KR20180105204A - 유체를 압축하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

제 1 유체(14)를 압축하기 위한 장치는 실린더 튜브(6) 및 그 내부에 슬라이딩 가능하게 장착된 피스톤 조립체(7)를 포함한다. 피스톤 조립체(7)는 사이에 공간을 규정하는 제 1 부재(10) 및 제 2 피스톤 부재(8)를 포함한다. 이 공간은 제 1 유체(14)를 압축시키는데 사용되는 제 2 유체(16)를 수용하도록 구성된다. 장치는 제 1 및 제 2 피스톤 부재 사이의 공간에 제 2 유체를 공급하기 위한 펌프(48) 및 제 2 유체 공급 도관(50, 38)을 더 포함하고, 제 2 피스톤 부재(8)는 제 2 유체 공급 도관(50, 38)을 통해 피스톤 부재 사이의 공간 내로의 제 2 유체의 유동을 제어하도록 구성된 밸브(24)를 포함한다.

Description

유체를 압축하기 위한 장치 및 방법
본 발명은 유체를 압축하기 위한 장치와 관련된다. 특히, 본 발명은 압축기, 특히, 전적으로는 아니지만, 진동 압축기, 특히 유압 구동식 압축기와 관련된다. 본 발명은 피스톤 압축기 또는 이온 압축기, 및 일단(single-stage) 또는 다단 압축기와 관련된다. 본 발명은 주로, 스템 시일(stem seal) 또는 피스톤 시일로서 수행될 수 있는 이러한 압축기 내의 시일, 특히 축방향 시일과 관련된다. 본 발명은 유체, 특히 가스를 압축하는 방법으로 추가로 확장된다.
누출 릴리프(leakage relief)가 끼워맞춤된 압축기 내의 가스 시일은 압축 공정 동안의 전체 가스 압력(실제 가스 압력과 동등함)을 받고, 이는 계속 사용하는 동안에 불가피하게 마모로 이어진다. 게다가, 압축기 내에서 시일에 대한 배압(back pressure)이 상승함에 따라, 상승된 사전-응력의 결과로서 시일의 마모가 또한 증가한다. 경험에 의하면 적절한 치수를 고려해볼 때, 이러한 응력을 받는 가스 시일의 서비스 수명이 2500㎞ 내지 3000㎞의 범위에 있는 것으로 나타난다.
그러므로, 시일의 서비스 수명을 증가시키는 개선된 압축기 디자인을 제공할 필요가 있다. 본 발명은 종래 기술과 관련된 문제점을 극복하기 위한 발명자의 노력으로부터 발생한다.
본 발명의 제 1 관점에 따르면, 제 1 유체를 압축하기 위한 장치가 제공되고, 이 장치는 피스톤 실린더 및 내부에 슬라이딩 가능하게 장착된 피스톤 조립체를 포함하는 압축기 피스톤을 포함하며, 피스톤 조립체는 제 1 유체를 압축하는데 사용되는 제 2 유체를 수용하도록 구성되는 공간을 사이에 규정하는 제 1 및 제 2 이격된 피스톤 부재와, 이러한 제 1 및 제 2 피스톤 부재 사이의 공간에 제 2 유체를 공급하기 위한 수단을 포함한다.
종래 기술의 압축기에 있어서, 압축 유체와 접촉하여 있는 유체 시일은 실제 가스-압력과 동등한 압력에 노출되어, 시일에 상당한 마모를 야기한다. 그러나, 대조적으로, 본 발명의 장치에 있어서, 피스톤 조립체는 2개의 이격된 피스톤 부재를 포함하는 것에 의해, 압축기의 유체 시일이 단지 2 bar의 감소된 압력에 노출된다. 따라서, 장치는 유체 시일의 하중을 상당히 감소시켜 마모 및 손상(tear)을 감소시킨다. 따라서, 유리하게, 장치는 피스톤 조립체와 실린더 튜브 사이에 생성되는 우수한 윤활로 인해, 피스톤 시일에 대한 마모 시간을 연장시킨다. 이는 향상된 부식 방지 및 압축기 노킹(compressor knocking)에 대한 기계적인 보호를 제공하고, 소음 방출을 낮게 한다. 추가적인 이점은 더욱 낮은 유지보수 비용으로 이어지는 더욱 긴 유지보수 수명을 포함하여, 플랜트 가용성이 향상된다.
바람직하게, 장치는 제 2 유체를 내부에 저장하도록 구성된 저장 탱크를 포함한다. 바람직하게, 제 1 및 제 2 피스톤 부재 사이의 공간에 제 2 유체를 공급하기 위한 수단은 펌프와, 바람직하게는, 저장 탱크와 유체가 공급되는 피스톤 부재 사이의 공간 사이에서 연장되는 적어도 하나의 제 2 유체 공급 도관을 포함한다.
바람직하게, 제 1 피스톤 부재(본 명세서에서 "플로팅 피스톤"이라 칭함)는 실린더 튜브 내에서 진동하도록 구성되고, 바람직하게는 제 1 반경 방향 시일에 의해 실린더 튜브와 함께 밀봉된다. 제 1 반경 방향 시일은 스템 시일 또는 피스톤 시일 일 수도 있다. 바람직하게, 제 1 피스톤 부재는 제 2 피스톤 부재 상에 실질적으로 중앙에 장착되고, 이에 의해 동심으로 안내된다. 바람직하게, 제 2 피스톤 부재(본 명세서에서는 "메인 피스톤"이라 함)는 실린더 튜브 내에서 진동하도록 구성되고, 바람직하게는, 제 2 반경 방향 시일에 의해 실린더 튜브와 함께 밀봉된다. 제 2 반경 방향 시일은 스템 시일 또는 피스톤 시일일 수도 있다.
바람직하게, 압축될 제 1 유체는 제 1 피스톤 부재의 일 측부와 접촉하고, 제 2 유체는 제 1 피스톤 부재의 대향 측부와 접촉한다. 바람직하게, 제 2 유체는, 제 1 반경 방향 시일과 실린더 튜브 사이의 마찰을 감소시키도록 작용하는 경우, 피스톤 조립체의 제 1 및 제 2 피스톤 부재 사이에 배치될 때 윤활 유체로서의 역할을 한다. 바람직하게, 제 2 유체는, 피스톤 조립체가 실린더 튜브 내에서 진동하고, 이에 의해 제 1 유체를 압축하는 역할을 하는 경우, 피스톤 조립체 아래에 배치될 때 구동 유체로서의 역할을 한다.
