JP2018138297A - 分離装置 - Google Patents

Abstract

【課題】気体に含まれている固体を気体から分離する性能の向上を図ることが可能な分離装置を提供する。【解決手段】分離装置１は、外筒体２と、回転体３と、複数の羽根３６と、モータと、を備える。複数の羽根３６は、回転体３に連結されている。モータは、回転体３を回転中心軸のまわりで回転させる。外筒体２は、円筒状であり、第１端と第２端との間において外筒体２の内外を連通させる排出孔２５を有する。外筒体２における排出孔２５の内周面が、回転体３の回転方向Ａ１に沿った方向において後方に位置する後内面２５１及び前方に位置する前内面２５２を有する。分離装置１は、外筒体２の内周面２７において前内面２５２の縁部から外筒体２の内方へ突出した障壁２９を更に備える。【選択図】図５

Description

本発明は、分離装置に関し、より詳細には、気体に含まれている固体を気体から分離する分離装置に関する。

従来、この種の分離装置としては、例えば、ロータ（回転体）と、複数の流路と、送風部と、駆動装置（モータ）と、排出部と、捕集部と、を備える分離器が知られている（特許文献１）。

複数の流路の各々は、気体の流入口及び流出口を有し、ロータの回転中心軸のまわりにある。送風部は、複数の流路に気体を流す。駆動装置は、ロータを回転させることによって複数の流路を回転中心軸のまわりで回転させる。排出部は、複数の流路の各々で発生した気流（例えば、空気）に含まれている固体（例えば、微粒子、塵埃等）を、複数の流路の各々の流入口に近い位置よりも流出口に近い位置で回転中心軸から離れる方向へ排出する。

また、特許文献１に記載された一変形例の分離器では、排出部は、枠体（外筒体）の下流側において枠体の径方向に沿って貫通した排出口（排出孔）により構成されている。

国際公開第２０１６／０９２８４７号

分離装置の分野においては、気体に含まれている固体を気体から分離する分離性能を更に向上させることが望まれている。

本発明の目的は、気体に含まれている固体を気体から分離する分離性能の向上を図ることが可能な分離装置を提供することにある。

本発明に係る一態様の分離装置は、外筒体と、回転体と、複数の羽根と、モータと、を備える。前記外筒体は、円筒状であり、第１端に気体の流入口を有し、第２端に気体の流出口を有する。前記回転体は、前記外筒体の内側において、前記回転体の回転中心軸が前記外筒体の中心軸と揃うように配置されている。前記複数の羽根は、前記回転体と前記外筒体との間で前記回転体の外周方向において離れて配置され、前記回転体に連結されている。前記モータは、前記回転体を前記回転中心軸のまわりで一方向に回転させる。前記外筒体は、前記第１端と前記第２端との間において前記外筒体の内外を連通させる排出孔を有する。前記外筒体における前記排出孔の内周面が、前記回転体の回転方向に沿った方向において後方に位置する後内面及び前方に位置する前内面を有する。分離装置は、前記外筒体の内周面において前記前内面の縁部から前記外筒体の内方へ突出した障壁を更に備える。

本発明の分離装置は、気体に含まれている固体を気体から分離する分離性能の向上を図ることが可能となる。

図１Ａは、本発明の一実施形態に係る分離装置の要部斜視図である。図１Ｂは、同上の分離装置の別の方向から見た要部斜視図である。 図２は、同上の分離装置の要部断面斜視図である。 図３Ａは、同上の分離装置の正面図である。図３Ｂは、同上の分離装置の左側面図である。 図４は、同上の分離装置を示し、図３ＡのＸ−Ｘ線断面図である。 図５Ａは、同上の分離装置を示し、図３ＡのＹ−Ｙ線断面図である。図５Ｂは、同上の分離装置を示し、図５Ａの要部拡大図である。 図６は、同上の分離装置の分解斜視図である。 図７Ａは、同上の分離装置における外筒体及び捕集器を示し、上側から見た分解斜視図である。図７Ｂは、同上の分離装置における外筒体及び捕集器を示し、下側から見た分解斜視図である。 図８Ａは、本発明の一実施形態の変形例１に係る分離装置の断面図である。図８Ｂは、図８Ａの要部拡大図である。 図９Ａは、本発明の一実施形態の変形例１に係る分離装置の断面図である。図９Ｂは、図９Ａの要部拡大図である。 図１０Ａは、本発明の一実施形態の変形例１に係る分離装置の断面図である。図１０Ｂは、図１０Ａの要部拡大図である。

（実施形態）
以下では、本実施形態の分離装置１について、図１Ａ〜７に基づいて説明する。

分離装置１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（気体）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を備える空気調和システム等でもよい。空調設備により分離装置１に流す空気の流量は、例えば、１００ｍ³／ｈ〜３００ｍ³／ｈである。分離装置１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。

分離装置１は、図１Ａ、１Ｂ、２、４、５Ａ、５Ｂ及び６に示すように、外筒体２と、回転体３と、複数の羽根３６と、モータ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の内側に配置されている。複数の羽根３６は、回転体３に連結されている。分離装置１では、図２及び４に示すように、外筒体２と回転体３との間に、流入口２３から流出口２４に向かう流路５が形成されている。モータ４は、回転体３を回転させる。ここにおいて、分離装置１は、回転体３とモータ４の回転軸４２との両方に連結されたシャフト７を備える。また、分離装置１は、シャフト７とモータ４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（図２、４及び６参照）。

分離装置１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１の外筒体２は、空気に含まれている固体を外筒体２の外側に排出するために、外筒体２の内外を連通させる排出孔２５（図２、５、６、７Ａ及び７Ｂ参照）を有する。また、分離装置１は、外筒体２の内側から排出孔２５を通って排出された固体が入る捕集器６を更に備える。

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。

分離装置１の各構成要素については、以下に、より詳細に説明する。

上述のように、分離装置１は、外筒体２と、回転体３と、複数の羽根３６と、モータ４と、シャフト７と、軸継手８と、捕集器６と、を備える。

外筒体２は、円筒状に形成されており、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。外筒体２の材質は、例えば、ＡＢＳ樹脂である。

回転体３は、図４及び５Ａに示すように、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ている」とは、回転体３が、回転体３の回転中心軸３０（図４参照）を外筒体２の中心軸２０（図４及び７Ａ参照）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において、回転中心軸３０に直交する断面（例えば、図５Ａ参照）における外周線は、円形状である。回転体３の材質は、例えば、ポリカーボネート樹脂である。

