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KR102527455B1 - Fluid System Having Wireless Power Transmission Apparatus - Google Patents

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KR102527455B1
KR102527455B1 KR1020180061670A KR20180061670A KR102527455B1 KR 102527455 B1 KR102527455 B1 KR 102527455B1 KR 1020180061670 A KR1020180061670 A KR 1020180061670A KR 20180061670 A KR20180061670 A KR 20180061670A KR 102527455 B1 KR102527455 B1 KR 102527455B1
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fluid system
module
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류성한
김영선
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엘에스전선 주식회사
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Abstract

본 발명은 무선전력 전송장치를 구비한 유체 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게, 본 발명은 유체를 사이에 두고 무선전력을 송신 및 수신할 수 있는 무선전력 전송장치 및 이를 구비한 유체 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a fluid system having a wireless power transmission device, and more particularly, the present invention relates to a wireless power transmission device capable of transmitting and receiving wireless power through a fluid and a fluid system including the same. .

Description

무선전력 전송장치를 구비한 유체 시스템{Fluid System Having Wireless Power Transmission Apparatus}Fluid System Having Wireless Power Transmission Apparatus

본 발명은 무선전력 전송장치를 구비한 유체 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 유체를 사이에 두고 무선전력을 송신 및 수신할 수 있는 무선전력 전송장치를 구비한 유체 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a fluid system having a wireless power transmission device. More specifically, the present invention relates to a fluid system having a wireless power transmitter capable of transmitting and receiving wireless power through a fluid.

일반적으로 무선 전력 전송이란 종래의 유선으로 된 전력선 대신 무선으로 가전기기 등에 전원을 공급하는 기술을 말하며, 전원 케이블을 이용하여 전원이 필요한 장치를 전원 콘센트에 연결하지 않고도 무선으로 전력 공급이 가능하다는 장점 때문에 관련 연구가 진행되고 있다.In general, wireless power transmission refers to a technology for supplying power to home appliances wirelessly instead of a conventional wired power line. For this reason, related research is ongoing.

이러한 무선 전력 전송 기술에는 크게 자기유도방식, 자기공명방식 및 마이크로파 방식이 있다. 자기유도방식은 매우 근접한 코일 간의 자기유도결합을 이용한 기술로서, 2 개의 송수전 코일 간의 거리는 수 cm 이내이며 두 코일의 배열조건에 의해서 전송 효율이 크게 좌우된다. 자기공명방식은 공진 결합(resonant coupling)에 의해 서로 떨어진 두 공진기 간에 비방사형 자기장 에너지가 전달되는 기술로서, 송수전 코일 간의 거리가 1~2m 정도에서 무선전력전송이 가능하며, 자기유도방식에 비해 비교적 두 코일의 정렬이 유연하고, 중계 방식을 이용하여 무선충전가능범위를 확장할 수 있다는 장점이 있다. 한편, 마이크로파 방식은 마이크로파와 같은 초고주파의 전자파를 안테나를 통해 방사시켜서 전력을 전송하는 기술로서, 장거리 무선전력전송이 가능하지만 전자파에 의한 안전문제가 고려되어야 한다.These wireless power transfer technologies include a magnetic induction method, a magnetic resonance method, and a microwave method. The magnetic induction method is a technology using magnetic induction coupling between coils that are very close together. The distance between two transmission/reception coils is within several cm, and the transmission efficiency is greatly influenced by the arrangement conditions of the two coils. The magnetic resonance method is a technology in which non-radiative magnetic field energy is transferred between two resonators spaced apart from each other by resonant coupling. There are advantages in that the alignment of the two coils is relatively flexible and the wireless charging range can be expanded using a relay method. On the other hand, the microwave method is a technology for transmitting power by radiating electromagnetic waves of a very high frequency such as microwaves through an antenna, and long-distance wireless power transmission is possible, but safety issues due to electromagnetic waves should be considered.

일반적으로 내부에서 유체가 유동하는 시스템 또는 유체를 저장 또는 보관하는 시스템(이하, “유체 시스템”이라 함), 예를 들면 유체 저장탱크 또는 유체 파이프는 필요에 따라 내부의 유체의 상태, 온도, 압력, 유속 또는 유량 등의 정확한 측정을 위하여 유체 시스템 내부에 센서 등을 설치할 필요성이 크지만 기밀성 약화 또는 누전 등에 의한 발화성 등의 이유로 전원 공급을 위하여 유체 시스템 내부의 센서와 외부를 유선으로 연결하는 것은 용이하지 않다.In general, a system in which fluid flows inside or a system for storing or storing fluid (hereinafter referred to as a “fluid system”), for example, a fluid storage tank or a fluid pipe, is a system according to the condition, temperature, and pressure of the fluid inside. , It is necessary to install a sensor inside the fluid system to accurately measure the flow rate or flow rate. don't

본 발명은 무선으로 전력을 송수신하는 무선전력 전송장치를 이용하여 고압 또는 발화성 유체 등이 수용되는 저장탱크나, 고압 또는 발화성 유체 등이 유동하는 파이프의 내부에 설치되는 센서유닛과 같은 각종 부하기기에 누전 또는 폭발의 위험없이 전력을 공급할 수 있는 무선전력 전송장치를 구비한 유체 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention uses a wireless power transmission device that wirelessly transmits and receives power to various load devices such as a storage tank in which high pressure or ignitable fluid is accommodated or a sensor unit installed inside a pipe in which high pressure or ignitable fluid flows. An object of the present invention is to provide a fluid system having a wireless power transmission device capable of supplying power without risk of short circuit or explosion.

