KR20220004270A - Generating apparatus - Google Patents

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KR20220004270A
KR20220004270A KR1020200081879A KR20200081879A KR20220004270A KR 20220004270 A KR20220004270 A KR 20220004270A KR 1020200081879 A KR1020200081879 A KR 1020200081879A KR 20200081879 A KR20200081879 A KR 20200081879A KR 20220004270 A KR20220004270 A KR 20220004270A
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김태성
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주식회사 히타치엘지 데이터 스토리지 코리아
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Abstract

A generation apparatus is provided. In accordance with one aspect of the present invention, the generation apparatus includes: a first shaft extended in an axial direction; a second shaft extended in the axial direction, and formed on the outside in a radial direction of the first shaft; a first rotation body combined with the first shaft; a second rotation body placed on the rear side in the axial direction of the first rotation body, and combined with the second shaft; a rotor placed on the rear side in the axial direction of the second rotation body, and combined with any one of the first and second shafts; and stators formed on any one of the front and rear sides in the axial direction of the rotor and the outside in a radial direction of the rotor, and combined with the other one of the first and second shafts. To achieve the purpose, in accordance with another aspect of the present invention, a generation apparatus includes: a first shaft extended in an axial direction; a second shaft extended in the axial direction, and formed on the outside in a radial direction of the first shaft; a first rotation body combined with the first shaft; a second rotation body placed on the rear side in the axial direction of the first rotation body, and combined with the second shaft; a second rotor placed on the rear side in the axial direction of the second rotation body, and combined with the second shaft; a first rotor placed on the rear side in the axial direction of the second rotor, and combined with the first shaft; and first and second stators formed on the outsides in the radial direction of the first and second rotors, respectively. Therefore, the present invention is capable of increasing the efficiency of power generation.

Description

발전 장치{GENERATING APPARATUS}GENERATING APPARATUS

본 명세서는 발전 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게, 유체의 역학적 에너지를 전기 에너지로 변환하여 전력을 생산하는 발전 장치에 관한 것이다.This specification relates to a power generation device. More particularly, it relates to a power generation device for generating electric power by converting the mechanical energy of a fluid into electrical energy.

발전기란 다양한 에너지원을 기계적 장치를 통해 전기에너지로 변환하는 장치로서 현대사회에 있어 없어서는 안 되는 아주 중요한 장치이다. 최근에는, 석유 자원의 고갈, 정부의 장려 및 환경 문제에 대한 증대된 인식으로 인해 풍력, 수력 에너지와 같은 재생 가능한 에너지원으로부터 동력을 생산하려는 욕구가 증대되어왔다.A generator is a device that converts various energy sources into electrical energy through a mechanical device, and is a very important device that is indispensable in modern society. In recent years, the desire to produce power from renewable energy sources such as wind and hydro energy has increased due to depletion of petroleum resources, government incentives and increased awareness of environmental issues.

이러한 풍력, 수력 에너지와 같은 역학적 에너지를 전기 에너지로 변환할 때에는, 일반적으로 터빈 기술이 이용된다. 이러한 발전기는 외부 에너지를 회전 에너지로 변환하는 터빈(turbine)과, 회전 에너지를 전기 에너지로 변환하는 발전부를 포함한다. 외부 에너지원으로 인해 터빈이 회전하면 발전부의 회전자(로터, rotor)가 회전하게 되고, 회전자에서 발생하는 자기장이 변화함에 따라 고정자(스테이터, stator)에 권선된 전선에 유도 전류가 형성된다. 이러한 방식을 통해 외부 에너지를 전기 에너지로 변환하게 된다. When converting mechanical energy, such as wind and hydro energy, into electrical energy, turbine technology is generally used. The generator includes a turbine that converts external energy into rotational energy, and a power generation unit that converts rotational energy into electrical energy. When the turbine rotates due to an external energy source, the rotor (rotor) of the power generation unit rotates, and as the magnetic field generated in the rotor changes, an induced current is formed in the wire wound on the stator (stator). In this way, external energy is converted into electrical energy.

종래의 풍력이나 수력을 이용한 발전기는 대규모의 토목 공사가 필요하고, 토지에 정착되어 개발되는 것이 일반적이었다. 그러나, 최근 다양한 전자기기가 개발되고 휴대폰 등과 같은 휴대용 전자기기의 활용이 증대됨에 따라, 야외에서 자가발전을 통해 전기에너지를 획득하고, 비상시에 필요한 전원을 사용할 수 있는 휴대용 자가 발전 장치들이 제시되고 있다. 그 중에서도, 불규칙하게 불어오는 풍력을 이용한 것보다 일정한 유속을 가지고 흐르는 수력을 이용한 휴대용 수력 발전 장치들이 각광받고 있다.Conventional generators using wind or hydraulic power require large-scale civil works, and are generally developed after being settled on land. However, as various electronic devices have recently been developed and the use of portable electronic devices such as mobile phones has increased, portable self-generation devices that can acquire electric energy through self-generation outdoors and use power required in an emergency have been proposed. . Among them, portable hydroelectric power generation devices using hydraulic power flowing with a constant flow velocity rather than using irregularly blowing wind power are in the spotlight.

이러한 휴대용 발전 장치는 한국 등록특허공보 10-1047919 B (이하, 선행기술 1), 한국 등록특허공보 10-1721388 B (이하, 선행기술 2)에 개시되어 있다.Such a portable power generation device is disclosed in Korean Patent Registration No. 10-1047919 B (hereinafter, Prior Art 1) and Korean Patent Publication No. 10-1721388 B (hereinafter, Prior Art 2).

선행기술 1과 선행기술 2은 모두 단일 임펠러(impeller)(혹은, 회전 날개)를 갖는 터빈을 사용한 발전 장치를 개시한다. 이러한 발전 장치가 제대로 작동하기 위해서는 발전부 등을 포함하는 본체가 지면에 대해 고정되고 임펠러 및 회전자만 회전하여야 한다. Prior Art 1 and Prior Art 2 both disclose a power generation device using a turbine having a single impeller (or rotor blade). In order for the power generation device to operate properly, the body including the power generation unit is fixed to the ground, and only the impeller and the rotor must rotate.

그러나, 이러한 발전 장치에서, 터빈에 의해 회전자가 회전하기 시작하면 유도 전류가 발생하지만, 유도 전류로 인해 전기자 자속(armature flux)이 발생하고, 전기자 자속은 영구 자석 또는 전자석의 주 자속(main flux)에 영향을 미쳐 전기자 반작용(armature reaction)을 발생시키게 된다. 즉, 임펠러는 본체와 분리되어 자유롭게 회전하지 못하고, 본체는 전기자 반작용에 의해 토크(torque, 회전력)를 받게 된다. 또한, 회전 축에서의 물리적인 마찰력 또한 본체에 토크를 가하는 반발력으로 작용할 수 있다.However, in this power generation device, when the rotor starts to rotate by the turbine, an induced current is generated, but due to the induced current, an armature flux is generated, and the armature flux is the main flux of a permanent magnet or electromagnet. , causing an armature reaction. That is, the impeller is separated from the main body and cannot rotate freely, and the main body receives a torque (torque, rotational force) by the reaction of the armature. In addition, the physical frictional force on the rotating shaft may also act as a repulsive force that applies a torque to the body.

이러한 토크를 견디기 위해, 선행기술 1은 발전 장치를 바닥에 고정시킬 수 있는 지지대를 포함하고, 선행기술 2는 지지 살대를 포함한다. In order to withstand this torque, the prior art 1 includes a support capable of fixing the power generation device to the floor, and the prior art 2 includes a support rod.

그러나 이러한 종래의 휴대용 발전 장치는 고정 수단을 가지고 있더라도 일정 수준 이상의 토크를 받게 되면 본체가 바닥에서 이탈하기 쉬워, 분실의 위험 및 내구성 저하에 대한 문제를 가지고 있었다.However, such a conventional portable power generation device has a problem in that, even if it has a fixing means, when a torque of a certain level or more is received, the main body is easily separated from the floor, and thus there is a risk of loss and deterioration of durability.

또한, 종래의 휴대용 발전 장치는 본체에 토크가 작용하여 스테이터에 대한 로터의 회전률이 저하되어 발전 효율이 감소되는 문제가 있었다.In addition, the conventional portable power generation device has a problem in that the rotational rate of the rotor with respect to the stator is lowered due to the torque acting on the main body, thereby reducing the power generation efficiency.

또한, 종래의 휴대용 발전 장치는 복잡한 구성으로 인해 제조 비용이 증가하고 제조 공정이 용이하지 않은 문제가 있었다.In addition, the conventional portable power generation device has problems in that the manufacturing cost increases and the manufacturing process is not easy due to the complicated configuration.

(선행기술 1) 한국 등록특허공보 10-1047919 B (2011.07.04. 공고)(Prior art 1) Korean Patent Publication No. 10-1047919 B (2011.07.04. Announcement)

(선행기술 2) 한국 등록특허공보 10-1721388 B (2017.03.23. 공고)(Prior art 2) Korean Patent Publication No. 10-1721388 B (2017.03.23. Announcement)

본 명세서가 해결하고자 하는 과제는, 발전 장치에 가해지는 알짜 토크를 감소시켜 분실 및 파손의 위험을 감소시킬 수 있는 발전 장치를 제공하는 것이다.An object to be solved by the present specification is to provide a power generation device capable of reducing the risk of loss and damage by reducing the net torque applied to the power generation device.

또한, 스테이터에 대한 로터의 회전률을 향상시켜 발전 효율을 증가시킬 수 있는 발전 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a power generation device capable of increasing power generation efficiency by improving a rotation rate of a rotor with respect to a stator.

또한, 단순한 구조를 통해 제조 비용을 감소시키고, 제조 공정이 용이한 발전 장치를 제공하는 것이다.In addition, it is to provide a power generation device that reduces the manufacturing cost through a simple structure and the manufacturing process is easy.

상기 과제를 달성하기 위한 본 명세서의 일 면(aspect)에 따른 발전 장치는 축 방향으로 연장 형성되는 제1 샤프트; 상기 축 방향으로 연장 형성되고, 상기 제1 샤프트의 반경 방향 외측에 형성되는 제2 샤프트; 상기 제1 샤프트에 결합되는 제1 회전체; 상기 제1 회전체의 상기 축 방향 후방에 배치되고, 상기 제2 샤프트에 결합되는 제2 회전체; 상기 제2 회전체의 상기 축 방향 후방에 배치되고, 상기 제1 샤프트 및 상기 제2 샤프트 중 어느 하나에 결합되는 로터; 및 상기 로터의 상기 축 방향 전방 및 후방 중 적어도 어느 하나와 상기 로터의 반경 방향 외측에 형성되고, 상기 제1 샤프트 및 상기 제2 샤프트 중 다른 하나에 결합되는 스테이터를 포함할 수 있다.A power generation device according to an aspect of the present specification for achieving the above object includes a first shaft extending in the axial direction; a second shaft extending in the axial direction and formed radially outside the first shaft; a first rotating body coupled to the first shaft; a second rotating body disposed behind the first rotating body in the axial direction and coupled to the second shaft; a rotor disposed behind the second rotating body in the axial direction and coupled to any one of the first shaft and the second shaft; and a stator formed outside at least one of the axial front and rear of the rotor and the rotor in a radial direction, and coupled to the other one of the first shaft and the second shaft.

이를 통해, 발전 장치에 작용하는 알짜 토크를 감소시켜 분실 및 파손의 위험을 감소시킬 수 있다.Through this, it is possible to reduce the net torque acting on the power generation device, thereby reducing the risk of loss and damage.

또한, 로터의 스테이터에 대한 회전률을 향상시켜 발전 효율을 증가시킬 수 있다.In addition, it is possible to increase the power generation efficiency by improving the rotation rate of the rotor with respect to the stator.

또한, 단순한 구조를 통해 제조 비용을 감소시키고, 제조 공정이 용이해질 수 있다.In addition, the simple structure may reduce the manufacturing cost and facilitate the manufacturing process.

또한, 상기 스테이터는 상기 로터의 반경 방향 외측에 형성되는 몸체부와, 상기 몸체부의 상기 축 방향 후단에서 반경 방향 내측으로 연장 형성되는 연결부를 포함할 수 있다.In addition, the stator may include a body portion formed outside the rotor in a radial direction, and a connection portion extending radially inward from the rear end of the body portion in the axial direction.

또한, 상기 연결부가 상기 제1 샤프트에 결합되고, 상기 로터가 상기 제2 샤프트에 결합될 수 있다.In addition, the connection part may be coupled to the first shaft, and the rotor may be coupled to the second shaft.

또한, 상기 발전 장치는 상기 스테이터와 상기 로터를 수용하는 하우징을 포함하고, 상기 스테이터가 상기 하우징에 대하여 상기 축을 중심으로 회전할 수 있다.In addition, the power generation device may include a housing accommodating the stator and the rotor, and the stator may rotate with respect to the housing about the axis.

또한, 상기 제1 및 제2 회전체가 상기 축을 중심으로 회전하고, 상기 스테이터가 상기 제1 회전체의 회전에 대응하여 회전하고, 상기 로터가 상기 제2 회전체의 회전에 대응하여 회전할 수 있다.In addition, the first and second rotating bodies rotate about the axis, the stator rotates in response to the rotation of the first rotating body, and the rotor rotates in response to the rotation of the second rotating body have.

한편, 상기 스테이터는 상기 로터의 반경 방향 외측에 형성되는 몸체부와, 상기 몸체부의 상기 축 방향 전단에서 반경 방향 내측으로 연장 형성되는 연결부를 포함할 수 있다.Meanwhile, the stator may include a body portion formed outside the rotor in a radial direction, and a connection portion extending radially inward from the front end of the body portion in the axial direction.

또한, 상기 연결부가 상기 제2 샤프트와 결합되고, 상기 로터가 상기 제1 샤프트와 결합될 수 있다.In addition, the connection part may be coupled to the second shaft, and the rotor may be coupled to the first shaft.

또한, 상기 발전 장치는 상기 스테이터와 상기 로터를 수용하는 하우징을 포함하고, 상기 스테이터가 상기 하우징에 대하여 상기 축을 중심으로 회전할 수 있다.In addition, the power generation device may include a housing accommodating the stator and the rotor, and the stator may rotate with respect to the housing about the axis.

또한, 상기 제1 및 제2 회전체가 상기 축을 중심으로 회전하고, 상기 로터는 상기 제1 회전체의 회전에 대응하여 회전하고, 상기 스테이터는 상기 제2 회전체의 회전에 대응하여 회전할 수 있다.In addition, the first and second rotating bodies rotate about the axis, the rotor rotates in response to the rotation of the first rotating body, and the stator rotates in response to the rotation of the second rotating body. have.

또한, 상기 제1 및 제2 회전체가 임펠러로 형성되고, 상기 제1 및 제2 회전체는 각각 복수의 블레이드로 이루어진 제1 블레이드 세트와 제2 블레이드 세트를 포함하고, 상기 제1 블레이드 세트의 프로파일과 상기 제2 블레이드 세트의 프로파일이 각각 상기 제1 및 제2 회전체가 서로 반대 방향으로 회전하도록 형성될 수 있다.In addition, the first and second rotating bodies are formed as impellers, and the first and second rotating bodies each include a first blade set and a second blade set composed of a plurality of blades, and of the first blade set A profile and a profile of the second blade set may be formed so that the first and second rotating bodies rotate in opposite directions to each other, respectively.

또한, 상기 제2 회전체의 반경이 상기 제1 회전체의 반경보다 클 수 있다.In addition, a radius of the second rotating body may be greater than a radius of the first rotating body.

상기 과제를 달성하기 위한 본 명세서의 다른 일 면(aspect)에 따른 발전 장치는 축 방향으로 연장 형성되는 제1 샤프트; 상기 축 방향으로 연장 형성되고, 상기 제1 샤프트의 반경 방향 외측에 형성되는 제2 샤프트; 상기 제1 샤프트에 결합되는 제1 회전체; 상기 제1 회전체의 상기 축 방향 후방에 배치되고, 상기 제2 샤프트에 결합되는 제2 회전체; 상기 제2 회전체의 상기 축 방향 후방에 배치되고, 상기 제2 샤프트에 결합되는 제2 로터; 상기 제2 로터의 상기 축 방향 후방에 배치되고, 상기 제1 샤프트에 결합되는 제1 로터; 및 상기 제1 및 제2 로터의 반경 방향 외측에 각각 형성되는 제1 및 제2 스테이터를 포함할 수 있다.A power generation device according to another aspect of the present specification for achieving the above object includes a first shaft extending in the axial direction; a second shaft extending in the axial direction and formed radially outside the first shaft; a first rotating body coupled to the first shaft; a second rotating body disposed behind the first rotating body in the axial direction and coupled to the second shaft; a second rotor disposed behind the second rotating body in the axial direction and coupled to the second shaft; a first rotor disposed behind the second rotor in the axial direction and coupled to the first shaft; and first and second stators respectively formed outside the first and second rotors in a radial direction.

또한, 상기 제1 및 제2 회전체가 상기 축을 중심으로 회전하고, 상기 제1 로터가 상기 제1 회전체의 회전에 대응하여 회전하고, 상기 제2 로터가 상기 제2 회전체의 회전에 대응하여 회전할 수 있다.In addition, the first and second rotating bodies rotate about the axis, the first rotor rotates in response to the rotation of the first rotating body, and the second rotor corresponds to the rotation of the second rotating body so it can be rotated

또한, 상기 제1 및 제2 회전체가 임펠러로 형성되고, 상기 제1 및 제2 회전체는 각각 복수의 블레이드로 이루어진 제1 블레이드 세트와 제2 블레이드 세트를 포함하고, 상기 제1 블레이드 세트의 프로파일과 상기 제2 블레이드 세트의 프로파일이 각각 상기 제1 및 제2 회전체가 서로 반대 방향으로 회전하도록 형성될 수 있다.In addition, the first and second rotating bodies are formed as impellers, and the first and second rotating bodies each include a first blade set and a second blade set composed of a plurality of blades, and of the first blade set A profile and a profile of the second blade set may be formed so that the first and second rotating bodies rotate in opposite directions to each other, respectively.

