(57)【要約】【課題】再生器を設けることなく排熱回生の効率を向上させることができ、小型化及び一体化に有利なブレイトンサイクル機関を提供する。【解決手段】本発明は、ケーシング２内に配置された複数のスクリューロータ３〜５を有するブレイトンサイクル機関１であって、基準スクリューロータ３と、基準スクリューロータ３と噛み合った状態で回転することにより、作動媒体が圧縮されながら運ばれる圧縮スクリューロータ４と、基準スクリューロータ３と噛み合った状態で回転することにより、作動媒体が膨張しながら運ばれる膨張スクリューロータ５と、を備え、基準スクリューロータ３の一部は、圧縮スクリューロータ４において圧縮される作動媒体と膨張スクリューロータ５において膨張する作動媒体とが熱交換を行う熱交換部Ｔを構成する。【選択図】図１
2014034939.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング内に配置された複数のスクリューロータを有するブレイトンサイクル機関であって、
基準スクリューロータと、
前記基準スクリューロータと噛み合った状態で回転することにより、作動媒体が圧縮されながら運ばれる圧縮スクリューロータと、
前記基準スクリューロータと噛み合った状態で回転することにより、作動媒体が膨張しながら運ばれる膨張スクリューロータと、を備え、
前記基準スクリューロータの一部は、前記圧縮スクリューロータにおいて圧縮される作動媒体と前記膨張スクリューロータにおいて膨張する作動媒体とが熱交換を行う熱交換部を構成することを特徴とするブレイトンサイクル機関。
【請求項２】
前記圧縮スクリューロータにおいて圧縮される作動媒体と前記膨張スクリューロータにおいて膨張する作動媒体とは、前記熱交換部に向かうように運ばれ、
前記ケーシングの外側には、前記熱交換部を挟むように加熱器及び冷却器が配置されている請求項１に記載のブレイトンサイクル機関。
【請求項３】
前記圧縮スクリューロータの回転軸に接続された発電機を更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のブレイトンサイクル機関。
【請求項４】
前記ケーシング内には、圧縮室及び膨張室が別々に形成され、
前記基準スクリューロータは、
前記圧縮室内に設けられ、前記圧縮スクリューロータと噛み合う第１のスクリューロータ部と、
前記膨張室内に設けられ、前記膨張スクリューロータと噛み合う第２のスクリューロータ部と、
前記第１のスクリューロータ部及び前記第２のスクリューロータ部と一体的に回転する共通回転軸と、を有し、
前記共通回転軸の一部は、前記熱交換部を構成している請求項１〜３のうち何れか一項に記載のブレイトンサイクル機関。
【請求項５】
前記基準スクリューロータ、前記圧縮スクリューロータ、及び前記膨張スクリューロータは、前記ケーシング内で同一の室内に配置され、
前記圧縮スクリューロータ及び前記膨張スクリューロータは、前記基準スクリューロータを挟んで配置されていることを特徴とする請求項１〜３のうち何れか一項に記載のブレイトンサイクル機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブレイトンサイクル機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、排熱回生のためのブレイトンサイクル機関に関する技術文献として、例えば下記の特許文献１が知られている。特許文献１には、作動媒体を圧縮するスクロール型圧縮器と、作動媒体を膨張させるスクロール型膨張器と、を備えたスクロール型のブレイトンサイクル機関が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２００５／０８０７５６号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ブレイトンサイクル機関においては、圧縮した作動媒体と膨張させた作動媒体とを熱交換させる熱交換器（再生器）を設けることでシステム効率の向上できる。