KR20180073765A - 다단 압축기 및 이를 이용한 가스충전방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 다단 압축기는, 계량된 가스를 압축하는 1단 압축실린더(100)와, 상기 1단 압축실린더(100)와 직렬연결되고, 상기 1단 압축실린더(100)에서 압축된 가스를 압축하는 2단 압축실린더(101)와, 상기 2단 압축실린더(101)와 직렬연결되고, 상기 2단 압축실린더(101)에서 압축된 가스를 압축하는 3단 압축실린더(102)와, 상기 3단 압축실린더(102)와 직렬연결되고, 상기 3단 압축실린더(102)에서 압축된 가스를 압축하는 4단 압축실린더(103)와, 상기 4단 압축실린더(103)에서 압축된 가스를 충전용기(600)에 공급하여 충전되도록 하는 최종공급관(510)과, 상기 2단 압축실린더(101)에 의해 압축된 가스의 압력이 상기 충전용기(600) 내의 압력보다 작은 경우에 상기 2단 압축실린더(101)에 의해 압축된 가스가 상기 최종공급관(510)을 통해 상기 충전용기(600)에 충전되도록 상기 2단 압축실린더(101) 후단에서 분기되며 상기 최종공급관(510)과 합류되는 저압가스 공급관(701)과, 상기 3단 압축실린더(102)에 의해 압축된 가스의 압력이 상기 충전용기(600) 내의 압력보다 작은 경우에 상기 3단 압축실린더(102)에 의해 압축된 가스가 상기 최종공급관(510)을 통해 상기 충전용기(600)에 충전되도록 상기 3단 압축실린더(102) 후단에서 분기되며 상기 최종공급관(510)과 합류되는 고압가스 공급관(702)을 포함하여 이루어진다.

Description

다단 압축기 및 이를 이용한 가스충전방법{Multistage Compressor and Gas Filling Method using it}
본 발명은 다단 압축에 따른 고압가스 충전시 압력강하를 적게 발생시키면서 충전이 가능하도록 하여 에너지 손실을 줄일 수 있는 다단 압축기 및 이를 이용한 가스충전방법에 관한 것이다.
튜브트레일러는 내용적이 500리터 이상의 대용량의 용기를 여러 개의 조합으로 트레일러 차량에 장착한 것으로써 반도체용가스, 천연가스 등의 운반 등 다양한 용도로 이용된다.
이러한 튜브트레일러에 장착된 대용량의 용기에 가스를 충전하기 위해서는 다단 압축기를 사용하는 것이 통상적이다.
종래의 고압가스 충전방식은 저압의 가스를 공급받은 압축기는 여러단을 통하여 고압으로 압축하고, 고압으로 압축된 가스는 저장용기에 저장되는 방식을 채택하였다.
이때 압축기는 최종 저장될 때까지 각 단과 단사이의 각각 다른 압력 형성조건으로 압력을 형성하여 이동하게 되어 저장용기에 충전되게 된다. 이때, 각각의 압축단에 구비된 압축기가 모두 작동하게 된다.
하지만, 충전용기로의 최초 충전시에는 용기내 압력이 낮은 상태이므로, 다단 압축기의 압축하는 과정에서 점점 더 높은 압력으로 형성된 고압의 가스가 최종 저장용기에 도달하여 충전되게 되면, 최종단에서 압축된 고압의 가스압력이 낮은 압력의 용기 내에서 급강하되게 된다. 이와 같은 압력의 급강하에 의해 고압의 압축가스는 저장용기에서 다시 팽창하게 된다. 이와 같은 팽창은 다단 압축기의 에너지 손실을 초래하게 되며, 이러한 에너지 손실은 압축기의 최종 압력과 저장용기 압력이 같아질 때까지 지속적으로 발생한다. 특히, 충전 초기시에는 이러한 고압가스 팽창에 따른 압력강하에 의해 에너지 손실을 많이 초래하게 된다. 이와 같은 에너지 손실에 따라 운전비용이 증가하게 되는 문제점이 있다.
