JP5837136B2

JP5837136B2 - サイクロン式セパレータモジュール

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Publication number: JP5837136B2
Application number: JP2014100612A
Authority: JP
Inventors: 玉佩何
Original assignee: 玉佩何
Priority date: 2014-05-14
Filing date: 2014-05-14
Publication date: 2015-12-24
Anticipated expiration: 2034-05-14
Also published as: JP2015217317A

Description

本発明は、粒状塵埃等の粒体を空気から分離する装置に関し、特にはサイクロン式集塵方法で粒状塵埃等の粒体を空気から分離するサイクロン式セパレータモジュールに関する。

遠心力と重力を用い、ほこりなどの粒状塵埃等を含んだ混合空気から塵埃などを分離して落下させて排出するサイクロン式粒体分離器が広く用いられている。但し、従来の粒体分離器は概ね１つのサイクロン機構を用いて１回分離するので、分離効果には限りがある。

分離効果を高めるために、図７に示されたサイクロン式粒体分離器が用いられている。この従来の粒体分離器は、筒状の集塵部１０と電動送風機１４との間に２つの筒状のサイクロン分離部１１、１２が設けられている。集塵部１０は２つのサイクロン分離部１１、１２によって分離されたほこりなどの塵埃が落下する２つの通り口１１３、１２３を有する。電動送風機１４は吸気を発生させるもので、空気が流入する吸気口１４１を設けている。第１のサイクロン分離部１１は、電動送風機１４による吸気が第１のパイプ１３１を介して流入する第１の吸込口１１１と、第１のサイクロン分離部１１によって分離された空気を第２のパイプ１３２を介して流出させる第１の排出口１１２とを有する。第２のサイクロン分離部１２は、第２のパイプ１３２を介して第１の排出口１１２と連通する第２の吸込口１２１と、第２のサイクロン分離部１２によって分離された空気を第３のパイプ１３３を介して流出させる第２の排出口１２２とを有する。電動送風機１４は、吸気口１４１が第３のパイプ１３３を介して第２の排出口１２２と連通するように構成されている。

この従来の粒体分離器は、２つのサイクロン分離部１１、１２を設けているので、外部の空気を２回ろ過し、ろ過された塵埃等を集塵部１０より排出することができる。従ってより良好なろ過効果を得ることができる。しかし、サイクロン分離部１１、１２内の空気の流動性を良好に保つために第２のパイプ１３２が所定の長さを有することが必要で、大きい配置スペースを要する問題点がある。また、第１のサイクロン分離部１１の第１の排出口１１２と第２のサイクロン分離部１２の第２の吸込口１２１との配置に応じて第２のパイプ１３２を曲げて設けなければならず、配管作業が複雑になる上に、複数のサイクロン分離部の配置に適さないという問題点もある。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、限られたスペースに複数のサイクロン分離部を設けても簡単に配管することができる配置自由度が高いサイクロン式セパレータモジュールを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るサイクロン式セパレータモジュールは、自身の軸心を中央軸とする分離室を画成し、前記中央軸に沿う方向である第１の軸方向の相反する両端が開放された管状体を有し、前記管状体は開放された一端側を空気が入る流入端部として、該流入端部と相反する他端側を空気が流出する流出端部として有する分離チューブと、前記分離チューブに取付けられ、前記第１の軸方向と直角に突き出して前記第１の軸方向を周回する方向である周方向に沿って並ぶと共に前記分離室と同軸に連通する軸孔を画成する複数の羽根が設けられ、前記軸孔を画成するように複数の前記羽根における第１の羽根の前記周方向の延伸端と前記第１の羽根の次の第２の羽根の基部とが前記第１の軸方向の間隔をあけて並ぶと共に互いに交錯して設けられることによって、前記空気が前記第１の軸方向と直角に遠ざかる方向である径方向に沿って前記分離室に流入すると、前記分離室で前記中央軸を中心とするサイクロン式気流が発生し、前記サイクロン式気流によって、ほこりなどの粒体が前記空気から分離され、前記サイクロン式気流の下流側に落下するように空気が流動する複数のらせん状通路が形成されたガイド部材と、相反する第１の接合口と第２の接合口、及び、前記第１の接合口と前記第２の接合口との間に形成された第３の接合口を有し、前記第１の接合口と前記第３の接合口との間に空間的に連通する第１の連通路と、第２の接合口側から前記第３の接合口との間に空間的に連通する第２の連通路とが形成されている接合弁とを備え、１つの前記分離チューブを、選択的に、１つの前記接合弁により、前記分離チューブの前記流入端部と前記接合弁の前記第３の接合口との間が連結されることによって、前記空気が前記第１の連通路を介して前記分離チューブの前記流入端部に流れ込むと、該分離チューブに流入された前記空気が前記分離チューブにて前記サイクロン式気流を発生し、前記サイクロン式気流によって前記粒体が前記空気から分離され、重力により落下して排出されると共に、前記粒体が分離された前記空気が前記流出端部と前記接合弁の前記第２の連通路とを介して流出される第１のろ過モジュールを形成し、又は、２つの前記接合弁により、前記分離チューブの前記流入端部及び前記流出端部と２つの前記接合弁のそれぞれの前記第３の接合口との間が連結されることによって、前記空気が前記２つの前記接合弁における一方の前記接合弁の前記第１の連通路を介して前記一方の前記接合弁に連結された前記分離チューブに流れ込むと、該分離チューブに流入された前記空気が前記分離チューブにて前記サイクロン式気流を発生し、前記サイクロン式気流によって前記粒体が前記空気から分離され、重力により落下して排出されると共に、前記粒体が分離された前記空気が前記流出端部と前記２つの前記接合弁における他方の前記接合弁の前記第２の連通路とを介して流出される第２のろ過モジュールを形成する、ことを特徴とする。

本発明に係るサイクロン式セパレータモジュールは、従来のように接続パイプを曲げて配管する必要がなく、分離チューブと接合弁とを用いて１つ以上のろ過モジュールに構成されているので、コンパクトなろ過モジュールを構成し得る。また、複数回のろ過を行うことができるので、ろ過効果を良好に高めることができる。