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の長さは、外筒体２の長さよりも短い。回転体３は、図４に示すように、流入口２３側の第１端３１と、流出口２４側の第２端３２と、を有する。回転体３の第１端３１は、外筒体２の中心軸２０に沿った方向において、外筒体２の流入口２３と流出口２４との間で、流入口２３の近くに配置されている。また、回転体３の第２端３２は、外筒体２の中心軸２０に沿った方向において、外筒体２の流入口２３と流出口２４との間で、流出口２４の近くに配置されている。

外筒体２と回転体３との間には、回転体３に連結された複数（ここでは、２４枚）の羽根３６が配置されている。複数の羽根３６の各々の材質は、例えば、ポリカーボネート樹脂である。

複数の羽根３６の各々は、図４、５Ａ及び５Ｂに示すように、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１は、複数の羽根３６の各々と外筒体２の内周面２７との間に隙間がある。すなわち、複数の羽根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。複数の羽根３６の各々は、平板状である。複数の羽根３６の各々は、回転体３の周方向に沿った方向に交差（本実施形態では、略直交）するように配置されている。複数の羽根３６は、図５Ａ及び５Ｂに示すように回転体３の周方向において略等間隔で離れて配置されている。

上述の回転体３は、図２、４及び６に示すように、外筒体２の中心軸２０（図４及び７Ａ参照）に沿った方向において並ぶ２つの回転部材３ａ、３ｂを備える。回転部材３ａ、３ｂは、図４に示すように、有底円筒状に形成されている。より詳細には、２つの回転部材３ａ、３ｂは、流入口２３側の第１端３１ａ、３１ｂに底壁３３ａ、３３ｂを有し、流出口２４側の第２端３２ａ、３２ｂに開口３４ａ、３４ｂを有する。以下では、説明の便宜上、２つの回転部材３ａ、３ｂのうち流入口２３に近い位置（相対的に上流側）にある回転部材３ａを上流側回転部材３ａと称し、流出口２４に近い位置（相対的に下流側）にある回転部材３ｂを下流側回転部材３ｂとも称することもある。有底円筒状の上流側回転部材３ａでは、底壁３３ａが、流入口２３側に膨らむ形状に形成されている。これにより、分離装置１では、外筒体２の流入口２３から流入する気体の圧力損失を低減することが可能となる。また、上流側回転部材３ａの内側には、上流側回転部材３ａに一体の補強壁３８が設けられている。これにより、分離装置１では、上流側回転部材３ａの機械的強度をより向上させることが可能となる。また、有底円筒状の下流側回転部材３ｂの内側には、下流側回転部材３ｂの底壁３３ｂの中央部から開口３４ｂ側へ突出する円筒状のリブ３９が設けられている。外筒体２の中心軸２０に沿った方向において、リブ３９の長さは、下流側回転部材３ｂの長さよりも短い。

分離装置１では、複数の羽根３６の各々が、上流側回転部材３ａの外周面から突出している羽根片３６ａと、下流側回転部材３ｂの外周面から突出している羽根片３６ｂと、で構成されている（図４参照）。言い換えれば、分離装置１では、上流側回転部材３ａに連結された複数（２４枚）の羽根片３６ａと、下流側回転部材３ｂに連結された複数（２４枚）の羽根片３６ｂと、が一対一で対応し、複数（２４枚）の羽根３６を構成している。以下では、説明の便宜上、羽根片３６ａを上流側羽根片３６ａと称し、羽根片３６ｂを下流側羽根片３６ｂと称することもある。

複数の上流側羽根片３６ａは、回転体３の周方向において略等間隔で離れて配置されている。また、複数の下流側羽根片３６ｂは、回転体３の周方向において略等間隔で離れて配置されている。ここにおいて、一対一に対応する上流側羽根片３６ａと下流側羽根片３６ｂとは、外筒体２の中心軸２０に平行な方向において一直線上に並んでいる。

回転体３は、図２、４及び６に示すように、シャフト７及び軸継手８を介してモータ４の回転軸（シャフト）４２と連結されている。より詳細には、分離装置１では、回転体３がシャフト７に連結され、シャフト７が軸継手８によってモータ４の回転軸４２と連結されている。分離装置１では、回転軸４２とシャフト７とが、一直線上に並ぶように配置されている。

モータ４は、回転体３を回転体３の回転中心軸３０のまわりで一方向に回転させる。回転体３の回転数は、例えば、１５００ｒｐｍ〜３０００ｒｐｍである。モータ４は、例えば、直流モータである。モータ４は、例えば、外部の駆動回路により駆動される。

モータ４は、図２及び４に示すように、モータ本体４１と、モータ本体４１から一部が突出している上述の回転軸４２と、を備える。回転軸４２は、円柱状である。モータ４は、回転体３の内側に配置されている。より詳細には、モータ４は、下流側回転部材３ｂの内側に配置されている。ここにおいて、分離装置１は、モータ４及び軸継手８を収容するモータハウジング９（図２、４及び６参照）を備える。モータハウジング９は、下流側回転部材３ｂ内に収納される。モータハウジング９は、後述のリヤカバー１２に対して複数のねじによって固定されている。

モータハウジング９の材質は、例えば、アルミニウムである。モータハウジング９は、図４に示すように、ハウジング本体部９０と、フランジ部９５と、を有する。ハウジング本体部９０は、流入口２３側の第１端９１に底壁９３を有し、流出口２４側の第２端９２に開口９４を有する。ここにおいて、モータハウジング９では、ハウジング本体部９０の底壁９３に、軸継手８の通る円形状の孔９３１が形成されている。また、モータハウジング９は、底壁９３における孔９３１の周縁から流入口２３側に突出した有底円筒状の軸継手収納部９８を有する。モータハウジング９では、軸継手収納部９８の底壁９８３に、シャフト７の通る円形状の孔９８７が形成されている。フランジ部９５は、ハウジング本体部９０の第２端９２からハウジング本体部９０の径方向外向きに突出している。フランジ部９５は、モータハウジング９をリヤカバー１２に対して複数のねじによって固定するために設けられている。

