Petroleum Gas(LPG) was used as primary and secondary fuels. The study included parametric study to identify the optimum operating conditions which are primary/secondary fuel ratio, primary/secondary air ratio, primary swirl intensity and secondary swirl intensity for reducing NOx emission. The test demonstrated that NOx emission can be reduced by >70% in accordance with operating conditions.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2001년도 제22회 KOSCI SYMPOSIUM 논문집
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• pp.163-171
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• 2001

The characteristics of NOx emission in multi fuel/air staged combustor have been experimentally studied. The design concept of multi fuel/air staged combustor is creation of two separate flame, a primary flame is act as a pilot Dame for the secondary combustion stage combustion zone, where most of fuel bums. Experiments were performed on a semi-industrial scale (thermal input 0.233 MW) in a laboratory furnace and Liquefied Petroleum Gas(LPG) was used as primary and secondary fuels. The study included parametric study to identify the optimum operating conditions which are primary/secondary fuel ratio, primary/secondary air ratio, primary swirl intensity and secondary swirl intensity for reducing NOx emission. The test demonstrated that NOx emission can be reduced by ${>}$70% in accordance with operating conditions.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2000년도 추계학술대회논문집B
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• pp.698-703
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• 2000

The characteristics of NOx emission in reburning process have been experimentally studied. The design point of burner is creative of three distinct reaction zones; a primary flame zone that NOx producted, reburn zone to reduce the primary zone NOx and burnout zone. Liquefied Petroleum Gas(LPG) was used as main and reburn fuels. Process parameters investigated included main/reburn fuel ratio, primary/secondary air ratio, reborn fuel injector position and different designed quarl. The NOx emission characteristic of aerodynamic designed burner relied on reborn fuel ratio and was slightly affected by a reburn fuel injector position and quarl shape.