KR20240043587A - Generator for aircraft and aircraft generating system including the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 비행체용 발전 장치 및 이를 포함하는 비행체 발전 시스템에 관한 것으로서, 비행체용 발전 장치는 기준 방향을 따라 유체가 유입되는 유입 덕트, 상기 유입 덕트로부터 유입되는 유체에 의해 회전하게 마련되는 터빈 및 상기 터빈의 회전에 의해 발전하는 발전부를 포함하고, 상기 유입 덕트는, 기준 방향으로 연장되는 관형의 덕트 바디 및 상기 덕트 바디의 내주면에 함몰 형성되고, 상기 기준 방향을 따라 상기 덕트 바디의 원주 방향으로 경사지게 형성되는 슬롯 영역을 포함할 수 있다.The present invention relates to a power generation device for an aircraft and a power generation system for an aircraft including the same. The power generation device for an aircraft includes an inlet duct through which fluid flows in along a reference direction, a turbine provided to rotate by the fluid flowing in from the inlet duct, and the above It includes a power generation unit that generates power by rotation of a turbine, and the inflow duct is formed with a tubular duct body extending in a reference direction and a depression formed on the inner peripheral surface of the duct body, and is inclined in the circumferential direction of the duct body along the reference direction. It may include a slot area to be formed.

Description

비행체용 발전 장치 및 이를 포함하는 비행체 발전 시스템{GENERATOR FOR AIRCRAFT AND AIRCRAFT GENERATING SYSTEM INCLUDING THE SAME}Power generation device for aircraft and aircraft power generation system including the same {GENERATOR FOR AIRCRAFT AND AIRCRAFT GENERATING SYSTEM INCLUDING THE SAME}

본 발명은 비행체용 발전 장치 및 이를 포함하는 비행체 발전 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a power generation device for an aircraft and an aircraft power generation system including the same.

일반적으로 비행체는 동력을 이용하여 공중을 날아다닐 수 있는 장치를 의미한다. 최근에는 비행체에 동력을 공급하기 위한 동력원으로 수소 연료전지가 활용되고 있다. In general, an aircraft refers to a device that can fly in the air using power. Recently, hydrogen fuel cells have been used as a power source to power aircraft.

종래의 차량용이나 발전용 연료전지시스템을 비행체에 장착하는 경우 중량으로 인해 이륙할 수 없는 문제점이 발생할 수 있다. When installing a conventional fuel cell system for vehicles or power generation on an aircraft, problems such as inability to take off due to weight may occur.

일 예로 수소 연료전지를 사용하기 위해서는 수소 탱크가 탑재되어야 하는데, 수소 탱크 하나의 무게는 약 18kg으로 복수 개의 수소 탱크를 탑재하는 경우, 중량이 더욱 증가하여 이륙이 불가능한 문제가 발생할 수 있다.For example, in order to use a hydrogen fuel cell, a hydrogen tank must be mounted. One hydrogen tank weighs about 18kg, so if multiple hydrogen tanks are mounted, the weight may increase further, making takeoff impossible.

따라서, 비행체에 수소 탱크를 최소한으로 탑재하면서도 출력을 유지할 수 있는 방안이 필요한 실정이다.Therefore, there is a need for a method that can maintain power output while loading a minimum number of hydrogen tanks on an aircraft.

본 발명의 과제는 중량이 감소되고, 비행시간이 증가될 수 있는 비행체용 발전 장치 및 이를 포함하는 비행체 발전 시스템을 제공하는 것이다.The object of the present invention is to provide a power generation device for an aircraft that can reduce weight and increase flight time, and an aircraft power generation system including the same.

일 예에서 비행체용 발전 장치는, 기준 방향을 따라 유체가 유입되는 유입 덕트, 상기 유입 덕트로부터 유입되는 유체에 의해 회전하게 마련되는 터빈 및 상기 터빈의 회전에 의해 발전하는 발전부를 포함하고, 상기 유입 덕트는, 기준 방향으로 연장되는 관형의 덕트 바디 및 상기 덕트 바디의 내주면에 함몰 형성되고, 상기 기준 방향을 따라 상기 덕트 바디의 원주 방향으로 경사지게 형성되는 슬롯 영역을 포함할 수 있다.In one example, the power generation device for an aircraft includes an inlet duct through which fluid flows in along a reference direction, a turbine provided to rotate by fluid flowing in from the inlet duct, and a power generation unit that generates power by rotation of the turbine, and the inflow The duct may include a tubular duct body extending in a reference direction and a slot area recessed in an inner peripheral surface of the duct body and inclined in a circumferential direction of the duct body along the reference direction.