シャフト７（図４、５Ａ及び６参照）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。シャフト７は、その軸線が回転体３の回転中心軸３０と一致するように配置される。言い換えれば、シャフト７は、その軸線が外筒体２の中心軸２０と一致するように配置される。シャフト７は、その一部が、回転体３内に配置される。より詳細には、分離装置１では、シャフト７の第１端７１が、外筒体２の中心軸２０に沿った方向において外筒体２の第１端２１よりも外側に配置され、シャフト７の第２端７２が下流側回転部材３ｂの内側に配置される。ここにおいて、シャフト７は、図４に示すように、上流側回転部材３ａの底壁３３ａにおける中央に形成された孔３５ａと、下流側回転部材３ｂの底壁３３ｂにおける中央に形成された孔３５ｂと、を通っている。また、回転体３は、シャフト７に対して２つのボルト７８（図４参照）と、２つのボルト７８に一対一に対応する２つのナットと、によって連結されている。２つのボルト７８の各々は、シャフト７において径方向に貫通した孔を通っている。これにより、回転体３は、シャフト７と一緒に回転することができる。

分離装置１は、シャフト７を回転自在に支持するための第１軸受７５及び第２軸受７６（図４及び６参照）を備えている。これにより、分離装置１では、モータ４によって回転体３をより安定して回転させることが可能となる。分離装置１では、第１軸受７５がシャフト７の第１端７１を回転自在に支持する。また、分離装置１では、第２軸受７６がシャフト７の第２端７２の近くの部位を回転自在に支持する。第２軸受７６は、軸継手収納部９８の底壁９８３に２本のねじによって固定されている。シャフト７の第２端７２は、軸継手８によってモータ４の回転軸４２と連結されている。軸継手８は、下流側回転部材３ｂの内側に配置されている。

分離装置１は、図１Ａ〜６に示すように、フロントカバー（第１カバー）１１と、リヤカバー（第２カバー）１２と、を更に備える。また、分離装置１は、図３Ａ、４、５Ａ及び６に示すように、ボトムカバー（第３カバー）１３を更に備える。

フロントカバー１１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（図１Ｂ及び２参照）に対して、複数（例えば、４本）のねじによって着脱可能に取り付けられる。リヤカバー１２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（図１Ａ及び２参照）に対して、複数（例えば、４本）のねじによって着脱可能に取り付けられる。ボトムカバー１３は、フロントカバー１１及びリヤカバー１２それぞれに対して、複数（例えば、２本）のねじによって着脱可能に取り付けられる。

外筒体２の中心軸２０に沿った一方向から見て、フロントカバー１１の外周形状は、正方形状である。フロントカバー１１は、図１Ａ及び２に示すように、第１フレーム部１１１と、軸受取付部１１２と、４つの第１梁部１１３と、を備える。第１フレーム部１１１は、第１フランジ２１１に重ねて配置される。第１フレーム部１１１の外周形状は、フロントカバー１１の外周形状と同じある。第１フレーム部１１１の内周形状は、円形状である。第１フレーム部１１１の内径は、外筒体２の内径と略同じである。第１フレーム部１１１は、第１フランジ２１１に対して複数のねじによって固定される。軸受取付部１１２は、円環状であって、第１フレーム部１１１の内側に配置されている。軸受取付部１１２には、上述の第１軸受７５が取り付けられる。４つの第１梁部１１３は、第１フレーム部１１１と軸受取付部１１２とを繋いでいる。４つの第１梁部１１３は、軸受取付部１１２の周方向において略等間隔で離れて配置されている。第１軸受７５は、ブッシュ軸受であり、軸受取付部１１２に圧入されることで軸受取付部１１２に取り付けられている。フロントカバー１１の材質は、例えば、アルミニウムである。

外筒体２の中心軸２０に沿った一方向から見て、リヤカバー１２の外周形状は、正方形状である。リヤカバー１２は、図１Ｂ及び２に示すように、第２フレーム部１２１と、ハウジング取付部１２２と、４つの第２梁部１２３と、を備える。第２フレーム部１２１の外周形状は、リヤカバー１２の外周形状と同じである。第２フレーム部１２１の内周形状は、円形状である。第２フレーム部１２１の内径は、外筒体２の内径と同じであるのが好ましい。第２フレーム部１２１は、第２フランジ２２１に重ねて配置される。第２フレーム部１２１は、第２フランジ２２１に対して複数のねじによって固定される。ハウジング取付部１２２は、円環状であって、第２フレーム部１２１の内側に配置されている。ハウジング取付部１２２には、モータハウジング９のフランジ部９５が重ねて配置される。ハウジング取付部１２２には、モータハウジング９のフランジ部９５が複数のねじによって固定される。４つの第２梁部１２３は、第２フレーム部１２１とハウジング取付部１２２とを繋いでいる。４つの第２梁部１２３は、ハウジング取付部１２２の周方向において略等間隔で離れて配置されている。リヤカバー１２の材質は、例えば、アルミニウムである。

ボトムカバー１３（図３Ａ、４、５Ａ及び６参照）は、フロントカバー１１及びリヤカバー１２に結合されている。ボトムカバー１３は、外筒体２の下方に配置される。ボトムカバー１３は、外筒体２の中心軸２０に沿った方向を長手方向とする矩形板であり、長手方向の一端がフロントカバー１１に対して複数のねじによって固定され、長手方向の他端がリヤカバー１２に対して複数のねじによって固定されている。ボトムカバー１３の長手方向の長さは、外筒体２の長さよりも長く、ボトムカバー１３の短手方向の長さは、外筒体２の外径よりも長い。ボトムカバー１３の材質は、例えば、アルミニウムである。

分離装置１では、外筒体２は、フロントカバー１１とリヤカバー１２とボトムカバー１３とを含む筐体１００が、図３Ａに示すように、外筒体２を三方から囲んでいる。筐体１００は、フロントカバー１１、リヤカバー１２及びボトムカバー１３の他に、外筒体２の上方に配置されるトップカバー、外筒体２の径方向において外筒体２の両側に配置される一対のサイドカバーを備えていてもよい。

分離装置１は、図３Ａ、４及び６に示すように、フロントパネル１６と、リヤパネル１７と、通気パネル１８と、を更に備える。

フロントパネル１６の外周形状は、正方形状である。フロントパネル１６には、その厚さ方向に貫通する通気孔１６１（図１、４及び６参照）が形成されている。フロントパネル１６は、フロントカバー１１における外筒体２側とは反対側に重ねて配置される。フロントパネル１６は、複数のねじによってフロントカバー１１に固定される。通気孔１６１の開口形状は、円形状である。通気孔１６１の内径は、外筒体２の内径及び回転体３の外径よりも小さく、フロントカバー１１の軸受取付部１１２の外径よりも大きい。フロントパネル１６の材質は、例えば、アルミニウムである。

