KR20130134144A - 발전장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기체가 흐르는 배관에 연결되고 기체의 흐름으로부터 동력을 얻는 터빈과 상기 터빈과 연결되고 기체를 냉각하는 냉각기 및 상기 냉각기와 배관 사이에 연결되고 기체를 가압하는 압축기를 포함하되, 상기 냉각기로 기체 냉각시 기체의 온도차에 의한 진공상태를 상기 터빈의 압력차로 전환시켜 동력을 생산하는 것을 특징으로 하는 발전 장치에 관한 것으로, 본 발명에 의하면 보다 간단한 설계가 가능하면서도 배가스의 에너지를 효과적으로 회수토록 배가스의 온도차에 의한 진공상태를 터빈의 압력차로 전환시켜 동력을 생산하는 효과를 기대할 수 있다.

Description

발전장치 및 방법{Apparatus for generation and method having the same}
본 발명은 발전장치 및 방법에 관한 것으로, 구체적으로 기체의 온도차로 인한 진공상태를 이용하여 터빈의 압력차를 발생시켜 동력을 생산하는 발전장치 및 방법에 관한 것이다.
산업공정에서는 다양한 형태의 배기가스가 배출되고 있으며 그 온도는 수 십도에서 수 백도에 이르며 압력은 통상적으로 대기압 수준을 유지하고 있다. 이러한 배기가스는 공정에 투입되는 에너지의 수십 %에 달하는 열에너지를 보유하고 있기 때문에 이 에너지를 회수하여 재이용하는 것은 에너지 사용량 절감과 더불어 지구 온난화 가스 배출 저감에 있어서 대단히 중요한 수단으로 인식되고 있다.
종래 배기가스의 열은 열에너지의 형태로 회수되어 난방열원 또는 공정용 증기 생산 열원으로 사용되어 왔고 열에너지로서의 소요가 없는 경우에는 주로 전력의 형태로 변환되어 재이용되어 왔다.
배기가스의 에너지를 전력의 형태로 회수하기 위한 종래의 기술로 저압 증기발전, 유기랭킨 사이클 발전, 카리나 사이클 등이 실제 적용되고 있다. 이러한 종래의 발전 사이클은 기본적으로, 별도의 액체상태의 작동유체를 사용하며 고압의 액체가 증발할 때 얻어지는 체적증가를 이용하여 동력을 얻는 방식에 속한다.
그런데 상기의 방식에서는 작동유체의 별도 순환과 상변화를 위한 증발기, 터빈, 복수기를 비롯한 유동제어를 위한 주변 장치 등이 구비되어야 하며, 배기가스의 열을 작동유체에 전달하기 위한 열교환 시스템이 구비되어야 하므로 복잡한 시스템 구성이 요구된다.
그리고 배기가스의 열을 회수하기 위해서 상기 증발기를 배기가스 통로에 설치하거나 별도의 배기가스의 열 회수용 열교환기를 설치하는 경우가 있는데, 이때에는 배기가스가 흐르는 연도에 배기가스의 열 회수용 열교환기를 삽입하여야 하기 때문에 설치에 있어서 제약이 따르는 경우가 많고, 경제성 저하의 요인이 된다.
실제 산업 현장에서는 이러한 이유로 고온의 배기가스 열은 대부분이 미회수 방출되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해소하기 위해서 제안된 것으로서, 보다 간단한 설계가 가능하면서도 배가스의 에너지를 효과적으로 회수토록 배가스의 온도차에 의한 진공상태를 터빈의 압력차로 전환시켜 동력을 생산하는 장치를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일 실시예는 다음과 같은 발전장치 및 방법를 제공한다.