本発明に係るサイクロン式セパレータモジュールの実施の形態１と実施の形態２を含んで示す分解斜視図である。実施の形態１に係るサイクロン式セパレータモジュールの組立斜視図である。図２のIII−III線の縦断面図である。本発明に係るサイクロン式セパレータモジュールの実施の形態２を示す縦断面図である。本発明に係るサイクロン式セパレータモジュールの実施の形態３を示す組立斜視図である。図５のVI−VI線の縦断面図である。従来のサイクロン式分離器の一例を示す斜視図である。

以下、本発明の各実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。なお、以下の説明において、そのサイズに拘わらず、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。
（基本構成）

本発明に係るサイクロン式セパレータモジュールは、図１に示されているように、分離チューブ３と、ガイド部材３２と、ろ過部材３３と、接合弁４と、接続ユニットとを備えてモジュール化されており、接続ユニットは留め部材５や連結筒６、延長部材７などを含む。

分離チューブ３は、モジュールの構成数に応じて１つ以上用いられ、それぞれが自身の軸心を中央軸とする分離室３１０を画成し、中央軸に沿う方向である第１の軸方向の相反する両端が開放された管状体３１を有し、管状体３１は開放された一端側を空気が流入する流入端部３１１とし、該流入端部３１１と反対側の他端側を空気が流出する流出端部３１２として有する。分離チューブ３は他の部材と例えば螺結などにより連結するために、一例として、流入端部３１１と流出端部３１２とにねじ部が設けられている。

ガイド部材３２は、第１の軸方向と直角に突き出して第１の軸方向を周回する方向である周方向に沿って並ぶと共に分離室３１０と同軸に連通する軸孔３２１を画成する複数の羽根が設けられている。複数枚の羽根は軸孔３２１を画成するように複数枚の羽根における第１の羽根の周方向の延伸端と第１の羽根の次の第２の羽根の基部とが第１の軸方向の間隔をあけて並ぶと共に互いに交錯して設けられていることによって、空気が流動する複数のらせん状通路３２２が形成されている。

ろ過部材３３は、発泡材料で作られ、一例として羽根状に形成され、気流が通過した際塵埃を分離可能に気流の一部をろ過するようにガイド部材３２に緊密に嵌めて取付けられる。

このように分離チューブ３はサイクロン分離部として、例えば図３に示すように、空気がらせん状通路３２２を介して第１の軸方向と直角に遠ざかる方向である径方向に沿って分離室３１０に流入すると、分離室３１０で管状体３１の中央軸を中心とする図３におけるらせん状白矢印で示すサイクロン式気流が発生する。このサイクロン式気流によって、ほこりなどの粒体塵埃が空気から分離され重力により落下して排出されることができる。

接合弁４は、モジュールの構成数に応じて１つ以上用いられ、分離チューブ３と連結して組み合わせたり、分離チューブ３と他の構成部材との間を接合するように分離チューブ３の流入端部３１１及び／又は流出端部３１２に取付けられ、相反する第１の接合口４１１と第２の接合口４１２及び、第１の接合口４１１と第２の接合口４１２の間に形成された第３の接合口４１３を合わせて３つの接合口を有し、第３の接合口４１３を介して分離室３１０と空間的に連通可能に連結される管状に形成された接合体４１を有する。第３の接合口４１３側の端部は流入端部３１１と流出端部３１２の径幅とほぼ同じで、第１の接合口４１１又は第２の接合口４１２側の端部よりも径大になっている。なお、分離チューブ３の軸方向を第１の軸方向とし、接合体４１の第１の接合口４１１と第２の接合口４１２の間の軸方向を第２の軸方向とすると、図３では第１の軸方向と第２の軸方向とが直交する。

接合体４１は、第３の接合口４１３が第１の接合口４１１と第２の接合口４１２に対して直交した断面がほぼＴの字形状に形成された周壁を有し、該周壁の第２の軸方向に平行する壁部より第１の軸方向に沿って第３の接合口４１３に向かって突き出して延伸される例えば管状の仕切体４２が設けられ、仕切体４２によって接合体４１の第３の接合口４１３側端部の内部を第２の接合口４１２側から分離室３１０に空間的に連通する軸穴４１３１と、第１の接合口４１１側から分離室３１０に空間的に連通する周回穴４１３２とが形成されている。

第１の接合口４１１と第３の接合口４１３との間は、接合体４１内部を周回穴４１３２を介して第１の接合口４１１側から分離室３１０に空間的に連通する第１の連通路４３が形成され、第２の接合口４１２側から第３の接合口４１３との間は、軸穴４１３１を介して第２の接合口４１２側から分離室３１０に空間的に連通する第２の連通路４４が形成されている。このようにすると、外部の空気が第１の連通路４３を介して接合体４１内部から分離室３１０に流入し、分離室３１０からの空気が第２の連通路４４を介して第２の接合口４１２側に流出するようにすることができる。

接合体４１の周壁に外部と第１の連通路４３及び第２の連通路４４とがそれぞれ連通するように、第１の軸方向沿いに延伸される２つの貫通孔４５が設けられ、２つの貫通孔４５のそれぞれにプラグ部材４６又は流体流入弁４７が塞ぐように設けられている。流体流入弁４７を用いることによって水や洗浄液などの流体を接合体４１に注入することができる。接合体４１の周壁には、第１の接合口４１１側の端縁及び第２の接合口４１１側の端縁よりそれぞれ第２の軸方向と垂直に外向きに出っ張ったフランジ４１４がつば状に形成されている。

接合体４１は分離チューブ３と連結されるように第３の接合口４１３が対応して螺結するためのねじ部が設けられている。

分離チューブ３は、管状体３１よりも径小な内管体３４が第１の軸方向に沿って管状体３１内に同軸に取付けられている。内管体３４は流出端部３１２側に向かって軸穴４１３１よりも径大になるように延伸される接続端部３４１と、接続端部３４１と相反する端部であって軸孔３２１に至るように延伸される自由端部３４２とを有し、内管体３４の接続端部３４１が仕切体４２と連結され、分離室３１０は、管状体３１と内管体３４との間に画成され、内管体３４の内部は第２の連通路４４と流体的に連通する。