따라서, 다단 압축에 따른 고압가스 충전시 압력강하를 적게 발생시키면서 충전이 가능하도록 하여 에너지 손실을 줄일 수 있는 다단 압축기의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 다단 압축에 따른 고압가스 충전시 압력강하를 적게 발생시키면서 충전이 가능하도록 하여 에너지 손실을 줄일 수 있는 다단 압축기 및 이를 이용한 가스충전방법을 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 압축실린더가 직렬로 연결된 다단 압축기는, 계량된 가스를 압축하는 1단 압축실린더(100)와, 상기 1단 압축실린더(100)와 직렬연결되고, 상기 1단 압축실린더(100)에서 압축된 가스를 압축하는 2단 압축실린더(101)와, 상기 2단 압축실린더(101)와 직렬연결되고, 상기 2단 압축실린더(101)에서 압축된 가스를 압축하는 3단 압축실린더(102)와, 상기 3단 압축실린더(102)와 직렬연결되고, 상기 3단 압축실린더(102)에서 압축된 가스를 압축하는 4단 압축실린더(103)와, 상기 4단 압축실린더(103)에서 압축된 가스를 충전용기(600)에 공급하여 충전되도록 하는 최종공급관(510)과, 상기 2단 압축실린더(101)에 의해 압축된 가스의 압력이 상기 충전용기(600) 내의 압력보다 작은 경우에 상기 2단 압축실린더(101)에 의해 압축된 가스가 상기 최종공급관(510)을 통해 상기 충전용기(600)에 충전되도록 상기 2단 압축실린더(101) 후단에서 분기되며 상기 최종공급관(510)과 합류되는 저압가스 공급관(701)과, 상기 3단 압축실린더(102)에 의해 압축된 가스의 압력이 상기 충전용기(600) 내의 압력보다 작은 경우에 상기 3단 압축실린더(102)에 의해 압축된 가스가 상기 최종공급관(510)을 통해 상기 충전용기(600)에 충전되도록 상기 3단 압축실린더(102) 후단에서 분기되며 상기 최종공급관(510)과 합류되는 고압가스 공급관(702)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 1단 압축실린더(100) 후단에서 분기되는 제 1 분기관(6)과, 상기 2단 압축실린더(101) 후단에서 분기되는 제 2 분기관(7)과, 상기 3단 압축실린더(102) 후단에서 분기되는 제 3 분기관(8)과, 상기 4단 압축실린더(103) 후단에서 분기되는 제 4 분기관(9)과 각각 연결되며 상기 최종공급관(510)을 통한 가스 미충전시 상기 1단, 2단, 3단 및 4단 압축실린더(100,101,102,103)에 의해 압축된 가스를 회수하여 저장하며, 가스 충전시 회수된 가스를 상기 1단 압축실린더(100) 전단으로 보내는 회수탱크(400)를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 저압가스 공급관(701) 상에 설치되며 상기 충전용기(600) 내의 압력이 상기 2단 압축실린더(101)에 의해 압축된 가스의 압력보다 큰 경우 상기 최종공급관(510)으로부터 상기 2단 압축실린더(101) 후단으로 역류되는 것을 방지하는 제 1 역류방지밸브(701a)와, 상기 고압가스 공급관(702) 상에 설치되며 상기 충전용기(600) 내의 압력이 상기 3단 압축실린더(102)에 의해 압축된 가스의 압력보다 큰 경우 상기 최종공급관(510)으로부터 상기 3단 압축실린더(102) 후단으로 역류되는 것을 방지하는 제 2 역류방지밸브(702a)가 더 구비된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다단 압축기를 이용한 가스충전방법은, 계량된 가스를 압축하는 1단 압축단계; 1단 압축된 가스를 압축하는 2단 압축단계; 2단 압축된 가스를 압축하는 3단 압축단계; 3단 압축된 가스를 압축하는 4단 압축단계; 4단 압축된 가스를 충전용기(600)에 충전하는 가스충전단계; 