다른 예에서 상기 슬롯 영역은 복수 개로 형성되고, 상기 복수 개의 슬롯 영역은 상기 원주 방향을 따라 서로 이격되어 배열될 수 있다.In another example, the slot areas may be formed in plural numbers, and the plurality of slot areas may be arranged to be spaced apart from each other along the circumferential direction.

또 다른 예에서 상기 유입 덕트는, 상기 슬롯 영역의 상기 기준 방향 측 단부와 연결되고, 상기 덕트 바디의 반경 외측 방향을 향해 개구되는 개구 영역을 더 포함할 수 있다.In another example, the inflow duct may further include an opening area connected to an end of the slot area in the reference direction and opening toward a radial outer direction of the duct body.

또 다른 예에서 상기 슬롯 영역은 복수 개로 형성되고, 상기 개구 영역은 상기 복수 개의 슬롯 영역 중 어느 하나와 연통되고, 상기 유입 덕트는, 상기 복수 개의 슬롯 영역 중 다른 하나의 상기 기준 방향 측 단부와 연통되고, 상기 덕트 바디의 내주면에 상기 원주 방향을 따라 함몰 형성되는 함몰 영역을 더 포함할 수 있다.In another example, the slot area is formed in plural pieces, the opening area communicates with one of the plurality of slot areas, and the inlet duct communicates with an end in the reference direction of another one of the plurality of slot areas. It may further include a recessed area formed along the circumferential direction on the inner peripheral surface of the duct body.

또 다른 예에서 상기 개구 영역 및 상기 함몰 영역은 복수 개로 형성되고, 상기 개구 영역 및 상기 함몰 영역은 상기 원주 방향을 따라 교번적으로 배열될 수 있다.In another example, the opening area and the depression area may be formed in plural pieces, and the opening area and the depression area may be arranged alternately along the circumferential direction.

또 다른 예에서 상기 유입 덕트는, 상기 덕트 바디의 외주면으로부터 상기 기준 방향을 따라 상기 반경 외측 방향으로 경사져 연장되는 돌출 부분을 더 포함할 수 있다.In another example, the inflow duct may further include a protruding portion extending at an angle from the outer peripheral surface of the duct body in the radial outer direction along the reference direction.

또 다른 예에서 상기 돌출 부분은 상기 덕트 바디 중 상기 개구 영역의 상기 기준 방향의 반대 방향 측 단부로부터 연장될 수 있다.In another example, the protruding portion may extend from an end of the duct body on a side opposite to the reference direction of the opening area.

일 예로 비행체 발전 시스템은 비행체, 상기 비행체에 배치되어, 상기 비행체의 주행에 의해 발생하는 후류에 의해 발전하게 마련되는 발전 장치를 포함하고, 상기 발전 장치는, 상기 비행체가 주행하는 방향의 반대 방향인 기준 방향을 따라 유체가 유입되는 유입 덕트를 포함하고, 상기 유입 덕트는, 기준 방향으로 연장되는 관형의 덕트 바디 및 상기 덕트 바디의 내주면에 함몰 형성되고, 상기 기준 방향을 따라 상기 덕트 바디의 원주 방향으로 경사지게 형성되는 슬롯 영역을 포함할 수 있다. As an example, the aircraft power generation system includes an aircraft, a power generation device disposed on the aircraft, and provided to generate power by a wake generated by the flight of the aircraft, and the power generation device is in a direction opposite to the direction in which the aircraft travels. It includes an inflow duct through which fluid flows along a reference direction, wherein the inflow duct includes a tubular duct body extending in the reference direction and a depression formed on an inner peripheral surface of the duct body, and a circumferential direction of the duct body along the reference direction. It may include a slot area that is formed to be inclined.

또 다른 예에서 상기 비행체 발전 시스템은, 상기 발전 장치와 연결되어, 상기 발전 장치가 공급하는 전력을 저장하게 마련되는 배터리를 더 포함할 수 있다.In another example, the aircraft power generation system may further include a battery connected to the power generation device and configured to store power supplied by the power generation device.

