下記の実施形態１〜３等において説明する各図は、模式的な図であり、図中において各構成要素の大きさや厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。
Each figure described in the following first to third embodiments is a schematic diagram, and in the figure, the ratio of the size and thickness of each component does not necessarily reflect the actual dimensional ratio. Not exclusively.
（実施形態１）
以下では、本実施形態の分離装置１ａについて、図１〜４に基づいて説明する。図１は、図４のＸ−Ｘ線断面に対応する横断面図である。また、図２は、図４のＹ−Ｙ線断面に対応する縦断面図である。
(Embodiment 1)
Below, the separation apparatus 1a of this embodiment is demonstrated based on FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional view corresponding to a cross section taken along line XX of FIG. 2 is a vertical cross-sectional view corresponding to the cross section along line YY of FIG.
分離装置１ａは、外筒体２と、回転体（ロータ）３と、羽根３６と、動力部４と、を備える。外筒体２は、第１端２１に気体の流入口２３を有し、第２端２２に気体の流出口２４を有する。回転体３は、外筒体２の内側において、回転中心軸３０が外筒体２の中心軸２０と揃うように配置されている。羽根３６は、回転体３と外筒体２との間に配置され、回転体３に連結されている。動力部４は、回転体３を回転させる。外筒体２と回転体３との間には流入口２３側から流出口２４側に向かう流路５が形成されている。回転体３は、第１端３１が閉じており第２端３２に開口部３４を有した有底筒状である。開口部３４は、回転体３の回転中心軸３０に沿った方向において流出口２４側にある。回転体３の回転中において、回転体３の内部空間３５の圧力が、開口部３４の外側周辺の空間の圧力に比して低い。
The separation device 1 a includes an outer cylindrical body 2, a rotating body (rotor) 3, blades 36, and a power unit 4. The outer cylinder 2 has a gas inlet 23 at the first end 21 and a gas outlet 24 at the second end 22. The rotating body 3 is disposed inside the outer cylinder 2 so that the rotation center axis 30 is aligned with the center axis 20 of the outer cylinder 2. The blades 36 are disposed between the rotating body 3 and the outer cylinder 2 and are connected to the rotating body 3. The power unit 4 rotates the rotating body 3. A channel 5 is formed between the outer cylinder 2 and the rotating body 3 from the inlet 23 side toward the outlet 24 side. The rotating body 3 has a bottomed cylindrical shape with the first end 31 closed and the second end 32 having an opening 34. The opening 34 is on the outlet 24 side in the direction along the rotation center axis 30 of the rotating body 3. During the rotation of the rotating body 3, the pressure in the internal space 35 of the rotating body 3 is lower than the pressure in the space around the outside of the opening 34.
以上の構成により、分離装置１ａは、回転体３の回転中において、回転体３の内部空間３５の圧力が、開口部３４の外側周辺の空間の圧力に比して低いことにより、回転体３の内部空間３５に空気から分離された固体を溜めることが可能となり、外筒体２の外側（外筒体２の外周面側）の捕集部を不要にすることが可能となる。回転体３の回転方向は、回転体３を第２端３２側から見て、時計回りの方向Ａ１（図４参照）である。回転体３の回転方向は、回転体３を第１端３１側から見て、反時計回りの方向である。
With the above configuration, the separating device 1a is configured so that the rotating body 3 has a lower pressure in the internal space 35 of the rotating body 3 than the pressure in the space around the outside of the opening 34 during the rotation of the rotating body 3. The solid separated from the air can be stored in the internal space 35, and the collection part on the outer side of the outer cylinder 2 (the outer peripheral surface side of the outer cylinder 2) can be made unnecessary. The rotating direction of the rotating body 3 is a clockwise direction A1 (see FIG. 4) when the rotating body 3 is viewed from the second end 32 side. The rotating direction of the rotating body 3 is a counterclockwise direction when the rotating body 3 is viewed from the first end 31 side.
空気中の固体としては、例えば、微粒子、塵埃等が挙げられる。微粒子としては、例えば、粒子状物質等を挙げることができる。粒子状物質としては、微粒子として直接空気中に放出される一次生成粒子、気体として空気中に放出されたものが空気中で微粒子として生成される二次生成粒子等がある。一次生成粒子としては、例えば、土壌粒子（黄砂等）、粉塵、植物性粒子（花粉等）、動物性粒子（カビの胞子等）、煤等が挙げられる。粒子状物質は、大きさの分類として、例えば、ＰＭ２．５（微小粒子状物質）、ＰＭ１０、ＳＰＭ（浮遊粒子状物質）等を挙げることができる。ＰＭ２．５は、粒子径２．５μｍで５０％の捕集効率を持つ分粒装置を透過する微粒子である。ＰＭ１０は、粒子径１０μｍで５０％の捕集効率を持つ分粒装置を透過する微粒子である。ＳＰＭは、粒子径１０μｍで１００％の捕集効率を持つ分粒装置を透過する微粒子であり、ＰＭ６．５−７．０に相当し、ＰＭ１０よりも少し小さな微粒子である。
Examples of the solid in the air include fine particles and dust. Examples of the fine particles include particulate substances. As the particulate matter, there are primary generated particles that are directly released into the air as fine particles, secondary generated particles that are released into the air as a gas and are generated as fine particles in the air, and the like. Examples of the primary generated particles include soil particles (such as yellow sand), dust, vegetable particles (such as pollen), animal particles (such as mold spores), and soot. Examples of the size classification of the particulate matter include PM2.5 (microparticulate matter), PM10, SPM (floating particulate matter) and the like. PM2.5 is a fine particle that passes through a sizing device having a particle diameter of 2.5 μm and a collection efficiency of 50%. PM10 is a fine particle that passes through a sizing device having a particle diameter of 10 μm and a collection efficiency of 50%. SPM is fine particles that pass through a sizing device having a particle diameter of 10 μm and a collection efficiency of 100%, corresponds to PM 6.5-7.0, and is slightly smaller than PM10.
上述のように、分離装置１ａは、羽根３６を備える。これにより、分離装置１ａは、回転体３が回転することで、流路５に流入した空気に対して回転中心軸３０のまわりの回転方向の力を与えることが可能となる。よって、分離装置１ａは、複数の羽根３６を備えていない場合と比べて、固体が流路５を通過するのに要する時間を長くすることが可能となり、分離性能の向上を図れる。
As described above, the separation device 1 a includes the blades 36. Thereby, the separation device 1a can apply a force in the rotation direction around the rotation center axis 30 to the air flowing into the flow path 5 by the rotation of the rotating body 3. Therefore, compared to the case where the separation device 1a does not include the plurality of blades 36, it is possible to increase the time required for the solid to pass through the flow path 5 and to improve the separation performance.
分離装置１ａは、外筒体２の第２端２２に接続された筒体６を備える。筒体６は、その内部空間６５が流出口２４に連通している。筒体６は、外筒体２の第２端２２から離れるにつれて開口面積が小さくなっている。これにより、分離装置１ａは、筒体６の内部空間６５から回転体３の内部空間３５側へ向かう気流を生じやすくなり、回転体３の内壁面３８に固体を捕集しやすくなる。
The separation device 1 a includes a cylindrical body 6 connected to the second end 22 of the outer cylindrical body 2. The cylindrical body 6 has an internal space 65 communicating with the outlet 24. The cylindrical body 6 has an opening area that decreases as the distance from the second end 22 of the outer cylindrical body 2 increases. As a result, the separation device 1a easily generates an air flow from the internal space 65 of the cylindrical body 6 toward the internal space 35 of the rotating body 3 and easily collects the solid on the inner wall surface 38 of the rotating body 3.
分離装置１ａの各構成要素については、以下に、より詳細に説明する。
Each component of the separation device 1a will be described in more detail below.
上述のように、分離装置１ａは、外筒体２と、回転体３と、羽根３６と、動力部４と、を備える。
As described above, the separation device 1a includes the outer cylindrical body 2, the rotating body 3, the blades 36, and the power unit 4.
外筒体２は、円筒状に形成されている。外筒体２の材料としては、例えば、金属、合成樹脂等を採用することができる。外筒体２は、導電性を有するのが好ましい。これにより、分離装置１ａでは、外筒体２の帯電を抑制することが可能となる。
The outer cylinder 2 is formed in a cylindrical shape. As a material of the outer cylindrical body 2, for example, a metal, a synthetic resin, or the like can be used. The outer cylinder 2 preferably has conductivity. Thereby, in the separation apparatus 1a, it becomes possible to suppress the charging of the outer cylindrical body 2.