또한, 상기 제2 회전체의 반경이 상기 제1 회전체의 반경보다 클 수 있다.In addition, a radius of the second rotating body may be greater than a radius of the first rotating body.

본 명세서를 통해, 발전 장치에 작용하는 알짜 토크를 감소시켜 분실 및 파손의 위험을 감소시킬 수 있는 발전 장치를 제공할 수 있다.Through the present specification, it is possible to provide a power generation device capable of reducing the risk of loss and damage by reducing the net torque acting on the power generation device.

또한, 스테이터에 대한 로터의 회전률을 향상시켜 발전 효율을 증가시킬 수 있는 발전 장치를 제공할 수 있다.In addition, it is possible to provide a power generation device capable of increasing power generation efficiency by improving the rotation rate of the rotor with respect to the stator.

또한, 단순한 구조를 통해 제조 비용을 감소시키고, 제조 공정이 용이한 발전 장치를 제공할 수 있다.In addition, it is possible to provide a power generation device that reduces manufacturing cost and has an easy manufacturing process through a simple structure.

도 1은 본 명세서의 일 실시예에 따른 발전 장치의 사시도이다.
도 2는 본 명세서의 일 실시예에 따른 발전 장치를 다른 각도에서 본 사시도이다.
도 3은 본 명세서의 일 실시예에 따른 발전 장치의 측면도이다.
도 4는 본 명세서의 일 실시예에 따른 발전 장치의 분해사시도이다.
도 5는 본 명세서의 일 실시예에 따른 발전 장치의 도 1의 X-X' 단면도이다.
도 6은 본 명세서의 다른 실시예에 따른 발전 장치의 분해사시도이다.
도 7은 본 명세서의 다른 실시예에 따른 발전 장치의 도 1의 X-X' 단면도이다.
도 8은 본 명세서의 또 다른 실시예에 따른 발전 장치의 분해사시도이다.
도 9는 본 명세서의 또 다른 실시예에 따른 발전 장치의 도 1의 X-X' 단면도이다.
도 10은 본 명세서의 일 실시예에 따른 발전 장치의 동작도이다.
도 11은 본 명세서의 다른 실시예에 따른 발전 장치의 동작도이다.
도 12는 본 명세서의 또 다른 실시예에 따른 발전 장치의 동작도이다.1 is a perspective view of a power generation device according to an embodiment of the present specification.
2 is a perspective view of the power generation device according to an embodiment of the present specification viewed from another angle.
3 is a side view of a power generation device according to an embodiment of the present specification.
4 is an exploded perspective view of a power generation device according to an embodiment of the present specification.
Figure 5 is a cross-sectional view XX' of Figure 1 of the power generation device according to an embodiment of the present specification.
6 is an exploded perspective view of a power generation device according to another embodiment of the present specification.
7 is a cross-sectional view XX' of FIG. 1 of a power generation device according to another embodiment of the present specification.
8 is an exploded perspective view of a power generation device according to another embodiment of the present specification.
9 is a cross-sectional view XX′ of FIG. 1 of a power generation device according to another embodiment of the present specification.
10 is an operation diagram of a power generation device according to an embodiment of the present specification.
11 is an operation diagram of a power generation device according to another embodiment of the present specification.
12 is an operation diagram of a power generation device according to another embodiment of the present specification.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서(discloser)에 개시된 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments disclosed in the present specification (discloser) will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same or similar components are assigned the same reference numbers regardless of reference numerals, and redundant description thereof will be omitted.

본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In the description of the embodiments disclosed herein, when a component is referred to as being “connected” or “connected” to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but It should be understood that other components may exist in between.

또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 명세서의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.In addition, in describing the embodiments disclosed in the present specification, if it is determined that detailed descriptions of related known technologies may obscure the gist of the embodiments disclosed in the present specification, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the accompanying drawings are only for easy understanding of the embodiments disclosed in the present specification, and the technical spirit disclosed in this specification is not limited by the accompanying drawings, and all changes included in the spirit and scope of the present specification , should be understood to include equivalents or substitutes.

한편, 명세서(discloser)의 용어는 document, specification, description 등의 용어로 대체할 수 있다.On the other hand, the terms of the specification (discloser) can be replaced with terms such as document, specification, description.

도 1은 본 명세서의 일 실시예에 따른 발전 장치(100)의 사시도이다. 도 2는 본 명세서의 일 실시예에 따른 발전 장치(100)를 다른 각도에서 본 사시도이다. 도 3은 본 명세서의 일 실시예에 따른 발전 장치(100)의 측면도이다. 도 4는 본 명세서의 일 실시예에 따른 발전 장치(100)의 분해사시도이다. 도 5는 본 명세서의 일 실시예에 따른 발전 장치(100)의 도 1의 X-X' 단면도이다.1 is a perspective view of a power generation device 100 according to an embodiment of the present specification. 2 is a perspective view of the power generation device 100 according to an embodiment of the present specification viewed from another angle. 3 is a side view of the power generation device 100 according to an embodiment of the present specification. 4 is an exploded perspective view of the power generation device 100 according to an embodiment of the present specification. 5 is a cross-sectional view taken along line X-X' of FIG. 1 of the power generation device 100 according to an embodiment of the present specification.

이하, 본 명세서에 따른 발전 장치(100)는 유체로 인해 터빈부(120)가 회전하고, 이에 따라 로터(141)가 스테이터(142)에 대해 상대적으로 회전하며 유도 전력을 형성하는 발전 장치(100)를 예로 들어 설명한다.Hereinafter, in the power generation device 100 according to the present specification, the turbine unit 120 rotates due to the fluid, and accordingly, the rotor 141 rotates relatively with respect to the stator 142 and the power generation device 100 forms induction power ) as an example.

발전 장치(100)의 터빈은 유체의 흐름(S)으로 인한 역학적 에너지에 의해 회전할 수 있다. 이 때, 유체의 흐름(S)으로 인한 역학적 에너지는 수력 에너지, 풍력 에너지, 또는 증기 에너지일 수 있다.The turbine of the power generation device 100 may rotate by mechanical energy due to the flow S of the fluid. At this time, the mechanical energy due to the flow S of the fluid may be hydraulic energy, wind energy, or steam energy.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 따른 발전 장치(100)는 터빈부(120), 하우징(110) 및 샤프트부(130)를 포함할 수 있으나, 이 중 일부의 구성을 제외하고 실시될 수도 있고, 이 외 추가적인 구성을 배제하지도 않는다.1 to 3 , the power generation device 100 according to an embodiment of the present specification may include a turbine unit 120 , a housing 110 , and a shaft unit 130 , but some of these components It may be implemented except for, and does not exclude additional configurations other than this.

발전 장치(100)는 하우징(110)을 포함할 수 있다. 축 방향 전방과 후방에 각각 윗면과 밑면이 형성되는 원통 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 발전 장치(100)의 내부 부품들은 하우징(110)에 의해 형성되는 내부 공간에 수용될 수 있다. 하우징(110)은 로터(141), 스테이터(142), 전력변환부(150), 배터리(160) 등의 내부 부품들을 감싸도록 형성될 수 있다. 그러나, 도 1 내지 도 3에서 도시하는 바와 달리, 발전 장치(100)의 내부 부품들의 형상에 따라 하우징(110)의 형상을 변형될 수 있다.The power generation device 100 may include a housing 110 . It may be formed in a cylindrical shape in which an upper surface and a lower surface are respectively formed in the front and rear in the axial direction. That is, the internal components of the power generation device 100 may be accommodated in an internal space formed by the housing 110 . The housing 110 may be formed to surround internal components such as the rotor 141 , the stator 142 , the power conversion unit 150 , and the battery 160 . However, unlike shown in FIGS. 1 to 3 , the shape of the housing 110 may be changed according to the shapes of internal components of the power generation device 100 .

하우징(110)의 축 방향 전방과 후방에 각각 전면과 후면이 형성될 수 있다. 다만, 하우징(110)의 축 방향 전면은 제1 샤프트(131)와 제2 샤프트(132)를 노출시키기 위해 반경 방향 중앙 영역이 개구되어 있을 수 있다. 또한 하우징(110)의 축 방향 후면은 연결 포트(170)를 노출시키기 위해 반경 방향 중앙 영역이 개구되어 있을 수 있다. Front and rear surfaces may be respectively formed on the front and rear surfaces of the housing 110 in the axial direction. However, the front surface of the housing 110 in the axial direction may have an open radial central region to expose the first shaft 131 and the second shaft 132 . In addition, the axial rear surface of the housing 110 may have an open radial central region to expose the connection port 170 .

하우징(110)은 축 방향으로 서로 결합 및 분리 가능하도록 형성되는 제1 하우징(111)과 제2 하우징(112)을 포함할 수 있다. 제1 하우징(111)과 제2 하우징(112)은 하우징(110)의 축 방향 중앙 영역에서 서로 결합 분리될 수 있다. 하우징(110)은 발전 장치(100)의 내부 부품들을 제1 하우징(111)과 제2 하우징(112)의 내부에 배치하고, 제1 하우징(111)과 제2 하우징(112)을 서로 결합하는 방식을 통해 내부 부품들을 수용할 수 있다. The housing 110 may include a first housing 111 and a second housing 112 that are formed to be coupled and separated from each other in the axial direction. The first housing 111 and the second housing 112 may be coupled and separated from each other in the central region in the axial direction of the housing 110 . The housing 110 arranges the internal components of the power generation device 100 in the first housing 111 and the second housing 112, and combines the first housing 111 and the second housing 112 with each other. way to accommodate the internal components.

본 명세서에 따른 발전 장치(100)는 공기 중에서뿐만 아니라 물 속에서 실시되는 것을 배제하지 않는다. 따라서, 하우징(110) 내부로 습기를 막기 위한 구성이 필요할 수 있다. 하우징(110) 내부로 습기가 유입되면 배터리(160) 등의 내부 구성의 오작동이 유발되거나 방전될 수 있다. The power generation device 100 according to the present specification does not exclude being implemented in water as well as in air. Accordingly, a configuration for preventing moisture into the housing 110 may be required. When moisture flows into the housing 110 , a malfunction of the internal components of the battery 160 , etc. may be induced or discharged.

하우징(110) 내부로 습기가 유입되는 것을 방지하기 위해, 하우징(110)은 제1 하우징(111)과 제2 하우징(112)의 결합 부위에 링 형태의 실링 부재(미도시)를 포함할 수 있다. 또한, 하우징(110)은 전면의 샤프트 노출을 위한 개구부에 실링 부재(미도시)를 포함할 수 있다. 여기서, 실링 부재(미도시)는 개스킷(gasket) 등이 적용될 수 있다. 실링 부재(미도시)가 수밀 구조를 형성함에 따라 샤프트부(130)와 하우징(110) 사이의 틈으로 습기가 유입되는 것을 막을 수 있다.In order to prevent moisture from entering the housing 110 , the housing 110 may include a ring-shaped sealing member (not shown) at the coupling portion between the first housing 111 and the second housing 112 . have. In addition, the housing 110 may include a sealing member (not shown) in the opening for exposing the shaft on the front side. Here, as the sealing member (not shown), a gasket or the like may be applied. As the sealing member (not shown) forms a watertight structure, it is possible to prevent moisture from entering into a gap between the shaft part 130 and the housing 110 .

발전 장치(100)는 터빈부(120)를 포함할 수 있다. 터빈부(120)는 하우징(110)의 축 방향 전방에 배치될 수 있다. 즉, 유체가 흐르는 방향을 마주보는 위치에 배치될 수 있다. 이를 통해, 터빈부(120)의 전방에는 유체의 흐름(S)에 대해 엄폐물이 없으므로, 유체의 역학적 에너지를 효율적으로 추출할 수 있다.The power generation device 100 may include a turbine unit 120 . The turbine unit 120 may be disposed in an axial direction of the housing 110 . That is, it may be disposed at a position facing the direction in which the fluid flows. Through this, since there is no cover for the flow (S) of the fluid in front of the turbine unit 120, it is possible to efficiently extract the mechanical energy of the fluid.

터빈부(120)는 제1 회전체(121)와 제2 회전체(122)를 포함할 수 있다. 제2 회전체(122)는 제1 회전체(121)의 축 방향 후방에 배치될 수 있다. 제1 회전체(121)와 제2 회전체(122)는 같은 축을 중심으로 회전할 수 있다. 발전 장치(100) 전체에 작용하는 알짜 토크를 감소시키기 위해 제1 회전체(121)와 제2 회전체(122)는 서로 반대 방향으로 회전할 수 있다. The turbine unit 120 may include a first rotating body 121 and a second rotating body 122 . The second rotating body 122 may be disposed at the rear of the first rotating body 121 in the axial direction. The first rotating body 121 and the second rotating body 122 may rotate about the same axis. In order to reduce the net torque acting on the entire power generation device 100 , the first rotating body 121 and the second rotating body 122 may rotate in opposite directions.

구체적으로, 터빈부(120)에 의해 로터(141)가 회전하기 시작하면 유도 전류가 발생할 수 있다. 그러나, 유도 전류로 인해 전기자 자속(armature flux)이 발생하게 되고, 전기자 자속은 스테이터(142)의 영구 자석 또는 전자석의 주 자속(main flux)에 영향을 미쳐 전기자 반작용(armature reaction)을 발생시킬 수 있다. 이러한 전기자 반작용은 로터(141)가 회전하려는 방향의 반대 방향으로 반발력을 형성할 수 있다. 이로 인해, 임펠러는 하우징(110) 등의 본체 부분과 분리되어 자유롭게 회전하지 못하고, 본체 부분은 전기자 반발력의 반작용에 의한 토크(torque, 회전력)를 받을 수 있다. 발전 장치(100) 전체에 일정 수준 이상의 토크가 작용하면, 발전 장치(100)가 바닥에서 이탈할 수 있어 분실의 위험 및 이로 인한 내구성 저하에 대한 문제가 생길 수 있다. 또한, 토크로 인해 하우징(110)이 움직임에 따라 스테이터(142)에 대한 로터(141)의 회전률이 저하되어 발전 효율이 감소할 수 있다.Specifically, when the rotor 141 starts to rotate by the turbine unit 120 , an induced current may be generated. However, due to the induced current, an armature flux is generated, and the armature flux affects the permanent magnet or the main flux of the electromagnet of the stator 142 to cause an armature reaction. have. Such an armature reaction may form a repulsive force in a direction opposite to the direction in which the rotor 141 intends to rotate. For this reason, the impeller is separated from the main body portion such as the housing 110 and cannot rotate freely, and the main body portion may receive a torque (torque, rotational force) due to the reaction of the armature repulsive force. When more than a certain level of torque is applied to the entire power generation device 100, the power generation device 100 may be separated from the floor, thereby causing a risk of loss and deterioration of durability. In addition, as the housing 110 moves due to the torque, the rotation rate of the rotor 141 with respect to the stator 142 may be reduced, thereby reducing power generation efficiency.

이를 방지하기 위해, 터빈부(120)가 복수의 회전체를 포함하고, 복수의 회전체의 회전 방향을 조정하여 발전 장치(100) 전체에 작용하는 알짜(net) 토크를 감소시킬 수 있다. 일 예로, 본 명세서의 일 실시예에 따른 발전 장치(100)와 같이, 터빈부(120)는 제1 회전체(121)와 제2 회전체(122)를 포함하고, 제1 회전체(121)와 제2 회전체(122)는 동축 반전 회전을 할 수 있다.In order to prevent this, the turbine unit 120 includes a plurality of rotating bodies, and by adjusting the rotation directions of the plurality of rotating bodies, it is possible to reduce the net torque acting on the power generation device 100 as a whole. For example, like the power generation device 100 according to an embodiment of the present specification, the turbine unit 120 includes a first rotating body 121 and a second rotating body 122 , and a first rotating body 121 . ) and the second rotating body 122 may perform coaxial inversion rotation.

발전 장치(100)에 작용하는 알짜 토크를 감소시키면 발전 장치(100) 자체가 토크에 의해 지정된 위치에서 이탈하는 문제를 방지할 수 있고, 이로 인한 분실의 위험 및 내구성 저하의 문제를 방지할 수 있다. 또한, 본체 부분에 토크가 작용함으로 인해 로터(141)의 스테이터(142)에 대한 회전률 저하를 방지하여 발전 효율을 향상시킬 수 있다.If the net torque acting on the power generation device 100 is reduced, it is possible to prevent the problem that the power generation device 100 itself deviates from the position specified by the torque, thereby preventing the risk of loss and deterioration of durability. . In addition, due to the torque acting on the body portion, it is possible to prevent a decrease in the rotation rate of the rotor 141 with respect to the stator 142 to improve the power generation efficiency.

제1 회전체(121)와 제2 회전체(122)는 임펠러(impeller)로 형성될 수 있다. 제1 회전체(121)는 반경 방향 중앙 영역에서 제1 샤프트(131)와 결합되는 제1 허브(121b)와, 제1 허브(121b)에서 반경 방향 외측에 형성되는 복수의 블레이드를 포함하는 제1 블레이드 세트(121a)를 포함할 수 있다. 제2 회전체(122)는 반경 방향 중앙 영역에서 제2 샤프트(132)와 결합되는 제2 허브(122b)와, 제2 허브(122b)에서 반경 방향 외측에 형성되는 복수의 블레이드를 포함하는 제2 블레이드 세트(122a)를 포함할 수 있다.The first rotating body 121 and the second rotating body 122 may be formed as an impeller. The first rotating body 121 includes a first hub 121b coupled to the first shaft 131 in a radial central region, and a plurality of blades formed radially outwardly from the first hub 121b. One blade set 121a may be included. The second rotating body 122 includes a second hub 122b coupled to the second shaft 132 in a radial central region, and a plurality of blades formed radially outward from the second hub 122b. It may include a two-blade set 122a.