본 발명인 발전장치의 일 실시예에서는 기체가 흐르는 배관에 연결되고 기체의 흐름으로부터 동력을 얻는 터빈과 상기 터빈과 연결되고 기체를 냉각하는 냉각기 및 상기 냉각기와 배관 사이에 연결되고 기체를 가압하는 압축기를 포함하되, 상기 냉각기로 기체 냉각시 기체의 온도차에 의한 진공상태를 상기 터빈의 압력차로 전환시켜 동력을 생산하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서는 상기 냉각기는 유입된 기체를 기상이 유지되는 범위내에서 냉각하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서는 상기 냉각기는 응축수 배출구를 포함하되, 상기 냉각기는 유입된 기체의 적어도 일부가 액상되는 범위까지 냉각하며, 액화된 기체는 상기 응축수 배출구로 배출되도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서는 상기 터빈의 입출구에서의 압력차와 상기 압축기의 입출구에서의 압력차는 동일하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서는 상기 배관에 설치되는 압력측정센서를 더 포함하되, 상기 압력측정센서의 배관내 압력값을 기준으로 상기 압축기의 가압범위를 결정하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서는 상기 냉각기의 냉각작용으로 기체의 부피가 감소하거나 또는 기체의 질량이 감소하여, 상기 터빈에서 발생되는 일은 압축기에서 소모되는 일보다 크도록 구성될 수 있다.
본 발명인 발전방법의 일 실시예에서는 배관에서 유입된 기체를 냉각기로 냉각하여 기체의 부피차에 의해 진공상태를 형성시키는 진공형성단계와 상기 진공상태에 의해 터빈의 입출구에서의 압력차를 유도하고 동력을 발생시키는 동력생산단계 및 상기 기체를 압축기에서 재가압하고 배관으로 배출하는 배출단계를 포함하여 구성될 수 있다.
일 실시예에서는 상기 배출단계는, 압력측정센서로 배관의 압력을 측정하는 압력측정단계 및 측정된 압력값에 따라 압축기에서의 기체 가압 레벨을 결정하는 가압레벨 결정단계를 더 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명인 발전장치 및 방법의 일 실시예는 냉각기를 통해 배관으로부터 우회된 배가스를 냉각하여 배가스의 부피변화를 통해 진공상태를 유도하고, 이를 통해 터빈의 입출구에 압력차를 발생시켜 동력을 생산함으로써, 버려지는 배가스로부터 에너지를 회수하는 효과가 있다.
또한 에너지를 회수당한 배가스를 다시 배관으로 우회시 압축기를 통해 가압하더라도, 당초 유입될 당시보다 배가스의 온도가 낮아 압축시에는 터빈에서 생산된 동력이 비해 적은 동력을 소모하므로 동력효율 측면에서 유리한 효과가 있다.
그리고 배관내에 압력측정센서를 설치하여 압축기의 가압범위를 조절할 수 있어 불필요한 동력 소비를 방지하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명인 발전장치의 전체 구성도.
도 2는 본 발명인 발전장치에 의해 발생되는 일에 관한 PV 선도.
도 3은 본 발명인 발전방법에 관한 순서도.
상기와 같은 본 발명의 특징들에 대한 이해를 돕기 위하여, 이하 본 발명의 실시예와 관련된 발전장치 및 방법에 대하여 보다 상세하게 설명하도록 하겠다.
이하 설명되는 실시예의 이해를 돕기 위하여 첨부된 도면에 기재된 부호에 있어서, 각 실시예에서 동일한 작용을 하게 되는 구성요소 중 관련된 구성요소는 동일 또는 연장 선상의 숫자로 표기하였다.
본 발명과 관련된 실시예들은 기본적으로, 기체의 온도차로 인한 진공상태를 이용하여 터빈의 압력차를 발생시켜 동력을 생산토록 하는 것을 기초로 한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명인 발전장치의 전체 구성도이며, 도 2는 본 발명인 발전장치에 의해 발생되는 일에 관한 PV 선도이다. 도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명인 발전장치의 일 실시예는 기체가 흐르는 배관에 연결되고 기체의 흐름으로부터 동력을 얻는 터빈(10)과 상기 터빈(10)과 연결되고 기체를 냉각하는 냉각기(30) 및 상기 냉각기(30)와 배관 사이에 연결되고 기체를 가압하는 압축기(50)를 포함하여 구성될 수 있다.
산업 공정에서는 배관을 통해 수많은 배가스가 배출되며, 배가스는 열 형태로 에너지를 보유하고 있다. 이러한 배가스의 열을 회수하여 동력을 생산하기 위해 우선 상기 터빈(10)의 입구는 유량제어 밸브(V1)을 통해 배관과 연결될 수 있으며, 필요에 따라 유량제어가 가능할 수 있다.