또 다른 예에서 상기 비행체 발전 시스템은, 전력을 생산하게 마련되고, 상기 배터리와 전기적으로 연결되는 연료 전지 및 상기 연료 전지 및 상기 배터리와 전기적으로 연결되어, 상기 연료 전지 및 상기 배터리로부터 공급받은 전력을 비행체에 변환하여 공급하게 마련되는 컨버터를 더 포함하고, 상기 비행체에 높은 전력이 요구되는 고출력 모드에서, 상기 배터리는 상기 컨버터에 전력을 공급하고, 상기 비행체에 낮은 전력이 요구되는 저출력 모드에서, 상기 연료 전지는 상기 컨버터에 일부 전력을 공급하고, 나머지 전력을 상기 배터리에 공급할 수 있다.In another example, the aircraft power generation system is provided to produce power, includes a fuel cell electrically connected to the battery, and is electrically connected to the fuel cell and the battery to generate power supplied from the fuel cell and the battery. It further includes a converter provided to convert and supply power to the aircraft, and in a high power mode requiring high power to the aircraft, the battery supplies power to the converter, and in a low power mode requiring low power to the aircraft, the battery supplies power to the converter. The fuel cell may supply some power to the converter and the remaining power to the battery.

또 다른 예에서 상기 비행체는, 비행체 바디 및 상기 비행체에 회전 가능하게 연결되는 프로펠러를 포함하고, 상기 발전 장치는, 상기 비행체 바디 중 상기 프로펠러의 상기 기준 방향 측에 배치될 수 있다.In another example, the aircraft includes an aircraft body and a propeller rotatably connected to the aircraft, and the power generation device may be disposed on a side of the reference direction of the propeller among the aircraft bodies.

본 발명에 의하면 비행체에 탑재되는 발전 장치를 통해 출력을 보조하므로, 수소 탱크의 개수를 감소시킬 수 있어 경량화가 가능하고, 비행시간이 증가될 수 있다.According to the present invention, output is assisted through a power generation device mounted on the aircraft, so the number of hydrogen tanks can be reduced, making it possible to reduce weight, and flight time can be increased.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비행체용 발전 장치가 적용될 수 있는 비행체 및 비행체용 발전 장치를 개념적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비행체용 발전 장치의 일 예를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유입 덕트를 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 비행체 발전 시스템의 고출력 모드에서의 작동을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 비행체 발전 시스템의 저출력 모드에서의 작동을 개념적으로 도시한 도면이다. Figure 1 is a diagram conceptually showing an aircraft and a power generation device for an aircraft to which the power generation device for an aircraft according to an embodiment of the present invention can be applied.
Figure 2 is a perspective view showing an example of a power generation device for an aircraft according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a perspective view showing an inflow duct according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a cross-sectional view of Figure 3.
Figure 5 is a diagram conceptually showing the operation of the aircraft power generation system in high output mode according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a diagram conceptually showing the operation of the aircraft power generation system in a low power mode according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해서 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해선 비록 다른 도면에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있다. 또한 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되면 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail through illustrative drawings. In adding reference numerals to components in each drawing, identical components are given the same reference numerals as much as possible even if they are shown in different drawings. Additionally, when describing embodiments of the present invention, if detailed descriptions of related known configurations or functions are judged to impede understanding of the embodiments of the present invention, the detailed descriptions will be omitted.

본 발명의 일 실시예에 따른 발전 장치(100)는 비행체(200)에 탑재될 수 있는 비행체용 발전 장치(100)에 관한 것이다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고 다양한 분야의 발전 시스템에 적용될 수 있음은 물론이다.The power generation device 100 according to an embodiment of the present invention relates to a power generation device 100 for an aircraft that can be mounted on an aircraft 200. However, it is not limited to this and of course can be applied to power generation systems in various fields.

