JP2640501B2 - サイクロン分離器 - Google Patents
サイクロン分離器Info
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- JP2640501B2 JP2640501B2 JP63172449A JP17244988A JP2640501B2 JP 2640501 B2 JP2640501 B2 JP 2640501B2 JP 63172449 A JP63172449 A JP 63172449A JP 17244988 A JP17244988 A JP 17244988A JP 2640501 B2 JP2640501 B2 JP 2640501B2
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- Japan
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- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 32
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 11
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 9
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
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- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
- B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
- B04C3/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex flow following a screw-thread type line remains unchanged ; Devices in which one of the two discharge ducts returns centrally through the vortex chamber, a reverse-flow vortex being prevented by bulkheads in the central discharge duct
- B04C3/06—Construction of inlets or outlets to the vortex chamber
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、流体の旋回流を利用して該流体内の密度の
異なる物質を分離するサイクロン分離器に関する。とく
に本発明は、気体から液体または微細な固形物を分離す
る装置に適用して効果があるが、そのような用途に限定
されるものではなく、他の分離器としても有用である。
異なる物質を分離するサイクロン分離器に関する。とく
に本発明は、気体から液体または微細な固形物を分離す
る装置に適用して効果があるが、そのような用途に限定
されるものではなく、他の分離器としても有用である。
円筒形容器内に流体を接線方向に導入して旋回流を形
成し、旋回により生じる遠心力で該流体内の密度の異な
る物質を分離するようにした遠心分離器あるいはサイク
ロン分離器は周知である。また、空調装置に使用するウ
オーターセパレータとして、空気流の方向を急激に変え
ることにより、空気と該空気に含まれる水または微細な
固形物を分離する装置が知られている。
成し、旋回により生じる遠心力で該流体内の密度の異な
る物質を分離するようにした遠心分離器あるいはサイク
ロン分離器は周知である。また、空調装置に使用するウ
オーターセパレータとして、空気流の方向を急激に変え
ることにより、空気と該空気に含まれる水または微細な
固形物を分離する装置が知られている。
これら公知の分離器においては、高い分離性能を達成
するために種々の工夫あるいは複雑な構造が必要であ
る。たとえば、米国特許第3,843,126号に開示された分
離器においては、ほぼ同軸に内筒および外筒が配置さ