内管体３４には発泡材料からなるろ過スリーブ３５が内管体３４の外周面を取り囲んで設けられている。

延長部材７は、その自身の軸心を中心として取り囲む中心孔７１０を画成した筒状周壁７１１を有する取付座体７１と、取付座体７１の自身の軸心に沿う方向である第３の軸方向と直角に遠ざかる方向である径方向に沿って周壁７１１を貫通する複数の通孔７１２と、取付座体７１内に取付けられ、第３の軸方向に沿って延伸されるように設けられた取付座体７１より小径な内管７２と、発泡材料で作られ内管７２に緊密に嵌められたろ過管７３とを有する。取付座体７１は、内管７２が流出端部３１２より軸孔３２１に至るまで管状体３１内に延伸され、分離室３１０が通孔７１２と流体連通されるように管状体３１と内管７２の間に画成されるように、管状体３１の流出端部３１２と連結される一端部７１ａと管状体３１の流入端部３１１と連結される他端部７１ｂとを有する。延長部材７は分離チューブ３と螺結するために一端部７１ａと他端部７１ｂとに螺結するためのねじ部が設けられている。

連結筒６は、場合によって、分離チューブ３の流入端部３１１又は流出端部３１２側に取付けられるもので、本発明ではほぼラッパ状に形成され、流入端部３１１又は流出端部３１２と連結される大径端部６２と、大径端部６１よりも径小に形成された小径端部６１と、小径端部６１の流出側の外周端縁より第１の軸方向と垂直に外向きに突き出て形成されたつば状のフランジ６１１とを有する筒体である。連結筒６の大径端部６２は分離チューブ３と連結可能に流入端部３１１又は流出端部３１２と螺結するためのねじ部が設けられている。

留め部材５は、接合弁４の第１の接合口４１１又は／及び第２の接合口４１２側に取付けたり、２つの接合弁４間を連結したり、接合弁４と連結筒６とを連結したりするように取付けられている。留め部材５は、例えば図１に示すように、それぞれが一方側に開口されたＣ字形に形成された２つの係止部材５１と、２つの係止部材５１をそれぞれの開口がつき合わされて円形になるように繋ぐ繋ぎ棒５２とを有し、各係止部材５１の内周面に窪む係止溝５１１（図３参照）と、各係止部材５１の開口の両端部より外向きに突き出た突縁部５１２と、突縁部５１２に窪むスロット５１３とが設けられている。つば状のフランジ４１４が係止溝５１１に嵌入されて接合弁４が位置決めされる。また、繋ぎ棒５２がスロット５１３に挿入されてねじで突縁部５１２に連結・固定される。

接続ユニットは、留め部材５に設けられ、閉塞するためのカバー５４と緩衝するためのワッシャー５３とを更に有する。カバー５４は接合弁４を閉塞するように留め部材５に取付けられている。ワッシャー５３は２つの接合弁４のフランジ４１４間、又は、カバー５４とフランジ４１４との間に挟持されるように留め部材５に取付けられている。１例としては、例えば図３に示されているように、ワッシャー５３がカバー５４とフランジ４１４との間に挟持されるようにフランジ４１４とワッシャー５３とカバー５４とが係止溝５１１に嵌合されて取付けられている。
（モジュールの基本構成）
第１のろ過モジュールＡ：

１つの分離チューブ３と１つの接合弁４とを用いて第１のろ過モジュールＡ（図２、図３参照）を形成する。より具体的に説明すると、１つの接合弁４の第３の接合口４１３と分離チューブ３の流入端部３１１との間が連結されることによって第１のろ過モジュールＡを形成する。

第１のろ過モジュールＡにおいて、空気が接合弁４の第１の連通路４３を介して分離チューブ３の前記流入端部３１１とガイド部材３２とを介して分離室３１０に流れ込むと、該分離チューブ３に流入された空気がサイクロン式気流を発生し、サイクロン式気流によって塵埃などの粒体が空気から分離され、粒体が重力により流出端部３１２側に落下すると共に、流体が分離された空気が接合弁４の第２の連通路４４を介して流出される。
第２のろ過モジュールＢ：

１つの分離チューブ３と２つの接合弁４とを用いて第２のろ過モジュールＢ（図２〜図４参照）を形成する。より具体的に説明すると、１つの接合弁４（一方の接合弁４）の第３の接合口４１３と分離チューブ３の流入端部３１１とが連結され、他の一つの接合弁４（他方の接合弁４）の第３の接合口４１３と同分離チューブ３の流出端部３１２とが連結されることによって第２のろ過モジュールＢを形成する。

第２のろ過モジュールＢにおいて、空気が一方の接合弁４の第１の連通路４３と該一方の接合弁４に連結された分離チューブ３の流入端部３１１側のガイド部材３２とを介して分離室３１０に流れ込むと、該分離チューブ３に流入された空気が分離室３１０にてサイクロン式気流を発生し、サイクロン式気流によって塵埃などの粒体が空気から分離され、重力により落下して排出されると共に、粒体が分離された空気が他方の接合弁４の第２の連通路４４とを介して流出される。
第３のろ過モジュールＣ：

１つの分離チューブ３と１つの延長部材７とを用いて第３のろ過モジュールＣ（図４〜図６参照）を形成する。より具体的に説明すると、１つの分離チューブ３の流出端部３１２と１つの延長部材７の一端部７１ａとが連結されることによって第３のろ過モジュールＣを形成する。第３のろ過モジュールＣの一つの使用例として、例えば、図４に示されているように、２つの第３のろ過モジュールＣを延長部材７によって連結して長くすることができる。また、分離チューブ３の流入端部３１１を接合弁４の第２の連通路４４側の第２の接合口４１２に連結すると、第３のろ過モジュールＣを第２のろ過モジュールＢと連結して組み合わせることができる。また、例えば図５、図６に示されているように、分離チューブ３の流入端部３１１を接合弁４の第３の接合口４１３に連結すると、第３のろ過モジュールＣを他のろ過モジュールと連結して組み合わせることもできる。第３のろ過モジュールＣは、もちろんこれらの連結に制限されないことは言うまでもないが、他の例として、図示しないが、第３のろ過モジュールＣにおける分離チューブ３の流入端部３１１を、接合弁４の第２の接合口４１２と連結することによって、第１のろ過モジュールＡと連結されてもよい。