2단 압축된 가스의 압력이 상기 충전용기(600) 내의 압력보다 작은 경우 2단 압축된 가스를 우회시켜 상기 충전용기(600)에 충전되도록 하는 저압가스 충전단계; 3단 압축된 가스의 압력이 상기 충전용기(600) 내의 압력보다 작은 경우 3단 압축된 가스를 우회시켜 상기 충전용기(600)에 충전되도록 하는 가압가스 충전단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 가스 미충전시 1단 압축된 가스와 2단 압축된 가스와 3단 압축된 가스 및 4단 압축된 가스를 회수하는 가스회수단계; 초기 가스 충전시 상기 가스회수단계에서 회수된 가스를 상기 충전용기(600)에 충전되도록 하는 초기가스충전단계; 를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 다단 압축기는 저압가스 공급관(701)을 통한 저압가스 충전과 상기 고압가스 공급관(702)을 통한 고압가스 충전에 의한 순차적인 충전에 따라 압력강하를 줄이면서 충전이 되므로 압력강하에 따른 에너지 손실을 줄일 수 있게 된다. 아울러, 저압가스를 충전하는 동안 충전용기에 가스 충전시 압력강하가 발생되지 않을 때까지 3단 압축실린더와 4단 압축실린더가 작동되지 않게 되고, 고압가스를 충전하는 동안 충전용기에 가스 충전시 압력강하가 발생되지 않을 때까지 4단 압축실린더가 작동되지 않게 되므로 운전비용을 줄일 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 의한 다단 압축기의 개략적인 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 의한 다른 형태의 다단 압축기의 개략적인 구조를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 다단 압축기를 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 구체적으로 예시하기 위하여 4단 압축기의 도면으로 예시하였으나 4단에 한정되는 것이 아니라 필요에 따라 압축실린더를 빼거나 추가하여 3단이나 5단 등 다단으로 구성될 수 있으며, 본 발명에서 1단, 2단, 3단, 4단으로 구별하는데 있어서 앞에 붙는 숫자는 압축실린더별로 구별을 위한 문자이지 순서를 한정하고자 사용된 것이 아니다.
도 1은 본 발명에 의한 다단 압축기의 개략적인 구조를 나타낸 도면이다.
본 발명에 의한 다단 압축기(1000)는, 1단 압축실린더(100)와, 2단 압축실린더(101)와, 3단 압축실린더(102)와, 4단 압축실린더(103) 및 더 이상의 다단 압축실린더가 필요에 따라 더 구비될 수 있는 것이며, 최종공급관(510)과, 저압가스 공급관(701)과, 고압가스 공급관(702)을 포함하여 이루어진다.
상기 다단 압축실린더(100 내지 103 및 추가되는 압축실린더)는 계량된 가스를 압축하는 역할을 한다.
즉, 상기 1단 압축실린더(100)로는 가스계량기(10)에 의해 계량되어 가스가 유입되며, 상기 1단 압축실린더(100)의 전단에는 흡입필터(20)가 구비될 수 있다.
상기 1단 압축실린더(100)에 의해 1단 압축된 가스는 1단 열교환기(200)를 통과하면서 냉각(대기온도ㅁ10도 이내)되며, 맥동저감 및 압축가스내에 함유된 수분 또는 유분을 분리하는 1차 맥동 버퍼링 감쇠기(300)를 통과하게 되고, 2단 압축실린더(101)로 유입되게 된다.
상기 2단 압축실린더(101)는, 상기 1단 압축실린더(100)와 직렬연결되고, 상기 1단 압축실린더(100)에서 압축된 가스를 1단보다 더 높은 압력으로 압축하는 역할을 한다. 2단 압축된 가스는 2단 열교환기(201)를 통과하면서 냉각(대기온도ㅁ10도 이내)되며, 맥동저감 및 압축가스내에 함유된 수분 또는 유분을 분리하는 2차 맥동 버퍼링 감쇠기(301)를 통과하게 되고, 3단 압축실린더(102)로 유입되게 된다.