一方で、ブレイトンサイクル機関は、車載性の向上等のため小型化・一体化が望まれており、熱交換器（再生器）を備えることで機関が大型化するという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、再生器を設けることなく排熱回生の効率を向上させることができ、小型化及び一体化に有利なブレイトンサイクル機関を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明は、ケーシング内に配置された複数のスクリューロータを有するブレイトンサイクル機関であって、基準スクリューロータと、基準スクリューロータと噛み合った状態で回転することにより、作動媒体が圧縮されながら運ばれる圧縮スクリューロータと、基準スクリューロータと噛み合った状態で回転することにより、作動媒体が膨張しながら運ばれる膨張スクリューロータと、を備え、基準スクリューロータの一部は、圧縮スクリューロータにおいて圧縮される作動媒体と膨張スクリューロータにおいて膨張する作動媒体とが熱交換を行う熱交換部を構成することを特徴とする。
【０００７】
本発明に係るブレイトンサイクル機関によれば、複数のスクリューロータを用いて作動媒体の圧縮又は膨張を行う構成とすることで、従来のブレイトンサイクル機関と比べて構成を一体的に配置することができ、小型化に有利である。しかも、このブレイトンサイクル機関によれば、基準スクリューロータの一部が熱交換部（再生器）として機能することで、別に再生器を設けることなく、排熱回生の効率を向上させることができる。従って、このブレイトンサイクル機関によれば、再生器を設けることなく排熱回生の効率を向上させることができ、小型化及び一体化に有利である。
【０００８】
本発明に係るブレイトンサイクル機関においては、圧縮スクリューロータにおいて圧縮される作動媒体と膨張スクリューロータにおいて膨張する作動媒体とは、熱交換部に向かうように運ばれ、ケーシングの外側には、熱交換部を挟むように加熱器及び冷却器が配置されていてもよい。
このブレイトンサイクル機関によれば、熱交換部を挟んで加熱器及び冷却器が独立して配置されるので、熱交換効率の向上を図ることができる。しかも、このブレイトンサイクル機関では、作動媒体が熱交換部に向かって集められ、ケーシングの出口から加熱器又は冷却器に送られる構成とすることで、ケーシングと加熱器又は冷却器との配管設計を最短にすることができる。この構成は、加熱器及び冷却器を含むブレイトンサイクル機関の一体化及び小型化に寄与する。
【０００９】
本発明に係るブレイトンサイクル機関においては、圧縮スクリューロータの回転軸に接続された発電機を更に備えていてもよい。
このブレイトンサイクル機関によれば、発電機を備えることによりスクリューロータの回転動力を電力として取り出すことが可能となる。また、このブレイトンサイクル機関では、発電機を圧縮スクリューロータの回転軸に接続する構成とすることで、圧縮スクリューロータ近傍に配置される冷却器により発電機を容易に冷却することができる。この構成は、発電機の冷却用配管を短くすることができるので、ブレイトンサイクル機関の小型化に有利である。
【００１０】
本発明に係るブレイトンサイクル機関においては、ケーシング内には、圧縮室及び膨張室が別々に形成され、基準スクリューロータは、圧縮室内に設けられ、圧縮スクリューロータと噛み合う第１のスクリューロータ部と、膨張室内に設けられ、膨張スクリューロータと噛み合う第２のスクリューロータ部と、第１のスクリューロータ部及び第２のスクリューロータ部と一体的に回転する共通回転軸と、を有し、共通回転軸の一部は熱交換部を構成していてもよい。
