JP6994671B2 - 分離装置 - Google Patents

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、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、回転中心軸から離れる方向へ排出する。

分離器は、ロータと複数の流路と送風部と駆動装置とを囲む外郭を備える。外郭は、気体を通す複数の吸気部と、気体を通す複数の排気部と、を有する。排出部は、外郭に形成されている。

分離器では、外郭の外部から複数の吸気部を通して外郭の内部へ入った気体が、複数の流路の各々に入り、複数の流路の各々において気体の旋回流が発生する。そしてこの旋回する気体が、複数の流路の各々の流出口から出る。この際、外郭の外部から内部に入る気体に含まれていた固体は、複数の流路の各々において旋回流に乗って旋回する際に、遠心力を受けて外郭側へと向かい、排出部付近を通るときに排出部から排出される。そして、清浄化された気体が外郭の内部から複数の排気部を通して外郭の外部へ流れ出す。

国際公開第２０１６／０９２８４７号

分離器では、気体に含まれている固体を気体から分離する分離性能を向上させようとすると、圧力損失が増加するという課題がある。

本発明の目的は、圧力損失の低減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、排気ダクトと、を備える。前記外筒体は、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回転させる。前記排気ダクトは、前記外筒体の前記第２端側に配置され、内部空間が前記外筒体の前記流出口と繋がる。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繋ぐ排出孔を有する。前記排気ダクトは、導入ダクト部と導出ダクト部とを備える。前記導入ダクト部は、前記外筒体側の一端に開口を有する筒状の外側壁と、前記外側壁に設けられた流通孔と、前記外側壁の前記外筒体側とは反対側の他端から内方に突出する底壁と、を有する。前記導出ダクト部は、両端が開口する筒状であって、前記導入ダクト部の前記流通孔の縁部に繋がる。

本発明の分離装置は、圧力損失の低減を図ることが可能となる。

図１Ａは、本発明の実施形態１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、図３ＡのＡ－Ａ線断面図である。 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５は、同上の分離装置を示し、図３ＡのＹ－Ｙ線断面図である。 図６は、同上の分離装置を示し、図３ＡのＺ－Ｚ線断面斜視図である。 図７は、同上の分離装置の分解斜視図である。 図８は、同上の分離装置の一部分解斜視図である。 図９Ａ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９Ｂ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１０は、実施形態１の変形例の分離装置の一部分解斜視図である。 図１１は、本発明の実施形態２に係る分離装置の要部断面斜視図である。 図１２は、本発明の実施形態３に係る分離装置の分解斜視図である。 図１３Ａは、実施形態３の変形例１に係る分離装置の要部斜視図である。図１３Ｂは、同上の分離装置の要部右側面図である。 図１４Ａは、実施形態３の変形例２に係る分離装置の要部斜視図である。図１４Ｂは、同上の分離装置の要部右側面図である。 図１５は、本発明の実施形態４に係る分離装置の断面斜視図である。 図１６は、同上の分離装置の一部分解斜視図である。 図１７Ａ及び１７Ｂは、同上の分離装置における排気ダクトの平面図である。図１７Ｂは、同上の分離装置における排気ダクトの側面図である。 図１８は、参考例２の分離装置における、導出ダクト部の第１部分のダクト幅と全圧効率との関係のシミュレーション結果を示す図である。 図１９Ａ及び１９Ｂは、参考例２の分離装置において、導出ダクト部の第１部分のダクト幅を変更した場合の、排気ダクト内での粒子の軌跡のシミュレーション結果の例を示す図である。 図２０は、本発明の実施形態５に係る分離装置の断面図である。 図２１は、同上の分離装置の一部分解斜視図である。 図２２Ａは、同上の分離装置における排気ダクトの平面図である。図２２Ｂは、同上の分離装置における排気ダクトの側面図である。 図２３Ａは、参考例２の分離装置における排気ダクトの側面図である。図２３Ｂは、図２３Ａの領域Ｂ１における流体の流れのシミュレーション結果の一例を示す図である。 図２４Ａは、参考例３の分離装置における排気ダクトの側面図である。図２４Ｂは、図２４Ａの領域Ｂ２における流体の流れのシミュレーション結果の一例を示す図である。 図２５は、本発明の実施形態６に係る分離装置の一部分解斜視図である。 図２６Ａ～２６Ｃは、参考例４の分離装置における速度分布のシミュレーション結果の一例を示す図である。 図２７Ａ～２７Ｃは、参考例５の分離装置における速度分布のシミュレーション結果の一例を示す図である。 図２８は、参考例４、参考例５、及び比較例３の分離装置の分離特性についてのシミュレーション結果の一例を示す図である。

（実施形態１）
以下では、本実施形態の分離装置１について、図１Ａ～９Ｂ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、４～７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、排気ダクト５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２００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７参照）。また、排気ダクト５は、外筒体２の第２端２２側に配置されている（図３Ａ、４、６及び７参照）。

分離装置１は、上流側から流路２００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２００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（繋ぐ）排出孔２５（図２、５、７、９Ａ及び９Ｂ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を備える。分離装置１では、固体が分離された空気（清浄化された空気）の一部が、外筒体２の流出口２４から排気ダクト５へと流れる。

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、排気ダクト５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５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９Ａ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５参照）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及び５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２００）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５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７に示すように、外筒体２の中心軸２０（図４及び９Ａ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７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７参照）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、５及び７参照）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７参照）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～８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、４～８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、４～８参照）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及び８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、７及び８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１Ａ、４及び７参照）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。通気孔１６１の内径は、流入口２３の内径よりも小さい。したがって、外筒体２の流入口２３のうちで気体が通る領域は、通気孔１６１によって制限される。外筒体２の第１端２１側から見て（外筒体２の中心軸２０に沿った方向から見て）、回転体３の回転中心軸３０は、通気孔１６１の周縁の内側に位置している。すなわち、外筒体２の第１端２１側から見て、回転体３の回転中心軸３０は、外筒体２の流入口２３の周縁の内側に位置している。「外筒体２の第１端２１側から見て、回転体３の回転中心軸３０が、流入口２３の周縁の内側に位置している」とは、外筒体２の第１端２１側から見て、シャフト７の軸線が流入口２３の周縁の内側にあることを意味する。回転体３の回転中心軸３０に沿った方向から見て、複数の羽根３６の外側の端部の回転軌跡の範囲内に、通気孔１６１が位置している。本実施形態では、図４に示すように、通気孔１６１の内径は、回転体３の一径方向において回転体３を挟んで配置されている一対の羽根３６の、この一径方向における両端間の距離よりも小さい。すなわち、外筒体２の第１端２１側から見て、複数の羽根３６の回転領域の内側に、通気孔１６１の全体が位置する。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、７及び８参照）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（流出口２４の内径）と同じであり、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。回転体３の回転中心軸３０に沿った方向から見て、複数の羽根３６の回転軌跡の全部が、通気孔１７１の内側に位置している。本実施形態では、図４に示すように、通気孔１７１の内径は、回転体３の一径方向において回転体３を挟んで配置されている一対の羽根３６の、この一径方向における両端間の距離よりも大きい。すなわち、外筒体２の第２端２２側から見て（外筒体２の中心軸２０に沿った方向から見て）、複数の羽根３６の回転領域の全体が、通気孔１７１の周縁の内側（外筒体２の流出口２４の周縁の内側）に位置している。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の回転方向は、外筒体２の流入口２３側から見て、時計回りの方向（図５における矢印Ａ１の方向）である。回転体３の回転方向は、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２００（図２、４～６参照）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２００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。

一例において、流路２００を流れる空気の速度ベクトルの、回転中心軸３０に平行な方向の速度成分は、２ｍ／ｓ程度であり、流路２００を流れる空気の速度ベクトルの、回転中心軸３０のまわりの回転方向の速度成分は、２０ｍ／ｓ程度である。

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（繋ぐ）排出孔２５（図２、５、７、９Ａ及び９Ｂ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９Ａ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２００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９Ａ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９Ａ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５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９Ｂ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、５及び９Ａ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度である）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度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９Ａ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２００（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、外筒体２の第２端２２側に、排気ダクト５が配置されている。排気ダクト５の内部空間は、外筒体２の流出口２４と繋がっている。排気ダクト５の材質は、例えば、ＡＢＳ樹脂である。

図３Ａ、４～８に示すように、排気ダクト５は、導入ダクト部（導入筒部）５１と導出ダクト部（導出筒部）５２とを備える。

導入ダクト部５１は、外筒体２側の第１端（一端）５１１が開口し外筒体２側とは反対側の第２端（他端）５１２が閉じた有底筒状であり、より詳細には有底円筒状である。導入ダクト部５１は、外筒体２側の第１端５１１に気体の導入口（開口）５１３を有し、外筒体２側とは反対側の第２端５１２に底壁５１４を有する。導入ダクト部５１は、中心軸５１０（図４参照）が外筒体２の中心軸２０と揃うように配置されている。導入ダクト部５１の導入口５１３は、外筒体２の流出口２４と繋がっている。導入ダクト部５１の導入口５１３は、外筒体２の流出口２４の形状（通気孔１７１の形状）と同じく円形状である。導入口５１３の内径は、流出口２４の内径（通気孔１７１の内径）と略同じである（本実施形態では、僅かに小さい）。