상기 3단 압축실린더(102)는, 상기 2단 압축실린더(101)와 직렬연결되고, 상기 2단 압축실린더(101)에서 압축된 가스를 2단보다 더 높은 압력으로 압축하는 역할을 한다. 3단 압축된 가스는 3단 열교환기(202)를 통과하면서 냉각(대기온도ㅁ10도 이내)되며, 맥동저감 및 압축가스내에 함유된 수분 또는 유분을 분리하는 3차 맥동 버퍼링 감쇠기(302)를 통과하게 되고, 4단 압축실린더(103)로 유입되게 된다.
상기 4단 압축실린더(103)는, 상기 3단 압축실린더(102)와 직렬연결되고, 상기 3단 압축실린더(102)에서 압축된 가스를 3단보다 더 높은 압력으로 최종압축하는 역할을 한다. 필요에 따라 5단, 6단 압축실린더가 더 구비될 수 있으나 본 상세한 설명에서는 4단으로 예시하며, 이와 같이 4단 압축된 가스는 4단 열교환기(203)를 통과하면서 냉각(대기온도ㅁ10도 이내)되며, 압축가스내에 함유된 수분 또는 유분을 분리하는 필터(303)를 통과하여 최종공급관(510)으로 공급된다.
상기 최종공급관(510)은 상기 4단 압축실린더(103)에서 압축된 가스를 충전기(500,501)를 통해 충전용기(600)에 공급하여 충전용기(600)로 충전되게 된다.
상기 저압가스 공급관(701)은 상기 2단 압축실린더(101)에 의해 압축된 가스의 압력이 상기 충전용기(600) 내의 압력보다 작은 경우에 상기 2단 압축실린더(101)에 의해 압축된 가스가 상기 최종공급관(510)을 통해 상기 충전용기(600)에 충전되도록 상기 2단 압축실린더(101) 후단에서 분기되며 상기 최종공급관(510)과 합류되도록 하는 역할을 한다.
상기 고압가스 공급관(702)은 상기 3단 압축실린더(102)에 의해 압축된 가스의 압력이 상기 충전용기(600) 내의 압력보다 작은 경우에 상기 3단 압축실린더(102)에 의해 압축된 가스가 상기 최종공급관(510)을 통해 상기 충전용기(600)에 충전되도록 상기 3단 압축실린더(102) 후단에서 분기되며 상기 최종공급관(510)과 합류되도록 하는 역할을 한다.
상기 저압가스 공급관(701)과 상기 고압가스 공급관(702)은 서로 합류된 합류관(700)을 통해 상기 최종공급관(510)과 연결되는 것이 바람직하다.
상기와 같은 구성으로 된 본 발명의 다단 압축기는 초기 구동시 1단 압축실린더(100)와, 2단 압축실린더(101)에 의해 압축된 2단 압축된 가스가 상기 저압가스 공급관(701)을 통해 우회되어 상기 최종공급관(510)을 통해 상기 충전용기(600)로 충전되도록 함으로써 충전용기(600)로의 초기 충전시에 충전되는 가스의 압력강하를 적게 발생시키면서 충전이 가능하게 된다.
충전용기(600)로 충전된 가스의 압력이 2단 압축된 가스의 압력과 동일하게 되면 상기 3단 압축실린더(102)가 작동하여 2단 압축된 가스를 3단 압축을 시키게 된다. 3단 압축가스는 상기 고압가스 공급관(702)을 통해 우회되어 상기 최종공급관(510)을 통해 상기 충전용기(600)로 충전되게 된다. 이때, 충전용기(600)로의 3단 압축가스가 충전될 때 가스의 압력강하가 되면서 충전되게 되는데, 초기구동시보다 압력강하가 덜 발생되게 되면서 충전이 되게 된다.
충전용기(600)로 충전된 가스의 압력이 3단 압축된 가스의 압력과 동일하게 되면 상기 4단 압축실린더(102)가 작동하여 3단 압축된 가스를 4단 압축을 시키게 되며, 원하는 최종가스압력으로 충전용기(600)를 충전시키게 된다.