또한, 본 발명은 송전모듈과 수전모듈이 유체를 사이에 두고 전력을 송수신할 수 있는 무선전력 전송장치를 구비한 유체 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. In addition, an object of the present invention is to provide a fluid system having a wireless power transmission device capable of transmitting and receiving power between a power transmission module and a power reception module through a fluid.

나아가, 본 발명은 무선전력 수전모듈 중에 적어도 하나가 고압 또는 발화성 유체 등이 수용되는 저장탱크나, 고압 또는 발화성 유체 등이 유동하는 파이프의 내부에 위치하여 구동하는 경우에 누전 및 폭발을 방지할 수 있는 무선전력 전송장치를 구비한 유체 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.Furthermore, the present invention can prevent electric leakage and explosion when at least one of the wireless power receiving modules is located inside a storage tank in which high pressure or ignitable fluid is accommodated or inside a pipe in which high pressure or ignitable fluid flows. It is an object of the present invention to provide a fluid system having a wireless power transmission device.

또한, 본 발명은 복수개의 무선전력 수전모듈을 구비하는 경우에 각 수전모듈과 연결된 부하기기에서 요구되는 전압, 요구전압의 극성 및 요구되는 전력량 중에 적어도 하나가 상이한 경우에도 무선으로 전력을 송수신할 수 있는 무선전력 전송장치를 구비한 유체 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, in the case of having a plurality of wireless power reception modules, the present invention can wirelessly transmit and receive power even when at least one of the required voltage, the polarity of the required voltage, and the required amount of power is different from the load device connected to each power reception module. It is an object of the present invention to provide a fluid system having a wireless power transmission device.

상기 과제를 해결하기 위하여, 유체가 수용 또는 유동하는 공간을 제공하는 하우징; 상기 하우징의 외측에 구비되어 자기 공진 방식으로 무선 전력을 송신하는 무선전력 송전모듈; 상기 하우징의 내측 또는 외측에 구비되고, 상기 하우징 내의 유체를 사이에 두고 상기 무선전력 송전모듈에서 송신된 전력을 수신하는 적어도 하나 이상의 무선전력 수전모듈; 및, 상기 무선전력 수전모듈에서 수신된 전력이 제공되는 부하기기;를 구비하는 것을 특징으로 하는 무선전력 전송장치를 구비한 유체 시스템을 제공할 수 있다.In order to solve the above object, the housing for providing a space for receiving or flowing fluid; a wireless power transmission module provided outside the housing to transmit wireless power in a magnetic resonance manner; at least one wireless power receiving module provided inside or outside the housing and receiving the power transmitted from the wireless power transmitting module with the fluid in the housing interposed therebetween; and a load device to which the power received from the wireless power receiving module is provided.

또한, 상기 하우징은 유체를 수용하는 저장탱크 또는 유체가 유동하는 파이프일 수 있다.Also, the housing may be a storage tank for accommodating fluid or a pipe through which fluid flows.

이 경우, 상기 부하기기는 센서유닛 또는 조명유닛 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.In this case, the load device may include at least one of a sensor unit and a lighting unit.

여기서, 상기 센서유닛은 온도센서, 압력센서, 유량센서 및 유속센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.Here, the sensor unit may include at least one of a temperature sensor, a pressure sensor, a flow sensor, and a flow rate sensor.

그리고, 상기 센서유닛은 상기 센서유닛에서 감지된 정보를 무선으로 전송하기 위한 근거리 통신모듈이 구비될 수 있다.Also, the sensor unit may include a short-range communication module for wirelessly transmitting information sensed by the sensor unit.

또한, 상기 근거리 통신모듈은 블루투스, 적외선 통신, UWB, ZigBee 통신모듈 중 어느 하나일 수 있다.In addition, the short-distance communication module may be any one of Bluetooth, infrared communication, UWB, and ZigBee communication modules.

또한, 상기 무선전력 수전모듈 및 상기 부하기기는 상기 하우징 내부의 유체 내부에 배치될 수 있다.In addition, the wireless power receiving module and the load device may be disposed inside the fluid inside the housing.

이 경우, 상기 하우징의 적어도 일부에 비금속 재질의 윈도우가 구비되며, 상기 무선전력 송전모듈은 상기 윈도우를 통해 무선 전력을 하우징 내측으로 전송되도록 장착될 수 있다.In this case, a window made of a non-metal material may be provided on at least a part of the housing, and the wireless power transmission module may be mounted to transmit wireless power to the inside of the housing through the window.

여기서, 상기 윈도우는 투명한 재질로 구성될 수 있다.Here, the window may be made of a transparent material.