제1 블레이드 세트(121a)의 각각의 블레이드 프로파일과 제2 블레이드 세트(122a)의 각각의 블레이드 프로파일은 서로 유체가 흐르는 방향에 대해 반대 방향으로 기울어져 있을 수 있다. 이를 통해 제1 회전체(121)와 제2 회전체(122)가 동일한 유체의 흐름(S)에 대해 서로 반대 방향으로 회전할 수 있다.Each blade profile of the first blade set 121a and each blade profile of the second blade set 122a may be inclined in opposite directions with respect to the direction in which the fluid flows. Through this, the first rotating body 121 and the second rotating body 122 may rotate in opposite directions with respect to the flow S of the same fluid.

일반적으로 유체가 회전체를 지나게 되면 회전체의 후방에서 와류(turbulence)를 형성할 수 있다. 일 예로, 본 명세서의 일 실시예에 따른 발전 장치(100)에서 제1 회전체(121)를 통과한 유체는 제1 회전체(121)의 축 방향 후방에서 와류를 형성할 수 있다. 이 경우, 제2 회전체(122)에 제1 회전체(121)가 받는 회전력만큼의 회전력을 받기 어려울 수 있다. 다시 말해, 유체의 역학적 에너지가 제1 회전체(121)에 의해 일부 추출됨에 따라, 제2 회전체(122)가 추출할 수 있는 유체의 역학적 에너지는 감소된다. 이로 인해, 제1 회전체(121)와 제2 회전체(122)가 받는 회전력의 불균형이 발생하고, 발전 장치(100)에 작용하는 알짜 토크를 제거 및/또는 감소시키려는 본 명세서의 목적 달성에 지장이 생길 수 있다.In general, when the fluid passes through the rotating body, a turbulence may be formed at the rear of the rotating body. For example, the fluid passing through the first rotating body 121 in the power generation device 100 according to an embodiment of the present specification may form a vortex in the axial direction rear of the first rotating body 121 . In this case, it may be difficult to receive a rotational force equal to the rotational force that the first rotational body 121 receives from the second rotational body 122 . In other words, as the mechanical energy of the fluid is partially extracted by the first rotating body 121 , the mechanical energy of the fluid that can be extracted by the second rotating body 122 is reduced. Due to this, an imbalance of the rotational force received by the first rotating body 121 and the second rotating body 122 occurs, and to achieve the purpose of the present specification to remove and/or reduce the net torque acting on the power generation device 100 It can be disruptive.

이러한 문제를 해결하기 위해 제1 회전체(121) 및 제2 회전체(122)는 다음과 같이 형성될 수 있다.In order to solve this problem, the first rotating body 121 and the second rotating body 122 may be formed as follows.

제1 회전체(121)의 제1 블레이드 세트(121a) 및 제2 회전체(122)의 제2 블레이드 세트(122a) 중 어느 하나는 짝수의 동일 이격 블레이드로 형성되고, 다른 하나는 홀수의 동일 이격 블레이드로 형성될 수 있다. 이로 인해, 하나의 블레이드 세트가 발전 사이클 내에서 다른 블레이드 세트에 완전히 가려지지 않도록 할 수 있고, 제1 회전체(121)의 축 방향으로 후방에 배치되는 제2 회전체(122)에 도달하는 유체의 역학적 에너지 손실을 감소시킬 수 있다. Any one of the first blade set 121a of the first rotating body 121 and the second blade set 122a of the second rotating body 122 is formed of an even number of equally spaced blades, and the other is an odd number of identically spaced blades. It can be formed with spaced blades. Due to this, it is possible to prevent one blade set from being completely obscured by the other blade set within the power generation cycle, and the fluid reaching the second rotating body 122 disposed rearward in the axial direction of the first rotating body 121 . can reduce the mechanical energy loss of

한편, 제1 회전체(121)가 받는 회전력과 제2 회전체(122)가 받는 회전력의 불균형을 해소하기 위해, 제2 블레이드 세트(122a)의 블레이드 개수가 제1 블레이드 세트(121a)의 블레이드 개수보다 많은 것이 바람직할 수 있다. 일 예로, 제1 블레이드 세트(121a)의 블레이드 개수는 3개로 형성되고 제2 블레이드 세트(122a)의 블레이드 개수는 4개로 형성될 수 있다.On the other hand, in order to solve the imbalance of the rotational force received by the first rotating body 121 and the rotating force received by the second rotating body 122, the number of blades of the second blade set 122a is the number of blades of the first blade set 121a. More than the number may be desirable. For example, the number of blades of the first blade set 121a may be formed to be three, and the number of blades of the second blade set 122a may be formed to be four.

제2 회전체(122)의 반경(R2)이 제1 회전체(121)의 반경(R1)보다 크게 형성될 수 있다. 제2 회전체(122)의 반경(R2)이 제1 회전체(121)의 반경(R1)보다 크면 제1 회전체(121)를 거치지 않고 제2 회전체(122)에 바로 도달할 수 있는 유체의 흐름(S)이 생길 수 있다. 즉, 제1 회전체(121)보다 반경이 더 큰 부분을 통해 제1 회전체(121)로 인한 유체의 역학적 에너지의 손실을 보상할 수 있다.The radius R2 of the second rotating body 122 may be formed to be larger than the radius R1 of the first rotating body 121 . If the radius R2 of the second rotating body 122 is greater than the radius R1 of the first rotating body 121, it is possible to directly reach the second rotating body 122 without passing through the first rotating body 121. A flow S of fluid may occur. That is, it is possible to compensate for the loss of mechanical energy of the fluid due to the first rotating body 121 through the portion having a larger radius than the first rotating body 121 .

도 1 내지 도 12에서 도시는 바와 달리, 회전체는 샤프트와 대응되는 결합 수단을 포함하고, 유체의 역학적 에너지에 의해 회전 에너지를 형성할 수 있으면 어떠한 형상이라도 무방할 수 있다.1 to 12 , the rotating body includes a coupling means corresponding to the shaft, and may have any shape as long as the rotational energy can be formed by the mechanical energy of the fluid.

발전 장치(100)는 샤프트부(130)를 포함할 수 있다. 샤프트는 유체의 역학적 에너지를 통해 회전하는 터빈부(120)의 회전 에너지를 발전부(140)로 전달할 수 있다. 샤프트부(130)는 제1 샤프트(131)와 제2 샤프트(132)를 포함할 수 있다. The power generation device 100 may include a shaft unit 130 . The shaft may transmit the rotational energy of the turbine unit 120 rotating through the mechanical energy of the fluid to the power generation unit 140 . The shaft unit 130 may include a first shaft 131 and a second shaft 132 .

제1 샤프트(131)는 축 방향으로 연장 형성될 수 있다. 제2 샤프트(132)는 제1 샤프트(131)의 반경 방향 외측에서 축 방향으로 연장 형성될 수 있다. 즉, 제2 샤프트(132)는 원통 형상으로 형성될 수 있고, 제2 샤프트(132)의 반경 방향 내측에 제1 샤프트(131)가 배치될 수 있다. 그러나, 도 1 내지 도 3에서 도시하는 바와 달리, 제2 샤프트(132)는 원통 형상이 아니라, 제1 샤프트(131)의 반경 방향 외측에 배치되는 복수의 로드(rod)로 형성될 수 있다.The first shaft 131 may extend in an axial direction. The second shaft 132 may be formed to extend in the axial direction from the radially outer side of the first shaft 131 . That is, the second shaft 132 may be formed in a cylindrical shape, and the first shaft 131 may be disposed radially inside the second shaft 132 . However, unlike shown in FIGS. 1 to 3 , the second shaft 132 may not have a cylindrical shape, but may be formed of a plurality of rods disposed radially outside of the first shaft 131 .

제1 회전체(121)는 제1 샤프트(131)에 결합되고, 제2 회전체(122)는 제2 샤프트(132)에 결합될 수 있다. 제1 샤프트(131)는 제1 회전체(121)의 회전에 대응하여 회전할 수 있도록 제1 회전체(121)에 고정 결합될 수 있다. 제2 샤프트(132)도 제2 회전체(122)의 회전에 대응하여 회전할 수 있도록 제2 회전체(122)에 고정 결합될 수 있다.The first rotating body 121 may be coupled to the first shaft 131 , and the second rotating body 122 may be coupled to the second shaft 132 . The first shaft 131 may be fixedly coupled to the first rotating body 121 so as to rotate in response to the rotation of the first rotating body 121 . The second shaft 132 may also be fixedly coupled to the second rotating body 122 to rotate in response to the rotation of the second rotating body 122 .

이 때, 제2 회전체(122)는 제1 회전체(121)의 후방에 배치되고, 제1 회전체(121)와 제2 회전체(122)는 서로 독립적으로 회전할 수 있다. 이를 위해, 제1 샤프트(131)가 제2 샤프트(132)보다 축 방향 전방으로 더 돌출되어 형성되고, 제1 샤프트(131)의 전방 돌출된 부분에 제1 회전체(121)가 결합될 수 있다. 또한, 제1 샤프트(131)는 제2 회전체(122)를 가로질러 형성되므로 제2 회전체(122)의 제2 허브(122b)의 반경 방향 중앙 영역에는 제1 샤프트(131)가 통과할 수 있는 관통 홀이 형성될 수 있다. In this case, the second rotation body 122 is disposed behind the first rotation body 121 , and the first rotation body 121 and the second rotation body 122 may rotate independently of each other. To this end, the first shaft 131 is formed to protrude further in the axial direction than the second shaft 132 , and the first rotating body 121 may be coupled to the forward protruding portion of the first shaft 131 . have. In addition, since the first shaft 131 is formed across the second rotating body 122 , the first shaft 131 may pass in the radial central region of the second hub 122b of the second rotating body 122 . Through-holes that can be formed may be formed.

상술한 구조를 통해 제1 회전체(121)와 제2 회전체(122)는 서로의 회전 방향을 대응시키는 별도의 기어를 포함하지 않고 독립적으로 동축(coaxial) 회전할 수 있다. 또한, 단순한 구조의 동축 복합 회전 구조를 형성할 수 있으므로, 제조 공정이 용이해지고, 제조 비용이 감소할 수 있다.Through the above-described structure, the first rotating body 121 and the second rotating body 122 may independently coaxially rotate without including a separate gear corresponding to each other's rotation directions. In addition, since it is possible to form a coaxial complex rotation structure of a simple structure, the manufacturing process can be facilitated, and the manufacturing cost can be reduced.

발전 장치(100)는 커버(180)를 포함할 수 있다. 커버(180)는 하우징(110)의 후면에 형성될 수 있다. 제2 하우징(112)의 후면은 연결 포트(170)를 노출시키기 위한 개구부를 형성할 수 있다. 이 때, 커버(180)는 개구부를 가리도록 제2 하우징(112)에 결합될 수 있다. 일 예로, 커버(180)와 제2 하우징(112)은 서로 대응되는 나사산과 나사골을 구비하여 서로 나사 결합될 수 있다. 이 경우, 커버(180)의 후면에는 커버(180)를 회전시킬 수 있는 물체(예를 들어, 동전)의 삽입을 위함 홈(181)이 형성될 수 있다.The power generation device 100 may include a cover 180 . The cover 180 may be formed on the rear surface of the housing 110 . The rear surface of the second housing 112 may form an opening for exposing the connection port 170 . In this case, the cover 180 may be coupled to the second housing 112 to cover the opening. As an example, the cover 180 and the second housing 112 may be screw-coupled to each other by providing screw threads and screw troughs corresponding to each other. In this case, a groove 181 for inserting an object (eg, a coin) capable of rotating the cover 180 may be formed on the rear surface of the cover 180 .

제2 하우징(112) 후면의 연결 포트(170) 노출을 위한 개구부에 습기가 유입되는 것을 방지하기 위해, 커버(180)에 링 형상의 실리 부재(미도시)가 포함될 수 있다. 여기서 실링 부재(미도시)는 개스킷 등이 될 수 있다. In order to prevent moisture from entering the opening for exposing the connection port 170 on the rear surface of the second housing 112 , a ring-shaped seal member (not shown) may be included in the cover 180 . Here, the sealing member (not shown) may be a gasket or the like.

발전 장치(100)는 연결 포트(170)를 포함할 수 있다. 커버(180)를 제2 하우징(112)에서 분리하면 제2 하우징(112) 후면의 개구부를 통해 연결 포트(170)가 노출될 수 있다. 연결 포트(170)는 배터리(160)의 후면에 형성되고, 배터리(160)를 덮는 제2 하우징(112)의 후면 개구부를 통해 외부에 노출되는 것으로 이해할 수 있다.The power generation device 100 may include a connection port 170 . When the cover 180 is separated from the second housing 112 , the connection port 170 may be exposed through an opening on the rear surface of the second housing 112 . It can be understood that the connection port 170 is formed on the rear surface of the battery 160 and is exposed to the outside through the rear opening of the second housing 112 covering the battery 160 .

커버(180)는 제2 하우징(112)에 결합되어 있다가 연결 포트(170)에 케이블 등 전기적 연결을 위한 수단을 접속시킬 필요가 있을 때에만 선택적으로 제2 하우징(112)으로부터 분리될 수 있다. The cover 180 is coupled to the second housing 112 and can be selectively separated from the second housing 112 only when it is necessary to connect a means for electrical connection, such as a cable, to the connection port 170 . .

연결 포트(170)는 외부의 전기 기기와 전기적 연결을 위한 것이다. 연결 포트(170)는 전력 공급, 데이터 송수신 등의 용도, 전원 연결을 위한 용도로 사용될 수 있다. 연결 포트(170)는 연결 포트(170)는 USB(Universal Serial Bus) 포트(171)와 전원 연결 포트(172)를 포함할 수 있다. The connection port 170 is for electrical connection with an external electrical device. The connection port 170 may be used for power supply, data transmission/reception, and the like, and for power connection. The connection port 170 may include a universal serial bus (USB) port 171 and a power connection port 172 .

USB 포트(171)는 전력 공급과 데이터 송수신의 용도로 사용될 수 있다. USB 포트(171)에 USB 케이블을 연결하고 USB 케이블을 스마트폰이나 태블릿PC와 같은 외부의 이동 단말기에 연결하면, 발전 장치(100)에서 생산된 전력을 이동 단말기에 공급하여 이동 단말기를 충전할 수 있다. 도 2에서 도시하는 바와 달리, USB 포트(171) 이외에도 USB-C타입, 시거 잭 등 다양한 포트가 채택될 수 있다.The USB port 171 may be used for power supply and data transmission/reception. When a USB cable is connected to the USB port 171 and the USB cable is connected to an external mobile terminal such as a smartphone or tablet PC, the power generated by the power generation device 100 is supplied to the mobile terminal to charge the mobile terminal. have. 2 , in addition to the USB port 171 , various ports such as a USB-C type and a cigar jack may be employed.

전원 연결 포트(172)는 배터리(160)를 충전할 수 있다. 발전 장치(100)는 그 자체가 전기기기로 작동할 수 있으며, 전력을 필요로 하는 경우가 있을 수 있다. 이 경우에는 전원 연결 포트(172)에 케이블을 연결하고, 케이블을 콘센트에 꼽으면 발전 장치(100)의 배터리(160)를 충전할 수 있다.The power connection port 172 may charge the battery 160 . The power generation device 100 itself may operate as an electric device, and may require power in some cases. In this case, when a cable is connected to the power connection port 172 and the cable is plugged into an outlet, the battery 160 of the power generation device 100 can be charged.

본 명세서에 따른 일 실시예에서는 유체의 역학적 에너지로부터 변환한 전기 에너지를 배터리(160)에 저장하였다가, 전력이 필요한 시점에 배터리(160)로부터 저장된 전력을 공급하는 것을 설명한다. In one embodiment according to the present specification, it will be described that the electric energy converted from the mechanical energy of the fluid is stored in the battery 160 and the stored electric power is supplied from the battery 160 when electric power is needed.

그러나, 이와 달리, 발전부(140)에서 생산된 전력이 곧바로 이동 단말기 등에 공급될 수도 있다. 이 경우 발전 장치(100)는 배터리(160)를 포함하지 않을 수 있다. 발전부(140)에서 생산된 전력이 전력변환부(150)를 거쳐 곧바로 이동 단말기 등에 공급될 수도 있다. 이 때, 연결 포트(170)는 전력변환부(150)의 후면에 형성될 수 있다.However, unlike this, the power generated by the power generation unit 140 may be directly supplied to the mobile terminal or the like. In this case, the power generation device 100 may not include the battery 160 . Power generated by the power generation unit 140 may be directly supplied to the mobile terminal or the like through the power conversion unit 150 . At this time, the connection port 170 may be formed on the rear surface of the power conversion unit (150).

연결 포트(170)는 반드시 USB 포트(171)나 전원 연결 포트(172)에 한정되는 것은 아니고, 전력 공급, 데이터 송수신, 전원 공급 등을 포함한 기타 외부 기기와 전기적으로 연결이 필요한 형태라면 어떠한 것이든 채용될 수 있다.The connection port 170 is not necessarily limited to the USB port 171 or the power connection port 172, and may be any form that requires electrical connection with other external devices, including power supply, data transmission and reception, and power supply. can be hired

발전 장치(100)는 지지 부재(미도시)를 포함할 수 있다. 여기서 지지 부재(미도시)는 본 명세서의 발전 장치(100)가 유체 내부에서 일정한 위치에 고정되어 있도록 지지해주는 부재를 의미할 수 있다. The power generation device 100 may include a support member (not shown). Here, the support member (not shown) may mean a member that supports the power generation device 100 of the present specification so that it is fixed at a predetermined position in the fluid.

지지 부재(미도시)는 발전 장치(100)가 사용되는 환경에 따라 다양한 방식으로 형성될 수 있다. 일 예로, 발전 장치(100)의 지지 부재는 하우징(110)의 측면에 고정대 및 고정대의 하단에 고정대가 결합되는 지지대를 포함할 수 있다. 이 경우, 지지대(미도시) 바닥에 밀착되어 발전 장치(100)가 유체의 흐름(S)으로부터 고정될 수 있다. 반면, 발전 장치(100)는 지지대 없이 고정대가 곧바로 땅에 박힐 수 있도록 고정대가 앵커(anchor) 형상으로 형성될 수도 있다.The support member (not shown) may be formed in various ways depending on the environment in which the power generation device 100 is used. As an example, the support member of the power generation device 100 may include a support to which the fixing rod is coupled to the lower end of the fixing rod and the side surface of the housing 110 . In this case, the power generation device 100 may be fixed from the flow S of the fluid by being in close contact with the bottom of the support (not shown). On the other hand, the power generation device 100 may be formed in the form of an anchor so that the holder can be directly embedded in the ground without the support.