바람직하게, 제 1 및 제 2 피스톤 부재 사이의 공간에 배치된 제 2 유체는 바람직하게는 적어도 하나의 제 2 유체 누출 도관을 통해 저장 탱크에 유체적으로 연결된다. 따라서, 제 2 시일을 통해 누출되는 임의의 제 2 유체는 저장 탱크에 공급된다. 유리하게, 그러므로, 장치는, 압축기 피스톤의 사용 중에, 제 2 시일에서의 제 2 유체의 임의의 누출이 제 2 유체의 보충 유동에 의해 자동으로 균형을 이루기 때문에, 제 1 및 제 2 피스톤 부재 사이의 공간으로의 누출 사이클 리턴 라인(leakage cycle return line)을 포함한다.
바람직하게, 제 2 피스톤 부재는 적어도 하나의 제 2 유체 공급 도관을 통해 피스톤 부재 사이의 공간 내로의 제 2 유체의 유동을 제어하도록 구성된 밸브를 포함한다. 바람직하게, 밸브는 제 2 유체 공급 도관 내에서 폐쇄된 구성으로 이 밸브를 편향시키도록 구성된 편향 수단을 포함한다. 편향 수단은 바람직하게는 스프링, 보다 바람직하게는 나선형 스프링 또는 컵 스프링(cup spring)을 포함한다.
바람직하게, 제 2 피스톤 부재는 제 1 시일에 대한 압력 변화에 응답하여, 또는 작동 설정점에 대한 제 1 피스톤 부재의 위치에 응답하여, 밸브를 활성화시키도록 구성된 작동 수단을 포함한다. 바람직하게, 작동 수단은 제 1 시일에 대한 압력 변화에 응답하여, 또는 작동 설정점에 대한 제 1 피스톤 부재의 위치에 응답하여, 펌프를 활성화시키도록 구성된다. 바람직하게, 작동 수단은 제 1 시일에 대한 압력이 증가할 때 밸브를 개방하도록 구성되고, 바람직하게는, 밸브를 통해 제 2 유체를 펌핑하도록 펌프를 활성화시킨다. 반대로, 바람직하게는 작동 수단은 제 1 시일에 대한 압력이 감소할 때 밸브를 폐쇄하도록 구성되고, 바람직하게는 제 2 유체의 펌핑을 방지하도록 펌프를 비활성화시킨다.
그러므로, 예로서, 제 1 시일의 제 1 유체측에 대한 압력이 제 2 시일을 통한 제 2 유체의 누출로 인해 증가할 때, 제 1 피스톤 부재는 바람직하게는 제 2 피스톤 부재를 향해 가압되어, 이에 의해 작동 수단은 밸브를 개방하도록 구성된다.
다른 바람직한 실시예에 있어서, 작동 수단은 제 1 피스톤 부재의 위치가 작동 설정점에 도달할 때 밸브를 개방하도록 구성되고, 및/또는 작동 수단은 제 1 피스톤 부재의 위치가 작동 설정점을 지나서 이동할 때 밸브를 폐쇄하도록 구성된다. 플로팅 피스톤의 위치가 유체 손실, 또는 갇힌(entrap) 압축가능한 가스로 인해 발생할 수 있는 작동 설정점 이하로 떨어질 때, 밸브 및 펌프가 작동 수단에 의해 활성화될 수도 있다는 것이 인식될 것이다. 이는 반드시 제 1 시일에 대한 압력의 감소 또는 증가를 일으키지 않을 수도 있다.
바람직하게, 펌프는 저장 탱크로부터 작동 수단에 의해 활성화된 개방 밸브를 통해 하나 이상의 도관을 따라 제 1 및 제 2 피스톤 부재 사이의 공간 내로 제 2 유체를 펌핑하도록 구성된다. 바람직하게, 제 2 피스톤 부재는 밸브로부터 피스톤 부재 사이의 공간으로 반경 방향 외측으로 연장되는 하나 이상의 도관을 포함한다. 바람직하게, 하나 이상의 도관은 밸브로부터 피스톤 부재 사이의 공간으로 대각선으로 연장된다.
유리하게, 제 1 및 제 2 피스톤 부재 사이에서 제 2 유체의 실질적으로 일정한 깊이가 유지된다. 제 2 유체는 압축 공정의 임의의 단계에서 피스톤 부재 사이의 공간 내로 펌핑될 수도 있다. 그러나, 바람직하게, 펌프는 비-압축 단계 동안에, 즉, 피스톤 조립체가 실린더 튜브의 하부에, 또는 실린더 튜브의 하부에 인접하여 배치될 때 활성화된다.
바람직하게, 장치는 제 1 피스톤 부재의 제 1 유체측과 제 2 유체 사이의 압력이 실질적으로 균형을 이루도록 구성된다. 바람직하게, 작동 수단에 가해지는 편향 수단의 사전-응력 장력은 제 1 피스톤 부재의 중량과, 실린더 튜브와 제 1 시일 사이에 생성된 마찰력에 실질적으로 대응한다.
바람직하게, 제 1 유체와 접촉하는 제 1 피스톤 부재의 측부와 제 2 유체와 접촉하는 측부 사이의 압력차는 75 Bar 미만, 보다 바람직하게는 50 Bar 미만, 훨씬 더 바람직하게는 25 Bar 미만, 및 훨씬 더 바람직하게는 15 Bar 미만이다. 보다 바람직하게, 제 1 유체와 접촉하는 제 1 피스톤 부재의 측부와 제 2 유체와 접촉하는 측부 사이의 압력차는 10 Bar 미만, 바람직하게는 5 Bar 미만, 및 가장 바람직하게는 3 Bar 미만이다.
그 결과, 제 1 피스톤 부재와 제 1 반경 방향 시일 사이의 작은 반경 방향 힘은 마모 및 손상을 덜 일으킨다. 유리하게, 장치는 시일 상의 마모를 최소화하기 위해 시일에 의해 규정되는 사전-장력 압력만을 제 1 시일이 받게 하도록 구성된다.
바람직하게, 압축기 피스톤은 압축되지 않은 제 1 유체가 내부로 공급되는 입구와, 압축된 제 1 유체가 빠져나가는 출구를 포함한다. 바람직하게, 입구 유체의 압력은 약 1-200 barg이고, 보다 바람직하게는 약 1-30 barg이며, 가장 바람직하게는 약 3-10 barg이다.