回転体３は、外筒体２の内側に配置されている。回転体３は、有底円筒状に形成されている。回転体３は、第１端３１が閉じており、第２端３２に開口部３４を有する。回転体３は、回転中心軸３０が外筒体２の中心軸２０と揃うように配置されている。要するに、回転体３は、外筒体２の内側で外筒体２と同軸的に配置されている。「外筒体２と同軸的に配置され」とは、回転体３が、回転体３の回転中心軸３０を外筒体２の中心軸２０に揃えるように配置されていることを意味する。回転体３の回転中心軸３０に沿った方向において、回転体３は、外筒体２よりも短い。開口部３４は、外筒体２の中心軸２０に沿った方向において流出口２４側にある。回転体３は、非多孔質の構造体である。回転体３の材料としては、例えば、金属、合成樹脂等を採用することができる。
The rotating body 3 is disposed inside the outer cylindrical body 2. The rotating body 3 is formed in a bottomed cylindrical shape. The rotating body 3 is closed at the first end 31 and has an opening 34 at the second end 32. The rotating body 3 is arranged so that the rotation center axis 30 is aligned with the center axis 20 of the outer cylinder 2. In short, the rotating body 3 is arranged coaxially with the outer cylinder 2 inside the outer cylinder 2. “Arranged coaxially with the outer cylinder 2” means that the rotating body 3 is arranged so that the rotation center axis 30 of the rotating body 3 is aligned with the center axis 20 of the outer cylinder 2. The rotating body 3 is shorter than the outer cylindrical body 2 in the direction along the rotation center axis 30 of the rotating body 3. The opening 34 is on the outlet 24 side in the direction along the central axis 20 of the outer cylindrical body 2. The rotating body 3 is a non-porous structure. As a material of the rotating body 3, for example, a metal, a synthetic resin, or the like can be used.
分離装置１ａは、羽根３６（以下、「第１羽根３６」という）が複数設けられている。複数の第１羽根３６の各々は、回転体３に連結されている。複数の第１羽根３６の各々は、回転体３と外筒体２とのうち回転体３のみと連結されている。「回転体３のみと連結」とは、複数の第１羽根３６の各々が、回転体３と別部材として形成され回転体３に固定されている場合に限らず、例えば、回転体３と一体に形成されている場合も含む。
The separation device 1a is provided with a plurality of blades 36 (hereinafter referred to as “first blades 36”). Each of the plurality of first blades 36 is connected to the rotating body 3. Each of the plurality of first blades 36 is connected to only the rotating body 3 among the rotating body 3 and the outer cylindrical body 2. “Connected only to the rotating body 3” is not limited to the case where each of the plurality of first blades 36 is formed as a separate member from the rotating body 3 and is fixed to the rotating body 3. The case where it is formed is included.
複数の第１羽根３６の各々は、回転体３の外周面３７と外筒体２の内周面２７との間の空間（流路５）において回転体３の回転中心軸３０と平行に配置されている。複数の第１羽根３６は、図４に示すように回転体３の周方向において離れて配置されているのが好ましい。
Each of the plurality of first blades 36 is arranged in parallel to the rotation center axis 30 of the rotating body 3 in a space (flow path 5) between the outer peripheral surface 37 of the rotating body 3 and the inner peripheral surface 27 of the outer cylindrical body 2. Has been. As shown in FIG. 4, the plurality of first blades 36 are preferably arranged apart from each other in the circumferential direction of the rotating body 3.
複数の第１羽根３６の各々は、外筒体２の内周面２７との間に隙間が形成されるように配置されている。言い換えれば、分離装置１ａは、複数の第１羽根３６の各々と外筒体２の内周面２７との間に隙間がある。ここにおいて、複数の第１羽根３６の各々における回転体３の外周面３７からの突出長さは、回転体３の径方向における回転体３の外周面３７と外筒体２の内周面２７との距離よりも短い。複数の第１羽根３６の各々の材料としては、例えば、金属、合成樹脂、ゴム等を採用することができる。分離装置１ａでは、動力部４により回転体３を回転させると、回転体３と複数の第１羽根３６とが同じ方向に回転する。
Each of the plurality of first blades 36 is arranged such that a gap is formed between the inner peripheral surface 27 of the outer cylindrical body 2. In other words, the separating device 1a has a gap between each of the plurality of first blades 36 and the inner peripheral surface 27 of the outer cylindrical body 2. Here, the protruding length from the outer peripheral surface 37 of the rotating body 3 in each of the plurality of first blades 36 is the outer peripheral surface 37 of the rotating body 3 and the inner peripheral surface 27 of the outer cylindrical body 2 in the radial direction of the rotating body 3. And shorter than the distance. As a material of each of the plurality of first blades 36, for example, metal, synthetic resin, rubber, or the like can be employed. In the separation device 1a, when the rotating body 3 is rotated by the power unit 4, the rotating body 3 and the plurality of first blades 36 rotate in the same direction.
動力部４は、回転体３を回転させるためのモータ４０である。モータ４０は、回転体３を回転体３の回転中心軸３０のまわりで回転させる。モータ４０は、例えば、直流モータである。モータ４０は、例えば、外部の駆動回路により駆動される。モータ４０は、モータ本体４１と、モータ本体４１から一部が突出している円柱状の回転軸（シャフト）４２と、を備える。モータ本体４１の外周形状は、回転軸４２に沿った方向から見て円形状であるのが好ましい。モータ本体４１の外径は、回転体３の内径よりも小さいのが好ましい。モータ４０は、外筒体２の第２端２２に接続された筒体６内に配置されている。
The power unit 4 is a motor 40 for rotating the rotating body 3. The motor 40 rotates the rotating body 3 around the rotation center axis 30 of the rotating body 3. The motor 40 is, for example, a direct current motor. The motor 40 is driven by, for example, an external drive circuit. The motor 40 includes a motor main body 41 and a columnar rotation shaft (shaft) 42 partially protruding from the motor main body 41. The outer peripheral shape of the motor body 41 is preferably circular when viewed from the direction along the rotation shaft 42. The outer diameter of the motor body 41 is preferably smaller than the inner diameter of the rotating body 3. The motor 40 is disposed in the cylinder 6 connected to the second end 22 of the outer cylinder 2.
分離装置１ａは、回転体３とモータ４０の回転軸４２との両方に連結されたシャフト７を備える。ここで、シャフト７は、丸棒状であり、長手方向の第１端７１と、第１端７１とは反対側の第２端７２と、を有する。シャフト７の材質は、例えば、ステンレス鋼である。
The separation device 1 a includes a shaft 7 connected to both the rotating body 3 and the rotating shaft 42 of the motor 40. Here, the shaft 7 has a round bar shape, and has a first end 71 in the longitudinal direction and a second end 72 opposite to the first end 71. The material of the shaft 7 is, for example, stainless steel.
分離装置１ａは、シャフト７と回転体３とを連結する連結装置１０を備える。シャフト７は、回転体３の第１端３１の底壁３１１における中央に形成された挿通孔３１２に挿通されている。分離装置１ａでは、回転体３の第１端３１において、回転するシャフト７を通す必要があるので、連結装置１０の一部を挿通孔３１２の内側に配置させても、回転体３の第１端３１を厳密には閉じることはできず、隙間がある。そのうえで、分離装置１ａは、回転体３の内部空間３５を減圧することができる。言い換えれば、「回転体３は、第１端３１が閉じている」とは、厳密に閉じていることを意味するのではなく、回転体３の回転中に回転体３の内部空間３５が減圧される程度に回転体３の第１端３１が閉じていることを意味する。
The separation device 1 a includes a connecting device 10 that connects the shaft 7 and the rotating body 3. The shaft 7 is inserted through an insertion hole 312 formed at the center of the bottom wall 311 of the first end 31 of the rotating body 3. In the separation device 1a, since it is necessary to pass the rotating shaft 7 at the first end 31 of the rotator 3, even if a part of the coupling device 10 is disposed inside the insertion hole 312, the first of the rotator 3 The end 31 cannot be strictly closed and there is a gap. In addition, the separation device 1 a can depressurize the internal space 35 of the rotating body 3. In other words, “the rotating body 3 has the first end 31 closed” does not mean that the rotating body 3 is strictly closed, but the internal space 35 of the rotating body 3 is decompressed during the rotation of the rotating body 3. This means that the first end 31 of the rotator 3 is closed to the extent that is achieved.