導入ダクト部５１は、側壁５１５に流通孔５１６（図３Ｂ及び６参照）を有している。導入ダクト部５１の周方向における流通孔５１６の開口範囲は、導入ダクト部５１の中心軸５１０を中心として略９０度である。言い換えれば、流通孔５１６は、導入ダクト部５１の周方向において略１／４円弧状に開口している。また流通孔５１６は、側壁５１５の高さ方向（導入ダクト部５１の中心軸５１０に沿った方向）において、側壁５１５の全範囲にわたって形成されている。また、導入ダクト部５１の第１端５１１側において、側壁５１５における流通孔５１６から離れた部分には、導入ダクト部５１の内外を繋ぐ孔５１７が設けられている。

すなわち、導入ダクト部５１は、外筒体２側の第１端（一端）５１５１に開口を有する筒状の側壁（外側壁）５１５と、側壁５１５に設けられた流通孔５１６と、側壁５１５の外筒体２側とは反対側の第２端（他端）５１５２から内方に突出する底壁５１４と、を有する。側壁５１５の開口は円形状であり、導入ダクト部５１の導入口（開口）５１３は円形状である。側壁５１５の内周面５１５０は、円柱面状である。底壁５１４は、側壁５１５の第２端５１５２側において、側壁５１５を閉じている。

導入ダクト部５１は、側壁５１５と底壁５１４とで、有底筒状、より詳細には有底円筒状に構成されている。そして、導入ダクト部５１は、外筒体２側の第１端（一端）５１１に気体の導入口（開口）５１３を有している。また、導入ダクト部５１は、側壁５１５に設けられた流通孔５１６を有している。

導出ダクト部５２は、両端が開口する筒状である。導出ダクト部５２は、導入ダクト部５１の流通孔５１６の縁部に繋がっている。導出ダクト部５２は、導入ダクト部５１に近い側から順に、第１部分５２１と第２部分５２２と第３部分５２３とを有する。第１部分５２１は、矩形枠状の断面を有する筒状であって、導入ダクト部５１の流通孔５１６の縁部から、導入ダクト部５１の中心軸５１０（図４参照）と交差（本実施形態では、直交）する方向に突出している。導出ダクト部５２の第１部分５２１の複数（４つ）の側壁のうちの一側壁（第１側壁）５２１１（図３Ｂ及び８参照）は、流通孔５１６の縁部で導入ダクト部５１の側壁５１５と繋がる。導入ダクト部５１の中心軸５１０と直交し流通孔５１６を通る断面において（図３Ｂ参照）、第１側壁５２１１の内面は、導入ダクト部５１の側壁５１５における流通孔５１６の端（縁部）の接線方向に沿っている。言い換えれば、第１側壁５２１１と導入ダクト部５１の中心軸５１０との間の距離は、導入ダクト部５１の側壁５１５の内半径に等しい。第１側壁５２１１の内面は、導入ダクト部５１の側壁５１５の内周面と滑らかに（段差なく）繋がっている。導出ダクト部５２の第１部分５２１の複数（４つ）の側壁のうちで第１側壁５２１１と対向する第２側壁５２１２（図３Ｂ及び７参照）は、流通孔５１６の縁部で導入ダクト部５１の側壁５１５と繋がる。導入ダクト部５１の中心軸５１０と直交し流通孔５１６を通る断面において、第２側壁５２１２は、導入ダクト部５１の側壁５１５の厚さ方向に突出している。第１側壁５２１１と第２側壁５２１２との間隔は、導入ダクト部５１の内径（側壁５１５における円柱面状の内周面５１５０の直径）よりも小さく、本実施形態では導入ダクト部５１の内半径（側壁５１５の円柱面状の内側面の半径）以下である。第３部分５２３は、矩形枠状の断面を有する筒状であって、導入ダクト部５１の中心軸５１０と平行な方向（すなわち、本実施形態では、第１部分５２１の突出方向と直交する方向）に延びている。第３部分５２３は、外筒体２から離れる向きに導入ダクト部５１の中心軸５１０と平行な方向に延びている。第２部分５２２は、第１部分５２１と第３部分５２３とを繋ぐように湾曲した筒状である。

すなわち、導出ダクト部５２は、第１流路部５２０１（第１部分５２１及び第２部分５２２）と、第２流路部５２０２（第３部分５２３）と、を備える（図４、６及び８参照）。第１流路部５２０１は、中空である。第１流路部５２０１は、第１側壁（一側壁）５２１１を有する。第１流路部５２０１は、導入ダクト部５１の流通孔５１６の縁部から、導入ダクト部５１の側壁５１５における流通孔５１６の縁部の接線方向に沿って、突出する。また、導入ダクト部５１からの第１流路部５２０１の突出方向は、外筒体２の中心軸２０の向きと交差（本実施形態では直交）している。第２流路部５２０２は、中空である。第２流路部５２０２は、第１流路部５２０１の突出先端（第２部分５２２の先端）から、外筒体２の中心軸２０に沿った向きに延びている。第２流路部５２０２は、第１流路部５２０１の突出先端（第２部分５２２の先端）から、外筒体２の中心軸２０に沿って外筒体２から離れる向きに延びている。

導出ダクト部５２は、導入ダクト部５１側とは反対側の端部（第３部分５２３の端部）に、導出口５２４を有する。

排気ダクト５では、導入ダクト部５１の第１端５１１側が外筒体２と連結されている。より詳細には、排気ダクト５は、導入ダクト部５１の第１端５１１から外方に突出した第１固定フランジ５３を有する。排気ダクト５では、第１固定フランジ５３が、リヤカバー１２及びリヤパネル１７に対して例えば複数のねじによって着脱可能に取り付けられる。

また、排気ダクト５は、導出口５２４のまわりに第２固定フランジ５４を有する。第２固定フランジ５４には、例えば複数のねじによって、外部のダクト等が取り付けられる。

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７参照）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２００（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２００を通過する途中で排出孔２５（図２及び５参照）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内に捕集される。そして分離装置１では、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から排気ダクト５へと流れ、排気ダクト５から外部（例えば、導出ダクト部５２に取り付けられたダクト）へと流出する。

外筒体２内の流路２００を流れる空気の速度ベクトルは、回転体３の回転中心軸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、を有している。したがって、外筒体２の流出口２４から導入ダクト部５１へ入る空気の速度ベクトルは、導入ダクト部５１の中心軸５１０に平行な方向の速度成分と、導入ダクト部５１の中心軸５１０のまわりの回転方向の速度成分と、を有している。すなわち、外筒体２の流出口２４から排気ダクト５に流入した空気は、導入ダクト部５１の内側において、導入ダクト部５１の中心軸５１０を中心とする螺旋状に旋回する。

本実施形態の分離装置１では、導入ダクト部５１が筒状（より詳細には円筒状）であって、導入ダクト部５１の側壁５１５に、導入ダクト部５１内の空気を導入ダクト部５１の外側（導出ダクト部５２）へ流通させる流通孔５１６が設けられている。したがって、導入ダクト部５１内に流入し導入ダクト部５１内で旋回する空気は、導入ダクト部５１の中心軸５１０のまわりの回転方向の速度成分によって、流通孔５１６を通って導入ダクト部５１から導出ダクト部５２に流れ出しやすくなる。すなわち、本実施形態の分離装置１では、外筒体２の流出口２４から導入ダクト部５１の内側に流入した空気が、導入ダクト部５１の中心軸５１０のまわりの回転方向の速度成分によって、流通孔５１６から導出ダクト部５２へと流れやすくなる。

これにより、本実施形態の分離装置１では、導入ダクト部の第２端側の底壁が開口し側壁に流通孔が形成されていない排気ダクト（両端が開口した筒状の排気ダクト）を備える比較例の分離装置に比べて、導入ダクト部５１内での空気の流速の低下を抑制することが可能となり、圧力損失を低減することが可能となる。

また、導入ダクト部５１の流通孔５１６から導出ダクト部５２へ流入した空気は、第１部分５２１から第２部分５２２を通って第３部分５２３へと流れる。ここで、第１部分５２１は、導入ダクト部５１の中心軸５１０の一径方向（導入ダクト部５１の中心軸５１０のまわりの回転方向の一方向）に突出している。また、第３部分５２３は、導入ダクト部５１の中心軸５１０に平行な方向に突出している。したがって、導入ダクト部５１から導出ダクト部５２に流入した空気は、流入時に持っていた速度成分によって、導出ダクト部５２の導出口５２４へと導かれやすくなる。すなわち、本実施形態の分離装置１では、導入ダクト部５１の流通孔５１６から導出ダクト部５２に流入した空気が、その速度成分によって、導出口５２４から導出ダクト部５２の外部へと流れやすくなる。これにより、本実施形態の分離装置１では、圧力損失を更に低減す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。

