KR102549043B1 - 복합 압축 장치 및 수소 복합 압축 시스템 - Google Patents

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박제홍
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김영곤
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Abstract

개시된 발명의 일 실시예에 따른 복합 압축 장치는, 회전력을 공급하는 구동 모터; 상기 구동 모터로부터 회전력을 전달받는 제1 구동 축; 상기 제1 구동 축을 통해 전달되는 회전력을 이용하여 유체를 압축하는 제1 압축기; 상기 구동 모터로부터 회전력을 전달받는 제2 구동 축; 상기 제2 구동 축을 통해 전달되는 회전력을 이용하여 유체를 압축하는 제2 압축기; 상기 제1 압축기 및 상기 제2 압축기에 대한 상기 구동 모터의 회전력의 전달을 제어하도록 구성되는 제어기; 상기 제어기의 제어에 기초하여, 상기 제1 압축기에 대한 상기 제1 구동 축의 회전력의 전달을 차단 가능하도록 구성되는 제1 커넥터; 및 상기 제어기의 제어에 기초하여, 상기 제2 압축기에 대한 상기 제2 구동 축의 회전력의 전달을 차단 가능하도록 구성되는 제2 커넥터를 포함할 수 있다.

Description

복합 압축 장치 및 수소 복합 압축 시스템{A COMPLEX COMPRESSION DEVICE AND HYDROGEN COMPLEX COMPRESSION SYSTEM}
본 발명은 하나의 구동 모터로 복수개의 서로 다른 압축기를 구동할 수 있고, 어느 한 압축기의 유지보수 여부에 상관없이 다른 압축기를 지속적으로 구동할 수 있는 복합 압축 장치 및 수소 복합 압축 시스템에 관한 것이다.
최근에 수소를 연료로 하는 수소 연료 차량의 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 수소 연료 차량은 수소가 저장되는 수소탱크를 포함하고, 수소 탱크에 저장된 수소를 연료전지 등에 공급하여 구동력을 발생시킨다.
수소 연료 차량의 이용을 장려하기 위해서는, 수소 연료 차량에 수소를 안정적으로 충전하기 위한 수소충전소 인프라가 구축되는 것이 필수적이다.
한편, 수소충전소에는 수소를 압축할 수 있는 압축기가 마련되어 있으며, 이러한 압축기는 중압범위 이내 압축에서 내구성 및 안정성이 입증된 다이아프램 압축기 및 초고압 범위에서 안정적인 유압구동방식 피스톤 압축기를 예로 들 수 있다.
본 발명은 서로 다른 복수의 압축기를 구동하기 위해 압축기 별로 각각 모터를 구비할 필요 없이 단일구동 모터로 복수의 서로 다른 압축기를 지속적으로 구동할 수 있는 복합 압축 장치 및 수소 복합 압축 시스템을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 복수의 압축기 중에서 어느 한 압축기가 고장나서 유지보수가 필요한 경우, 고장난 압축기를 수리하는 동안 다른 압축기를 작동시킬 수 있도록 복수의 압축기에 대한 회전력의 전달을 압축기마다 개별적으로 제어 가능한 복합 압축 장치 및 수소 복합 압축 시스템을 제공하기 위한 것이다.
개시된 발명의 일 측면에 따른 복합 압축 장치는, 회전력을 공급하는 구동 모터; 상기 구동 모터로부터 회전력을 전달받는 제1 구동 축; 상기 제1 구동 축을 통해 전달되는 회전력을 이용하여 유체를 압축하는 제1 압축기; 상기 구동 모터로부터 회전력을 전달받는 제2 구동 축; 상기 제2 구동 축을 통해 전달되는 회전력을 이용하여 유체를 압축하는 제2 압축기; 상기 제1 압축기 및 상기 제2 압축기에 대한 상기 구동 모터의 회전력의 전달을 제어하도록 구성되는 제어기; 상기 제어기의 제어에 기초하여, 상기 제1 압축기에 대한 상기 제1 구동 축의 회전력의 전달을 차단 가능하도록 구성되는 제1 커넥터; 및 상기 제어기의 제어에 기초하여, 상기 제2 압축기에 대한 상기 제2 구동 축의 회전력의 전달을 차단 가능하도록 구성되는 제2 커넥터를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 압축기에 동력을 전달하는 제1 동력 전달 축 및 상기 제1 압축기를 포함하는 제1 압축기 모듈; 및 상기 제2 압축기에 동력을 전달하는 제2 동력 전달 축 및 상기 제2 압축기를 포함하는 제2 압축기 모듈을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 커넥터는, 상기 제1 구동 축 및 상기 제1 동력 전달 축 사이에 마련되는 제1 클러치를 포함하고, 상기 제2 커넥터는, 상기 제2 구동 축 및 상기 제2 동력 전달 축 사이에 마련되는 제2 클러치를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어기는: 상기 제1 압축기가 유지보수 상태이면, 상기 제1 동력 전달 축에 대한 상기 제1 구동 축의 회전력의 전달을 차단하도록 상기 제1 클러치를 제어하고; 그리고 상기 제2 압축기가 유지보수 상태이면, 상기 제2 동력 전달 축에 대한 상기 제2 구동 축의 회전력의 전달을 차단하도록 상기 제2 클러치를 제어할 수 있다.
