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내일을 여는 기업
산업설비에서 발생하는 진동과 마모는 사소해 보이지만, 오랜 시간 누적되면 효율 저하와 부품 손상으로 이어질 수 있다. 산업현장에서는 오랫동안 이를 기계가 작동하는 과정에서 감수해야 할 문제로 여겨왔다. 그러나 정길용 대표는 당연하게 받아들여온 문제를 근본적으로 줄일 새로운 해법을 찾고자 했다. 기존 방식의 한계를 넘으려는 도전은 수많은 실험과 검증을 거쳐 태영팬가드만의 기술 경쟁력으로 이어졌다. 이제 태영팬가드는 국내에서 쌓은 신뢰를 바탕으로 더 다양한 산업과 세계시장을 향해 나아가고 있다.
글. 한율
사진. 김경수
정길용 ㈜태영팬가드 대표
산업현장에서 모터의 회전력을 펌프나 팬 등 회전기기에 전달하는 데 널리 사용되는 장치가 ‘커플링’이다. 커플링은 모터와 구동 장치의 회전축을 연결해 동력을 전달하는 핵심 부품으로, 선박과 발전설비, 공장 자동화 장비를 비롯한 다양한 산업기계에 폭넓게 적용된다. 일반적인 접촉식 커플링은 두 장치의 축을 물리적으로 연결해 동력을 전달한다. 이때 두 축의 중심이 어긋나면 진동과 소음, 마모, 마찰열이 발생할 수 있으며, 장기적으로는 동력 전달 효율 저하와 부품 손상으로 이어질 수 있다.
조선기자재와 산업장비 분야에서 20여 년간 일해온 정길용 대표는 이러한 문제를 현장에서 반복해서 마주했다. 진동과 소음, 마모, 축 정렬의 어려움이 국내외 산업현장에서 끊임없이 되풀이되는데도 이를 근본적으로 줄일 수 있는 기술이 마땅히 없다는 사실이 오랫동안 마음에 걸렸다. 그는 고장 난 설비를 수리하는 데 그치지 않고, 고장의 원인 자체를 줄일 방법을 찾아야 한다고 생각했다.
“두 축을 물리적으로 연결해 동력을 전달하는 기존 방식으로는 마모와 축 정렬 문제를 근본적으로 줄이는 데 한계가 있다고 판단했습니다. 그래서 두 장치를 직접 연결하지 않고도 동력을 전달할 수 있는 방법을 고민하기 시작했죠. 쉽지 않은 도전이었지만, 오랫동안 현장에서 체감해온 문제인 만큼 산업현장에 꼭 필요한 기술이라는 확신이 있었습니다. 그 확신을 바탕으로 2020년 태영팬가드를 설립하고 비접촉 진동감쇠 드라이브 커플링 ‘V-Buster’를 개발했습니다.”
‘V-Buster’는 모터와 펌프의 회전축을 물리적으로 직접 연결하지 않고도 회전력을 전달하는 비접촉 방식의 동력전달장치다. 외형은 단순한 원형 장치처럼 보이지만, 작동 원리를 살펴보면 기존 커플링과의 차이가 선명하게 드러난다. 두 축이 떨어진 상태에서도 한쪽 축이 회전하면 다른 쪽 축이 함께 움직이며, 축의 중심이나 각도가 다소 어긋나도 회전력을 전달할 수 있다. 이를 통해 두 장치 사이에서 전달되는 진동과 부품의 마모를 줄이고, 축 정렬과 유지관리에 따르는 부담도 덜 수 있다. “산업현장에서 반복되는 문제를 당연하게 여기지 않고 그 원인을 다시 들여다보는 것이 기술 혁신의 출발점이라고 생각합니다. 현장에서 오랫동안 지켜본 문제를 실제로 개선할 수 있는 기술을 만들겠다는 생각이 ‘V-Buster’ 개발로 이어졌습니다.”
비접촉 진동감쇠 드라이브 커플링을 개발하면서 가장 중요하게 여긴 것은 높은 동력 전달 성능을 확보하는 일이었다.
아무리 진동과 마찰열을 줄이더라도 모터의 힘을 구동 장치에 충분히 전달하지 못한다면 산업현장에서 활용하기 어렵기 때문이다. 초기 개발 단계에서 상당한 수준의 성능을 확보했지만, 정길용 대표는 이에 만족하지 않았다. 미세한 동력 손실까지 줄이기 위해 설계와 제작 조건을 끊임없이 조정하고, 시제품을 제작해 시험한 뒤 그 결과를 다시 설계에 반영하는 과정을 거듭했다. 연구소 한쪽에 남아 있는 여러 시제품에는 ‘V-Buster’의 완성도를 높이기 위해 이어온 시행착오와 개선의 과정이 고스란히 담겨 있다.