바람직하게, 압축기 피스톤은 제 1 유체의 압력을 100 bara 내지 1500 bara로 증가시키도록 구성된다. 보다 바람직하게, 압축기 피스톤은 제 1 유체의 압력을 150 bara 내지 1250 bara로 증가시키도록 구성된다. 가장 바람직하게, 압축기 피스톤은 제 1 유체의 압력을 300 bara 내지 1000 bara로 증가시키도록 구성된다. 바람직하게, 출구 유체의 압력은 약 350 Bar이다.
제 1 유체의 소망 압력은 사용된 제 1 유체에 따라 달라진다는 것이 인식될 수도 있다. 따라서, 제 1 유체가 수소인 경우, 압축기 피스톤은 제 1 유체의 압력을 500 bara 내지 1500 bara, 보다 바람직하게는 700 bara 내지 1400 bara, 및 가장 바람직하게는 800 bara 내지 1300 bara로 증가시키도록 구성될 수도 있다.
대안적으로, 제 1 유체가 천연 가스일 때, 압축기 피스톤은 가스의 압력을 100 bara 내지 700 bara, 보다 바람직하게는 200 bara 내지 600 bara, 및 가장 바람직하게는 300 bara 내지 500 bara로 증가시키도록 구성될 수도 있다.
제 1 유체는 액체를 포함할 수도 있다. 그러나, 바람직하게는, 제 1 유체는 천연 가스, 연료 가스, 수소, 가스상의 탄화수소, 액화 연소 가스, 질소, 헬륨, 산소, 및 아르곤과 같은 비활성 가스, 또는 이들의 혼합물과 같은 가스를 포함한다. 보다 바람직하게, 제 1 유체는 연료 가스, 예를 들면, 천연 가스 또는 수소를 포함한다.
제 2 유체는 바람직하게는 실질적으로 비압축성인 액체를 포함할 수도 있다. 바람직하게, 제 2 유체는 이온성 액체, LOHC(액상 유기물 수소 저장체), 반-중수 (HDO), 산화중수소(중수), 물 또는 유압 오일, 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 가장 바람직하게, 제 2 유체는 LOHC 또는 이온성 액체를 포함한다. 이온성 액체는 실질적으로 오로지 이온만으로 구성되며, 100℃ 미만의 온도에서 액체인 물질의 부류(class)이다. LOHC는 이온성 액체와 매우 유사한 성질을 가진 탄소계의 액체이다. 이온성 액체 및 LOHC의 이점은 증기압이 낮거나 없으며, 우수한 윤활성, 기본적으로 가스 비용해성, 높은 열 안정성 및 높은 열용량을 나타낸다는 것이다.
일 실시예, 바람직하게는 제 2 유체가 이온성 액체인 실시예에 있어서, 장치는 압축될 제 1 유체와 피스톤 조립체 사이에 배치된 이온 액체 쿠션을 사용하도록 구성된다. 바람직하게는, 이온성 액체 쿠션은 압축 페이즈(phase)에서 제 1 피스톤 부재(즉, 플로팅 피스톤 부재)의 상부에 배치되고 데드 스페이스(dead space) 전부를 채운다. 이온성 액체 쿠션은 바람직하게는 낮은 증기압을 갖는 유체를 포함하고, 실질적으로 순수한 이온성 액체, 또는 이온성 액체와 LOHC의 혼합물을 포함하거나 또는 이들로 이루어질 수도 있다.
바람직하게는, 장치는 진동 압축기를 포함한다. 바람직하게는, 장치는 유압 구동식 압축기를 포함한다. 바람직한 일 실시예에 있어서, 장치는 피스톤 압축기를 포함한다. 바람직하게, 장치는 제 2 유체(바람직하게는, 액체)가 제 1 유체(바람직하게는, 가스)의 압축을 구동하는데 사용되는 액체 피스톤 압축기를 포함한다. 다른 바람직한 실시예에 있어서, 장치는 이온 압축기를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 장치는 일단 압축기를 포함한다. 바람직하게는, 장치는, 하우징 내에서 진동하도록 구성되고, 상기 제 2 유체를 상기 압축기 피스톤으로 및 상기 압축기 피스톤으로부터 변위시켜서, 그 내부의 제 1 유체를 압축하도록 구성된 하나 이상의 변위 피스톤(displacement piston)에 기능적으로 연결된 플런저를 포함한다. 변위 피스톤은 직렬로 연결될 수도 있다. 플런저에 의해 구동되는 변위 피스톤 또는 각각의 변위 피스톤의 진동은 적어도 하나의 입구를 통해 하우징 내로 공급되는 윤활제에 의해 용이하게 된다. 일부 실시예에 있어서, 플런저용 윤활제는 유압 오일, LOHC 또는 이온성 액체, 또는 이들의 혼합물일 수도 있다.
다른 실시예에 있어서, 장치는 바람직하게, 직렬로 연결된 복수의 압축기 스테이지를 포함하는 다단 압축기(예를 들면, 2단, 3단 또는 4단)를 포함한다. 바람직하게는, 장치는 1개 내지 20개의 압축기 스테이지를 포함한다. 보다 바람직하게는, 장치는 2개 내지 10개의 압축기 스테이지를 포함한다. 가장 바람직하게는, 장치는 3개 내지 5개의 압축기 스테이지를 포함한다. 가장 바람직한 실시예에 있어서, 장치는 직렬로 연결된 4개의 압축기 스테이지를 포함한다.
장치는 병렬로 연결된 복수의 압축기 스테이지를 포함하는 다단 압축기를 포함할 수도 있다. 유리하게, 이는 압축기의 처리량을 증가시킨다.
따라서, 일 실시예에 있어서, 장치는 복수의 시리즈를 포함할 수도 있고, 각 시리즈는 직렬로 연결된 복수의 압축기 스테이지를 포함하고, 복수의 시리즈는 병렬로 연결된다.
본 발명의 제 2 관점에 따르면, 제 1 유체를 압축하는 방법이 제공되며, 본 방법은,
- 피스톤 실린더 및 그 내부에 슬라이딩 가능하게 장착된 피스톤 조립체를 포함하는 압축기 피스톤에 제 1 유체를 공급하는 것―상기 피스톤 조립체는 제 1 유체를 압축시키는데 사용되는 제 2 유체를 수용하도록 구성되는 공간을 사이에 규정하는 제 1 및 제 2 이격된 피스톤 부재를 포함함―과,
- 제 1 및 제 2 피스톤 부재 사이의 공간에 제 2 유체를 공급하고, 제 1 유체를 압축하는 것을
포함한다.