본 발명에 따르면, 유체가 유동하거나 유체가 수용되는 유체 시스템의 유체를 사이에 두고 무선으로 전력을 송수신할 수 있으므로 유체를 사이에 두고 무선 전력 전송이 가능하게 되어 유체 시스템의 구성을 간소하게 할 수 있다.According to the present invention, since power can be wirelessly transmitted and received through a fluid of a fluid system in which a fluid flows or a fluid is accommodated, wireless power transmission is possible through a fluid, thereby simplifying the configuration of the fluid system. there is.

또한, 본 발명에 따르면, 유체 시스템 내부의 압력 또는 온도가 높은 경우나 높은 기밀성을 요구하는 경우에도 무선전력 부하기기로서의 조명 또는 각종 센서들을 유체 내부 또는 유체가 개재된 상태로 설치할 수 있는 효과를 얻을 수 있으므로, 유체 시스템의 기밀성을 향상시키고, 폭발 또는 발화 위험을 저감할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, even when the pressure or temperature inside the fluid system is high or when high confidentiality is required, it is possible to install lighting or various sensors as a wireless power load device inside the fluid or in a state where the fluid is interposed. Therefore, there is an effect of improving the airtightness of the fluid system and reducing the risk of explosion or ignition.

특히, 본 발명에 따르면, 무선전력 수전모듈 중에 적어도 하나가 고압 또는 발화성 유체 등이 수용되는 저장탱크나, 고압 또는 발화성 유체 등이 유동하는 파이프의 내부에 위치하여 구동하는 경우에 누전 및 폭발을 방지할 수 있다.In particular, according to the present invention, when at least one of the wireless power receiving modules is located inside a storage tank in which high pressure or ignitable fluid is accommodated or a pipe in which high pressure or ignitable fluid flows, electric leakage and explosion are prevented. can do.

도 1은 본 발명에 따른 유체 시스템의 하나의 실시예인 유체 저장탱크의 사시도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력 전송장치를 구비한 유체 시스템의 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선전력 전송장치를 구비한 유체 시스템의 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선전력 전송장치를 구비한 유체 시스템의 블럭도이다.1 shows a perspective view of a fluid storage tank that is one embodiment of a fluid system according to the present invention.
2 is a block diagram of a fluid system having a wireless power transmission device according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram of a fluid system having a wireless power transmission device according to another embodiment of the present invention.
4 is a block diagram of a fluid system having a wireless power transmission device according to another embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed content will be thorough and complete, and the spirit of the present invention will be sufficiently conveyed to those skilled in the art. Like reference numbers indicate like elements throughout the specification.

도 1은 본 발명에 따른 유체 시스템(3000)의 일예로서의 무선전력 전송장치를 구비한 유체 시스템으로서의 저장탱크를 도시한다.1 shows a storage tank as a fluid system having a wireless power transmission device as an example of a fluid system 3000 according to the present invention.

도 1에 도시된 예에서, 상기 유체 시스템(3000)은 저장탱크의 형태로 도시되지만, 이에 한정되지는 않으며, 유체가 유동하는 송유관 또는 파이프 등의 형태일 수도 있으며, 유체가 수용 또는 유동하는 다양한 수용기 또는 배관 형태일 수 있다.In the example shown in FIG. 1, the fluid system 3000 is shown in the form of a storage tank, but is not limited thereto, and may be in the form of an oil pipe or pipe through which the fluid flows, and various fluids accommodate or flow. It may be in the form of a receiver or tubing.

본 발명에 따른 유체 시스템(3000)은 유체가 수용 또는 유동하는 공간을 제공하는 하우징(2000); 상기 하우징(2000)의 외측에 구비되어 무선으로 전력을 송신하는 무선전력 송전모듈(300); 상기 하우징(2000)의 내측 또는 외측에 구비되고, 상기 하우징 내의 유체를 사이에 두고 상기 무선전력 송전모듈(300)에서 송신된 전력을 수신하는 적어도 하나 이상의 무선전력 수전모듈(미도시); 및, 상기 무선전력 수전모듈에서 수신된 전력이 제공되는 부하기기(미도시);를 구비할 수 있다.The fluid system 3000 according to the present invention includes a housing 2000 providing a space for receiving or flowing fluid; a wireless power transmission module 300 provided outside the housing 2000 to transmit power wirelessly; at least one wireless power receiving module (not shown) provided inside or outside the housing 2000 and receiving the power transmitted from the wireless power transmitting module 300 with the fluid in the housing interposed therebetween; and a load device (not shown) to which the power received from the wireless power receiving module is provided.

도 1에 도시된 유체 시스템(3000)은 고압, 고온 또는 발화성 유체가 저장된 금속 재질로 구성된 유체 저장탱크라고 가정한다.It is assumed that the fluid system 3000 shown in FIG. 1 is a fluid storage tank made of a metal material in which high-pressure, high-temperature or ignitable fluid is stored.

상기 유체 시스템(3000)을 구성하는 하우징(2000)은 내부에 수용되는 고압 또는 발화성유체를 안정적으로 수용하기 위하여 금속재질로 형성될 수 있다.The housing 2000 constituting the fluid system 3000 may be formed of a metal material in order to stably accommodate the high-pressure or ignitable fluid contained therein.

