KR20220107341A - High-efficiency gas compressor - Google Patents

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배윤기
김숙희
박기태
이상배
김정술
이진희
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(주) 지티씨
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Abstract

The present invention provides a device for compressing gas, particularly a high-efficiency gas compressor for compressing hydrogen gas at high pressure. The high-efficiency gas compressor comprises: a hydraulic cylinder with a built-in hydraulic piston; a first gas compression cylinder which is connected to one side of the hydraulic cylinder and includes a first rod that houses a first gas compression piston embedded therein and physically connects the first gas compression piston and the hydraulic piston coaxially; a second gas compression cylinder which is connected to the opposite side of the hydraulic cylinder, and includes a second rod that houses a second gas compression piston embedded therein and physically connects the second gas compression piston and the hydraulic piston coaxially; a first positioner which has connecting flanges on both ends and a rod hole at the center between the connecting flanges, through which the first rod passes, is disposed between the hydraulic cylinder and the first gas compression cylinder, and includes a static pressure bearing unit that makes at least one of the connecting flanges subjected to uniform omnidirectional pressure from the first rod; and a second positioner which has connecting flanges on both ends and a rod hole at the center between the connecting flanges, through which the second rod passes, is positioned between the hydraulic cylinder and the second gas compression cylinder, and includes a static pressure bearing unit that makes at least one of the connecting flanges subjected to uniform omnidirectional pressure from the second rod.

Description

고효율 가스 압축기{High-efficiency gas compressor}High-efficiency gas compressor

본 발명은 가스를 압축하기 위한 장치로서, 특히 수소 가스를 고압으로 압축하기 위한 고효율 가스 압축기에 관한 기술이다.The present invention relates to an apparatus for compressing gas, in particular, to a high-efficiency gas compressor for compressing hydrogen gas to a high pressure.

수소가스 압축 장치는 정유 및 화학 공정에서 발생된 수소를 가스 배관을 통하여 가스 공급 업체에 수송되어 가스 공급 업체에서 수소 수송용 카트리지 차량에 압축 저장하기 위한 목적 또는 수소가스 제조시설로부터 공급받은 수소를 고압으로 압축하여 자동차나 연료전지 등에 공급하는 역할을 한다. The hydrogen gas compression device transports hydrogen generated from oil refining and chemical processes to a gas supplier through a gas pipe, and compresses and stores the hydrogen supplied from a hydrogen gas manufacturing facility in a cartridge vehicle for transporting hydrogen from the gas supplier at high pressure. It plays a role in compressing it and supplying it to automobiles or fuel cells.

이러한 수소가스 압축 장치는 지구 환경 변화에 대한 화석연료 매장량 감소와 소비량 증가로 인한 에너지 가격 상승과, 에너지 수급의 위기성에 따른 대체 에너지 개발의 필요성 및 국내 에너지 수요의 많은 부분을 차지하는 수송용 에너지로 인한 환경오염 지수의 증가를 막기 위하여 개발되는 대체 에너지인 수소가스의 효율 증가를 위한 장치이다.This hydrogen gas compression device is designed to increase energy prices due to decrease in fossil fuel reserves and increase in consumption due to changes in the global environment, the need to develop alternative energy due to the crisis of energy supply and demand, and transportation energy that accounts for a large portion of domestic energy demand. It is a device for increasing the efficiency of hydrogen gas, which is an alternative energy developed to prevent an increase in the environmental pollution index.

특히, 근래 수소가 미래의 친환경적인 연료로 급부상됨에 따라 수소 경제 활성화 및 조기 정착을 위해서는 효율적인 수소가스의 운반 및 보관을 위해 고성능의 압축장치가 필수적이라 할 것이다.In particular, as hydrogen is rapidly emerging as an eco-friendly fuel of the future, a high-performance compression device is essential for efficient transportation and storage of hydrogen gas in order to revitalize the hydrogen economy and establish early settlement.

본 발명과 관련한 종래기술로 대한민국 등록특허 10-2000269호의 "수소가스 압축 장치"가 알려져 있으며, 도 1은 종래기술의 압축장치의 개념도를 나타낸 것이다.As a prior art related to the present invention, the "hydrogen gas compression device" of Korean Patent No. 10-2000269 is known, and FIG. 1 shows a conceptual diagram of a compression device of the prior art.

종래기술의 일 예에 따른 수소가스 압축 장치는 자동차의 엔진과 같이 크랭크축과 상기 크랭크축이 회전 시 행정실내에서 왕복 구동하는 피스톤(11)으로 이루어지는 구동부와, 상기 피스톤(11)과의 사이에 위치된 오일(oil)의 압력이 상승함에 따라 수소가스를 압축하는 다이아프램(12)으로 이루어지는 압축부로 구성될 수 있다.A hydrogen gas compression device according to an example of the prior art is between a driving unit including a crankshaft and a piston 11 reciprocally driven in a stroke chamber when the crankshaft rotates, like an engine of a car, and the piston 11 It may be composed of a compression part made of a diaphragm 12 that compresses hydrogen gas as the pressure of the positioned oil rises.