본 명세서에서 전후, 좌우 및 상하 방향은 설명의 편의를 위해서 지칭된 것으로, 서로에 대해 직교하는 방향일 수 있다. 그러나 이러한 방향은 비행체용 발전 장치(100)가 배열된 방향에 대해 상대적으로 결정되는 것이며, 상하 방향이라 하여 반드시 연직방향을 의미하지는 않을 수 있다.In this specification, front-back, left-right, and up-down directions are referred to for convenience of explanation, and may be directions perpendicular to each other. However, this direction is determined relative to the direction in which the power generation device 100 for an aircraft is arranged, and the vertical direction may not necessarily mean the vertical direction.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비행체용 발전 장치가 적용될 수 있는 비행체 및 비행체용 발전 장치를 개념적으로 도시한 도면이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비행체용 발전 장치의 일 예를 도시한 사시도이다.Figure 1 is a diagram conceptually showing an aircraft and a power generation device for an aircraft to which the power generation device for an aircraft according to an embodiment of the present invention can be applied. Figure 2 is a perspective view showing an example of a power generation device for an aircraft according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시되어 있듯이 비행체용 발전 장치(100)는 비행체(200)에 결합될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 비행체용 발전 장치(100)는 유입 덕트(10), 터빈(20) 및 발전부(30)를 포함할 수 있다. 유입 덕트(10)에는 기준 방향(D)을 따라 유체가 유입될 수 있다. 기준 방향(D)은 비행체(200)가 주행하는 방향의 반대 방향일 수 있다. 비행체(200)가 전방을 향해 주행한다고 할 때 기준 방향(D)은 후방일 수 있다. 비행체(200)가 전방을 향해 주행하는 경우 후류가 발생할 수 있다. 비행체(200)의 주행에 의해 발생된 후류는 유입 덕트(10)를 통해 유입될 수 있다.As shown in FIG. 1, the power generation device 100 for an aircraft may be coupled to the aircraft 200. The power generation device 100 for an aircraft according to an embodiment of the present invention may include an inlet duct 10, a turbine 20, and a power generation unit 30. Fluid may flow into the inlet duct 10 along the reference direction (D). The reference direction D may be opposite to the direction in which the aircraft 200 travels. When the aircraft 200 is said to be traveling forward, the reference direction (D) may be backward. When the aircraft 200 travels forward, wake may occur. The wake generated by the movement of the aircraft 200 may flow in through the inlet duct 10.

터빈(20)은 유입 덕트(10)로부터 유입되는 유체에 의해 회전하게 마련될 수 있다. 발전부(30)는 터빈(20)의 회전에 의해 발전할 수 있다. 일 예로 터빈(20)은 회전자를 포함하고, 발전부(30)는 고정자를 포함할 수 있다.The turbine 20 may be rotated by fluid flowing in from the inlet duct 10. The power generation unit 30 may generate power by rotating the turbine 20. As an example, the turbine 20 may include a rotor, and the power generation unit 30 may include a stator.

한편, 유입 덕트(10)는 덕트 바디(11) 및 슬롯 영역(12)을 포함할 수 있다. 덕트 바디(11)는 기준 방향(D)으로 연장되는 관형일 수 있다. 슬롯 영역(12)은 덕트 바디(11)의 내주면에 함몰 형성될 수 있다. 슬롯 영역(12)은 기준 방향(D)을 따라 덕트 바디(11)의 원주 방향으로 경사지게 형성될 수 있다. 이하에서 원주 방향이라 함은 덕트 바디(11)의 원주 방향을 의미할 수 있다. 일 예로 슬롯 영역(12)은 기준 방향(D)을 따라 연장되는 나선형일 수 있다.Meanwhile, the inlet duct 10 may include a duct body 11 and a slot area 12. The duct body 11 may be tubular extending in the reference direction D. The slot area 12 may be recessed in the inner peripheral surface of the duct body 11. The slot area 12 may be formed to be inclined in the circumferential direction of the duct body 11 along the reference direction D. Hereinafter, the circumferential direction may mean the circumferential direction of the duct body 11. For example, the slot area 12 may have a spiral shape extending along the reference direction (D).

일 예로 기준 방향(D)을 따라 유입되는 후류는 공기와 물을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 비행체용 발전 장치(100)에 따르면 나선형으로 형성되는 슬롯 영역(12)을 따라 후류가 유입되는 과정에서 물은 원심력에 의해 슬롯 영역(12)을 따라 흐르게 되고, 공기는 난류의 성질이 감소될 수 있다.As an example, the wake flowing in along the reference direction (D) may include air and water. According to the power generation device 100 for an aircraft according to an embodiment of the present invention, in the process of the wake flowing in along the slot area 12 formed in a spiral shape, water flows along the slot area 12 by centrifugal force, and air The nature of turbulence may be reduced.

이하에서는 유입 덕트(10)의 구체적인 형상에 관하여 더 살펴본다.Hereinafter, the specific shape of the inflow duct 10 will be discussed in more detail.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유입 덕트를 도시한 사시도이다. 도 4는 도 3의 단면도이다. Figure 3 is a perspective view showing an inflow duct according to an embodiment of the present invention. Figure 4 is a cross-sectional view of Figure 3.