以下では、本実施形態の変形例の分離装置１Ａについて、図１０に基づいて説明する。図１０は、分離装置１Ａの一部分解斜視図である。

本変形例の分離装置１Ａでは、排気ダクト５の導入ダクト部５１の側壁５１５に、複数（本変形例では２つ；図１０では、一つのみ図示）の流通孔５１６が設けられている。また、排気ダクト５は、複数（２つ）の流通孔５１６に一対一に対応する複数（２つ）の導出ダクト部５２を備えている。複数の導出ダクト部５２の導出口５２４には、複数の導出ダクト部５２の導出口５２４を下流側で合流させるための合流管５５が取り付けられることが好ましい。また、導入ダクト部５１の周方向において、複数の流通孔５１６は等間隔で設けられていることが好ましい。例えば、導入ダクト部５１の側壁５１５に２つの流通孔５１６が設けられている場合、図１０に示すように、２つの流通孔５１６は、導入ダクト部５１の中心軸５１０を挟んで反対側にあることが好ましい。

本変形例の分離装置１Ａでも、圧力損失の低減を図ることが可能となる。また、本変形例の分離装置１Ａでは、複数（２つ）の流通孔５１６から、清浄化された空気を効率良く取り出すことが可能となる。

（実施形態２）
以下では、本実施形態の分離装置１Ｂについて、図１１に基づいて説明する。図１１は、分離装置１Ｂの要部断面斜視図である。

本実施形態の分離装置１Ｂは、内筒体３００を更に備えている。内筒体３００は、円筒状である。内筒体３００は、外筒体２と回転体３との間で、内筒体３００の中心軸３０１が外筒体２の中心軸２０と揃うように、外筒体２及び回転体３から離れて配置されている。内筒体３００は、複数の羽根３６に連結されている。外筒体２の中心軸２０に平行な方向において、内筒体３００の長さは外筒体２の長さよりも短い。より詳細には、外筒体２の中心軸２０に平行な方向において、内筒体３００の長さは外筒体２の長さの１／３程度である。図１１に示すように、内筒体３００は、外筒体２の内側で、回転体３の回転中心軸３０に沿った方向において外筒体２の中央部分に対応する領域に配置されている。

また、本実施形態の分離装置１Ｂでは、外筒体２は、外筒体２の中心軸２０と直交する方向から見て内筒体３００と重ならない領域に、排出孔２５の少なくとも一部が形成されている。より詳細には、外筒体２には、内筒体３００よりも上流側の部分に第１排出孔２５Ａが形成されており、内筒体３００よりも下流側の部分に第２排出孔２５Ｂが形成されている。

これにより、本実施形態の分離装置１Ｂでは、内筒体３００が位置する領域よりも上流側及び下流側で、外筒体２の内側を通る気体中の固体を排出孔２５から排出することが可能となる。

（実施形態３）
以下では、本実施形態の分離装置１Ｃについて、図１２に基づいて説明する。図１２は、分離装置１Ｃの分解斜視図である。

図１２に示すように、本実施形態の分離装置１Ｃでは、複数の羽根３６の各々は、厚さ方向において互いに反対側にある第１面３６０ａ及び第２面３６０ｂを有するひねり羽根である。複数の羽根３６の各々において、第１面３６０ａ及び第２面３６０ｂは、互いに異なる螺旋面の一部により構成されている。複数の羽根３６の各々は、流入口２３側の第１端３６１と、流出口２４側の第２端３６２と、を有する。複数の羽根３６の各々は、回転体３の回転中心軸３０に平行な方向と回転体３の周方向との間の方向に沿って、第１端３６１と第２端３６２との間を繋ぐように連続的に形成されている。複数の羽根３６の各々の第１面３６０ａは、回転体３の回転方向（図１１における矢印Ａ１の方向）に沿った方向において後方に位置する。複数の羽根３６の各々の第２面３６０ｂは、回転体３の回転方向に沿った方向において前方に位置する。分離装置１Ｃでは、外筒体２の中心軸２０に沿った方向において、複数の羽根３６の各々の第２面３６０ｂが流入口２３側に位置し第１面３６０ａが流出口２４側に位置している。

言い換えれば、実施形態２の分離装置１Ｃでは、羽根３６が螺旋状（螺旋の一部の形状）に形成されており、モータ４が（回転体３を回転させることで）羽根３６を羽根３６の螺旋方向とは逆方向に回転させている。

分離装置の分野では、圧力損失を低減しつつ、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望まれている。しかし、一般に分離装置では、分離性能を向上させると圧力損失が増加してしまい、一方、圧力損失を低減すると分離性能が低下してしまうことが知られている。

例えば、本願発明者らは、回転体の回転中心軸と平行な羽根を備え、かつ、両端が開口した筒状の排気ダクトを備える、比較例１の分離装置を考えた。また、本願発明者らは、比較例１の分離装置において羽根を螺旋状に形成し、モータが螺旋方向と逆方向に羽根を回転させる比較例２の分離装置を考えた。そして、比較例１と比較例２の分離装置について、流体解析ソフトウェアを用いたシミュレーションで、その分離性能を比較した。流体解析ソフトウェアとしては、例えば、ANSYS(R) Fluent(R)等を採用することができる。ここにおいて、分離性能については、５０％分粒径の値により評価した。一例として、比較例１の分離装置では、５０％分粒径が４．０７μｍ、圧力損失（流入口の圧力と流出口の圧力との差）が１７５Ｐａであったのに対し、比較例２の分離装置では、５０％分粒径が２．５３μｍ、圧力損失が２１１Ｐａであった。すなわち、比較例２の分離装置では、比較例１の分離装置に比べて分離性能が向上するものの圧力損失が増加していた。

そこで、本願発明者らは、比較例２の分離装置に対して、本実施形態の分離装置１Ｃの排気ダクト５と同様の排気ダクトを設けた参考例１の分離装置を考案した。そして、参考例１の分離装置についても、比較例１及び比較例２の分離装置と同様のシミュレーションを行った。その結果、参考例１の分離装置では、一例として、５０％分粒径が２．４３μｍ、圧力損失が４６Ｐａであった。すなわち、参考例１の分離装置では、５０％分粒径が比較例２の分離装置（参考例１の分離装置と、排気ダクトのみが異なる分離装置）と同等であり、かつ、比較例１及び比較例２の分離装置よりも圧力損失が低減されていた。

本実施形態１の分離装置１Ｃでは、複数の羽根３６の各々は、回転体３の回転方向に沿った方向において後方に位置し回転中心軸３０に平行な方向に交差する第１面３６０ａと、回転体３の回転方向に沿った方向において前方に位置し回転中心軸３０に平行な方向に交差する第２面３６０ｂと、を有するひねり羽根である。さらに、分離装置１Ｃでは、外筒体２の中心軸２０に沿った方向において、複数の羽根３６の各々の第２面３６０ｂが流入口２３側に位置し第１面３６０ａが流出口２４側に位置している。また、排気ダクト５が、導入ダクト部５１と導出ダクト部５２とを備えている。導入ダクト部５１は、外筒体２側の第１端５１１が開口し外筒体２側とは反対側の第２端５１２が閉じており、側壁５１５に流通孔５１６を有する。導出ダクト部５２は、両端が開口する筒状であって、導入ダクト部５１の流通孔５１６の縁部に繋がる。これらにより、本実施形態１の分離装置１Ｃでは、比較例１、比較例２の分離装置と比べて、圧力損失の増加を抑制しつつ分離性能の向上を図ることが可能となる。

図１３Ａ及び１３Ｂは、実施形態３の変形例１の分離装置の、回転体３、複数の羽根３６及びシャフト７を示す斜視図及び右側面図である。変形例１の分離装置は、回転体３及び複数の羽根３６が、実施形態３の分離装置１Ｃと相違する。変形例１の分離装置では、回転体３は、実施形態３の分離装置１Ｃの２つの回転部材３ａ，３ｂが一体に構成されている。また、変形例１の分離装置では、複数の羽根３６の各々における第１端３６１側の端面、第２端３６２側の端面のそれぞれが、回転体３の互いに異なる一径方向に沿っている。回転体３からの複数の羽根３６の各々の突出方向は、回転体３の回転中心軸３０に直交する断面において回転体３の一径方向に沿っている。

ここにおいて、羽根３６の単位長さ当たりのひねり量をαとし、羽根３６の第１端３６１側の端面を起点としたときの回転体３の軸方向における羽根３６の変位（言い換えれば、軸方向における羽根３６の長さ）をΔｚ、回転体３の回転方向Ａ１における羽根３６の変位をΔωとするとき、α＝Δω／Δｚと定義する。このように定義されるひねり量αの好適な範囲は、例えば、４×１０^-5～４×１０^-3〔回転／ｍｍ〕であり、ひねり量αは、例えば４×１０^-４〔回転／ｍｍ〕程度がより好ましい。ひねり量αの値が小さくなると、羽根３６の形状が上述の実施形態１の分離装置１における羽根３６（回転体３の回転中心軸３０と平行な羽根３６；ストレート羽根）の形状に近づき、羽根３６がひねり羽根であることによる気流制御の効果が得られにくくなる傾向にある。また、ひねり量αの値が大きくなると、羽根３６による気流の旋回速度が低下し、分粒効率が低下する傾向にある。しかし、ひねり量αが上記の範囲にあれば、気流制御、分粒効率等において高い効果が奏される。