도 1에 도시된 바와 같이 피스톤(11)이 최고점까지 상승했을 때에는 다이아프램(12)과 피스톤(11) 사이에 있는 오일(oil)의 압력이 상승하게 되면 유입된 저압 수소가스의 압축이 이루어지고, 피스톤(11)이 최저점까지 하강했을 때에는 반대의 현상이 일어나게 되다As shown in FIG. 1, when the piston 11 rises to the highest point, when the pressure of oil between the diaphragm 12 and the piston 11 rises, the low-pressure hydrogen gas introduced is compressed and , the opposite phenomenon occurs when the piston 11 descends to the lowest point

이러한 종래의 수소가스 압축 장치는 구동부가 크랭크축으로 이루어짐에 따라 수소가스 압축 장치 전체의 크기가 대형화되고, 크랭크축을 지속적으로 회전시키기 위해서는 상대적으로 큰 용량의 전동기를 필요로 하게 되므로 원가 상승의 요인이 되고, 전력 소비량도 늘어나게 되는 등의 문제점이 있었다.In such a conventional hydrogen gas compression device, the size of the entire hydrogen gas compression device increases as the driving part is made of a crankshaft, and a relatively large capacity electric motor is required to continuously rotate the crankshaft, which increases the cost. And there was a problem, such as an increase in power consumption.

한편, 도 2는 또 다른 가스 압축 장치의 개념도로서 도 1의 기술에 비해 보다 구조를 단순화한 것이다.Meanwhile, FIG. 2 is a conceptual diagram of another gas compression device, in which the structure is more simplified than that of the technique of FIG. 1 .

중앙에 유압실린더를 두고 그 좌우로 1번 가스압축 실린더와 2번 가스압축 실린더를 연결하여 양측의 가스압축 실린더에서 저압가스를 고압으로 보다 효율적으로 압축할 수 있도록 하는 기술이 알려져 있다.A technique is known that places a hydraulic cylinder in the center and connects the first and second gas compression cylinders to the left and right to more efficiently compress the low-pressure gas to high pressure in the gas compression cylinders on both sides.

도 2와 같은 기존의 압축기의 경우 하나의 유압피스톤(10)에 1번 가스피스톤(11)과 2번 가스피스톤(12)에 연결된 피스톤로드(20)가 유압피스톤(10)의 좌우 양측에 접촉되는 구조를 이룬다.In the case of the conventional compressor as shown in FIG. 2 , the piston rod 20 connected to the first gas piston 11 and the second gas piston 12 to one hydraulic piston 10 contacts the left and right sides of the hydraulic piston 10 . to form a structure that becomes

유압실린더의 일측포트로 유압유가 공급되면 유압피스톤(10)이 2번 가스압축 실린더측으로 이동되며, 이때 2번 가스피스톤(12)과 연결된 제1피스톤로드(21)는 유압피스톤(10)의 힘을 받아 이동하게 되고, 2번 가스압축 실린더에 유입되어 있던 저압의 가스는 압축작용을 받아 고압으로 압력이 상승되고 체크밸브가 열리면서 토출된다.When hydraulic oil is supplied to one port of the hydraulic cylinder, the hydraulic piston 10 is moved to the second gas compression cylinder side, and at this time, the first piston rod 21 connected to the second gas piston 12 is the force of the hydraulic piston 10 . The low-pressure gas that has flowed into the No. 2 gas compression cylinder is compressed and the pressure is raised to high pressure, and the check valve is opened and discharged.

2번 가스압축 실린더에서 압축이 이루어지는 동안 1번 가스압축 실린더로는 저압 가스가 흡입되면서 1번 가스피스톤(11)은 유압실린더 측을 향해 이동하게 된다.While compression is being performed in the No. 2 gas compression cylinder, the No. 1 gas piston 11 moves toward the hydraulic cylinder side as low-pressure gas is sucked into the No. 1 gas compression cylinder.

2번 가스압축 실린더의 압축작용과 1번 가스압축 실린더의 흡입작용이 이루어진 다음에는 유압실린더의 타측 포트로 유압유가 공급되고, 이에 따라 유압피스톤은 1번 가스압축 실린더를 향해 이동하게 되며, 이에 따라 1번 가스압축 실린더에서는 저압가스를 고압이 되도록 압축작용을 하게 되고, 2번 가스압축 실린더에서는 저압 가스를 흡입하는 작용을 한다.After the compression action of the gas compression cylinder No. 2 and the suction action of the gas compression cylinder No. 1 are performed, hydraulic oil is supplied to the other port of the hydraulic cylinder, and accordingly, the hydraulic piston moves toward the gas compression cylinder No. In the first gas compression cylinder, the low pressure gas is compressed to become high pressure, and in the second gas compression cylinder, the low pressure gas is sucked in.

이와 같은 기존의 압축기는 2개의 가스압축 실린더가 구비되어 일측에서는 압축작용을 하고, 타측에서는 흡입작용을 하면서 분당 대략 20회 정도의 압축과 흡입을 반복하면서 저압의 가스를 고압으로 압축하게 된다.Such a conventional compressor is provided with two gas compression cylinders, and one side performs a compression action and the other side performs a suction action while repeating compression and suction about 20 times per minute to compress a low pressure gas to a high pressure.

도 2와 같은 기존의 압축기의 경우 유압피스톤(10)에 접촉되는 1번 가스피스톤(11)과 2번 가스피스톤(12)은 유압피스톤(10)에 대해 구속상태로 연결되어 있지 않기 때문에 흡입작용이 일어나는 측의 가스피스톤은 유압피스톤의 이동과 완전히 동조하지 못하는 문제점이 있었다.In the case of the conventional compressor as shown in FIG. 2 , the first gas piston 11 and the second gas piston 12 contacting the hydraulic piston 10 are not connected in a restrained state with respect to the hydraulic piston 10 , so the suction action There was a problem that the gas piston on the side where this occurs could not fully synchronize with the movement of the hydraulic piston.