連結装置１０は、例えば、図３に示すように、ハブ１０１と、挟み板１０２と、複数の取付ボルト１０３と、複数のナット１０４と、円環状の外側金具１０５と、円環状の内側金具１０６と、複数のボルト１０７と、を備える。ハブ１０１は、回転体３の底壁３１１の挿通孔３１２に挿通される円筒部１０１１と、円筒部１０１１の軸方向の一端から全周に亘って外方へ突出するフランジ１０１２と、を有する。挟み板１０２は、円環状であり、底壁３１１を介してフランジ１０１２と対向する。ハブ１０１と挟み板１０２とは、複数の取付ボルト１０３及び複数の取付ボルト１０３に一対一に対応した複数のナット１０４により底壁３１１に取り付けられている。内側金具１０６は、輪状の内輪部１０６１と、内輪部１０６１の軸方向の第１端から全周に亘って外方へ突出するフランジ１０６２と、を有する。内輪部１０６１の内径は略一定である。内輪部１０６１の外径は、軸方向においてフランジ１０６２から離れるにつれて徐々に小さくなっている。内輪部１０６１には、軸方向の第２端側の端面から軸方向に沿って形成された複数の溝がある。内側金具１０６は、内輪部１０６１が外側金具１０５の内側に配置されている。外側金具１０５の外径は略一定である。外側金具１０５の内径は、内側金具１０６の軸方向においてフランジ１０６２から離れるにつれて徐々に小さくなっている。外側金具１０５は、周方向において互いに対向する第１端面と第２端面とを有し、第１端面と第２端面とが近接している。内側金具１０６は、各々がフランジ１０６２に挿通された複数のボルト１０７により外側金具１０５に取り付けられている。シャフト７は、内側金具１０６に挿通されている。連結装置１０では、複数のボルト１０７の各々が締め付けられることにより、内側金具１０６の内輪部１０６１がシャフト７の外周面に押し当てられ、かつ、外側金具１０５の外周面がハブ１０１の円筒部１０１１の内周面に押し当てられている。これにより、分離装置１ａでは、シャフト７と回転体３とが連結されている。連結装置１０では、複数のボルト１０７の各々を緩めることにより、シャフト７、外側金具１０５及び内側金具１０６をハブ１０１から取り外すことができる。
For example, as shown in FIG. 3, the coupling device 10 includes a hub 101, a sandwiching plate 102, a plurality of mounting bolts 103, a plurality of nuts 104, an annular outer metal fitting 105, and an annular inner metal fitting 106. And a plurality of bolts 107. The hub 101 includes a cylindrical portion 1011 that is inserted into the insertion hole 312 of the bottom wall 311 of the rotating body 3, and a flange 1012 that protrudes outward from one end in the axial direction of the cylindrical portion 1011 over the entire circumference. The sandwiching plate 102 has an annular shape and faces the flange 1012 through the bottom wall 311. The hub 101 and the sandwiching plate 102 are attached to the bottom wall 311 by a plurality of mounting bolts 103 and a plurality of nuts 104 corresponding one-to-one to the plurality of mounting bolts 103. The inner metal fitting 106 includes a ring-shaped inner ring portion 1061 and a flange 1062 protruding outward from the first end in the axial direction of the inner ring portion 1061. The inner diameter of the inner ring portion 1061 is substantially constant. The outer diameter of the inner ring portion 1061 gradually decreases as it moves away from the flange 1062 in the axial direction. The inner ring portion 1061 has a plurality of grooves formed along the axial direction from the end surface on the second end side in the axial direction. In the inner metal fitting 106, the inner ring portion 1061 is arranged inside the outer metal fitting 105. The outer diameter of the outer metal fitting 105 is substantially constant. The inner diameter of the outer metal fitting 105 gradually decreases as the distance from the flange 1062 increases in the axial direction of the inner metal fitting 106. The outer metal fitting 105 has a first end surface and a second end surface facing each other in the circumferential direction, and the first end surface and the second end surface are close to each other. The inner metal fitting 106 is attached to the outer metal fitting 105 by a plurality of bolts 107 each inserted through the flange 1062. The shaft 7 is inserted through the inner metal fitting 106. In the coupling device 10, each of the plurality of bolts 107 is tightened, whereby the inner ring portion 1061 of the inner metal fitting 106 is pressed against the outer circumferential surface of the shaft 7, and the outer circumferential surface of the outer metal fitting 105 is the cylindrical portion 1011 of the hub 101. It is pressed against the inner peripheral surface. Thereby, in the separating apparatus 1a, the shaft 7 and the rotating body 3 are connected. In the coupling device 10, the shaft 7, the outer metal fitting 105, and the inner metal fitting 106 can be detached from the hub 101 by loosening each of the plurality of bolts 107.
シャフト７は、第１端７１の端面から軸方向に突出するねじ部７１１を一体に備えている。ねじ部７１１の外径は、シャフト７における他の部位の外径よりも小さい。分離装置１ａは、シャフト７に着脱可能に連結されたスピナー９を更に備える。スピナー９は、円錐状であり、底面９１を有する。ここでいう円錐状は、母線が直線である場合に限らず、直線に近い曲線でもよい。スピナー９の底面９１の直径は、回転体３の内径よりも小さい。スピナー９は、その底面９１がシャフト７側となるように配置される。スピナー９は、底面９１にシャフト７のねじ部７１１が嵌め込まれるねじ穴９２が形成されている。分離装置１ａは、スピナー９のねじ穴９２にシャフト７のねじ部７１１が嵌め込まれることにより、シャフト７に着脱可能に連結されている。
The shaft 7 is integrally provided with a screw portion 711 that protrudes in the axial direction from the end face of the first end 71. The outer diameter of the threaded portion 711 is smaller than the outer diameter of other portions of the shaft 7. Separator 1a further includes spinner 9 removably coupled to shaft 7. The spinner 9 is conical and has a bottom surface 91. Here, the conical shape is not limited to a case where the generatrix is a straight line, but may be a curve close to a straight line. The diameter of the bottom surface 91 of the spinner 9 is smaller than the inner diameter of the rotating body 3. The spinner 9 is disposed such that the bottom surface 91 is on the shaft 7 side. In the spinner 9, a screw hole 92 into which the screw portion 711 of the shaft 7 is fitted is formed in the bottom surface 91. The separation device 1a is detachably connected to the shaft 7 by fitting the screw portion 711 of the shaft 7 into the screw hole 92 of the spinner 9.
分離装置１ａは、シャフト７の第２端７２とモータ４０の回転軸４２とを連結する軸継手（シャフトカップリング）８を備える。これにより、シャフト７に連結されている回転体３の回転方向は、モータ４０の回転軸４２の回転方向と同じとなる。回転体３の回転角速度は、モータ４０の回転軸４２の回転角速度と同じである。軸継手８は、外筒体２の第２端２２側にある筒体６の内部空間６５に配置されている。
The separation device 1 a includes a shaft coupling (shaft coupling) 8 that connects the second end 72 of the shaft 7 and the rotating shaft 42 of the motor 40. Thereby, the rotating direction of the rotating body 3 connected to the shaft 7 is the same as the rotating direction of the rotating shaft 42 of the motor 40. The rotational angular velocity of the rotating body 3 is the same as the rotational angular velocity of the rotating shaft 42 of the motor 40. The shaft coupling 8 is disposed in the internal space 65 of the cylinder 6 on the second end 22 side of the outer cylinder 2.
分離装置１ａは、第１フレーム１３と、第２フレーム１４と、を更に備える。第１フレーム１３は、外筒体２の第１端２１から外方に突出した第１フランジ２１１が複数のボルト１３５及び複数のナット１３６により着脱可能に取り付けられる。第２フレーム１４は、外筒体２の第２端２２から外方に突出した第２フランジ２２１が複数のボルト１４５及び複数のナット１４６により着脱可能に取り付けられる。
The separation device 1 a further includes a first frame 13 and a second frame 14. A first flange 211 protruding outward from the first end 21 of the outer cylinder 2 is detachably attached to the first frame 13 by a plurality of bolts 135 and a plurality of nuts 136. The second frame 14 has a second flange 221 projecting outward from the second end 22 of the outer cylindrical body 2 detachably attached by a plurality of bolts 145 and a plurality of nuts 146.
外筒体２の中心軸２０に沿った一方向から見て、第１フレーム１３の外周形状は、矩形状である。第１フレーム１３の内周形状は、円形状である。第１フレーム１３の内径は、外筒体２の内径と同じであるのが好ましい。
When viewed from one direction along the central axis 20 of the outer cylindrical body 2, the outer peripheral shape of the first frame 13 is a rectangular shape. The inner peripheral shape of the first frame 13 is a circular shape. The inner diameter of the first frame 13 is preferably the same as the inner diameter of the outer cylinder 2.
外筒体２の中心軸２０に沿った一方向から見て、第２フレーム１４の外周形状は、矩形状である。第２フレーム１４の内周形状は、円形状である。第２フレーム１４の内径は、外筒体２の内径と同じであるのが好ましい。
When viewed from one direction along the central axis 20 of the outer cylindrical body 2, the outer peripheral shape of the second frame 14 is a rectangular shape. The inner peripheral shape of the second frame 14 is a circular shape. The inner diameter of the second frame 14 is preferably the same as the inner diameter of the outer cylinder 2.
分離装置１ａは、シャフト７の第１端７１を回転自在に保持する第１軸受１１と、シャフト７の第２端７２を回転自在に保持する第２軸受１２と、を更に備えるのが好ましい。これにより、分離装置１ａは、回転体３を、より安定して回転させることが可能となる。
It is preferable that the separating device 1a further includes a first bearing 11 that rotatably holds the first end 71 of the shaft 7 and a second bearing 12 that rotatably holds the second end 72 of the shaft 7. Thereby, the separation device 1a can rotate the rotating body 3 more stably.
第１軸受１１は、第１フレーム１３に各々の一端が連結された複数（図示例では、２つ）の梁１３１の他端に連結された円環状の軸受取付部１３２に対して、複数のボルト１３７及び複数のナット１３８により着脱可能に取り付けられている。
The first bearing 11 has a plurality of annular bearing mounting portions 132 connected to the other ends of the plurality of (two in the illustrated example) beams 131 each connected to the first frame 13. A bolt 137 and a plurality of nuts 138 are detachably attached.