れ、水分を含む空気は内筒の下端から上向きの旋回流と
して導入される。水分濃度の高い空気は遠心作用により
内筒の壁面よりに集中し、内筒の中心部は低圧状態とな
る。内筒には半径方向に延びるように通気管が設けられ
ており、該通気管の半径方向内端は内筒の中心部近傍に
開口し、外端は内筒と外筒との間の環状の空間に開口す
る。内筒の中心部に生じる低圧のサクション効果によ
り、上記環状空間から内筒内部に至り、さらに内筒の上
端を廻って環状空間に至る循環流が発生する。内筒壁面
に沿って旋回しながら上昇する水分含有量の多い空気
は、この循環流に乗って内筒と外筒との間の環状空間に
達し、ここで空気に含まれる水分は分離されて環状空間
の底に滴下する。
するために種々の工夫あるいは複雑な構造が必要であ
る。たとえば、米国特許第3,843,126号に開示された分
離器においては、ほぼ同軸に内筒および外筒が配置さ
れ、水分を含む空気は内筒の下端から上向きの旋回流と
して導入される。水分濃度の高い空気は遠心作用により
内筒の壁面よりに集中し、内筒の中心部は低圧状態とな
る。内筒には半径方向に延びるように通気管が設けられ
ており、該通気管の半径方向内端は内筒の中心部近傍に
開口し、外端は内筒と外筒との間の環状の空間に開口す
る。内筒の中心部に生じる低圧のサクション効果によ
り、上記環状空間から内筒内部に至り、さらに内筒の上
端を廻って環状空間に至る循環流が発生する。内筒壁面
に沿って旋回しながら上昇する水分含有量の多い空気
は、この循環流に乗って内筒と外筒との間の環状空間に
達し、ここで空気に含まれる水分は分離されて環状空間
の底に滴下する。
この米国特許に開示された装置は、単純なサイクロン
分離器に比較すると高い分離効率を得られるものと考え
られるが、構造が複雑になる。すなわち、内筒と外筒と
を設け、内筒に通気管を配置することが必要になる。ま
た、この通気管は内筒内に半径方向に突出するので、空
気流に対する抵抗となり、高い圧力損失を生じる。
分離器に比較すると高い分離効率を得られるものと考え
られるが、構造が複雑になる。すなわち、内筒と外筒と
を設け、内筒に通気管を配置することが必要になる。ま
た、この通気管は内筒内に半径方向に突出するので、空
気流に対する抵抗となり、高い圧力損失を生じる。
本発明は、従来のサイクロン分離器における上述の問
題、すなわち単純な構造では十分な分離効果が達成でき
ず、分離効果を高めるためには複雑な構造にせざるを得
ない、という問題を解決するものである。
題、すなわち単純な構造では十分な分離効果が達成でき
ず、分離効果を高めるためには複雑な構造にせざるを得
ない、という問題を解決するものである。
本発明においては、上記問題点を解決するために、円
筒形容器内での流体の旋回作用により該流体内の密度の
異なる物質を分離するサイクロン分離器において、一端
が円筒形容器の外周部に開口し、他端が前記容器のほぼ
円筒中心軸上またはその近傍に開口する流体通路を少な
くとも１箇所設け、前記流体通路の前記一端が前記容器
に開口する部分に前記密度の異なる物質を捕捉する手段
を設ける。
筒形容器内での流体の旋回作用により該流体内の密度の
異なる物質を分離するサイクロン分離器において、一端
が円筒形容器の外周部に開口し、他端が前記容器のほぼ
円筒中心軸上またはその近傍に開口する流体通路を少な
くとも１箇所設け、前記流体通路の前記一端が前記容器
に開口する部分に前記密度の異なる物質を捕捉する手段
を設ける。
流体通路の前記他端は、前記容器の出口側端部若しく
は、容器の入口側端部いずれに配置してもよい。入口側
端部に配置する場合には、流体通路の前記他端は、容器
内に軸方向に突出するように形成することが好ましい。
捕捉手段は容器の周方向に形成された環状溝により構成
すればよく、溝の容器側開口部に沿ってブレード部材を
配置することが好ましい。
は、容器の入口側端部いずれに配置してもよい。入口側
端部に配置する場合には、流体通路の前記他端は、容器
内に軸方向に突出するように形成することが好ましい。
捕捉手段は容器の周方向に形成された環状溝により構成
すればよく、溝の容器側開口部に沿ってブレード部材を
配置することが好ましい。
サイクロン分離器においては、円筒形容器の中心軸部
に、低圧が発生する。この低圧によるサクション作用
で、流体通路には前記一端から前記他端に向かう流体の