또한, 상기 제1 압축기는, 유압으로 구동되는 방식의 피스톤 압축기이고, 상기 제2 압축기는, 다이어프램을 포함하는 다이어프램 압축기일 수 있다.
또한, 상기 제1 압축기 모듈은, 상기 제1 커넥터에 연결되어 미리 결정된 기어 회전 비율로 상기 제1 구동 축의 회전력을 상기 제1 압축기로 전달하는 동력 전달 기어를 더 포함하고, 상기 제1 압축기는, 상기 동력 전달 기어를 통해 전달받은 회전력을 이용하여 상기 피스톤 압축기의 구동에 필요한 유압을 생성하는 유압 펌프를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 커넥터는, 상기 제1 구동 축 및 상기 제1 동력 전달 축 사이에 마련되고, 상기 제1 구동 축이 상기 제1 동력 전달 축에 탈착 가능하도록 구성되고, 상기 제2 커넥터는, 상기 제2 구동 축 및 상기 제2 동력 전달 축 사이에 마련되고, 상기 제2 구동 축이 상기 제2 동력 전달 축에 탈착 가능하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 제어기는: 상기 제1 압축기가 유지보수 상태이면, 상기 제1 구동 축과 상기 제1 동력 전달 축이 분리되도록 상기 제1 커넥터를 제어하고; 그리고 상기 제2 압축기가 유지보수 상태이면, 상기 제2 구동 축과 상기 제2 동력 전달 축이 분리되도록 상기 제2 커넥터를 제어할 수 있다.
또한, 상기 제1 압축기 모듈은, 상기 유압 펌프를 지지하도록 상기 유압 펌프의 하단에 마련되고, 상기 제1 구동 축과 상기 제1 동력 전달 축을 분리 가능하도록 상기 유압 펌프 및 상기 제1 동력 전달 축을 상기 구동 모터로부터 멀어지는 방향으로 이동 가능하게 구성되는 제1 이동식 베드를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 이동식 베드는, 상기 유압 펌프 및 상기 제1 동력 전달 축을 상기 제1 구동 축이 연장된 방향과 평행한 방향으로 이동시키도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 제2 압축기 모듈은, 상기 제2 동력 전달 축에 마련되어 상기 제2 동력 전달 축을 중심으로 회전하는 제1 풀리; 및 상기 제1 풀리에 동력 전달 루프를 통해 연결되어 회전하는 제2 풀리를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 압축기 모듈은: 상기 제2 동력 전달 축을 지지하는 하우징; 및 상기 하우징을 지지하도록 상기 하우징의 하단에 마련되고, 상기 동력 전달 루프가 상기 제1 풀리 및 상기 제2 풀리로부터 분리되도록 상기 제1 풀리를 상기 제2 풀리와 가까워지는 방향으로 이동 가능하게 구성되는 제2 이동식 베드를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 이동식 베드는, 상기 제1 풀리를 상기 제2 풀리와 가까워지는 방향으로 이동하도록 상기 제1 풀리를 상기 제2 구동 축이 연장된 방향과 수직인 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있다.
또한, 상기 제2 이동식 베드는, 상기 제1 풀리 및 상기 제2 동력 전달 축을 상기 제2 구동 축이 연장된 방향과 평행한 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 따른 수소 복합 압축 시스템은, 수소를 보관하는 수소 트레일러; 상기 수소 트레일러로부터 수소를 공급받아 압축하는 복합 압축 장치; 상기 복합 압축 장치에 의해 제1 압력으로 압축된 수소를 저장하는 제1 저장 탱크; 및 상기 복합 압축 장치에 의해 제2 압력으로 압축된 수소를 저장하는 제2 저장 탱크를 포함하고, 상기 복합 압축 장치는: 회전력을 공급하는 구동 모터; 상기 구동 모터로부터 회전력을 전달받는 제1 구동 축; 상기 제1 구동 축을 통해 전달되는 회전력을 이용하여 수소를 압축하는 제1 압축기; 상기 구동 모터로부터 회전력을 전달받는 제2 구동 축; 상기 제2 구동 축을 통해 전달되는 회전력을 이용하여 수소를 압축하는 제2 압축기; 상기 제1 압축기 및 상기 제2 압축기 중 어느 한 압축기를 유지보수 하는 경우 상기 제1 압축기 및 상기 제2 압축기에 대한 상기 구동 모터의 회전력의 전달을 제어하도록 구성되는 제어기; 상기 제어기의 제어에 기초하여, 상기 제1 압축기에 대한 상기 제1 구동 축의 회전력의 전달을 차단 가능하도록 구성되는 제1 커넥터; 및 상기 제어기의 제어에 기초하여, 상기 제2 압축기에 대한 상기 제2 구동 축의 회전력의 전달을 차단 가능하도록 구성되는 제2 커넥터를 포함할 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 따르면, 서로 다른 복수의 압축기를 구동하기 위해 압축기 별로 각각 모터를 구비할 필요 없이 단일구동 모터로 복수의 서로 다른 압축기를 지속적으로 구동할 수 있다.