第２軸受１２は、第２フレーム１４に各々の一端が連結された複数（図示例では、２つ）の梁１４１の他端に連結された円環状の軸受取付部１４２に対して、複数のボルト１４７及び複数のナット１４８により着脱可能に取り付けられている。
The second bearing 12 has a plurality of annular bearing mounting portions 142 connected to the other ends of a plurality of (two in the illustrated example) beams 141 each connected to the second frame 14. A bolt 147 and a plurality of nuts 148 are detachably attached.
分離装置１ａは、第１フレーム１３における外筒体２側とは反対側に配置された気体導入筒１５を備えるのが好ましい。気体導入筒１５は、円筒状であり、外筒体２の第１端２１側に配置されている。気体導入筒１５は、その中心軸が外筒体２の中心軸２０と一直線上に並ぶように配置されている。気体導入筒１５の内部空間１５５は、外筒体２の流入口２３に連通している。気体導入筒１５は、外筒体２側とは反対側の第１端１５１と、外筒体２側の第２端１５２と、を有し、第１端１５１から第２端１５２にかけて内径が徐々に増加している。これにより、気体導入筒１５は、第１端１５１から第２端１５２にかけて開口面積が漸増している。気体導入筒１５は、外筒体２とともに第１フレーム１３に着脱可能に取り付けられている。気体導入筒１５の第２端１５２側の端面における開口の内径は、外筒体２の内径と略同じであるのが好ましい。
The separation device 1a preferably includes a gas introduction cylinder 15 disposed on the opposite side of the first frame 13 from the outer cylinder 2 side. The gas introduction cylinder 15 has a cylindrical shape and is disposed on the first end 21 side of the outer cylinder 2. The gas introduction cylinder 15 is arranged so that its central axis is aligned with the central axis 20 of the outer cylinder 2. The internal space 155 of the gas introduction cylinder 15 communicates with the inlet 23 of the outer cylinder 2. The gas introduction cylinder 15 has a first end 151 on the opposite side to the outer cylinder body 2 side and a second end 152 on the outer cylinder body 2 side, and the inner diameter extends from the first end 151 to the second end 152. It is gradually increasing. Thereby, the opening area of the gas introduction cylinder 15 gradually increases from the first end 151 to the second end 152. The gas introduction cylinder 15 is detachably attached to the first frame 13 together with the outer cylinder body 2. It is preferable that the inner diameter of the opening on the end surface on the second end 152 side of the gas introduction cylinder 15 is substantially the same as the inner diameter of the outer cylinder 2.
分離装置１ａは、第２フレーム１４における外筒体２側とは反対側に配置された筒体６を備えるのが好ましい。筒体６は、円筒状であり、外筒体２の第２端２２側に配置されている。筒体６は、その中心軸が外筒体２の中心軸２０と一直線上に並ぶように配置されているのが好ましい。筒体６は、その内部空間６５が外筒体２の流出口２４に連通している。筒体６は、外筒体２側の第１端６１と、外筒体２側とは反対側の第２端６２と、を有し、第１端６１から第２端６２にかけて内径が徐々に減少している。これにより、これにより、筒体６は、外筒体２の第２端２２から離れるにつれて開口面積が漸減している。筒体６は、外筒体２とともに第２フレーム１４に着脱可能に取り付けられている。筒体６の外筒体２側の端面における開口の内径は、外筒体２の内径と略同じであるのが好ましい。
It is preferable that the separating apparatus 1a includes the cylindrical body 6 disposed on the opposite side of the second frame 14 from the outer cylindrical body 2 side. The cylindrical body 6 has a cylindrical shape and is disposed on the second end 22 side of the outer cylindrical body 2. The cylindrical body 6 is preferably arranged so that its central axis is aligned with the central axis 20 of the outer cylindrical body 2. The cylindrical body 6 has an internal space 65 communicating with the outlet 24 of the outer cylindrical body 2. The cylindrical body 6 has a first end 61 on the outer cylindrical body 2 side and a second end 62 opposite to the outer cylindrical body 2 side, and the inner diameter gradually increases from the first end 61 to the second end 62. Has decreased. As a result, the opening area of the cylinder 6 gradually decreases as the distance from the second end 22 of the outer cylinder 2 increases. The cylinder 6 is detachably attached to the second frame 14 together with the outer cylinder 2. The inner diameter of the opening on the end surface of the cylindrical body 6 on the outer cylindrical body 2 side is preferably substantially the same as the inner diameter of the outer cylindrical body 2.
分離装置１ａは、筒体６における外筒体２側とは反対側に配置された気体導出筒１６を備えるのが好ましい。気体導出筒１６は、円筒状であり、筒体６の第２端６２側に配置されている。気体導出筒１６は、その中心軸が外筒体２の中心軸２０と一直線上に並ぶように配置されているのが好ましい。気体導出筒１６の内部空間１６５は、筒体６の内部空間６５に連通している。気体導出筒１６は、筒体６側の第１端１６１と、筒体６側とは反対側の第２端１６２と、を有し、第１端１６１から第２端１６２にかけて内径が一定となっている。気体導出筒１６は、筒体６に着脱可能に取り付けられている。気体導出筒１６の内径は、筒体６の第２端６２側の端面における開口の内径と略同じであるのが好ましい。
The separation device 1a preferably includes a gas lead-out cylinder 16 disposed on the opposite side of the cylindrical body 6 from the outer cylindrical body 2 side. The gas lead-out cylinder 16 has a cylindrical shape and is disposed on the second end 62 side of the cylinder body 6. The gas outlet cylinder 16 is preferably arranged so that the central axis thereof is aligned with the central axis 20 of the outer cylinder 2. The internal space 165 of the gas outlet tube 16 communicates with the internal space 65 of the cylindrical body 6. The gas outlet cylinder 16 has a first end 161 on the cylinder body 6 side and a second end 162 on the opposite side to the cylinder body 6 side, and the inner diameter is constant from the first end 161 to the second end 162. It has become. The gas outlet cylinder 16 is detachably attached to the cylinder body 6. The inner diameter of the gas lead-out cylinder 16 is preferably substantially the same as the inner diameter of the opening in the end face on the second end 62 side of the cylinder 6.
分離装置１ａは、上流側から流路５に流入した空気を、回転体３のまわりで螺旋状に回転させながら、流路５の下流側に流すことができる。ここにおける「上流側」は、空気の流れる方向でみたときの上流側（一次側）を意味する。また、「下流側」は、空気の流れる方向でみたときの下流側（二次側）を意味する。分離装置１ａでは、回転体３が回転することにより、流路５を流れる空気の速度ベクトルが、回転中心軸３０に平行な方向の速度成分と、回転中心軸３０のまわりの回転方向の速度成分と、を有することになる。よって、分離装置１ａは、小型化を図りながらも空気から固体を効率良く分離することが可能となる。
The separation device 1 a can flow the air flowing into the flow path 5 from the upstream side to the downstream side of the flow path 5 while rotating in a spiral around the rotating body 3. Here, “upstream side” means the upstream side (primary side) when viewed in the direction of air flow. Further, “downstream side” means the downstream side (secondary side) when viewed in the direction of air flow. In the separation device 1 a, when the rotator 3 rotates, the velocity vector of the air flowing through the flow path 5 has a velocity component in a direction parallel to the rotation center axis 30 and a velocity component in the rotation direction around the rotation center axis 30. And will have. Therefore, the separation device 1a can efficiently separate the solid from the air while reducing the size.
分離装置１ａの分離特性は、回転体３の回転速度が速くなるにつれて分離効率が高くなる傾向にある。また、分離装置１ａの分離特性は、分粒径が大きくなるにつれて分離効率が高くなる傾向にある。回転体３の回転速度は、モータ４０の回転軸４２の回転速度により決まる。分離装置１ａは、例えば、規定粒径以上の微粒子を分離するように回転体３の回転速度が設定されているのが好ましい。規定粒径の微粒子としては、例えば、空気動力学的粒子径が、０．３μｍ〜１０μｍの粒子を想定している。「空気動力学的粒子径」とは、空気動力学的挙動が、比重１．０の球形粒子と等価になるような粒子の直径を意味する。空気動力学的粒子径は、粒子の沈降速度から求められる粒径である。分離装置１ａで分離されずに空気中に残る固体としては、分離装置１ａで分離することを想定している微粒子よりも粒径の小さな微粒子（言い換えれば、質量が小さな微粒子）を挙げることができる。
The separation characteristics of the separation device 1a tend to increase the separation efficiency as the rotational speed of the rotating body 3 increases. Further, the separation characteristics of the separation device 1a tend to increase the separation efficiency as the particle size increases. The rotational speed of the rotating body 3 is determined by the rotational speed of the rotating shaft 42 of the motor 40. In the separation device 1a, for example, the rotation speed of the rotating body 3 is preferably set so as to separate fine particles having a prescribed particle diameter or more. As fine particles having a prescribed particle size, for example, particles having an aerodynamic particle size of 0.3 μm to 10 μm are assumed. “Aerodynamic particle size” means the diameter of a particle such that the aerodynamic behavior is equivalent to a spherical particle with a specific gravity of 1.0. The aerodynamic particle size is a particle size determined from the sedimentation rate of particles. Examples of the solid that remains in the air without being separated by the separation device 1a include fine particles having a smaller particle diameter than the fine particles that are supposed to be separated by the separation device 1a (in other words, fine particles having a small mass). .