그리고 상기 터빈(10)의 출구는 상기 냉각기(30)의 입구와 연결된다. 상기 냉각기(30)에서는 유입된 배가스를 냉각하여 배가스의 온도차를 발생시킨다. 이렇게 배가스의 온도차가 발생되면 배가스는 온도에 따른 부피차가 발생되고, 통상 배가스의 냉각시에는 부피 감소가 일어나므로 이로 인해 일시적으로 진공상태가 형성된다.
이때 상기 냉각기(30)는 유입된 배가스가 기상을 유지하는 범위까지만 냉각토록 제공될 수 있다. 기상이 유지된 상태에서도 배가스의 온도가 감소한다면 배가스의 부피변화는 발생되게 되며, 이러한 배가스의 부피변화는 상기 터빈(10)의 입출구에서 배가스의 압력차를 발생시키기에 충분하다. 이는 배관과 연결된 유량제어밸브(V1)를 통해 배가스가 터빈(10) 방향으로 자연스럽게 유도되도록 하여 터빈(10)을 구동시키게 된다.
또는 상기 냉각기(30)는 유입된 배가스의 일부가 액상되는 범위까지 냉각토록 제공될 수 있다. 이때 배가스의 부피는 기상이 유지되는 범위까지만 냉각하는 경우에 비하여 더 감소할 것이며, 응축된 배가스는 상기 응축수 배출구를 통해 외부로 배출되므로 배가스의 질량은 감소하게 된다.
상기 냉각기(30)는 쿨링타워(C.T, cooling tower)와 연결되어 있으며, 상기 쿨링타워는 냉각수를 공급하여 배가스를 냉각한다. 그리고 상기 냉각기(30)는 응축수 배출구(V5)를 구비할 수 있으며, 이는 과냉각으로 응축된 배가스를 배출하는 역할을 한다.
다음으로 상기 냉각기(30)의 출구는 상기 압축기(50)의 입구와 연결된다. 상기 압축기(50)에서는 상기 냉각기(30)에서 냉각된 배가스를 가압하고 다시 배관으로 배출하는 역할을 한다. 상기 압축기(50)는 유량제어밸브(V4)를 통해 배관과 연결될 수 있어, 필요에 따라 유량제어가 가능할 수 있다.
여기서 상기 냉각기(30)가 배가스의 기상이 유지되는 범위까지만 배가스에 대해 냉각을 실시한다면 상기 터빈(10)의 입출구에서의 유입된 배가스의 질량과 상기 압축기(50)의 입출구에서의 기체의 질량은 동일할 수 있다.
즉 상기 냉각기(30)에서 응축되어 배출된 배가스가 없으므로 배가스의 질량은 변하지 않을 것이며, 유입된 배가스의 질량을 흐름을 유지하면서 배출하기 위해서는 상기 터빈(10)과 상기 압축기(50)의 용량은 동일할 필요가 있다.
이 경우 상기 터빈(10)에서 작동유체로 사용된 배가스는 상기 압축기(50)에서 작동유체로 사용된 배가스보다 온도가 높으므로 상대적으로 더 많은 일을 할 것이며, 이때 상기 터빈(10)과 압축기(50)의 용량은 동일하므로 상기 압축기(50)에서 소모되는 동력보다 상기 터빈(10)에서 생산되는 동력이 더 높다는 것을 확인할 수 있게 된다.
그리고 상기 냉각기(30)가 배가스의 일부가 액상이 되는 범위까지 배가스의 냉각을 실시한다면, 상기 터빈(10)의 입출구에서의 유입된 배가스의 질량이 상기 압축기(50)의 입출구에서의 배가스의 질량보다 클 것이다.
응축된 배가스의 질량만큼이 외부로 배출되었기 때문이며, 이 경우 상기 압축기(50)에서 가압하는 배가스의 질량은 상기 터빈(10)에서 동력을 발생시킨 배가스의 질량보다 작으며, 온도 또한 낮으므로 더 적은 동력을 소모하며 가압을 실시할 수 있게 된다.
이 경우에도 상기 터빈(10)에서 발생된 동력이 상기 압축기(50)에서 소모된 동력보다 크다는 것을 확인할 수 있다.