개시된 발명의 다른 측면에 따르면, 복수의 압축기 중에서 어느 한 압축기가 고장나서 유지보수가 필요한 경우, 고장난 압축기를 수리하는 동안 다른 압축기를 작동시킬 수 있도록 복수의 압축기에 대한 회전력의 전달을 압축기마다 개별적으로 제어 가능할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 복합 압축 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 복합 압축 장치를 도시한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 구동 모터를 도시한 도면이다.
도 4는 제1 압축기에 회전력의 전달이 차단되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 제1 커넥터 및 제1 클러치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 제2 압축기에 회전력의 전달이 차단되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 제1 풀리를 도시한 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 제1 이동식 베드를 도시한 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 제1 풀리, 제2 풀리 및 동력 전달 루프를 도시한 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 제2 이동식 베드를 도시한 도면이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 개시된 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 '~모듈'이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 '~모듈'이 하나의 구성요소로 구현되거나, 하나의 '~모듈'이 복수의 구성요소들을 포함하는 것도 가능하다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 어떤 부분과 다른 부분 사이에 또 다른 부분이 있는 형태로 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함한다.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 전술된 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참고하여 개시된 발명의 작용 원리 및 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 복합 압축 시스템을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 복합 압축 시스템은 복합 압축 장치(1), 수소 트레일러(2), 제1 저장 탱크(3) 및 제2 저장 탱크(4)를 포함할 수 있다. 이때, 복합 압축 시스템은 수소를 압축하고 저장할 수 있는 수소 복합 압축 시스템일 수 있으나, 일 실시예의 압축 시스템이 압축할 수 있는 기체가 수소로 한정되는 것은 아니다.
수소 트레일러(2)는 복합 압축 장치(1)가 압축하기 전의 수소를 미리 보관할 수 있다.
복합 압축 장치(1)는 수소 트레일러(2)로부터 수소를 공급받아 압축할 수 있다.
제1 저장 탱크(3)는 복합 압축 장치(1)에 의해 제1 압력으로 압축된 수소를 저장할 수 있다.
제1 압력은 사용자가 수소 복합 압축 시스템을 이용하여 최종적으로 획득하고자 하는 압축 수소의 최종 압력일 수 있다.
제2 저장 탱크(4)는 복합 압축 장치(1)에 의해 제2 압력으로 압축된 수소를 저장할 수 있다.
제2 압력은 제1 압력보다 낮은 압력일 수 있다. 구체적으로, 제2 압력은 사용자가 최종적으로 제1 압력의 압축 수소를 획득하기 전에 중간 과정으로서 획득하는 압축 수소의 압력일 수 있다.
수소 트레일러(2)의 수소는 복합 압축 장치(1)로 전달되어 먼저 제2 압력으로 압축될 수 있다. 제2 압력으로 압축된 수소는 제2 저장 탱크(4)로 전달되어 저장될 수 있다. 제2 저장 탱크(4)의 소소는 다시 복합 압축 장치(1)로 전달되어 제1 압력으로 압축되고, 제1 압력으로 압축된 수소는 최종적으로 제1 저장 탱크(3)로 전달되어 저장될 수 있다.
한편, 전술한 순서와 방식의 수소 압축 방법은 하나의 예시일 뿐이며 일 실시예의 복합 압축 장치(1)를 이용하여 전혀 다른 프로세스로 수소를 압축하더라도 문제없다. 예를 들어, 수소 트레일러(2)의 수소는 복합 압축 장치(1)로 전달되어 먼저 제2 압력으로 압축된 후 따로 제2 저장 탱크(4)에 전달되지 않고 곧바로 복합 압축 장치(1)가 제2 압력의 수소를 제1 압력으로 압축하고 제1 저장 탱크(3)로 제1 압력의 수소를 전달하는 것도 가능할 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 복합 압축 장치를 도시한 도면이고, 도 3은 일 실시예에 따른 구동 모터를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 복합 압축 장치(1)는 구동 모터(100), 제1 압축기 모듈(200) 및 제2 압축기 모듈(300)을 포함할 수 있다.
제1 압축기 모듈(200)은 제1 압축기(210)를 포함할 수 있고, 제2 압축기 모듈(300)은 제2 압축기(310)를 포함할 수 있다.
구동 모터(100)는 복합 압축 장치(1)에 회전력을 공급할 수 있다. 구동 모터(100)는 공급받은 전기에너지를 물리적인 회전에너지로 변형시키는 장치일 수 있다. 한편, 일 실시예에 따른 모터가 반드시 전기적인 에너지를 공급받는 동력 발생기로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 구동 모터(100)는 내연 기관, 증기 기관, 수력 원동기 등과 같이 전혀 다른 방식으로 회전력을 얻는 동력 발생기일 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 복합 압축 장치(1)는 제1 구동 축(110), 제2 구동 축(120), 제1 커넥터(130) 및 제2 커넥터(140)를 더 포함할 수 있다.
제1 구동 축(110)은 구동 모터(100)로부터 회전력을 전달받을 수 있다. 마찬가지로, 제2 구동 축(120)은 구동 모터(100)로부터 회전력을 전달받을 수 있다.