다른 예로, 발전 장치(100)는 터빈부(120)의 반경 방향 외측으로 터빈부(120)에서 일정 간격 이격되어 형성되는 지지 부재(미도시)를 포함할 수 있다. 지지 부재(미도시)는 터빈부(120)의 반경 방향 외측에 배치되는 지지틀과, 지지틀로부터 축 방향 후방 및 반경 방향 내측으로 연장 형성되는 지지 살대와, 지지 살대와 결합되고, 발전 장치(100)의 하우징(110) 측면에 결합될 수 있는 결합대를 포함할 수 있다. 이러한 형상의 지지 부재(미도시)는 주변 지형 지물 등에 지지틀을 거치시킬 수 있도록 하여, 터빈부(120)가 회전하면서 주변 지형 지물과 간섭을 일으키는 것을 방지할 수 있다. 이러한 지지 부재(미도시)는 지지틀을 포함하지 않고 지지 살대가 곧바로 발전 장치(100)의 주변 지형 지물과 접촉하여 발전 장치(100)를 지지할 수도 있다.As another example, the power generation device 100 may include a support member (not shown) formed to be spaced apart from the turbine unit 120 in a radial direction outward of the turbine unit 120 . A support member (not shown) includes a support frame disposed on the radially outer side of the turbine unit 120, a support stem extending axially rearward and radially inward from the support frame, and coupled to the support stem, and the power generation device ( It may include a coupling bar that can be coupled to the side of the housing 110 of 100). A support member (not shown) having this shape may allow the support frame to be mounted on the surrounding topographical features and the like, thereby preventing the turbine unit 120 from interfering with the surrounding topographical features while rotating. Such a support member (not shown) may support the power generation device 100 by directly contacting the surrounding terrain features of the power generation device 100 without including a support frame.

지지 부재(미도시)는 이상 설명한 지지 부재 외에도, 끈의 장력을 이용하여 주변 지형 지물과 고정을 하는 등 주변 환경에 따라 다양하게 형성될 수 있다.In addition to the support member described above, the support member (not shown) may be formed in various ways according to the surrounding environment, such as fixing with the surrounding terrain features by using the tension of the string.

발전 장치(100)는 토크 컨버터(미도시)를 포함할 수 있다. 토크 컨버터(미도시)는 하우징(110) 내부에서 발전부(140)의 축 방향 전방에 배치될 수 있다. 토크 컨버터(미도시)의 내부는 적정 기어비로 조합되어 있는 복수의 기어들을 포함할 수 있다. 토크 컨버터(미도시)는 복수의 기어의 기어비 조합으로 터빈부(120)로부터 인가되는 회전의 회전수를 적정한 수준으로 변환하는 역할을 할 수 있다.The power generation device 100 may include a torque converter (not shown). A torque converter (not shown) may be disposed in front of the power generation unit 140 in the axial direction inside the housing 110 . The inside of the torque converter (not shown) may include a plurality of gears combined with an appropriate gear ratio. The torque converter (not shown) may serve to convert the number of rotations applied from the turbine unit 120 to an appropriate level by a combination of gear ratios of a plurality of gears.

토크 컨버터(미도시)는 높은 증속비를 제공하면서 증감속이 용이한 유성기어 타입일 수 있다. 토크 컨버터(미도시)는 터빈부(120)에서 회전을 부여받아 회전수를 증대시켜 발전부(140)로 변환된 회전을 부여할 수 있다. 예를 들어, 기어비를 높이면 토크 컨버터(미도시)에 인가되는 회전의 회전수보다 발전부(140)에 부여되는 회전수가 더 커질 수 있다. 그러나, 이 경우 발전부(140)에 작용하는 토크가 감소할 수 있다. 반대로 기어비를 낮추면 토크 컨버터(미도시)에 인가되는 회전의 회전수보다 발전부(140)에 부여되는 회전수가 더 작아질 수 있다. 그러나, 이 경우 발전부(140)에 작용하는 토크가 증가할 수 있다. 이와 같이, 토크 컨버터(미도시)를 이용하면 발전에 필요한 적정한 회전수 및 토크를 설정할 수 있다.The torque converter (not shown) may be a planetary gear type that provides a high speed increase ratio and facilitates acceleration/deceleration. The torque converter (not shown) may receive rotation from the turbine unit 120 and increase the number of rotations to provide the converted rotation to the power generation unit 140 . For example, if the gear ratio is increased, the number of rotations applied to the power generation unit 140 may be greater than the number of rotations applied to the torque converter (not shown). However, in this case, the torque acting on the power generation unit 140 may be reduced. Conversely, when the gear ratio is lowered, the number of rotations applied to the power generation unit 140 may be smaller than the number of rotations applied to the torque converter (not shown). However, in this case, the torque acting on the power generation unit 140 may increase. In this way, when a torque converter (not shown) is used, it is possible to set an appropriate rotation speed and torque required for power generation.

이상 본 명세서의 일 실시예에 따른 발전 장치(100)의 구성에 대해서 설명했지만, 도 1 내지 도 3에 대한 설명은 이하 도 6 및 도 7에서 설명할 본 명세서의 다른 실시예에 따른 발전 장치(100)와, 도 8 및 도 9에서 설명할 본 명세서의 또 다른 실시예에 따른 발전 장치(100)에도 마찬가지로 적용될 수 있다. 다만, 하우징(110) 내부 구성에 따라 하우징(110)이 축 방향의 길이가 달라지거나 반경 등이 변경될 수 있다.Although the configuration of the power generation device 100 according to an embodiment of the present specification has been described above, the description of FIGS. 1 to 3 is a power generation device ( 100) and the power generation device 100 according to another embodiment of the present specification to be described with reference to FIGS. 8 and 9 may be similarly applied. However, depending on the internal configuration of the housing 110 , the length of the housing 110 in the axial direction may be changed or the radius thereof may be changed.

발전 장치(100)는 발전부(140), 전력변환부(150) 및 배터리(160)를 수용할 수 있다. 발전부(140), 전력변환부(150) 및 배터리(160)는 하우징(110) 내부에 수용될 수 있다. The power generation device 100 may accommodate the power generation unit 140 , the power conversion unit 150 , and the battery 160 . The power generation unit 140 , the power conversion unit 150 , and the battery 160 may be accommodated in the housing 110 .

발전 장치(100)는 발전부(140)를 포함할 수 있다. 발전부(140)는 제2 회전체(122)의 축 방향 후방에 배치될 수 있다. 또한, 하우징(110) 내부에서 축 방향 전방에 배치될 수 있다. 즉, 발전부(140)는 제1 하우징(111)의 내측 부분에 배치되고, 전력변환부(150), 배터리(160)는 제2 하우징(112)의 내측 부분에 배치될 수 있다. 이를 통해, 제1 하우징(111)과 제2 하우징(112)을 분리하였을 때 발전부(140)와 전력변환부(150), 배터리(160)를 안정적으로 분리할 수 있고, 전력변환부(150)와 배터리(160)의 교체를 용이하게 할 수 있다.The power generation device 100 may include a power generation unit 140 . The power generation unit 140 may be disposed at the rear of the second rotating body 122 in the axial direction. In addition, the housing 110 may be disposed in the front in the axial direction. That is, the power generation unit 140 may be disposed on the inner portion of the first housing 111 , and the power conversion unit 150 and the battery 160 may be disposed on the inner portion of the second housing 112 . Through this, when the first housing 111 and the second housing 112 are separated, the power generation unit 140, the power conversion unit 150, and the battery 160 can be stably separated, and the power conversion unit 150 ) and the replacement of the battery 160 can be facilitated.

터빈부(120)의 회전 에너지가 샤프트에 의해 발전부(140)로 전달되면, 발전부(140)에서 전력이 생산될 수 있다. 발전부(140)에서 생산된 전력은 전력변환부(150)로 전달되어 직류 전류로 변환된 후 배터리(160)에 저장될 수 있다.When the rotational energy of the turbine unit 120 is transferred to the power generation unit 140 by the shaft, power may be generated in the power generation unit 140 . The power generated by the power generation unit 140 may be transferred to the power conversion unit 150 , converted into direct current, and then stored in the battery 160 .

도 1 내지 도 5에서 설명하는 바와 달리, 발전부(140)에서 생산된 전력이 곧바로 이동 단말기 등에 공급될 수도 있다. 이 경우 발전 장치(100)는 배터리(160)를 포함하지 않을 수 있다. 발전부(140)에서 생산된 전력이 전력변환부(150)를 거쳐 곧바로 이동 단말기 등에 공급될 수도 있다. 이 때, 연결 포트(170)는 전력변환부(150)의 후면에 형성될 수 있다.Unlike described in FIGS. 1 to 5 , the power generated by the power generation unit 140 may be directly supplied to a mobile terminal or the like. In this case, the power generation device 100 may not include the battery 160 . Power generated by the power generation unit 140 may be directly supplied to the mobile terminal or the like through the power conversion unit 150 . At this time, the connection port 170 may be formed on the rear surface of the power conversion unit (150).

발전부(140)는 로터(141)를 포함할 수 있다. 로터(141)는 제2 회전체(122)의 축 방향 후방에 배치될 수 있다. 로터(141)는 축을 중심으로 회전할 수 있다.The power generation unit 140 may include a rotor 141 . The rotor 141 may be disposed at the rear of the second rotating body 122 in the axial direction. The rotor 141 may rotate about an axis.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 따른 발전 장치(100)의 로터(141)는 제2 샤프트(132)에 결합될 수 있다. 구체적으로, 제2 샤프트(132)의 축 방향 전방측에는 제2 회전체(122)가 결합되고, 후방측에는 로터(141)가 결합될 수 있다. 이로써, 제2 회전체(122)가 유체의 역학적 에너지에 의해 회전하게 되면, 제2 샤프트(132) 및 로터(141)는 제2 회전체(122)의 회전에 대응하여 회전할 수 있다.4 and 5 , the rotor 141 of the power generation device 100 according to an embodiment of the present specification may be coupled to the second shaft 132 . Specifically, the second rotating body 122 may be coupled to the front side of the second shaft 132 in the axial direction, and the rotor 141 may be coupled to the rear side of the second shaft 132 . Accordingly, when the second rotating body 122 is rotated by the mechanical energy of the fluid, the second shaft 132 and the rotor 141 may rotate in response to the rotation of the second rotating body 122 .

로터(141)의 반경 방향 중앙 영역에는 축 방향으로 관통 홀이 형성될 수 있다. 본 명세서의 일 실시예에 따른 발전 장치(100)는 제1 샤프트(131)와 제2 샤프트(132)를 포함할 수 있다. 이 때, 제1 샤프트(131)는 로터(141)의 반경 방향 중앙 영역을 가로질러 배치되고, 로터(141)의 축 방향 후방으로 돌출 형성될 수 있다. 제1 샤프트(131)의 상기 돌출된 부분에 스테이터(142)가 결합될 수 있다. A through hole may be formed in the radial central region of the rotor 141 in the axial direction. The power generation device 100 according to an embodiment of the present specification may include a first shaft 131 and a second shaft 132 . In this case, the first shaft 131 may be disposed across the radial central region of the rotor 141 and protrude to the rear of the rotor 141 in the axial direction. The stator 142 may be coupled to the protruding portion of the first shaft 131 .

제1 회전체(121), 제1 샤프트(131), 스테이터(142)의 회전은 제2 회전체(122), 제2 샤프트(132), 로터(141)의 회전과 독립적일 수 있다. 다시 말해, 제1 샤프트(131)는 로터(141)의 축 방향 관통 홀 내부에 배치되어 로터(141)의 회전과 독립적으로 회전할 수 있다. 따라서, 로터(141)의 관통 홀의 내주면의 반경은 제1 샤프트(131)의 외주면의 반경보다 크게 형성될 수 있다.The rotation of the first rotating body 121 , the first shaft 131 , and the stator 142 may be independent of the rotation of the second rotating body 122 , the second shaft 132 , and the rotor 141 . In other words, the first shaft 131 may be disposed inside the axial through-hole of the rotor 141 to rotate independently of the rotation of the rotor 141 . Accordingly, the radius of the inner circumferential surface of the through hole of the rotor 141 may be greater than the radius of the outer circumferential surface of the first shaft 131 .

또한, 제1 샤프트(131)는 축 방향 전방으로부터 제1 샤프트(131)의 반경 방향 외측에 형성되는 제2 샤프트(132), 로터(141)를 가로질러 배치되고, 제2 샤프트(132), 로터(141)와 독립적으로 회전하므로, 제2 샤프트(132)의 내주면의 반경이 제1 샤프트(131)의 외주면의 반경보다 크게 형성될 수 있다. 즉, 제2 샤프트(132)의 내주면의 반경, 로터(141)의 관통 홀의 내주면의 반경은 제1 샤프트(131)의 외주면 반경보다 크게 형성될 수 있다. 나아가, 로터(141)의 관통 홀의 내주면의 반경은 제2 샤프트(132)의 내주면의 반경과 동일하게 형성될 수 있다. In addition, the first shaft 131 is disposed across the second shaft 132, the rotor 141 formed on the radially outer side of the first shaft 131 from the axial direction front, the second shaft 132, Since it rotates independently of the rotor 141 , the radius of the inner circumferential surface of the second shaft 132 may be greater than the radius of the outer circumferential surface of the first shaft 131 . That is, the radius of the inner circumferential surface of the second shaft 132 and the radius of the inner circumferential surface of the through hole of the rotor 141 may be greater than the radius of the outer circumferential surface of the first shaft 131 . Furthermore, the radius of the inner circumferential surface of the through hole of the rotor 141 may be the same as the radius of the inner circumferential surface of the second shaft 132 .

발전부(140)는 스테이터(142)를 포함할 수 있다. 스테이터(142)는 로터(141)의 축 방향 전방 및 후방 중 적어도 어느 하나와 로터(141)의 반경 방향 외측에 형성될 수 있다. 스테이터(142)는 하우징(110)에 대하여 축을 중심으로 회전할 수 있다. The power generation unit 140 may include a stator 142 . The stator 142 may be formed on at least one of the front and rear sides of the rotor 141 in the axial direction and radially outside the rotor 141 . The stator 142 may rotate about an axis with respect to the housing 110 .

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 따른 발전 장치(100)의 스테이터(142)는 제1 샤프트(131)와 결합될 수 있다. 구체적으로, 제1 샤프트(131)의 축 방향 전방측에는 제1 회전체(121)가 결합되고, 후방측에는 스테이터(142)가 결합될 수 있다. 이로써, 제1 회전체(121)가 유체의 역학적 에너지에 의해 회전하게 되면, 제1 샤프트(131) 및 스테이터(142)는 제1 회전체(121)의 회전에 대응하여 회전할 수 있다.4 and 5 , the stator 142 of the power generation device 100 according to an embodiment of the present specification may be coupled to the first shaft 131 . Specifically, the first rotating body 121 may be coupled to the front side in the axial direction of the first shaft 131 , and the stator 142 may be coupled to the rear side of the first shaft 131 . Accordingly, when the first rotating body 121 is rotated by the mechanical energy of the fluid, the first shaft 131 and the stator 142 may rotate in response to the rotation of the first rotating body 121 .

스테이터(142)는 로터(141)의 반경 방향 외측에 형성되는 몸체부(1421)와, 몸체부(1421)의 축 방향 후단에서 반경 방향 내측으로 연장 형성되는 연결부(1422)를 포함할 수 있다. 연결부(1422)는 몸체부(1421)와 일체로 형성될 수도 있고, 몸체부(1421)와 별도로 제작되어 후조립 될 수도 있다. The stator 142 may include a body portion 1421 formed on the radially outer side of the rotor 141 and a connection portion 1422 extending radially inward from the rear end of the body portion 1421 in the axial direction. The connecting portion 1422 may be formed integrally with the body portion 1421 or may be separately manufactured from the body portion 1421 and then assembled.

연결부(1422)는 반경 방향으로 연장 형성되는 판 형상으로 형성될 수 있다. 그러나, 도 4에서 도시하는 바와 달리, 복수의 막대 부재가 반경 방향으로 연장 형성되어 일정한 간격을 두고 방사형으로 배치될 수 있다.The connection part 1422 may be formed in a plate shape extending in a radial direction. However, unlike shown in FIG. 4 , a plurality of rod members may be formed to extend in a radial direction and may be radially disposed at regular intervals.

제1 샤프트(131)가 로터(141)를 가로질러 로터(141)의 축 방향 후방으로 돌출되는 부분이 형성될 수 있다. 제1 샤프트(131)의 상기 돌출된 부분에 스테이터(142)가 결합될 수 있다. 구체적으로는, 제1 샤프트(131)의 상기 돌출된 부분에 스테이터(142)의 연결부(1422)가 결합될 수 있다.A portion in which the first shaft 131 crosses the rotor 141 and protrudes backward in the axial direction of the rotor 141 may be formed. The stator 142 may be coupled to the protruding portion of the first shaft 131 . Specifically, the connecting portion 1422 of the stator 142 may be coupled to the protruding portion of the first shaft 131 .

제1 하우징(111)은 스테이터(142)의 축 방향 후방에 반경 방향 내측으로 연장 형성되는 부분(미도시)을 포함할 수 있다. 제1 샤프트(131)는 베어링(미도시)을 통해 상술한 제1 하우징(111)의 반경 방향 내측으로 연장 형성된 부분에 결합될 수 있다.The first housing 111 may include a portion (not shown) extending radially inwardly at the rear of the stator 142 in the axial direction. The first shaft 131 may be coupled to a radially inwardly formed portion of the above-described first housing 111 through a bearing (not shown).

이와 달리, 제1 샤프트(131)가 전력변환부(150)와 결합될 수도 있다. 이 때, 제1 샤프트(131)와 전력변환부(150)는 베어링(미도시)을 통해 결합될 수 있다. Alternatively, the first shaft 131 may be coupled to the power conversion unit 150 . At this time, the first shaft 131 and the power converter 150 may be coupled through a bearing (not shown).