リヤパネル１７の外周形状は、正方形状である。リヤパネル１７には、その厚さ方向に貫通する通気孔１７１（図３Ｂ、４及び６参照）が形成されている。リヤパネル１７は、リヤカバー１２における外筒体２側とは反対側に重ねて配置される。リヤパネル１７は、複数のねじによってリヤカバー１２に固定される。通気孔１７１の開口形状は、円形状である。通気孔１７１の内径は、外筒体２の内径よりも小さく回転体３の外径及びリヤカバー１２のハウジング取付部１２２の外径よりも大きい。リヤパネル１７の材質は、例えば、アルミニウムである。

通気パネル１８の外周形状は、略円形状である。通気パネル１８の外径は、リヤカバー１２におけるハウジング取付部１２２の外径と同じである。通気パネル１８の中央部には、メッシュ１８１（図３Ｂ及び４参照）が設けられている。通気パネル１８は、リヤカバー１２における外筒体２側とは反対側においてハウジング取付部１２２に重ねて配置される。通気パネル１８は、複数のねじによってハウジング取付部１２２に固定される。

分離装置１では、シャフト７に連結されている回転体３の回転方向Ａ１（図５Ａ及び５Ｂ参照）が、モータ４の回転軸４２（図２及び４参照）の回転方向と同じとなる。回転体３の回転方向Ａ１は、外筒体２の流入口２３側から見て、時計回りの方向（図５Ａ及び５Ｂ参照）である。回転体３の回転方向Ａ１は、外筒体２の流出口２４側から見て、反時計回りの方向である。回転体３の回転角速度は、モータ４の回転軸４２の回転角速度と同じである。

分離装置１では、モータ４の回転軸４２の回転により回転体３が回転すると、回転体３と複数の羽根３６とが同じ方向に回転する。分離装置１は、回転体３が回転することで、流路５（図２、４、５Ａ及び５Ｂ参照）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。分離装置１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。

分離装置１の分離特性に関しては、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１の分離特性に関しては、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。分離装置１では、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１で分離されずに空気中に残る固体としては、分離装置１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。

分離装置１では、外筒体２の流入口２３から外筒体２内に流入した空気に含まれている固体を外筒体２の外側に排出するために、外筒体２に、外筒体２の内外を連通させる排出孔２５（図２、５Ａ、５Ｂ、６、７Ａ及び７Ｂ参照）が形成されている。また、分離装置１は、外筒体２の内側から排出孔２５を通って排出された固体が入る捕集器６を備える。分離装置１では、排出孔２５から排出された固体が、例えば、重力沈降等により、捕集器６の底面に堆積する。

排出孔２５は、外筒体２の第１端２１と第２端２２との間で、回転体３の回転中心軸３０に沿った方向に細長いスリット状に形成されている。外筒体２の中心軸２０に沿った方向において、排出孔２５と流入口２３との距離は、羽根３６と流入口２３との距離よりも短いが、あくまでも一例であり、これに限らない。また、外筒体２の中心軸２０に沿った方向において、排出孔２５と流出口２４との距離は、羽根３６と流出口２４との距離よりも長いが、あくまでも一例であり、これに限らない。分離装置１では、外筒体２に流入した空気中の固体の大きさや外筒体２の中心軸２０（図４及び７Ａ参照）に沿った方向における位置に関係なく、外筒体２の内周面２７付近を通っている固体を、排出孔２５から排出することが可能となる。これにより、分離装置１は、外筒体２の内周面２７に固体が付着して堆積するのを抑制することが可能となる。

捕集器６は、外筒体２における回転体３側とは反対側に設けられている。捕集器６は、外筒体２の外側において排出孔２５を覆うように配置されている。これにより、捕集器６の内部空間は、外筒体２の内側の流路５と連通している。分離装置１では、外筒体２の内側から排出孔２５を通って排出された固体が捕集器６に入る。捕集器６は、外筒体２に対して着脱可能に取り付けられている。

捕集器６は、蓋がない器である。捕集器６は、図７Ａに示すように、底壁６０と、周壁６５と、取付フランジ６６と、を備える。

底壁６０は、外筒体２の中心軸２０（図４及び７Ａ参照）に平行な方向を長手方向とする長方形状に形成されている。底壁６０の長手方向の長さは、外筒体２の中心軸２０に平行な方向における排出孔２５の長さよりも長い。底壁６０は、図５Ａに示すように、外筒体２の斜め下方に位置する。また、底壁６０は、ボトムカバー１３上に配置される。

周壁６５は、底壁６０の外周縁の全周から底壁６０の厚さ方向に突出している。周壁６５は、第１側壁６１、第２側壁６２、第３側壁６３及び第４側壁６４を備える。第１側壁６１は、底壁６０の長手方向において外筒体２の第１端２１及び第２端２２のうち第１端２１に近い側の端縁から、底壁６０の厚さ方向に突出している。第２側壁６２は、底壁６０の長手方向において外筒体２の第１端２１及び第２端２２のうち第２端２２に近い側の端縁から、底壁６０の厚さ方向に突出している。したがって、第１側壁６１と第２側壁６２とは、外筒体２の中心軸２０に平行な方向において互いに対向する。第１側壁６１の形状と第２側壁６２の形状とは同じである。第１側壁６１及び第２側壁６２のそれぞれにおける底壁６０側とは反対側の先端面６１１及び６１２は、外筒体２の外周面２８に沿った形状に形成されている。

第３側壁６３は、底壁６０の短手方向において外筒体２に近い側の端縁から底壁６０の厚さ方向に突出している。第４側壁６４は、底壁６０の短手方向において外筒体２から遠い側の端縁から底壁６０の厚さ方向に突出している。したがって、第３側壁６３と第４側壁６４とは、外筒体２の一径方向に平行な方向において互いに対向する。第４側壁６４の突出寸法は、第３側壁６３の突出寸法よりも長い。第３側壁６３の突出寸法は、第１側壁６１及び第２側壁６２の第３側壁６３側の端における突出寸法と同じである。第４側壁６４の突出寸法は、第１側壁６１及び第２側壁６２の第４側壁６４側の端における突出寸法と同じである。捕集器６では、第１側壁６１と第２側壁６２と第３側壁６３と第４側壁６４とで、平面視形状が矩形枠状の周壁６５を構成している。平面視において、排出孔２５は、捕集器６の周壁６５に囲まれている。