第３のろ過モジュールＣにおいて、空気が分離チューブ３の流入端部３１１とガイド部材３２とを介して分離室３１０に流れ込むと、分離室３１０にてサイクロン式気流を発生し、サイクロン式気流によって塵埃などの粒体が空気から分離され重力により落下して排出されると共に、粒体が分離された空気が分離チューブ３の流出端部３１２を介して流出される。
第４のろ過モジュールＤ：

第４のろ過モジュールＤは、第２のろ過モジュールＢの変形例であり、図５と図６に示されているように、２つの接合弁４と混合チューブ３Ａとによって組み合わせてなったものである。混合チューブ３Ａは自身の軸心を中央軸とする混合分離室３１０Ａを画成し、中央軸に沿う方向である第４の軸方向の両端が開放された開口部３１３を有する筒状体３１Ａを有する。混合チューブ３Ａは分離チューブ３と類似しているが、筒状体３１Ａの両端の開口部３１３にそれぞれガイド部材３２が取付けられた所が異なる。両端の開口部３１３のそれぞれが対応する接合弁４の第３の接合口４１３に対して螺結されている。２つの第３のろ過モジュールＣのそれぞれは留め部材５によって対応する接合弁４の第２の接合口４１２と連結されている。

第４のろ過モジュールＤにおいて、外部の空気がそれぞれ第４のろ過モジュールＤにおける２つの接合弁４のそれぞれの第１の連通路４３に入り込むと、対応する開口部３１３と各ガイド部材３２のらせん状通路３２２とを介して空気が第４の軸方向と直角に遠ざかる方向である径方向に混合分離室３１０Ａに流れ込み、混合分離室３１０Ａで筒状体３１Ａの中央軸を中心とする２つのサイクロン式気流が発生すると共に空気が混ざり合う。そして、一端側の開口部３１３から入った気流がその反対側の開口部３１３から２つの接合弁４のそれぞれの第２の連通路４４を介して流れ出る。

上記のように、分離チューブ３或いは混合チューブ３Ａを接合弁４と連結して、いくつかのろ過モジュールに組み立てることによって、簡単に配管することができる配置自由度が高いろ過モジュールを得ることができる。

次に少なくとも２つのろ過モジュールを使って連結したいくつの実施の形態について図を参照して説明する。
（実施の形態１）

図２と図３には、１つの第１のろ過モジュールＡと２つの第２のろ過モジュールＢとを用いて連結してなるサイクロン式セパレータモジュールを示している。２つの第２のろ過モジュールＢにおける一方の第２のろ過モジュールＢの一方の接合弁４の第２の接合口４１２と、他方の第２のろ過モジュールＢの他方の接合弁４の第１の接合口４１１とを連結し、一方の第２のろ過モジュールＢの他方の接合弁４の第２の接合口４１２と、他方の第２のろ過モジュールＢの一方の接合弁４の第１の接合口４１１とを連結し、且つ、第１のろ過モジュールＡにおける接合弁４の第１の接合口４１１と他方の第２のろ過モジュールＢの他方の接合弁４の第２の接合口４１２とを連結することによって１つのサイクロン式セパレータモジュールになる。

第１のろ過モジュールＡと第２のろ過モジュールＢは、分離チューブ３の流入端部３１１に向かう側の第３の接合口４１３の軸穴４１３１と周回穴４１３２とが、流入端部３１１側に向かって延伸されてガイド部材３２の軸孔３２１と複数のらせん状通路３２２とに空間的に連通される。

上記のように構成されたサイクロン式セパレータモジュールは、気流が分離チューブ３の流入端部３１１と連結された接合弁４の第１の連通路４３を介して分離チューブ３に流れ込む。分離室３１０内の気流が分離チューブ３の流出端部３１２と連結された接合弁４の第２の連通路４４を介して第２のろ過モジュールＢから流出する一方、接合弁４の第２の連通路４４を介して第１のろ過モジュールＡから排出される。こうして気流が図３の矢印で表された流路に沿って３回ろ過されると共に、図３に表された白矢印で示されたサイクロン式気流によってほこりなどの塵埃が空気から分離され、連結筒６に落下して排出される。

この実施の形態１では、接合弁４に流体流入弁４７が更に取付けられている。接合弁４に取付けられた流体流入弁４７によって注入された流体を接合弁４の第１の連通路４３を介して分離チューブ３の分離室３１０に進入させると、該流体が分離室３１０の中の塵埃と結合しやすく、結合するとその塵埃が重くなるので、遠心力の働きによって分離室３１０における気流から塵埃を分離することがより簡単になる。

実施の形態１に係るサイクロン式セパレータモジュールは、複数の分離チューブ３によってろ過を複数回行うことが簡単であり、複数の分離チューブ３の間に３つの接合口４１１、４１２、４１３を設けた接合弁４と留め部材５とによって連結されて一体的に構成されているので、その構成がコンパクトとなる。
（実施の形態２）

図４は、１つの第２のろ過モジュールＢと４つの第３のろ過モジュールＣとを用いて連結してなるサイクロン式セパレータモジュールを示している。本実施の形態２に係るサイクロン式セパレータモジュールでは、４つの第３のろ過モジュールＣを２つごとに着脱可能に接続されてなった２つのグループに分けられ、それぞれのグループにおける２つの第３のろ過モジュールＣを延長部材７によって長く連結している。２つのグループはそれぞれ連結筒６及び留め部材５を用いて対応する接合弁４の第２の接合口４１２と連結されている。詳しく言うと、内管７２の内部が接合弁４の第２の連通路４４に流体連通されるように、連結筒６の小径端部６１が留め部材５によって接合弁４の第２の接合口４１２と接続され、大径端部６２が各グループの一つの第３のろ過モジュールＣにおける分離チューブ３の流入端部３１１に対応して螺結され、連結筒６に連結された分離チューブ３の流出端部３１２が延長部材７の一端部７１ａに連結され、その他端部７１ｂが他の第３のろ過モジュールＣにおける分離チューブ３の流入端部３１１に対応して螺結され、その分離チューブ３の流出端部３１２が他の延長部材７の一端部７１ａと螺結されている。