바람직하게는, 제 2 관점의 방법은 제 1 관점의 장치의 사용을 포함한다.
바람직하게는, 본 방법은 바람직하게 피스톤 부재 사이의 공간과 제 2 유체 저장 탱크 사이에서 연장되는 적어도 하나의 제 2 유체 공급 도관을 따라, 제 1 및 제 2 피스톤 부재 사이의 공간에 제 2 유체를 펌핑하는 것을 포함한다.
바람직하게는, 본 방법은 제 2 피스톤 부재와 실린더 튜브 사이에 배치된 제 2 반경 방향 시일을 통해 누출되는 제 2 유체 중 임의의 것을 저장 탱크에 공급하는 것을 포함한다.
바람직하게는, 본 방법은 적어도 하나의 제 2 유체 공급 도관을 통해, 적어도 하나의 제 2 유체 공급 도관에 배치된 밸브를 통해 피스톤 부재 사이의 공간 내로의 제 2 유체의 유동을 제어하는 것을 포함한다. 바람직하게는, 본 방법은 제 2 유체 공급 도관에서 폐쇄된 구성으로 밸브를 편향시키는 것을 포함한다. 편향 수단은 바람직하게 스프링, 보다 바람직하게는 나선형 스프링을 포함한다.
바람직하게는, 본 방법은 제 1 반경 방향 시일에 대한 압력 변화에 응답하여, 또는 작동 설정점에 대한 제 1 피스톤 부재의 위치에 응답하여 밸브를 활성화시키는 것을 포함한다. 바람직하게는, 본 방법은 제 1 반경 방향 시일에 대한 압력 변화에 응답하여, 또는 작동 설정점에 대한 제 1 피스톤 부재의 위치에 응답하여 펌프를 활성화시키는 것을 포함한다. 바람직하게는, 본 방법은 제 1 반경 방향 시일에 대한 압력이 증가할 때 밸브를 개방하고, 바람직하게 밸브를 통해 제 2 유체를 펌핑하는 것을 포함한다. 바람직하게는, 본 방법은 제 1 반경 방향 시일에 대한 압력이 감소할 때 밸브를 폐쇄하고, 바람직하게 제 2 유체의 펌핑을 방지하기 위해 펌프를 비활성화시키는 것을 포함한다.
사용 시에, 제 1 반경 방향 시일의 제 1 유체측에 대한 압력이 제 2 반경 방향 시일을 통한 제 2 유체의 누출로 인해 증가할 때, 본 방법은 제 1 피스톤 부재를 제 2 피스톤 부재를 향해 가압하고, 이에 의해 밸브를 개방한다.
본 방법은 제 1 피스톤 부재의 위치가 작동 설정점에 도달할 때 밸브를 개방하는 것, 및/또는 제 1 피스톤 부재의 위치가 작동 설정점을 지나서 이동할 때 밸브를 폐쇄하는 것을 포함할 수도 있다.
바람직하게는, 본 방법은 저장 탱크로부터 개방 밸브를 통해 그리고 하나 이상의 도관을 따라 제 1 및 제 2 피스톤 부재 사이의 공간 내로 제 2 유체를 펌핑하는 것을 포함한다. 바람직하게는, 본 방법은 밸브로부터 반경 방향 외측으로 연장되는 하나 이상의 도관을 따라, 피스톤 부재 사이의 공간으로 연장되는 제 2 유체를 펌핑하는 것을 포함한다.
바람직하게는, 본 방법은 제 1 및 제 2 피스톤 부재 사이에서 제 2 유체의 실질적으로 일정한 깊이를 유지하는 것을 포함한다. 본 방법은 압축 공정의 임의의 단계에서 피스톤 부재 사이의 공간 내로 제 2 유체를 펌핑하는 것을 포함할 수도 있다. 그러나, 바람직하게는, 본 방법은 비-압축 단계 동안에, 즉, 피스톤 조립체가 실린더 튜브의 하부에, 또는 실린더 튜브의 바닥에 인접하여 배치될 때, 펌프를 활성화시키는 것을 포함한다.
바람직하게는, 본 방법은 제 1 피스톤 부재의 제 1 유체측과 제 2 유체 사이의 압력의 균형을 이루는 것을 포함한다. 바람직하게는, 제 1 유체와 접촉하는 제 1 피스톤 부재의 측부와 제 2 유체와 접촉하는 측부 사이의 압력차는 75 Bar 미만, 보다 바람직하게는 50 Bar 미만, 훨씬 더 바람직하게는 25 Bar 미만, 및 훨씬 더 바람직하게는 15 Bar 미만이다. 보다 바람직하게는, 제 1 유체와 접촉하는 제 1 피스톤 부재의 측부와 제 2 유체와 접촉하는 측부 사이의 압력차는 10 Bar 미만, 바람직하게는 5 Bar 미만, 가장 바람직하게는 3 Bar 미만이다.
바람직하게는, 본 방법은 압축되지 않은 제 1 유체를 입구를 통해 압축기 피스톤 내로 공급하는 것과, 압축된 유체를 출구를 통해 공급하는 것을 포함한다. 바람직하게는, 본 방법은 액체 피스톤 압축기의 사용을 포함하며, 이 액체 피스톤 압축기 내에서 제 2 유체(바람직하게는, 액체)가 제 1 유체(바람직하게는, 가스)의 압축을 구동하는데 사용된다. 다른 바람직한 실시예에 있어서, 장치는 이온 압축기를 포함한다.
바람직하게는, 본 방법은 하우징 내에서 진동하도록 구성된 하나 이상의 변위 피스톤에 의해, 압축기 피스톤으로 그리고 압축기 피스톤으로부터 제 2 유체를 이동시켜서, 그 내부의 제 1 유체를 압축하는 것을 포함한다.
제 1 유체는 액체를 포함할 수도 있다. 바람직하게는, 제 1 유체는 천연 가스, 연료 가스, 수소, 가스상의 탄화수소, 액화 연소 가스, 질소, 헬륨, 산소, 및 아르곤과 같은 비활성 가스 또는 이들의 혼합물과 같은 가스를 포함한다.