즉, 유압피스톤과 저압측 가스피스톤의 로드 단부는 이격되는 문제점이 있었고, 이로 인해 유압피스톤이 다시 반대방향으로 이동하는 경우 이격되어있던 가스피스톤의 로드 단부와 충돌하게 되고, 이로 인해 진동 및 충격소음이 발생되는 문제점이 있었다.That is, there was a problem that the hydraulic piston and the rod end of the low-pressure side gas piston were spaced apart. For this reason, when the hydraulic piston moves in the opposite direction again, it collides with the rod end of the gas piston that was spaced apart, which causes vibration and shock noise. There was a problem that this occurred.

또한, 이로 인해 로드의 처짐현상이 발생되고 피스톤과 로드의 피로하중 증가로 인한 내구성 저하 문제가 유발되었으며, 충격시의 진동 및 불균형 운동으로 피스톤 씰, 로드씰 등에 전달되는 불균일 하중으로 인하여 더욱 더 내구성에 악영향을 끼치게 되는 문제점이 있었던 것이다.In addition, due to this, the deflection of the rod occurred and the problem of durability deterioration due to the increase in fatigue load of the piston and rod was induced. There was a problem that adversely affected the .

대한민국 등록특허 10-2000269호Republic of Korea Patent No. 10-2000269

따라서 본 발명에서는 유압피스톤과 로드를 일체화되게 구속되게 하여 유압피스톤과 로드가 압축행정이던 흡입행정이던 항상 일체로 이동되게 하여 충격에 따른 소음과 진동의 문제점을 해결할 수 있도록 하고자 한다.Therefore, in the present invention, the hydraulic piston and the rod are integrally constrained so that the hydraulic piston and the rod are always moved integrally regardless of the compression stroke or the suction stroke, thereby solving the problems of noise and vibration caused by impact.

그리고 본 발명은 장축인 로드의 처짐에 따른 문제점을 해결함으로써 내구성을 극대화시킬 수 있도록 하는 기술을 제공하고자 한다.And the present invention is to provide a technique for maximizing durability by solving the problem caused by the deflection of the long-axis rod.

제시한 바와 같은 과제 달성을 위한 본 발명의 고효율 가스 압축기는, 유압피스톤이 내장되는 유압실린더; 상기 유압실린더의 일측에 연결되며, 제1가스압축피스톤이 내장되고 상기 제1가스압축피스톤과 상기 유압피스톤을 동축상으로 물리적으로 연결되게 하는 제1로드를 포함하는 제1가스압축 실린더; 상기 유압실린더의 타측에 연결되며, 제2가스압축피스톤이 내장되고 상기 제2가스압축피스톤과 상기 유압피스톤을 동축상으로 물리적으로 연결되게 하는 제2로드를 포함하는 제2가스압축 실린더; 좌우 양단부에 연결플랜지가 형성되며, 상기 연결플랜지의 중심부에 상기 제1로드가 지나가는 로드홀이 형성되어, 상기 유압실린더와 상기 제1가스압축 실린더 사이에 배치되되 상기 연결플랜지 중 최소 어느 하나의 연결플랜지에 상기 제1로드로 균일한 전방위압력이 작용되게 하는 정압베어링부가 포함되는 제1포지셔너; 좌우 양단부에 연결플랜지가 형성되며, 상기 연결플랜지의 중심부에 상기 제2로드가 지나가는 로드홀이 형성되어, 상기 유압실린더와 상기 제2가스압축 실린더 사이에 배치되되 상기 연결플랜지 중 최소 어느 하나의 연결플랜지에 상기 제2로드로 균일한 전방위압력이 작용되게 하는 정압베어링부가 포함되는 제2포지셔너;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A high-efficiency gas compressor of the present invention for achieving the above-mentioned problems, a hydraulic cylinder having a built-in hydraulic piston; a first gas compression cylinder connected to one side of the hydraulic cylinder, the first gas compression piston having a built-in first gas compression cylinder including a first rod configured to physically connect the first gas compression piston and the hydraulic piston coaxially; a second gas compression cylinder connected to the other side of the hydraulic cylinder, the second gas compression piston having a built-in second gas compression piston and a second rod configured to physically connect the second gas compression piston and the hydraulic piston coaxially; Connection flanges are formed at both ends of the connection flange, and a rod hole through which the first rod passes is formed in the center of the connection flange, and is disposed between the hydraulic cylinder and the first gas compression cylinder, and at least one of the connection flanges is connected a first positioner including a static pressure bearing part that allows a uniform omnidirectional pressure to be applied to the flange by the first rod; Connection flanges are formed at both ends of the connection flange, and a rod hole through which the second rod passes is formed in the center of the connection flange, and is disposed between the hydraulic cylinder and the second gas compression cylinder, and at least one of the connection flanges is connected and a second positioner including a static pressure bearing to allow a uniform omnidirectional pressure to be applied to the flange by the second rod.

바람직하게 상기 정압베어링부는, 상기 연결플랜지의 외면으로부터 소정깊이까지 등간격으로 복수의 에어유입로가 형성되며, 상기 에어유입로에 연이어 상기 로드홀에 도달되되 단면적이 상기 에어유입로 보다 크게 형성되는 에어확산로로 이루어지는 것을 특징으로 한다.Preferably, the static pressure bearing part has a plurality of air inflow paths formed at equal intervals from the outer surface of the connecting flange to a predetermined depth, and reaches the rod hole in succession to the air inflow path, the cross-sectional area being larger than the air inflow path. It is characterized in that it consists of an air diffusion path.