이때, 제1 구동 축(110) 및 제2 구동 축(120)은 구동 모터(100)로부터 힘을 전달받는 서로 다른 별개의 회전 축일 수도 있으나, 서로 연결된 하나의 회전 축일 수도 있다. 예를 들어, 구동 모터(100)로부터 힘을 전달받는 하나의 회전축이 있고, 해당 회전축은 구동 모터(100)를 관통하여 구동 모터(100)의 반대쪽 끝에 끝단이 돌출되어 있고, 제1 구동 축(110) 및 제2 구동 축(120)은 해당 회전축의 양쪽 끝단을 각각 지칭하는 것일 수도 있다.
제1 압축기(210)는 제1 구동 축(110)을 통해 전달되는 회전력을 이용하여 유체를 압축할 수 있다. 이때 압축되는 유체는 수소 트레일러(2) 또는 제1 저장 탱크(3)로부터 전달받는 수소일 수 있다. 제1 압축기(210)는 유압으로 구동되는 방식의 피스톤 압축기일 수 있다.
제2 압축기(310)는 제2 구동 축(120)을 통해 전달되는 회전력을 이용하여 유체를 압축할 수 있다. 이때 압축되는 유체는 수소 트레일러(2)로부터 전달받는 수소일 수 있다. 제2 압축기(310)는 다이어프램을 포함하는 다이어프램 압축기일 수 있다.
복합 압축 장치(1)는 제어기를 더 포함할 수 있다. 제어기는 프로세서를 포함할 수 있다. 또한, 지금까지 설명된 본 발명의 실시예 및 앞으로 설명할 실시예에 따른 복합 압축 시스템의 제어 방법은 프로세서에 의해 구동될 수 있는 프로그램의 형태로 구현될 수 있다.
여기서 프로그램은, 프로그램 명령, 데이터 파일 및 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 프로그램은 기계어 코드나 고급 언어 코드를 이용하여 설계 및 제작된 것일 수 있다. 프로그램은 상술한 부호 수정을 위한 방법을 구현하기 위하여 특별히 설계된 것일 수도 있고, 컴퓨터 소프트웨어 분야에서 통상의 기술자에게 기 공지되어 사용 가능한 각종 함수나 정의를 이용하여 구현된 것일 수도 있다. 전술한 복합 압축 시스템의 제어 방법을 구현하기 위한 프로그램은 프로세서에 의해 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있다. 이때, 기록매체는 메모리일 수 있다. 메모리는 전술한 동작 및 후술하는 동작을 수행하는 프로그램을 저장할 수 있으며, 메모리는 저장된 프로그램을 실행시킬 수 있다. 프로세서와 메모리가 복수인 경우에, 이들이 하나의 칩에 집적되는 것도 가능하고, 물리적으로 분리된 위치에 마련되는 것도 가능하다.
제어기는 제1 압축기(210) 및 제2 압축기(310)에 대한 구동 모터(100)의 회전력의 전달을 제어할 수 있다. 제어기는 제1 압축기(210) 및 제2 압축기(310) 중 어느 한 압축기를 유지보수 하는 경우 제1 압축기(210) 및 제2 압축기(310)에 대한 구동 모터(100)의 회전력의 전달을 제어할 수 있다.
예를 들어, 제1 압축기(210)가 현재 유지보수 중이라면, 제어기는 제1 압축기(210)로부터 유지보수 신호를 전달받을 수 있다. 이때, 제어기는 전달받은 유지보수 신호에 기초하여 제1 압축기(210)에 대한 구동 모터(100)의 회전력의 전달이 차단되도록 제1 커넥터(130)를 제어할 수 있다.
반대로, 제2 압축기(310)가 현재 유지보수 중이라면, 제어기는 제2 압축기(310)로부터 유지보수 신호를 전달받을 수 있다. 이때, 제어기는 전달받은 유지보수 신호에 기초하여 제2 압축기(310)에 대한 구동 모터(100)의 회전력의 전달이 차단되도록 제2 커넥터(140)를 제어할 수 있다.
제1 커넥터(130)는 제1 구동 축(110)의 끝단에 연결되어 있을 수 있다. 제1 커넥터(130)는 제어기의 제어에 기초하여, 제1 압축기(210)에 대한 제1 구동 축(110)의 회전력의 전달을 차단 가능할 수 있다.
제2 커넥터(140)는 제2 구동 축(120)의 끝단에 연결되어 있을 수 있다. 제2 커넥터(140)는 제어기의 제어에 기초하여, 제2 압축기(310)에 대한 제2 구동 축(120)의 회전력의 전달을 차단 가능할 수 있다.
제1 커넥터(130) 및 제2 커넥터(140)가 각 압축기에 각 구동 축의 회전력을 전달하거나 차단하는 구체적인 방식은 후술되는 방식일 수 있다.
도 4는 제1 압축기에 회전력의 전달이 차단되는 것을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 일 실시예에 따른 제1 커넥터(130) 및 제1 클러치(131)의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 제1 압축기 모듈(200)은 제1 동력 전달 축(220)을 포함할 수 있다.
제1 동력 전달 축(220)은 제1 구동 축(110)으로부터 전달받은 힘에 의해 회전하면서 제1 압축기(210)에 동력을 전달할 수 있다.
제1 커넥터(130)는 제1 동력 전달 축(220)과 제1 구동 축(110) 사이에 위치할 수 있다.