この実施の形態２では、第２のろ過モジュールＢにおける一つの接合弁４の第１の接合口４１１を介して空気が流れ込むと、第２のろ過モジュールＢの分離室３１０でサイクロン式気流が発生する。該分離室３１０でサイクロン式気流によって塵埃などの粒体が空気から分離され、分離チューブ３の流出端部３１２と連結された接合弁４の第１の接合口４１１から排出される。また、粒体が分離された空気が２つの第３のろ過モジュールＣのグループのそれぞれに流れるサブ気流として２分割され、各サブ気流が対応する連結筒６を通過して対応するグループの第３のろ過モジュールＣに流入し、各グループの２つの第３のろ過モジュールＣの分離チューブ３によるサイクロン式気流によって塵埃などの粒体が空気から分離され、各延長部材７の通孔７１２より排出されると共に、粒体が分離された空気が各延長部材７の他端部７１ｂより流出される。

実施の形態２に係るサイクロン式セパレータモジュールは、複数の分離チューブ３によってろ過を複数回行うことが簡単であり、複数の分離チューブ３の間に３つの接合口４１１、４１２、４１３を設けた接合弁４と接続ユニットとによって連結されて一体的に構成されているので、コンパクトな構成が得られる。
（実施の形態３）

図５と図６は、２つの第３のろ過モジュールＣと１つの第４のろ過モジュールＤとを用いて連結してなるサイクロン式セパレータモジュールを示している。この実施の形態３は、実施の形態２の変形例であり、一つの第４のろ過モジュールＤと、２つの他の接合弁４と、４つの留め部材５と、２つの第３のろ過モジュールＣとを用いて組み立てられる。

第４のろ過モジュールＤにおける２つの接合弁４はそれぞれの第３の接合口４１３が混合チューブ３Ａの両端の開口部３１３、３１３に螺結され、それぞれの第２の接合口４１２が留め部材５及び接合弁４を介して対応する第３のろ過モジュールＣと連結されている。

こうして、第４のろ過モジュールＤの２つの接合弁４はそれぞれの第２の接合口４１２と他の２つの接合弁４の第１の接合口４１１とを介して第２の連通路４４と第１の連通路４３とが連通される。この実施の形態３では、他の２つの接合弁４のそれぞれの第２の接合口４１２を閉塞するように蓋をするカバー５４が取付けられている。

上記のように構成された実施の形態３に係るサイクロン式セパレータモジュールは、第４のろ過モジュールＤからの混合された２つの気流がそれぞれ対応する第２の連通路４４を介して第３のろ過モジュールＣに流れ込んでろ過されることができる。

なお、各実施の形態１〜３の内の２つ以上の実施の形態を互いに連結してもよいことはいうまでもない。

以上のように、第１〜第４のろ過モジュールＡ〜Ｄを用いて２つ以上組み合わせて連結することにより複数回ろ過することができるサイクロン式セパレータモジュールが得られる。

本発明に係るサイクロン式セパレータモジュールは、第１のろ過モジュールＡ、第２のろ過モジュールＢ、第３のろ過モジュールＣ及び／又は第４のろ過モジュールＤを用いて構成されることができるので、接続パイプを曲げて配管する必要がなくなり、コンパクトなモジュール構成を得ることができる。また、複数回のろ過を行うことができるので、ろ過効果を良好に高めることができる。

本発明に係るサイクロン式セパレータモジュールは、ろ過効果が高い集塵装置に有用である。

３分離チューブ
３１管状体
３１０分離室
３１１流入端部
３１２流出端部
３Ａ混合チューブ
３１Ａ筒状体
３１０Ａ混合分離室
３１３開口部
３２ガイド部材
３２１軸孔
３２２通路
３３ろ過部材
３４内管体
３４１接続端部
３４２自由端部
３５ろ過スリーブ
４接合弁
４１接合体
４１１第１の接合口
４１２第２の接合口
４１３第３の接合口
４１３１軸穴
４１３２周回穴
４１４フランジ
４２仕切体
４３第１の連通路
４４第２の連通路
４５貫通孔
４６プラグ部材
４７流体流入弁
５留め部材
５１係止部材
５１１係止溝
５１２突縁部
５１３スロット
５２繋ぎ棒
５３ワッシャー
５４カバー
６連結筒
６１小径端部
６１１フランジ
６２大径端部
７延長部材
７１取付座体
７１０中心孔
７１１周壁
７１２通孔
７１ａ一端部
７１ｂ他端部
７２内管
７３ろ過管
Ａ第１のろ過モジュール
Ｂ第２のろ過モジュール
Ｃ第３のろ過モジュール
Ｄ第４のろ過モジュール