取付フランジ６６は、第４側壁６４の外周縁から第４側壁６４と同一面内で外方に突出している。

分離装置１では、外筒体２の外周面２８に、捕集器６が着脱可能に取り付けられる取付部２６（図７Ｂ参照）が設けられている。ここにおいて、取付部２６には、捕集器６の取付フランジ６６がねじによって取り付けられる。取付部２６は、外筒体２の外周面２８から突出している。取付部２６は、取付フランジ６６の第１側壁６１、第２側壁６２、第３側壁６３及び第４側壁６４それぞれに一対一に対応する第１側片２６１、第２側片２６２、第３側片２６３及び第４側片２６４を備える。

第１側片２６１と第２側片２６２とは、外筒体２の中心軸２０に平行な方向において互いに対向する。外筒体２の中心軸２０に平行な方向から見て、第１側片２６１及び第２側片２６２の形状は、捕集器６の第１側壁６１及び第２側壁６２の形状と同じである。第１側片２６１と第２側片２６２との互いの対向面間の距離は、捕集器６の第１側壁６１と第２側壁６２との互いの外面間の距離と略同じである。外筒体２の径方向に平行な一方向から見て、第３側片２６３の形状は、捕集器６の第３側壁６３の形状と同じである。取付部２６においては、第１側片２６１、第２側片２６２及び第４側片２６４に対して捕集器６の取付フランジ６６がねじによって固定される。分離装置１では、取付部２６に捕集器６を取り付けた状態において、捕集器６の周壁６５の先端面が外筒体２の外周面２８に接触或いは近接する。ここにおいて、捕集器６は、周壁６５の先端面が全周に亘って外筒体２の外周面２８に接触しているのが好ましい。

分離装置１は、捕集器６の内部空間を複数（本実施形態では、３つ）の空間に分ける複数（本実施形態では、２つ）の仕切壁１０（図２、５Ａ及び７Ａ参照）を更に備える。複数の仕切壁１０は、捕集器６の内部空間に配置されている。複数の仕切壁１０の各々は、回転体３の回転中心軸３０（図４参照）に沿った方向（平行な方向）に交差（本実施形態では、直交）する。ここにおいて、複数の仕切壁１０の各々は、回転体３の回転中心軸３０に平行な方向に直交する（つまり、仕切壁１０と回転中心軸３０とのなす角度が９０°である）場合に限らない。複数の仕切壁１０の各々は、例えば、回転体３の回転中心軸３０に平行な方向に３０°〜１５０°の範囲で交差してもよい。本実施形態の分離装置１では、複数の仕切壁１０が、捕集器６内に配置され回転体３の回転中心軸３０に沿った方向に並んでいる。これにより、分離装置１では、複数（２つ）の仕切壁１０によって、捕集器６の内部空間が、回転中心軸３０に沿った方向に並ぶ複数（３つ）の空間に分けられている。複数の仕切壁１０は、一例として、回転体３の回転中心軸３０に沿った方向において略等間隔で配置されている。複数の仕切壁１０は、捕集器６の底壁６０上に配置されている。複数の仕切壁１０の各々の先端面１０ａ（図７Ａ参照）は、外筒体２の外周面２８に沿った形状に形成されている。複数の仕切壁１０の各々の先端面１０ａの曲率半径は、外筒体２の外周面２８の曲率半径と同じであるのが好ましい。分離装置１では、仕切壁１０が捕集器６と一体である。分離装置１では、捕集器６及び複数の仕切壁１０の材質が合成樹脂であり、捕集器６と仕切壁１０とが一体成形されている。

分離装置１では、回転体３の回転中、外筒体２の流入口２３から流入した空気中の固体の一部が、流路５（図２参照）を通る途中でその遠心力等によって捕集器６に入る。

分離装置１では、外筒体２に対して捕集器６を着脱可能に取り付けてあることにより、例えば、人が捕集器６を外筒体２から取り外して捕集器６内の固体を廃棄し、その後、捕集器６を外筒体２に取り付けることができる。

分離装置１では、捕集器６に溜まった固体を廃棄する場合、例えば、ボトムカバー１３をフロントカバー１１及びリヤカバー１２から取り外し、その後、捕集器６を外筒体２から取り外し、次に、捕集器６内の固体を廃棄し、その後、捕集器６を外筒体２に取り付け、続いて、ボトムカバー１３をフロントカバー１１及びリヤカバー１２に取り付ける。分離装置１のメンテナンスでは、取り外した捕集器６の代わりに、交換用の捕集器６を外筒体２に取り付けてもよい。

分離装置１では、外部の空気がフロントパネル１６の通気孔１６１（図１Ａ、４及び６参照）及びフロントカバー１１の第１フレーム部１１１（図１Ａ及び２参照）の内側の空間を通して外筒体２の流入口２３に流入する。外筒体２に流入した空気に含まれていた固体は、流路５（図２参照）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（図４参照）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。そして、分離装置１では、空気中の固体の一部が、流路５を通過する途中で排出孔２５（図２、５Ａ及び５Ｂ参照）から排出され捕集器６に捕集される。

分離装置１では、外筒体２の内側において旋回流が発生するので、外筒体２の流入口２３から外筒体２内に流入した空気中の固体（塵等）の一部が、排出孔２５を通して捕集器６内に捕集され、固体（塵等）が分離（除去）された空気（清浄化された空気）の一部が、外筒体２の流出口２４から流出する。

本願発明者らは、特許文献１に記載された分離器のように流出口の近くに排出孔を有する比較例の分離装置を作製し、ＰＭ２．５と同等の粒径を有する試験用紛体を利用して固体の分離特性を測定する実験を行った。ここにおいて、試験用紛体（Test powders）としては、例えば、ＪＩＳ Ｚ ８９０１において規定されている「試験用紛体１」の１１種（Class 11）を用いた。この１１種の化学成分は、ＳｉＯ₂、Ｆｅ₂Ｏ₃、Ａｌ₂Ｏ₃等である。また、この１１種の中位径は、１．６〜２．３μｍである。実験の結果、本願発明者らは、枠体の内周面、枠体における排出孔の内周面等に試験用紛体（固体）の凝集体（塊）が付着しているという知見を得た。そして、本願発明者らは、比較例の分離装置において分離性能及び容器（捕集器）での捕集効率の更なる向上が難しい理由として、枠体において流入口の近くで枠体の内周面付近を通っている気流中の固体が枠体の内周面に付着してしまうこと、枠体の内周面に当たった固体が内周面から離れる向きへ跳ね返ってしまうこと、枠体の内周面付近を旋回している気流中の固体が排出孔の近くを通っても排出孔を通りにくいこと、枠体の内周面等に付着した固体の凝集体から固体が再飛散したりすること、等があると考えた。