“연구소는 태영팬가드의 과거이자 현재이며 미래입니다. 이곳에는 기술을 개발하고 발전시켜 온 과정이 고스란히 남아 있습니다. 새로운 설계안이 나올 때마다 수많은 반복 실험과 검증을 거쳐야 비로소 고객사에 제안할 수 있는 수준에 도달합니다. 화려하지는 않지만 ‘말이 아니라 데이터로 증명하는 회사’라는 철학을 가장 잘 보여주는 곳입니다.”
제품의 완성도를 높이는 데에는 서로 다른 분야의 지식과 기술을 하나로 연결하는 융합 연구개발도 중요한 역할을 했다. 정길용 대표는 각 분야의 전문성을 살리는 동시에 소재 선정부터 설계, 정밀가공, 성능 검증까지 전 과정이 하나의 목표 아래 유기적으로 이어지는 연구개발 체계를 구축했다.
“소재, 설계공학, 정밀가공, 시스템 엔지니어링은 사용하는 언어와 문제를 바라보는 방식이 서로 다릅니다. 그래서 정기적인 통합 기술 회의를 열어 각 분야의 전문 지식과 판단 근거를 모두가 이해할 수 있는 언어로 공유하고 있습니다. 하나의 문제를 두고 서로 다른 관점이 부딪히는 과정에서 미처 발견하지 못한 문제를 찾아내고, 기술의 완성도를 한층 높일 수 있습니다.”
㈜태영팬가드의 비접촉 진동감쇠 드라이브 커플링 ‘V-Buster’가
모터 축에 장착된 모습
㈜태영팬가드의 CNC 정밀가공 설비
산업군마다 설비에 요구하는 성능과 검증 기준은 다르다. 태영팬가드는 ISO 9001:2015 품질경영시스템 인증과 한국기계연구원의 성능시험, NET 신기술 인증 등을 바탕으로 각 산업군의 운용 환경과 요구 조건에 맞게 제품을 설계하고 있다. ‘V-Buster’를 도입한 고객사가 가장 크게 체감한 변화는 설비의 진동 감소와 에너지 사용량 절감이었다. 이러한 변화를 실제 운전 환경에서 확인한 대표적인 사례가 발전소 펌프를 대상으로 진행한 실증시험이다. 정길용 대표는 발전소 펌프에 기술을 적용해 일 년 동안 다섯 차례에 걸쳐 실증시험을 진행했다. 발전설비에 적합한지, 장시간 운전에도 안정적인 성능을 유지하는지, 진동과 에너지 사용량을 얼마나 줄일 수 있는지 등을 종합적으로 검증하는 자리였다. 기술적 타당성과 경제성, 환경 기여도, 장기 운전 안정성 등을 주요 평가 항목으로 삼고, 기존 접촉식 커플링과 비접촉 동력전달장치를 각각 적용해 회전수와 진동, 에너지 소비량의 변화를 비교했다. 계절과 운전 환경에 따른 영향을 살피기 위해 조건을 달리하며 반복 측정도 이어갔다.
“기술의 성능을 분명하게 확인하기 위해 운전 조건이 좋지 않은 펌프를 시험 대상으로 요청해 해수 순환펌프와 터빈 냉각 순환펌프에 적용했습니다. 상대적으로 가혹한 환경에서 성능을 입증해야 다른 산업현장에서도 신뢰를 얻을 수 있다고 판단했기 때문입니다. 특히 기계설비의 고장이 잦아지는 겨울철을 포함해 장기간 운전하며 데이터를 축적했습니다.”
시험 결과, 진동 저감과 에너지 절감 모두 당초 설정한 목표를 웃도는 성과를 거뒀다. 5마력 해수 순환펌프에 적용했을 때 평균 26.47%의 에너지 절감 효과를 보였으며, 진동은 67.90% 감소했다. 15마력 터빈 냉각 순환펌프에서도 평균 13.40%의 에너지 절감 효과와 21.32%의 진동 감소 효과를 확인했다. 진동 감소는 설비의 흔들림을 줄이는 것 이상의 의미를 지닌다. 모터와 펌프, 베어링 등 주요 부품에 가해지는 부담을 덜어 설비의 수명을 늘리고, 고장과 유지관리 비용을 줄이는 데 도움을 줄 수 있기 때문이다.