分離装置１ａは、例えば、送風機能を有する空調設備の上流側に設けられ、空気中の固体を分離する。空調設備は、例えば、上流側から下流側へ空気を送風する送風装置であり、上流側に設けられた分離装置１ａにおける外筒体２と回転体３との間の流路５に空気を流すことができる。送風装置は、例えば、電動ファンである。空調設備は、送風装置に限らず、例えば、換気装置、エアコンディショナ、給気キャビネットファン、送風装置と熱交換器と備える空気調和システム等でもよい。
Separation device 1a is provided, for example, on the upstream side of an air conditioning facility having a blowing function, and separates solids in the air. The air conditioning equipment is, for example, a blower that blows air from the upstream side to the downstream side, and allows air to flow through the flow path 5 between the outer cylinder 2 and the rotating body 3 in the separation device 1a provided on the upstream side. be able to. The blower is, for example, an electric fan. The air conditioning equipment is not limited to the blower, but may be, for example, a ventilator, an air conditioner, an air supply cabinet fan, an air conditioning system including a blower and a heat exchanger, or the like.
空調設備により分離装置１ａの流路５に流す空気の流量は、例えば、１００ｍ3／ｈ〜３００ｍ3／ｈである。分離装置１ａの流路５に流れる空気の流量は、空調設備を流れる空気の流量と略同じである。また、回転体３の回転数は、例えば、１５００ｒｐｍ〜３０００ｒｐｍである。
Flow rate of air flowing through the air conditioning equipment in the flow path 5 of the separation device 1a, for example, a 100m 3 / h~300m 3 / h. The flow rate of air flowing through the flow path 5 of the separation device 1a is substantially the same as the flow rate of air flowing through the air conditioning equipment. Moreover, the rotation speed of the rotary body 3 is 1500 rpm-3000 rpm, for example.
分離装置１ａでは、外部の空気が気体導入筒１５を通して流路５に流入する。流路５に流入した空気に含まれていた固体は、流路５において螺旋状に回転するときに回転体３の回転中心軸３０から外筒体２の内周面２７に向かう方向の遠心力を受ける。遠心力を受けた固体は、外筒体２の内周面２７へ向かい、外筒体２の内周面２７付近を内周面２７に沿って螺旋状に回転する。
In the separation device 1 a, external air flows into the flow path 5 through the gas introduction cylinder 15. The solid contained in the air flowing into the flow path 5 is centrifugal force in the direction from the rotation center axis 30 of the rotating body 3 toward the inner peripheral surface 27 of the outer cylindrical body 2 when rotating in a spiral manner in the flow path 5. Receive. The solid subjected to the centrifugal force travels toward the inner peripheral surface 27 of the outer cylindrical body 2 and spirally rotates along the inner peripheral surface 27 in the vicinity of the inner peripheral surface 27 of the outer cylindrical body 2.
本実施形態の分離装置１ａでは、回転体３の回転中、外筒体２の外部から外筒体２の流入口２３を通って外筒体２に流入した空気は、外筒体２と回転体３との間の流路５を通って流出口２４から流出するが、その一部が回転体３の内部空間３５に取り込まれる。そして、回転体３の内部空間３５において発生している旋回流によって、空気中の固体（塵等）は、遠心力を受けて回転体３の内壁面３８に付着する。そして、固体（塵等）が分離（除去）された空気（清浄化された空気）は、回転体３から開口部３４を通して排出され、外筒体２の流出口２４から排出される。したがって、分離装置１ａは、回転体３自体を、固体（塵等）を溜め込む捕集部として機能させることができる。これにより、分離装置１ａは、外筒体２のまわりに捕集部を設ける必要がないので、従来のサイクロン分離装置のように分離筒体（外筒体）のまわりに塵溜め部（捕集部）を設けた構成に比べて、外筒体２の中心軸２０に直交する方向において分離装置１ａの小型化を図ることが可能となる。また、分離装置１ａは、従来のサイクロン分離装置のように塵溜め部及び塵出口を設けた構成と比べて、外筒体２と回転体３との間の流路５を通る気流に乱流が発生するのを抑制することが可能となり、固体（塵等）の分離効率の低下を抑制することが可能となる。
In the separation device 1a of the present embodiment, during the rotation of the rotating body 3, the air that has flowed into the outer cylinder 2 from the outside of the outer cylinder 2 through the inlet 23 of the outer cylinder 2 rotates with the outer cylinder 2. Although it flows out from the outflow port 24 through the flow path 5 between the bodies 3, a part thereof is taken into the internal space 35 of the rotating body 3. Then, due to the swirling flow generated in the internal space 35 of the rotating body 3, solids (dust etc.) in the air are subjected to centrifugal force and adhere to the inner wall surface 38 of the rotating body 3. The air (purified air) from which solids (dust and the like) are separated (removed) is discharged from the rotating body 3 through the opening 34 and is discharged from the outlet 24 of the outer cylinder 2. Therefore, the separation device 1a can cause the rotator 3 itself to function as a collection unit that collects solids (such as dust). Thereby, since the separating device 1a does not need to provide a collecting part around the outer cylinder 2, the dust collecting part (collecting part) around the separating cylinder (outer cylinder) as in the conventional cyclone separating apparatus. Compared to the configuration in which the separation device 1a is provided, the separation device 1a can be downsized in the direction orthogonal to the central axis 20 of the outer cylindrical body 2. Further, the separation device 1a is more turbulent in the airflow passing through the flow path 5 between the outer cylindrical body 2 and the rotating body 3, as compared with a configuration in which a dust reservoir and a dust outlet are provided as in the conventional cyclone separation device. It becomes possible to suppress generation | occurrence | production, and it becomes possible to suppress the fall of the separation efficiency of solid (dust etc.).
分離装置１ａは、流路５に流入する空気中の固体を回転体３の内部空間３５において回転体３の内壁面３８等に捕集することが可能であり、かつ、固体が分離された空気を下流側へ流すことが可能なので、空気から固体を効率良く分離することが可能となる。回転体３の内部空間３５の容積は、回転体３の内径及び長さ等によって決まる。
The separation device 1a can collect solids in the air flowing into the flow path 5 on the inner wall surface 38 of the rotator 3 in the internal space 35 of the rotator 3, and the air from which the solids are separated. Since it is possible to flow to the downstream side, it is possible to efficiently separate the solid from the air. The volume of the internal space 35 of the rotator 3 is determined by the inner diameter and length of the rotator 3.
また、従来のサイクロン分離装置等の回転分離機では、塵等の自重によって塵溜め部に塵等を溜め込むために、塵溜め部に気圧調整機構を設けて、塵溜め部を減圧状態にしておかないと、塵溜め部に一旦溜め込まれた塵等が再飛散することがある。
In addition, in a conventional rotary separator such as a cyclone separator, in order to collect dust in the dust reservoir by its own weight, an air pressure adjusting mechanism is provided in the dust reservoir so that the dust reservoir is in a reduced pressure state. Otherwise, the dust once stored in the dust storage part may be scattered again.
これに対して、本実施形態の分離装置１ａは、回転体３の内部空間３５に取り込まれた空気中の固体（塵等）を回転体３の遠心力によって回転体３の内壁面３８に付着させて溜めることができる。したがって、分離装置１ａは、外筒体２のまわりに捕集部を設ける必要がないので、気圧調整機構を設けることなく、一旦溜められた固体の再飛散を抑制することが可能となる。これにより、分離装置１ａは、より清浄化された空気を下流側へ流すことが可能となる。
On the other hand, the separation device 1a of the present embodiment attaches solids (dust etc.) in the air taken into the internal space 35 of the rotating body 3 to the inner wall surface 38 of the rotating body 3 by the centrifugal force of the rotating body 3. Can be stored. Therefore, since the separating device 1a does not need to provide a collection part around the outer cylindrical body 2, it is possible to suppress re-scattering of the solid once accumulated without providing an atmospheric pressure adjusting mechanism. Thereby, the separation device 1a can flow more purified air to the downstream side.