여기서 상기 냉각기(30)가 배가스의 기상을 유지하며 냉각을 실시하거나 또는배가스의 일부가 액상을 되도록 냉각을 실시하더라도 상기 냉각기(30)의 입출구에서의 배가스의 압력차는 상기 터빈(10)의 입출구에서의 압력차와 동일할 수 있다.
즉 도 2를 참고하면 처음 유량제어밸브(V1)를 통해 배관에서 상기 터빈(10)으로 유입된 배가스는 먼저 배관내의 배가스의 압력(Pa)에서 상기 터빈(10)에서 단열팽창(G1)되며 상기 터빈(10)의 출구에서의 배가스의 압력(Pb)까지 하강하게 된다.
그리고 상기 냉각기(30)에서 등압냉각(G2)되며 상기 냉각기(30)의 출구에서의 배가스의 압력(Pc)에 도달하게 된다. 다만 배가스의 압력(Pb)와 (Pc)는 동일한 압력값일 것이다.
그리고 상기 냉각기(30)를 거친 배가스는 상기 압축기(50)를 거치면서 배관으로 배출되기 위해 단열압축(G3)되어 다시 상기 압축기(50)의 출구에서의 배가스의 압력(P4)까지 가압되게 된다. 여기서 배가스의 압력(Pd)와 (Pa)는 동일한 압력값이거나 배가스의 압력(Pd)가 (Pa)보다는 조금 더 커야 배가스가 상기 압축기(50)에서 배관 방향으로 원활히 배출될 것이다. 다만 동력 효율을 고려한다면 배가스의 압력(Pd)와 (Pa)는 동일해야 할 것이다. 배가스의 압력(Pa)와 (Pd)는 대기압일 수 있다.
결과적으로 상기 터빈(10)의 입출구에서의 배가스의 압력(Pa)와 (Pb)는 상기 압축기(50)의 입출구에서의 배가스의 압력(Pd)와 (Pc)와 동일하게 된다. 이는 배가스 질량 또는 압력 변화범위가 동일하고, 다만 상기 터빈(10)과 압축기(50)에서 작동유체로 사용되는 배가스의 온도에는 차이가 있어 상기 터빈(10)에서 생산된 동력이 상기 압축기(50)에서 소모된 동력보다 크다는 것을 알 수 있다. 물론 상기 냉각기(30)에서 배가스의 일부가 응축되어 배출됨에 따라 배가스의 질량이 감소되는 경우에도 마찬가지일 것이다. 상기 터빈(10)에서 생산된 동력과 상기 압축기(50)에서 소모된 동력의 차이는 도 2에 도시된 바와 같이 면적(A)로 표현될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 배관에 설치되고 배관내의 압력을 측정토록 압력측정센서(70)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 상기 압력측정센서(70)는 상기 압축기(50)의 가압범위를 결정하는 기준을 제시하는 역할을 하게 된다.
상기 터빈(10)에서 팽창되어 압력이 하강하고 상기 냉각기(30)에서 냉각된 배가스를 다시 가압하여 배관 방향으로 흐름을 유도하기 위해서는 상기 압축기(50)의 가압범위가 결정될 필요가 있다.
즉 상기 압축기(50)에서 가압된 배가스의 압력이 배관의 압력과 동일하거나 또는높아야 배가스가 배관 방향으로 유도되기 때문이다. 따라서 상기 압력측정센서(70)로 배관내의 배가스의 압력을 측정하고 이를 통해 상기 압축기(50)의 배가스 가압 범위를 결정하는 것이다.
여기서 상기 압력측정센서(70), 터빈(10), 냉각기(30) 및 압축기(50)는 제어부(C)와 연결되며 통제될 수 있다. 즉 상기 제어부(C)는 상기 냉각기(30)를 구동하여 배가스를 냉각시킬 수 있으며, 상기 압력측정센서(70)에서 측정된 배관내의 압력값에 따라 상기 압축기(50)의 가압범위를 결정하고 상기 압축기(50)와 연결된 모터를 구동하여 배가스를 압축토록 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예의 구성은 상기와 같으며, 이하에서는 작동상태에 대하여 살펴보도록 한다.