제1 커넥터(130)는 제1 클러치(131)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 클러치(131)는 제1 구동 축(110) 및 제1 동력 전달 축(220) 사이에 마련될 수 있다.
제1 클러치(131)는 습식 클러치일 수 있으나, 제1 클러치(131)가 반드시 습식 클러치여야만 하는 것은 아니며, 제1 구동 축(110)과 제1 동력 전달 축(220)의 연결 및 분리가 가능하다면 제1 클러치(131)가 어떠한 클러치 방식을 이용하더라도 문제없다.
제1 커넥터(130)는 제1 구동 축(110) 및 제1 동력 전달 축(220) 사이에 마련될 수 있다. 이때, 제1 커넥터(130)는 제1 구동 축(110)이 제1 동력 전달 축(220)에 탈착 가능하도록 구성될 수 있다.
제어기는 제1 압축기(210)가 유지보수 상태이면, 제1 동력 전달 축(220)에 대한 제1 구동 축(110)의 회전력의 전달을 차단하도록 제1 클러치(131)를 제어할 수 있다.
제1 압축기 모듈(200)은 동력 전달 기어(230)를 포함할 수 있다. 동력 전달 기어(230)는 제1 커넥터(130)에 연결되어 미리 결정된 기어 회전 비율로 제1 구동 축(110)의 회전력을 제1 압축기(210)로 전달하는 기어일 수 있다.
동력 전달 기어(230)는 복수개 존재할 수 있으며, 복수개의 동력 전달 기어(230) 중에서 어느 한 동력 전달 기어(230)는 제1 구동 축(110)에 연결되어 제1 구동 축(110)을 중심으로 회전할 수 있고, 또 다른 어는 한 동력 전달 기어(230)는 제1 동력 전달 축(220)에 연결되어 제1 동력 전달 축(220)을 중심으로 회전할 수 있다.
제1 압축기(210)는 유압 펌프(211)를 포함할 수 있다. 유압 펌프(211)는 동력 전달 기어(230)를 통해 전달받은 회전력을 이용하여 피스톤 압축기의 구동에 필요한 유압을 생성할 수 있다.
도 6은 제2 압축기에 회전력의 전달이 차단되는 것을 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 일 실시예에 따른 제1 풀리를 도시한 도면이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 제2 압축기 모듈(300)은 제2 동력 전달 축(320)을 포함할 수 있다.
제2 동력 전달 축(320)은 제2 구동 축(120)으로부터 전달받은 힘에 의해 회전하면서 제2 압축기(310)에 동력을 전달할 수 있다.
제2 커넥터(140)는 제2 클러치(141)를 포함할 수 있다. 이때, 제2 클러치(141)는 제2 구동 축(120) 및 제2 동력 전달 축(320) 사이에 마련될 수 있다.
제2 클러치(141)는 습식 클러치일 수 있으나, 제2 클러치(141)가 반드시 습식 클러치여야만 하는 것은 아니며, 제2 구동 축(120)과 제2 동력 전달 축(320)의 연결 및 분리가 가능하다면 제2 클러치(141)가 어떠한 클러치 방식을 이용하더라도 문제없다.
제2 커넥터(140)는 제2 구동 축(120) 및 제2 동력 전달 축(320) 사이에 마련될 수 있다. 이때, 제2 구동 축(120)이 제2 동력 전달 축(320)에 탈착 가능하도록 구성될 수 있다.
제어기는 제2 압축기(310)가 유지보수 상태이면, 제2 동력 전달 축(320)에 대한 제2 구동 축(120)의 회전력의 전달을 차단하도록 제2 클러치(141)를 제어할 수 있다.
한편, 제1 압축기(210) 또는 제2 압축기(310)가 유지보수 상태일 때, 제1 동력 전달 축(220) 또는 제2 동력 전달 축(320)에 대한 회전력의 전달을 차단하는 방식이 반드시 제1 클러치(131) 또는 제2 클러치(141)를 제어하는 방식으로만 이루어져야 하는 것은 아니다. 예를 들어, 어느 한 압축기를 유지보수하기 위해서 유지보수 상태의 압축기의 동력 전달 축을 아예 제1 구동 축(110) 또는 제2 구동 축(120)으로부터 분리하는 것이 필요할 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 제1 이동식 베드를 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면 제1 압축기 모듈(200)은 제1 이동식 베드(240)를 포함할 수 있다.
제1 이동식 베드(240)는 유압 펌프(211)를 지지하도록 유압 펌프(211)의 하단에 마련될 수 있다.
제1 이동식 베드(240)는 복합 압축 장치(1)의 하단에 마련된 레일 위에서 지면에 수평인 방향으로 이동 가능한 베드로 구성될 수 있으나, 제1 이동식 베드(240)의 구성이 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 이동식 베드(240)는 제1 구동 축(110)과 제1 동력 전달 축(220)을 분리 가능하도록 유압 펌프(211) 및 제1 동력 전달 축(220)을 구동 모터(100)로부터 멀어지는 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있다.
구체적으로, 제1 이동식 베드(240)는 유압 펌프(211) 및 제1 동력 전달 축(220)을 제1 구동 축(110)이 연장된 방향과 평행한 방향으로 이동시킬 수 있다.