流れが生じる。容器の壁面に沿う流れは分離すべき物質
を多量に含むが、この流れは流体通路に吸引され、流体
に含まれる密度の異なる物質は捕捉装置により捕捉さ
れ、流体から分離される。
に、低圧が発生する。この低圧によるサクション作用
で、流体通路には前記一端から前記他端に向かう流体の
流れが生じる。容器の壁面に沿う流れは分離すべき物質
を多量に含むが、この流れは流体通路に吸引され、流体
に含まれる密度の異なる物質は捕捉装置により捕捉さ
れ、流体から分離される。
以下、本発明の実施例を図について説明する。先ず、
第１図ないし第３図を参照すると、図には空調装置のた
めの水分分離器が示されており、図示された本発明によ
るサイクロン分離器は、円筒形の容器１を有し、この円
筒形容器１の軸方向一端部に、該容器に対して接線方向
に向けて入口２が、他端部に容器の接線方向に向けて出
口３がそれぞれ形成されている。第２図に矢印で示すよ
うに、水分を含有する空気が入口２から容器１内に接線
方向に導入され、第１図に矢印で示すように旋回流とな
って出口３の方へ流れ、第３図に矢印で示すように出口
３から外部に流出する。
第１図ないし第３図を参照すると、図には空調装置のた
めの水分分離器が示されており、図示された本発明によ
るサイクロン分離器は、円筒形の容器１を有し、この円
筒形容器１の軸方向一端部に、該容器に対して接線方向
に向けて入口２が、他端部に容器の接線方向に向けて出
口３がそれぞれ形成されている。第２図に矢印で示すよ
うに、水分を含有する空気が入口２から容器１内に接線
方向に導入され、第１図に矢印で示すように旋回流とな
って出口３の方へ流れ、第３図に矢印で示すように出口
３から外部に流出する。
容器１は、容器の入口側半分を構成する容器半体1aと
出口側半分を構成する容器半体1bとにより構成される。
第４図は容器半体1a、1bの接続構造を示すもので、第１
図におけるＡ部の断面図である。容器半体1aは接続側の
端部に半径方向外向きのフランジ４を有する。フランジ
４の根元部は円錐状斜面部4aとなっている。容器半体1b
は接続側の端部に半径方向外向きのフランジ５を有し、
このフランジ５の半径方向外端には大径の筒状部６が形
成されている。
出口側半分を構成する容器半体1bとにより構成される。
第４図は容器半体1a、1bの接続構造を示すもので、第１
図におけるＡ部の断面図である。容器半体1aは接続側の
端部に半径方向外向きのフランジ４を有する。フランジ
４の根元部は円錐状斜面部4aとなっている。容器半体1b
は接続側の端部に半径方向外向きのフランジ５を有し、
このフランジ５の半径方向外端には大径の筒状部６が形
成されている。
フランジ４、５は互いに向き合わされ、間にスペーサ
７が配置される。筒状部６の端部には接続フランジ6aが
形成され、この接続フランジ6aと容器半体1aのフランジ
４との間に渡して接続リング９が配置される。スペーサ
７は、第５図ないし第７図に示すように、断面Ｌ字状の
リング部材であり、周方向に間隔をもった位置にスペー
サブロック7aが形成されている。第４図に示すように、
容器半体1a、1bのフランジ４、５はフペーサ７のスペー
サブロック7aを挟んで配置され、リング９とともにボル
ト10により結合される。リング９の外周縁はボルト11に
より接続フランジ6aに結合される。このようにして、容
器半体1bのフランジ５およびその端部の筒状部６とリン
グ９との間に水分捕捉のための環状溝８が形成される。
７が配置される。筒状部６の端部には接続フランジ6aが
形成され、この接続フランジ6aと容器半体1aのフランジ
４との間に渡して接続リング９が配置される。スペーサ
７は、第５図ないし第７図に示すように、断面Ｌ字状の
リング部材であり、周方向に間隔をもった位置にスペー
サブロック7aが形成されている。第４図に示すように、
容器半体1a、1bのフランジ４、５はフペーサ７のスペー
サブロック7aを挟んで配置され、リング９とともにボル
ト10により結合される。リング９の外周縁はボルト11に
より接続フランジ6aに結合される。このようにして、容
器半体1bのフランジ５およびその端部の筒状部６とリン
グ９との間に水分捕捉のための環状溝８が形成される。
本実施例においては、スペーサ７の内周部にブレード
部材7bが形成され、このブレード部材7bが容器半体1aの