이와 같이 본 발명은 상기 저압가스 공급관(701)을 통한 저압가스 충전과 상기 고압가스 공급관(702)을 통한 고압가스 충전에 의한 순차적인 충전에 따라 압력강하를 줄이면서 충전이 되므로 압력강하에 따른 에너지 손실을 줄일 수 있게 된다. 아울러, 저압가스가 충전되는 동안 충전용기(600)에 가스 충전시 압력강하가 발생되지 않을 때까지 상기 3단 압축실린더(102)와 상기 4단 압축실린더(103)가 작동하지 않을 수 있고, 고압가스가 충전되는 동안 충전용기(600)에 가스 충전시 압력강하가 발생되지 않을 때까지 상기 4단 압축실린더(103)가 작동하지 않을 수 있게 되므로 운전비용을 줄일 수 있게 된다.
상기 저압가스 공급관(701)은 2차 맥동 버퍼링 감쇠기(301)와 연결되며, 상기 고압가스 공급관(702)은 3차 맥동 버퍼링 감쇠기(302)와 연결된다.
여기에서 본 발명의 상세한 설명이 4단 압축기에 대해 구체적으로 예시하므로 이러한 저압가스 공급관(701) 및 고압가스 공급관(702)이 각각 2단 압축실린더(101) 후단과 3단 압축실린더(102) 후단에서 분기되는 것으로 설명하고 있으나 압축기의 단수에 따라 조정될 수 있음은 물론이다.
아울러, 본 발명은 충전용기(600)에 충전이 완료되게 된 후에 압축기가 정지되거나 최종가스압력에 도달하게 되면, 상기 1단, 2단, 3단 및 4단 압축실린더(100,101,102,103)에 의해 압축된 가스를 회수되도록 하여 압축기의 초기 구동시에 충전에 이용되도록 하는 것이 바람직하다. 이를 위하여 회수탱크(400)를 구비하도록 한다.
상기 회수탱크(400)는 상기 1단 압축실린더(100) 후단에서 분기되는 제 1 분기관(6)과, 상기 2단 압축실린더(101) 후단에서 분기되는 제 2 분기관(7)과, 상기 3단 압축실린더(102) 후단에서 분기되는 제 3 분기관(8)과, 상기 4단 압축실린더(103) 후단에서 분기되는 제 4 분기관(9)과 각각 연결되며 상기 최종공급관(510)을 통한 가스 미충전시 상기 1단, 2단, 3단 및 4단 압축실린더(100,101,102,103)에 의해 압축된 가스를 회수하여 저장하며, 가스 충전시 회수된 가스를 상기 1단 압축실린더(100) 전단으로 보내는 역할을 한다.
회수시에는 자동밸브(4)가 개방되며, 각단의 맥동 버퍼링 감쇠기(300, 301, 302, 302) 내에 잔존하는 각각의 다른 압력의 가스가 회수탱크(400)로 포집되며, 가스는 외부 유출이 되지 않도록 안전하게 보관하게 된다. 아울러, 초기구동 시 또는 재구동 시에는 자동밸브(5)가 열리고 회수탱크(400)에 저장된 가스를 재사용하고, 회수탱크(400)의 압력이 충전용기(600)의 압력보다 낮게 되면 가스계량기(10)를 통해 가스가 유입되어 가스를 압축하는 과정을 수행하게 된다.
아울러, 본 발명은, 저압가스 및 고압가스 충전 시에 충전용기(600) 내의 가스의 압력이 높게 되면 가스가 저압가스 공급관(701) 및 고압가스 공급관(702)로 역류될 수 있으므로 이를 방지하기 위해 역류방지밸브를 채택한다.
제 1 역류방지밸브(701a)는, 상기 저압가스 공급관(701) 상에 설치되며 상기 충전용기(600) 내의 압력이 상기 2단 압축실린더(101)에 의해 압축된 가스의 압력보다 큰 경우 상기 최종공급관(510)으로부터 상기 2단 압축실린더(101) 후단으로 역류되는 것을 방지하는 역할을 한다.
제 2 역류방지밸브(702a)는 상기 고압가스 공급관(702) 상에 설치되며 상기 충전용기(600) 내의 압력이 상기 3단 압축실린더(102)에 의해 압축된 가스의 압력보다 큰 경우 상기 최종공급관(510)으로부터 상기 3단 압축실린더(102) 후단으로 역류되는 것을 방지하는 역할을 한다.