제 2 유체는 바람직하게는 실질적으로 비압축성인 액체를 포함할 수도 있다. 바람직하게는, 제 2 유체는 이온성 액체, LOHC(액상 유기물 수소 저장체), 반-중수 (HDO), 산화중수소(중수), 물 또는 유압 오일, 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 가장 바람직하게는, 제 2 유체는 LOHC 또는 이온성 액체를 포함한다.
일 실시예 및 바람직하게는, 제 2 유체가 이온성 액체인 실시예에 있어서, 본 방법은 압축될 제 1 유체와 피스톤 조립체 사이에 배치된 이온성 액체 쿠션의 사용을 포함한다. 바람직하게는, 이온성 액체 쿠션은 제 1 피스톤 부재의 상부에 배치되고, 압축 페이즈에서 데드 스페이스 전부를 채운다. 이온성 액체 쿠션은 바람직하게는 낮은 증기압을 갖는 유체를 포함하고, 실질적으로 순수한 이온성 액체 또는 이온성 액체와 LOHC의 혼합물을 포함하거나 또는 이들로 이루어질 수도 있다.
본 명세서에 기재된 모든 특징부(임의의 첨부된 청구범위, 요약서 및 도면을 포함함), 및/또는 개시된 임의의 방법 또는 공정의 모든 단계는 이러한 특징부 및/또는 단계 중 적어도 일부가 상호 배타적인 조합을 제외하고는, 임의의 조합의 상기 관점 중 임의의 것과 조합될 수도 있다.
이제 본 발명의 실시예가 단지 예로서 첨부 도면을 참조하여 설명될 것이다.
도 1은 실린더 튜브 내에 슬라이딩 가능하게 장착된 피스톤 조립체를 각각 구비하는 2개의 이격된 피스톤 압축기(좌측 및 우측)를 구비하는 본 발명에 따른 가스 압축기의 제 1 실시예의 개략도,
도 2는 슬라이딩 가능하게 장착된 피스톤 조립체를 각각 구비하는 2개의 이격된 피스톤 압축기(좌측 및 우측)를 구비하는 본 발명에 따른 가스 압축기의 제 2 실시예의 개략도로서, 각 압축기의 피스톤 조립체는 그 위에 이온 액체 쿠션을 사용하고, 좌측의 피스톤 압축기의 피스톤 조립체는 실린더 튜브의 상부로 이동되고, 이에 의해 이온 쿠션을 통해 내부의 기체를 압축하며, 우측의 피스톤 압축기의 피스톤 조립체는 가스가 실질적으로 압축되지 않은 상태로 유지되도록 실린더 튜브의 중간을 향해 위치되는 도면,
도 3은 도 1에 도시된 압축기의 측단면도로서, 좌측의 피스톤 압축기의 피스톤 조립체가 실린더 튜브의 상부로 이동되고, 이에 의해 내부의 가스를 압축하며, 우측의 피스톤 압축기의 피스톤 조립체는 가스가 압축되지 않은 상태로 유지되도록 실린더 튜브의 기부(base)에 위치되며, 신선한 가스가 하사점(bottom dead centre)을 향해 흡인되는 도면,
도 4는 실린더 튜브의 상부에 위치된 피스톤 조립체가 압축된 가스를 갖는 상태로, 도 3에 도시된 좌측의 피스톤 압축기의 상부의 확대된 측단면도,
도 5는 본 발명의 압축기 내에 존재하는 피스톤 압축기의 하나의 피스톤 조립체의 확대된 측단면도.
예시
도 1 내지 도 3을 참조하면, 천연 가스(CNG), 연료 가스, 수소, 가스상의 탄화수소, 액화 연소 가스, 질소, 헬륨, 산소, 및 아르곤과 같은 비활성 가스와 같은 가스(14)를 압축하기 위한 압축기(2)의 실시예가 도시된다. 예를 들어, 압축기(2)는 수소 구동 차량에서 연료로서 사용되는 수소를 압축하는데 사용될 수 있다. 압축은 도면에 도시된 바와 같이, 예를 들면, 이온 압축기 또는 피스톤 압축기에 의해 유압식으로 구동된다. 그러므로, 압축기(2)는 액체 피스톤 압축기라는 것이 인식될 것이다.
도 1 및 도 2는 압축기(2)의 제 1 및 제 2 실시예를 각각 도시한다. 각 실시예에 있어서, 압축기(2)는 병렬의 2개의 이격된 피스톤 압축기(4)를 포함하고, 압축되지 않은 가스(14)가 입구(40)를 통해 피스톤 압축기(4) 내로 공급되고, 압축된 가스(14)가 피스톤 압축기(4)로부터 출구(41)를 통해 배출된다. 입구 가스(14)의 압력은 약 6 Bar이고, 출구의 압축된 가스(14)의 압력은 약 350 Bar이다. 입구(40) 및 출구(41)에는, 가스(14)가 이들을 통과하게 하도록, 매우 낮은 주파수 기댓값압축기 주파수 0.1 ㎐-5 ㎐, 보다 바람직하게는 0.5 ㎐-1.5 ㎐도 밸브에 대한 낮은 작동 주파수를 의미함)을 갖는 다중 채널 밸브(44)가 끼워맞춤된다.
도면에서 알 수 있는 바와 같이, 도시된 압축기(2)는 일단 압축기(즉, 1-스테이지)이다. 도시된 1-스테이지 시스템의 피스톤 압축기(4)는 병렬이고, 단일 플런저(30)에 의해 구동되며, 이 단일 플런저(30)는 하우징(58) 내에서 단일 플런저(30)에 연결된 피스톤(32)의 왕복 진동을 일으킨다. 각 피스톤(32)은, 저장소(60) 내에 배치된 유압 구동 유체(16)를, 대응하는 압축기 피스톤(4)으로 그리고 압축기 피스톤(4)으로부터 변위(displace)시키도록 배치되어 내부의 가스(14)를 압축하는 대응 펌프(42)에 연결된다.
그러나, 도 3의 압축기(2) 중 적어도 2개가 직렬로 연결되어, 2개의 동일한 압력 스테이지 압축기(4)의 출구(41)를 통한 배출이 고압 스테이지의 흡입 입구 포트(40)에 연결되는 다단 압축기가 또한 고려된다. 예를 들어, 4개의 압축기(2) 스테이지가 있을 수도 있는데, 여기서, 제 1 압축기(2) 내로의 입구 가스(14)의 압력이 6 bara이고 출구의 압축된 가스(14)의 압력이 16.6 bara이고, 제 2 압축기(2) 내로의 입구 가스(14)의 압력이 16.6 bara이고 출구 가스(14)의 압력이 45.7 bara이고, 제 3 압축기(2) 내로의 입구 가스(14)의 압력이 45.7 bara이고 출구 가스(14)의 압력이 126 bara이며, 제 4 압축기(2) 내로의 입구 가스(14)의 압력이 126 bara이고 출구 가스(14)의 압력이 350 bara이다.