이러한 금속 재질의 하우징 내부의 유체의 온도, 압력 또는 상태를 모니터링하기 위하여 하우징(2000) 내부에 센서 등이 장착하거나, 육안으로 하우징 내부의 관찰을 위하여 하우징에 윈도우 등을 설치하고 내부에 조명 등이 설치될 필요가 있는 경우를 가정할 수 있다.In order to monitor the temperature, pressure or state of the fluid inside the housing made of metal, a sensor or the like is mounted inside the housing 2000, or a window or the like is installed in the housing to observe the inside of the housing with the naked eye, and a light or the like is installed inside the housing 2000. It can be assumed that it needs to be installed.

본 발명은 상기 하우징(2000)이 금속재질로 구성되는 경우에 상기 하우징(2000)의 적어도 일부에 비금속 재질의 윈도우(2200)가 형성될 수 있다. 이는 후술하는 무선전력 송전모듈(300)에 의해 무선으로 전력을 전송하거나 내부의 조명 등을 통해 내부를 관찰할 수 있도록 하기 위함이다.In the present invention, when the housing 2000 is made of a metal material, the window 2200 made of a non-metal material may be formed on at least a part of the housing 2000 . This is to transmit power wirelessly by the wireless power transmission module 300 to be described later or to observe the inside through internal lighting.

본 발명에 따른 유체 시스템(3000)은 유체 내부 등에 무선전력 수전모듈과 상기 무선전력 수전모듈에서 수신된 전력이 공급되는 부하기기를 구비할 수 있다.The fluid system 3000 according to the present invention may include a wireless power receiving module and a load device to which power received from the wireless power receiving module is supplied inside the fluid.

이 경우, 금속재질의 하우징(2000)의 적어도 일부에 윈도우(2200)를 형성하여 상기 윈도우(2200)를 비금속재질(2100), 예를 들어 내압 유리 등으로 밀폐하고, 상기 비금속재질의 외측에 상기 무선전력 송전모듈(300)을 장착할 수 있다. 이 경우, 상기 무선전력 송전모듈(300)에서 송신된 전력은 비금속재질의 윈도우(2200)를 투과하여 상기 하우징(2000)의 내부로 방사되므로 무선전력 전송효율의 저하를 최소화할 수 있다.In this case, a window 2200 is formed on at least a part of the housing 2000 made of a metal material, the window 2200 is sealed with a non-metal material 2100, for example, pressure-resistant glass, and the outside of the non-metal material A wireless power transmission module 300 may be installed. In this case, since the power transmitted from the wireless power transmission module 300 passes through the non-metallic window 2200 and is radiated into the housing 2000, degradation in wireless power transmission efficiency can be minimized.

이 경우, 상기 윈도우(2200)는 전술한 하우징(2000)의 어느 영역에도 형성될 수 있지만, 상기 하우징(2000) 내부를 작업자 등이 시각적으로 모니터링할 수 있도록 상기 하우징(2000)의 측면 영역에 형성될 수 있다.In this case, the window 2200 may be formed in any area of the housing 2000 described above, but is formed on a side area of the housing 2000 so that an operator or the like can visually monitor the inside of the housing 2000. It can be.

한편, 본 실시예에 따른 무선전력 전송장치는 자기 공명 방식을 채용하여 상기 무선전력 송전모듈과 수전모듈이 소정간격 이상 이격된 경우에도 무선으로 전력을 송수신할 수 있다. On the other hand, the wireless power transmission device according to the present embodiment adopts a magnetic resonance method and can wirelessly transmit and receive power even when the wireless power transmission module and the power reception module are separated from each other by a predetermined interval or more.

이와 같은 자기 공명 방식의 경우, 송전모듈과 수전모듈의 공진 주파수는 동일하거나 거의 동일한 것이 바람직하다. 이 경우, 송전모듈과 수전모듈 간에는 공진 결합(resonant coupling)에 의해 에너지 전달 채널이 형성된다. 즉, 송전모듈로부터 방출된 전자파는 에너지 전달 채널을 통해 수전모듈로 전송되며, 수전모듈을 통해 입력된 전자파는 수전모듈 내부에서 임피던스매칭부 또는 정류부 등의 수신회로부를 통해 전력으로 변환될 수 있다. 변환된 전력은 무선전력 수전모듈과 연결된 부하기기로 전달되어 부하기기를 충전시키거나 구동 전력을 제공할 수 있다.In the case of such a magnetic resonance method, it is preferable that the resonance frequencies of the power transmission module and the power reception module are the same or almost the same. In this case, an energy transfer channel is formed between the power transmission module and the power reception module by resonant coupling. That is, the electromagnetic waves emitted from the power transmission module are transmitted to the power receiving module through the energy transfer channel, and the electromagnetic waves input through the power receiving module may be converted into electric power through a receiving circuit such as an impedance matching unit or a rectifying unit inside the power receiving module. The converted power may be transmitted to a load device connected to the wireless power receiving module to charge the load device or provide driving power.

상기 무선전력 수전모듈(미도시)에 별도의 케이블 등의 구성을 필요로 하지 않게 되어, 하우징의 기밀 상태에 영향을 주지 않고, 유선 전력 공급시 발생될 수 있는 누전 등의 위험도 제거될 수 있다.Since the wireless power receiving module (not shown) does not require a separate cable configuration, it does not affect the airtight state of the housing and the risk of electric leakage or the like that may occur when supplying wired power can be eliminated.