슬롯 영역(12)은 복수 개로 형성될 수 있다. 이때, 복수 개의 슬롯 영역(12)은 원주 방향을 따라 서로 이격되어 배열될 수 있다.The slot area 12 may be formed in plural numbers. At this time, the plurality of slot areas 12 may be arranged to be spaced apart from each other along the circumferential direction.

유입 덕트(10)는 개구 영역(13)을 포함할 수 있다. 개구 영역(13)은 슬롯 영역(12)의 기준 방향(D) 측 단부와 연결되고, 덕트 바디(11)의 반경 외측 방향을 향해 개구될 수 있다. 슬롯 영역(12)으로 유입된 물은 슬롯 영역(12)에서 기준 방향(D)으로 이동한 후 개구 영역(13)을 통해 배출될 수 있다.Inlet duct 10 may include an open area 13 . The opening area 13 is connected to an end of the slot area 12 in the reference direction (D) and may be open toward a radial outer direction of the duct body 11. Water flowing into the slot area 12 may move in the reference direction D from the slot area 12 and then be discharged through the opening area 13.

일 예로 개구 영역(13)은 복수 개의 슬롯 영역(12) 중 어느 하나와 연통될 수 있다. 한편, 유입 덕트(10)는 함몰 영역(14)을 더 포함할 수 있다. 함몰 영역(14)은 덕트 바디(11)의 내주면에 원주 방향을 따라 함몰 형성될 수 있다. 함몰 영역(14)은 복수 개의 슬롯 영역(12) 중 다른 하나의 기준 방향(D) 측 단부와 연통될 수 있다. 일부의 물은 함몰 영역(14)에서 원주 방향을 따라 흐른 후 개구 영역(13)을 통해 배출될 수 있다.For example, the opening area 13 may communicate with one of the plurality of slot areas 12. Meanwhile, the inlet duct 10 may further include a recessed area 14. The depressed area 14 may be formed as a depression along the circumferential direction on the inner peripheral surface of the duct body 11. The depressed area 14 may communicate with an end of another one of the plurality of slot areas 12 in the reference direction (D). Some of the water may flow along the circumferential direction in the recessed area 14 and then be discharged through the open area 13.

개구 영역(13) 및 함몰 영역(14)은 복수 개로 형성될 수 있다. 이때, 개구 영역(13) 및 함몰 영역(14)은 원주 방향을 따라 교번적으로 배열될 수 있다.The opening area 13 and the recessed area 14 may be formed in plural numbers. At this time, the opening areas 13 and the recessed areas 14 may be arranged alternately along the circumferential direction.

또한, 유입 덕트(10)는 돌출 부분(15)을 더 포함할 수 있다. 돌출 부분(15)은 덕트 바디(11)의 외주면으로부터 기준 방향(D)을 따라 반경 외측 방향으로 경사져 연장될 수 있다. 돌출 부분(15)은 덕트 바디(11) 중 개구 영역(13)의 기준 방향(D)의 반대 방향 측 단부로부터 연장될 수 있다. 돌출 부분(15)은 개구 영역(13)으로부터 배출된 물을 기준 방향(D)을 따라 반경 외측 방향으로 경사진 방향을 향해 안내할 수 있다.Additionally, the inlet duct 10 may further include a protruding portion 15. The protruding portion 15 may extend from the outer peripheral surface of the duct body 11 at an angle in a radial outer direction along the reference direction D. The protruding portion 15 may extend from an end of the duct body 11 on a side opposite to the reference direction D of the opening area 13. The protruding portion 15 may guide the water discharged from the opening area 13 in a direction inclined radially outward along the reference direction D.

<비행체 발전 시스템><Aircraft power generation system>

이하에서는, 전술한 발전 장치(100)를 포함하는 비행체 발전 시스템에 관하여 상술한다. 비행체 발전 시스템은 비행체(200) 및 발전 장치(100)를 포함할 수 있다. 여기서 비행체(200)는 비행할 수 있는 이동수단이면 특별히 제한되지 않는다. 발전 장치(100)는 전술한 바와 같이 비행체(200)의 주행에 의해 발생하는 후류에 의해 발전할 수 있다.Hereinafter, the aircraft power generation system including the above-described power generation device 100 will be described in detail. The aircraft power generation system may include an aircraft 200 and a power generation device 100. Here, the aircraft 200 is not particularly limited as long as it is a means of transportation that can fly. As described above, the power generation device 100 may generate power by the wake generated by the travel of the aircraft 200.