바람직하게 상기 정압베어링부가 구비되는 상기 연결플랜지는, 상기 에어유입로가 형성되는 소단부와 상기 소단부로부터 연장되되 상기 소단부의 좌우로 돌출되어 상기 소단부보다 긴 길이를 갖게 되고, 상기 에어확산로가 형성되는 대단부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.Preferably, the connection flange provided with the static pressure bearing part has a small end where the air inlet is formed and a small end extending from the small end, protruding from the left and right of the small end to have a longer length than the small end, and the air diffusion It is characterized in that it consists of a large end in which the furnace is formed.

바람직하게 상기 제1포지셔너와 상기 제2포지셔너는, 중공원통체와 상기 중공원통체의 좌우 양단부에 결합되는 상기 연결플랜지와 상기 로드홀의 좌우 가장자리에 장착되는 로드팩킹을 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the first positioner and the second positioner include a hollow cylindrical body and the connecting flange coupled to left and right both ends of the hollow cylindrical body, and a load packing mounted on the left and right edges of the rod hole.

바람직하게 상기 제1로드와 상기 제2로드는, 양단부에 볼록한 구면부가 형성되며, 상기 유압피스톤의 좌우 양단부, 상기 제1가스압축피스톤 및 상기 제2가스압축피스톤의 일단부에는 오목한 그루브가 형성되고, 이탈방지브라켓이 상기 유압피스톤, 상기 제1가스압축피스톤, 상기 제2가스압축피스톤에 결합되면서 상기 구면부가 상기 그루브에 구속될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the first rod and the second rod have convex spherical portions formed at both ends, and concave grooves are formed at both left and right ends of the hydraulic piston, and at one end of the first gas compression piston and the second gas compression piston, , characterized in that the separation preventing bracket is coupled to the hydraulic piston, the first gas compression piston, and the second gas compression piston so that the spherical portion can be constrained to the groove.

본 발명에 의한 고효율 가스 압축기는 제1로드 및 제2로드 각각이 유압피스톤에 제1가스압축피스톤 또는 제2가스압축피스톤이 물리적으로 구속 연결되게 함으로써 유압피스톤의 좌우 이동시 제1가스압축피스톤이나 제2가스압축피스톤이 동시에 이동하게 종래의 문제점이었던 충격발생 및 이로 인한 소음인 진동을 예방할 수 있고 전체적인 압축기의 내구성을 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.The high-efficiency gas compressor according to the present invention has a first gas compression piston or a second gas compression piston when the first and second rods are physically constrained and connected to the hydraulic piston, respectively, so that the hydraulic piston moves left and right. As the two gas compression pistons move at the same time, it is possible to prevent shock, which is a problem in the prior art, and vibration, which is a noise caused by this, and has the effect of improving the durability of the overall compressor.

또한, 본 발명에서는 제1로드 및 제2로드가 정압베어링에 의해 지지되어 보다 정확하게 축중심을 따라 배치될 수 있게 함으로써 제1로드 및 제2로드의 처짐을 예방할 수 있다는 효과도 있다.In addition, in the present invention, the first rod and the second rod are supported by the static pressure bearing so that they can be more accurately arranged along the axial center, thereby preventing deflection of the first rod and the second rod.

도 1은 종래기술의 압축장치의 개념도.
도 2는 또 다른 종래의 가스 압축 장치의 개념도.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 고효율 가스 압축기의 개략적인 구성도.
도 4는 이탈방지브라켓의 단면 예시도.
도 5는 정압베어링부가 형성되는 연결플랜지의 단면도.1 is a conceptual diagram of a prior art compression device.
2 is a conceptual diagram of another conventional gas compression device.
3 is a schematic configuration diagram of a high-efficiency gas compressor according to a preferred embodiment of the present invention.
Figure 4 is an exemplary cross-sectional view of the escape prevention bracket.
5 is a cross-sectional view of a connecting flange in which a static pressure bearing part is formed.

이하, 본 발명에 의한 고효율 가스 압축기에 대해 보다 상세한 설명을 하도록 하며, 첨부되는 도면을 참조하는 것으로 한다. 단, 제시되는 도면 및 이에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 기술적 사상에 따른 하나의 실시 가능한 예를 설명하는 것인 바, 본 발명의 기술적 보호범위가 이에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, a more detailed description of the high-efficiency gas compressor according to the present invention will be made with reference to the accompanying drawings. However, the presented drawings and detailed descriptions thereof illustrate one possible example according to the technical idea of the present invention, and the technical protection scope of the present invention is not limited thereto.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 고효율 가스 압축기의 개략적인 구성도이며, 도 4는 이탈방지브라켓의 단면 예시도이며, 도 5는 정압베어링부가 형성되는 연결플랜지의 단면도를 나타낸 것이다.3 is a schematic configuration diagram of a high-efficiency gas compressor according to a preferred embodiment of the present invention, FIG. 4 is an exemplary cross-sectional view of a separation prevention bracket, and FIG. 5 is a cross-sectional view of a connection flange in which a static pressure bearing part is formed.