또한, 상기 윈도우(2200)를 투명한 재질로 구성하고, 부하기기로 조명 등을 하우징 내부에 설치하는 경우 윈도우를 통해 내부 공간의 상태를 육안으로 모니터링할 수 있다. In addition, when the window 2200 is made of a transparent material and a light is installed inside the housing as a load device, the state of the inner space can be visually monitored through the window.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력 전송장치를 구비한 유체 시스템(3000)의 블럭도이다. 2 is a block diagram of a fluid system 3000 having a wireless power transmission device according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 본 발명에 따른 유체 시스템(3000)은 유체가 수용 또는 유동하는 공간을 제공하는 하우징(2000); 상기 하우징(2000)의 외측에 구비되어 무선으로 전력을 송신하는 무선전력 송전모듈(300); 상기 하우징(2000)의 내측 또는 외측에 구비되고, 상기 하우징 내의 유체를 사이에 두고 상기 무선전력 송전모듈(300)에서 송신된 전력을 수신하는 적어도 하나 이상의 무선전력 수전모듈(500) 및, 상기 무선전력 수전모듈에서 수신된 전력이 제공되는 부하기기(530)를 구비할 수 있다.The fluid system 3000 according to the present invention shown in FIG. 2 includes a housing 2000 providing a space for receiving or flowing fluid; a wireless power transmission module 300 provided outside the housing 2000 to transmit power wirelessly; At least one wireless power reception module 500 provided inside or outside the housing 2000 and receiving power transmitted from the wireless power transmission module 300 with a fluid in the housing therebetween, and the wireless power transmission module 500 A load device 530 to which power received from the power reception module is provided may be provided.

상기 무선전력 송전모듈(300)은 송신회로부(320)와 송전코일(310)을 구비할 수 있다. 상기 송신회로부(320)는 송신정류부(322)와, 고주파 변환부(324)와, 송신 임피던스매칭부(326) 등을 구비할 수 있다.The wireless power transmission module 300 may include a transmission circuit unit 320 and a transmission coil 310 . The transmission circuit unit 320 may include a transmission rectification unit 322, a high frequency conversion unit 324, a transmission impedance matching unit 326, and the like.

구체적으로, 외부에서 AC전원이 상기 송신정류부(322)로 제공되는 경우, 상기 정류부(322)에서 DC전원으로 변환되고, 변환된 DC전원은 고주파 변환부(324)에 의해 고주파 전압으로 변환될 수 있다.Specifically, when AC power is supplied from the outside to the transmit rectifier 322, the rectifier 322 converts it into DC power, and the converted DC power can be converted into a high-frequency voltage by the high-frequency converter 324. there is.

한편, 송신 임피던스매칭부(326)는 송전코일(310)과 고주파 변환부(324) 사이에 배치되어 송전코일(310)과 송신정류부(322)와 고주파 변환부(324) 등을 포함하는 송신회로부(320)의 임피던스를 매칭할 수 있다. 일 예로서, 송신 임피던스매칭부(326)는 송전코일(310)의 전단에 위치하여, 송전코일(310)와 송신 임피던스매칭부(326) 전단의 임피던스를 매칭시킬 수 있다. Meanwhile, the transmission impedance matching unit 326 is disposed between the power transmission coil 310 and the high frequency conversion unit 324, and is a transmission circuit unit including the transmission coil 310, the transmission rectification unit 322, the high frequency conversion unit 324, and the like. The impedance of (320) can be matched. As an example, the transmit impedance matching unit 326 may be located at a front end of the power transmission coil 310 to match impedances of the power transmission coil 310 and the front end of the transmission impedance matching unit 326 .

또한, 상기 송전코일(310)은 상기 변환된 전원을 이용하여 자기장을 발생시키며, 상기 무선전력 수전모듈(500)의 수전코일(510)과 공진결합을 하여 에너지 전달 채널을 형성하고, 상기 에너지 전달 채널을 통해 전자기파 신호의 형태로 전력을 보낼 수 있다. 상기 송전코일(310)과 상기 수전코일(510)은 거의 동일한 공진 주파수를 가지도록 매칭되어 전력 전송 효율을 향상시키는 것이 바람직하다.In addition, the power transmission coil 310 generates a magnetic field using the converted power, and resonantly couples with the power reception coil 510 of the wireless power reception module 500 to form an energy transmission channel, and the energy transmission Power can be sent in the form of an electromagnetic wave signal through the channel. It is preferable that the transmitting coil 310 and the receiving coil 510 are matched to have substantially the same resonant frequency to improve power transmission efficiency.

이 경우, 상기 무선전력 수전모듈(500)은 도면에 도시된 바와 같이 수전코일(510)과 수신회로부(520)를 구비할 수 있다. 이때, 상기 수신회로부(520)는 수신 임피던스매칭부(522), 수신정류부(524)와 커패시터(526)와 다이오드(528) 등으로 구성될 수 있다. In this case, the wireless power receiving module 500 may include a receiving coil 510 and a receiving circuit unit 520 as shown in the drawing. At this time, the receiving circuit unit 520 may include a receiving impedance matching unit 522, a receiving rectifying unit 524, a capacitor 526, a diode 528, and the like.