図１４Ａ及び１４Ｂは、実施形態３の変形例２の分離装置の、回転体３、複数の羽根３６及びシャフト７を示す斜視図及び右側面図である。変形例２の分離装置は、回転体３及び複数の羽根３６が、実施形態３の分離装置１Ｃと相違する。変形例２の分離装置では、回転体３は、実施形態３の分離装置１Ｃの２つの回転部材３ａ，３ｂが一体に構成されている。また、変形例２の分離装置では、複数の羽根３６の各々における第１端３６１側の端面、第２端３６２側の端面が、回転体３の互いに異なる一径方向に対してそれぞれ傾いている。ここで、変形例２の分離装置では、複数の羽根３６の各々は、回転体３の回転方向Ａ１に沿った方向において前方へ突出している。言い換えれば、複数の羽根３６の各々では、回転体３側の基端よりも外筒体２の内周面２７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前方に位置する。回転体３からの複数の羽根３６の各々の突出方向は、回転体３の回転中心軸３０に直交する断面において回転体３の一径方向に対して同じ角度で傾いている。変形例２の分離装置では、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。

また、実施形態３の変形例１及び変形例２の分離装置でも、実施形態３の分離装置１Ｃと同様に、圧力損失の増加を抑制しつつ分離性能の向上を図ることが可能となる。

（実施形態４）
以下では、本実施形態の分離装置１Ｄについて、図１５～１７Ｂに基づいて説明する。図１５は、分離装置１Ｄの断面斜視図である。図１６は、分離装置１Ｄの一部分解斜視図である。図１７Ａは、分離装置１Ｄの排気ダクト５Ｄの平面図である。図１７Ｂは、分離装置１Ｄの排気ダクト５Ｄの側面図である。

本実施形態の分離装置１Ｄは、実施形態１の分離装置１の排気ダクト５とは異なる形状の排気ダクト５Ｄを備えている。分離装置１Ｄでは、実施形態１の分離装置１と同様、外筒体２の第２端２２側に排気ダクト５Ｄが配置されている。排気ダクト５Ｄの内部空間は、外筒体２の流出口２４と繋がっている。

図１５～１７Ｂに示すように、排気ダクト５Ｄは、導入ダクト部５１と導出ダクト部５２とを備えている。

排気ダクト５Ｄの導入ダクト部５１は、実施形態１の分離装置１の導入ダクト部５１と同様に、外筒体２側の第１端（一端）５１１が開口し外筒体２側とは反対側の第２端（他端）５１２が閉じた有底筒状であり、より詳細には有底円筒状である。導入ダクト部５１は、外筒体２側の第１端５１１に気体の導入口（開口）５１３を有し、外筒体２側とは反対側の第２端５１２に底壁５１４を有する。導入ダクト部５１は、中心軸が外筒体２の中心軸２０（図４参照）と揃うように配置されている。導入ダクト部５１の導入口５１３は、外筒体２の流出口２４と繋がっている。

排気ダクト５Ｄの導入ダクト部５１は、側壁（外側壁）５１５に流通孔５１６（図１５参照）を有している。流通孔５１６は、導入ダクト部５１の周方向における流通孔５１６の開口範囲が、導入ダクト部５１の中心軸を中心として９０度以下（本実施形態では、９０度未満）となるように、形成されている。また、導入ダクト部５１の側壁５１５の高さ方向（導入ダクト部５１の中心軸に沿った方向）において、流通孔５１６の開口範囲は、側壁５１５の高さよりも小さい（図１５参照）。

すなわち、排気ダクト５Ｄの導入ダクト部５１は、外筒体２側の第１端（一端）５１５１（図１６参照）に開口を有する筒状の側壁（外側壁）５１５と、側壁５１５に設けられた流通孔５１６と、側壁５１５の外筒体２側とは反対側の第２端（他端）５１５２（図１６参照）から内方に突出する底壁５１４と、を有する。側壁５１５の開口は円形状であり、導入ダクト部５１の導入口（開口）５１３は円形状である。側壁５１５の内周面５１５０は、円柱面状である。底壁５１４は、側壁５１５の第２端５１５２側において、側壁５１５を閉じている。

図１５に示すように、排気ダクト５Ｄの導出ダクト部５２は、両端が開口する筒状である。導出ダクト部５２は、導入ダクト部５１の流通孔５１６の縁部に繋がっている。

より詳細には、導出ダクト部５２は、導入ダクト部５１に近い側から順に、第１部分５２１と、第２部分５２２と、第３部分５２３と、を備える。

第１部分５２１は、矩形枠状の断面を有する筒状であって、導入ダクト部５１の流通孔５１６の縁部から、導入ダクト部５１の中心軸と交差（本実施形態では、直交）する方向に突出している。第１部分５２１の複数（４つ）の側壁のうちの一側壁（第１側壁）５２１１（図１６参照）は、流通孔５１６の縁部で導入ダクト部５１の外側壁５１５と繋がっている。第１側壁５２１１の内面は、導入ダクト部５１の外側壁５１５の内周面と滑らかに（段差なく）繋がっている。導入ダクト部５１の中心軸と直交し流通孔５１６を通る断面において、第１側壁５２１１の内面は、導入ダクト部５１の側壁５１５における流通孔５１６の縁部の接線方向に沿っている。本実施形態では、第１部分５２１は、導入ダクト部５１の流通孔５１６の縁部から、上記の接線方向に沿って突出している。

排気ダクト５Ｄの導出ダクト部５２の第１部分５２１の複数（４つ）の側壁のうちで、第１側壁５２１１と対向する第２側壁５２１２（図１５参照）は、流通孔５１６の縁部で導入ダクト部５１の外側壁５１５と繋がる。導入ダクト部５１の中心軸と直交し流通孔５１６を通る断面において、第２側壁５２１２は、導入ダクト部５１の側壁５１５の厚さ方向に突出している。第２側壁５２１２は、第１側壁５２１１と平行である。第１側壁５２１１Ｄと第２側壁５２１２Ｄとの間隔は、導入ダクト部５１の内径φ（図１７Ａ参照）よりも小さい。すなわち、第１側壁５２１１Ｄと第２側壁５２１２Ｄとの間隔は、側壁５１５の円柱面状の内周面５１５０の直径よりも小さい。本実施形態では、第１側壁５２１１Ｄと第２側壁５２１２Ｄとの間隔は、導入ダクト部５１の内半径（φ／２）以下、すなわち、側壁５１５の内側面の半径以下である。

第３部分５２３は、矩形枠状の断面を有する筒状であって、導入ダクト部５１の中心軸と平行な方向（すなわち、本実施形態では、第１部分５２１の突出方向と直交する方向）に延びている。第３部分５２３は、外筒体２から離れる向きに導入ダクト部５１の中心軸５１０と平行な方向に延びている。

第２部分５２２は、第１部分５２１と第３部分５２３とを繋ぐように湾曲した筒状である。本実施形態では、第２部分５２２は、第１部分５２１と第３部分５２３とを繋ぐように、平面視（図１７Ａの紙面に垂直な方向から見たとき）９０度湾曲した筒状である。

すなわち、導出ダクト部５２は、第１流路部５２０１（第１部分５２１及び第２部分５２２）と、第２流路部５２０２（第３部分５２３）と、を備える（図１５及び１６参照）。第１流路部５２０１は、中空である。第１流路部５２０１は、第１側壁（一側壁）５２１１を有する。第１流路部５２０１は、導入ダクト部５１の流通孔５１６の縁部から、導入ダクト部５１の側壁５１５における流通孔５１６の縁部の接線方向に沿って、突出する。また、導入ダクト部５１からの第１流路部５２０１の突出方向は、外筒体２の中心軸２０の向きと交差（本実施形態では直交）している。第２流路部５２０２は、中空である。第２流路部５２０２は、第１流路部５２０１の突出先端（第２部分５２２の先端）から、外筒体２の中心軸２０に沿った向きに延びている。第２流路部５２０２は、第１流路部５２０１の突出先端（第２部分５２２の先端）から、外筒体２の中心軸２０に沿って外筒体２から離れる向きに延びている。

導出ダクト部５２は、第１流路部５２０１と第２流路部５２０２とによって、平面視略Ｌ字状に形成されている。

また、導出ダクト部５２は、導入ダクト部５１側とは反対側の端部（第３部分５２３の端部）に、導出口５２４を有している。

排気ダクト５Ｄでは、導入ダクト部５１の第１端５１１側が外筒体２と連結されている。排気ダクト５Ｄは、導入ダクト部５１の第１端５１１から外方に突出した第１固定フランジ５３を有しており、第１固定フランジ５３が、リヤカバー１２及びリヤパネル１７に対して例えば複数のねじによって着脱可能に取り付けられる。また、排気ダクト５Ｄは、導出口５２４のまわりに第２固定フランジ５４を有する。