分離装置１ａは、例えば、住宅等に設置する空気浄化システムにおいて、空調設備の上流側に配置されたＨＥＰＡフィルタ（high efficiency particulate air filter）等のエアフィルタよりも上流側に配置して使用する。「ＨＥＰＡフィルタ」とは、定格流量で粒径が０．３μｍの粒子に対して９９．９７％以上の粒子捕集率をもち、かつ初期圧力損失が２４５Ｐａ以下の性能をもつエアフィルタである。エアフィルタは、１００％の粒子捕集効率を必須の条件とはしない。空気浄化システムは、分離装置１ａを備えることにより、ＰＭ２．５等の微粒子がエアフィルタへ到達するのを抑制することが可能となる。よって、空気浄化システムでは、分離装置１ａよりも下流側にあるエアフィルタ等の長寿命化を図ることが可能となる。例えば、空気浄化システムでは、エアフィルタに捕集される微粒子等の総質量が増加することによる圧力損失の上昇を抑制することが可能となる。これにより、空気浄化システムでは、エアフィルタの交換頻度を少なくすることが可能となる。空気浄化システムは、エアフィルタと空調設備とが互いに異なる筐体に収納された構成に限らず、空調設備の筐体内にエアフィルタを備えていてもよい。言い換えれば、空調設備が、送風装置に加えてエアフィルタを備えていてもよい。
For example, in an air purification system installed in a house or the like, the separation device 1a is used by being arranged on the upstream side of an air filter such as a HEPA filter (high efficiency particulate air filter) arranged on the upstream side of the air conditioning equipment. The “HEPA filter” is an air filter having a particle collection rate of 99.97% or more with respect to particles having a particle size of 0.3 μm at a rated flow rate and an initial pressure loss of 245 Pa or less. The air filter does not make the particle collection efficiency of 100% an essential condition. By providing the separation device 1a, the air purification system can suppress particulates such as PM2.5 from reaching the air filter. Therefore, in the air purification system, it is possible to extend the life of an air filter or the like that is on the downstream side of the separation device 1a. For example, in the air purification system, it is possible to suppress an increase in pressure loss due to an increase in the total mass of particulates or the like collected by the air filter. Thereby, in the air purification system, it is possible to reduce the replacement frequency of the air filter. The air purification system is not limited to a configuration in which the air filter and the air conditioning equipment are housed in different housings, and may include an air filter in the housing of the air conditioning equipment. In other words, the air conditioning equipment may include an air filter in addition to the blower.
分離装置１ａは、第１羽根３６とは別に複数（例えば、８つ）の第２羽根３９を更に備える。複数の第２羽根３９は、回転体３の内部空間３５において回転体３の回転中心軸３０と平行に配置されて回転体３の周方向において離れている（図４参照）。複数の第２羽根３９は、回転体３に連結されている。これにより、分離装置１ａでは、回転体３の回転中に複数の第２羽根３９も回転し、回転体３の内部空間３５が、より減圧されやすくなる。これにより、分離装置１ａは、固体を含んでいる空気をより効率良く回転体３の内部空間３５に取り込むことが可能となる。また、分離装置１ａは、複数の第２羽根３９によって回転体３の機械的強度を向上させることが可能となる。
The separation device 1 a further includes a plurality of (for example, eight) second blades 39 separately from the first blades 36. The plurality of second blades 39 are arranged in parallel to the rotation center axis 30 of the rotating body 3 in the internal space 35 of the rotating body 3 and are separated in the circumferential direction of the rotating body 3 (see FIG. 4). The plurality of second blades 39 are connected to the rotating body 3. Thereby, in the separation device 1a, the plurality of second blades 39 are also rotated during the rotation of the rotating body 3, and the internal space 35 of the rotating body 3 is more easily decompressed. Thereby, separation device 1a can take in the air containing solid into internal space 35 of rotating body 3 more efficiently. In addition, the separation device 1a can improve the mechanical strength of the rotating body 3 by the plurality of second blades 39.
複数の第２羽根３９の各々は、平板状である。複数の第２羽根３９の各々は、その厚さ方向が回転体３の周方向に交差するように配置されている。
Each of the plurality of second blades 39 has a flat plate shape. Each of the plurality of second blades 39 is disposed such that the thickness direction thereof intersects the circumferential direction of the rotating body 3.
複数の第２羽根３９の各々は、回転体３の内壁面３８のうち内周面と内底面との両方に跨って形成されているのが好ましい。言い換えれば、複数の第２羽根３９の各々は、回転体３の内壁面３８のうち内周面と内底面との両方に繋がっているのが好ましい。これにより、分離装置１ａは、回転体３の強度をより向上させることが可能となる。ここにおいて、複数の第２羽根３９は、回転体３と一体に形成されているのが好ましい。また、複数の第２羽根３９は、回転体３の周方向において等間隔で離れて配置されているのが好ましい。これにより、分離装置１ａは、回転体３の強度をより向上させることが可能となる。
Each of the plurality of second blades 39 is preferably formed across both the inner peripheral surface and the inner bottom surface of the inner wall surface 38 of the rotating body 3. In other words, each of the plurality of second blades 39 is preferably connected to both the inner peripheral surface and the inner bottom surface of the inner wall surface 38 of the rotating body 3. Thereby, the separation device 1a can further improve the strength of the rotating body 3. Here, the plurality of second blades 39 are preferably formed integrally with the rotating body 3. Moreover, it is preferable that the plurality of second blades 39 are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the rotating body 3. Thereby, the separation device 1a can further improve the strength of the rotating body 3.
分離装置１ａのメンテナンスでは、例えば、まず、スピナー９をシャフト７から取り外す。次に、第１軸受１１が固定されている第１フレーム１３を外筒体２から取り外す。このときに、第１フレーム１３に固定されていた気体導入筒１５を第１フレーム１３から取り外す。次に、シャフト７と回転体３とを連結している連結装置１０を回転体３から取り外す。その後、シャフト７から回転体３を取り外す。次に、回転体３の内部空間３５の固体を廃棄し、その後、回転体３とシャフト７とを連結装置１０により連結する（回転体３をシャフト７に取り付ける）。続いて、第１軸受１１が固定されている第１フレーム１３を外筒体２に取り付ける。このときに、気体導入筒１５も第１フレーム１３に取り付ける。
In maintenance of the separation device 1a, for example, first, the spinner 9 is removed from the shaft 7. Next, the first frame 13 to which the first bearing 11 is fixed is removed from the outer cylinder 2. At this time, the gas introduction tube 15 fixed to the first frame 13 is removed from the first frame 13. Next, the connecting device 10 that connects the shaft 7 and the rotating body 3 is removed from the rotating body 3. Thereafter, the rotating body 3 is removed from the shaft 7. Next, the solid in the internal space 35 of the rotating body 3 is discarded, and then the rotating body 3 and the shaft 7 are connected by the connecting device 10 (the rotating body 3 is attached to the shaft 7). Subsequently, the first frame 13 to which the first bearing 11 is fixed is attached to the outer cylinder 2. At this time, the gas introduction cylinder 15 is also attached to the first frame 13.
分離装置１ａのメンテナンスでは、取り外した回転体３の代わりに、交換用の回転体３をシャフト７に取り付けてもよい。
In the maintenance of the separation device 1a, a replacement rotator 3 may be attached to the shaft 7 instead of the removed rotator 3.
実施形態１の変形例１の分離装置１ｂについては、図５に基づいて説明する。変形例１の分離装置１ｂの基本構成は、実施形態１の分離装置１ａと同じである。変形例１の分離装置１ｂに関し、実施形態１の分離装置１ａと同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
The separation device 1b according to the first modification of the first embodiment will be described with reference to FIG. The basic configuration of the separation device 1b of the first modification is the same as that of the separation device 1a of the first embodiment. Regarding the separation device 1b of the first modification, the same components as those of the separation device 1a of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
変形例１の分離装置１ｂは、筒体６における外筒体２側とは反対側に配置された気流制御用の枠体１７ｂを備える。ここにおいて、枠体１７ｂは、筒体６から離れるにつれて開口面積が漸減するテーパ筒部１９を含む。これにより、分離装置１ｂは、回転体３の回転中、外筒体２の流入口２３から流入し、外筒体２と回転体３との間の流路５を通過した空気の流れの一部を、テーパ筒部１９において逆向きにさせることが可能となる。よって、分離装置１ｂは、筒体６の下流側から回転体３の内部空間３５への気流を発生させやすくなり、固体を含んだ空気を回転体３の内部空間３５へより効率的に流すことが可能となる。
The separation device 1b of Modification 1 includes an airflow control frame 17b disposed on the opposite side of the cylindrical body 6 from the outer cylindrical body 2 side. Here, the frame body 17 b includes a tapered cylindrical portion 19 whose opening area gradually decreases as the distance from the cylindrical body 6 increases. As a result, the separating device 1b flows in from the inlet 23 of the outer cylindrical body 2 while the rotating body 3 is rotating, and is a part of the flow of air that has passed through the flow path 5 between the outer cylindrical body 2 and the rotating body 3. It becomes possible to make the portion reverse in the tapered tube portion 19. Therefore, the separating device 1b easily generates an air flow from the downstream side of the cylindrical body 6 to the internal space 35 of the rotating body 3, and more efficiently flows air containing solids into the internal space 35 of the rotating body 3. Is possible.
具体的には、枠体１７ｂは、筒体６に接続された円筒状の枠部１８と、枠部１８における筒体６側とは反対側に接続されたテーパ筒部１９と、を備える。
Specifically, the frame body 17 b includes a cylindrical frame part 18 connected to the cylinder body 6 and a tapered cylinder part 19 connected to the side of the frame part 18 opposite to the cylinder body 6 side.
枠部１８の内径は、筒体６の内径と略同じである。テーパ筒部１９は、筒体６から離れるにつれて内径及び外径が漸減する円筒状である。テーパ筒部１９は、筒体６から離れるにつれて少なくとも内径が漸減していればよい。
The inner diameter of the frame portion 18 is substantially the same as the inner diameter of the cylindrical body 6. The tapered cylindrical portion 19 has a cylindrical shape in which the inner diameter and the outer diameter gradually decrease as the distance from the cylindrical body 6 increases. The taper cylinder part 19 should just have the internal diameter gradually reduced at least as it leaves | separates from the cylinder 6. FIG.