아울러, 본 발명은, 저압가스 및 고압가스 충전시에 충전용기(600) 내의 가스의 압력이 높게 되면 가스가 저압가스 공급관(701) 및 고압가스 공급관(702)로 역류될 수 있으므로, 도 2에서와 같이, 최종공급관(510) 상에 가스가 역류되는 것을 감지하기 위한 역류감지센서(511)를 구비하고, 저압가스 공급관(701) 상에 제 1 솔레노이드밸브(701b)가 구비되도록 하며, 고압가스 공급관(702) 상에 제 2 솔레노이드밸브(702b)가 구비되도록 할 수 있다.
상기 제 1 솔레노이드밸브(701b)와 제 2 솔레노이드밸브(702b)는 평상시에는 개방된 상태가 되며, 역류감지센서(511)의 가스 역류 감지에 의해 연동작동되어 각각 폐쇄되게 되며 상기 저압가스 공급관(701) 및 고압가스 공급관(702)으로 역류되는 것을 각각 방지하게 된다. 아울러 상기 제 1 솔레노이드밸브(701b)는 상기 3단 압축실린더(102) 작동시에 폐쇄된 상태를 유지하게 된다. 상기 3단 압축실린더(102)가 작동되면 상기 제 1 솔레노이드밸브(701b)가 폐쇄된 상태이므로 고압가스 공급관(702) 상에 구비된 상기 제 2 솔레노이드밸브(702b)를 통해 우회되어 충전용기(600)에 충전되게 되며, 충전용기(600) 내의 가스압력이 고압가스 공급관(702)을 통해 충전되는 가스의 압력보다 높게 되어 가스가 역류하면 최종공급관(510) 상에 설치된 역류감지센서(511)에 의한 감지에 의해 상기 제 2 솔레노이드밸브(702b)가 폐쇄되어 가스가 역류되는 것을 방지하게 된다.
상기와 같은 구성으로 된 본 발명의 다단 압축기를 이용하여 다음과 같은 방법으로 가스충전을 하게 된다.
먼저, 계량된 가스를 압축하는 1단 압축하고, 1단 압축된 가스를 압축하는 2단 압축하며, 2단 압축된 가스를 압축하는 3단 압축하고, 3단 압축된 가스를 압축하는 4단 압축하며, 4단 압축된 가스를 충전용기(600)에 충전하게 된다.
이때, 2단 압축된 가스의 압력이 상기 충전용기(600) 내의 압력보다 작은 경우 2단 압축된 가스를 우회시켜 상기 충전용기(600)에 충전되도록 한다.
아울러, 3단 압축된 가스의 압력이 상기 충전용기(600) 내의 압력보다 작은 경우 3단 압축된 가스를 우회시켜 상기 충전용기(600)에 충전되도록 한다.
본 발명은 가스 미충전시에는 가스를 회수되도록 하며, 초기 가스 충전시에는 회수된 가스를 이용하여 충전되도록 하는 것이 바람직하다.
이를 위하여, 가스 미충전시 1단 압축된 가스와 2단 압축된 가스와 3단 압축된 가스 및 4단 압축된 가스를 회수하는 가스회수단계와, 초기 가스 충전시 상기 가스회수단계에서 회수된 가스를 상기 충전용기(600)에 충전되도록 하는 초기가스충전단계를 더 포함하도록 한다.
미설명부호 1은 가스계량기(10)를 통과한 가스의 인입을 제어하는 인입자동밸브이고, 2는 최종공급관(510) 상에 설치되어 충전용기(600)로부터 역류되는 것을 방지하는 체크밸브이고, 3은 최종공급관(510) 상에 설치되어 가스의 인출을 제어하는 인출자동밸브이다.
본 발명의 상기한 실시예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.