도 3은 본 발명인 발전방법에 관한 순서도이다. 도 3를 참고하면, 본 발명의일 실시예에서의 발전방법은 배관에서 유입된 기체를 냉각기(30)로 냉각하여 기체의 부피차에 의해 진공상태를 형성시키는 진공형성단계(S1)와 상기 진공상태에 의해 터빈(10)의 입출구에서의 압력차를 유도하고 동력을 발생시키는 동력생산단계(S2)와 압력측정센서(70)로 배관의 압력을 측정하는 압력측정단계(S3)와 측정된 압력값에 따라 압축기(50)에서의 기체 가압 레벨을 결정하는 가압레벨 결정단계(S4) 및 상기 기체를 압축기(50)에서 재가압하고 배관으로 배출하는 배출단계(S5)를 포함하여 구성될 수 있다.
우선 배가스를 배관으로부터 상기 터빈(10) 및 냉각기(30)로 흐르도록 상기 제어부(C)를 통해 상기 유량제어밸브(V1, V2)를 전부 개방하며, 상기 터빈(10) 및 냉각기(30)에는 배가스가 유입된 상태로 존재하게 된다.
이제 제어부(C)를 통해 상기 쿨링타워(C.T)를 구동하여 상기 냉각기(30)를 작동시킨다. 이후 상기 냉각기(30)에 존재하던 배가스는 냉각이 진행되며, 배가스의 온도차로 인해 배가스의 부피는 등압 냉각상태(Pb=Pc)에서 서서히 감소하게 된다. 이때 유량제어밸브(V3)는 닫힌 상태에 있으므로, 배가스의 부피 감소량만큼 상기 냉각기(30)의 내부는 진공상태가 형성되게 된다(S1).
상기 냉각기(30)의 내부가 진공상태가 되면 이는 상기 터빈(10)에도 영향을 주게 된다. 즉 상기 터빈(10)의 입구에서의 배가스의 밀도보다는 상기 터빈(10)의 출구에서의 배가스의 밀도가 낮으므로 이는 상기 터빈(10)의 입출구간에 압력차를 발생시키게 된다.
이때 당연히 상기 터빈(10)의 출구에서의 배가스의 압력이 상기 터빈(10)의 입구에서의 배가스의 압력보다 낮을 것이다. 이러한 상기 터빈(10)의 입출구에서의 배가스의 압력차는 배관의 배가스를 상기 터빈(10)의 내부로 유도하는 역할을 하게 된다.
즉 상기 터빈(10)의 출구에서의 배가스의 압력은 상기 냉각기(30)의 내부가 진공상태가 형성됨에 기인한 것이고, 이는 상기 터빈(10)의 입구와 연결된 배관으로부터 배가스를 상기 터빈(10)의 내부로 흐로도록 한 것이다.
결국 진공상태에 해당하는 배가스의 부피 감소량을 채우기 위해 유량제어밸브(V1,V2)를 통해 배관의 배가스가 상기 터빈(10)으로 유입되게 되는 것이다. 이러한 배가스의 흐름은 자연스럽게 상기 터빈(10)을 구동하게 되며 동력을 생산하게 된다(S2).
도 2에는 배가스의 흐름에 따라 상기 터빈(10)이 구동되고 배가스가 단열팽창됨으로써, 동력을 생산한 것을 확인할 수 있다. 여기서 상기 터빈(10)의 입출구에서의 배가스의 압력차 PΔ1 = Pa - Pb 이며, PΔ1 만큼의 압력차에 의해 배관의 배가스 흐름이 상기 터빈(10)으로 유도되어 동력을 생산토록 한 것이다.
이제 상기 제어부(C)를 통해 상기 유량제어밸브(V3,V4)를 개방하면, 상기 터빈(10) 및 냉각기(30)로 유도된 배가스는 상기 압축기(50) 방향으로 흐르게 된다. 그런데 상기 냉각기(30)를 통과한 배가스는 온도 및 압력이 최초 배관에 존재할 때에 비해 하강되어 있어 그대로는 배관측으로 배출될 수 없다.
따라서 상기 제어부(C)를 통해 상기 압축기(50)와 연결된 모터를 구동하여, 상기 압축기(50)에서 배관의 압력까지 배가스를 단열압축하여 배관으로 배출되도록 한다.