実施形態１の変形例２の分離装置１ｃについては、図６に基づいて説明する。変形例２の分離装置１ｃの基本構成は、実施形態１の分離装置１ａと同じである。変形例２の分離装置１ｃに関し、実施形態１の分離装置１ａと同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
The separation device 1c according to the second modification of the first embodiment will be described with reference to FIG. The basic configuration of the separation device 1c according to the second modification is the same as that of the separation device 1a according to the first embodiment. Regarding the separation device 1c according to the second modification, the same components as those of the separation device 1a according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
変形例２の分離装置１ｃは、筒体６における外筒体２側とは反対側に配置された気流制御用の枠体１７ｃを備える。ここにおいて、枠体１７ｃは、筒体６から離れるにつれて開口面積が段階的に減少している。これにより、分離装置１ｃは、回転体３の回転中、外筒体２の流入口２３から流入し、外筒体２と回転体３との間の流路５を通過した空気の流れの一部を、枠体１７ｃにおいて開口面積が段階的に減少している段部１７３において逆向きにさせることが可能となる。よって、分離装置１ｂは、筒体６の下流側から回転体３の内部空間３５への気流を発生させやすくなり、固体を含んだ空気を回転体３の内部空間３５へより効率的に流すことが可能となる。
The separation device 1c of Modification 2 includes an airflow control frame 17c arranged on the opposite side of the cylindrical body 6 from the outer cylindrical body 2 side. Here, the opening area of the frame body 17c decreases stepwise as the distance from the cylinder body 6 increases. As a result, the separating device 1c flows in from the inlet 23 of the outer cylindrical body 2 during the rotation of the rotating body 3, and is a part of the flow of air that has passed through the flow path 5 between the outer cylindrical body 2 and the rotating body 3. The part can be reversed in the step part 173 in which the opening area of the frame body 17c is reduced stepwise. Therefore, the separating device 1b easily generates an air flow from the downstream side of the cylindrical body 6 to the internal space 35 of the rotating body 3, and more efficiently flows air containing solids into the internal space 35 of the rotating body 3. Is possible.
具体的には、枠体１７ｃは、筒体６に接続された円筒状の第１枠部１７１と、第１枠部１７１における筒体６側とは反対側に接続された円筒状の第２枠部１７２と、を備える。第１枠部１７１の内径は、筒体６の内径と同じである。枠体１７ｃでは、第２枠部１７２の内径が第１枠部１７１の内径よりも小さい。また、第２枠部１７２は、第１枠部１７１側の第１端１７２１と、第１枠部１７１側とは反対側の第２端１７２２と、を有する。枠体１７ｃでは、第２枠部１７２の第１端１７２１から全周に亘って外方に突出したフランジ１７２３の一部が、段部１７３を構成している。
Specifically, the frame body 17c includes a cylindrical first frame portion 171 connected to the cylindrical body 6, and a cylindrical second frame connected to the opposite side of the first frame portion 171 to the cylindrical body 6 side. A frame portion 172. The inner diameter of the first frame portion 171 is the same as the inner diameter of the cylindrical body 6. In the frame body 17c, the inner diameter of the second frame portion 172 is smaller than the inner diameter of the first frame portion 171. In addition, the second frame portion 172 has a first end 1721 on the first frame portion 171 side and a second end 1722 on the opposite side to the first frame portion 171 side. In the frame body 17 c, a part of the flange 1723 that protrudes outward from the first end 1721 of the second frame portion 172 constitutes a step portion 173.
（実施形態２）
以下では、本実施形態の分離装置１ｄについて、図７に基づいて説明する。本実施形態の分離装置１ｄの基本構成は実施形態１の分離装置１ａと同じである。本実施形態の分離装置１ｄに関し、実施形態１の分離装置１ａと同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 2)
Below, the separation apparatus 1d of this embodiment is demonstrated based on FIG. The basic configuration of the separation device 1d of the present embodiment is the same as that of the separation device 1a of the first embodiment. Regarding the separation device 1d of the present embodiment, the same components as those of the separation device 1a of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
分離装置１ｄは、実施形態１の分離装置１ａにおいてシャフト７と回転体３とを連結する連結装置１０を設けずに、回転体３の代わりに、回転体３ｄを備え、シャフト７を回転体３ｄに固定してある。ここにおいて、分離装置１ｄでは、回転体３ｄの底壁３１１においてシャフト７を挿通する挿通孔３１２の内径が、シャフト７の外径と略同じである。また、分離装置１ｄでは、回転体３ｄが、内壁面３８における挿通孔３１２の周部から回転体３の回転中心軸３０に沿った方向に突出する円筒状の固定筒３１３を一体に備えている。回転体３ｄの内部空間３５の所定の容積を確保できるように、固定筒３１３の外径は、回転体３ｄの内径よりも小さい。固定筒３１３の内径は、シャフト７の外径と略同じである。シャフト７は、回転体３ｄにおける底壁３１１の挿通孔３１２及び固定筒３１３に圧入されて回転体３ｄに固定されている。これにより、回転体３ｄは、シャフト７と一緒に回転することができる。よって、分離装置１ｄは、分離装置１ａと同様、回転体３ｄの回転中に回転体３ｄの内部空間３５の圧力が開口部３４の外側周辺の圧力よりも低くなる。これにより、分離装置１ｄは、分離装置１ａと同様、回転体３ｄの内部空間３５に固体を溜めることが可能となる。
The separation device 1d includes the rotation body 3d instead of the rotation body 3 without providing the connecting device 10 that connects the shaft 7 and the rotation body 3 in the separation apparatus 1a of the first embodiment, and the shaft 7 is connected to the rotation body 3d. It is fixed to. Here, in the separation device 1d, the inner diameter of the insertion hole 312 through which the shaft 7 is inserted in the bottom wall 311 of the rotating body 3d is substantially the same as the outer diameter of the shaft 7. In the separating device 1d, the rotating body 3d is integrally provided with a cylindrical fixed cylinder 313 that protrudes in the direction along the rotation center axis 30 of the rotating body 3 from the peripheral portion of the insertion hole 312 in the inner wall surface 38. . The outer diameter of the fixed cylinder 313 is smaller than the inner diameter of the rotating body 3d so that a predetermined volume of the internal space 35 of the rotating body 3d can be secured. The inner diameter of the fixed cylinder 313 is substantially the same as the outer diameter of the shaft 7. The shaft 7 is press-fitted into the insertion hole 312 and the fixed cylinder 313 of the bottom wall 311 in the rotating body 3d and is fixed to the rotating body 3d. Thereby, the rotating body 3d can rotate together with the shaft 7. Therefore, in the separation device 1d, as in the separation device 1a, the pressure in the inner space 35 of the rotating body 3d becomes lower than the pressure around the outside of the opening 34 during the rotation of the rotating body 3d. Thereby, the separation device 1d can store the solid in the internal space 35 of the rotating body 3d, like the separation device 1a.
実施形態２の変形例１の分離装置１ｅについては、図８に基づいて説明する。変形例１の分離装置１ｅの基本構成は実施形態２の分離装置１ｄと同じである。変形例１の分離装置１ｅに関し、実施形態２の分離装置１ｄと同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
The separation device 1e according to the first modification of the second embodiment will be described with reference to FIG. The basic configuration of the separation device 1e of the first modification is the same as that of the separation device 1d of the second embodiment. Regarding the separation device 1e of the first modification, the same components as those of the separation device 1d of the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
実施形態２の変形例１の分離装置１ｅは、回転体３ｄの代わりに、回転体３ｅを備えている。変形例１の分離装置１ｅは、第１羽根３６とは別に複数の第２羽根３９を備えている。複数の第２羽根３９は、回転体３ｅの内部空間３５において回転体３ｅの回転中心軸３０と平行に配置されている。複数の第２羽根３９は、回転体３ｅの周方向において離れて配置されているのが好ましい。これにより、分離装置１ｅは、回転体３ｅの回転中に複数の第２羽根３９も回転し、回転体３ｅの内部空間３５が、より減圧されやすくなる。これにより、分離装置１ｅは、固体を含んでいる空気をより効率良く回転体３ｅの内部空間３５に取り込むことが可能となる。また、分離装置１ｅは、複数の第２羽根３９によって回転体３ｅの機械的強度を向上させることが可能となる。
The separation device 1e according to the first modification of the second embodiment includes a rotating body 3e instead of the rotating body 3d. The separation device 1 e of Modification 1 includes a plurality of second blades 39 in addition to the first blades 36. The plurality of second blades 39 are arranged in parallel to the rotation center axis 30 of the rotating body 3e in the internal space 35 of the rotating body 3e. The plurality of second blades 39 are preferably arranged apart from each other in the circumferential direction of the rotating body 3e. Thus, in the separation device 1e, the plurality of second blades 39 also rotate during the rotation of the rotating body 3e, and the internal space 35 of the rotating body 3e is more easily decompressed. As a result, the separation device 1e can take the air containing the solid into the internal space 35 of the rotating body 3e more efficiently. In addition, the separating device 1e can improve the mechanical strength of the rotating body 3e by the plurality of second blades 39.