이를 통해, 제1 샤프트(131) 및 이에 결합된 스테이터(142)가 하우징(110)에 대해 반경 방향 및 축 방향으로 지지되고, 스테이터(142)가 하우징(110)과 일정 간격을 유지하면서 하우징(110)과 독립하여 회전할 수 있다.Through this, the first shaft 131 and the stator 142 coupled thereto are supported in the radial and axial directions with respect to the housing 110, and the stator 142 is maintained at a predetermined distance from the housing 110 while maintaining the housing ( 110) and can be rotated independently.

반면, 스테이터(142)의 반경 방향 외측과 하우징(110)의 내측면 사이에 베어링(미도시)이 형성될 수도 있다. 이를 통해, 스테이터(142)가 하우징(110)에 대해 반경 방향 및 축 방향으로 지지될 수 있고, 스테이터(142)가 하우징(110)과 일정 간격을 유지하면서 하우징(110)에 대해 독립적으로 회전할 수 있다.On the other hand, a bearing (not shown) may be formed between the radially outer side of the stator 142 and the inner surface of the housing 110 . Through this, the stator 142 can be supported in the radial and axial directions with respect to the housing 110 , and the stator 142 can rotate independently with respect to the housing 110 while maintaining a predetermined distance from the housing 110 . can

로터(141)와 스테이터(142)는 서로 일정 간격을 유지하면서, 독립적으로 회전할 수 있어야 한다. 따라서, 로터(141)와 스테이터(142) 사이에 베어링(미도시)이 형성될 수 있다. 이 때, 베어링(미도시)은 로터(141)와 스테이터(142)의 몸체부(1421) 사이에 형성될 수도 있고, 로터(141)와 스테이터(142)의 연결부(1422) 사이에 형성될 수 있다. 이를 통해, 로터(141)가 스테이터(142)에 대해 반경 방향 및 축 방향으로 지지되고, 스테이터(142)에 대해 독립적으로 회전할 수 있다. 또한, 제1 샤프트(131)가 로터(141)의 관통 홀의 내주면과 접촉되지 않도록 반경 방향으로 지지되어, 마찰로 인한 에너지 손실을 감소시킬 수 있다.The rotor 141 and the stator 142 should be able to rotate independently while maintaining a predetermined distance from each other. Accordingly, a bearing (not shown) may be formed between the rotor 141 and the stator 142 . At this time, the bearing (not shown) may be formed between the rotor 141 and the body portion 1421 of the stator 142 , or may be formed between the connecting portion 1422 of the rotor 141 and the stator 142 . have. Through this, the rotor 141 is supported in radial and axial directions with respect to the stator 142 , and can rotate independently with respect to the stator 142 . In addition, the first shaft 131 is supported in the radial direction so as not to contact the inner circumferential surface of the through hole of the rotor 141 , thereby reducing energy loss due to friction.

이와 같은 구조를 통해, 제1 샤프트(131), 이에 결합된 스테이터(142)는 제1 회전체(121)의 회전에 대응하여 회전할 수 있고, 제2 샤프트(132), 이에 결합된 로터(141)는 제2 회전체(122)의 회전에 대응하여 회전할 수 있다. 제1 회전체(121), 제1 샤프트(131), 스테이터(142)의 회전은 제2 회전체(122), 제2 샤프트(132), 로터(141)의 회전과 독립적일 수 있다.Through such a structure, the first shaft 131 and the stator 142 coupled thereto can rotate in response to the rotation of the first rotating body 121, and the second shaft 132, the rotor coupled thereto ( 141 may rotate in response to the rotation of the second rotating body 122 . The rotation of the first rotating body 121 , the first shaft 131 , and the stator 142 may be independent of the rotation of the second rotating body 122 , the second shaft 132 , and the rotor 141 .

이와 같이, 제1 회전체(121), 제1 샤프트(131), 스테이터(142)의 회전과 제2 회전체(122), 제2 샤프트(132), 로터(141)의 회전이 독립적으로 일어나게 하여, 복잡한 기어(gear) 구조 없이 동축 터빈(coxial turbine)구조를 형성할 수 있다. 따라서 발전 장치(100)의 제조가 용이해지고, 제조 비용을 감소시킬 수 있다.In this way, the rotation of the first rotation body 121, the first shaft 131, and the stator 142 and the rotation of the second rotation body 122, the second shaft 132, and the rotor 141 occur independently. Thus, a coaxial turbine structure can be formed without a complicated gear structure. Accordingly, it is possible to easily manufacture the power generation device 100 and reduce the manufacturing cost.

발전 장치(100)는 전력변환부(150)를 포함할 수 있다. 전력변환부(150)는 발전부(140)와 전기적으로 연결된다. 전력변환부(150)는 도 4에 도시한 바와 같이 발전부(140)의 축 방향 후방에 배치될 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. The power generation device 100 may include a power conversion unit 150 . The power conversion unit 150 is electrically connected to the power generation unit 140 . The power conversion unit 150 may be disposed at the rear of the power generation unit 140 in the axial direction as shown in FIG. 4 , but is not necessarily limited thereto.

전력변환부(150)는 발전부(140)에서 발생한 교류전력을 직류전력으로 변환할 수 있다. 발전부(140)에서 발생한 교류전력을 외부기기로 공급하여 충전 등에 이용하기 위해서는 직류전력으로 변환할 필요가 있으며, 전력변환부(150)는 이러한 기능을 수행할 수 있다.The power conversion unit 150 may convert AC power generated by the power generation unit 140 into DC power. In order to supply the AC power generated by the power generation unit 140 to an external device and use it for charging, it is necessary to convert it into DC power, and the power conversion unit 150 can perform this function.

전력변환부(150)는 전력변환회로를 구비하며, 전력변환회로는 교체 가능하도록 이루어질 수 있다. 이 경우, 전력변환부(150)의 전력변환회로만을 교체할 수도 있으나, 전력변환부(150) 자체가 하나의 모듈로 형성되어 전력변환부(150)를 다른 전력변환부(150)로 교체할 수도 있다.The power conversion unit 150 is provided with a power conversion circuit, the power conversion circuit may be made to be replaceable. In this case, only the power conversion circuit of the power conversion unit 150 may be replaced, but the power conversion unit 150 itself is formed as a single module to replace the power conversion unit 150 with another power conversion unit 150 . may be

제1 샤프트(131) 및 제2 샤프트(132)가 무엇으로부터 회전에너지를 공급받는지에 따라 전력변환부(150)에서 요구되는 전력변환회로가 달라질 수 있다. 구체적으로, 샤프트에 결합되는 회전체의 종류에 따라 서로 다른 전력변환회로가 필요할 수 있다. 이 때, 회전체의 종류는 서로 다른 토크 또는 서로 다른 회전수에 근거하여 구별될 수 있으며, 제1 샤프트(131) 및 제2 샤프트(132)의 토크 또는 회전수는 샤프트에 결합되는 회전체의 종류에 따라 달라질 수 있다.The power conversion circuit required by the power conversion unit 150 may vary depending on what the first shaft 131 and the second shaft 132 receive rotational energy from. Specifically, different power conversion circuits may be required depending on the type of rotating body coupled to the shaft. At this time, the types of the rotating body may be distinguished based on different torques or different rotational numbers, and the torque or rotational speed of the first shaft 131 and the second shaft 132 is the number of rotations of the rotating body coupled to the shaft. It may vary depending on the type.

예를 들어, 풍력발전 터빈은 약 7~12m/s의 속도를 갖는 바람에 의해 회전하므로, 발전부(140)는 상대적으로 높은 전압(V)과 상대적으로 낮은 전류(A)의 교류전력을 발생시킨다. 이와 달리, 수력발전 터빈은 약 2m/s의 속도를 갖는 유수에 의해 회전하므로, 발전부(140)는 상대적으로 낮은 전압(V)과 상대적으로 높은 전류(A)의 교류전력을 발생시킨다. 이와 같이 발전 전압은 샤프트의 시간당 회전수에 비례한다.For example, since the wind turbine is rotated by the wind having a speed of about 7 to 12 m/s, the power generation unit 140 generates alternating current power of a relatively high voltage (V) and a relatively low current (A). make it On the other hand, since the hydroelectric turbine rotates by flowing water having a speed of about 2 m/s, the power generation unit 140 generates AC power of a relatively low voltage (V) and a relatively high current (A). As such, the generated voltage is proportional to the number of revolutions per hour of the shaft.

따라서, 각각의 발전 전압에 따른 전력변환회로가 구비되어야 교류전력을 사용용도에 맞는 직류전력으로 변환할 수 있다. 예를 들어, 5V의 직류전력을 필요로 하는 전기기기가 있을 수 있고, 12V의 직류전력을 필요로 하는 전기기기가 있을 수 있다. 전력변환회로는 발전 전압에 따라 교체 가능하도록 이루어지므로, 발전부(140)에서 발생한 교류전력을 사용용도에 맞는 직류전력으로 변환할 수 있다.Therefore, a power conversion circuit according to each generated voltage must be provided to convert AC power into DC power suitable for use. For example, there may be electric devices that require DC power of 5V, and there may be electric devices that require DC power of 12V. Since the power conversion circuit is made to be replaceable according to the generated voltage, the AC power generated by the power generation unit 140 can be converted into DC power suitable for the intended use.

전력변환부(150)는 서로 다른 토크 또는 서로 다른 회전수에서 작동하는 복수의 전력변환회로를 포함할 수 있다. 또한, 전력변환회로는 서로 호환 가능하여 적어도 하나가 발전부(140)와 선택적으로 결합될 수 있다. 이에 따라, 서로 다른 토크 또는 서로 다른 회전수에 대응하여 전력변환회로를 교체하면, 서로 다른 회전체로부터 용도에 맞는 직류전력을 얻을 수 있다.The power conversion unit 150 may include a plurality of power conversion circuits operating at different torques or different rotational speeds. In addition, since the power conversion circuit is compatible with each other, at least one may be selectively coupled to the power generation unit 140 . Accordingly, if the power conversion circuit is replaced in response to a different torque or a different number of rotations, it is possible to obtain DC power suitable for the purpose from the different rotating bodies.

발전 장치(100)는 배터리(160)를 포함할 수 있다. 배터리(160)는 전력변환부(150)와 전기적으로 연결된다. 도 4에 도시한 바와 같이 배터리(160)는 전력변환부(150)의 축 방향 후방에 배치될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The power generation device 100 may include a battery 160 . The battery 160 is electrically connected to the power conversion unit 150 . As shown in FIG. 4 , the battery 160 may be disposed at the rear of the power conversion unit 150 in the axial direction, but is not limited thereto.

배터리(160)는 전력변환부(150)에서 변환된 직류전력을 저장하거나 저장된 직류전력을 외부기기로 공급할 수 있다. 배터리(160)는 용량에 따라 교체할 수 있다. 배터리(160)의 용량에 따라 배터리(160)의 크기가 달라질 수 있고, 이 경우 하우징(110)의 내부에는 탄성부재 등이 설치되어 상대적으로 작은 배터리(160)가 장착되더라도 배터리(160)를 전력변환부(150)에 밀착시키거나 배터리(160)를 지지할 수 있다.The battery 160 may store the DC power converted by the power conversion unit 150 or supply the stored DC power to an external device. The battery 160 may be replaced according to its capacity. The size of the battery 160 may vary depending on the capacity of the battery 160 . In this case, an elastic member is installed inside the housing 110 to provide power to the battery 160 even when a relatively small battery 160 is mounted. It may be attached to the converter 150 or support the battery 160 .

전력변환부(150)에서 변환된 직류전력은 배터리(160)에 저장될 수 있다. 도 2에서 설명한 연결 포트(170)를 통해 외부기기와 발전 장치(100)가 전기적으로 연결되면, 배터리(160)에 저장된 직류 전력을 이용하여 외부기기를 충전할 수 있다. 여기서 외부기기란 그 작동에 전력을 필요로 하는 모든 전기기기를 포함할 수 있다.The DC power converted by the power converter 150 may be stored in the battery 160 . When the external device and the power generation device 100 are electrically connected through the connection port 170 described in FIG. 2 , the external device may be charged using the DC power stored in the battery 160 . Here, the external device may include any electrical device that requires power for its operation.

도 6은 본 명세서의 다른 실시예에 따른 발전 장치(100)의 분해사시도이다. 도 7은 본 명세서의 다른 실시예에 따른 발전 장치(100)의 도 1의 X-X' 단면도이다.6 is an exploded perspective view of the power generation device 100 according to another embodiment of the present specification. 7 is a cross-sectional view taken along line X-X' of FIG. 1 of the power generation device 100 according to another embodiment of the present specification.

본 명세서의 다른 실시예에 따른 발전 장치(100)의 구성요소는 도 4 내지 도 5에서 설명한 본 명세서의 일 실시예에 따른 발전 장치(100)와 다르지 않을 수 있다. 그러나 본 명세서의 다른 실시예에 따른 발전 장치(100)는 본 명세서의 일 실시예에 따른 발전 장치(100)의 구성요소에서 일부 구성요소를 제외하고 실시될 수도 있고, 이 외 추가적인 구성을 배제하지도 않는다.Components of the power generation device 100 according to another embodiment of the present specification may not be different from the power generation device 100 according to an embodiment of the present specification described with reference to FIGS. 4 to 5 . However, the power generation device 100 according to another embodiment of the present specification may be implemented by excluding some components from the components of the power generation device 100 according to an embodiment of the present specification, and other additional components are not excluded. does not

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 명세서의 다른 실시예에 따른 발전 장치(100)의 스테이터(142)는 제2 샤프트(132)에 결합될 수 있다. 구체적으로, 제2 샤프트(132)의 축 방향 전방측에는 제2 회전체(122)가 결합되고, 후방측에는 스테이터(142)가 결합될 수 있다. 이로써, 제2 회전체(122)가 유체의 역학적 에너지에 의해 회전하게 되면, 제2 샤프트(132) 및 스테이터(142)는 제2 회전체(122)의 회전에 대응하여 회전할 수 있다.6 and 7 , the stator 142 of the power generation device 100 according to another embodiment of the present specification may be coupled to the second shaft 132 . Specifically, the second rotating body 122 may be coupled to the front side in the axial direction of the second shaft 132 , and the stator 142 may be coupled to the rear side of the second shaft 132 . Accordingly, when the second rotating body 122 is rotated by the mechanical energy of the fluid, the second shaft 132 and the stator 142 may rotate in response to the rotation of the second rotating body 122 .

발전부(140)는 스테이터(142)를 포함할 수 있다. 스테이터(142)는 로터(141)의 반경 방향 외측에 형성되는 몸체부(1421)와, 몸체부(1421)의 축 방향 전단에서 반경 방향 내측으로 연장 형성되는 연결부(1422)를 포함할 수 있다. 연결부(1422)는 몸체부(1421)와 일체로 형성될 수도 있고, 몸체부(1421)와 별도로 제작되어 후조립 될 수도 있다.The power generation unit 140 may include a stator 142 . The stator 142 may include a body portion 1421 formed on the radially outer side of the rotor 141 and a connection portion 1422 extending radially inward from the front end of the body portion 1421 in the axial direction. The connecting portion 1422 may be formed integrally with the body portion 1421 or may be separately manufactured from the body portion 1421 and then assembled.

연결부(1422)는 반경 방향으로 연장 형성되는 판 형상으로 형성될 수 있다. 그러나, 도 6에서 도시하는 바와 달리, 복수의 막대 부재가 반경 방향으로 연장 형성되어 일정한 간격을 두고 방사형으로 배치될 수 있다.The connection part 1422 may be formed in a plate shape extending in a radial direction. However, unlike shown in FIG. 6 , a plurality of rod members may be formed to extend in a radial direction and may be radially disposed at regular intervals.

발전부(140)는 로터(141)를 포함할 수 있다. 로터(141)는 제1 샤프트(131)에 결합될 수 있다. 구체적으로, 제1 샤프트(131)는 제2 샤프트(132)의 내측에 배치되어 축 방향으로 연장 형성되며, 스테이터(142)의 연결부(1422)를 가로질러 스테이터(142)의 연결부(1422)의 축 방향 후방으로 연장 형성된다. 로터(141)는 스테이터(142)의 연결부(1422)의 축 방향 후방에서 제1 샤프트(131)와 결합될 수 있다.The power generation unit 140 may include a rotor 141 . The rotor 141 may be coupled to the first shaft 131 . Specifically, the first shaft 131 is disposed on the inside of the second shaft 132 to extend in the axial direction, and crosses the connection portion 1422 of the stator 142 to the connection portion 1422 of the stator 142. It is formed extending in the axial direction rearward. The rotor 141 may be coupled to the first shaft 131 at the rear of the connection portion 1422 of the stator 142 in the axial direction.

제1 샤프트(131)의 축 방향 전방측에는 제1 회전체(121)가 결합되고, 후방측에는 로터(141)가 결합될 수 있다. 이로써, 제1 회전체(121)가 유체의 역학적 에너지에 의해 회전하게 되면, 제1 샤프트(131) 및 로터(141)는 제1 회전체(121)의 회전에 대응하여 회전할 수 있다.The first rotating body 121 may be coupled to the axial front side of the first shaft 131 , and the rotor 141 may be coupled to the rear side of the first shaft 131 . Accordingly, when the first rotating body 121 is rotated by the mechanical energy of the fluid, the first shaft 131 and the rotor 141 may rotate in response to the rotation of the first rotating body 121 .

제1 하우징(111)은 로터(141)의 축 방향 후방에 반경 방향 내측으로 연장 형성되는 부분(미도시)을 포함할 수 있다. 제1 샤프트(131)는 베어링(미도시)을 통해 상술한 제1 하우징(111)의 반경 방향 내측으로 연장 형성된 부분에 결합될 수 있다.The first housing 111 may include a portion (not shown) extending radially inwardly at the rear of the rotor 141 in the axial direction. The first shaft 131 may be coupled to a radially inwardly formed portion of the above-described first housing 111 through a bearing (not shown).