1단 압축실린더(100) 2단 압축실린더(101)
3단 압축실린더(102) 4단 압축실린더(103)
최종공급관(510) 저압가스 공급관(701)
고압가스 공급관(702)

Claims (5)

  1. 계량된 가스를 압축하는 1단 압축실린더와,
    상기 1단 압축실린더와 직렬연결되고, 상기 1단 압축실린더에서 압축된 가스를 압축하는 2단 압축실린더와,
    상기 2단 압축실린더와 직렬연결되고, 상기 2단 압축실린더에서 압축된 가스를 압축하는 3단 압축실린더와,
    상기 3단 압축실린더와 직렬연결되고, 상기 3단 압축실린더에서 압축된 가스를 압축하는 4단 압축실린더와,
    상기 4단 압축실린더에서 압축된 가스를 충전용기에 공급하여 충전되도록 하는 최종공급관과,
    상기 2단 압축실린더에 의해 압축된 가스의 압력이 상기 충전용기 내의 압력보다 작은 경우에 상기 2단 압축실린더에 의해 압축된 가스가 상기 최종공급관을 통해 상기 충전용기에 충전되도록 상기 2단 압축실린더 후단에서 분기되며 상기 최종공급관과 합류되는 저압가스 공급관과,
    상기 3단 압축실린더에 의해 압축된 가스의 압력이 상기 충전용기 내의 압력보다 작은 경우에 상기 3단 압축실린더에 의해 압축된 가스가 상기 최종공급관을 통해 상기 충전용기에 충전되도록 상기 3단 압축실린더 후단에서 분기되며 상기 최종공급관과 합류되는 고압가스 공급관을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 다단 압축기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 1단 압축실린더 후단에서 분기되는 제 1 분기관과, 상기 2단 압축실린더 후단에서 분기되는 제 2 분기관과, 상기 3단 압축실린더 후단에서 분기되는 제 3 분기관과, 상기 4단 압축실린더 후단에서 분기되는 제 4 분기관과 각각 연결되며 상기 최종공급관을 통한 가스 미충전시 상기 1단, 2단, 3단 및 4단 압축실린더에 의해 압축된 가스를 회수하여 저장하며, 가스 충전시 회수된 가스를 상기 1단 압축실린더 전단으로 보내는 회수탱크를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 다단 압축기.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 저압가스 공급관 상에 설치되며 상기 충전용기 내의 압력이 상기 2단 압축실린더에 의해 압축된 가스의 압력보다 큰 경우 상기 최종공급관으로부터 상기 2단 압축실린더 후단으로 역류되는 것을 방지하는 제 1 역류방지밸브와,
    상기 고압가스 공급관 상에 설치되며 상기 충전용기 내의 압력이 상기 3단 압축실린더에 의해 압축된 가스의 압력보다 큰 경우 상기 최종공급관으로부터 상기 3단 압축실린더 후단으로 역류되는 것을 방지하는 제 2 역류방지밸브가 더 구비된 것을 특징으로 하는 다단 압축기.
  4. 계량된 가스를 압축하는 1단 압축단계;
    1단 압축된 가스를 압축하는 2단 압축단계;
    2단 압축된 가스를 압축하는 3단 압축단계;
    3단 압축된 가스를 압축하는 4단 압축단계;
    4단 압축된 가스를 충전용기에 충전하는 가스충전단계;
    2단 압축된 가스의 압력이 상기 충전용기 내의 압력보다 작은 경우 2단 압축된 가스를 우회시켜 상기 충전용기에 충전되도록 하는 저압가스 충전단계;
    3단 압축된 가스의 압력이 상기 충전용기 내의 압력보다 작은 경우 3단 압축된 가스를 우회시켜 상기 충전용기에 충전되도록 하는 고압가스 충전단계;
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 다단 압축기를 이용한 가스충전방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    가스 미충전시 1단 압축된 가스와 2단 압축된 가스와 3단 압축된 가스 및 4단 압축된 가스를 회수하는 가스회수단계;
    초기 가스 충전시 상기 가스회수단계에서 회수된 가스를 상기 충전용기에 충전되도록 하는 초기가스충전단계; 를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 다단 압축기를 이용한 가스충전방법.
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