第１側壁５２１１と第２側壁５２１２との対向方向における、第２部分５２２の一対の側壁間の間隔は、第１側壁５２１１と第２側壁５２１２との間の間隔と等しい。また、第１側壁５２１１と第２側壁５２１２との対向方向における、第３部分５２３の一対の側壁間の間隔は、第１側壁５２１１と第２側壁５２１２との間の間隔と等しい。すなわち、導出ダクト部５２において、第１側壁５２１１と第２側壁５２１２との対向方向における側壁間の間隔は、導出ダクト部５２の全長にわたって一定である。以下では、この第１側壁５２１１と第２側壁５２１２との間隔を「流路幅ｔ」と呼ぶこともある。

ところで、本願発明者らは、排気ダクト５Ｄを備えた分離装置１Ｄにおいて、排気ダクト５Ｄの形状が排気ダクト５Ｄ内の気流（流体の流れ）に及ぼす影響について検討した。本願発明者らは、まず、分離装置１Ｄと同様の構造を有する参考例２の分離装置に関し、排気ダクト５Ｄ内の気流についての検討を行った。参考例２における排気ダクト５Ｄ内の気流については、例えば、流体解析ソフトウェアを用いたシミュレーションの結果により推測することが可能である。流体解析ソフトウェアとしては、例えば、ANSYS(R) Fluent(R)等を採用することができる。参考例２の分離装置については、以下の構造パラメータの値を、基本値として設定した。
・外筒体２の流入口２３に導入される空気の流量：２５０ｍ³／ｈ
・流入口２３における圧力：大気圧（１０１３ｈＰａ）
・回転体３の直径：１６０ｍｍ
・回転体３の回転数：１９００ｒｐｍ
・羽根３６の形状：平板状
・回転体３の軸方向における羽根３６の長さ：２００ｍｍ
・羽根３６の枚数：２４枚
・回転体３の一径方向において、回転体３を挟んで配置されている一対の羽根３６の、この一径方向における両端間の距離（羽根３６の回転軌跡の直径、外筒体の内径）：２３０ｍｍ
・導入ダクト部５１における、側壁５１５の内周面５１５０の径（直径）φ（図１７Ａ参照）：２３０ｍｍ
・第１部分５２１のダクト幅Ｌ（導入ダクト部５１の中心軸と平行な方向における、第１部分５２１の側壁間の間隔；図１７Ａ参照）：１２０ｍｍ
・第１部分５２１の突出方向と平行な方向における、導入ダクト部５１の中心軸と第３部分５２３（第２流路部５２０２）の中心との間の間隔Ｗ（図１７Ａ参照）：２１５ｍｍ
・流路幅ｔ（図１７Ｂ参照）：１００ｍｍ
・第１部分５２１の突出方向と平行な方向における、第３部分５２３（第２流路部５２０２）の側壁間の間隔：１５０ｍｍ
そして、本願発明者らは、種々の構造パラメータの値を基本値から変化させたときに、分離装置の全圧効率がどのように変化するかについて、上述の流体解析ソフトウェアを用いてシミュレーションを行った。

その結果、本願発明者らは、第１部分５２１のダクト幅Ｌとして適切な値を設定する（すなわち、第１部分５２１の断面積を適切な値に設定する）と、全圧効率が極大となることを見出した。

図１８に、参考例２の構造において、第１部分５２１のダクト幅Ｌと全圧効率との関係をシミュレーションした結果を示す。

図１８に示したシミュレーション結果から、第１部分５２１のダクト幅Ｌが８０ｍｍのとき、すなわち、第１部分５２１の断面積が、第３部分５２３の断面積の約０．５倍（≒８０／１５０）のとき、全圧効率が極大（約１３％）となることがわかる。また、図１８に示したシミュレーション結果から、第１部分５２１の断面積が、第３部分５２３の断面積の０．４～０．８倍（第１部分５２１のダクト幅Ｌが、６０～１２０ｍｍ）の範囲内であれば、高い（１０％以上の）全圧効率が得られることがわかる。

また、本願発明者らは、参考例２の分離装置について、上述の流体解析ソフトウェアを用いたシミュレーション結果に対して、粒子軌跡解析ソフトウェアを用いたシミュレーションを行った。粒子軌跡解析手法としては、例えば、ＤＰＭ（Discrete Phase Model）を採用することができる。図１９Ａに、第１部分５２１のダクト幅Ｌが８０ｍｍのときの粒子軌道のシミュレーション結果の一例を、図１９Ｂに、第１部分５２１のダクト幅Ｌが２０ｍｍのときの粒子軌道のシミュレーション結果の一例を、それぞれ示す。図１９Ａ、１９Ｂにおいて、各点線矢印は、排気ダクト５Ｄ内での一つの粒子の軌跡を示す。図１９Ｂに示したシミュレーション結果によれば、第３部分５２３内で粒子の渦状の移動が見られ、第３部分５２３内で渦状の気流が形成されていることがわかる。この渦状の気流の発生が、第１部分５２１のダクト幅Ｌが小さくなると全圧効率が低下する一因であると推考される。

また、詳しい説明は省略するが、流体解析ソフトウェアを用いた粒子軌道についてのシミュレーション結果によれば、第１部分５２１のダクト幅Ｌが８０ｍｍを超えると、第２部分５２２内で乱流の発生が確認された。この乱流の発生が、第１部分５２１のダクト幅Ｌが大きくなると全圧効率が低下する一因であると推考される。

すなわち、第１部分５２１の断面積と第３部分５２３の断面積との比が、一定範囲内に収まって入れば、分離装置１Ｄの全圧効率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１Ｄでは、排気ダクト５Ｄが、第１流路部５２０１と第２流路部５２０２とでＬ字状に形成されている。そして、第１流路部５２０１は、導入ダクト部５１の外側壁５１５における流通孔５１６の縁部の接線方向に突出している。また、第２流路部５２０２は、導入ダクト部５１の中心軸に沿った向きに突出している。したがって、導入ダクト部５１から導出ダクト部５２に流入した空気は、流入時に持っていた速度成分（上記接線方向の速度成分と、上記中心軸に沿った方向の速度成分）によって、導出ダクト部５２の導出口５２４へと導かれやすくなる。これにより、本実施形態の分離装置１Ｄでは、圧力損失を更に低減することが可能となる。

（実施形態５）
以下では、本実施形態の分離装置１Ｅについて、図２０～２２Ｂに基づいて説明する。図２０は、分離装置１Ｅの断面図である。図２１は、分離装置１Ｅの一部分解斜視図である。図２２Ａは、分離装置１Ｅの排気ダクト５Ｅの平面図である。図２２Ｂは、分離装置１Ｅの排気ダクト５Ｅの側面図である。

本実施形態の分離装置１Ｅは、実施形態４の分離装置１Ｄの排気ダクト５Ｄとは異なる形状の排気ダクト５Ｅを備えている。分離装置１Ｅでは、実施形態４の分離装置１Ｄと同様、外筒体２の第２端２２側に排気ダクト５Ｅが配置されている。排気ダクト５Ｅの内部空間は、外筒体２の流出口２４と繋がっている。

図２０～２２Ｂに示すように、排気ダクト５Ｅは、導入ダクト部５１と導出ダクト部５２とを備えている。

排気ダクト５Ｅの導入ダクト部５１は、外筒体２側の第１端（一端）５１１に気体の導入口（開口）５１３を有し、外筒体２側とは反対側の第２端（他端）５１２に底壁５１４を有する。導入ダクト部５１の導入口（開口）５１３は、円環状である。

より詳細には、排気ダクト５Ｅの導入ダクト部５１は、外筒体２側の第１端（一端）５１５１に開口を有する筒状の外側壁５１５と、外側壁５１５の外筒体２側とは反対側の第２端（他端）５１５２から内方に突出する底壁５１４と、外側壁５１５の内側に設けられた内側壁５１８と、を備えている。外側壁５１５の開口は、円形状である。外側壁５１５の内周面５１５０は、円柱面状である。内側壁５１８は、筒状であって、その外周面５１８０が外側壁５１５の内周面５１５０と同心状の円柱面状である。内側壁５１８の外周面５１８０は、外側壁５１５の径方向において、外側壁５１５の内周面５１５０と間隔Ｄ（図２０参照）だけ離れている。

また、排気ダクト５Ｅの導入ダクト部５１は、外側壁５１５の第１端５１５１側に、外側壁５１５の開口と同心の円板状の底壁（第２の底壁）５１９を更に備えている。底壁５１９は、内側壁５１８における外筒体２側の第１端（一端）５１８１を閉じている。外側壁５１５の開口と底壁５１９とで、導入ダクト部５１における円環状の開口５１３が規定される。

底壁５１４は、外側壁５１５の第２端５１５２側において、外側壁５１５の第２端５１５２と内側壁５１８の第２端５１８２とを繋いでいる。これにより、底壁５１４は、外側壁５１５の第２端５１５２側において、内側壁５１８と外側壁５１５との間を閉じている。