Claims

自身の軸心を中央軸とする分離室を画成し、前記中央軸に沿う方向である第１の軸方向の相反する両端が開放された管状体を有し、前記管状体は開放された一端側を空気が入る流入端部として、該流入端部と相反する他端側を空気が流出する流出端部として有する分離チューブと、
前記分離チューブに取付けられ、前記第１の軸方向と直角に突き出して前記第１の軸方向を周回する方向である周方向に沿って並ぶと共に前記分離室と同軸に連通する軸孔を画成する複数の羽根が設けられ、前記軸孔を画成するように複数の前記羽根における第１の羽根の前記周方向の延伸端と前記第１の羽根の次の第２の羽根の基部とが前記第１の軸方向の間隔をあけて並ぶと共に互いに交錯して設けられることによって、前記空気が前記第１の軸方向と直角に遠ざかる方向である径方向に沿って前記分離室に流入すると、前記分離室で前記中央軸を中心とするサイクロン式気流が発生し、前記サイクロン式気流によって、ほこりなどの粒体が前記空気から分離され、前記サイクロン式気流の下流側に落下するように空気が流動する複数のらせん状通路が形成されたガイド部材と、
相反する第１の接合口と第２の接合口、及び、前記第１の接合口と前記第２の接合口との間に形成された第３の接合口を有し、前記第１の接合口と前記第３の接合口との間に空間的に連通する第１の連通路と、第２の接合口側から前記第３の接合口との間に空間的に連通する第２の連通路とが形成されている接合弁とを備え、
１つの前記分離チューブを、選択的に、
１つの前記接合弁により、前記分離チューブの前記流入端部と前記接合弁の前記第３の接合口との間が連結されることによって、前記空気が前記第１の連通路を介して前記分離チューブの前記流入端部に流れ込むと、該分離チューブに流入された前記空気が前記分離チューブにて前記サイクロン式気流を発生し、前記サイクロン式気流によって前記粒体が前記空気から分離され、重力により落下して排出されると共に、前記粒体が分離された前記空気が前記流出端部と前記接合弁の前記第２の連通路とを介して流出される第１のろ過モジュールを形成し、又は、
２つの前記接合弁により、前記分離チューブの前記流入端部及び前記流出端部と２つの前記接合弁のそれぞれの前記第３の接合口との間が連結されることによって、前記空気が前記２つの前記接合弁における一方の前記接合弁の前記第１の連通路を介して前記一方の前記接合弁に連結された前記分離チューブに流れ込むと、該分離チューブに流入された前記空気が前記分離チューブにて前記サイクロン式気流を発生し、前記サイクロン式気流によって前記粒体が前記空気から分離され、重力により落下して排出されると共に、前記粒体が分離された前記空気が前記流出端部と前記２つの前記接合弁における他方の前記接合弁の前記第２の連通路とを介して流出される第２のろ過モジュールを形成し、
前記分離チューブの前記流入端部又は前記流出端部に取付けられたり、前記接合弁の前記第１の接合口又は／及び前記第２の接合口側に取付けられたり、２つの前記接合弁間を連結したりするように取付けられている接続ユニットを更に有し、
１つの前記第１のろ過モジュールと２つの前記第２のろ過モジュールと前記接続ユニットを用いて、２つの前記第２のろ過モジュールにおける一方の前記第２のろ過モジュールの一方の前記接合弁の前記第２の接合口と、他方の前記第２のろ過モジュールの他方の前記接合弁の前記第１の接合口とを連結し、一方の前記第２のろ過モジュールの他方の前記接合弁の前記第２の接合口と、他方の前記第２のろ過モジュールの一方の前記接合弁の前記第１の接合口とを連結し、且つ、前記第１のろ過モジュールにおける前記接合弁の前記第１の接合口と他方の前記第２のろ過モジュールの他方の前記接合弁の前記第２の接合口とを連結することによって、前記空気が前記分離チューブの前記流入端部と連結された前記接合弁の前記第１の連通路を介して前記分離チューブに流れ込むと、前記分離室内の気流が前記流出端部と連結された前記接合弁の前記第２の連通路を介して前記第２のろ過モジュールから流出する一方、前記接合弁の前記第２の連通路を介して前記第１のろ過モジュールから排出される前記サイクロン式セパレータモジュールになることを特徴とするサイクロン式セパレータモジュール。
自身の軸心を中央軸とする分離室を画成し、前記中央軸に沿う方向である第１の軸方向の相反する両端が開放された管状体を有し、前記管状体は開放された一端側を空気が入る流入端部として、該流入端部と相反する他端側を空気が流出する流出端部として有する分離チューブと、
前記分離チューブに取付けられ、前記第１の軸方向と直角に突き出して前記第１の軸方向を周回する方向である周方向に沿って並ぶと共に前記分離室と同軸に連通する軸孔を画成する複数の羽根が設けられ、前記軸孔を画成するように複数の前記羽根における第１の羽根の前記周方向の延伸端と前記第１の羽根の次の第２の羽根の基部とが前記第１の軸方向の間隔をあけて並ぶと共に互いに交錯して設けられることによって、前記空気が前記第１の軸方向と直角に遠ざかる方向である径方向に沿って前記分離室に流入すると、前記分離室で前記中央軸を中心とするサイクロン式気流が発生し、前記サイクロン式気流によって、ほこりなどの粒体が前記空気から分離され、前記サイクロン式気流の下流側に落下するように空気が流動する複数のらせん状通路が形成されたガイド部材と、
相反する第１の接合口と第２の接合口、及び、前記第１の接合口と前記第２の接合口との間に形成された第３の接合口を有し、前記第１の接合口と前記第３の接合口との間に空間的に連通する第１の連通路と、第２の接合口側から前記第３の接合口との間に空間的に連通する第２の連通路とが形成されている接合弁とを備え、
１つの前記分離チューブを、選択的に、
１つの前記接合弁により、前記分離チューブの前記流入端部と前記接合弁の前記第３の接合口との間が連結されることによって、前記空気が前記第１の連通路を介して前記分離チューブの前記流入端部に流れ込むと、該分離チューブに流入された前記空気が前記分離チューブにて前記サイクロン式気流を発生し、前記サイクロン式気流によって前記粒体が前記空気から分離され、重力により落下して排出されると共に、前記粒体が分離された前記空気が前記流出端部と前記接合弁の前記第２の連通路とを介して流出される第１のろ過モジュールを形成し、又は、