도시된 것처럼, 본 발명의 고효율 가스 압축기는 하나의 유압실린더(100)와 유압실린더(100)의 일측에 연결되는 제1가스압축 실린더(200)와, 유압실린더(100)의 타측에 연결되는 제2가스압축 실린더(300)와, 유압실린더(100)와 제1가스압축 실린더(100) 사이에 연결 배치되는 제1포지셔너(P1)와, 유압실린더(100)와 제2가스압축 실린더(300) 사이에 연결 배치되는 제2포지셔너(P2)를 포함한다.As shown, the high-efficiency gas compressor of the present invention includes one hydraulic cylinder 100 , a first gas compression cylinder 200 connected to one side of the hydraulic cylinder 100 , and a first gas compression cylinder 200 connected to the other side of the hydraulic cylinder 100 . 2 gas compression cylinder 300, a first positioner (P1) connected and disposed between the hydraulic cylinder 100 and the first gas compression cylinder 100, the hydraulic cylinder 100 and the second gas compression cylinder 300 It includes a second positioner (P2) disposed between the connection.

즉, 본 발명의 고효율 가스 압축기는 어느 일측으로부터 일직선 형태로 순차적으로 제1가스압축 실린더(200), 제1포지셔너(P1), 유압실린더(100), 제2포지셔너(P2), 제2가스압축 실린더(300)로 연결 구성된다.That is, the high-efficiency gas compressor of the present invention sequentially in a straight line form from either side of the first gas compression cylinder 200, the first positioner (P1), the hydraulic cylinder 100, the second positioner (P2), the second gas compression It is configured to be connected to the cylinder 300 .

중앙에 위치되는 유압실린더(100)는 유압에 의해 작동되는 것으로서, 유압챔버(110) 내부에 유압피스톤(120)이 내장되고, 유압챔버(110)의 좌우 양단근처에 돌출되는 플랜지(130)가 형성되며, 어느 일측 플랜지(130)에 유입포트(140)가 형성되고, 타측 플랜지에 유출포트(150)가 형성된다. 유입포트(140)와 유출포트(150)는 유압피스톤(120)의 이동방향에 따라 그 기능이 전환된다.The hydraulic cylinder 100 located in the center is operated by hydraulic pressure, and the hydraulic piston 120 is built in the hydraulic chamber 110, and the flange 130 protruding near the left and right ends of the hydraulic chamber 110 is is formed, an inlet port 140 is formed on one side flange 130 , and an outlet port 150 is formed on the other side flange. The functions of the inlet port 140 and the outlet port 150 are switched according to the moving direction of the hydraulic piston 120 .

유압실린더(100)의 일측으로 제1가스압축 실린더(200)가 동축상으로 배치되는데, 제1가스압축 실린더(200)는 제1가스챔버(210)와, 그 내부에 제1가스압축피스톤(220)이 내장되고, 제1로드(R1)가 배치된다. 제1로드(R1)는 제1가스압축피스톤(220)과 유압피스톤(120)을 동축상으로 물리적으로 연결되게 한다.A first gas compression cylinder 200 is disposed coaxially to one side of the hydraulic cylinder 100, and the first gas compression cylinder 200 includes a first gas chamber 210 and a first gas compression piston ( 220) is built-in, and the first rod R1 is disposed. The first rod R1 allows the first gas compression piston 220 and the hydraulic piston 120 to be coaxially physically connected.

한편, 유압실린더(100)의 타측에 제2가스압축 실린더(300)가 동축상으로 배치되며, 제2가스압축 실린더(300)는 제2가스챔버(310)와 그 내부에 제2가스압축피스톤(320)이 내장되고, 제2로드(R2)가 배치된다. 제2로드(R2)는 제2가스압축피스톤(320)과 유압피스톤(120)을 동축상으로 물리적으로 연결되게 한다.On the other hand, the second gas compression cylinder 300 is disposed coaxially on the other side of the hydraulic cylinder 100, and the second gas compression cylinder 300 includes the second gas chamber 310 and the second gas compression piston therein. 320 is built-in, and the second rod R2 is disposed. The second rod R2 allows the second gas compression piston 320 and the hydraulic piston 120 to be coaxially physically connected.

그리고 제1가스챔버(210)의 외측면으로 제1가스유입포트(230)와 제1가스유출포트(240)가 구비되며, 제2가스챔버(310)의 외측면에도 제2가스유입포트(330)와 제2가스유출포트(340)가 마련된다. 바람직하게 제1가스유입포트(230), 제1가스유출포트(240), 제2가스유입포트(330), 제2가스유출포트(340)에는 체크밸브(미도시)가 설치되어 어느 한 방향으로만 가스가 공급되거나 유출될 수 있도록 한다.And a first gas inlet port 230 and a first gas outlet 240 are provided on the outer surface of the first gas chamber 210, and a second gas inlet port ( 330) and a second gas outlet port 340 are provided. Preferably, a check valve (not shown) is installed at the first gas inlet port 230 , the first gas outlet port 240 , the second gas inlet port 330 , and the second gas outlet port 340 in any one direction. Only allow gas to be supplied or discharged.

제1로드(R1)와 제2로드(R2)는 동일한 형상을 이루며, 그 일단은 유압피스톤(120)에 연결되고 타단은 제1가스압축피스톤(220) 또는 제2가스압축피스톤(320)에 물리적으로 연결되는데, 이를 위해 제1로드(R1)와 제2로드(R2)의 양단부에는 볼록한 구면부(S)가 형성되게 한다.The first rod R1 and the second rod R2 have the same shape, one end of which is connected to the hydraulic piston 120 and the other end is connected to the first gas compression piston 220 or the second gas compression piston 320 . The convex spherical portions S are formed at both ends of the first rod R1 and the second rod R2 for this purpose.