内周面と同一面に位置するように配置される。そして、
このスペーサ７の内周部のブレード部材7bの端縁は容器
半体1aの斜面部4aとの間に間隙12を持つように配置され
る。間隙12は、スペーサ７のブロック7aの間に形成され
る通路7cを通って溝８に連通する。第６図および第７図
に想像線で示すように、スペーサ７のブレード7bの先端
を鉤状に折り返して樋13を形成してもよい。本実施例に
おいては、溝８およびブレード部材7bが水を捕捉する捕
捉手段を構成する。空気通路を構成するパイプ部材14
は、一端15が溝８に開口するように容器半体1bのフラン
ジ５に接続され、他端16が出口３側端部の中央で容器１
内に開口するように容器半体1bに接続されている。本実
施例では、容器１は第１図に示すように横向きに配置し
て使用され、環状溝８の最下部に開口するように、ドレ
ンポート17が形成されている。なお本実施例では空気通
路を構成するパイプ部材14は１ヶ所であるが、ドレンポ
ート17の近傍をさけ複数設けることも可能である。
部材7bが形成され、このブレード部材7bが容器半体1aの
内周面と同一面に位置するように配置される。そして、
このスペーサ７の内周部のブレード部材7bの端縁は容器
半体1aの斜面部4aとの間に間隙12を持つように配置され
る。間隙12は、スペーサ７のブロック7aの間に形成され
る通路7cを通って溝８に連通する。第６図および第７図
に想像線で示すように、スペーサ７のブレード7bの先端
を鉤状に折り返して樋13を形成してもよい。本実施例に
おいては、溝８およびブレード部材7bが水を捕捉する捕
捉手段を構成する。空気通路を構成するパイプ部材14
は、一端15が溝８に開口するように容器半体1bのフラン
ジ５に接続され、他端16が出口３側端部の中央で容器１
内に開口するように容器半体1bに接続されている。本実
施例では、容器１は第１図に示すように横向きに配置し
て使用され、環状溝８の最下部に開口するように、ドレ
ンポート17が形成されている。なお本実施例では空気通
路を構成するパイプ部材14は１ヶ所であるが、ドレンポ
ート17の近傍をさけ複数設けることも可能である。
この実施例のサイクロン分離器の作動においては、前
述のように入口２から水分含有空気が容器１内に接線方
向に導入される。この空気は容器１内で旋回流を形成
し、水分含有率の高い空気が容器１の内壁面に沿って集
中する。容器１の断面の中心すなわち円筒の軸に沿った
部分は低圧状態となり、容器の内壁面に沿った部分が相
対的に高圧になる。その結果、通路を構成するパイプ14
内には端部15から端部16に向かう循環流が発生する。容
器１の内壁面に沿う水分含有率の高い空気の流れは溝８
に吸引され、ブレード7bを有するスペーサ７および溝８
において水分が空気から分離される。分離されさ水分
は、ブレード7bに沿って周方向に流れ、ドレンポート17
から排出される。この実施例では、容器１の内部に突出
する部材が全くなく、圧力損失の少ない状態で水分の分
離が可能になる。そして、容器１の中心部に発生する低
圧を利用して循環流をつくり、この循環流により水分含
有率の高い周辺部の空気を水分捕捉手段に吸引するよう
にしたので、確実な水分の分離が可能になる。そして、
構造は、容器の周辺に水分捕捉のための溝８を形成し、
この溝８をパイプ14により容器１の断面中心部に接続す
る、という簡単なものであるから、製造が容易でかつ安
価である。
述のように入口２から水分含有空気が容器１内に接線方
向に導入される。この空気は容器１内で旋回流を形成
し、水分含有率の高い空気が容器１の内壁面に沿って集
中する。容器１の断面の中心すなわち円筒の軸に沿った
部分は低圧状態となり、容器の内壁面に沿った部分が相
対的に高圧になる。その結果、通路を構成するパイプ14
内には端部15から端部16に向かう循環流が発生する。容
器１の内壁面に沿う水分含有率の高い空気の流れは溝８
に吸引され、ブレード7bを有するスペーサ７および溝８
において水分が空気から分離される。分離されさ水分
は、ブレード7bに沿って周方向に流れ、ドレンポート17
から排出される。この実施例では、容器１の内部に突出
する部材が全くなく、圧力損失の少ない状態で水分の分
離が可能になる。そして、容器１の中心部に発生する低
圧を利用して循環流をつくり、この循環流により水分含
有率の高い周辺部の空気を水分捕捉手段に吸引するよう