２つの前記接合弁により、前記分離チューブの前記流入端部及び前記流出端部と２つの前記接合弁のそれぞれの前記第３の接合口との間が連結されることによって、前記空気が前記２つの前記接合弁における一方の前記接合弁の前記第１の連通路を介して前記一方の前記接合弁に連結された前記分離チューブに流れ込むと、該分離チューブに流入された前記空気が前記分離チューブにて前記サイクロン式気流を発生し、前記サイクロン式気流によって前記粒体が前記空気から分離され、重力により落下して排出されると共に、前記粒体が分離された前記空気が前記流出端部と前記２つの前記接合弁における他方の前記接合弁の前記第２の連通路とを介して流出される第２のろ過モジュールを形成し、
少なくとも１つの延長部材を更に有し、前記延長部材は、その自身の軸心を中心として取り囲む中心孔を画成した筒状周壁を有する取付座体と、前記取付座体の自身の軸心に沿う方向である第３の軸方向と直角に遠ざかる方向である径方向に沿って前記筒状周壁を貫通して設けられた複数の通孔と、前記取付座体内に取付けられ、前記第３の軸方向に沿って延伸されるように前記取付座体より径小に設けられた内管と、発泡材料で作られ前記内管に緊密に嵌められたろ過管とを有し、前記取付座体は、前記内管が前記流出端部より前記軸孔に至るまで前記管状体内に延伸され、前記分離室が前記通孔と流体連通されるように前記管状体と前記内管の間に画成されるように、前記流出端部と連結される一端部と前記流入端部と連結される他端部とを有し、
１つの前記分離チューブと１つの前記延長部材とを用いて、前記流出端部が前記取付座体と連結されることによって、前記分離室に流入された前記空気によって発生したサイクロン式気流によって前記粒体が前記空気から分離され、重力により落下して排出されると共に、前記粒体が分離された前記空気が前記内管と前記中心孔を介して流出される第３のろ過モジュールを形成し、
前記分離チューブの前記流入端部又は前記流出端部に取付けられたり、前記接合弁の前記第１の接合口又は／及び前記第２の接合口側に取付けられたり、２つの前記接合弁間を連結したりするように取付けられている接続ユニットを更に有し、
４つの前記第３のろ過モジュールを用いて、該４つの前記第３のろ過モジュールを２つごとに着脱可能に接続されてなった２つのグループに分け、それぞれの前記グループにおける２つの前記第３のろ過モジュールを前記延長部材によって長く連結し、
１つの前記第２のろ過モジュールと２つの前記グループと前記接続ユニットを用いて、前記接続ユニットを介して一方の前記グループにおける前記第３のろ過モジュールにおける前記分離チューブの前記流入端部を前記一方の前記接合弁の前記第２の接合口側に連結すると共に、前記接続ユニットを介して他方の前記グループの前記第３のろ過モジュールにおける前記分離チューブの前記流入端部を前記他方の前記接合弁の前記第２の接合口側に連結することにより、前記空気が前記第２のろ過モジュールにおける前記一方の前記接合弁の前記第１の接合口を介して前記分離室に流れ込むと、前記第２のろ過モジュールの前記分離室で発生した前記サイクロン式気流によって塵埃などの粒体が前記空気から分離され、重力により排出されると共に、前記粒体が分離された前記気流が２つの前記グループのそれぞれに流れるサブ気流として２分割され、各前記サブ気流が対応する前記接続ユニットを通過して対応する前記グループの前記第３のろ過モジュールに流入し、各前記グループの２つの前記第３のろ過モジュールの前記分離チューブによるサイクロン式気流によって塵埃などの粒体が前記空気から分離され、各前記延長部材の前記通孔より排出されると共に、粒体が分離された前記空気が各前記延長部材の前記他端部より流出される前記サイクロン式セパレータモジュールになることを特徴とするサイクロン式セパレータモジュール。
自身の軸心を中央軸とする分離室を画成し、前記中央軸に沿う方向である第１の軸方向の相反する両端が開放された管状体を有し、前記管状体は開放された一端側を空気が入る流入端部として、該流入端部と相反する他端側を空気が流出する流出端部として有する分離チューブと、
前記分離チューブに取付けられ、前記第１の軸方向と直角に突き出して前記第１の軸方向を周回する方向である周方向に沿って並ぶと共に前記分離室と同軸に連通する軸孔を画成する複数の羽根が設けられ、前記軸孔を画成するように複数の前記羽根における第１の羽根の前記周方向の延伸端と前記第１の羽根の次の第２の羽根の基部とが前記第１の軸方向の間隔をあけて並ぶと共に互いに交錯して設けられることによって、前記空気が前記第１の軸方向と直角に遠ざかる方向である径方向に沿って前記分離室に流入すると、前記分離室で前記中央軸を中心とするサイクロン式気流が発生し、前記サイクロン式気流によって、ほこりなどの粒体が前記空気から分離され、前記サイクロン式気流の下流側に落下するように空気が流動する複数のらせん状通路が形成されたガイド部材と、
相反する第１の接合口と第２の接合口、及び、前記第１の接合口と前記第２の接合口との間に形成された第３の接合口を有し、前記第１の接合口と前記第３の接合口との間に空間的に連通する第１の連通路と、第２の接合口側から前記第３の接合口との間に空間的に連通する第２の連通路とが形成されている接合弁とを備え、
１つの前記分離チューブを、選択的に、
１つの前記接合弁により、前記分離チューブの前記流入端部と前記接合弁の前記第３の接合口との間が連結されることによって、前記空気が前記第１の連通路を介して前記分離チューブの前記流入端部に流れ込むと、該分離チューブに流入された前記空気が前記分離チューブにて前記サイクロン式気流を発生し、前記サイクロン式気流によって前記粒体が前記空気から分離され、重力により落下して排出されると共に、前記粒体が分離された前記空気が前記流出端部と前記接合弁の前記第２の連通路とを介して流出される第１のろ過モジュールを形成し、又は、