このブレイトンサイクル機関によれば、ケーシング内に圧縮室と膨張室とを別々に形成することで、圧縮及び膨張を同一の室内で行う場合と比べて、断熱効率を高めることができるので、排熱回生の効率を向上させることができる。また、このブレイトンサイクル機関では、第１のスクリューロータ部及び第２のスクリューロータ部の共通回転軸が熱交換部を構成することで、圧縮室内の作動媒体と及び膨張室内の作動媒体との熱交換を実現することができる。
【００１１】
本発明に係るブレイトンサイクル機関においては、基準スクリューロータ、圧縮スクリューロータ、及び膨張スクリューロータは、ケーシング内で同一の室内に配置され、圧縮スクリューロータ及び膨張スクリューロータは、基準スクリューロータを挟んで配置されていてもよい。
このブレイトンサイクル機関によれば、圧縮スクリューロータによって圧縮されながら送られる作動媒体と、膨張スクリューロータによって膨張されながら送られる作動媒体が基準スクリューロータを介して熱交換することができる。しかも、このブレイトンサイクル機関では、同一の室内に各スクリューロータが配置されるので、圧縮室と膨張室とを別々に分ける場合と比べて、機関の小型化及び一体化に有利である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、再生器を設けることなく排熱回生の効率を向上させることができ、小型化及び一体化に有利なブレイトンサイクル機関を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施形態に係るブレイトンサイクル機関を示す概略平面図である。
【図２】図１のブレイトンサイクル機関を示す概略側面図である。
【図３】（ａ）図１のIIIａ−IIIａ線に沿った概略断面図である。（ｂ）図１のIIIｂ−IIIｂ線に沿った概略断面図である。
【図４】第２の実施形態に係るブレイトンサイクル機関を示す概略平面図である。
【図５】図４のブレイトンサイクル機関を示す概略側面図である。
【図６】回転軸方向から見た図４のブレイトンサイクル機関を示す概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１５】
［第１の実施形態］
図１及び図２に示す第１の実施形態のブレイトンサイクル機関１は、車両に搭載され、作動媒体の循環によりエンジンの排熱を回生するスクリュー式の外燃機関である。作動媒体は、ヘリウムＨｅ等の比熱比の大きな媒体が望ましい。
【００１６】
ブレイトンサイクル機関１は、ケーシング２に収容された複数のスクリューロータ３〜５と、スクリューロータ３〜５によって圧縮又は膨張される作動媒体の加熱・冷却を行う加熱器６及び冷却器７と、スクリューロータ３〜５の回転動力を電力に変える発電機８を備えている。
【００１７】
スクリューロータ３〜５は、基準スクリューロータ３、圧縮スクリューロータ４、膨張スクリューロータ５に分けられる。以下、順に説明を行う。
【００１８】
基準スクリューロータ３は、基準回転軸（共通回転軸）９、第１のスクリューロータ部１０、及び第２のスクリューロータ部１１を有する回転体である。
【００１９】
基準回転軸９は、水平方向に延在する軸部材であり、ケーシング２の壁に取付けられた軸受部材によって回転自在に支持されている。ケーシング２内には、作動媒体を圧縮するための圧縮室Ｃと作動媒体を膨張させるための膨張室Ｅが別々に形成されており、基準回転軸９は、隣り合う圧縮室Ｃ及び膨張室Ｅの両方にわたって延在している。すなわち、基準回転軸９は、圧縮室Ｃ及び膨張室Ｅを隔てる壁２ａを貫いて延在しており、第１のスクリューロータ部１０及び第２のスクリューロータ部１１の間は他の部分と比べて直径が大きく形成されている。なお、ケーシング２は十分な断熱性、耐久性、気密性を有する筐体である。
【００２０】
第１のスクリューロータ部１０及び第２のスクリューロータ部１１は、スクリュー歯溝（スクリュー状の凹凸）が側面に形成された円柱状の部分である。第１のスクリューロータ部１０及び第２のスクリューロータ部１１は、基準回転軸９と一体的に回転する。