이와 달리, 제1 샤프트(131)가 전력변환부(150)와 결합될 수도 있다. 이 때, 제1 샤프트(131)와 전력변환부(150)는 베어링(미도시)을 통해 결합될 수 있다. Alternatively, the first shaft 131 may be coupled to the power conversion unit 150 . At this time, the first shaft 131 and the power converter 150 may be coupled through a bearing (not shown).

이를 통해, 제1 샤프트(131) 및 이에 결합된 로터(141)가 하우징(110)에 대해 반경 방향 및 축 방향으로 지지되고, 로터(141)가 하우징(110)의 내부에서 하우징(110)과 독립하여 회전할 수 있다. Through this, the first shaft 131 and the rotor 141 coupled thereto are supported in the radial and axial directions with respect to the housing 110 , and the rotor 141 is connected to the housing 110 in the interior of the housing 110 . It can rotate independently.

로터(141)와 스테이터(142)는 서로 일정 간격을 유지하면서, 독립적으로 회전할 수 있어야 한다. 따라서, 로터(141)와 스테이터(142) 사이에 베어링(미도시)이 형성될 수 있다. 이 때, 베어링(미도시)은 로터(141)와 스테이터(142)의 몸체부(1421) 사이에 형성될 수도 있고, 로터(141)와 스테이터(142)의 연결부(1422) 사이에 형성될 수 있다. 이러한 베어링(미도시)을 통해 스테이터(142)가 로터(141)에 대해 반경 방향 및 축 방향으로 지지될 수 있다. The rotor 141 and the stator 142 should be able to rotate independently while maintaining a predetermined distance from each other. Accordingly, a bearing (not shown) may be formed between the rotor 141 and the stator 142 . At this time, the bearing (not shown) may be formed between the rotor 141 and the body portion 1421 of the stator 142 , or may be formed between the connecting portion 1422 of the rotor 141 and the stator 142 . have. The stator 142 may be supported radially and axially with respect to the rotor 141 through such a bearing (not shown).

반면, 스테이터(142)의 반경 방향 외측과 하우징(110)의 내측면 사이에 베어링(미도시)이 형성될 수도 있다. 이를 통해, 스테이터(142)가 하우징(110)에 대해 반경 방향 및 축 방향으로 지지될 수 있고, 스테이터(142)가 하우징(110)과 일정 간격을 유지하면서 하우징(110)에 대해 독립적으로 회전할 수 있다. 이 경우, 스테이터(142)와 로터(141) 사이에 베어링(미도시)이 형성될 수 있음은 상술한 바와 같을 수 있다.On the other hand, a bearing (not shown) may be formed between the radially outer side of the stator 142 and the inner surface of the housing 110 . Through this, the stator 142 can be supported in the radial and axial directions with respect to the housing 110 , and the stator 142 can rotate independently with respect to the housing 110 while maintaining a predetermined distance from the housing 110 . can In this case, the bearing (not shown) may be formed between the stator 142 and the rotor 141 as described above.

스테이터(142)의 반경 방향 외측과 하우징(110) 사이에 베어링(미도시)이 형성되는 경우, 제1 샤프트(131) 및/또는 로터(141)는 하우징(110)과의 결합수단 없이, 하우징(110)에 대해 반경 방향 및 축 방향으로 지지될 수 있다.이와 같은 구조를 통해, 제1 샤프트(131), 이에 결합된 로터(141)는 제1 회전체(121)의 회전에 대응하여 회전할 수 있고, 제2 샤프트(132), 이에 결합된 스테이터(142)는 제2 회전체(122)의 회전에 대응하여 회전할 수 있다. 즉, 제1 회전체(121), 제1 샤프트(131), 로터(141)의 회전은 제2 회전체(122), 제2 샤프트(132), 스테이터(142)의 회전과 독립적일 수 있다.When a bearing (not shown) is formed between the radially outer side of the stator 142 and the housing 110 , the first shaft 131 and/or the rotor 141 may be coupled to the housing 110 without coupling means with the housing 110 . It may be supported in the radial and axial directions with respect to 110 . Through such a structure, the first shaft 131 and the rotor 141 coupled thereto rotate in response to the rotation of the first rotating body 121 . The second shaft 132 and the stator 142 coupled thereto may rotate in response to the rotation of the second rotating body 122 . That is, the rotation of the first rotating body 121 , the first shaft 131 , and the rotor 141 may be independent of the rotation of the second rotating body 122 , the second shaft 132 , and the stator 142 . .

이와 같이, 제1 회전체(121), 제1 샤프트(131), 로터(141)의 회전과 제2 회전체(122), 제2 샤프트(132), 스테이터(142)의 회전이 독립적으로 일어나게 하여, 복잡한 기어 구조 없이 동축 터빈(coxial turbine)구조를 형성할 수 있다. 따라서 발전 장치(100)의 제조가 용이해지고, 제조 비용을 감소시킬 수 있다.In this way, the rotation of the first rotation body 121, the first shaft 131, and the rotor 141 and the rotation of the second rotation body 122, the second shaft 132, and the stator 142 occur independently. Thus, a coaxial turbine structure can be formed without a complicated gear structure. Accordingly, it is possible to easily manufacture the power generation device 100 and reduce the manufacturing cost.

한편, 본 명세서의 다른 실시예에 따른 발전 장치(100)는 본 명세서의 일 실시예에 따른 발전 장치(100)와 달리 로터(141)의 반경 방향 중앙 영역에 샤프트가 가로질러 배치될 수 있는 관통 홀을 형성하지 않을 수 있다. 따라서, 본 명세서의 다른 실시예에 따른 발전 장치(100)가 본 명세서의 일 실시예에 따른 발전 장치(100)에 비해 더 단순한 구조를 가질 수 있다.On the other hand, the power generation device 100 according to another embodiment of the present specification, unlike the power generation device 100 according to an embodiment of the present specification, a shaft in the radial central region of the rotor 141 is through which can be disposed across. It may not form a hole. Accordingly, the power generation device 100 according to another embodiment of the present specification may have a simpler structure than the power generation device 100 according to an embodiment of the present specification.

본 명세서의 다른 실시예에 따른 발전 장치(100)에서 전력이 생산되는 과정은 본 명세서의 일 실시예에 따른 발전 장치(100)와 관련하여 상술된 내용과 동일할 수 있다.A process in which power is generated by the power generation device 100 according to another embodiment of the present specification may be the same as described above with respect to the power generation device 100 according to an embodiment of the present specification.

도 8은 본 명세서의 또 다른 실시예에 따른 발전 장치(100)의 분해사시도이다. 도 9는 본 명세서의 또 다른 실시예에 따른 발전 장치(100)의 도 1의 X-X' 단면도이다.8 is an exploded perspective view of the power generation device 100 according to another embodiment of the present specification. 9 is a cross-sectional view taken along line X-X' of FIG. 1 of the power generation device 100 according to another embodiment of the present specification.

본 명세서의 또 다른 실시예에 따른 발전 장치(100)의 기본적인 구성요소는 도 4 내지 도 5에서 설명한 본 명세서의 일 실시예에 따른 발전 장치(100)와 다르지 않을 수 있다. 그러나 본 명세서의 다른 실시예에 따른 발전 장치(100)는 본 명세서의 일 실시예에 따른 발전 장치(100)의 구성요소에서 일부 구성요소를 제외하고 실시될 수도 있고, 이 외 추가적인 구성을 배제하지도 않는다.The basic components of the power generation device 100 according to another embodiment of the present specification may not be different from the power generation device 100 according to an embodiment of the present specification described with reference to FIGS. 4 to 5 . However, the power generation device 100 according to another embodiment of the present specification may be implemented by excluding some components from the components of the power generation device 100 according to an embodiment of the present specification, and other additional components are not excluded. does not

발전부(140)는 로터(141)를 포함할 수 있다. 로터(141)는 제2 회전체(122)의 축 방향 후방에 배치되는 제2 로터(141b)와, 제2 로터(141b)의 축 방향 후방에 배치되는 제1 로터(141a)를 포함할 수 있다. 제1 로터(141a)와 제2 로터(141b)는 축을 중심으로 회전할 수 있다.The power generation unit 140 may include a rotor 141 . The rotor 141 may include a second rotor 141b disposed at the rear of the second rotor 122 in the axial direction, and a first rotor 141a disposed at the rear of the second rotor 141b in the axial direction. have. The first rotor 141a and the second rotor 141b may rotate about an axis.

도 8 및 도 9를 참조하면, 본 명세서의 또 다른 실시예에 따른 발전 장치(100)의 제1 로터(141a)는 제1 샤프트(131)에 결합될 수 있고, 제2 로터(141b)는 제2 샤프트(132)에 결합될 수 있다. 구체적으로, 제1 샤프트(131)의 축 방향 전방측에는 제1 회전체(121)가 결합되고, 후방측에는 제1 로터(141a)가 결합될 수 있다. 또한, 제2 샤프트(132)의 축 방향 전방측에는 제2 회전체(122)가 결합되고, 후방측에는 제2 로터(141b)가 결합될 수 있다. 이로써, 제1 회전체(121)가 유체의 역학적 에너지에 의해 회전하게 되면, 제1 샤프트(131) 및 제1 로터(141a)는 제1 회전체(121)의 회전에 대응하여 회전할 수 있다. 또한, 제2 회전체(122)가 유체의 역학적 에너지에 의해 회전하게 되면, 제2 샤프트(132) 및 제2 로터(141b)는 제2 회전체(122)의 회전에 대응하여 회전할 수 있다.8 and 9, the first rotor 141a of the power generation device 100 according to another embodiment of the present specification may be coupled to the first shaft 131, and the second rotor 141b is It may be coupled to the second shaft 132 . Specifically, the first rotating body 121 may be coupled to the axial front side of the first shaft 131 , and the first rotor 141a may be coupled to the rear side of the first shaft 131 . In addition, the second rotating body 122 may be coupled to the front side in the axial direction of the second shaft 132 , and the second rotor 141b may be coupled to the rear side of the second shaft 132 . Accordingly, when the first rotating body 121 is rotated by the mechanical energy of the fluid, the first shaft 131 and the first rotor 141a may rotate in response to the rotation of the first rotating body 121 . . In addition, when the second rotating body 122 is rotated by the mechanical energy of the fluid, the second shaft 132 and the second rotor 141b may rotate in response to the rotation of the second rotating body 122 . .

제2 로터(141b)의 반경 방향 중앙 영역에는 축 방향으로 관통 홀이 형성될 수 있다. 본 명세서의 또 다른 실시예에 따른 발전 장치(100)는 제1 샤프트(131)와 제2 샤프트(132)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 샤프트(131)는 제2 로터(141b)의 반경 방향 중앙 영역을 가로질러 배치되고, 제2 로터(141b)의 축 방향 후방으로 돌출 형성될 수 있다. 제1 샤프트(131)의 상기 돌출된 부분에 제1 로터(141a)가 결합될 수 있다.A through hole may be formed in the radial central region of the second rotor 141b in the axial direction. The power generation device 100 according to another embodiment of the present specification may include a first shaft 131 and a second shaft 132 . In this case, the first shaft 131 may be disposed to cross the central area in the radial direction of the second rotor 141b, and may be formed to protrude rearward in the axial direction of the second rotor 141b. A first rotor 141a may be coupled to the protruding portion of the first shaft 131 .

제1 회전체(121), 제1 샤프트(131), 제1 로터(141a)의 회전은 제2 회전체(122), 제2 샤프트(132), 제2 로터(141b)의 회전과 독립적일 수 있다. 다시 말해, 제1 샤프트(131)는 제2 로터(141b)의 축 방향 관통 홀 내부에 배치되어 로터(141)의 회전과 독립적으로 회전할 수 있다. 따라서, 로터(141)의 관통 홀의 내주면의 반경은 제1 샤프트(131)의 외주면의 반경보다 크게 형성될 수 있다.The rotation of the first rotating body 121, the first shaft 131, and the first rotor 141a is independent of the rotation of the second rotating body 122, the second shaft 132, and the second rotor 141b. can In other words, the first shaft 131 may be disposed inside the axial direction through-hole of the second rotor 141b to rotate independently of the rotation of the rotor 141 . Accordingly, the radius of the inner circumferential surface of the through hole of the rotor 141 may be greater than the radius of the outer circumferential surface of the first shaft 131 .

또한, 제1 샤프트(131)는 축 방향 전방으로부터 제1 샤프트(131)의 반경 방향 외측에 형성되는 제2 샤프트(132), 제2 로터(141b)를 가로질러 배치되고, 제2 샤프트(132), 제2 로터(141b)와 독립적으로 회전하므로, 제2 샤프트(132)의 내주면의 반경이 제1 샤프트(131)의 외주면의 반경보다 크게 형성될 수 있다. 즉, 제2 샤프트(132)의 내주면의 반경, 제2 로터(141b)의 관통 홀의 내주면의 반경은 제1 샤프트(131)의 외주면의 반경보다 크게 형성될 수 있다. 나아가, 제2 로터(141b)의 관통 홀의 내주면의 반경은 제2 샤프트(132)의 내주면의 반경과 동일하게 형성될 수 있다.In addition, the first shaft 131 is disposed across the second shaft 132 and the second rotor 141b formed on the radially outer side of the first shaft 131 from the front in the axial direction, and the second shaft 132 ), since it rotates independently of the second rotor 141b, the radius of the inner circumferential surface of the second shaft 132 may be greater than the radius of the outer circumferential surface of the first shaft 131 . That is, the radius of the inner circumferential surface of the second shaft 132 and the radius of the inner circumferential surface of the through hole of the second rotor 141b may be greater than the radius of the outer circumferential surface of the first shaft 131 . Furthermore, the radius of the inner circumferential surface of the through hole of the second rotor 141b may be the same as the radius of the inner circumferential surface of the second shaft 132 .

제1 로터(141a)의 축 방향 길이는 제2 로터(141b)의 축 방향 길이와 대응될 수 있다. 또한, 제1 로터(141a)의 반경은 제2 로터(141b)의 반경과 대응될 수 있다. 본 명세서는 발전 장치(100)에 가해지는 알짜 토크를 감소시키는 것을 일 목적으로 한다. 따라서, 제1 로터(141a)와 제2 로터(141b)의 크기 및 형상의 차이가 커지면, 발전부(140)에서 유도 전류가 형성됨에 따라 발생하는 전기자 반작용의 크기가 어느 한 쪽이 다른 한 쪽보다 커질 수 있다. 이로 인해, 발전 장치(100)에 작용하는 알짜 토크의 감소에 지장이 생길 수 있다. 따라서 제1 로터(141a)의 축 방향 길이 및 반경은 제2 로터(141b)의 축 방향 길이 및 반경과 대응되는 것이 본 명세서의 목적 달성을 위해서 바람직할 수 있다.The axial length of the first rotor 141a may correspond to the axial length of the second rotor 141b. Also, the radius of the first rotor 141a may correspond to the radius of the second rotor 141b. An object of the present specification is to reduce the net torque applied to the power generation device 100 . Accordingly, when the difference between the size and shape of the first rotor 141a and the second rotor 141b increases, the magnitude of the armature reaction generated as an induced current is formed in the power generation unit 140 varies from one side to the other. can be larger For this reason, it may interfere with the reduction of the net torque acting on the power generation device 100 . Therefore, it may be preferable for the purpose of the present specification to correspond to the axial length and radius of the first rotor 141a to the axial length and radius of the second rotor 141b.

발전부(140)는 스테이터(142)를 포함할 수 있다. 스테이터(142)는 제1 로터(141a)의 반경 방향 외측에 형성되는 제1 스테이터(142a)와, 제2 로터(141b)의 반경 방향 외측에 형성되는 제2 스테이터(142b)를 포함할 수 있다.The power generation unit 140 may include a stator 142 . The stator 142 may include a first stator 142a formed on the radially outer side of the first rotor 141a and a second stator 142b formed on the radially outer side of the second rotor 141b. .

제1 스테이터(142a)의 축 방향 길이는 제1 로터(141a)의 축 방향 길이와 대응될 수 있다. 또한, 제1 스테이터(142a)의 반경 방향 내측면 및 외측면의 반경은 제1 로터(141a)의 반경과 대응될 수 있다. 제2 스테이터(142b)의 축 방향 길이는 제2 로터(141b)의 축 방향 길이와 대응될 수 있다. 또한, 제2 스테이터(142b)의 반경 방향 내측면 및 외측면의 반경은 제2 로터(141b)의 반경과 대응될 수 있다. 결과적으로 제1 스테이터(142a)의 축 방향 길이 및 반경은 제2 스테이터(142b)의 축 방향 길이 및 반경과 대응되는 것으로 이해할 수 있다.The axial length of the first stator 142a may correspond to the axial length of the first rotor 141a. Also, the radius of the inner and outer surfaces of the first stator 142a in the radial direction may correspond to the radius of the first rotor 141a. The axial length of the second stator 142b may correspond to the axial length of the second rotor 141b. Also, the radius of the inner and outer surfaces of the second stator 142b in the radial direction may correspond to the radius of the second rotor 141b. As a result, it can be understood that the axial length and radius of the first stator 142a correspond to the axial length and radius of the second stator 142b.

도 8 및 도 9에서 설명하는 본 명세서의 또 다른 실시예에 따른 발전 장치(100)의 스테이터(142)는 도 4 내지 도 7에서 설명한 본 명세서의 일 실시예, 다른 실시예에 따른 발전 장치(100)와는 달리, 하우징(110)에 대하여 회전하지 않을 수 있다. The stator 142 of the power generation device 100 according to another embodiment of the present specification described in FIGS. 8 and 9 is a power generation device ( Unlike 100 , it may not rotate with respect to the housing 110 .

제1 로터(141a)와 제1 스테이터(142a) 사이에 베어링(미도시)이 형성될 수 있다. 이를 통해, 제1 로터(141a)는 제1 스테이터(142a)에 대해 반경 방향 및 축 방향으로 지지될 수 있고, 제1 로터(141a) 이 제1 스테이터(142a) 와 일정 간격을 유지하면서 제1 스테이터(142a)에 대해 독립적으로 회전할 수 있다. A bearing (not shown) may be formed between the first rotor 141a and the first stator 142a. Through this, the first rotor 141a may be supported in the radial direction and the axial direction with respect to the first stator 142a, and the first rotor 141a and the first stator 142a and the first rotor 141a are maintained at a predetermined distance. It can rotate independently with respect to the stator 142a.

