JPS6141969Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 一般に、第１図に示す如くブレイトンサイクル
の基本概念図では、始動時には図示しないセルモ
ータにて圧縮機室a′、膨張機室b′を一体に備えた
流体機械１′の出力軸２′を駆動させる。

すなわち、圧縮機室a′では吸込管３′を介して
吸入される作動流体を吐出管４′から吐出させ
る。そしてこの吐出された作動流体を加熱器５′
にて加熱させたのち、吸入管６′を介して膨張機
室b′へ送り込む。

従つて膨張機室b′に送り込まれる作動気体の仕
事量の方が圧縮機室a′にて行なわれる仕事量より
大きいため始動後はセルモータを切つても流体機
械は作動し駆動軸２′が回転を繰り返す。又、膨
張機室b′より吐出された作動気体は放熱器７′に
て冷却された後、再び吸込管３′を介して圧縮機
室a′に吸入され、作動流体は実線矢印の如く流れ
てブレイトンサイクルを形成するものである。

一般に、ブレイトンサイクルの発動機システム
において、エネルギー効率の向上並びに出力を増
加させようとする場合は、圧縮機室a′から吐出さ
れた高温、高圧の作動流体を再加熱する時の加熱
温度を上げるか、もしくは圧縮機室a′の吸入する
作動流体の温度を低下させる方法がある。

加熱温度を上げる場合には加熱器５′において
限度があり効率良く作動流体の温度上昇を行なえ
ない場合があつた。

又、吸入する作動流体の温度を低下させるため
に従来は放熱器７′を用いて冷却していたが、膨
張機室b′として作動流体が膨張した後の作業室は
膨張によるエネルギー放出により加熱されて依然
高温のままである。従つて放熱器７′よりの低
圧、低温の作動流体を吸入しても直に作動流体は
昇温し高温の作動流体を吸入したのと同じ事にな
つてしまい発動機のエネルギー効率を低下させる
などの欠点があつた。

本考案は斯る点に鑑みて、膨張行程で高温とな
つた作業室に水分を注入し、水分の気化により作
業室を冷却し発動機のエネルギー効率を向上させ
たものであり、以下本考案の一実施例を第２図に
基づいて説明すると、作動流体として気体を用い
た場合、１はシリンダー８内を２個のロータ９
ａ，９ｂにて区画される作業室１０ａ，１０ｂを
有しこの一室をロータ９ａ，９ｂの回転に伴ない
内容積が徐々に小さくなる圧縮機室ａとして、他
室を同時に内容積が徐々に大きくなる膨張機室ｂ
として形成する流体機械、５は吐出管４を介して
圧縮機室ａより吐出される高温高圧の気体を加熱
し膨張機室ｂへ吸入管６を介して送入する加熱
器、７は吸入管１１を介して膨張後の吐出気体を
吸入し、さらに冷却フアン１２を用いて冷却し、
ブロア１３と吐出管３を介して圧縮機室ａへ送入
する放熱器、１４は放熱器７より分離した水分を
膨張行程の終了時に作業室へ注入するポンプであ
る。

本考案は一実施例は以上のように構成されてい
るのでロータ９ａ，９ｂが第２図の位置にある場
合、作業室１０ａは圧縮機室ａとしての圧縮行程
を終了し、高温、高圧の気体を吸入管６を介して
加熱器５より送入され、膨張機室ｂとしての膨張
行程の開始時である。又、作業室１０ｂは膨張機
室ｂとしての膨張行程を終了し、ブロア１３によ
り作業室１０ｂ内の中温、低圧の膨張気体と、低
温低圧の未圧縮気体とを入れ替える所調掃気運転
が行なわれると同時にポンプ１４により水分が注
入され作業室１０ｂ内を冷却した後、吐出管１１
を介して掃気気体と共に吐出され放熱器７へ至
り、放熱器７により冷却され水分が分離し、点線
矢印の如く水分は再びポンプ１４へ供給される。
次に作業室１０ａでの膨張行程によりロータ９
ａ，９ｂは実線矢印の方へ回転をして行き、作業
室１０ｂ内の所調掃気および冷却が終了し、作業
室１０ｂが圧縮機室ｂとなり低温、低圧の気体の
圧縮行程を開始する。以下、作業室１０ａ，１０
ｂが圧縮機室ａおよび膨張機室ｂとに交互に移り
流体機械１が作動し回転を続ける。

第３図は本考案をマルチベーンタイプに用いた
他の実施例である。図において１″はシリンダー
８″内部に複数のベーン１５″を設けたロータ９″
により作業室１０″を形成する流体機械、５″は加
熱器、７″は放熱器、１４″は放熱器７″の２次側
に一端を接続し他端をシリンダー８″に接続した
注水ポンプなので、加熱器５″により高圧、高温
となつた気体の膨張行程終了後の膨張気体の吐出
と同時にポンプ１４″により注水を行ない作業室
１０″を冷却している。

尚、注水は噴霧であつて同等の効果を得ること
ができる。

本考案の発動機はシリンダ内部に設けられたロ
ーターにより区画される作業室が作動流体を吸入
し圧縮する圧縮機室と、該圧縮機室から吐出され
る作動流体を加熱してから断熱膨張させて出力を
取り出す膨張機室との作業をするブレイトンサイ
クルの発動機システムにおいて作動流体を膨張さ
せた後の前記作業室に水分を注入するポンプを設
けたので膨張行程終了後の作業室内の温度を低下
することができ、作業室は吸入気体の温度を上げ
ることなく吸入気体を圧縮することができるため
圧縮必要動力が少なくなり出力が増加する。ま
た、機体本体をも冷却しているため圧縮行程中に
冷えた本体に熱が逃げる為ポリトロープ指数が下
がり圧縮必要動力は二重に軽減することができ
る。さらに水分を注入することにより、水分が潤
滑剤として働き部品の摩耗を軽減できる。しかも
掃気の必要なシステムなどにおいては気体温度が
低くなるため掃気用ブロアの必要動力が小さくで
きるし、循環ポンプはその必要流量が極小ですむ
ためその消費動力はほとんど無視できるなど実用
上極めて有効なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はブレイトンサイクルの基本概念図、第
２図は本考案の一実施例の概念図、第３図は本考
案の他の実施例の概念図。 ８……シリンダー、９ａ，９ｂ……ロータ、１
０ａ，１０ｂ……作業室、１４……ポンプ、ａ…
…圧縮機室、ｂ……膨張機室。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. シリンダ内部に設けられたローターにより区画
   される作業室が作動流体を吸入し圧縮する圧縮機
   室と、該圧縮機室から吐出される作動流体を加熱
   してから断熱膨張させて出力を取り出す膨張機室
   との作業をするブレイトンサイクルの発動機シス
   テムにおいて、作動流体を膨張させた後の前記作
   業室に水分を注入するポンプを設けたことを特徴
   とする発動機。