すなわち、排気ダクト５Ｅの導入ダクト部５１は、外側壁５１５と内側壁５１８との間に規定される内部空間を有している。導入ダクト部５１の中心軸（外側壁５１５の中心軸）５１０と直交する面内において、導入ダクト部５１の内部空間は円環状である。そして、導入ダクト部５１の内部空間は、導入ダクト部５１の第１端５１１側においては、開口５１３を介して外部空間に繋がっており、導入ダクト部５１の第２端５１２側においては、底壁５１４によって外部空間と隔離されている。

排気ダクト５Ｅの導入ダクト部５１は、中心軸５１０（図２０参照）が外筒体２の中心軸２０と揃うように配置されている。導入ダクト部５１の導入口５１３は、外筒体２の流出口２４と繋がっている。導入口５１３の内径（内側壁５１８の外周面の径）は、回転体３の外径と略同じである。導入口５１３の外径（外側壁５１５の内周面の径）は、外筒体２の内径と略同じである。

また、排気ダクト５Ｅの導入ダクト部５１は、外側壁５１５に設けられた流通孔５１６を有している。流通孔５１６は、導入ダクト部５１の外側壁５１５の周方向における流通孔５１６の開口範囲が、導入ダクト部５１の中心軸５１０を中心として９０度以下（本実施形態では、９０度未満）となるように、形成されている。また、導入ダクト部５１の外側壁５１５の高さ方向において、流通孔５１６の開口範囲は、外側壁５１５の高さよりも小さい。

排気ダクト５Ｅの導出ダクト部５２は、両端が開口する筒状である。導出ダクト部５２は、導入ダクト部５１の流通孔５１６の縁部に繋がっている。

排気ダクト５Ｅの導出ダクト部５２は、実施形態４の排気ダクト５Ｄの導出ダクト部５２と同様、導入ダクト部５１に近い側から順に、第１部分５２１と、第２部分５２２と、第３部分５２３と、を備える。排気ダクト５Ｅの導出ダクト部５２については、以下の流路幅ｔ以外の構成は実施形態４の排気ダクト５Ｄの導出ダクト部５２と同様なので、詳しい説明は省略する。

ここで、排気ダクト５Ｅの導出ダクト部５２は、その全長にわたって、流路幅ｔが一定である。導出ダクト部５２の流路幅ｔは、外側壁５１５の径方向における外側壁５１５の内周面５１５０と内側壁５１８の外周面５１８０との間隔Ｄと、同程度であることが好ましい。

排気ダクト５Ｅでは、導入ダクト部５１の第１端５１１側が外筒体２と連結されている。排気ダクト５Ｅは、導入ダクト部５１の第１端５１１から外方に突出した第１固定フランジ５３を有しており、第１固定フランジ５３が、リヤカバー１２及びリヤパネル１７に対して例えば複数のねじによって着脱可能に取り付けられる。また、排気ダクト５Ｅは、導出口５２４のまわりに第２固定フランジ５４を有する。

ところで、本願発明者らは、排気ダクトを備えた分離装置において、排気ダクトの形状が排気ダクト内の気流（流体の流れ）に及ぼす影響について、検討した。本願発明者らは、特に、排気ダクトを備えた分離装置において、導入ダクト部の形状が排気ダクト内の気流に及ぼす影響について、詳細に検討した。分離装置における排気ダクト内での気流については、例えば、流体解析ソフトウェアを用いたシミュレーションの結果により推測することが可能である。流体解析ソフトウェアとしては、例えば、ANSYS(R) Fluent(R)等を採用することができる。

本願発明者らは、まず、上記の参考例２の分離装置について、構造パラメータの値を上記の基本値とした場合（ただし、第１部分５２１のダクト幅Ｌを、８０ｍｍに変更した）の排気ダクト内の気流について、上述の流体解析ソフトウェアを用いて気流のシミュレーションを行った。気流のシミュレーションの結果、参考例２の分離装置では、導入ダクト部５１と導出ダクト部５２との境界付近で、導入ダクト部５１から導出ダクト部５２に入った後に導入ダクト部５１に戻る気流（戻り気流）があることが、確認された。シミュレーション結果の一例について、参考例２の分離装置における領域Ｂ１（図２３Ａ参照）での気流を図２３Ｂに示す。この場合の分離装置の全圧効率は、１３．０％であった。

そこで、本願発明者らは、参考例２の分離装置に対して、本実施形態の分離装置１Ｅと同様の排気ダクト５Ｅを設けた参考例３の分離装置を考案した。そして、参考例３の分離装置における気流についても、上述の流体解析ソフトウェアを用いて気流のシミュレーションを行った。ここで、参考例３の分離装置において、各構造パラメータの値としては参考例２の分離装置の基本値を用いた。ただし、第１部分５２１のダクト幅Ｌを８０ｍｍに変更し、流路幅ｔ（図２２Ｂ参照）を５０ｍｍに変更し、導入ダクト部５１における内側壁５１８の、円柱面状の外周面５１８０の径を１６０ｍｍとした。気流のシミュレーションの結果、参考例３の分離装置では、戻り気流の発生が低減されていることが確認された。シミュレーション結果の一例について、参考例３の分離装置における領域Ｂ２（図２４Ａ参照）での気流を図２４Ｂに示す。この場合の分離装置の全圧効率は、１４．８％であった。

このように、参考例３の分離装置では、参考例２の分離装置に比べて全圧効率が向上していた。

参考例３の分離装置の方が、参考例２の分離装置よりも全圧効率が向上する理由は、以下のように推考される。

すなわち、参考例２の分離装置では、導入ダクト部５１が中空円筒状である。このため、参考例２の分離装置では、導入ダクト部５１内に流入し導入ダクト部５１内で旋回する空気は、特に導入ダクト部５１の中心軸５１０付近において、旋回方向と異なる方向の成分の力を受ける可能性がある。このため、参考例２の分離装置では、例えば導入ダクト部５１と導出ダクト部５２との境界付近で乱流が発生しやすくなり、全圧効率が低下する可能性があると推考される。

一方、参考例３の分離装置では、導入ダクト部５１の内部空間の形状が、断面円環状である。このため、参考例３の分離装置では、導入ダクト部５１内に流入し導入ダクト部５１内で旋回する空気は導入ダクト部５１の中心軸５１０付近には移動できず、旋回方向と異なる方向の成分の力をうけにくくなる。このため、参考例３の分離装置では、参考例２の分離装置よりも全圧効率が向上すると推考される。

さらに、参考例３の分離装置では、流路幅ｔ（５０ｍｍ）を、外側壁５１５の径方向における外側壁５１５の内周面５１５０と内側壁５１８の外周面５１８０との間隔Ｄ（（２３０－１６０）／２＝３５ｍｍ）と、同程度としている。これにより、導入ダクト部５１内で旋回して導出ダクト部５２内に流入した空気は、導出ダクト部５２内に流入後は導入ダクト部５１内に戻ることなく導出ダクト部５２内を導出口５２４に向かって進みやすくなる。したがって、全圧効率が更に向上していると推考される。

本実施形態の分離装置１Ｅでは、排気ダクト５Ｅの導入ダクト部５１は、円柱面状の内周面５１５０を有する外側壁５１５の内側に設けられた内側壁５１８を更に備えている。内側壁５１８の外周面５１８０は、外側壁５１５の内周面５１５０と同心状の円柱面状である。また、底壁５１４が、内側壁５１８と外側壁５１５との間を閉じている。これにより、例えば中空円筒状の導入ダクト部５１を備えた参考例２の分離装置に比べて、分圧効率を更に向上させることが可能となる。

（実施形態６）
以下では、本実施形態の分離装置１Ｆについて、図２５に基づいて説明する。図２５は、分離装置１Ｆの一部分解斜視図である。

本実施形態の分離装置１Ｆは、実施形態１の分離装置１の排気ダクト５とは異なる形状の排気ダクト５Ｆを備えている。分離装置１Ｆでは、実施形態１の分離装置１と同様、外筒体２の第２端２２側に排気ダクト５Ｆが配置されている。排気ダクト５Ｆの内部空間は、外筒体２の流出口２４と繋がっている。

本実施形態の排気ダクト５Ｆは、導入ダクト部５１と、Ｍ個（Ｍは２以上の整数；ここでは２個）の導出ダクト部５２とを備えている。

排気ダクト５Ｆの導入ダクト部５１は、側壁（外側壁）５１５に、Ｎ個（Ｎは２以上であってＭと等しい整数；ここでは２個）の流通孔５１６を有している。各流通孔５１６は、導入ダクト部５１の周方向における流通孔５１６の開口範囲が、導入ダクト部５１の中心軸５１０を中心として９０度以下（本実施形態では、９０度未満）となるように、形成されている。本実施形態では、Ｎ個（ここでは２個）の流通孔５１６は、外側壁５１５において、導入ダクト部５１の中心軸５１０の周りでＮ回対称（ここでは２回対称）となる位置に設けられている。

Ｍ個（ここでは２個）の導出ダクト部５２は、Ｎ個（Ｎ＝Ｍ）の流通孔５１６と一対一に対応して設けられている。各導出ダクト部５２は、対応する流通孔５１６の縁部に繋がっている。Ｍ個（ここでは２個）の導出ダクト部５２は、導入ダクト部５１の中心軸５１０を中心としてＭ回対称（ここでは２回対称）となるように、形成されている。