これに対し、本実施形態の分離装置１では、上述のように、排出孔２５が、外筒体２の第１端２１と第２端２２との間で、回転体３の回転中心軸３０に沿った方向に細長いスリット状に形成されている。ここにおいて、分離装置１では、外筒体２における排出孔２５の内周面が、図５Ａ及び５Ｂに示すように、回転体３の回転方向Ａ１に沿った方向において後方に位置する後内面２５１及び前方に位置する前内面２５２を有する。

前内面２５２は、図５Ｂに示すように、外筒体２の径方向のうち排出孔２５を通る一径方向Ｂ１に対して傾斜する傾斜面２５２１を有する。ここにおいて、「一径方向Ｂ１に対して傾斜する」とは、外筒体２の中心軸２０（図４、７Ａ参照）及び一径方向Ｂ１を含む仮想の平面に対して傾斜していることを意味する。傾斜面２５２１では、回転体３から遠い側の外側端Ｐ２２が回転体３に近い側の内側端Ｐ２１よりも回転方向Ａ１の前方に位置している。要するに、分離装置１では、外筒体２における排出孔２５が、回転体３の回転方向Ａ１においてそれぞれ後方及び前方に位置する後内面２５１及び前内面２５２を有し、前内面２５２が、外筒体２の外側を向いた傾斜面２５２１を有する。傾斜面２５２１の法線方向は、外筒体２の外側を向いている。外筒体２の中心軸２０に直交する断面において、前内面２５２の内側端（ここでは、前内面２５２における傾斜面２５２１の内側端Ｐ２１）の接線と傾斜面２５２１とのなす鋭角の角度は、例えば、２０°である。

分離装置１では、後内面２５１は、上述の一径方向Ｂ１（図５Ｂ参照）に対して傾斜する傾斜面２５１１を有する。傾斜面２５１１では、回転体３から遠い側の外側端Ｐ１２が回転体３に近い側の内側端Ｐ１１よりも回転方向Ａ１の前方に位置している。要するに、分離装置１では、外筒体２における排出孔２５の後内面２５１が、外筒体２の内側を向いた傾斜面２５１１を有する。これにより、分離装置１では、前内面２５２の傾斜面２５２１を含む仮想平面と後内面２５１の傾斜面２５１１を含む仮想平面とが、略平行となっている。外筒体２の中心軸２０に直交する断面において、後内面２５１における傾斜面２５１１の内側端Ｐ１１の接線と傾斜面２５１１とのなす鈍角の角度は、例えば、１７０°である。

また、分離装置１は、外筒体２の内周面２７において前内面２５２の縁部から外筒体２の内方へ突出した障壁２９を更に備える。障壁２９の材質は、例えば、外筒体２と同じ材質でもよいし、異なる材質でもよい。障壁２９は、剛体であるのが好ましい。

分離装置１では、回転体３の回転により外筒体２の内周面２７付近を外筒体２の内周面２７に沿って旋回している気流が障壁２９に衝突したり、流れの剥離（flow separation）が起こる。ここにおいて、障壁２９に衝突した気流中の固体は、旋回方向の運動エネルギが低減され、遠心力によって排出孔２５から排出されると推考される。これにより、分離装置１では、外筒体２の内周面２７付近の固体を排出孔２５から排出させやすくなると推考される。ここにおいて、障壁２９の突出方向は、外筒体２の径方向内向きの方向である。障壁２９の突出寸法は、障壁２９と複数の羽根３６とが接触しないように設定されている。また、障壁２９の突出寸法は、流路５内において複数の羽根３６により気流を旋回させる効果の観点から、外筒体２の内周面２７と回転体３の外周面３７との距離及び複数の羽根３６の突出寸法よりも小さいほうが好ましい。分離装置１では、外筒体２の径方向における複数の羽根３６の各々と外筒体２の内周面２７との距離は一定である。

分離装置１では、外筒体２の中心軸２０に沿った方向における外筒体２の長さは、例えば、３００ｍｍである。外筒体２の厚さ（外筒体２の径方向における厚さ）は、例えば、５ｍｍである。外筒体２の内径は、例えば、２４０ｍｍである。回転体３の外径は、例えば、１６０ｍｍである。外筒体２の内周面２７と回転体３の外周面３７との距離は、４０ｍｍである。複数の羽根３６の各々と外筒体２の内周面２７との最短距離は、例えば、５ｍｍである。これに対して、外筒体２の内周面２７からの障壁２９の突出寸法は、例えば、２ｍｍ程度である。障壁２９の突出寸法は、少なくとも、分離装置１で分離したい固体（粒子）の粒径よりも大きな値である必要がある。回転体３の回転方向に沿った方向における障壁２９の厚さは、例えば、１ｍｍである。

上述の障壁２９は、回転体３の回転中心軸３０に沿った方向において排出孔２５の全長に亘って形成されている。

本実施形態の分離装置１では、比較例の分離装置と比べて、分離性能を向上させることが可能となる。また、本実施形態の分離装置１では、捕集器６での捕集効率を向上させることが可能となる。

以上説明した本実施形態の分離装置１は、外筒体２と、回転体３と、複数の羽根３６と、モータ４と、を備える。外筒体２は、円筒状であり、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の内側に配置されている。回転体３は、その回転中心軸３０が外筒体２の中心軸２０と揃うように配置されている。複数の羽根３６は、回転体３と外筒体２との間で回転体３の外周方向において離れて配置され、回転体３に連結されている。モータ４は、回転体３を回転中心軸３０のまわりで一方向に回転させる。外筒体２は、第１端２１と第２端２２との間において外筒体２の内外を連通させる排出孔２５を有する。外筒体２における排出孔２５の内周面が、回転体３の回転方向Ａ１に沿った方向において後方に位置する後内面２５１及び前方に位置する前内面２５２を有する。分離装置１は、外筒体２の内周面２７において前内面２５２の縁部から外筒体２の内方へ突出した障壁２９を更に備える。

以上の構成により、分離装置１は、気体に含まれている固体を気体から分離する分離性能の向上を図ることが可能となる。

分離装置１では、排出孔２５は、回転中心軸３０に沿った方向に細長いスリット状に形成されているのが好ましい。これにより、分離装置１では、気体に含まれている固体を気体から分離する分離性能の更なる向上を図ることが可能となる。

