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Rotating Machinery Innovation, KIST

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"KIST, '국가 연구개발 우수성과' 최다 선정"

올해 국가연구개발 우수성과 100선 중 국내 최다 6건 선정

(아시아에너지경제) 이승현 기자 | 2016-07-15

 

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한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권)은 15일 미래창조과학부가 주관한 ‘2016년 국가 연구개발 우수성과’ 100선 중 정부출연연구기관을 포함한 대학 및 국내 연구기관 중 최다인 6건이 선정됐다고 밝혔다

KIST가 선정된 R&D분야는 융합기술 2건, 정보전자 1건, 에너지환경 2건, 기계소재 1건 등 총 6건이다.

이번 우수성과에 선정된 연구과제로는 △생체신호를 이용한 동작의도 예측기술(김기훈) △몸에서 녹는 금속의 분해 거동 규명(김유찬) △신호 손실 없는 차세대 스핀 전자소자 개발(구현철) △해상 청정연료 제조를 위한 Sloshing GTL용 구조촉매, Multi-Concentric MTFBR 및 GTL-FPSO 공정 개발(문동주) △전극소재 스스로 형상변화에서 오는 스트레스를 완화시켜 고성능특성을 발휘하는 차세대 이차전지소재기술개발(이중기) △극한 환경에서의 운전이 가능한 스마트 베어링 및 실링 기술 개발(이용복)등이다.

한편 미래창조과학부는 과학기술인들의 자긍심을 고취시키고 우수한 국가연구개발 성과를 홍보하기 위해 2006년부터 국가연구개발 우수성과 100선을 선정, 발표해오고 있다.

이승현 기자 shlee4308@asiaee.net

 

 

 


 

 

 

"어 베어링에 구슬이 없네!"

공기베어링 마찰,소음 적고 경제적. KIST 연구팀 상용화 성공

(중앙일보) 박방주 기자 | 2004-04-14

 

 

 한국과학기술원(KIST) 트라이볼로지연구센터 이용복 박사와 김창호 박사팀이 개발한 공기베어링은 이런 문제를 일시에 해결하고 있다.

 

 쇠구슬과 윤활유의 역할을 공기가 하는 획기적인 베어링인 것이다. 그 덕에 윤활유를 갈아줄 필요도, 쇠구슬이 닳아 없어질 걱정도 할 필요가 없다.

 

 겉으로 보이는 구조는 너무나 간단하다. 회전축은 동일하며, 회전축을 둘러싸고 있던 기존 쇠구슬 대신 특수 코팅을 한 얇은 금속막이 자리잡고 있다. 즉, 회전축을 금속막이 감싸고 있는 형태다. 그 막과 회전축 사이에는 눈으로 판독하기 어려울 정도의 공간이 있다. 언뜻 봐서는 회전축과 금속막이 붙어 있는 듯 보이지만 0.001cm 정도 떨어져 있다. 금속막 뒤에는 완충작용을 하는 스프링 형태의 부품이 붙어 있으며, 회전축이 받는 무게를 지탱할 두꺼운 금속관으로 구성되어 있다. 핵심은 금속막과 회전축 사이에 있다.

 

 작동은 이렇게 한다. 회전축은 돌기 전에는 금속막에 내려 얹혀 있다. 공기막밖에 없으니 당연하다. 그러나 회전축이 초당 5만번 정도로 회전하기 시작하면 금속막과 회전축 사이에 압력이 생긴다. 그 압력으로 회전축과 금속막 사이에 공간이 생겨 일종의 공기 속을 회전하는 형태가 된다. 회전축이 공기 속을 돌아감으로써 점액상태의 윤활유와 금속 구슬 위를 돌아갈 때보다 마찰이나 소음이 훨씬 줄어들 것은 당연하다. 이런 성능을 얻기 위해 금속막에 탄성을 얻을 수 있는 특수 코팅을 두겹으로 했다. 잘 벗겨지지 않고, 진동이나 소음을 흡수하는 성능을 높이기 위해서다.

 

 KIST연구팀이 개발한 베어링의 직경은 6cm로 cm²당 1백50kg 정도의 무게를 떠받치며 회전할 수 있다.수명은 10년 정도로, 진동이나 소음은 기존 제품에 비해 9분의 1 정도로 줄었다. 그동안 공기베어링은 선진 각국에서 많은 연구가 되고 있었으나 대중화되지 못했다. 회전축이 돌기 시작할 때 금속막과 회전축 간의 마찰 탓에 금속막의 손상이 크고 소음과 진동이 심했기 때문이다.

 

 그런데 이번 개발로 공기베어링은 앞으로 가전제품에서부터 각종 기기의 성능과 품질을 높이는 데 크게 기여할 것으로 기대되고 있다. 반도체 공장에서는 윤활유 입자를 걸러내기 위해 써야 했던 필터를 설치할 필요가 없어졌다. 하수처리장의 경우도 하수 찌꺼기를 분해하는 미생물에게 산소를 불어넣어 주기 위해, 공기를 압축해 물 속에 넣어주기 위해 대형 압축기를 사용해야 했으나 이제 소형화할 수 있게 됐다.

 

 공기베어링은 앞서 기술한 장점 외에도 기존 제품이 비해 크기는 20분의 1, 부피는 10분의 1로 줄일 수 있기 때문이다. 또 전기료도 크게 줄일 수 있다. 마찰이 적기 때문에 적은 양의 전기로도 회전축을 돌릴 수 있다. 현재 세계적으로 개발에 박차를 가하고 있는 연료전지의 경우도 수소에너지를 압축하기 위해 연료전지가 생산하는 전기의 20% 정도를 사용하는데, 공기베어링을 사용하면 이 역시 크게 줄일 수 있다. 베어링 분야에도 소리 없이 혁명이 일어나고 있는 것이다.

 

 

 
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