일 예로 비행체(200)는 비행체 바디(210) 및 프로펠러(220)를 포함할 수 있다. 프로 펠러는 비행체(200)에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 한편 발전 장치(100)는 후류가 강한 곳에 위치하는 것이 유리할 수 있다. 일 예로 발전 장치(100)는 비행체 바디(210) 중 프로펠러(220)의 기준 방향(D) 측에 배치될 수 있다. As an example, the aircraft 200 may include an aircraft body 210 and a propeller 220. The propeller may be rotatably connected to the aircraft 200. Meanwhile, it may be advantageous for the power generation device 100 to be located in a place with a strong wake. As an example, the power generation device 100 may be placed on the reference direction (D) side of the propeller 220 of the aircraft body 210.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 비행체 발전 시스템의 고출력 모드에서의 작동을 개념적으로 도시한 도면이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 비행체 발전 시스템의 저출력 모드에서의 작동을 개념적으로 도시한 도면이다. Figure 5 is a diagram conceptually showing the operation of the aircraft power generation system in high output mode according to an embodiment of the present invention. Figure 6 is a diagram conceptually showing the operation of the aircraft power generation system in a low power mode according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 비행체 발전 시스템은 배터리(300), 연료 전지(400) 및 컨버터(500)를 더 포함할 수 있다. 배터리(300)는 발전 장치(100)와 연결되어 발전 장치(100)가 공급하는 전력을 저장하게 마련될 수 있다. 또한 배터리(300)는 LDC(Low DC/DC Converter)에 전력을 공급할 수 있다. LDC는 연료 전지(400)의 BOP 또는 비행체(200)의 항전 부품에 작동을 위한 전기적 신호를 전달할 수 있다.The aircraft power generation system according to an embodiment of the present invention may further include a battery 300, a fuel cell 400, and a converter 500. The battery 300 may be connected to the power generation device 100 to store power supplied by the power generation device 100. Additionally, the battery 300 can supply power to an LDC (Low DC/DC Converter). The LDC can transmit electrical signals for operation to the BOP of the fuel cell 400 or the avionics component of the aircraft 200.

연료 전지(400)는 전력을 생산하게 마련되고, 배터리(300)와 전기적으로 연결될 수 있다. 연료 전지(400)는 배터리(300)를 충전할 수 있다. The fuel cell 400 is provided to produce power and may be electrically connected to the battery 300. The fuel cell 400 can charge the battery 300.

컨버터(500)는 연료 전지(400) 및 배터리(300)와 전기적으로 연결되어, 연료 전지(400) 및 배터리(300)로부터 공급받은 전력을 비행체(200)에 변환하여 공급하게 마련될 수 있다. 비행체로 변환하여 공급된 전력은 모터 및 인버터에 공급될 수 있다.The converter 500 may be electrically connected to the fuel cell 400 and the battery 300 to convert and supply power supplied from the fuel cell 400 and the battery 300 to the aircraft 200. The power supplied by converting to an aircraft can be supplied to motors and inverters.

비행체(200)에 높은 전력이 요구되는 고출력 모드의 경우, 배터리(300)는 컨버터(500)에 전력을 공급할 수 있다. 이때는 연료 전지(400)의 모든 출력을 컨버터(500)에 전달하고, 또한 배터리(300)에 저장되어 있던 전력을 컨버터(500)에 공급하여 높은 출력을 유지할 수 있다.In the case of a high output mode in which high power is required for the aircraft 200, the battery 300 may supply power to the converter 500. At this time, all output of the fuel cell 400 is transmitted to the converter 500, and the power stored in the battery 300 is supplied to the converter 500 to maintain high output.

또한 비행체(200)에 낮은 전력이 요구되는 저출력 모드의 경우, 연료 전지(400)는 컨버터(500)에 일부 전력을 공급하고, 나머지 전력을 배터리(300)에 공급할 수 있다. 이때는 연료 전지(400)에서 생성된 전력 중 일부 전력만이 컨버터(500)에 공급되어도 충분하므로, 연료 전지(400)에서 생성된 나머지 전력은 배터리(300)를 충전시키는데 활용될 수 있다. 즉, 배터리(300)에는 발전 장치(100)가 공급하는 전력 및 연료 전지(400)가 공급하는 전력이 저장될 수 있다. Additionally, in the case of a low-power mode in which low power is required for the aircraft 200, the fuel cell 400 may supply some power to the converter 500 and the remaining power to the battery 300. At this time, it is sufficient for only a portion of the power generated by the fuel cell 400 to be supplied to the converter 500, so the remaining power generated by the fuel cell 400 can be used to charge the battery 300. That is, the battery 300 may store the power supplied by the power generation device 100 and the power supplied by the fuel cell 400.

