ブレイトンサイクル

この用語のポイント

簡単にいうと…

ブレイトンサイクルとは

　ガスタービンエンジンやジェットエンジンといった熱機関の理論サイクル

という技術原理です。

詳しくいうと…

熱機関の理論サイクルについて

ガスタービンエンジンやジェットエンジン内部における

圧力と、体積との関係をグラフにすると、下図の感じになります：

　①吸気口（青色）

　②圧縮機（紫色）

　③燃焼器・タービン（赤色）

　④排気口（茶色）、です。

このうち、③のタイミングで燃焼が行なわれ熱量がやってきて、④のタイミングで残存熱量が排気されます。

黄色の面積部分が、エンジンの行なう正味の仕事量となります。

なお、他エンジンのサイクルとのちがいとして、①吸気と④排気が等圧（＝大気圧下）で行われる点が挙げられます。

また、ジェットエンジンなどでは、一度燃焼されたガスを再燃焼するアフターバーナーという仕組みによって、仕事量の黄色面積を一時的に増やすことができます。

左図がそれを示しています。

熱効率について

ブレイトンサイクルの熱効率は下式によって求められます：

　$熱効率　＝　\frac{正味の仕事量}{単位質量あたりの加熱量}$

　　　　 　 $＝　1 － \frac{1}{圧力比^\frac{(比熱比－1)}{比熱比}}$

ここで圧力比とは、先述の②圧縮において、

圧縮機を通る前／後の空気流の圧力差を指します。

（先ほどのグラフでいうと、上下の高低差にあたります）

気化燃料に依存する比熱比を別とすると、

ブレイトンサイクルにしたがうエンジンの熱効率を改良するには

この圧力比の改善・調整が重要になることがわかります。

ちなみに一般的なガスタービンでは、この圧力比は11～16だそうです。

つまり…

ブレイトンサイクルとは

　ガスタービンエンジンやジェットエンジンの熱機関の理論サイクルで、圧縮行程での圧縮比が熱効率にとって重要な

技術原理なわけです。

歴史のツボっぽくいうと…

1791年　イギリスの技術者ジョン・ハーバーが、

　　　　 ガスタービンの理論サイクルに関する特許を取得する。

1872年　アメリカの技術者ジョージ・ブレイトンが、

　　　　 ハーバーの理論サイクルに該当するピストンエンジンを発明する。

<参考文献>（2018/09/09 visited）