分離装置１では、障壁２９が、回転体３の回転中心軸３０に沿った方向において排出孔２５の全長に亘って形成されているのが好ましい。これにより、分離装置１では、気体に含まれている固体を気体から分離する分離性能の更なる向上を図ることが可能となる。また、分離装置１では、粒径のより小さな固体をより効率良く排出孔２５から排出させることが可能となる。

分離装置１では、障壁２９の突出方向が、外筒体２の径方向内向きの方向である。これにより、分離装置１では、回転体３の回転方向Ａ１に沿って外筒体２の内周面２７付近を旋回している気流が障壁２９に衝突しやすく、気体に含まれている固体を気体から分離する分離性能の向上を図ることが可能となる。

分離装置１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持ち、かつ初期圧力損失が２４５Ｐａ以下の性能を持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１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１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。

上記の実施形態は、本発明の様々な実施形態の一つに過ぎない。上記の実施形態は、本発明の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。

図８Ａ及び８Ｂは、実施形態の変形例１の分離装置１ａの断面図である。変形例１の分離装置１ａに関し、実施形態の分離装置１と同様の構成要素には実施形態の分離装置１と同一の符号を付して説明を省略する。

変形例１の分離装置１ａでは、外筒体２が排出孔２５を複数（ここでは、４つ）有する。外筒体２では、複数の排出孔２５が外筒体２の周方向において離れている。分離装置１ａは、障壁２９を複数（ここでは、４つ）備える。分離装置１ａでは、複数（ここでは、４つ）の障壁２９と複数（ここでは、４つ）の排出孔２５とが一対一に対応している。これにより、変形例１の分離装置１ａでは、分離性能の更なる向上を図ることが可能となる。

変形例１の分離装置１ａでは、複数の排出孔２５は、外筒体２の周方向において等間隔で形成されている。また、分離装置１ａでは、複数の排出孔２５の各々が、外筒体２の径方向に沿って形成されている。これにより、分離装置１ａでは、複数の排出孔２５それぞれから固体をより効率良く排出させることが可能となる。分離装置１ａは、排出孔２５の数と障壁２９の数とが同じである構成に限らず、排出孔２５の数よりも障壁２９の数が少なくてもよい。要するに、分離装置１ａは、複数の排出孔２５のそれぞれに一対一に対応するように複数の障壁２９を備えていない構成でもよい。

変形例１の分離装置ａでは、捕集器６を２つ備え、２つ捕集器６の各々が、外筒体２の外側で２つの排出孔２５を覆うように配置されている。要するに、変形例１の分離装置１ａでは、上下に並ぶ２つの排出孔２５ごとに１つ捕集器６を備えるが、これに限らず、例えば、４つの排出孔２５の各々に対して１つずつ捕集器６を備えてもよい。

図９Ａ及び９Ｂは、実施形態の変形例２の分離装置１ｂの断面図である。変形例２の分離装置１ｂに関し、実施形態の分離装置１と同様の構成要素には実施形態の分離装置１と同一の符号を付して説明を省略する。

変形例２の分離装置１ｂは、実施形態の分離装置１における障壁２９の代わりに、障壁２９とは形状の異なる障壁２９ｂを備えている。変形例２の分離装置１ｂでは、障壁２９ｂは、排出孔２５を通る外筒体２の一径方向Ｂ１に交差するように一径方向Ｂ１に対して傾いている。これにより、変形例２の分離装置１ｂでは、回転体３から外筒体２へ向かう複数の羽根３６の各々の突出寸法をより大きくすることが可能となり、分離性能の更なる向上を図ることが可能となる。ここで、障壁２９ｂは、回転体３の回転方向Ａ１に沿った方向において後方へ突出している。言い換えれば、障壁２９ｂでは、外筒体２の内周面２７側の基端よりも回転体３側の先端が、回転体３の回転方向Ａ１に沿った方向において後方に位置する。これにより、障壁２９ｂは、外筒体２の排出孔２５側を向いた傾斜面２９０を有する。分離装置１ｂでは、障壁２９ｂの突出寸法を障壁２９の突出寸法と同じとした場合、外筒体２の径方向における内周面２７と障壁２９ｂの先端面との最大距離が、分離装置１の外筒体２の径方向における内周面２７と障壁２９の先端面との最大距離よりも短くなる。これにより、変形例２の分離装置１ｂでは、回転体３からの複数の羽根３６の突出寸法を、実施形態の分離装置１における回転体３からの複数の羽根３６の突出寸法よりも大きくすることが可能となる。よって、変形例２の分離装置１ｂでは、分離性能の更なる向上を図ることが可能となる。また、変形例２の分離装置１ｂでは、障壁２９ｂが、外筒体２の内周面２７に沿って旋回している気流を排出孔２５へ案内するガイド機能も有している。

また、変形例２の分離装置１ｂは、変形例１の分離装置１ａと同様、外筒体２が複数の排出孔２５を有している。また、変形例２の分離装置１ｃでは、変形例１の分離装置１ａと同様、複数の排出孔２５の各々が、外筒体２の径方向に沿って形成されている。

変形例２の分離装置１ｂでは、変形例１の分離装置１ａにおいて複数の排出孔２５に一対一に対応する複数の障壁２９の代わりに、複数の障壁２９ｂを備えている。変形例２の分離装置１ｂでは、変形例１の分離装置１ａと同様、分離性能の更なる向上を図ることが可能となる。

図１０Ａ及び１０Ｂは、実施形態の変形例３の分離装置１ｃの断面図である。変形例３の分離装置１ｃに関し、実施形態の分離装置１と同様の構成要素には実施形態の分離装置１と同一の符号を付して説明を省略する。

変形例３の分離装置１ｃは、実施形態の分離装置１における障壁２９の代わりに、障壁２９とは形状の異なる障壁２９ｃを備えている。変形例３の分離装置１ｃでは、障壁２９ｃが、第１部分２９１と、第２部分２９２と、第３部分２９３と、を有する。第１部分２９１は、外筒体２の内周面２７において排出孔２５の前内面２５２の縁部から外筒体２の径方向内向きの方向に突出している。第２部分２９２は、第１部分２９１の先端から回転体３の回転方向Ａ１とは反対の方向に沿って延びている。第３部分２９３は、第２部分２９２における第１部分２９１側とは反対側の端から排出孔２５側へ延びている。障壁２９ｃの第３部分２９３は、外筒体２の内側にあり外筒体２の内周面２７及び排出孔２５から離れている。これにより、変形例３の分離装置１ｃでは、分離性能の更なる向上を図ることが可能となる。また、変形例３の分離装置１ｃでは、外筒体２の外部から固体等が排出孔２５を通して外筒体２の内側へ入るのを抑制することが可能となる。障壁２９ｃは、外筒体２に対して接着剤等によって固定されていてもよいが、これに限らず、外筒体２に対して着脱可能でもよい。