【００２１】
第１のスクリューロータ部１０は、ケーシング２内の圧縮室Ｃに設けられており、圧縮スクリューロータ４と噛み合っている。一方、第２のスクリューロータ部１１は、ケーシング２内の膨張室Ｅに設けられており、膨張スクリューロータ５と噛み合っている。なお、第１のスクリューロータ部１０のスクリュー歯溝と第２のスクリューロータ部１１のスクリュー歯溝は、同一形状である必要はなく、形状やピッチが異なっていてもよい。
【００２２】
圧縮スクリューロータ４は、圧縮室Ｃ内に配置され、基準回転軸９と平行に延在する回転軸４ａを中心として回転する円柱状の部材である。圧縮スクリューロータ４の側面には、第１のスクリューロータ部１０と噛み合うスクリュー歯溝が形成されている。
【００２３】
圧縮スクリューロータ４は、第１のスクリューロータ部１０と噛み合った状態で回転することにより、各ロータのスクリュー歯溝が形成する間隙内の作動媒体を運びながら圧縮する。圧縮スクリューロータ４のうち第１のスクリューロータ部１０と噛み合っている部分以外は、僅かな隙間（例えばミクロン単位の隙間）を介してケーシング２に覆われている。
【００２４】
圧縮室Ｃには、作動媒体の出入口となる圧縮室入口Ｑ１及び圧縮室出口Ｑ２が形成されている。圧縮室入口Ｑ１は、圧縮室Ｃのうち膨張室Ｅと反対側（発電機８側）の上部に形成されており、圧縮室出口Ｑ２は、圧縮室Ｃのうち膨張室Ｅ側の下部に形成されている。圧縮スクリューロータ４及び第１のスクリューロータ部１０は、回転軸４ａの延在方向で圧縮室入口Ｑ１から圧縮室出口Ｑ２に向かって作動媒体を運ぶ。
【００２５】
圧縮スクリューロータ４のスクリュー歯溝は、作動媒体の送り方向（運び方向）に向かって第１のスクリューロータ部１０のスクリュー歯溝と形成する間隙（クリアランス）が小さくなるように形成されている。これにより、圧縮スクリューロータ４及び第２のスクリューロータ部１１の間隙内の作動媒体は、断熱性のケーシング２内で運ばれながら次第に圧縮される。
【００２６】
膨張スクリューロータ５は、膨張室Ｅ内に配置され、基準回転軸９と平行に延在する回転軸５ａを中心として回転する円柱状の部材である。膨張スクリューロータ５の回転軸５ａは、圧縮スクリューロータ４の回転軸４ａから見て基準回転軸９の反対側に位置している。膨張スクリューロータ５の側面には、第２のスクリューロータ部１１と噛み合うスクリュー歯溝が形成されている。
【００２７】
膨張スクリューロータ５は、第２のスクリューロータ部１１と噛み合った状態で回転することにより、各ロータのスクリュー歯溝が形成する間隙内の作動媒体を運びながら膨張させる。膨張スクリューロータ５のうち第２のスクリューロータ部１１と噛み合っている部分以外は、僅かな隙間（例えばミクロン単位の隙間）を介してケーシング２に覆われている。
【００２８】
膨張室Ｅには、作動媒体の出入口となる膨張室入口Ｐ１及び膨張室出口Ｐ２が形成されている。膨張室入口Ｐ１は、膨張室Ｅのうち圧縮室Ｃと反対側の下部に形成されており、膨張室出口Ｐ２は、膨張室Ｅのうち圧縮室Ｃ側の上部に形成されている。膨張スクリューロータ５及び第２のスクリューロータ部１１は、回転軸５ａの延在方向で膨張室入口Ｐ１から膨張室出口Ｐ２に向かって作動媒体を運ぶ。すなわち、圧縮室Ｃ内の作動媒体と膨張室Ｅ内の作動媒体とは、平行かつ逆の向きで、圧縮室Ｃ及び膨張室Ｅを隔てる壁２ａに集まるように運ばれる。
【００２９】
膨張スクリューロータ５のスクリュー歯溝は、作動媒体の送り方向（運び方向）に向かって第２のスクリューロータ部１１のスクリュー歯溝と形成する間隙（クリアランス）が大きくなるように形成されている。これにより、膨張スクリューロータ５及び第２のスクリューロータ部１１の間隙内の作動媒体は、断熱性のケーシング２内で運ばれながら次第に膨張される。
【００３０】