제어기는 제1 압축기(210)가 유지보수 상태이면, 제1 구동 축(110)과 제1 동력 전달 축(220)이 분리되도록 제1 커넥터(130)를 제어할 수 있다. 이때, 제1 동력 전달 축(220)은 제1 구동 축(110)이 연장되는 방향으로 이동되는 방식으로 연결되어 있던 제1 구동 축(110)과 물리적으로 분리될 수 있다.
즉, 제1 커넥터(130)는 제1 동력 전달 축(220)을 이동시키지 않고 습식 커넥터를 통해 제1 구동 축(110)의 동력이 제1 동력 전달 축(220)으로 전달되지 않도록 할 수도 있고, 제1 동력 전달 축(220) 자체를 이동시켜서 제1 동력 전달 축(220)이 제1 구동 축(110)과 분리되도록 해서 제1 구동 축(110)의 동력이 제1 동력 전달 축(220)으로 전달되지 않도록 할 수도 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 제1 풀리, 제2 풀리 및 동력 전달 루프를 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 제2 압축기 모듈(300)은 제1 풀리(330) 및 제2 풀리(340)를 포함할 수 있다.
제1 풀리(330)는 제2 동력 전달 축(320)에 마련되어 제2 동력 전달 축(320)을 중심으로 회전할 수 있다.
제2 풀리(340)는 제2 압축기(310)의 회전축을 중심으로 회전하면서 제2 압축기(310)의 회전축을 회전시킬 수 있다. 제2 풀리(340)는 제1 풀리(330)에 동력 전달 루프(350)를 통해 연결되어 회전할 수 있다.
동력 전달 루프(350)는 제1 풀리(330)로부터 제2 풀리(340)로 동력을 전달하는 벨트일 수 있다. 한편, 동력 전달 루프(350)는 고무 재질일 수 있으나 동력 전달 루프(350)의 재질이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
동력 전달 루프(350)는 제2 압축기(310)를 유지 보수할 때 감겨 있던 제1 풀리(330) 및 제2 풀리(340)로부터 분리되어야 할 필요가 발생할 수 있다.
도 10은 일 실시예에 따른 제2 이동식 베드를 도시한 도면이다.
도 10을 참조하면, 제2 압축기 모듈(300)은 하우징(360) 및 제2 이동식 베드(370)를 더 포함할 수 있다.
하우징(360)은 제2 동력 전달 축(320)을 지지할 수 있다. 구체적으로, 하우징(360)에는 제2 동력 전달 축(320)이 통과 가능한 홀이 적어도 하나 이상 마련되어 있다. 제2 동력 전달 축(320)은 하우징(360)의 홀을 관통하는 방식으로 하우징(360)에 의해 지지될 수 있다.
제2 이동식 베드(370)는 하우징(360)을 지지하도록 하우징(360)의 하단에 마련될 수 있다.
제2 이동식 베드(370)는 하우징(360)의 하단에 마련된 레일 위에서 지면에 수평인 방향으로 이동 가능한 베드로 구성될 수 있으나, 제2 이동식 베드(370)의 구성이 이에 한정되는 것은 아니다.
제2 이동식 베드(370)는 동력 전달 루프(350)가 제1 풀리(330) 및 제2 풀리(340)로부터 분리되도록 제1 풀리(330)를 제2 풀리(340)와 가까워지는 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있다.
즉, 제2 이동식 베드(370)는 하우징(360)을 제2 동력 전달 축(320) 및 제2 구동 축(120)이 연장되는 방향과 수직인 방향으로 이동시킬 수 있고, 이때 제2 동력 전달 축(320)에 연결된 제1 풀리(330) 또한 제2 동력 전달 축(320) 및 제2 구동 축(120)이 연장되는 방향과 수직인 방향으로 이동할 수 있다.
이렇게 제1 풀리(330)가 제2 풀리(340)와 가까워지는 방향으로 이동하면 동력 전달 루프(350)에 걸리는 장력이 약해지고, 동력 전달 루프(350)가 헐거워질 수 있다. 이때, 동력 전달 루프(350)는 제1 풀리(330) 및 제2 풀리(340)로부터 분리될 수 있다.
제2 이동식 베드(370)의 베드는 제2 동력 전달 축(320) 및 제2 구동 축(120)이 연장되는 방향과 수직인 방향 뿐만 아니라 제2 동력 전달 축(320) 및 제2 구동 축(120)이 연장되는 방향과 수평인 방향으로 이동할 수도 있다.
제2 이동식 베드(370)는 제1 풀리(330) 및 제2 동력 전달 축(320)을 제2 구동 축(120)이 연장된 방향과 평행한 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있다.
제어기는 제2 압축기(310)가 유지보수 상태이면, 제2 구동 축(120)과 제2 동력 전달 축(320)이 분리되도록 제2 커넥터(140)를 제어할 수 있다. 이때, 제2 동력 전달 축(320)은 제2 구동 축(120)이 연장되는 방향으로 이동되는 방식으로 연결되어 있던 제2 구동 축(120)과 물리적으로 분리될 수 있다.