유압 구동 유체(16)는 비압축성이고, 임의의 이온성 액체, LOHC(liquid organic hydrogen carrier; 액상 유기물 수소 저장체), 중수, 산화중수소, 물, 또는 유압 오일, 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 전체 유압 시스템은 예를 들면, 오일과 같은 표준 윤활제와 비교하여 중수의 낮은 윤활성을 위해 설계될 필요가 있다. 플런저(30)에 의해 구동되는 피스톤(32)의 진동은 입구(54)를 통해 하우징(58) 내로 공급되는 윤활제(34)에 의해 용이하게 된다. 일부 실시예에 있어서, 플런저(30)용 윤활제(34)는 유압 오일(34), LOHC 또는 이온성 액체, 또는 이들의 혼합물일 수도 있다. 윤활제(34)는 상이한 압축비를 가질 필요가 있기 때문에 구동 유체(16)와 별도로 유지되어야 한다.
도 2 및 도 3에서, 가스(14)를 압축하도록 하는 구성의 좌측의 피스톤 압축기(4)와, 신선한 가스가 흡입 밸브(40)를 통해 흡입된 후에, 가스(14)가 실질적으로 압축되지 않은 상태로 유지되는 구성의 우측의 피스톤 압축기(4)를 갖는 압축기(2)가 도시된다. 각 펌프(42)에 연결된 위치 센서(46)는 각 피스톤 압축기(4)의 구성을 검출하고, 그 내부에 각자의 진동을 용이하게 하여, 가스(14)가 입구(40)를 통해 피스톤 압축기(4) 내로 자동으로 공급되어 압축되고, 그 다음에 출구(41)를 통해 고압으로 배출된다.
종래 기술의 압축기에 있어서, 가스 시일은 압축되는 가스(14)를 배치하고, 피스톤은 계속 사용하는 동안에 마모를 야기하는 전체 가스 압력을 받게 된다. 그러나, 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 압축기(2)에는 피스톤 압축기(4) 내의 가스 시일(18)의 수명이 마모 및 손상(tear)을 저감하는 것에 의해 상당하게 연장되게 하는 메커니즘(mechanism)이 끼워맞춤된다. 도 5에서 가장 명확하게 알 수 있는 바와 같이, 각 피스톤 압축기(4)는 피스톤 조립체(7)[또한, "더미(dummy)" 피스톤으로 알려짐]가 슬라이딩 가능하게 장착된 실린더 튜브(6)를 포함한다. 각 피스톤 조립체(7)는 이격된 메인 피스톤(8)에 연결된 플로팅 피스톤(floating piston)(10)으로 구성된다. 플로팅 피스톤(10)은 실린더 튜브(6) 내에서 진동하도록 배치되고, V-피스톤 링과 같은 반경 방향의 가스 시일(18)에 의해 내부에 시일된다. 플로팅 피스톤(10)의 일측부(즉, 도 1, 도 2 및 도 5에 도시된 상부측)은 압축될 가스(14)(예를 들면, 수소, 또는 압축된 천연 가스, CNG)와 접촉하여 있다. 타측부(즉, 도 1, 도 2 및 도 5에 도시된 하부측) 상에서, 플로팅 피스톤(10)은 비압축성 유압 구동 유체(16)의 얇은 층(thin layer)과 접촉하여 있고, 이 구동 유체(16)는 피스톤(32)에 의해 변위되어, 피스톤 조립체(7)가 실린더 튜브(6) 내에서 진동하게 한다.
플로팅 피스톤(10)은 메인 피스톤(8) 내에 중심에 매설되고, 이에 의해 동심으로 안내된다. 메인 피스톤(8)은 또한 실린더 튜브(6) 내에서 슬라이딩 가능하게 장착되고, V-피스톤 링과 같은 반경 방향의 유압 시일(20)에 의해 실린더 튜브(6)와 함께 밀봉된다. 플로팅 피스톤(10)과 메인 피스톤(8) 사이의 공간에 배치된 비압축성 유압 구동 유체(16)는, 시일(20)을 통한 임의의 누출된 유압 유체가 공급되는 덕트(26)를 통해, 도 1 및 도 2에 도시되는 보충(replenishment) 유압 구동 유체(16)가 저장되는 저장 탱크(28)에 유체적으로 연결된다.
도 5를 참조하면, 저장 탱크(28)는 압축기 피스톤(4)의 사용 동안에 유압 시일(20)에서의 유압 구동 유체(16)의 임의의 누출이 이하와 같이, 구동 유체(16)의 보충 유동에 의해 자동으로 균형을 이룰 수 있기 때문에, 피스톤(8, 10) 사이의 공간에 누출 사이클 리턴 라인을 생성한다. 메인 피스톤(8)은 도관(38, 50)에 의해 저장 탱크(28)에 유체적으로 연결되는 유압 유체 보충 공급 밸브(24)를 구비한다. 이 밸브(24)는 그 위에 작용하는 나선형 스프링(22) 또는 컵 스프링(22)에 의해 폐쇄 위치로 편향된다. 그러나, 제 1 시일(18)의 가스측에 대한 압력이 시일(20)을 통한 구동 유체(16)의 누출로 인해 증가하면, 플로팅 피스톤(10)은 메인 피스톤(8)을 향해 가압되는 것에 의해, 보충 공급 시스템이 밸브(24)에 연결된 작동 유닛(12)을 통해 활성화된다. 밸브(24)는 작동 유닛(12)에 의해 개방되고, 구동 유체(16)는 펌프(48)에 의해, 저장 탱크(28)로부터 도관(50, 38)을 따라 개방 밸브(24)를 통해, 그리고 메인 피스톤(8)과 플로팅 피스톤(10) 사이의 공간 내로 직접 이어지는 대각선 도관(36)을 따라 펌핑된다. 따라서, 플로팅 피스톤(10)과 메인 피스톤(8) 사이에서 유압 구동 유체(16)의 일정한 깊이가 유지된다. 이동 구동 유체(16)는 공정의 임의의 단계에서 플로팅 피스톤(10)과 메인 피스톤(8) 사이의 공간 내로 다시 펌핑될 수 있다. 그러나, 도면에 도시된 실시예에 있어서, 펌프(48)는 피스톤 조립체(7)가 실린더 튜브(6)의 하부에 배치될 때, 즉, 비-압축 단계에서 활성화된다.