加熱器６は、回収熱源（車両のエンジンの排気ガス）により作動媒体を等圧加熱するものである。加熱器６は、ケーシング２の下方に設けられており、配管を通じてケーシング２の膨張室入口Ｐ１及び圧縮室出口Ｑ２と接続されている。加熱器６の構成は、圧力変動なしに回収熱源から作動媒体に熱移動できるものであれば特に限定されず、一般的な熱交換器の構成を採用することができる。
【００３１】
冷却器７は、冷却熱源（冷却水や空気）により作動媒体を等圧冷却するものである。冷却器７は、ケーシング２の上方に設けられており、配管を通じてケーシング２の圧縮室入口Ｑ１及び膨張室出口Ｐ２と接続されている。冷却器７の構成は、圧力変動なしに作動媒体から冷却熱源に熱移動できるものであれば特に限定されず、一般的な熱交換器の構成を採用することができる。
【００３２】
発電機８は、圧縮スクリューロータ４の回転軸４ａと接続されており、圧縮スクリューロータ４の回転動力を電力に変換する。これにより、排気ガスの熱エネルギーの電力回生が行われる。発電機８は、生じた電力を図示しないバッテリー等に蓄積する。発電機８は、圧縮スクリューロータ４の上方に位置する冷却器７により冷却されている。
【００３３】
なお、ブレイトンサイクル機関１は、必ずしも発電機８を備える必要はなく、スクリューロータ３〜５の回転を動力として出力してもよい。この場合、動力の出力は、いずれの回転軸からも行うことができる。
【００３４】
以上の構成を有するブレイトンサイクル機関１では、基準スクリューロータ３の一部が熱交換部Ｔを構成する。熱交換部Ｔとは、圧縮室Ｃで圧縮された作動媒体と膨張室Ｅで膨張された作動媒体とが熱交換を行う部位である。この熱交換部Ｔを挟むように加熱器６及び冷却器７が配置されている。圧縮室Ｃ及び膨張室Ｅ内の作動媒体は、熱交換部Ｔに向かうように運ばれる。
【００３５】
具体的には、基準回転軸９のうち壁２ａ付近の部分は熱交換部Ｔを構成する。圧縮室Ｃ及び膨張室Ｅにわたって延在する基準回転軸９を通じて、圧縮室Ｃ内の作動媒体と膨張室Ｅ内の作動媒体との熱交換が行われる。壁２ａ付近の基準回転軸９は、熱交換効率を高めるため軸径が太く形成されている。また、壁２ａ付近の基準回転軸９は、熱伝導率の高い材料から構成されていてもよく、基準回転軸９の周囲に熱伝導性の高い円筒部材などが取り付けられていてもよい。加熱器６、冷却器７、圧縮膨張機（各スクリューロータ３〜５）、及び発電機８の単体効率向上がシステム効率向上に寄与する。
【００３６】
次に、ブレイトンサイクル機関１における排熱回生について図面を参照して説明する。図３（ａ）は、図１のIIIａ−IIIａに沿った概略断面図である。図３（ｂ）は、図１のIIIｂ−IIIｂに沿った概略断面図である。
【００３７】
図１〜図３に示されるように、ブレイトンサイクル機関１では、車両のエンジンから排出された排気ガスが回収熱源として加熱器６に送られ、加熱器６において作動媒体が等圧加熱される。
【００３８】
加熱器６において加熱された作動媒体は、ケーシング２の膨張室入口Ｐ１から膨張室Ｅ内へ送られる。膨張室Ｅでは、膨張スクリューロータ５及び第２のスクリューロータ部１１の回転により作動媒体は膨張しながら膨張室出口Ｐ２へ向かって運ばれる。
【００３９】
膨張室Ｅでは、膨張の過程において作動媒体に与えられた熱エネルギーが動力として回収される。動力の一部は、基準スクリューロータ３及び圧縮スクリューロータ４の回転に使用され、残りは発電機８によって電力に変換される。
【００４０】
断熱性のケーシング２内で膨張される高温の作動媒体は、圧縮室Ｃ及び膨張室Ｅを隔てる壁２ａの付近において、圧縮室Ｃ側の低温の作動媒体と熱交換を行う。熱交換は、主に基準回転軸９を介して行われる。
【００４１】
熱交換間を行った作動媒体は、膨張室出口Ｐ２を通じて冷却器７に送り込まれる。冷却器７では、冷却水等の冷却熱源と熱交換することで作動媒体が等圧冷却される。冷却器７において冷却された作動媒体は、ケーシング２の圧縮室入口Ｑ１から圧縮室Ｃ内へ送られる。
【００４２】