제2 로터(141b)와 제2 스테이터(142b) 사이에 베어링(미도시)이 형성될 수 있다. 이를 통해, 제2 로터(141b)가 제2 스테이터(142b)에 대해 반경 방향 및 축 방향으로 지지될 수 있고, 제2 로터(141b)가 제2 스테이터(142b)와 일정 간격을 유지하면서 제2 스테이터(142b)에 대해 독립적으로 회전할 수 있다.A bearing (not shown) may be formed between the second rotor 141b and the second stator 142b. Through this, the second rotor 141b may be supported in the radial and axial directions with respect to the second stator 142b, and the second rotor 141b and the second stator 142b and the second rotor 141b are maintained at a predetermined distance. It can rotate independently with respect to the stator 142b.

이와 같은 구조를 통해, 제1 샤프트(131) 및 이에 결합된 제1 로터(141a)는 제1 회전체(121)의 회전에 대응하여 회전할 수 있고, 제2 샤프트(132) 및 이에 결합된 제2 로터(141b)는 제2 회전체(122)의 회전에 대응하여 회전할 수 있다. 즉, 제1 회전체(121), 제1 샤프트(131), 제1 로터(141a)의 회전은 제2 회전체(122), 제2 샤프트(132), 제2 로터(141b)의 회전과 독립적일 수 있다. 이는 제1 회전체(121), 제1 샤프트(131), 제1 로터(141a) 및 제1 스테이터(142a)가 제1 발전 메커니즘을 형성하고, 제2 회전체(122), 제2 샤프트(132), 제2 로터(141b) 및 제2 스테이터(142b)가 제2 발전 메커니즘을 형성하고, 제1 발전 메커니즘과 제2 발전 메커니즘이 서로 반대 방향으로 회전하면서, 하나의 발전 장치(100) 안에 중첩되어 있는 것으로 이해될 수 있다. Through such a structure, the first shaft 131 and the first rotor 141a coupled thereto can rotate in response to the rotation of the first rotating body 121, and the second shaft 132 and the second shaft 132 coupled thereto The second rotor 141b may rotate in response to the rotation of the second rotating body 122 . That is, the first rotation body 121 , the first shaft 131 , and the first rotor 141a rotate with the rotation of the second rotation body 122 , the second shaft 132 , and the second rotor 141b . can be independent. This means that the first rotating body 121, the first shaft 131, the first rotor 141a, and the first stator 142a form a first power generation mechanism, and the second rotating body 122, the second shaft ( 132), the second rotor 141b and the second stator 142b form a second power generation mechanism, and while the first power generation mechanism and the second power generation mechanism rotate in opposite directions to each other, in one power generation device 100 It can be understood as overlapping.

이와 같이, 제1 회전체(121), 제1 샤프트(131), 제1 로터(141a)의 회전과 제2 회전체(122), 제2 샤프트(132), 제2 로터(141b)의 회전이 독립적으로 일어나게 하여, 복잡한 기어 구조 없이 동축 터빈 구조를 형성할 수 있다. 따라서 발전 장치(100)의 제조가 용이해지고, 제조 비용을 감소시킬 수 있다. 나아가 하나의 발전 장치(100) 안에 두 개의 발전 메커니즘이 형성되므로, 종래의 발전 장치(100)에 비해 더 높은 발전 효율을 얻을 수 있다.In this way, the first rotation body 121 , the first shaft 131 , and the first rotor 141a are rotated and the second rotation body 122 , the second shaft 132 , and the second rotor 141b are rotated. By allowing these to occur independently, a coaxial turbine structure can be formed without a complicated gear structure. Accordingly, it is possible to easily manufacture the power generation device 100 and reduce the manufacturing cost. Furthermore, since two power generation mechanisms are formed in one power generation device 100 , higher power generation efficiency can be obtained compared to the conventional power generation device 100 .

일반적인 터빈 발전기에서 전력이 발생하는 과정은 다음과 같다.The process of generating power in a typical turbine generator is as follows.

로터(141)에서 자기장이 형성되고, 로터(141)가 회전하면서 스테이터(142)에 권선된 전선에 유도 전류가 형성될 수 있다. 구체적으로, 로터(141)는 영구 자석을 포함하여 자기장을 형성할 수 있다. 이와 다르게, 로터(141)는 복수의 철심이 축 방향으로 적층된 철심 코어와, 철심 코어에 권선되는 전선을 포함할 수 있고, 상기 전선에 전류를 인가시켜 전자석(electromagnet)의 형태로 자기장을 형성할 수도 있다.A magnetic field is formed in the rotor 141 , and as the rotor 141 rotates, an induced current may be formed in the wire wound around the stator 142 . Specifically, the rotor 141 may include a permanent magnet to form a magnetic field. Alternatively, the rotor 141 may include an iron core in which a plurality of iron cores are stacked in an axial direction, and an electric wire wound around the iron core, and a magnetic field is formed in the form of an electromagnet by applying a current to the electric wire. You may.

한편, 스테이터(142)는 복수의 철심이 축 방향으로 적층된 철심 코어와, 철심 코어에 권선되는 전선을 포함할 수 있다. 이 경우, 스테이터(142)에 권선된 전선에 유도 전류를 발생시킬 수 있다.Meanwhile, the stator 142 may include an iron core in which a plurality of iron cores are stacked in an axial direction, and an electric wire wound around the iron core. In this case, an induced current may be generated in the wire wound around the stator 142 .

로터(141)가 회전체에 의해 회전하게 되면, 로터(141)에서 발생한 자기장의 자속(magnetic flux)이 변할 수 있다. 이 때, 스테이터(142)의 철심 코어에 권선된 전선을 통과하는 자기장의 자속이 변화할 수 있다. 이러한 자속의 변화는 스테이터(142)의 철심 코어에 권선된 전선에 유도 전류를 발생시킬 수 있다. 발생한 유도 전류는 스테이터(142)의 철심 코어에 권선된 전선에서 전력변환부(150)에 전달될 수 있다.When the rotor 141 is rotated by the rotating body, the magnetic flux of the magnetic field generated in the rotor 141 may change. At this time, the magnetic flux of the magnetic field passing through the wire wound on the iron core of the stator 142 may be changed. This change in magnetic flux may generate an induced current in the wire wound around the iron core of the stator 142 . The generated induced current may be transferred to the power conversion unit 150 from the wire wound around the iron core of the stator 142 .

반면, 로터(141)와 스테이터(142)의 역할이 서로 바뀔 수 있다. 즉, 스테이터(142)에서 자기장이 형성되고, 로터(141)가 회전하면서 로터(141)에 권선된 전선에 유도 전류가 발생할 수 있다. 구체적으로, 스테이터(142)는 영구 자석을 포함하여 자기장을 형성할 수 있다. 이와 다르게, 스테이터(142)는 복수의 철심이 축 방향으로 적층된 철심 코어와, 철심 코어에 권선되는 전선을 포함할 수 있고, 상기 전선에 전류를 인가시켜 전자석의 형태로 자기장을 형성할 수도 있다.On the other hand, roles of the rotor 141 and the stator 142 may be interchanged. That is, a magnetic field is formed in the stator 142 , and as the rotor 141 rotates, an induced current may be generated in the wire wound around the rotor 141 . Specifically, the stator 142 may include a permanent magnet to form a magnetic field. Alternatively, the stator 142 may include an iron core in which a plurality of iron cores are stacked in the axial direction, and an electric wire wound around the iron core, and a magnetic field in the form of an electromagnet may be formed by applying a current to the electric wire. .

한편, 로터(141)는 복수의 철심이 축 방향으로 적층된 철심 코어와, 철심 코어에 권선되는 전선을 포함할 수 있다. 이 경우 로터(141)에 권선된 전선에 유도 전류를 발생시킬 수 있다.Meanwhile, the rotor 141 may include an iron core in which a plurality of iron cores are stacked in an axial direction, and an electric wire wound around the iron core. In this case, an induced current may be generated in the wire wound around the rotor 141 .

이 경우, 로터(141)가 회전체에 의해 회전하게 되면, 로터(141)의 철심 코어를 통과하는 자기장의 자속이 변화할 수 있다. 이러한 자속의 변화는 로터(141)의 철심 코어에 권선된 전선에 유도 전류를 발생시킬 수 있다. 발생한 유도 전류는 로터(141)의 철심 코어에 권선된 전선에서 전력변환부(150)에 전달될 수 있다. 즉, 본 명세서에서는 유도 전류를 전력변환부(150)에 전달하는 것은 스테이터(141)에 한정되지 않고 로터(142)일 수도 있다.In this case, when the rotor 141 is rotated by the rotating body, the magnetic flux of the magnetic field passing through the iron core of the rotor 141 may change. This change in magnetic flux may generate an induced current in the wire wound around the iron core of the rotor 141 . The generated induced current may be transferred to the power conversion unit 150 from the wire wound around the iron core of the rotor 141 . That is, in the present specification, the transfer of the induced current to the power conversion unit 150 is not limited to the stator 141 and may be the rotor 142 .

유도 전류를 발생시키는 유도 기전력의 세기는 권선된 전선을 통과하는 자속의 변화량 및 전류가 유도되는 전선의 권선수에 비례하고, 시간에 반비례한다. 또한, 자속의 변화량은 자기장의 세기와 자속이 지나는 면적을 곱한 값의 변화량이다. 본 명세서에 따른 발전 장치(100)에서는 영구 자석 또는 일정한 전류를 인가하여 형성되는 전자석을 이용하여 자기장을 형성하므로 자기장의 세기는 일정하다.The strength of the induced electromotive force that generates the induced current is proportional to the amount of change in magnetic flux passing through the wound wire and the number of turns of the wire through which the current is induced, and is inversely proportional to time. In addition, the amount of change in magnetic flux is the amount of change in a value obtained by multiplying the strength of the magnetic field by the area through which the magnetic flux passes. In the power generation device 100 according to the present specification, a magnetic field is formed using a permanent magnet or an electromagnet formed by applying a constant current, so that the strength of the magnetic field is constant.

도 10은 본 명세서의 일 실시예에 따른 발전 장치(100)의 동작도이다. 도 11은 본 명세서의 다른 실시예에 따른 발전 장치(100)의 동작도이다. 도 12는 본 명세서의 또 다른 실시예에 따른 발전 장치(100)의 동작도이다.10 is an operation diagram of the power generation device 100 according to an embodiment of the present specification. 11 is an operation diagram of the power generation device 100 according to another embodiment of the present specification. 12 is an operation diagram of the power generation device 100 according to another embodiment of the present specification.

도 10 내지 도 12는 발전 장치(100)의 터빈부(120), 샤프트부(130), 발전부(140)만을 간략하게 도시하고, 스테이터(142)의 일부를 잘라 로터(141)의 회전방향이 보이도록 도시한 것이다.10 to 12 schematically show only the turbine part 120, the shaft part 130, and the power generation part 140 of the power generation device 100, and a part of the stator 142 is cut to rotate the rotor 141 This is shown so that it can be seen.

도 10을 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 따른 발전 장치(100)는 종래의 발전 장치(100)와는 달리 로터(141)뿐만 아니라 스테이터(142)도 하우징(110)에 대하여 축을 중심으로 회전할 수 있다. 즉, 스테이터(142)는 제1 샤프트(131)에 의해 제1 회전체(121)의 회전에 대응하여 회전할 수 있고, 로터(141)는 제2 샤프트(132)에 의해 제2 회전체(122)의 회전에 대응하여 회전할 수 있다. Referring to FIG. 10 , in the power generation device 100 according to an embodiment of the present specification, not only the rotor 141 but also the stator 142 rotates about an axis with respect to the housing 110 , unlike the conventional power generation device 100 . can do. That is, the stator 142 may be rotated in response to the rotation of the first rotating body 121 by the first shaft 131 , and the rotor 141 may be rotated by the second shaft 132 by the second rotating body ( 122) can be rotated in response to the rotation.

일 예로, 발전 장치(100)의 축 방향 전방으로부터 유체의 흐름(S)이 형성된다고 가정하면, 제1 회전체(121)는 제1 블레이드 세트(121a)가 기울어진 방향으로 인해 F1 방향으로 회전력을 받을 수 있다. 즉, 축 방향 전방에서 보았을 때 제1 회전체(121)는 유체의 흐름(S)에 의해 시계 방향으로 회전력을 받을 수 있다. 또한, 제2 회전체(122)는 제2 블레이드 세트(122a)가 기울어진 방향으로 인해 F2 방향으로 회전력을 받을 수 있다. 즉, 축 방향에서 보았을 때 제2 회전체(122)는 유체의 흐름(S)에 의해 반시계 방향으로 회전할 수 있다. 이로 인해, 제1 회전체(121)와 제2 회전체(122)는 유체의 흐름(S)에 대해 서로 반대 방향으로 회전할 수 있다.For example, assuming that the flow S of the fluid is formed from the axial direction front of the power generation device 100, the first rotating body 121 has a rotational force in the F1 direction due to the direction in which the first blade set 121a is inclined. can receive That is, when viewed from the front in the axial direction, the first rotating body 121 may receive a rotational force in a clockwise direction by the flow S of the fluid. In addition, the second rotating body 122 may receive a rotational force in the F2 direction due to the direction in which the second blade set 122a is inclined. That is, when viewed in the axial direction, the second rotating body 122 may rotate counterclockwise by the flow S of the fluid. For this reason, the first rotating body 121 and the second rotating body 122 may rotate in opposite directions with respect to the flow S of the fluid.

이 때, 축 방향 전방에서 보았을 때, 스테이터(142)는 제1 샤프트(131)에 의해 제1 회전체(121)의 회전에 대응하여 회전하므로 시계 방향으로, 로터(141)는 제2 샤프트(132)에 의해 제2 회전체(122)의 회전에 대응하여 회전하므로 반시계 방향으로 회전할 수 있다. 즉, 로터(141)와 스테이터(142)도 제1 회전체(121) 및 제2 회전체(122)와 마찬가지로 서로 반대 방향으로 회전할 수 있다.At this time, when viewed from the front in the axial direction, the stator 142 rotates in response to the rotation of the first rotating body 121 by the first shaft 131, so in the clockwise direction, the rotor 141 rotates the second shaft ( 132), since it rotates in response to the rotation of the second rotating body 122, it can rotate counterclockwise. That is, the rotor 141 and the stator 142 may also rotate in opposite directions, like the first rotating body 121 and the second rotating body 122 .

본 명세서의 일 실시예에 따른 발전 장치(100)와 같이 스테이터(142)가 로터(141)와 반대 방향으로 회전하게 되면, 스테이터(142)에 대한 로터(141)의 상대 회전 속도는 스테이터(142)가 고정되어 있는 경우에 비해 더 빠르다. 이 경우, 동일한 시간동안 자속이 지나는 전선의 면적이 스테이터(142)가 고정되어 있는 경우보다 더욱 빠르게 변화한다. 따라서, 자속이 지나는 면적의 변화가 크므로 전선에 유도되는 유도 기전력의 크기가 증가할 수 있다. When the stator 142 rotates in the opposite direction to the rotor 141 as in the power generation device 100 according to an embodiment of the present specification, the relative rotational speed of the rotor 141 with respect to the stator 142 is the stator 142 ) is faster than the fixed case. In this case, the area of the electric wire through which the magnetic flux passes for the same time changes more rapidly than when the stator 142 is fixed. Accordingly, since the change in the area through which the magnetic flux passes is large, the magnitude of the induced electromotive force induced in the electric wire may increase.

따라서, 본 명세서의 일 실시예에 따른 발전 장치(100)와 같이 스테이터(142)가 로터(141)와 함께 회전 가능한 구조를 통해, 같은 유체의 흐름(S)에 대해서 종래의 발전 장치(100)에 비해 높은 전력 생산 효율을 가질 수 있다.Accordingly, through a structure in which the stator 142 is rotatable together with the rotor 141 as in the power generation device 100 according to an embodiment of the present specification, the conventional power generation device 100 for the same fluid flow (S) It can have higher power production efficiency compared to .

도 11을 참조하면, 본 명세서의 다른 실시예에 따른 발전 장치(100)는 도 10에서 설명한 본 명세서의 일 실시예에 따른 발전 장치(100)와 마찬가지로 스테이터(142)가 하우징(110)에 대하여 회전한다. 즉, 로터(141)는 제1 샤프트(131)에 의해 제1 회전체(121)의 회전에 대응하여 회전할 수 있고, 스테이터(142)는 제2 샤프트(132)에 의해 제2 회전체(122)의 회전에 대응하여 회전할 수 있다.Referring to FIG. 11 , in the power generation device 100 according to another embodiment of the present specification, the stator 142 is provided with respect to the housing 110 like the power generation device 100 according to the embodiment of the present specification described in FIG. 10 . rotate That is, the rotor 141 may rotate in response to the rotation of the first rotating body 121 by the first shaft 131 , and the stator 142 may rotate by the second shaft 132 by the second rotating body ( 122) can be rotated in response to the rotation.

일 예로, 발전 장치(100)의 축 방향 전방으로부터 유체의 흐름(S)이 형성된다고 가정하면, 제1 회전체(121)는 제1 블레이드 세트(121a)가 기울어진 방향으로 인해 F1 방향으로 회전력을 받을 수 있다. 즉, 축 방향 전방에서 보았을 때 제1 회전체(121)는 유체의 흐름(S)에 의해 시계 방향으로 회전력을 받을 수 있다. 또한, 제2 회전체(122)는 제2 블레이드 세트(122a)가 기울어진 방향으로 인해 F2 방향으로 회전력을 받을 수 있다. 즉, 축 방향에서 보았을 때 제2 회전체(122)는 유체의 흐름(S)에 의해 반시계 방향으로 회전할 수 있다. 이로 인해, 제1 회전체(121)와 제2 회전체(122)는 유체의 흐름(S)에 대해 서로 반대 방향으로 회전할 수 있다.For example, assuming that the flow S of the fluid is formed from the axial direction front of the power generation device 100, the first rotating body 121 has a rotational force in the F1 direction due to the direction in which the first blade set 121a is inclined. can receive That is, when viewed from the front in the axial direction, the first rotating body 121 may receive a rotational force in a clockwise direction by the flow S of the fluid. In addition, the second rotating body 122 may receive a rotational force in the F2 direction due to the direction in which the second blade set 122a is inclined. That is, when viewed in the axial direction, the second rotating body 122 may rotate counterclockwise by the flow S of the fluid. For this reason, the first rotating body 121 and the second rotating body 122 may rotate in opposite directions with respect to the flow S of the fluid.