본 발명의 일 실시예에 따른 비행체 발전 시스템에 따르면, 연료 전지(400)가 공급하는 전력 이외에도 후류를 이용해 발전하는 발전 장치(100)가 배터리를 보조적으로 충전하게 되므로, 상대적으로 수소가 저장되는 수소 탱크의 개수를 감소시킬 수 있고, 그에 따라 비행체의 경량화가 가능할 수 있다.According to the aircraft power generation system according to an embodiment of the present invention, in addition to the power supplied by the fuel cell 400, the power generation device 100, which generates power using the wake, auxiliaryly charges the battery, so hydrogen is relatively stored. The number of tanks can be reduced, and thus the weight of the aircraft can be reduced.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely an illustrative explanation of the technical idea of the present invention, and various modifications and variations will be possible to those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but are for illustrative purposes, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be interpreted in accordance with the claims below, and all technical ideas within the equivalent scope should be construed as being included in the scope of rights of the present invention.

10: 유입 덕트
11: 덕트 바디
12: 슬롯 영역
13: 개구 영역
14: 함몰 영역
15: 돌출 부분
100: 발전 장치
200: 비행체
300: 배터리
400: 연료 전지
500: 컨버터
D: 기준 방향10: Inlet duct
11: Duct body
12: Slot area
13: opening area
14: depression area
15: protruding part
100: power generation device
200: aircraft
300: Battery
400: fuel cell
500: converter
D: reference direction

Claims (11)

