명칭: 사이클론 그린 리볼루션
발명자: 해리 쉘
개발비: 200만 달러
개발기간: 8년
현재 상태: 시제품<-> 상용제품
내연기관이 존재하는 한 아마추어 기술자들은 내연기관의 효율을 높이기 위해 매달릴 것이다. 물론 대부분은 실패하지만 평생 발명가로 살아온 해리 쉘은 나름대로의 해법을 가지고 있다. 바로 증기엔진의 재(再)발명이다.
플로리다에 사는 보트 엔지니어인 그는 내연기관이 더럽고 복잡하다고 말한다. 그에 비하면 증기엔진은 간단하고 효율적이며, 다양한 연료를 사용할 수 있다. 1초에 수 백 번씩 연료와 공기를 실린더 안에 집어넣어 피스톤을 작동시키는 일반 내연기관과는 달리 증기엔진은 별도의 연소실에서 연료를 끊임없이 태운다. 그리고 연소는 엔진과 떨어진 곳에서 이루어지기 때문에 증기를 뜨겁게 할 수 있는 연료라면 뭐든지 이 엔진의 피스톤을 작동시킬 수 있다.
하지만 자동차 안에 넣을만한 작은 증기엔진은 자동차를 움직일만한 에너지를 내지 못하는 경우가 많다. 반면 ‘사이클론 그린 리볼루션 엔진’으로 불리는 쉘의 증기엔진은 증기를 아주 뜨겁게 해 초임계 상태로 만든다. 초임계 상태란 일정한 온도와 압력의 한계를 넘어 액체와 기체를 구분할 수 없는 것을 말한다. 이렇게 하면 증기가 액체처럼 움직이며 가스보다 더욱 크게 팽창한다.
물론 앞으로 크기는 바꿀 수 있겠지만 쉘이 만든 시제품은 크기와 모양이 뒤뜰에서 고기를 구워 먹을 때 쓰는 프로판 가스통만하다. 위쪽에 있는 도넛 모양의 연소실 안에서는 바이오디젤, 에탄올, 가솔린 등의 연료로 섭씨 1,093˚ 짜리 증기를 만들어 낸다. 이 증기는 열교환기 속을 돌다가 온도가 648˚가 되면 엔진의 실린더 안으로 들어가 피스톤을 움직인다.
증기가 식으면 재차 연소실 안으로 들어가 가열된다. 열을 조금도 놓치지 않고 철저하게 사용한 결과 이 증기엔진의 열효율은 46%에 달했다. 가스로 움직이는 내연기관의 경우 열효율은 25%에 불과하다. 특히 쉘의 시제품은 일반적인 가스엔진보다 배출물이 적다. 불완전 연소된 연료가 연소실 안에 끝까지 남아 있으면서 모든 배출물과 함께 거의 완전 연소되기 때문이다.
쉘의 회사인 사이클론 파워 테크놀로지스사는 최근 잔디 깎기와 정원 손질용 장비를 위한 사이클론 그린 리볼루션 엔진을 개발하기로 했다. 그는 다른 아마추어 기술자와는 달리 프로의 안목을 가지고 있다. 이를 반영하듯 그는 증기엔진 설계로 자동차 엔지니어협회에서 주는 우수 자동차 엔지니어링 상을 받았다.
HOW IT WORKS
증기가 섭씨 1,093˚의 연소실 내를 순환하며 팽창, 피스톤을 작동시킨다.
Where Are They Now?
폴 지로우
2007년 발명상 수상자
구(球) 모양의 위성수신기
지로우가 개발한 구 모양의 위성수신기는 지난해 가을부터 캘리포니아 주 오렌지카운티의 산림소방대에서 쓰고 있다. 그는 현재 15대의 주문을 받아 놓은 상태다. gatr.com
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