이 때, 축 방향 전방에서 보았을 때, 로터(141)는 제1 샤프트(131)에 의해 제1 회전체(121)의 회전에 대응하여 회전하므로 시계 방향으로, 스테이터(142)는 제2 샤프트(132)에 의해 제2 회전체(122)의 회전에 대응하여 회전하므로 반시계 방향으로 회전할 수 있다. 즉, 스테이터(142)와 로터(141)도 제1 회전체(121) 및 제2 회전체(122)와 마찬가지로 서로 반대 방향으로 회전할 수 있다.At this time, when viewed from the front in the axial direction, the rotor 141 rotates in response to the rotation of the first rotating body 121 by the first shaft 131, so in the clockwise direction, the stator 142 is rotated by the second shaft ( 132), since it rotates in response to the rotation of the second rotating body 122, it can rotate counterclockwise. That is, the stator 142 and the rotor 141 may also rotate in opposite directions, like the first rotating body 121 and the second rotating body 122 .

이 경우, 스테이터(142)가 고정되어 있는 종래의 발전 장치(100)에 비해 높은 전력 생산 효율을 가질 수 있는 원리는 도 10에서 설명한 본 명세서의 일 실시예에 따른 발전 장치(100)와 동일할 수 있다.In this case, the principle that can have higher power production efficiency compared to the conventional power generation device 100 to which the stator 142 is fixed is the same as the power generation device 100 according to an embodiment of the present specification described with reference to FIG. 10 . can

도 12를 참조하면, 본 명세서의 또 다른 실시예에 따른 발전 장치(100)는 종래의 발전 장치(100)와 달리 로터(141)와 스테이터(142)로 구성되는 발전부(140)를 2개 구비한 것으로 이해될 수 있다. 제1 로터(141a)는 제1 샤프트(131)에 의해 제1 회전체(121)의 회전에 대응하여 회전할 수 있고, 제2 로터(141b)는 제2 샤프트(132)에 의해 제2 회전체(122)의 회전에 대응하여 회전할 수 있다.Referring to FIG. 12 , the power generation device 100 according to another embodiment of the present specification includes two power generation units 140 including a rotor 141 and a stator 142 , unlike the conventional power generation device 100 . It can be understood as provided. The first rotor 141a may rotate in response to the rotation of the first rotating body 121 by the first shaft 131 , and the second rotor 141b may rotate a second time by the second shaft 132 . It can rotate corresponding to the rotation of the whole 122 .

일 예로, 발전 장치(100)의 축 방향 전방으로부터 유체의 흐름(S)이 형성된다고 가정하면, 제1 회전체(121)는 제1 블레이드 세트(121a)가 기울어진 방향으로 인해 F1 방향으로 회전력을 받을 수 있다. 즉, 축 방향 전방에서 보았을 때 제1 회전체(121)는 유체의 흐름(S)에 의해 시계 방향으로 회전력을 받을 수 있다. 또한, 제2 회전체(122)는 제2 블레이드 세트(122a)가 기울어진 방향으로 인해 F2 방향으로 회전력을 받을 수 있다. 즉, 축 방향에서 보았을 때 제2 회전체(122)는 유체의 흐름(S)에 의해 반시계 방향으로 회전할 수 있다. 이로 인해, 제1 회전체(121)와 제2 회전체(122)는 유체의 흐름(S)에 대해 서로 반대 방향으로 회전할 수 있다.For example, assuming that the flow S of the fluid is formed from the axial direction front of the power generation device 100, the first rotating body 121 has a rotational force in the F1 direction due to the direction in which the first blade set 121a is inclined. can receive That is, when viewed from the front in the axial direction, the first rotating body 121 may receive a rotational force in a clockwise direction by the flow S of the fluid. In addition, the second rotating body 122 may receive a rotational force in the F2 direction due to the direction in which the second blade set 122a is inclined. That is, when viewed in the axial direction, the second rotating body 122 may rotate counterclockwise by the flow S of the fluid. For this reason, the first rotating body 121 and the second rotating body 122 may rotate in opposite directions with respect to the flow S of the fluid.

이 때, 축 방향 전방에서 보았을 때, 제1 로터(141a)는 제1 샤프트(131)에 의해 제1 회전체(121)의 회전에 대응하여 회전하므로 시계 방향으로, 제2 로터(141b)는 제2 샤프트(132)에 의해 제2 회전체(122)의 회전에 대응하여 회전하므로 반시계 방향으로 회전할 수 있다. 즉, 제1 로터(141a)와 제2 스테이터(142b)도 제1 회전체(121) 및 제2 회전체(122)와 마찬가지로 서로 반대 방향으로 회전할 수 있다.At this time, when viewed from the front in the axial direction, since the first rotor 141a rotates in response to the rotation of the first rotating body 121 by the first shaft 131 , in a clockwise direction, the second rotor 141b is Since the second shaft 132 rotates in response to the rotation of the second rotating body 122 , it may rotate counterclockwise. That is, the first rotor 141a and the second stator 142b may also rotate in opposite directions, like the first rotating body 121 and the second rotating body 122 .

이는 제1 회전체(121), 제1 샤프트(131), 제1 로터(141a) 및 제1 스테이터(142a)가 제1 발전 메커니즘을 형성하고, 제2 회전체(122), 제2 샤프트(132), 제2 로터(141b) 및 제2 스테이터(142b)가 제2 발전 메커니즘을 형성하고, 제1 발전 메커니즘과 제2 발전 메커니즘이 서로 반대 방향으로 회전하면서, 하나의 발전 장치(100) 안에 중첩되어 있는 것으로 이해될 수 있다. 따라서, 하나의 발전 장치(100) 안에 두 개의 종래 발전 메커니즘이 포함되어 있으므로, 전류가 유도되는 전선의 권선수가 종래의 발전 장치(100)에 비해 2개에 근접하는 것으로 이해될 수 있다. 따라서, 본 명세서의 또 다른 실시예에 따른 발전 장치(100)는 종래의 발전 장치(100)에 비해 높은 전력 생산 효율을 가질 수 있다.This means that the first rotating body 121, the first shaft 131, the first rotor 141a, and the first stator 142a form a first power generation mechanism, and the second rotating body 122, the second shaft ( 132), the second rotor 141b and the second stator 142b form a second power generation mechanism, and while the first power generation mechanism and the second power generation mechanism rotate in opposite directions to each other, in one power generation device 100 It can be understood as overlapping. Therefore, since two conventional power generation mechanisms are included in one power generation device 100 , it can be understood that the number of turns of the wire through which the current is induced is close to two compared to the conventional power generation device 100 . Accordingly, the power generation device 100 according to another embodiment of the present specification may have higher power production efficiency than the conventional power generation device 100 .

앞에서 설명된 본 명세서의 어떤 실시예들 또는 다른 실시예들은 서로 배타적이거나 구별되는 것은 아니다. 앞서 설명된 본 명세서의 어떤 실시예들 또는 다른 실시예들은 각각의 구성 또는 기능이 병용되거나 조합될 수 있다.Any or other embodiments of the present specification described above are not mutually exclusive or distinct. Any of the above-described embodiments or other embodiments of the present specification may be combined or combined with each configuration or function.

예를 들어 특정 실시예 및/또는 도면에 설명된 A 구성과 다른 실시예 및/또는 도면에 설명된 B 구성이 결합될 수 있음을 의미한다. 즉, 구성 간의 결합에 대해 직접적으로 설명하지 않은 경우라고 하더라도 결합이 불가능하다고 설명한 경우를 제외하고는 결합이 가능함을 의미한다.For example, it means that configuration A described in a specific embodiment and/or drawings may be combined with configuration B described in other embodiments and/or drawings. That is, even if the coupling between the components is not directly described, it means that the coupling is possible except for the case where it is described that the coupling is impossible.

상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 명세서의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 명세서의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 명세서의 범위에 포함된다.The above detailed description should not be construed as restrictive in all respects and should be considered as exemplary. The scope of this specification should be determined by a reasonable interpretation of the appended claims, and all modifications within the scope of equivalents of this specification are included in the scope of this specification.

100: 발전 장치 110: 하우징
111: 제1 하우징 112: 제2 하우징
120: 터빈부 121: 제1 회전체
121a: 제1 블레이드 세트 121b: 제1 허브
122: 제2 회전체 122a: 제2 블레이드 세트
122b: 제2 허브 130: 샤프트부
131: 제1 샤프트 132: 제2 샤프트
140: 발전부 141: 로터
141a: 제1 로터 141b: 제2 로터
142: 스테이터 1421: 몸체부
1422: 연결부 142a: 제1 스테이터
142b: 제2 스테이터 150: 전력변환부
160: 배터리 170: 연결 포트
171: USB 포트 172: 전원 연결 포트
180: 커버 181: 홈100: power generation device 110: housing
111: first housing 112: second housing
120: turbine unit 121: first rotating body
121a: first set of blades 121b: first hub
122: second rotating body 122a: second blade set
122b: second hub 130: shaft portion
131: first shaft 132: second shaft
140: power generation unit 141: rotor
141a: first rotor 141b: second rotor
142: stator 1421: body portion
1422: connecting portion 142a: first stator
142b: second stator 150: power conversion unit
160: battery 170: connection port
171: USB port 172: power connection port
180: cover 181: groove

Claims (15)

축 방향으로 연장 형성되는 제1 샤프트;
상기 축 방향으로 연장 형성되고, 상기 제1 샤프트의 반경 방향 외측에 형성되는 제2 샤프트;
상기 제1 샤프트에 결합되는 제1 회전체;
상기 제1 회전체의 상기 축 방향 후방에 배치되고, 상기 제2 샤프트에 결합되는 제2 회전체;
상기 제2 회전체의 상기 축 방향 후방에 배치되고, 상기 제1 샤프트 및 상기 제2 샤프트 중 어느 하나에 결합되는 로터; 및
상기 로터의 상기 축 방향 전방 및 후방 중 적어도 어느 하나와 상기 로터의 반경 방향 외측에 형성되고, 상기 제1 샤프트 및 상기 제2 샤프트 중 다른 하나에 결합되는 스테이터를 포함하는 발전 장치.a first shaft extending in an axial direction;
a second shaft extending in the axial direction and formed radially outside the first shaft;
a first rotating body coupled to the first shaft;
a second rotating body disposed behind the first rotating body in the axial direction and coupled to the second shaft;
a rotor disposed behind the second rotating body in the axial direction and coupled to any one of the first shaft and the second shaft; and
A power generation device including at least one of the axial front and rear of the rotor and a stator formed outside the rotor in a radial direction and coupled to the other one of the first shaft and the second shaft. 제1항에 있어서,
상기 스테이터는 상기 로터의 반경 방향 외측에 형성되는 몸체부와, 상기 몸체부의 상기 축 방향 후단에서 반경 방향 내측으로 연장 형성되는 연결부를 포함하는 발전 장치.According to claim 1,
The stator includes a body portion formed outside the rotor in a radial direction, and a connection portion extending radially inward from the rear end of the body portion in the axial direction. 제2항에 있어서,
상기 연결부가 상기 제1 샤프트에 결합되고,
상기 로터가 상기 제2 샤프트에 결합되는 발전 장치.3. The method of claim 2,
The connection part is coupled to the first shaft,
A power generation device in which the rotor is coupled to the second shaft. 제3항에 있어서,
상기 발전 장치는 상기 스테이터와 상기 로터를 수용하는 하우징을 포함하고,
상기 스테이터가 상기 하우징에 대하여 상기 축을 중심으로 회전하는 발전 장치.4. The method of claim 3,
The power generation device includes a housing accommodating the stator and the rotor,
A power generation device in which the stator rotates about the axis with respect to the housing. 제4항에 있어서,
상기 제1 및 제2 회전체가 상기 축을 중심으로 회전하고,
상기 스테이터가 상기 제1 회전체의 회전에 대응하여 회전하고,
상기 로터가 상기 제2 회전체의 회전에 대응하여 회전하는 발전 장치.5. The method of claim 4,
The first and second rotating bodies rotate about the axis,
The stator rotates in response to the rotation of the first rotating body,
A power generation device in which the rotor rotates in response to the rotation of the second rotating body. 제1항에 있어서,
상기 스테이터는 상기 로터의 반경 방향 외측에 형성되는 몸체부와, 상기 몸체부의 상기 축 방향 전단에서 반경 방향 내측으로 연장 형성되는 연결부를 포함하는 발전 장치.According to claim 1,
The stator includes a body portion formed outside the rotor in a radial direction, and a connection portion extending radially inward from the front end of the body portion in the axial direction. 제6항에 있어서,
상기 연결부가 상기 제2 샤프트와 결합되고,
상기 로터가 상기 제1 샤프트와 결합되는 발전 장치.7. The method of claim 6,
The connection part is coupled to the second shaft,
A power generation device in which the rotor is coupled to the first shaft. 제7항에 있어서,
상기 발전 장치는 상기 스테이터와 상기 로터를 수용하는 하우징을 포함하고,
상기 스테이터가 상기 하우징에 대하여 상기 축을 중심으로 회전하는 발전 장치.8. The method of claim 7,
The power generation device includes a housing accommodating the stator and the rotor,
A power generation device in which the stator rotates about the axis with respect to the housing. 제8항에 있어서,
상기 제1 및 제2 회전체가 상기 축을 중심으로 회전하고,
상기 로터가 상기 제1 회전체의 회전에 대응하여 회전하고,
상기 스테이터가 상기 제2 회전체의 회전에 대응하여 회전하는 발전 장치.9. The method of claim 8,
The first and second rotating bodies rotate about the axis,
The rotor rotates in response to the rotation of the first rotating body,
A power generation device in which the stator rotates in response to the rotation of the second rotating body. 제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 회전체가 임펠러로 형성되고,
상기 제1 및 제2 회전체는 각각 복수의 블레이드로 이루어진 제1 블레이드 세트와 제2 블레이드 세트를 포함하고,
상기 제1 블레이드 세트의 프로파일과 상기 제2 블레이드 세트의 프로파일이 각각 상기 제1 및 제2 회전체가 서로 반대 방향으로 회전하도록 형성되는 발전 장치.According to claim 1,
The first and second rotating bodies are formed as impellers,
The first and second rotating bodies each include a first blade set and a second blade set consisting of a plurality of blades,
A power generation device in which the profile of the first blade set and the profile of the second blade set are respectively formed such that the first and second rotating bodies rotate in opposite directions. 제1항에 있어서,
상기 제2 회전체의 반경이 상기 제1 회전체의 반경보다 큰 발전 장치.According to claim 1,
A power generation device having a radius of the second rotating body greater than a radius of the first rotating body. 축 방향으로 연장 형성되는 제1 샤프트;
상기 축 방향으로 연장 형성되고, 상기 제1 샤프트의 반경 방향 외측에 형성되는 제2 샤프트;
상기 제1 샤프트에 결합되는 제1 회전체;
상기 제1 회전체의 상기 축 방향 후방에 배치되고, 상기 제2 샤프트에 결합되는 제2 회전체;
상기 제2 회전체의 상기 축 방향 후방에 배치되고, 상기 제2 샤프트에 결합되는 제2 로터;
상기 제2 로터의 상기 축 방향 후방에 배치되고, 상기 제1 샤프트에 결합되는 제1 로터; 및
상기 제1 및 제2 로터의 반경 방향 외측에 각각 형성되는 제1 및 제2 스테이터를 포함하는 발전 장치.a first shaft extending in an axial direction;
a second shaft extending in the axial direction and formed radially outside the first shaft;
a first rotating body coupled to the first shaft;
a second rotating body disposed behind the first rotating body in the axial direction and coupled to the second shaft;
a second rotor disposed behind the second rotating body in the axial direction and coupled to the second shaft;
a first rotor disposed behind the second rotor in the axial direction and coupled to the first shaft; and
Power generation apparatus including first and second stators respectively formed on the radially outer side of the first and second rotors. 제12항에 있어서,
상기 제1 및 제2 회전체가 상기 축을 중심으로 회전하고,
상기 제1 로터가 상기 제1 회전체의 회전에 대응하여 회전하고,
상기 제2 로터가 상기 제2 회전체의 회전에 대응하여 회전하는 발전 장치.13. The method of claim 12,
The first and second rotating bodies rotate about the axis,
The first rotor rotates in response to the rotation of the first rotating body,
A power generation device in which the second rotor rotates in response to the rotation of the second rotating body. 제12항에 있어서,
상기 제1 및 제2 회전체가 임펠러로 형성되고,
상기 제1 및 제2 회전체는 각각 복수의 블레이드로 이루어진 제1 블레이드 세트와 제2 블레이드 세트를 포함하고,
상기 제1 블레이드 세트의 프로파일과 상기 제2 블레이드 세트의 프로파일이 각각 상기 제1 및 제2 회전체가 서로 반대 방향으로 회전하도록 형성되는 발전 장치.13. The method of claim 12,
The first and second rotating bodies are formed as impellers,
The first and second rotating bodies each include a first blade set and a second blade set consisting of a plurality of blades,
A power generation device in which the profile of the first blade set and the profile of the second blade set are respectively formed such that the first and second rotating bodies rotate in opposite directions. 제12항에 있어서,
상기 제2 회전체의 반경이 상기 제1 회전체의 반경보다 큰 발전 장치.
13. The method of claim 12,
A power generation device having a radius of the second rotating body greater than a radius of the first rotating body.
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KR101047919B1 (en) 2010-11-22 2011-07-08 김시준 Hydraulic-power generator of cary used
KR101721388B1 (en) 2016-12-28 2017-04-11 강동희 A portable power generator

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