各導出ダクト部５２は、対応する流通孔５１６の縁部で導入ダクト部５１の外側壁５１５と繋がる一側壁（第１側壁）５２１１を有している。第１側壁５２１１の内面は、導入ダクト部５１の外側壁５１５の内周面と滑らかに（段差なく）繋がっている。導入ダクト部５１の中心軸５１０と直交し流通孔５１６を通る断面において、第１側壁５２１１の内面は、導入ダクト部５１の側壁５１５における流通孔５１６の縁部の接線方向に沿っている。本実施形態では、２個の導出ダクト部５２の第１側壁５２１１の内面同士は、互いに平行である。

排気ダクト５Ｆは、導入ダクト部５１の中心軸５１０の周りで、Ｎ（Ｎ＝Ｍ）回対称となるように形成されている。本実施形態の分離装置１Ｆでは、排気ダクト５Ｆは、外筒体２の中心軸２０（図４及び９Ａ参照）の周りで、Ｎ（Ｎ＝Ｍ）回対称となるように形成されている。

各導出ダクト部５２における流通孔５１６とは反対側の端部に、各導出ダクト部５２の内部空間を流れる流体を合流させるための合流管５５が接続されている。合流管５５は、導出ダクト部５２に一対一に接続されるＬ個（Ｌは２以上であってＭと等しい整数；ここでは２個）の第１管部５５１と、各第１管部５５１における導出ダクト部５２とは反対側の端部に繋がる第２管部５５２とを備えている。合流管５５は、ここでは、２個の第１管部５５１と第２管部５５２とで、略Ｙ字状に形成されている。

各第１管部５５１は、対応する導出ダクト部５２の導出口５２４から、導入ダクト部５１から離れる向きであって第１管部５５１同士が互いに近づく向きに、延びている。各第１管部５５１は、導入ダクト部５１の軸方向において導入ダクト部５１から離れるにつれて、導入ダクト部５１の径方向において第１管部５５１同士が互いに近づくように、延びている。

第２管部５５２は、導入ダクト部５１の中心軸５１０と平行に延びている。第２管部５５２の中心（第２管部５５２の延長方向と直交する断面の中心）は、導入ダクト部５１の中心軸５１０を通っている。

合流管５５は、第１管部５５１から第２管部５５２内に入った流体が互いにぶつからないように、第１管部５５１を流れる流体を合流させる。合流管５５は、導入ダクト部５５１の中心軸５１０の周りで、Ｌ（Ｌ＝Ｎ＝Ｍ）回対称となるように形成されている。合流管５５は、外筒体２の中心軸２０の周りで、Ｌ（Ｌ＝Ｎ＝Ｍ）回対称となるように形成されている。

ところで、本願発明者らは、実施形態４の分離装置１Ｄと同様の基本構造を有し、羽根３６が、回転体３の外周面から回転体３の径方向と交差する向きに突出した参考例４の分離装置の気流について、検討を行った。本願発明者らは特に、参考例４の分離装置と、導入ダクト部の第２端側の底壁が開口し側壁に流通孔が形成されていない排気ダクトを備える比較例３の分離装置と、を比較した場合の、参考例４の分離装置の気流について、検討を行った。参考例４及び比較例３における気流については、上述の流体解析ソフトウェアANSYS(R)Fluent(R)を用いたシミュレーションによって検討した。シミュレーションにおいて、参考例４及び比較例３の分離装置の構造パラメータの値については、上記の参考例２の分離装置における基本値を用いた。また、本願発明者らは、参考例４及び比較例３の分離装置のそれぞれについて、上述の流体解析ソフトウェアを用いたシミュレーション結果に対して、粒子軌跡解析ソフトウェアを用いたシミュレーションを行った。粒子軌跡解析手法としては、例えば、ＤＰＭ（Discrete Phase Model）を採用することができる。

シミュレーションの結果、本願発明者らは、参考例４の分離装置は、比較例３の分離装置に対して圧力損失を低減する効果が認められるが、分離特性については更に改善の余地があるという結論に至った。

また、本願発明者らは、参考例４の分離装置における、外筒体２の内側の流路２００での流体の速度分布について、流体解析ソフトウェアを用いたシミュレーションによって、詳細に検討した。その結果、本願発明者らは、参考例４の分離装置では、排気ダクトが導出ダクト部５２を１個だけ備えていることで、流路２００内での流体の速度分布が、外筒体２の中心軸２０の周方向において不均一になる可能性があるという知見を得た。

図２６Ａ～２６Ｃに、参考例４の分離装置における、外筒体２の流路２００内での流体の速度分布のシミュレーション結果の一例を示す。図２６Ａは、外筒体２の流入口２３近傍（回転体３の軸方向における全長が２００ｍｍである羽根３６の、流入口２３側の端部から２０ｍｍでの位置）における、流路２００内での流体の速度分布を示す。図２６Ｂは、外筒体２の軸方向における中心付近（回転体３の軸方向における全長が２００ｍｍである羽根３６の、流入口２３側の端部から１００ｍｍでの位置）における、流路２００内での流体の速度分布を示す。図２６Ｃは、外筒体２の流出口２４近傍（回転体３の軸方向における全長が２００ｍｍである羽根３６の、流入口２３側の端部から１８０ｍｍでの位置）における、流路２００内での流体の速度分布を示す。図２６Ａ～２６Ｃにおいて、回転体３の回転方向は、各図の時計回り方向である。図２６Ａ～２６Ｃに示されるように、流路２００内において、流体の速度が相対的に大きくなる領域（図２６Ａ～２６Ｃの右下の領域）が認められる。

本願発明者らは、流路２００内に、流体の速度が相対的に大きくなる領域が存在すると、流体内の固体が分離装置で分離されることなく外筒体２の流出口２４に達しやすくなる可能性があると考えた。

そこで、本願発明者らは、参考例４の分離装置と同様の基本構造を有し、さらに、本実施形態の分離装置１Ｆと同様に、排気ダクトが２個の導出ダクト部５２を備えている参考例５の分離装置を考案した。そして、参考例５の分離装置についても、上述の流体解析ソフトウェア及び粒子軌跡解析ソフトウェアを用いて、流路２００内での流体の速度分布、及び分離装置の分離特性についてのシミュレーションを行った。

図２７Ａ～２７Ｃに、参考例５の分離装置における、外筒体２の流路２００内での流体の速度分布のシミュレーション結果の一例を示す。図２７Ａ～２７Ｃは、それぞれ、図２６Ａ～２６Ｃと同じ位置での、参考例５の分離装置における、外筒体２の流路２００内での流体の速度分布を示す。図２７Ａ～２７Ｃに示されるように、参考例５の分装置では、外筒体２の中心軸２０の周方向において、流体の速度分布がほぼ均一となっていることが認められる。

図２８に、シミュレーション結果に基づいて得られた、比較例３の分離装置の分粒率Ａ１（△で示す）、参考例４の分離装置の分粒率Ａ２（□で示す）、参考例５の分離装置の分粒率Ａ３（○で示す）を示す。分粒率は、所定の粒径［μｍ］を有する粒子を含む流体を分離装置の流入口に導入したときに、全ての粒子のうちで分離装置によって流体から分離される（排出孔から排出される）粒子の割合で表される。図２８に示されるように、粒径が３μｍ以上の範囲においては、同一の粒径の粒子で見ると、比較例３の分離装置（直線）の方が参考例４の分離装置（導出ダクト部１個）よりも分粒率が高く、参考例５の分離装置（導出ダクト部２個）の方が比較例３の分離装置よりも分粒率が高くなっている。すなわち、参考例５の分離装置では、排気ダクトが、導入ダクト部５１の中心軸５１０に対して回転対称な位置に導出ダクト部５２を備えることで、参考例４の分離装置及び比較例３の分離装置よりも、分離特性の向上を図ることが可能である。

本実施形態の分離装置１Ｆでは、排気ダクト５Ｆが複数の導出ダクト部５２を備えている。複数の導出ダクト部５２は、導入ダクト部５１の外側壁５１５において、導入ダクト部５１の中心軸５１０の周りで回転対称となる位置に設けられている。これにより、実施形態１～実施形態５の分離装置１～１Ｅと同様に、圧力損失の低減を図ることが可能である。また、本実施形態の分離装置１Ｆでは、分離特性を向上させることが可能となる。

上記の実施形態及び変形例は、本発明の様々な実施形態の一つに過ぎない。上記の実施形態及び変形例は、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。

（変形例）
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。また、排気ダクト５の材質は、ＡＢＳ等の合成樹脂に限らず、例えば金属等でもよい。

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。

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の形状は、細長いスリット状に限られず、任意の形状（丸孔等）であってもよい。

分離装置１、１Ａ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆでは、外筒体２に排出孔２５が１つだけ形成されているが、これに限らず、排出孔２５が複数形成されていてもよい。この場合、複数の排出孔２５は、外筒体２の周方向において離れて配置されているのが好ましい。また、この場合、分離装置１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆに捕集器６を複数設け、複数の捕集器６が複数の排出孔２５と一対一で対応するように配置されていてもよい。

