〃꿈의 외연기관〃「스터링엔진」

최근 미국·유럽·일본등 선진국에서는 대기오염의 주범인 각종 내연기관(가솔린·디젤등의 엔진) 을 대체할 다음세대의 엔진으로서 열효율도 높은「스터링엔진」이라는 새로운 형태의 엔진개발에 박차를 가하고있다.
1816년 영국의 「로버트·스터링」목사가 최초로 고안해낸 이 엔진은 쓰고난 열을 재생시킬수있어 효율 이높은 경제적 엔진으로 평가를 받았지만 간편한 가솔린엔진과 다젤엔진등에 밀려 극히 일부에서만 이용돼왔다.
그러다가 최근에 대기오염이 점차 심각해지고 보다 효율이 높은 엔진의 출현이 요구되면서 그간 관심밖에 머물러있던 스터링엔진이 새몹게 각광을 받기시작해 너도나도 개발에 뛰어든것이다.
「꿈의 외연기관」이라는 스터링엔진의 원리와 특징, 용도및 각국의 개발동향등을 요약해본다.
스터링목사가 고안 스터링엔진은 헬륨이나 수소등의 기체를 가열이나 냉각시켜 그 기체가 압축, 또는 팽창하는 힘에 의해 피스톤을 움직여 운동에너지를 업은 일종의 외연기관이다.
연소기와 가열히터·재생기·쿨러등으로 구성된 스터링엔진은 기존의 내연기관과는 그 작동원리가 전연 다르다.
가장 대표적 형태인 V자형2피스톤 스터링엔진의 경우, 연소기와 가열히터로 팽창된 헬름, 또는 수소가스가 피스톤을 밀어주는 한편, 한쪽끝에서는 쿨러가 가스를 냉각시켜줌으로써 가스가 수축돼 피스톤을 끌어낸다.
따라서 기존의 내연기관보다 이론적으로는 2배 가까운 효율을 낼수있을 뿐만아니라 기관전체를 완전히 빌봉시킬수있어 소음도 감소시키는 효과를 가져온다.
사용하는 연료에 있어서도 지금의 내연기관과는 달리 연소기의 구조만 바꾸면 가솔린·디젤유에서 가스·전기등에 이르기까지 다양하게 쓸수있다.
자동차등 용도다양스터링엔진의 쓰임새는 자동차용 엔진으로부터 선박용엔진, 소형발전기를 포함하는 범용엔진에 이르기까지 다양하다.
특히 최근 배기가스와 소음등 각종 공해요소에 대한 규제가 강화되고 열효율이 높은 자동차의 생산이라는
압력을 받고있는 각국의 자동차업계로서는 이미 한계에 이른 가솔린엔진등의 내연기관 일변도에서 탈피, 스터링엔진을 개발, 추진함으로써 저공해·고효율의 자동차생산을 추구하고 있다.
그러나 현재상태로는 같은 용량의 스터링엔진이 가솔린엔진보다 1·5배이상 원가가 더 둘기때문에 이것을 해결하는 폭으로 연구가 추진되고 있다.
이같은 문제는 선박용엔진으로의 활용에서도 아직 난점으로 남아있다.
한펀 스터림엔진의 실용성이이미 입승된 분야는 가겅용 냉난방히트펌프 시스팀과 인공장기가동용 초소형엔진,m메가와트급의 LNG냉열발전용 엔진등록수엔진이다.
이엔진들은 에너지원의 제약과 소음이 거의 없어야하는 까다로운 조건이 필요한데 스터링엔진이 그조건을 완벽하게 충족시켜주기 때문이다.

미국에서는 NASA(미국항공우주국)의 프로그램으로 MTI사가 주축이돼 최근에 열효율 37%로 가솔린엔진(평균열효율30%) 을 훨씬 능가하는 엔진을 개발해 냈다.
한편 GM사등 대형자동차메이커들도 자체기술진에 의해 스터링엔진의실용화를 서두르고 있다.
유럽에서는 네덜란드의 필립스사가 2백마력짜리 버스용과 4백마력짜리선박용 엔진을 시작품으로 내놓은 것을 비롯, 영국·서독·스웨덴등이 선박용을 중심으로 개발에 열을 올리고있다.
한편 일본은 82년부터 시작된 「문라이트계획」 에 따라 통산성이 6년간 1백억엔을 투입한스터링엔진의 실용화를 추진중에있다.
이계획에는 기업·대학·연구소가 종합적인 개발체제를 구축해 소형동력을 엔진을 개발해나가고 있다.

<트리거지에서>