이때 작업자는 상기 압축기(50)의 가압범위를 결정할 필요가 있다. 이는 상기 터빈(10)에서 생산한 동력과의 관계에서 불필요하게 많이 가압하게 되면 동력 효율이 그만큼 감소하게 되고, 적게 가압하게 되면 배관의 압력보다 낮아 배가스가 원활히 배관측으로 배출되는 것이 방해되는 결과를 가져올 수가 있기 때문이다.
따라서 작업자는 상기 제어부(C)를 통해 우선 배관에 설치된 상기 압력측정센서(70)를 이용하여 현재 배관 내부의 배가스 압력을 측정한다(S3). 그리고 이를 통해 상기 압축기(50)의 가압범위를 결정하는데, 상기 압축기(50)의 가압범위는 배관 내부의 배가스의 압력과 동일하거나 조금 높게 정할 수 있다(S4).
만약 배관 내부의 배가스의 압력과 동일한 범위까지 가압한다면 상기 압축기(50)의 가압범위 PΔ2 = Pd - Pc 가 될 것이다. 이때 상기 압축기(50)의 가압범위 PΔ2 는 상기 터빈에서 팽창됨에 따라 하강된 배가스의 압력변화 PΔ1 와 동일할 것이다.
다만 상기 압축기(50)의 가압범위를 조금 높게 정하는 경우에는 상기 터빈(10)에서 생산한 동력과의 관계가 고려되어 결정되어야 할 것이다.
작업자는 상기 압축기(50)의 가압범위가 결정되며, 상기 압축기(50)에 연결된 모터를 구동하여 배가스를 배관 내부의 배가스 압력까지 가압하게 되며, 이에 따라 배가스는 지속적으로 상기 터빈(10), 냉각기(30) 및 압축기(50)를 순환하게 되며 동력을 생산하게 된다(S5).
상기와 같은 구성 및 작동상태를 통해 보다 간단한 설계가 가능하면서도 배가스의 에너지를 효과적으로 회수토록 배가스의 온도차에 의한 진공상태를 터빈의 압력차로 전환시켜 동력을 생산하는 효과를 기대할 수 있는 것이다.
이상의 사항은 발전장치 및 방법의 특정한 실시예를 나타낸 것에 불과하다.
따라서 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양한 형태로 치환, 변형될 수 있음을 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 파악할 수 있다는 점을 밝혀 두고자 한다.
10...터빈 30...냉각기
50...압축기 70...압력측정센서

Claims (7)

  1. 기체가 흐르는 배관에 연결되고 기체의 흐름으로부터 동력을 얻는 터빈;
    상기 터빈과 연결되고 기체를 냉각하는 냉각기; 및
    상기 냉각기와 배관 사이에 연결되고 기체를 가압하는 압축기;
    를 포함하되,
    상기 냉각기로 기체 냉각시 발생되는 기체의 온도차에 의한 진공상태를 상기 터빈의 압력차로 전환시켜 동력을 생산하는 것을 특징으로 하는 발전 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 냉각기는 유입된 기체를 기상이 유지되는 범위내에서 냉각하는 것을 특징으로 하는 발전 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 냉각기는 응축수 배출구를 포함하되, 상기 냉각기는 유입된 기체의 적어도 일부가 액상되는 범위까지 냉각하며, 액화된 기체는 상기 응축수 배출구로 배출되는 것을 특징으로 하는 발전 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 터빈의 입출구에서의 압력차와 상기 압축기의 입출구에서의 압력차는 동일한 것을 특징으로 하는 발전 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 배관에 설치되는 압력측정센서를 더 포함하되, 상기 압력측정센서의 배관내 압력값을 기준으로 상기 압축기의 가압범위를 결정하는 것을 특징으로 하는 발전 장치.
  6. 배관에서 유입된 기체를 냉각하여 기체의 부피차에 의해 진공상태를 형성시키는 진공형성단계;
    상기 진공상태에 의해 터빈의 입출구에서의 압력차를 유도하고 동력을 발생시키는 동력생산단계; 및
    상기 기체를 배관의 압력까지 가압하고 배출하는 배출단계;
    를 포함하는 발전 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 배출단계는,
    압력측정센서로 배관의 압력을 측정하는 압력측정단계; 및
    측정된 압력값에 따라 기체 가압 레벨을 결정하는 가압레벨 결정단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발전 방법.
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