にしたので、確実な水分の分離が可能になる。そして、
構造は、容器の周辺に水分捕捉のための溝８を形成し、
この溝８をパイプ14により容器１の断面中心部に接続す
る、という簡単なものであるから、製造が容易でかつ安
価である。
第８図は、本発明の他の実施例を示すもので、本例に
おいては、容器半体1a、1bのフランジ４、５の間にはブ
ロック状のスペーサ20が周方向に間隔をもって配置され
る。溝８は間隙12を介して容器１の内部に連通し、この
間隙12に沿ってリング状のブレード21が配置される。ブ
レード21は斜めに容器１の内部に突出するように形成さ
れる。本実施例では、溝８およびブレード21が分離され
た水分を捕捉する捕捉手段を形成する。
おいては、容器半体1a、1bのフランジ４、５の間にはブ
ロック状のスペーサ20が周方向に間隔をもって配置され
る。溝８は間隙12を介して容器１の内部に連通し、この
間隙12に沿ってリング状のブレード21が配置される。ブ
レード21は斜めに容器１の内部に突出するように形成さ
れる。本実施例では、溝８およびブレード21が分離され
た水分を捕捉する捕捉手段を形成する。
第９図および第10図は本発明のさらに他の実施例を示
すもので、この実施例においては、容器１の周辺の溝を
容器内部に接続するためのパイプ14は、容器１の入口２
の側の端部に接続されている。すなわち、容器１の入口
側端部には、容器１内に軸方向に突出する管部材22が設
けられ、この管部材22にパイプ14の端部16が接続されて
いる。管部材22は容器１の軸方向に延びるので、容器１
内の旋回空気流に対しては、抵抗とはならない。したが
って、本実施例においても、圧力損失の少ない状態で水
分の分離が可能になる。
すもので、この実施例においては、容器１の周辺の溝を
容器内部に接続するためのパイプ14は、容器１の入口２
の側の端部に接続されている。すなわち、容器１の入口
側端部には、容器１内に軸方向に突出する管部材22が設
けられ、この管部材22にパイプ14の端部16が接続されて
いる。管部材22は容器１の軸方向に延びるので、容器１
内の旋回空気流に対しては、抵抗とはならない。したが
って、本実施例においても、圧力損失の少ない状態で水
分の分離が可能になる。
なお、以上の説明は、主として空調装置に適用され
る、空気流から水分を除去する場合についてのものであ
るが、本発明は、このような用途に限らず、流体から密
度のことなる物質を分離する用途に広く適用することが
できるものである。
る、空気流から水分を除去する場合についてのものであ
るが、本発明は、このような用途に限らず、流体から密
度のことなる物質を分離する用途に広く適用することが
できるものである。
以上述べたように、本発明においては、円筒形容器内
での流体の旋回作用により該流体内の密度の異なる物質
を分離するサイクロン分離器において、一端が円筒形容
器の外周部に開口し、他端が前記容器のほぼ中心軸上ま
たはその近傍に開口する流体通路を設け、前記流体通路
の前記一端が前記容器に開口する部分に前記密度の異な
る物質を捕捉する手段を設けたので、容器の断面中心部
に発生する低圧を利用して前記通路を流れる循環流を形
成し、分離すべき物質の含有率の高い流体の流れをこの
通路に吸引して、高い効率で物質の分離を達成すること
ができる。また、そのための構造は非常に簡単でかつ軽
量であり、廉価に製造が可能である。
での流体の旋回作用により該流体内の密度の異なる物質
を分離するサイクロン分離器において、一端が円筒形容
器の外周部に開口し、他端が前記容器のほぼ中心軸上ま
たはその近傍に開口する流体通路を設け、前記流体通路
の前記一端が前記容器に開口する部分に前記密度の異な
る物質を捕捉する手段を設けたので、容器の断面中心部
に発生する低圧を利用して前記通路を流れる循環流を形
成し、分離すべき物質の含有率の高い流体の流れをこの
通路に吸引して、高い効率で物質の分離を達成すること
ができる。また、そのための構造は非常に簡単でかつ軽
量であり、廉価に製造が可能である。
第１図は、本発明の一実施例を示すサイクロン分離器の
側面図、第２図は、入口側端面を示す端面図、第３図
は、出口側端面を示す端面図、第４図は第１図のＡ部の
断面図、第５図は、スペーサの一部を示す正面図、第６
図は、第５図のVI−VI線断面図、第７図は、第５図のVI