구체적으로, 상기 수전코일(510)은 전술한 무선전력 송전모듈(300)의 송전코일(310)에서 전송된 전력을 수신하게 된다. 상기 수전코일(510)을 통해 수신된 전자기파 형태의 전력은 수신회로부(520)를 통해 정류되고 컨버팅되어 변환될 수 있으며, 변환된 전력은 무선전력 수전모듈에 연결된 부하기기에 전력을 제공할 수 있다.Specifically, the power reception coil 510 receives power transmitted from the power transmission coil 310 of the wireless power transmission module 300 described above. Power in the form of electromagnetic waves received through the power receiving coil 510 may be rectified and converted through the receiving circuit unit 520, and the converted power may provide power to a load device connected to the wireless power receiving module. .

상기 수신 임피던스매칭부(522)는 수전코일(510)과 수신정류부(524) 사이에 배치되어 수전코일(510)과 수신정류부(524)의 임피던스를 매칭할 수 있다. The receiving impedance matching unit 522 may be disposed between the receiving coil 510 and the receiving rectifying unit 524 to match impedances of the receiving coil 510 and the receiving rectifying unit 524 .

구체적으로, 수신 임피던스매칭부(522)는 수전코일(510)의 후단에 위치하여, 수전코일(510)과 수신 임피던스매칭부(522) 전단의 임피던스를 매칭시킬 수 있다. 이를 위하여, 수신 임피던스매칭부(522)는 가변 인덕터나 가변커패시터를 포함하거나, 또는 커패시터와 FET 스위치가 직접 연결된 회로가 병렬로 다수 연결된 병렬 어레이 구조를 포함할 수 있다. Specifically, the receiving impedance matching unit 522 is located at the rear end of the receiving coil 510, and may match impedances of the receiving coil 510 and the front end of the receiving impedance matching unit 522. To this end, the reception impedance matching unit 522 may include a variable inductor or a variable capacitor, or may include a parallel array structure in which a plurality of circuits in which capacitors and FET switches are directly connected are connected in parallel.

이때, 상기의 가변 커패시터 또는 병렬 어레이는 수전코일(510)과 병렬 연결되어 수신 임피던스매칭부(522)의 커패시턴스 값을 변경함으로써 임피던스 매칭을 시킬 수 있다At this time, the variable capacitor or parallel array is connected in parallel with the receiving coil 510 to change the capacitance value of the receiving impedance matching unit 522, thereby enabling impedance matching.

이어서, 상기 수신정류부(524)는 상기 수신 임피던스매칭부(522)에서 전성된 DC전원을 AC전원으로 변환시키고, 커패시터(526)와 다이오드(528) 등을 거쳐 부하기기(530)로 전달된다.Subsequently, the reception rectifier 524 converts the DC power generated by the reception impedance matching unit 522 into AC power, and is transmitted to the load device 530 via the capacitor 526 and the diode 528.

한편, 상기 무선전력 수전모듈(500)은 별도의 케이스(505)의 내측에 구비될 수 있다. 상기 케이스(505)는 상기 하우징(2000)의 내측에 구비될 수 있으나, 하우징(2000) 외측이라도 하우징 내부의 유체를 사이에 두는 위치라면 본 발명의 범위로 이해될 수 있다.Meanwhile, the wireless power receiving module 500 may be provided inside a separate case 505. The case 505 may be provided on the inside of the housing 2000, but even outside the housing 2000, it may be understood within the scope of the present invention if it is positioned to sandwich the fluid inside the housing.

이때, 상기 하우징(2000)의 내측에는 전술한 바와 같이 유체가 수용 또는 유동하게 되므로 상기 케이스(505)는 유체의 침투를 방지하는 수밀 구조를 가질 수 있다. At this time, since the fluid is accommodated or flowed inside the housing 2000 as described above, the case 505 may have a watertight structure that prevents fluid from permeating.

상기 무선전력 수전모듈(500)은 상기 부하기기(530)로 전력을 공급할 수 있다. 이 경우, 상기 부하기기(530)는 상기 하우징(2000) 내측의 유체의 압력, 온도, 유량, 속도 중에 적어도 하나를 감지하는 센서유닛 또는 적어도 하나의 발명소자, 예를 들면 LED를 포함하여 구성되는 조명유닛일 수 있다. 상기 부하기기(530)는 수전모듈과 별개로 별도의 케이스를 구비될 수도 있지만, 구성의 단순화 및 설치의 용이성을 위하여 전술한 무선전력 수전모듈(500)의 케이스(505)의 내측에 함께 설치되어 수전모듈과 일체화될 수 있다.The wireless power receiving module 500 may supply power to the load device 530 . In this case, the load device 530 includes a sensor unit that detects at least one of the pressure, temperature, flow rate, and speed of the fluid inside the housing 2000 or at least one inventive device, for example, an LED. It may be a lighting unit. The load device 530 may have a separate case separate from the power receiving module, but is installed together inside the case 505 of the wireless power receiving module 500 for simplicity of configuration and ease of installation. It can be integrated with the power receiving module.