에너지 절감 효과 역시 주목할 만하다. 산업용 모터와 펌프는 발전소와 공장, 상하수도시설 등 다양한 산업현장에서 장시간 가동되는 설비다. 개별 장비에서 줄일 수 있는 에너지는 크지 않아 보일 수 있지만, 적용 설비가 늘어나고 운전 기간이 길어질수록 그 효과는 누적된다. 전력 사용량을 줄이면 기업의 운영비 부담을 낮추는 것은 물론, 탄소배출 저감에도 기여할 수 있다.
㈜태영팬가드의 비접촉 진동감쇠 드라이브 커플링 시제품
‘KICEF 2025’는 태영팬가드가 글로벌 시장에서 기술 경쟁력을 확인하는 계기가 됐다. 인도네시아와 말레이시아, 터키 등의 에너지 기업 관계자들은 ‘V-Buster’의 비접촉 동력전달 방식에 높은 관심을 보였다. 전시회에서 시작된 관심은 여러 차례의 기술 검증과 협의를 거쳐 30만 달러 규모의 첫 수출 계약으로 이어졌다. 이후 베트남 파이오니어 바이어 상담회에서 130만 달러, ‘KORMARINE 2025’ 국제 조선 및 해양 산업전에서 700만 달러 규모의 업무협약을 잇달아 체결하며 누적 860만 달러 규모의 수출 파이프라인을 확보했다. 국내에서 축적한 기술과 실증 데이터가 해외 산업현장에서도 경쟁력을 발휘할 수 있음을 확인한 성과였다.
태영팬가드는 오는 9월 일본에서 열리는 ‘세계 스마트 에너지 위크(World Smart Energy Week)’에 참가한다. ‘V-Buster’를 앞세워 해외 전시회에 나서는 것은 이번이 처음이다. 이 자리에서는 비접촉 진동감쇠 드라이브 커플링과 함께 비접촉 기술에 AI를 접목한 스마트 펌프 솔루션을 선보일 예정이다. 설비의 진동과 운전 데이터를 실시간으로 분석해 이상 징후를 조기에 감지하고, 고장이 발생하기 전에 필요한 조치를 취할 수 있도록 하는 예지보전 기술이 핵심이다.
지난해에는 국내외 실증을 통해 비접촉 기술의 성능과 신뢰성을 입증하고 전시회를 통해 이를 알리는 데 주력했다면, 이제는 축적된 데이터를 활용해 설비의 상태를 진단하고 유지보수 시점까지 예측하는 방향으로 영역을 넓혀가고 있다. 기계적인 진동 저감과 동력 전달을 넘어 데이터 기반의 지능형 설비 관리로 기술을 고도화하는 것이다. 일본 전시회는 이러한 변화를 글로벌 시장에 처음 선보이는 무대가 될 전망이다. 기술 고도화와 함께 적용 시장도 확대하고 있다. 태영팬가드가 우선 주목하는 분야는 발전소와 공장, 상하수도시설, 건축물의 냉난방설비 등에 폭넓게 사용되는 펌프다. 가동 시간이 긴 만큼 동력 전달 효율을 높이면 에너지 비용과 탄소배출을 줄이는 효과를 기대할 수 있다. 송풍팬과 공기정화설비, 조선기자재, 스마트팩토리 등도 유망한 적용 분야다. 특히 조선기자재 분야에서는 정길용 대표가 20여 년간 쌓아온 현장 경험을 바탕으로 선박용 펌프와 회전기기 등에 적용 가능성을 검토하고 있다. 장기적으로는 충분한 연구와 검증을 거쳐 드론과 도심항공교통(UAM) 등 미래 모빌리티 분야까지 진출한다는 구상이다.
“회전하는 기계가 있는 곳이라면 이 기술을 적용할 가능성이 있습니다. 우선 펌프와 발전설비처럼 성능을 객관적으로 확인할 수 있는 분야에서 실적을 쌓고, 선박과 자동화설비, 미래 모빌리티로 차근차근 범위를 넓혀가고 싶습니다.”
산업현장에서 품은 하나의 질문은 오랜 연구와 실증을 거쳐 에너지를 절감하고 설비의 안정성을 높이는 기술로 발전했다. 접촉해야만 힘을 전달할 수 있다는 익숙한 상식을 넘어선 태영팬가드의 도전은 이제 국내 산업현장을 넘어 세계시장으로 향하고 있다.
태영팬가드㈜가 수상한 상장(2024 대한민국 기술사업화 대전 장관상, 물산업 스타트업 챌린지 대상)
