일반기술

무급유 터보 과급기

□ 기술개요현재 고속 터보 회전기에 적용되는 공기 베어링 가운데 가장 각광을 받고 있는 공기 포일 베어링(AFB: Air Foil Bearing)은 공기의 유막력에 의한 비접촉 하중 지지가 가능한 베어링으로써 저널(회전축)과 100 ~ 200μm 두께의 포일로 이루어져 있다. 포일은 탄성력을 지니고 있으므로 저널의 회전에 따라 저널과 포일 베어링 사이의 동압에 따른 유막이 발생시키는 원리로 하중을 지지하고 자체의 탄성력으로 적절한 틈새(Clearance)를 유지하므로 지능형(Smart) 베어링으로 알려져 있다. 또한 볼 베어링이나, 오일 유체 베어링에 비하여 운전 시 마찰에 따른 에너지 손실이 매우 적고, 소음 및 진동 문제가 매우 작아 고속 운전이 가능하며 공기를 윤활제로 사용하기 때문에 별도의 윤활제(oil 등) 공급 장치가 필요 없는 친환경적인 베어링으로 부각되고 있다. 2.기술특징 포일 베어링은 일반 공기 베어링과 달리 공기의 압력으로 형성되는 막 이외에 하중 지지의 부가적인 힘이 발생되는 차이점이 있다. 특히 포일 베어링은 처음 구동될 때 회전축과 베어링 사이의 구동 마찰로 인해 급격한 마모현상이 발생하는데 이를 최소화하는 기술이 중요하며, 또한 고속 회전 시 시스템의 불안정한 진동에 따른 베어링 파손을 줄이기 위한 설계 및 시험 평가 기술이 핵심이 되고 있다. 3.적용분야 해당 기술은 가스 터빈 엔진 및 디젤 엔진용 터보 챠져 등에 적용되며, 현재 이러한 고온/고속 터보 기기의 대부분을 수입에 의존하고 있다. 또한 그 측정 장비도 대부분 수입에 의존하고 있는 실정이다. 본 연구에서 개발된 고온 공기 포일 베어링 기술은 우주항공, 육상, 해상 수송의 고속 터보 시스템 개발에 직결되는 것으로서 국내 산업용 가스 터빈 및 차량용 터보 차져의 수입대체 효과를 가져올 것이다. 또한 디젤 초소형 파워 시스템의 핵심 제너레이터에 적용 및 상온/고온 환경에서 작동하는 터보압축기에 적용 가능하다.