전술한 바와 같이 센서유닛 또는 조명유닛 등의 상기 부하기기(530)는 상기 하우징(2000)의 내부에 수용 또는 유동하는 유체의 압력, 온도, 유량, 속도 중에 적어도 하나를 감지하거나 하우징 내부에 조명을 제공할 수 있다.As described above, the load device 530 such as a sensor unit or a lighting unit detects at least one of the pressure, temperature, flow rate, and speed of the fluid accommodated or flowing inside the housing 2000 or illuminates the inside of the housing 2000. can provide

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선전력 전송장치를 구비한 유체 시스템의 블럭도이다. 도 1 및 도 2를 참조한 설명과 중복된 설명은 생략한다.3 is a block diagram of a fluid system having a wireless power transmission device according to another embodiment of the present invention. Descriptions duplicated with those referring to FIGS. 1 and 2 will be omitted.

전술한 실시예에서, 상기 부하기기(530)가 조명유닛이 아닌 센서유닛인 경우에는 센서유닛에 의하여 감지된 감지정보를 외부로 전송할 필요가 있다. 센서유닛에 무선 전력을 공급하는 이유와 마찬가지로 센서유닛에서 감지된 정보는 외부의 제어부 등의 수신장치(532)로 무선으로 전송되는 것이 바람직하다.In the above-described embodiment, when the load device 530 is a sensor unit instead of a lighting unit, it is necessary to transmit sensing information sensed by the sensor unit to the outside. Similar to the reason for supplying wireless power to the sensor unit, it is preferable that the information sensed by the sensor unit is wirelessly transmitted to the receiving device 532 such as an external control unit.

이때, 상기 부하기기(530)는 무선으로 상기 감지정보를 상기 수신장치(532)로 전송하기 위하여, 상기 부하기기(530)는 무선통신모듈(미도시)을 내장할 수 있다.At this time, the load device 530 may include a wireless communication module (not shown) in order to wirelessly transmit the sensing information to the receiving device 532 .

따라서, 상기 무선전력 수전모듈(500)과 부하기기(530)는 상기 하우징(2000)의 내측 또는 유체를 사이에 두고 송전모듈(300) 및 수신장치(532)와 이격되어 구비되지만, 전력 전송이나 데이터 전송을 위한 별도의 케이블 등의 구성을 필요로 하지 않으며, 무선으로 전력을 전송받고 무선으로 데이터 전송이 가능할 수 있다.Therefore, the wireless power receiving module 500 and the load device 530 are provided inside the housing 2000 or separated from the power transmission module 300 and the receiving device 532 with a fluid therebetween, but power transmission or A configuration such as a separate cable for data transmission is not required, and power may be transmitted wirelessly and data may be transmitted wirelessly.

이와 같은 방법으로 기밀성을 향상시키고, 누전 위험성을 제거하며, 유체 시스템의 유지 및 관리에 도움을 줄 수 있다.In this way, it is possible to improve airtightness, eliminate the risk of electric leakage, and help maintain and manage the fluid system.

한편, 상기 수신장치(532)를 통해 수신된 감지정보를 통해 상기 하우징(2000)의 내부에 수용 또는 유동하는 유체에 대한 상태 정보를 취득할 수 있다. Meanwhile, state information on the fluid accommodated or flowing inside the housing 2000 may be acquired through the sensing information received through the receiving device 532 .

데이터 통신을 위하여 상기 부하기기(530)와 상기 수신장치(532)는 동종의 무선통신모듈이 구비될 수 있다. 상기 무선통신모듈은 근거리 통신모듈일 수 있으며, 근거리 통신(short range communication) 기술로 블루투스(Bluetooth), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), ZigBee 중 어느 하나가 적용될 수 있다. For data communication, the load device 530 and the receiver 532 may include the same type of wireless communication module. The wireless communication module may be a short-range communication module, and any one of Bluetooth, infrared data association (IrDA), ultra wideband (UWB), and ZigBee may be applied as a short range communication technology. .

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선전력 전송장치를 구비한 유체 시스템의 블럭도이다. 도 4에서는 전술한 부하기기(530, 540)를 복수 개, 예를 들어 2개 구비한 경우를 도시한다. 즉, 상기 하우징(2000)의 내측에는 유체의 압력, 온도, 유량, 속도 등을 감지하는 센서유닛이 복수 개 구비될 수 있으므로, 상기 부하기기(530, 530')는 상기 하우징(2000)의 내측에 복수개 구비될 수 있으며, 상기 하우징(2000)의 외부에 수신장치(532, 532')가 각각 구비될 수 있다.4 is a block diagram of a fluid system having a wireless power transmission device according to another embodiment of the present invention. 4 illustrates a case in which a plurality of load devices 530 and 540 described above are provided, for example, two. That is, since a plurality of sensor units for sensing fluid pressure, temperature, flow rate, speed, etc. may be provided inside the housing 2000, the load devices 530 and 530' are located inside the housing 2000. A plurality of receivers may be provided, and receivers 532 and 532' may be provided outside the housing 2000, respectively.

