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제안 방법
- 마이카 기밀재를 이용한 원통형 고체산화물 연료전지의 단전지 실험용 지그를 설계, 제작하 였다. 이 지그를 통한 실제 테스트 세팅 시간 단축 및 연료와 공기의 열팽창으로 인한 실험실패 요인을 줄일 수 있는 계기가 되었다.
- 본 연구에서의 핵심 부분은 지그에 인코넬 스프링을 이용하는 방법이다. 고체산화물 연료전지의 경우 1000℃ 의 고온에서 사용되고, 중저온형의 경우라도 약 700℃ 정도에서 동작되기 때문 에, 일반적인 스프링의 경우, 고온에 따른 변형 으로 인하여 사용하기 어렵게 된다.
- 하지만, 원통형의 경우에는 일정한 하중이 걸려야 하는 마이카의 경우는 쉽게 사용하기 어려움이 있다. 이에, 별도의 하중장치가 없이 일반 고온로에서 사용가능하도록 지그 자체에 스프링을 사용한 하중을 주는 방식으로 마이카를 이용한 기밀이 가능하도록 디자인 하였다.
대상 데이터
- 기밀재로 사용 되는 마이카는 금운모 계열의 Phlogopite, 백운모 계열의 Muscovite 가 주로 사용된다. 본 연구에서는 잘게 자른 Muscovite 를 판재로 만든 재료를 사용하였다. Steven P.
- 하지만, 인코넬 스프링의 경우, 약 600℃ 정도까지 안정적인 탄성을 유지하기 때문에, 금번 연구에서 이용 되었다. 스프링은 Inconel X-750 재료를 베이스 로하여 제작되었으며, 선경 2.5mm, 권성 10, 직경 20mm, 자유장 700mm, 변위량 300mm 로 설계되 어, 약 30 Kg 의 하중을 견디도록 설계되었다 (Fig3.). 지그는 이 인코넬 스프링 두 개를 이용 하여 하중을 전달하도록 디자인 되었고, 각각의 스프링으로부터 마이카 기밀재로 전달되는 하중은 약 3.
- 하중을 30 Kg 으로 설정하였을 때, 안전계수를 20 이상으로 높였을 때부터 하중 스트레스에 의한 문제점을 보여준다. 지그는 AISI 316 재질로 제작되었다. 본 해석결과는 상온에서의 물성으로 진행되었기 때문에 실제 작동 온도 환경을 고려 하더라도 안전계수 20 은 충분할 것으로 판단되었다.
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