I−VII線断面図、第８図は、本発明の他の実施例を示す
第４図と同様な断面図、第９図は、本発明の他の実施例
を示す第１図と同様な断面図、第10図は、第９図のＢ部
の拡大断面図である。 １……容器、２……入口、３……出口、7b、21……ブレ
ード、８……溝、14……パイプ、15、16……端部。
側面図、第２図は、入口側端面を示す端面図、第３図
は、出口側端面を示す端面図、第４図は第１図のＡ部の
断面図、第５図は、スペーサの一部を示す正面図、第６
図は、第５図のVI−VI線断面図、第７図は、第５図のVI
I−VII線断面図、第８図は、本発明の他の実施例を示す
第４図と同様な断面図、第９図は、本発明の他の実施例
を示す第１図と同様な断面図、第10図は、第９図のＢ部
の拡大断面図である。 １……容器、２……入口、３……出口、7b、21……ブレ
ード、８……溝、14……パイプ、15、16……端部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原田 信説 岐阜県各務原市川崎町１番地 川崎重工 業株式会社岐阜工場内 (72)発明者 佐藤 正明 岐阜県各務原市川崎町１番地 川崎重工 業株式会社岐阜工場内
Claims (9)
- 【請求項１】円筒形の容器と、前記容器の一端部におい
て該容器内にほぼ接線方向に開口する入口と、前記容器
の他端部において該容器にほぼ接線方向に開口する出口
とを有し、前記入口から前記容器内に流体をほぼ接線方
向に導入して該流体に旋回を与え、流体の旋回作用によ
り該流体内の密度の異なる物質を分離するサイクロン分
離器において、一端が前記容器の外周部に開口し、他端
が前記容器のほぼ円筒中心軸上またはその近傍に開口す
る流体通路を少なくとも一箇所設け、前記流体通路の前
記一端が前記容器に開口する部分に前記密度の異なる物
質を捕捉する手段を設けたことを特徴とするサイクロン
分離器。 - 【請求項２】請求項１に記載したサイクロン分離器にお
いて、前記流体通路の前記他端は、前記容器の出口側端
部に配置されたサイクロン分離器。 - 【請求項３】請求項１に記載したサイクロン分離器にお
いて、前記流体通路の前記他端は、前記容器の入口側端
部に配置されたサイクロン分離器。 - 【請求項４】請求項３に記載したサイクロン分離器にお
いて、前記流体通路の前記他端は、前記容器内に軸方向
に突出して配置されたサイクロン分離器。 - 【請求項５】請求項１ないし４に記載したサイクロン分
離器において、前記捕捉手段は前記容器の周方向に形成
された環状溝により構成されたサイクロン分離器。 - 【請求項６】請求項５に記載したサイクロン分離器にお
いて、前記捕捉手段は、前記溝の容器側開口部に沿って
該溝の内周面とほぼ同一面に配置されたブレード部材を
含むサイクロン分離器。 - 【請求項７】請求項６に記載したサイクロン分離器にお
いて、前記ブレードの端部は鉤形に曲げられたサイクロ
ン分離器。 - 【請求項８】請求項５に記載したサイクロン分離器にお
いて、前記捕捉手段は、前記溝の容器側開口部に沿って
該溝の内周面から斜め内方に突出するブレード部材を含
むサイクロン分離器。 - 【請求項９】請求項１ないし８に記載したサイクロン分
離器において、前記流体通路は前記容器の外部に配置し
たパイプ部材により構成されたサイクロン分離器。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63172449A JP2640501B2 (ja) | 1988-07-11 | 1988-07-11 | サイクロン分離器 |
| US07/378,378 US4975192A (en) | 1988-07-11 | 1989-07-11 | Cyclone separator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63172449A JP2640501B2 (ja) | 1988-07-11 | 1988-07-11 | サイクロン分離器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0221954A JPH0221954A (ja) | 1990-01-24 |
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