플로팅 피스톤(10)의 가스측과 비압축성 유압 유체(16) 사이의 압력은 일정하게 균형을 이루도록 설계된다. 작동 유닛(12) 상의 스프링(22)의 사전-응력 장력은 플로팅 피스톤(10)의 중량, 및 실린더 튜브(6)와 가스 시일(18) 사이에 생성된 마찰력에 대응한다. 가스(14)와 접촉하는 플로팅 피스톤(10)의 측부와, 유압 유체(16)와 접촉하는 측부 사이의 압력차는 2 Bar 미만이고, 플로팅 피스톤(10)과 시일(18) 사이의 작은 반경 방향 힘은 마모 및 손상을 덜 야기한다.
그러므로, 상술된 시스템은 항상, 시일(18)의 마모를 최소화하기 위해, 제 1 가스 시일(18)이 이 시일(18)에 의해 규정되는 사전-장력 압력만을 받게 하도록 시도한다. 종래의 압축기에 있어서, 압축 가스(14)와 접촉하여 있는 가스 시일은 마모를 야기하는 가스 압력과 동등한 압력에 노출되는 반면, 피스톤 조립체(7)를 2개[즉, 플로팅 피스톤(10) 및 메인 피스톤(8)]로 분리하는 것에 의해, 본 발명의 압축기(2) 내의 가스 시일(18)은 단지 2 bar의 저감된 압력에 노출된다. 따라서, 본 발명은 가스 시일(18) 상의 하중을 상당히 감소시킨다. 유압 시일(20)은 종래 기술의 압축기에서 경험한 압력과 유사한 압력에 노출되지만, 유압 유체(16)의 임의의 누출이 저장 탱크(28)로부터 도관(36)을 따라 피스톤(8, 10) 사이의 공간 내로 다시 즉시 재-주입되기 때문에, 시스템 전체에 영향을 미치지 않는다. 도 3에 도시된 압축기(2)의 실시예는, 도 3에서, 피스톤 조립체(7)와 압축될 가스(14) 사이에 이온성 액체 쿠션(56)이 제공된 것을 제외하고는, 도 2에 도시된 것과 기본적으로 동일하다. 이는 유압 구동 유체(16) 자체가 이온성 액체인 실시예에서 유용하고, 구동 유체(16)가 LOHC인 경우에는 필요하지 않을 수도 있다. 이온성 액체 쿠션(56)은 플로팅 피스톤(10)의 상부에 있고, 압축 페이즈 동안에 데드 스페이스 전부를 채운다. 이온성 액체 쿠션(56)은 증기압이 낮은 유체를 포함하고, 임의의 순수한 이온성 액체, 또는 이온성 액체와 LOHC의 혼합물로 구성될 수 있다.
압축기(2)의 이점은 피스톤(8, 10)과 실린더 튜브(6) 사이에 생성된 매우 양호한 윤활로 인해, 피스톤 시일(18, 20)에 대한 연장된 마모 시간(>20.000h)에 있다. 이는 우수한 부식 방지, 및 압축기 노킹(knocking)에 대한 기계적인 보호를 제공하여 소음 방출을 낮게 한다. 또 다른 이점은 더욱 적은 유지보수 비용으로 이어지는 더욱 긴 서비스 수명을 포함한다. 이로 인해 플랜트 가용성이 향상되고, 더욱 낮은 접촉 압력 힘 때문에 반대측 접촉면의 필요조건이 더욱 적어져서, 다시 유지보수 비용이 최소화된다.

Claims (15)

  1. 제 1 유체를 압축하기 위한 장치에 있어서,
    피스톤 실린더 및 그 내부에 슬라이딩 가능하게 장착된 피스톤 조립체를 포함하는 압축기 피스톤을 포함하고, 상기 피스톤 조립체는 제 1 유체를 압축하는데 사용되는 제 2 유체를 수용하도록 구성되는 공간을 사이에 규정하는 제 1 및 제 2 이격된 피스톤 부재와, 상기 제 1 및 제 2 피스톤 부재 사이의 공간에 제 2 유체를 공급하기 위한 수단을 포함하는
    유체 압축 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 장치는 상기 제 2 유체를 내부에 저장하도록 구성된 저장 탱크를 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 피스톤 부재 사이의 공간에 상기 제 2 유체를 공급하기 위한 수단은 펌프와, 상기 제 1 및 제 2 피스톤 부재 사이의 공간과 상기 저장 탱크 사이에서 연장되고 상기 제 2 유체가 공급되는 적어도 하나의 제 2 유체 공급 도관을 포함하며, 바람직하게는, 상기 펌프는 비-압축 단계 동안에 활성화되고, 상기 제 1 및 제 2 피스톤 부재 사이의 공간에 배치된 제 2 유체는 적어도 하나의 제 2 유체 누출 도관을 통해 상기 저장 탱크에 유체적으로 연결되는
    유체 압축 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 피스톤 부재는 상기 적어도 하나의 제 2 유체 공급 도관을 통해 상기 제 1 및 제 2 피스톤 부재 사이의 공간 내로의 상기 제 2 유체의 유동을 제어하도록 구성된 밸브를 포함하고, 바람직하게는, 상기 밸브는 상기 제 2 유체 공급 도관 내에서 폐쇄된 구성으로 상기 밸브를 편향시키도록 구성된 편향 수단을 포함하며, 보다 바람직하게는, 상기 편향 수단은 스프링, 선택적으로는, 나선형 스프링 또는 컵 스프링을 포함하는
    유체 압축 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 피스톤 부재는 상기 제 1 시일에 대한 압력 변화에 응답하여, 또는 작동 설정점에 대한 상기 제 1 피스톤 부재의 위치에 응답하여, 상기 밸브를 활성화시키도록 구성된 작동 수단을 포함하고, 바람직하게는, 상기 펌프는 상기 저장 탱크로부터 상기 작동 수단에 의해 활성화된 개방 밸브를 통해, 그리고 하나 이상의 도관을 따라 상기 제 1 및 제 2 피스톤 부재 사이의 공간 내로 상기 제 2 유체를 펌핑하도록 구성되는
    유체 압축 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 작동 수단은 상기 제 1 시일에 대한 압력이 증가할 때 상기 밸브를 개방하고, 상기 밸브를 통해 제 2 유체를 펌핑하도록 상기 펌프를 활성화시키도록 구성되고, 및/또는 상기 작동 수단은 상기 제 1 시일에 대한 압력이 감소할 때 상기 밸브를 폐쇄하고, 상기 제 2 유체의 펌핑을 방지하도록 상기 펌프를 비활성화시키도록 구성되고; 및/또는 상기 제 2 시일을 통한 상기 제 2 유체의 누출로 인해 상기 제 1 시일의 제 1 유체측에 대한 압력이 증가할 때, 상기 제 1 피스톤 부재는 상기 제 2 피스톤 부재를 향해 가압되어, 상기 작동 수단이 밸브를 개방하게 하도록 구성되고; 및/또는 상기 작동 수단에 가해지는 편향 수단의 사전-응력 장력은 상기 제 1 피스톤 부재의 중량과, 상기 실린더 튜브와 상기 제 1 시일 사이에 생성된 마찰력에 실질적으로 대응하는