２つの前記接合弁により、前記分離チューブの前記流入端部及び前記流出端部と２つの前記接合弁のそれぞれの前記第３の接合口との間が連結されることによって、前記空気が前記２つの前記接合弁における一方の前記接合弁の前記第１の連通路を介して前記一方の前記接合弁に連結された前記分離チューブに流れ込むと、該分離チューブに流入された前記空気が前記分離チューブにて前記サイクロン式気流を発生し、前記サイクロン式気流によって前記粒体が前記空気から分離され、重力により落下して排出されると共に、前記粒体が分離された前記空気が前記流出端部と前記２つの前記接合弁における他方の前記接合弁の前記第２の連通路とを介して流出される第２のろ過モジュールを形成し、
自身の軸心を中央軸とする混合分離室を画成し、前記中央軸に沿う方向である第４の軸方向の両端が開放された開口部が形成された筒状体を有する混合チューブを更に有し、
前記ガイド部材は、前記筒状体と同軸に２つの前記開口部のそれぞれに取付けられ、
前記混合チューブと２つの前記接合弁とを用いて、前記開口部のそれぞれが前記接合弁の前記第３の接合口に対して連結されることによって、前記空気が２つの前記接合弁のそれぞれの前記第１の連通路及び対応する１つの前記開口部と前記らせん状通路を介して前記第４の軸方向と直角に遠ざかる方向である径方向に前記混合分離室にそれぞれ流れ込むと、前記混合分離室で前記筒状体の前記中央軸を中心とする２つのサイクロン式気流が発生して混ざり、前記混合分離室に前記サイクロン式気流によって前記粒体が前記空気から分離され、重力により落下して排出されると共に、前記粒体が分離された前記空気が対応する他の１つの前記開口部から２つの前記接合弁のそれぞれの前記第２の連通路を介して流れ出る第４のろ過モジュールを形成し、
前記分離チューブの前記流入端部又は前記流出端部に取付けられたり、前記接合弁の前記第１の接合口又は／及び前記第２の接合口側に取付けられたり、２つの前記接合弁間を連結したりするように取付けられている接続ユニットを更に有し、
一つの前記第４のろ過モジュールと、２つの他の前記接合弁と、前記接続ユニットと、２つの前記第３のろ過モジュールとを用いて、前記第４のろ過モジュールの前記接合弁の前記第２の連通路と前記他の前記接合弁の前記第１の連通路とが連通されるように前記第４のろ過モジュールの２つの前記接合弁のそれぞれの前記第２の接合口と前記他の前記接合弁のそれぞれの前記第１の接合口とが連結されることにより、前記第４のろ過モジュールからの混合された２つの前記気流がそれぞれ対応する前記第２の連通路を介して前記第３のろ過モジュールに流れ込んでろ過される前記サイクロン式セパレータモジュールになることを特徴とするサイクロン式セパレータモジュール。
前記接合弁は、前記第１の接合口と前記第２の接合口と前記第３の接合口とが互いに直角に画成された断面がＴの字形状に形成された周壁を有する接合体を有し、
前記第１の軸方向と直角であり且つ前記第１の接合口と前記第２の接合口の間の軸方向である第２の軸方向に平行すると共に前記第３の接合口に向かい合う該周壁の壁部より前記第１の軸方向に沿って前記第３の接合口に向かって突き出して延伸される管状の仕切体が設けられ、該仕切体によって前記接合体の前記第３の接合口側端部の内部を前記第２の接合口側から前記分離室に空間的に連通する軸穴と、前記第１の接合口側から前記分離室に空間的に連通する周回穴とが形成され、
前記第１の連通路は前記第１の接合口と前記第３の接合口との間で前記接合体内部を前記周回穴を介して前記第１の接合口側から前記分離室に空間的に連通するように形成され、
前記第２の連通路は前記第２の接合口側から前記第３の接合口との間で前記軸穴を介して前記第２の接合口側から前記分離室に空間的に連通するように形成され、
前記第１の連通路及び前記第２の連通路と外部とがそれぞれ連通するように、前記第１の軸方向沿いに延伸される貫通孔が前記接合体の前記周壁に設けられ、前記貫通孔にプラグ部材又は／及び流体流入弁が塞ぐように設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの一項に記載のサイクロン式セパレータモジュール。
前記分離チューブは、前記管状体よりも径小な内管体が前記第１の軸方向に沿って前記管状体内に同軸に取付けられ、
前記内管体は前記流出端部側に向かって前記軸穴よりも径大になるように延伸される接続端部と、前記接続端部と相反する端部であって前記軸孔に至るように延伸される自由端部とを有し、
前記内管体の前記接続端部が前記仕切体と連結され、前記分離室は、前記管状体と前記内管体との間に画成され、前記内管体の内部は前記第２の連通路と流体的に連通し、
前記内管体には発泡材料からなるろ過スリーブが前記内管体の外周面を取り囲んで設けられていることを特徴とする請求項４に記載のサイクロン式セパレータモジュール。
前記接続ユニットは、前記第１の接合口又は前記第２の接合口に対応する口径を有する小径端部と、前記流入端部又は前記流出端部に連結される前記小径端部よりも大径な大径端部と、を有する連結筒と、前記第１の接合口又は前記第２の接合口に、隣り合わせて並んだ２つの前記接合弁の間または１つの前記接合弁と前記連結筒との間を連結するように取付けられる留め部材とを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかの一項に記載のサイクロン式セパレータモジュール。
前記接合弁は、前記第１の接合口側の端縁及び前記第２の接合口側の端縁より前記第２の軸方向と垂直に外向きに出っ張ったつば状のフランジが形成され、
前記小径端部はその外周端縁より前記第１の軸方向と垂直に外向きに突き出るつば状のフランジが形成され、
前記留め部材は、それぞれが一方側に開口されたＣ字形に形成された２つの係止部材と、２つの前記係止部材をそれぞれの開口がつき合わされて円形になるように繋ぐ繋ぎ棒とを有し、
前記係止部材は、前記接合弁の前記フランジと前記小径端部の前記フランジが嵌入されるように各前記係止部材の内周面に窪む係止溝と、各前記係止部材の前記開口の両端部より外向きに突き出た突縁部と、前記繋ぎ棒が挿入されるように前記突縁部に窪むスロットとが設けられていることを特徴とする請求項６に記載のサイクロン式セパレータモジュール。
前記接続ユニットは、前記留め部材に設けられた、閉塞するためのカバーと、緩衝するためのワッシャーとを更に有することを特徴とする請求項７に記載のサイクロン式セパレータモジュール。