그리고 유압피스톤(120)의 좌우 양단부 및 제1가스압축피스톤(220), 제2가스압축피스톤(320)의 일단부에는 오목한 그루브(G)가 형성되도록 하고, 각 그루브(G)에 대응하는 구면부(S)를 맞대게 하여 물리적 연결이 이루어지도록 이탈방지브라켓(B)을 유압피스톤(120), 제1가스압축피스톤(220), 제2가스압축피스톤(320)에 결합되게 한다.And the left and right both ends of the hydraulic piston 120 and the first gas compression piston 220 and one end of the second gas compression piston 320 to form a concave groove (G), a spherical surface corresponding to each groove (G) The separation prevention bracket (B) is coupled to the hydraulic piston 120 , the first gas compression piston 220 , and the second gas compression piston 320 so that the parts S are butt to make a physical connection.

바람직하게 제1로드(R1)나 제2로드(R2)의 외경 치수보다 큰 외경을 갖는 구면부(S)를 고려하여 원활한 조립이 가능하도록 이탈방지브라켓(B)은 메인브라켓(B1)과 덮개편(B2)으로 이루어질 수 있다.Preferably, in consideration of the spherical portion (S) having an outer diameter greater than the outer diameter of the first rod (R1) or the second rod (R2), the separation prevention bracket (B) is the main bracket (B1) and the cover to enable smooth assembly. It may be made of a piece (B2).

메인브라켓(B1) 중심에는 구면부(S) 보다 큰 홀이 형성되어 간섭없이 구면부(S)를 통과할 수 있도록 하며, 구면부(S)를 그루브(G)에 안착되게 한 후 메인브라켓(B1)의 외측면에 형성되는 덮개홈에 덮개편(B2)을 끼워서 볼트로 고정되게 함으로써 제1로드(R1)나 제2로드(R2)의 구면부(S)를 그루브(G)에 물리적으로 연결되게 할 수 있다. A hole larger than the spherical part (S) is formed in the center of the main bracket (B1) so that it can pass through the spherical part (S) without interference. After the spherical part (S) is seated in the groove (G), the main bracket ( By inserting the cover piece (B2) into the cover groove formed on the outer surface of B1) and fixing it with a bolt, the spherical part (S) of the first rod (R1) or the second rod (R2) is physically attached to the groove (G) can be connected

유압실린더(100)와 제1가스압축 실린더(200) 사이에 제1포지셔너(P1)가 연결되며, 유압실린더(100)와 제2가스압축 실린더(300) 사이에는 제2포지셔너(P2)가 연결된다. 제1포지셔너(P1)와 제2포지셔너(P2)는 동일한 구성으로 이루어지며, 중공원통체(C)와 중공원통체(C)의 좌우 양단부에 결합되는 연결플랜지(F)를 포함하게 되고, 연결플랜지(F)의 중심부에 제1로드(R1)나 제2로드(R2)가 통과될 수 있는 로드홀(H)이 형성된다. 그리고 로드홀(H)의 좌우 가장자리에 로드팩킹(RP)이 장착되어 기밀 상태를 유지할 수 있도록 한다.A first positioner P1 is connected between the hydraulic cylinder 100 and the first gas compression cylinder 200, and a second positioner P2 is connected between the hydraulic cylinder 100 and the second gas compression cylinder 300. do. The first positioner (P1) and the second positioner (P2) have the same configuration, and include a hollow cylindrical body (C) and a connection flange (F) coupled to both left and right ends of the hollow cylindrical body (C). A rod hole (H) through which the first rod (R1) or the second rod (R2) can pass is formed in the center of the flange (F). And the load packing (RP) is mounted on the left and right edges of the rod hole (H) to maintain the airtight state.

그리고 제1포지셔너(P1)와 제2포지셔너(P2) 각각에는 최소 어느 하나의 연결플랜지(F)에 제1로드(R1) 또는 제2로드(R2)의 외주면으로 균일한 전방위압력이 작용될 수 있도록 하는 정압베어링부(CB)가 형성되도록 한다.And to each of the first positioner (P1) and the second positioner (P2), a uniform omnidirectional pressure may be applied to the outer peripheral surface of the first rod (R1) or the second rod (R2) to at least one connection flange (F). A static pressure bearing part (CB) is formed.

정압베어링부(CB)는 소정압력의 에어를 이용하여 제1로드(R1)와 제2로드(R2)를 각각의 로드홀(H) 중앙에 위치될 수 있도록 하며, 이를 통해 제1로드(R1)와 제2로드(R2)의 처짐을 방지할 수 있게 된다.The static pressure bearing unit CB allows the first rod R1 and the second rod R2 to be positioned at the center of each rod hole H by using air of a predetermined pressure, and through this, the first rod R1 ) and the deflection of the second rod R2 can be prevented.

구체적으로 정압베어링부(CB)는 연결플랜지(F)의 외면으로부터 소정깊이까지 등간격으로 복수의 에어유입로(A1)가 형성되며, 에어유입로(A1)에 연이어 로드홀(H)에 도달되는 에어확산로(A2)가 형성된다. 특히 에어유입로(A1)와 연통되는 에어확산로(A2)는 에어유입로(A1)의 단면적 보다 크게 확장되면서 형성되어 제1로드(R1)나 제2로드(R2) 외면으로 최대한 넓은 면적에 걸쳐 에어가 균일하게 분사될 수 있도록 한다.Specifically, in the static pressure bearing part (CB), a plurality of air inflow paths (A1) are formed at equal intervals from the outer surface of the connecting flange (F) to a predetermined depth, and the air inflow path (A1) reaches the rod hole (H) in succession. An air diffusion path A2 is formed. In particular, the air diffusion path (A2) communicating with the air inlet (A1) is formed while expanding larger than the cross-sectional area of the air inlet (A1), so as to cover the outer surface of the first rod (R1) or the second rod (R2) in a wide area as possible. Make sure the air is evenly distributed throughout.