도 4에서 상기 외부의 수신장치(532, 532')가 각각 구비되는 것으로 도시되나, 하나의 일체화된 수신장치가 사용되는 것도 가능하다.In FIG. 4, the external receivers 532 and 532' are shown as being provided, respectively, but it is also possible that a single integrated receiver is used.

이 경우, 상기 부하기기(532, 532')의 개수는 한정되지 않으며 적절하게 증감될 수 있다.In this case, the number of the load devices 532 and 532' is not limited and may be appropriately increased or decreased.

그러므로, 상기 무선전력 수전모듈(500)을 복수개 구비하는 경우에도 단일 무선전력 송전모듈(300)에서 전력을 송전하여 구성을 단순화할 수 있다.Therefore, even when a plurality of the wireless power transmission modules 500 are provided, the configuration can be simplified by transmitting power from a single wireless power transmission module 300.

상기 무선전력 송전모듈(300)과 무선전력 수전모듈(500)에 대해서는 이미 상술하였으므로 반복적인 설명은 생략한다.Since the wireless power transmission module 300 and the wireless power reception module 500 have already been described above, repeated descriptions will be omitted.

본 명세서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.Although this specification has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art can variously modify and change the present invention within the scope not departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims described below. will be able to carry out Therefore, if the modified implementation basically includes the elements of the claims of the present invention, all of them should be considered to be included in the technical scope of the present invention.

100 : 수조
300 : 무선전력 송전모듈
500 : 무선전력 수전모듈
2000 : 하우징
3000 : 유체 시스템100: water tank
300: wireless power transmission module
500: wireless power receiving module
2000: Housing
3000: fluid system

Claims (9)

고압 유체 또는 발화성 유체를 수용 또는 유동하는 공간을 제공하는 금속재질의 하우징;
상기 하우징의 외측에 구비되어 자기 공진 방식으로 무선 전력을 송신하는 무선전력 송전모듈;
상기 하우징의 내측 또는 외측에 구비되고, 상기 하우징 내의 유체를 사이에 두고 상기 무선전력 송전모듈에서 송신된 전력을 수신하는 적어도 하나 이상의 무선전력 수전모듈; 및,
상기 무선전력 수전모듈에서 수신된 전력이 제공되며, 적어도 하나의 조명유닛을 포함하는 부하기기;를 구비하고,
상기 금속재질의 하우징의 적어도 일부에 비금속 재질의 윈도우가 구비되며, 상기 무선전력 송전모듈은 송신된 전력이 상기 윈도우를 통해 상기 하우징 내측으로 전송되도록 상기 윈도우의 외측에 구비되는 것을 특징으로 하는 무선전력 전송장치를 구비한 유체 시스템.A metal housing providing a space for accommodating or flowing high-pressure fluid or ignitable fluid;
a wireless power transmission module provided outside the housing to transmit wireless power in a magnetic resonance manner;
at least one wireless power receiving module provided inside or outside the housing and receiving the power transmitted from the wireless power transmitting module with the fluid in the housing interposed therebetween; and,
A load device provided with power received from the wireless power receiving module and including at least one lighting unit;
A window made of non-metal is provided on at least a part of the housing made of metal, and the wireless power transmission module is provided outside the window so that transmitted power is transmitted to the inside of the housing through the window. Fluid system with transmission device. 제1항에 있어서,
상기 하우징은 유체를 수용하는 저장탱크 또는 유체가 유동하는 파이프인 것을 특징으로 하는 유체 시스템.According to claim 1,
The fluid system, characterized in that the housing is a storage tank for accommodating the fluid or a pipe through which the fluid flows. 제1항에 있어서,
상기 부하기기는 센서유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 시스템.According to claim 1,
The fluid system, characterized in that the load device comprises a sensor unit. 제3항에 있어서,
상기 센서유닛은 온도센서, 압력센서, 유량센서 및 유속센서 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 시스템.According to claim 3,
The fluid system according to claim 1 , wherein the sensor unit includes at least one of a temperature sensor, a pressure sensor, a flow rate sensor, and a flow rate sensor. 제4항에 있어서,
상기 센서유닛은 상기 센서유닛에서 감지된 정보를 무선으로 전송하기 위한 근거리 통신모듈이 구비되는 것을 특징으로 하는 유체 시스템.According to claim 4,
The fluid system, characterized in that the sensor unit is provided with a short-range communication module for wirelessly transmitting the information sensed by the sensor unit. 제5항에 있어서,
상기 근거리 통신모듈은 블루투스, 적외선 통신, UWB, ZigBee 통신모듈 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유체 시스템.According to claim 5,
The short-range communication module is a fluid system, characterized in that any one of Bluetooth, infrared communication, UWB, ZigBee communication module. 제1항에 있어서,
상기 무선전력 수전모듈 및 상기 부하기기는 상기 하우징 내부의 유체 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 유체 시스템.According to claim 1,
The fluid system, characterized in that the wireless power receiving module and the load device are disposed inside the fluid inside the housing. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 윈도우는 투명한 재질로 구성되는 것을 특징으로 하는 유체 시스템.According to claim 1,
The fluid system, characterized in that the window is composed of a transparent material.
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