圧縮室Ｃでは、圧縮スクリューロータ４及び第１のスクリューロータ部１０の回転により作動媒体は圧縮されながら圧縮室出口Ｑ２へ向かって運ばれる。断熱性のケーシング２内で圧縮される低温の作動媒体は、圧縮室Ｃ及び膨張室Ｅを隔てる壁２ａの付近において、膨張室Ｅ側の高温の作動媒体と熱交換を行う。その後、作動媒体は、圧縮室出口Ｑ２から加熱器６へと送り出され、再び循環する。
【００４３】
以上説明した第１の実施形態に係るブレイトンサイクル機関１によれば、複数のスクリューロータ３〜５を用いて作動媒体の圧縮又は膨張を行う構成とすることで、従来のブレイトンサイクル機関と比べて、構成を一体的に配置することができ、小型化に有利である。
【００４４】
しかも、このブレイトンサイクル機関１では、基準スクリューロータ３の一部が熱交換部（再生器）Ｔとして機能することで、別に再生器を設けることなく、排熱回生の効率を向上させることができる。従って、このブレイトンサイクル機関１によれば、再生器を設けることなく排熱回生の効率を向上させることができ、小型化及び一体化に非常に有利である。
【００４５】
また、このブレイトンサイクル機関１によれば、熱交換部Ｔを挟んで加熱器６及び冷却器７が独立して配置されるので、熱交換効率の向上を図ることができる。しかも、このブレイトンサイクル機関１では、作動媒体が熱交換部Ｔに向かって集められ、ケーシング２の逆方向に設けられた出口Ｐ２，Ｑ２から加熱器６や冷却器７に送られる構成とすることで、ケーシング２と加熱器６又は冷却器７との配管設計を最短にすることができる。このことは、加熱器６や冷却器７を含むブレイトンサイクル機関１の一体化及び小型化に寄与する。
【００４６】
また、このブレイトンサイクル機関１によれば、発電機８を備えることにより圧縮スクリューロータ４の回転を電力として取り出すことが可能となる。また、このブレイトンサイクル機関１では、発電機８を圧縮スクリューロータ４の回転軸４ａに接続する構成とすることで、圧縮スクリューロータ４の近傍に配置される冷却器７により発電機８を容易に冷却することができる。この構成は、発電機８の冷却用配管を短くすることができるので、ブレイトンサイクル機関１の小型化に有利である。
【００４７】
更に、このブレイトンサイクル機関１では、ケーシング２内に圧縮室と膨張室とを別々に形成することで、圧縮及び膨張を同一の室内で行う場合と比べて、断熱効率を高めることができるので、排熱回生の効率を向上させることができる。そして、このブレイトンサイクル機関１では、第１のスクリューロータ部１０及び第２のスクリューロータ部１１を一体的に回転させる基準回転軸９が熱交換部Ｔを構成することで、圧縮室Ｃ内の作動媒体と及び膨張室Ｅ内の作動媒体との熱交換を実現することができる。
【００４８】
［第２の実施形態］
図４〜図６に示す第２の実施形態のブレイトンサイクル機関２１は、第１の実施形態に係るブレイトンサイクル機関１と比べて、ケーシング２２内の共通室Ｓ内に全てのスクリューロータ２３〜２５が配置されている点が大きく異なっている。なお、図５及び図６において紙面手前側のケーシング２２の壁は図示していない。
【００４９】
具体的には、第２の実施形態のブレイトンサイクル機関２１では、ケーシング２２内が圧縮室と膨張室とに分かれておらず、共通室Ｓ内（同一の室内）で作動媒体の圧縮及び膨張が行われる。共通室Ｓには、膨張用入口Ｎ１、膨張用出口Ｎ２、圧縮用入口Ｍ１、及び圧縮用出口Ｍ２の全てが設けられている。
【００５０】
第２の実施形態に係る基準スクリューロータ２３は、基準回転軸２３ａを中心として回転する円柱状の部材である。基準スクリューロータ２３は、一つのロータ部分で圧縮スクリューロータ２４及び膨張スクリューロータ２５の両方に対応するため、第１の実施形態と比べて、ロータ部分が基準回転軸２３ａの延在方向で長く形成されている。基準スクリューロータ２３の側面には、同一パターンのスクリュー歯溝が形成されている。
【００５１】