    유체 압축 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 작동 수단은 상기 제 1 피스톤 부재의 위치가 상기 작동 설정점에 도달할 때 상기 밸브를 개방하도록 구성되고, 및/또는 상기 작동 수단은 상기 제 1 피스톤 부재의 위치가 상기 작동 설정점을 지나서 이동할 때 상기 밸브를 폐쇄하도록 구성되는
    유체 압축 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 피스톤 부재는 상기 실린더 튜브 내에서 진동하도록 구성되고, 제 1 반경 방향 시일, 선택적으로는, 스템 시일 또는 피스톤 시일에 의해 상기 실린더 튜브와 함께 밀봉되고, 상기 제 2 피스톤 부재는 상기 실린더 튜브 내에서 진동하도록 구성되고, 제 2 반경 방향 시일, 선택적으로는, 스템 시일 또는 피스톤 시일에 의해 상기 실린더 튜브와 함께 밀봉되며, 상기 제 1 피스톤 부재는 상기 제 2 피스톤 부재 상에 실질적으로 중앙에 장착되고, 이에 의해 동심으로 안내되는
    유체 압축 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    압축될 상기 제 1 유체는 상기 제 1 피스톤 부재의 일측부에 접촉하고, 상기 제 2 유체는 상기 제 1 피스톤 부재의 타측부에 접촉하고, 바람직하게는, 상기 장치는, 상기 압축기 피스톤의 사용 중에 상기 제 2 시일에서의 제 2 유체의 임의의 누출이 상기 제 2 유체의 보충 유동에 의해 자동으로 균형을 이루기 때문에, 제 1 피스톤 부재와 제 2 피스톤 부재 사이의 공간에 누출 사이클 리턴 라인을 포함하는
    유체 압축 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 피스톤 부재는 상기 밸브로부터 상기 제 1 및 제 2 피스톤 부재 사이의 공간으로 반경 방향 외측으로 연장되는 하나 이상의 도관을 포함하고, 바람직하게는, 상기 하나 이상의 도관은 상기 밸브로부터 상기 제 1 및 제 2 피스톤 부재 사이의 공간으로 대각선으로 연장되는
    유체 압축 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 유체와 접촉하는 제 1 피스톤 부재의 측부와 상기 제 2 유체와 접촉하는 측부 사이의 압력차가 75 Bar, 50 Bar, 25 Bar, 15 Bar, 10 Bar, 5 Bar 또는 3 Bar 미만이고, 상기 압축기 피스톤은 상기 제 1 유체의 압력을 100 bara 내지 1500 bara로 증가시키도록 구성되는
    유체 압축 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 유체는 천연 가스, 연료 가스, 수소, 가스상의 탄화수소, 액화 연소 가스, 질소, 헬륨, 산소, 및 아르곤과 같은 비활성가스, 또는 이들의 혼합물과 같은 가스를 포함하고, 상기 제 2 유체는 실질적으로 비압축성인 액체를 포함하고, 바람직하게는, 상기 제 2 유체는 이온성 액체, LOHC(액상 유기물 수소 저장체), 반중수(semiheavy water; HDO), 산화중수소(중수), 물 또는 유압 오일, 또는 이들의 혼합물을 포함하는
    유체 압축 장치.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치는 상기 피스톤 조립체와 압축될 상기 제 1 유체 사이에 배치된 이온성 액체 쿠션을 사용하도록 구성되고, 바람직하게는, 상기 이온성 액체 쿠션은 실질적으로 순수한 이온성 액체, 또는 이온성 액체와 LOHC의 혼합물을 포함하거나, 실질적으로 순수한 이온성 액체, 또는 이온성 액체와 LOHC의 혼합물로 구성되는
    유체 압축 장치.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치는,
    진동 압축기 및/또는 유압 구동식 압축기, 및/또는
    액체 피스톤 압축기 및/또는 이온 압축기, 및/또는
    일단 압축기 또는 다단 압축기, 및/또는
    하우징 내에서 진동하도록 구성되고, 상기 제 2 유체를 상기 압축기 피스톤으로 그리고 상기 압축기 피스톤으로부터 변위시켜서, 그 내부의 제 1 유체를 압축하도록 구성되는 하나 이상의 변위 피스톤에 기능적으로 연결된 플런저―바람직하게는, 상기 플런저에 의해 구동된 상기 변위 피스톤 또는 각각의 변위 피스톤의 진동은 적어도 하나의 입구를 통해 상기 하우징 내로 공급되는 윤활제에 의해 용이하게 되고, 상기 윤활제는 유압 오일, LOHC 또는 이온성 액체, 또는 이들의 혼합물임―를 포함하는
    유체 압축 장치.
  14. 제 1 유체를 압축하는 방법에 있어서,
    피스톤 실린더 및 그 내부에 슬라이딩 가능하게 장착된 피스톤 조립체를 포함하는 압축기 피스톤 내로 제 1 유체를 공급하는 것―상기 피스톤 조립체는 상기 제 1 유체를 압축시키는데 사용되는 제 2 유체를 수용하도록 구성되는 공간을 사이에 규정하는 제 1 및 제 2 이격된 피스톤 부재를 포함함―과,
    상기 제 1 및 제 2 피스톤 부재 사이의 공간에 제 2 유체를 공급하고, 상기 제 1 유체를 압축하는 것을 포함하는
    유체 압축 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 방법은 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 기재된 장치를 사용하는
    유체 압축 방법.
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