또한 보다 바람직하게 정압베어링부(CB)가 구비되는 연결플랜지(F)는 소단부(F1)와 대단부(F2)가 연이어 형성되게 하며, 소단부(F1)에는 에어유입로(A1)가 형성되고, 대단부(F2)에는 에어확산로(A2)가 형성되게 하는데, 소단부(F1)의 축방향으로 길이는 대단부(F2)의 축방향 길이 보다 짧게 형성되게 한다. 즉, 대단부(F2)의 길이를 소단부(F1) 보다 길게 하여 대단부(F2)에 형성되는 에어확산로(A2)의 면적을 최대한 크게 형성시킬 수 있도록 한다.In addition, more preferably, the connecting flange (F) provided with the static pressure bearing part (CB) has a small end (F1) and a large end (F2) formed in succession, and an air inflow path (A1) is formed at the small end (F1). And, the air diffusion path (A2) is formed in the large end (F2), the length in the axial direction of the small end (F1) is formed shorter than the axial length of the large end (F2). That is, the length of the large end F2 is made longer than that of the small end F1 so that the area of the air diffusion path A2 formed in the large end F2 can be formed as large as possible.

이상 설명한 바와 같은 본 발명의 고효율 가스 압축기는 하나의 유압실린더(100)와 그 좌우로 제1가스압축 실린더(200)와 제2가스압축 실린더(300)가 동축상으로 배치되게 하고, 제1로드(R1)와 제2로드(R2)의 각 단부에 구면부(S)를 형성시켜서 유압피스톤(120), 제1가스압축피스톤(220), 제2가스압축피스톤(320)과 물리적으로 구속되게 하여 유압피스톤(120)의 좌우 이동시 제1가스압축피스톤(220)이나 제2가스압축피스톤(320)이 동시에 이동할 수 있도록 하여 충격소음, 진동 등의 문제점을 해결할 수 있도록 한다.The high-efficiency gas compressor of the present invention as described above has one hydraulic cylinder 100 and the first gas compression cylinder 200 and the second gas compression cylinder 300 to the left and right are coaxially arranged, and the first rod By forming a spherical part (S) at each end of (R1) and the second rod (R2) to be physically restrained with the hydraulic piston 120, the first gas compression piston 220, and the second gas compression piston 320 Thus, when the hydraulic piston 120 moves left and right, the first gas compression piston 220 or the second gas compression piston 320 can move at the same time to solve problems such as impact noise and vibration.

그리고 본 발명에서는 더 나아가 제1로드(R1)와 제2로드(R2)의 처짐 현상을 완화시켜 내구성을 높일 수 있도록 제1포지셔너(P1)와 제2포지셔너(P2)의 연결플랜지(F)에 정압베어링부(CB)가 구비되게 함으로써 성능 향상을 달성할 수 있도록 한다.And in the present invention, the first rod (R1) and the second rod (R2) to alleviate the sagging phenomenon of the first positioner (P1) and the second positioner (P2) to the connection flange (F) of the second positioner (P2) to improve durability By having the static pressure bearing part (CB) provided, it is possible to achieve performance improvement.

본 발명은 수소 가스를 고압으로 압축하여 유통하기 위한 용도로 활용될 수 있는 유용한 기술이다.The present invention is a useful technique that can be utilized for the purpose of compressing and distributing hydrogen gas at a high pressure.

100 : 유압실린더
110 : 유압챔버 120 : 유압피스톤
130 : 플랜지 140 : 유입포트
150 : 유출포트
200 : 제1가스압축 실린더
210 : 제1가스챔버 220 : 제1가스압축피스톤
230 : 제1가스유입포트 240 : 제1가스유출포트
300 : 제2가스압축 실린더
310 : 제2가스챔버 320 : 제2가스압축피스톤
330 : 제2가스유입포트 340 : 제2가스유출포트
P1 : 제1포지셔너 P2 : 제2포지셔너
C :중공원통체 F : 플랜지
F1 : 소단부 F2 : 대단부
H : 로드홀 RP : 로드팩킹
B : 이탈방지브라켓 B1 : 메인브라켓
B2 : 덮개편 CB : 정압베어링부
A1 : 에어유입로 A2 : 에어확산로
R1 : 제1로드 R2 : 제2로드
S : 구면부 G : 그루브100: hydraulic cylinder
110: hydraulic chamber 120: hydraulic piston
130: flange 140: inlet port
150: outlet port
200: first gas compression cylinder
210: first gas chamber 220: first gas compression piston
230: first gas inlet port 240: first gas outlet port
300: second gas compression cylinder
310: second gas chamber 320: second gas compression piston
330: second gas inlet port 340: second gas outlet port
P1: first positioner P2: second positioner
C : Hollow Cylinder F : Flange
F1: small end F2: large end
H : Road hole RP : Road packing
B : Breakout prevention bracket B1 : Main bracket
B2 : Cover piece CB : Static pressure bearing part
A1 : Air inlet A2 : Air diffusion path
R1: first rod R2: second rod
S : Spherical part G : Groove