圧縮スクリューロータ２４及び膨張スクリューロータ２５は、基準スクリューロータ２３を挟んで平行に配置されている。圧縮スクリューロータ２４の構成は、第１の実施形態における圧縮スクリューロータ４と同様である。圧縮スクリューロータ２４は、基準スクリューロータ２３の発電機８側の部分と噛み合うように配置されている。圧縮スクリューロータ２４は、回転軸２４ａを中心として回転され、回転軸２４ａは発電機８に接続されている。
【００５２】
冷却器７から圧縮用入口Ｍ１へ送り込まれた作動媒体は、圧縮スクリューロータ２４及び基準スクリューロータ２３の回転によって圧縮しながら圧縮用出口Ｍ２に向かって運ばれ、加熱器６へ送り出される。
【００５３】
膨張スクリューロータ２５の構成も第１の実施形態における膨張スクリューロータ５と同様である。膨張スクリューロータ２５は、基準スクリューロータ２３のうち発電機８と反対側の部分と噛み合うように配置されている。膨張スクリューロータ２５は、回転軸２５ａを中心として回転する。
【００５４】
加熱器６から膨張用入口Ｎ１へ送り込まれた作動媒体は、膨張スクリューロータ２５及び基準スクリューロータ２３の回転によって膨張しながら膨張用出口Ｎ２に向かって運ばれ、冷却器７へ送り出される。
【００５５】
第２の実施形態のブレイトンサイクル機関２１では、基準スクリューロータ２３の中央部分が熱交換部Ｔを主に構成する。すなわち、圧縮スクリューロータ２４において圧縮される低温の作動媒体と膨張スクリューロータ２５において膨張する高温の作動媒体とは、基準スクリューロータ２３の中央部分を通じて熱交換を行う。圧縮スクリューロータ２４及び膨張スクリューロータ２５は、この熱交換部Ｔの部分を挟むように配置されている。
【００５６】
以上説明した第２の実施形態のブレイトンサイクル機関２１によれば、圧縮される低温の作動媒体と、膨張する高温の作動媒体とが基準スクリューロータ２３を介して熱交換することができるので、第１の実施形態と同様に再生器を設けることなく排熱回生の効率を向上させることができる。しかも、このブレイトンサイクル機関２１によれば、共通室Ｓ内（同一の室内）にスクリューロータ２３〜２５が配置されるので、圧縮室と膨張室とを別々に分ける場合と比べて、機関の小型化及び一体化に非常に有利である。
【００５７】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、本発明は、車載用に限定されるものではなく、船舶その他の移動体、又は固定施設に適用することもできる。また、発電機は必ず備える必要はない。
【００５８】
更に、スクリューロータの形状は上述したものに限られず、例えばテーパ状に形成されていてもよい。また、スクリューロータの配置は、上述したものに限られずスクリューロータが上下方向に延在するように配置してもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１，２１…ブレイトンサイクル機関  ２、２２…ケーシング  ２ａ…壁  ３，２３…基準スクリューロータ  ４，２４…圧縮スクリューロータ  ４ａ，２４ａ…回転軸  ５，２５…膨張スクリューロータ  ５ａ，２５ａ…回転軸  ６…加熱器  ７…冷却器  ８…発電機  ９，２３ａ…基準回転軸（共通回転軸）  １０…第１のスクリューロータ部  １１…第２のスクリューロータ部  Ｃ…圧縮室  Ｅ…膨張室  Ｓ…共通室  Ｐ１…膨張室入口  Ｐ２…膨張室出口  Ｑ１…圧縮室入口  Ｑ２…圧縮室出口  Ｎ１…膨張用入口  Ｎ２…膨張用出口  Ｍ１…圧縮用入口  Ｍ２…圧縮用出口  Ｔ…熱交換部
【図１】
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【図２】
2014034939.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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