기준 방향을 따라 유체가 유입되는 유입 덕트;
상기 유입 덕트로부터 유입되는 유체에 의해 회전하게 마련되는 터빈; 및
상기 터빈의 회전에 의해 발전하는 발전부를 포함하고,
상기 유입 덕트는,
기준 방향으로 연장되는 관형의 덕트 바디; 및
상기 덕트 바디의 내주면에 함몰 형성되고, 상기 기준 방향을 따라 상기 덕트 바디의 원주 방향으로 경사지게 형성되는 슬롯 영역을 포함하는, 비행체용 발전 장치.an inlet duct through which fluid flows in along a reference direction;
a turbine provided to rotate by fluid flowing in from the inlet duct; and
It includes a power generation unit that generates power by rotation of the turbine,
The inlet duct is,
a tubular duct body extending in a reference direction; and
A power generation device for an aircraft comprising a slot area recessed in the inner peripheral surface of the duct body and inclined in the circumferential direction of the duct body along the reference direction. 청구항 1에 있어서,
상기 슬롯 영역은 복수 개로 형성되고,
상기 복수 개의 슬롯 영역은 상기 원주 방향을 따라 서로 이격되어 배열되는, 비행체용 발전 장치.In claim 1,
The slot area is formed in plural numbers,
The plurality of slot areas are arranged to be spaced apart from each other along the circumferential direction. 청구항 1에 있어서,
상기 유입 덕트는,
상기 슬롯 영역의 상기 기준 방향 측 단부와 연결되고, 상기 덕트 바디의 반경 외측 방향을 향해 개구되는 개구 영역을 더 포함하는, 비행체용 발전 장치.In claim 1,
The inlet duct is,
A power generation device for a flying vehicle connected to an end of the slot area in the reference direction and further comprising an opening area open toward a radial outer direction of the duct body. 청구항 3에 있어서,
상기 슬롯 영역은 복수 개로 형성되고,
상기 개구 영역은 상기 복수 개의 슬롯 영역 중 어느 하나와 연통되고,
상기 유입 덕트는,
상기 복수 개의 슬롯 영역 중 다른 하나의 상기 기준 방향 측 단부와 연통되고, 상기 덕트 바디의 내주면에 상기 원주 방향을 따라 함몰 형성되는 함몰 영역을 더 포함하는, 비행체용 발전 장치. In claim 3,
The slot area is formed in plural numbers,
The opening area communicates with any one of the plurality of slot areas,
The inlet duct is,
A power generation device for an aircraft that communicates with an end in the reference direction of another of the plurality of slot regions, and further includes a recessed region formed along the circumferential direction on an inner circumferential surface of the duct body. 청구항 4에 있어서,
상기 개구 영역 및 상기 함몰 영역은 복수 개로 형성되고,
상기 개구 영역 및 상기 함몰 영역은 상기 원주 방향을 따라 교번적으로 배열되는, 비행체용 발전 장치. In claim 4,
The opening area and the recessed area are formed in plural numbers,
The opening area and the recessed area are arranged alternately along the circumferential direction. 청구항 3에 있어서,
상기 유입 덕트는,
상기 덕트 바디의 외주면으로부터 상기 기준 방향을 따라 상기 반경 외측 방향으로 경사져 연장되는 돌출 부분을 더 포함하는, 비행체용 발전 장치. In claim 3,
The inlet duct is,
A power generation device for an aircraft further comprising a protruding portion inclined and extending from the outer peripheral surface of the duct body in the radial outer direction along the reference direction. 청구항 6에 있어서,
상기 돌출 부분은 상기 덕트 바디 중 상기 개구 영역의 상기 기준 방향의 반대 방향 측 단부로부터 연장되는, 비행체용 발전 장치. In claim 6,
The protruding portion extends from an end of the duct body on a side opposite to the reference direction of the opening area. 비행체;
상기 비행체에 배치되어, 상기 비행체의 주행에 의해 발생하는 후류에 의해 발전하게 마련되는 발전 장치를 포함하고,
상기 발전 장치는, 상기 비행체가 주행하는 방향의 반대 방향인 기준 방향을 따라 유체가 유입되는 유입 덕트를 포함하고,
상기 유입 덕트는,
기준 방향으로 연장되는 관형의 덕트 바디; 및
상기 덕트 바디의 내주면에 함몰 형성되고, 상기 기준 방향을 따라 상기 덕트 바디의 원주 방향으로 경사지게 형성되는 슬롯 영역을 포함하는, 비행체 발전 시스템.flying vehicle;
It includes a power generation device disposed on the aircraft and provided to generate power by a wake generated by the travel of the aircraft,
The power generation device includes an inflow duct through which fluid flows in a reference direction opposite to the direction in which the aircraft travels,
The inlet duct is,
a tubular duct body extending in a reference direction; and
An aircraft power generation system comprising a slot area recessed in the inner peripheral surface of the duct body and inclined in the circumferential direction of the duct body along the reference direction. 청구항 8에 있어서,
상기 발전 장치와 연결되어, 상기 발전 장치가 공급하는 전력을 저장하게 마련되는 배터리를 더 포함하는, 비행체 발전 시스템.In claim 8,
An aircraft power generation system connected to the power generation device, further comprising a battery provided to store power supplied by the power generation device. 청구항 9에 있어서,
전력을 생산하게 마련되고, 상기 배터리와 전기적으로 연결되는 연료 전지; 및
상기 연료 전지 및 상기 배터리와 전기적으로 연결되어, 상기 연료 전지 및 상기 배터리로부터 공급받은 전력을 비행체에 변환하여 공급하게 마련되는 컨버터를 더 포함하고,
상기 비행체에 높은 전력이 요구되는 고출력 모드에서,
상기 배터리는 상기 컨버터에 전력을 공급하고,
상기 비행체에 낮은 전력이 요구되는 저출력 모드에서,
상기 연료 전지는 상기 컨버터에 일부 전력을 공급하고, 나머지 전력을 상기 배터리에 공급하는, 비행체 발전 시스템.In claim 9,
a fuel cell provided to produce electric power and electrically connected to the battery; and
It further includes a converter electrically connected to the fuel cell and the battery to convert and supply power supplied from the fuel cell and the battery to the aircraft,
In a high-power mode where high power is required for the aircraft,
The battery supplies power to the converter,
In a low-power mode where low power is required for the aircraft,
The fuel cell supplies some power to the converter and supplies the remaining power to the battery. 청구항 8에 있어서,
상기 비행체는,
비행체 바디; 및
상기 비행체에 회전 가능하게 연결되는 프로펠러를 포함하고,
상기 발전 장치는,
상기 비행체 바디 중 상기 프로펠러의 상기 기준 방향 측에 배치되는, 비행체 발전 시스템.In claim 8,
The aircraft,
aircraft body; and
Includes a propeller rotatably connected to the aircraft,
The power generation device,
An aircraft power generation system disposed on the reference direction side of the propeller of the aircraft body.
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