複数の第２羽根３９の各々は、平板状である。複数の第２羽根３９の各々は、その厚さ方向が回転体３ｅの周方向に交差するように配置されている。
Each of the plurality of second blades 39 has a flat plate shape. Each of the plurality of second blades 39 is arranged so that the thickness direction thereof intersects the circumferential direction of the rotating body 3e.
複数の第２羽根３９の各々は、回転体３ｅの内壁面３８のうちの内底面と固定筒３１３の外周面とに跨って形成されているのが好ましい。言い換えれば、複数の第２羽根３９の各々は、回転体３ｅの底壁３１１と固定筒３１３の外周面との両方に繋がっているのが好ましい。これにより、分離装置１ｅは、複数の第２羽根３９によって固定筒３１３を補強することが可能となる。ここにおいて、複数の第２羽根３９は、回転体３ｅと一体に形成されているのが好ましい。また、複数の第２羽根３９は、回転体３ｅの周方向において等間隔で離れて配置されているのが好ましい。
Each of the plurality of second blades 39 is preferably formed across the inner bottom surface of the inner wall surface 38 of the rotating body 3e and the outer peripheral surface of the fixed cylinder 313. In other words, each of the plurality of second blades 39 is preferably connected to both the bottom wall 311 of the rotating body 3e and the outer peripheral surface of the fixed cylinder 313. As a result, the separation device 1 e can reinforce the fixed cylinder 313 by the plurality of second blades 39. Here, the plurality of second blades 39 are preferably formed integrally with the rotating body 3e. The plurality of second blades 39 are preferably arranged at equal intervals in the circumferential direction of the rotating body 3e.
（実施形態３）
以下では、本実施形態の分離装置１ｆについて、図９Ａ及び９Ｂに基づいて説明する。本実施形態の分離装置１ｆの基本構成は実施形態２の分離装置１ｄと同じである。本実施形態の分離装置１ｆに関し、実施形態２の分離装置１ｄと同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 3)
Below, the separation apparatus 1f of this embodiment is demonstrated based on FIG. 9A and 9B. The basic configuration of the separation device 1f of the present embodiment is the same as that of the separation device 1d of the second embodiment. Regarding the separation device 1f of the present embodiment, the same components as those of the separation device 1d of the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
本実施形態の分離装置１ｆは、分離装置１ｄの回転体３ｄの代わりに、回転体３ｆを備える。分離装置１ｆは、回転体３ｆの内部空間３５内に配置される複数の第３羽根３０３と、複数の第３羽根３０３を第１羽根３６及び第２羽根３９とは逆方向に回転させるための反転機構８０と、を備える。
The separation device 1f of this embodiment includes a rotating body 3f instead of the rotating body 3d of the separating device 1d. The separation device 1f is configured to rotate the plurality of third blades 303 disposed in the internal space 35 of the rotating body 3f and the plurality of third blades 303 in the opposite direction to the first blades 36 and the second blades 39. A reversing mechanism 80.
反転機構８０は、シャフト７に固定された太陽歯車８１と、シャフト７の一部及び太陽歯車８１を収納した中空円柱状の外側シャフト８３と、太陽歯車８１と外側シャフト８３との間で太陽歯車８１のまわりに配置された複数（図示例では、３つ）の遊星歯車８２と、を備える。外側シャフト８３の内周面には、複数の遊星歯車８２が噛み合う歯車８３１が形成されている。複数の第３羽根３０３の各々は、外側シャフト８３の外周面に設けられている。複数の第３羽根３０３は、外側シャフト８３の外周面の周方向において等間隔で配置されているのが好ましい。外側シャフト８３の軸方向の第１端及び第２端の各々には、シャフト７を挿通させる貫通孔が形成されている。貫通孔は、シャフト７の回転を妨げないようにシャフト７の直径よりも大きい。
The reversing mechanism 80 includes a sun gear 81 fixed to the shaft 7, a hollow cylindrical outer shaft 83 that houses a part of the shaft 7 and the sun gear 81, and a sun gear between the sun gear 81 and the outer shaft 83. And a plurality of (three in the illustrated example) planetary gears 82 arranged around 81. On the inner peripheral surface of the outer shaft 83, a gear 831 is formed in which a plurality of planetary gears 82 are engaged. Each of the plurality of third blades 303 is provided on the outer peripheral surface of the outer shaft 83. The plurality of third blades 303 are preferably arranged at equal intervals in the circumferential direction of the outer peripheral surface of the outer shaft 83. A through-hole through which the shaft 7 is inserted is formed in each of the first end and the second end in the axial direction of the outer shaft 83. The through hole is larger than the diameter of the shaft 7 so as not to hinder the rotation of the shaft 7.
分離装置１ｆは、反転機構８０が回転体３ｆの内部空間３５内に収納されるように固定筒３１３の長さが、有底円筒状の回転体３ｆの深さよりも小さい。また、分離装置１ｆは、シャフト７に固定され固定筒３１３との間に反転機構８０を保持する保持筒３１４を備える。
In the separating device 1f, the length of the fixed cylinder 313 is smaller than the depth of the bottomed cylindrical rotating body 3f so that the reversing mechanism 80 is accommodated in the internal space 35 of the rotating body 3f. The separation device 1 f includes a holding cylinder 314 that is fixed to the shaft 7 and holds the reversing mechanism 80 between the separation apparatus 1 f and the fixed cylinder 313.
反転機構８０では、太陽歯車８１の回転方向は、シャフト７の回転方向と同じである。これに対して、複数の遊星歯車８２の各々及び外側シャフト８３の回転方向は、シャフト７の回転方向と逆方向である。反転機構８０は、シャフト７及び太陽歯車８１が例えば図９Ｂの矢印Ｂ１に示すように時計回り方向に回転すると、複数の遊星歯車８２の各々が太陽歯車８１によって図９Ｂの矢印Ｂ２に示すように反時計回り方向に回転する。このとき、外側シャフト８３が複数の遊星歯車８２によって図９Ｂの矢印Ｂ３に示すように反時計回り方向に回転する。
In the reversing mechanism 80, the rotation direction of the sun gear 81 is the same as the rotation direction of the shaft 7. On the other hand, the rotation direction of each of the plurality of planetary gears 82 and the outer shaft 83 is opposite to the rotation direction of the shaft 7. When the shaft 7 and the sun gear 81 rotate in the clockwise direction, for example, as indicated by an arrow B1 in FIG. 9B, the reversing mechanism 80 causes each of the plurality of planetary gears 82 to be indicated by the sun gear 81 as indicated by an arrow B2 in FIG. Rotates counterclockwise. At this time, the outer shaft 83 is rotated counterclockwise by the plurality of planetary gears 82 as indicated by an arrow B3 in FIG. 9B.
分離装置１ｆは、回転体３ｆの回転中に、第２羽根３９が回転体３ｆと同じ方向に回転し、かつ、第３羽根３０３が第２羽根３９とは逆方向に回転する。これにより、分離装置１ｆは、回転体３ｆの内部空間３５での乱流の発生を抑制することが可能となる。
In the separating device 1f, the second blade 39 rotates in the same direction as the rotating body 3f and the third blade 303 rotates in the opposite direction to the second blade 39 while the rotating body 3f rotates. Thereby, the separating device 1f can suppress the occurrence of turbulent flow in the internal space 35 of the rotating body 3f.
実施形態１〜３に記載した材料、数値等は、好ましい例を示しているだけであり、それに限定する主旨ではない。更に、本願発明は、その技術的思想の範囲を逸脱しない範囲で、構成及び形状それぞれに適宜変更を加えることが可能である。
The materials, numerical values, and the like described in the first to third embodiments are only preferable examples and are not intended to be limited thereto. Furthermore, in the present invention, the configuration and the shape can be appropriately changed without departing from the scope of the technical idea.
例えば、複数の第１羽根３６の各々は、回転体３の回転中心軸３０のまわりで螺旋状に形成されていてもよい。ここにおいて「螺旋状」とは、回転数が１以上の螺旋に限らず、回転数が１未満でもよい。
For example, each of the plurality of first blades 36 may be formed in a spiral shape around the rotation center axis 30 of the rotating body 3. Here, the term “spiral” is not limited to a spiral having a rotational speed of 1 or more, and the rotational speed may be less than 1.
また、回転体３は、複数の内筒体が外筒体２の中心軸２０に沿った方向に並んで構成されていてもよい。この場合、複数の内筒体のうち外筒体２の流入口２３に最も近い内筒体が有底円筒状であり、他の内筒体が両端開口した筒状であればよい。ここにおいて、複数の内筒体のうち隣接する内筒体同士は、当接していてもよいし、近接していてもよい。
The rotating body 3 may be configured such that a plurality of inner cylinders are arranged in a direction along the central axis 20 of the outer cylinder 2. In this case, the inner cylinder closest to the inlet 23 of the outer cylinder 2 among the plurality of inner cylinders may be a bottomed cylinder, and the other inner cylinder may be a cylinder with both ends opened. Here, among the plurality of inner cylinders, adjacent inner cylinders may be in contact with each other or may be close to each other.