Claims (5)

가스압축기로서,
유압피스톤이 내장되는 유압실린더;
상기 유압실린더의 일측에 연결되며, 제1가스압축피스톤이 내장되고 상기 제1가스압축피스톤과 상기 유압피스톤을 동축상으로 물리적으로 연결되게 하는 제1로드를 포함하는 제1가스압축 실린더;
상기 유압실린더의 타측에 연결되며, 제2가스압축피스톤이 내장되고 상기 제2가스압축피스톤과 상기 유압피스톤을 동축상으로 물리적으로 연결되게 하는 제2로드를 포함하는 제2가스압축 실린더;
좌우 양단부에 연결플랜지가 형성되며, 상기 연결플랜지의 중심부에 상기 제1로드가 지나가는 로드홀이 형성되어, 상기 유압실린더와 상기 제1가스압축 실린더 사이에 배치되되 상기 연결플랜지 중 최소 어느 하나의 연결플랜지에 상기 제1로드로 균일한 전방위압력이 작용되게 하는 정압베어링부가 포함되는 제1포지셔너;
좌우 양단부에 연결플랜지가 형성되며, 상기 연결플랜지의 중심부에 상기 제2로드가 지나가는 로드홀이 형성되어, 상기 유압실린더와 상기 제2가스압축 실린더 사이에 배치되되 상기 연결플랜지 중 최소 어느 하나의 연결플랜지에 상기 제2로드로 균일한 전방위압력이 작용되게 하는 정압베어링부가 포함되는 제2포지셔너;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고효율 가스 압축기.As a gas compressor,
a hydraulic cylinder having a built-in hydraulic piston;
a first gas compression cylinder connected to one side of the hydraulic cylinder, the first gas compression piston having a built-in first gas compression cylinder including a first rod configured to physically connect the first gas compression piston and the hydraulic piston coaxially;
a second gas compression cylinder connected to the other side of the hydraulic cylinder, the second gas compression piston having a built-in second gas compression piston and a second rod configured to physically connect the second gas compression piston and the hydraulic piston coaxially;
Connection flanges are formed on both ends of the connection flange, and a rod hole through which the first rod passes is formed in the center of the connection flange, and is disposed between the hydraulic cylinder and the first gas compression cylinder. At least one of the connection flanges is connected a first positioner including a static pressure bearing part that allows a uniform omnidirectional pressure to be applied to the flange by the first rod;
Connection flanges are formed on both ends of the connection flange, and a rod hole through which the second rod passes is formed in the center of the connection flange, which is disposed between the hydraulic cylinder and the second gas compression cylinder, and at least one of the connection flanges is connected A high-efficiency gas compressor comprising a; a second positioner including a static pressure bearing to allow a uniform omnidirectional pressure to be applied to the flange by the second rod. 제 1 항에 있어서,
상기 정압베어링부는,
상기 연결플랜지의 외면으로부터 소정깊이까지 등간격으로 복수의 에어유입로가 형성되며, 상기 에어유입로에 연이어 상기 로드홀에 도달되되 단면적이 상기 에어유입로 보다 크게 형성되는 에어확산로로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고효율 가스 압축기.The method of claim 1,
The static pressure bearing unit,
A plurality of air inflow paths are formed at equal intervals from the outer surface of the connecting flange to a predetermined depth, and the air inflow path is followed by an air diffusion path that reaches the rod hole and has a larger cross-sectional area than the air inflow path. high-efficiency gas compressor. 제 2 항에 있어서,
상기 정압베어링부가 구비되는 상기 연결플랜지는,
상기 에어유입로가 형성되는 소단부와 상기 소단부로부터 연장되되 상기 소단부의 좌우로 돌출되어 상기 소단부보다 긴 길이를 갖게 되고, 상기 에어확산로가 형성되는 대단부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고효율 가스 압축기.3. The method of claim 2,
The connection flange provided with the static pressure bearing part,
A high-efficiency gas comprising: a small end at which the air inlet is formed; compressor. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 제1포지셔너와 상기 제2포지셔너는,
중공원통체와 상기 중공원통체의 좌우 양단부에 결합되는 상기 연결플랜지와 상기 로드홀의 좌우 가장자리에 장착되는 로드팩킹을 포함하는 것을 특징으로 하는 고효율 가스 압축기.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The first positioner and the second positioner,
A high-efficiency gas compressor comprising a hollow cylinder body, the connection flanges coupled to left and right ends of the hollow cylinder body, and a load packing mounted on left and right edges of the rod hole. 제 4 항에 있어서,
상기 제1로드와 상기 제2로드는,
양단부에 볼록한 구면부가 형성되며, 상기 유압피스톤의 좌우 양단부, 상기 제1가스압축피스톤 및 상기 제2가스압축피스톤의 일단부에는 오목한 그루브가 형성되고, 이탈방지브라켓이 상기 유압피스톤, 상기 제1가스압축피스톤, 상기 제2가스압축피스톤에 결합되면서 상기 구면부가 상기 그루브에 구속될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 고효율 가스 압축기.



5. The method of claim 4,
The first rod and the second rod,
Concave spherical portions are formed on both ends, left and right ends of the hydraulic piston, and concave grooves are formed on one end of the first gas compression piston and the second gas compression piston. A high-efficiency gas compressor, characterized in that the compression piston is coupled to the second gas compression piston so that the spherical portion is constrained to the groove.
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