즉, 제2 커넥터(140)는 제2 동력 전달 축(320)을 이동시키지 않고 습식 커넥터를 통해 제2 구동 축(120)의 동력이 제1 동력 전달 축(220)으로 전달되지 않도록 할 수도 있고, 제2 동력 전달 축(320) 자체를 이동시켜서 제2 동력 전달 축(320)이 제2 구동 축(120)과 분리되도록 해서 제2 구동 축(120)의 동력이 제2 동력 전달 축(320)으로 전달되지 않도록 할 수도 있다.
이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 본 발명이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
1: 복합 압축 장치
2: 수소 트레일러
3: 제1 저장 탱크
4: 제2 저장 탱크
100: 구동 모터
110: 제1 구동 축
120: 제2 구동 축
130: 제1 커넥터
131: 제1 클러치
140: 제2 커넥터
141: 제2 클러치
200: 제1 압축기 모듈
210: 제1 압축기
211: 유압 펌프
220: 제1 동력 전달 축
230: 동력 전달 기어
240: 제1 이동식 베드
300: 제2 압축기 모듈
310: 제2 압축기
320: 제2 동력 전달 축
330: 제1 풀리
340: 제2 풀리
350: 동력 전달 루프
360: 하우징
370: 제2 이동식 베드

Claims (15)

  1. 회전력을 공급하는 구동 모터;
    상기 구동 모터로부터 회전력을 전달받는 제1 구동 축;
    상기 제1 구동 축을 통해 전달되는 회전력을 이용하여 유체를 압축하는 제1 압축기;
    상기 구동 모터로부터 회전력을 전달받는 제2 구동 축;
    상기 제2 구동 축을 통해 전달되는 회전력을 이용하여 유체를 압축하는 제2 압축기;
    상기 제1 압축기 및 상기 제2 압축기에 대한 상기 구동 모터의 회전력의 전달을 제어하도록 구성되는 제어기;
    상기 제어기의 제어에 기초하여, 상기 제1 압축기에 대한 상기 제1 구동 축의 회전력의 전달을 차단 가능하도록 구성되는 제1 커넥터;
    상기 제어기의 제어에 기초하여, 상기 제2 압축기에 대한 상기 제2 구동 축의 회전력의 전달을 차단 가능하도록 구성되는 제2 커넥터;
    상기 제1 압축기에 동력을 전달하는 제1 동력 전달 축 및 상기 제1 압축기를 포함하는 제1 압축기 모듈; 및
    상기 제2 압축기에 동력을 전달하는 제2 동력 전달 축 및 상기 제2 압축기를 포함하는 제2 압축기 모듈을 포함하고,
    상기 제1 커넥터는,
    상기 제1 구동 축 및 상기 제1 동력 전달 축 사이에 마련되고, 상기 제1 구동 축이 상기 제1 동력 전달 축에 탈착 가능하도록 구성되고,
    상기 제2 커넥터는,
    상기 제2 구동 축 및 상기 제2 동력 전달 축 사이에 마련되고, 상기 제2 구동 축이 상기 제2 동력 전달 축에 탈착 가능하도록 구성되고,
    상기 제1 압축기 모듈은,
    상기 제1 커넥터에 연결되어 미리 결정된 기어 회전 비율로 상기 제1 구동 축의 회전력을 상기 제1 압축기로 전달하는 동력 전달 기어를 더 포함하고,
    상기 제1 압축기는:
    유압으로 구동되는 방식의 피스톤 압축기이고; 그리고
    상기 동력 전달 기어를 통해 전달받은 회전력을 이용하여 상기 피스톤 압축기의 구동에 필요한 유압을 생성하는 유압 펌프를 더 포함하고,
    상기 제1 압축기 모듈은,
    상기 유압 펌프를 지지하도록 상기 유압 펌프의 하단에 마련되고, 상기 제1 구동 축과 상기 제1 동력 전달 축을 분리 가능하도록 상기 유압 펌프 및 상기 제1 동력 전달 축을 상기 구동 모터로부터 멀어지는 방향으로 이동 가능하게 구성되는 제1 이동식 베드를 더 포함하고,
    상기 제1 이동식 베드는,
    상기 유압 펌프 및 상기 제1 동력 전달 축을 상기 제1 구동 축이 연장된 방향과 평행한 방향으로 이동시키도록 구성되는, 복합 압축 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 커넥터는,
    상기 제1 구동 축 및 상기 제1 동력 전달 축 사이에 마련되는 제1 클러치를 포함하고,
    상기 제2 커넥터는,
    상기 제2 구동 축 및 상기 제2 동력 전달 축 사이에 마련되는 제2 클러치를 포함하는, 복합 압축 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어기는:
    상기 제1 압축기가 유지보수 상태이면, 상기 제1 동력 전달 축에 대한 상기 제1 구동 축의 회전력의 전달을 차단하도록 상기 제1 클러치를 제어하고; 그리고
    상기 제2 압축기가 유지보수 상태이면, 상기 제2 동력 전달 축에 대한 상기 제2 구동 축의 회전력의 전달을 차단하도록 상기 제2 클러치를 제어하는, 복합 압축 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 압축기는,
    다이어프램을 포함하는 다이어프램 압축기인, 복합 압축 장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는:
    상기 제1 압축기가 유지보수 상태이면, 상기 제1 구동 축과 상기 제1 동력 전달 축이 분리되도록 상기 제1 커넥터를 제어하고; 그리고
    상기 제2 압축기가 유지보수 상태이면, 상기 제2 구동 축과 상기 제2 동력 전달 축이 분리되도록 상기 제2 커넥터를 제어하는, 복합 압축 장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제2 압축기 모듈은,
    상기 제2 동력 전달 축에 마련되어 상기 제2 동력 전달 축을 중심으로 회전하는 제1 풀리; 및
    상기 제1 풀리에 동력 전달 루프를 통해 연결되어 회전하는 제2 풀리를 더 포함하는, 복합 압축 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2 압축기 모듈은:
    상기 제2 동력 전달 축을 지지하는 하우징; 및
    상기 하우징을 지지하도록 상기 하우징의 하단에 마련되고, 상기 동력 전달 루프가 상기 제1 풀리 및 상기 제2 풀리로부터 분리되도록 상기 제1 풀리를 상기 제2 풀리와 가까워지는 방향으로 이동 가능하게 구성되는 제2 이동식 베드를 더 포함하는, 복합 압축 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제2 이동식 베드는,
    상기 제1 풀리를 상기 제2 풀리와 가까워지는 방향으로 이동하도록 상기 제1 풀리를 상기 제2 구동 축이 연장된 방향과 수직인 방향으로 이동 가능하게 구성되는, 복합 압축 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제2 이동식 베드는,
    상기 제1 풀리 및 상기 제2 동력 전달 축을 상기 제2 구동 축이 연장된 방향과 평행한 방향으로 이동 가능하게 구성되는, 복합 압축 장치.
  15. 수소를 보관하는 수소 트레일러;
    상기 수소 트레일러로부터 수소를 공급받아 압축하는 복합 압축 장치;
    상기 복합 압축 장치에 의해 제1 압력으로 압축된 수소를 저장하는 제1 저장 탱크; 및
    상기 복합 압축 장치에 의해 제2 압력으로 압축된 수소를 저장하는 제2 저장 탱크를 포함하고,
    상기 복합 압축 장치는:
    회전력을 공급하는 구동 모터;
    상기 구동 모터로부터 회전력을 전달받는 제1 구동 축;
    상기 제1 구동 축을 통해 전달되는 회전력을 이용하여 수소를 압축하는 제1 압축기;
    상기 구동 모터로부터 회전력을 전달받는 제2 구동 축;
    상기 제2 구동 축을 통해 전달되는 회전력을 이용하여 수소를 압축하는 제2 압축기;
    상기 제1 압축기 및 상기 제2 압축기 중 어느 한 압축기를 유지보수 하는 경우 상기 제1 압축기 및 상기 제2 압축기에 대한 상기 구동 모터의 회전력의 전달을 제어하도록 구성되는 제어기;
    상기 제어기의 제어에 기초하여, 상기 제1 압축기에 대한 상기 제1 구동 축의 회전력의 전달을 차단 가능하도록 구성되는 제1 커넥터;
    상기 제어기의 제어에 기초하여, 상기 제2 압축기에 대한 상기 제2 구동 축의 회전력의 전달을 차단 가능하도록 구성되는 제2 커넥터;
    상기 제1 압축기에 동력을 전달하는 제1 동력 전달 축 및 상기 제1 압축기를 포함하는 제1 압축기 모듈; 및
    상기 제2 압축기에 동력을 전달하는 제2 동력 전달 축 및 상기 제2 압축기를 포함하는 제2 압축기 모듈을 포함하고,
    상기 제1 커넥터는,
    상기 제1 구동 축 및 상기 제1 동력 전달 축 사이에 마련되고, 상기 제1 구동 축이 상기 제1 동력 전달 축에 탈착 가능하도록 구성되고,
    상기 제2 커넥터는,
    상기 제2 구동 축 및 상기 제2 동력 전달 축 사이에 마련되고, 상기 제2 구동 축이 상기 제2 동력 전달 축에 탈착 가능하도록 구성되고,
    상기 제1 압축기 모듈은,
    상기 제1 커넥터에 연결되어 미리 결정된 기어 회전 비율로 상기 제1 구동 축의 회전력을 상기 제1 압축기로 전달하는 동력 전달 기어를 더 포함하고,
    상기 제1 압축기는:
    유압으로 구동되는 방식의 피스톤 압축기이고; 그리고
    상기 동력 전달 기어를 통해 전달받은 회전력을 이용하여 상기 피스톤 압축기의 구동에 필요한 유압을 생성하는 유압 펌프를 더 포함하고,
    상기 제1 압축기 모듈은,
    상기 유압 펌프를 지지하도록 상기 유압 펌프의 하단에 마련되고, 상기 제1 구동 축과 상기 제1 동력 전달 축을 분리 가능하도록 상기 유압 펌프 및 상기 제1 동력 전달 축을 상기 구동 모터로부터 멀어지는 방향으로 이동 가능하게 구성되는 제1 이동식 베드를 더 포함하고,
    상기 제1 이동식 베드는,
    상기 유압 펌프 및 상기 제1 동력 전달 축을 상기 제1 구동 축이 연장된 방향과 평행한 방향으로 이동시키도록 구성되는, 수소 복합 압축 시스템.
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