また、変形例２の分離装置１ｃは、変形例１の分離装置１ａと同様、外筒体２が複数の排出孔２５を有している。また、変形例３の分離装置１ｃでは、変形例１の分離装置１ａと同様、複数の排出孔２５の各々が、外筒体２の径方向に沿って形成されている。

変形例３の分離装置１ｃでは、変形例１の分離装置１ａにおいて複数の排出孔２５に一対一に対応する複数の障壁２９の代わりに、複数の障壁２９ｃを備えている。変形例３の分離装置１ｃでは、変形例１の分離装置１ａと同様、分離性能の更なる向上を図ることが可能となる。

上記の実施形態は、本発明の目的を達成できれば、変形例１〜３以外にも、設計等に応じて種々の変更が可能である。

例えば、外筒体２の材質は、ＡＢＳ等の合成樹脂に限らず、金属等でもよい。また、回転体３及び複数の羽根３６の材質は、ポリカーボネート樹脂等の合成樹脂に限らず、例えば、金属等でもよい。また、回転体３の材質と複数の羽根３６の材質とは互いに異なっていてもよい。

複数の羽根３６の各々は、回転体３と別部材として形成され回転体３に固定されることで回転体３に連結されていてもよい。

また、複数の羽根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以上の螺旋形状に限らず、回転数が１の螺旋形状の一部の形状も含む。

回転体３は、外筒体２の中心軸２０に沿った方向において並ぶ２つの回転部材３ａ、３ｂを備える構成に限らず、例えば、２つの回転部材３ａ、３ｂのうちの１つのみを備える構成でもよい。また、回転体３は、２つの回転部材３ａ、３ｂの間に、少なくとも１つの回転部材（回転部材３ｂと同様の形状の回転部材）を備えていてもよい。この場合、２つの回転部材３ａ、３ｂの間にある回転部材にも、複数の羽根３６の各々の一部を構成する羽根片が連結されているのが好ましい。

排出孔２５は、少なくとも一部が回転体３の回転中心軸３０に沿った方向（言い換えれば、外筒体２の中心軸２０に沿った方向）に細長いスリット状であるのが好ましいが、例えば、これに加えて外筒体２の周方向に沿った方向に長い１乃至複数の弧状スリットを含んでもよい。また、排出孔２５は、回転体３の回転中心軸３０に沿った方向に細長いスリット状に限らず、例えば、外筒体２の周方向に沿った方向の長さが外筒体２の中心軸２０に沿った方向の長さよりも長いスリットでもよい。

分離装置１では、捕集器６の取付フランジ６６をねじにより取付部２６に取り付けてあるが、これに限らず、外筒体２に対して捕集器６を着脱可能であればよい。要するに、分離装置１では、取付フランジ６６及びねじは必須の構成要素ではない。

また、捕集器６及び複数の仕切壁１０の材質は、合成樹脂に限らず、金属等でもよい。また、捕集器６と複数の仕切壁１０とは互いに異なる材質でもよい。分離装置１では、捕集器６と複数の仕切壁１０とが別部材で形成されて接着、溶着、嵌合、ねじ固定等によって一体化されていてもよい。

分離装置１において、捕集器６は、必須の構成要素ではない。言い換えれば、分離装置１は、外筒体２の内側から排出孔２５を通して外筒体２の外側へ固体を排出できるように構成されていれば、捕集器６を備えていない構成でもよい。

１、１ａ、１ｂ、１ｃ 分離装置
２ 外筒体
２０ 中心軸
２１ 第１端
２２ 第２端
２３ 流入口
２４ 流出口
２５ 排出孔
２５１ 後内面
２５２ 前内面
２９、２９ｂ、２９ｃ 障壁
２９１ 第１部分
２９２ 第２部分
２９３ 第３部分
３ 回転体
３０ 回転中心軸
３１ 第１端
３２ 第２端
３６ 羽根
４ モータ
Ａ１ 回転方向
Ｂ１ 一径方向

Claims (7)

1. 第１端に気体の流入口を有し、第２端に気体の流出口を有する円筒状の外筒体と、
   前記外筒体の内側において、回転中心軸が前記外筒体の中心軸と揃うように配置された回転体と、
   前記回転体と前記外筒体との間で前記回転体の外周方向において離れて配置され、前記回転体に連結されている複数の羽根と、
   前記回転体を前記回転中心軸のまわりで一方向に回転させるモータと、
   を備え、
   前記外筒体は、前記第１端と前記第２端との間において前記外筒体の内外を連通させる排出孔を有し、
   前記外筒体における前記排出孔の内周面が、前記回転体の回転方向に沿った方向において後方に位置する後内面及び前方に位置する前内面を有し、
   前記外筒体の内周面において前記前内面の縁部から前記外筒体の内方へ突出した障壁を更に備える
   ことを特徴とする分離装置。
2. 前記排出孔は、前記回転中心軸に沿った方向に細長いスリット状に形成されている
   ことを特徴とする請求項１記載の分離装置。
3. 前記障壁は、前記回転中心軸に沿った方向において前記排出孔の全長に亘って形成されている
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の分離装置。
4. 前記外筒体は、前記排出孔を複数有し、
   前記外筒体では、前記複数の排出孔が前記外筒体の周方向において離れており、
   前記障壁を複数備え、
   前記複数の障壁と前記複数の排出孔とが一対一に対応している
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の分離装置。
5. 前記障壁の突出方向が、前記外筒体の径方向内向きの方向である
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の分離装置。
6. 前記障壁は、前記排出孔を通る前記外筒体の一径方向に交差するように前記一径方向に対して傾いている
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の分離装置。
7. 前記障壁は、前記外筒体の内周面において前記前内面の縁部から前記外筒体の径方向内向きの方向に突出した第１部分と、前記第１部分の先端から前記回転体の回転方向とは反対の方向に沿って延びている第２部分と、前記第２部分における前記第１部分側とは反対側の端から前記排出孔側へ延びている第３部分と、を有し、
   前記障壁の前記第３部分は、前記外筒体の内側にあり前記外筒体の前記内周面及び前記排出孔から離れている
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の分離装置。

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