分離装置１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ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、これに限らない。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は外筒体２に固定されていてもよい。

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、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ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、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ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。

導入ダクト部５１の周方向における流通孔５１６の開口範囲は、導入ダクト部５１の中心軸５１０を中心として９０度以下に限られない。導入ダクト部５１の周方向における流通孔５１６の開口範囲は、導入ダクト部５１の中心軸５１０を中心として４５～９０度の範囲であるのが好ましい。また、実施形態４、５の分離装置１Ｄ、１Ｅに示しているように、流通孔５１６は、側壁（外側壁）５１５の高さ方向において、側壁５１５の全範囲にわたって形成されていなくてもよい。

導入ダクト部５１の側壁（外側壁）５１５は、円柱面状の内周面５１５０を有する構成に限られず、例えば断面が正多角形状の内周面を有する構成であってもよい。この場合、導入ダクト部５１の側壁５１５の内周面５１５０の断面は、８以上の頂点を有する正多角形であることが好ましい。同様に、分離装置１Ｅにおいて、内側壁５１８の外周面５１８０の形状は、円柱面状に限られない。

また、側壁（外側壁）５１５の内周面５１５０の形状は、円柱面状であることが好ましいが、この場合においても、側壁（外側壁）５１５の外周面の形状は円柱面状以外の任意の形状であってよい。同様に、内側壁５１８の外周面５１８０の形状は、円柱面状であることが好ましいが、この場合においても、内側壁５１８の内周面の形状は円柱面状以外の任意の形状であってよい。さらに、内側壁５１８は、外周面５１８０を有していれば筒状でなくてもよく、例えば、底壁５１９を底面とし外周面５１８０を側面とする円柱状等の柱状であってもよい。

実施形態２の分離装置１Ｂにおいて、回転体３の長さ（外筒体２の中心軸２０に沿った方向の長さ）が、内筒体３００の長さと同じであってもよい。すなわち、回転体３は、図１０に示す内筒体３００の長さ程度に短くてもよい。また、実施形態２の分離装置１Ｂにおいて、外筒体２には、第１排出孔２５Ａ及び第２排出孔２５Ｂに変えて、内筒体３００の長さよりも長い一つの排出孔２５が形成されていてもよい。

実施形態５の分離装置１Ｅにおいて、モータ４（及びモータハウジング９）は、回転体３（下流側回転部材３ｂ）内に収納されているが、これに限られず、排気ダクト５Ｅにおける内側壁５１８の、円柱面状の内周面で囲まれた空間内に収納されてもよい。この場合、導入ダクト部５１では、底壁５１９が省略されてもよいし、シャフト７の通る円形状の孔が底壁５１９に設けられてもよい。

実施形態６の分離装置１Ｆにおいて、Ｎ個の流通孔５１６は、導入ダクト部５１の中心軸５１０の周りでＮ回対称となる位置に設けられていなくてもよい。すなわち、Ｎ個の流通孔は、外側壁５１５において、導入ダクト部５１の中心軸５１０の周りで導入ダクト部５１を（３６０／Ｎ）度だけ回転させたときに別の流通孔５１６の少なくとも一部と重複する位置に、設けられていればよい。また、Ｍ個（Ｍ＝Ｎ）の導出ダクト部５２、Ｌ個（Ｌ＝Ｍ＝Ｎ）個の第１管部５５１の形状も、Ｎ個の流通孔５１６の形成位置に応じて適宜変更されてもよい。

（態様）
上述の実施形態及び変形例から明らかなように、第１の態様に係る分離装置（１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ）は、外筒体（２）と、回転体（３）と、複数の羽根（３６）と、モータ（４）と、排気ダクト（５、５Ｄ、５Ｅ、５Ｆ）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。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）のまわりで回転させる。排気ダクト（５、５Ｄ、５Ｅ、５Ｆ）は、外筒体（２）の第２端（２２）側に配置され、内部空間が外筒体（２）の流出口（２４）と繋がっている。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）の内外を繋ぐ排出孔（２５）を有する。排気ダクト（５、５Ｄ、５Ｅ、５Ｆ）は、導入ダクト部（５１）と導出ダクト部（５２）とを備える。導入ダクト部（５１）は、（外）側壁（５１５）と、流通孔（５１６）と、底壁（５１４）と、を有する。外側壁（５１５）は、外筒体（２）側の一端（第１端５１５１）に開口を有する筒状である。流通孔（５１６）は、外側壁（５１５）に設けられている。底壁（５１４）は、外側壁（５１５）の外筒体（２）側とは反対側の他端（第２端５１５２）から内方に突出する。導出ダクト部（５２）は、両端が開口する筒状である。導出ダクト部（５２）は、導入ダクト部（５１）の流通孔（５１６）の縁部に繋がる。

以上の構成により、分離装置（１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ）は、圧力損失の低減を図ることが可能となる。

第２の態様に係る分離装置（１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｆ）では、第１の態様において、導入ダクト部（５１）は、外側壁（５１５）の内周面（５１５０）が円柱面状であり、底壁（５１４）が、外側壁（５１５）を閉じている。これにより、分離装置（１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ，１Ｄ、１Ｆ）では、簡単な構造で、圧力損失の低減を図ることが可能となる。

第３の態様に係る分離装置（１Ｅ）では、第１の態様において、外側壁（５１５）の内周面（５１５０）が円柱面状である。導入ダクト部（５１）は、外側壁（５１５）の内側に設けられた内側壁（５１８）を更に備える。内側壁（５１８）は、その外周面（５１８０）が外側壁（５１５）の内周面（５１５０）と同心状の円柱面状である。底壁（５１４）が、内側壁（５１８）と外側壁（５１５）との間を閉じている。これにより、分離装置（１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ）では、圧力損失の低減を図り、全圧効率の向上を図ることが可能となる。

第４の態様に係る分離装置（１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ）では、第２又は第３の態様において、排気ダクト（５、５Ｄ，５Ｅ、５Ｆ）は、導入ダクト部（５１）の中心軸（５１０）が外筒体（２）の中心軸（２０）と揃うように配置される。導出ダクト部（５２）は、流通孔（５１６）の縁部で導入ダクト部（５１）の側壁（５１５）と繋がる一側壁（第１側壁５２１１）を有する。導入ダクト部（５１）の中心軸（５１０）と直交し流通孔（５１６）を通る断面において、一側壁（５２１１）の内面は、導入ダクト部（５１）の側壁（５１５）における流通孔（５１６）の縁部の接線方向に沿っている。これにより、分離装置（１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ）では、外筒体（２）の流出口（２４）から導入ダクト部（５１）の内部に入った気体が流通孔（５１６）を通りやすくなり、圧力損失の更なる低減を図ることが可能となる。

第５の態様に係る分離装置（１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ）では、第４の態様において、導出ダクト部（５２）は、第１流路部（５２０１）と、第２流路部（５２０２）と、を備える。第１流路部（５２０１）は、中空であり、上記一側壁（第１側壁５２１１）を有しており、導入ダクト部（５１）の流通孔（５１６）の縁部から上記接線方向に沿って突出している。第２流路部（５２０２）は、中空であり、第１流路部（５２０１）の突出先端から外筒体（２）の中心軸（２０）に沿った向きに延びている。これにより、分離装置（１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ）では、圧力損失の低減を図ることが可能となる。

第６の態様に係る分離装置（１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ）では、第１～第５の何れかの態様において、外筒体（２）の第２端（２２）側から見て、複数の羽根（３６）の回転領域の全体が、外筒体（２）の流出口（２４）の周縁の内側に位置する。これにより、分離装置（１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ）では、複数の羽根（３６）によって旋回されて外筒体（２）の内部から外部に流れ出す気体が、外筒体（２）の流出口（２４）の縁部で遮られにくくなるため、圧力損失の更なる低減を図ることが可能となる。

第７の態様に係る分離装置（１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ）では、第１～第６の何れかの態様において、外筒体（２）の第１端（２１）側から見て、回転体（３）の回転中心軸（３０）が外筒体（２）の流入口（２３）の周縁の内側に位置し、かつ、複数の羽根（３６）の回転領域の内側に外筒体（２）の流入口（２３）の全体が位置する。これにより、分離装置（１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ）では、流入口（２３）から外筒体（２）の内部に流れ込む空気は、外筒体（２）の第１端（２１）側から見て必ず羽根（３６）の回転領域を通ることになる。このため、分離装置（１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ）では、気体に含まれる固体に遠心力を与えやすくなり、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。

第８の態様に係る分離装置（１Ｂ）は、第１～第７の何れかの態様において、内筒体（３００）を更に備える。内筒体（３００）は、外筒体（２）と回転体（３）との間に配置されている。内筒体（３００）は、中心軸（３０１）が外筒体（２）の中心軸（２０）と揃うように配置されている。内筒体（３００）は、外筒体（２）及び回転体（３）から離れて配置されている。内筒体（３００）は、複数の羽根（３６）に連結されている。外筒体（２）の中心軸（２０）に平行な方向において、内筒体（３００）の長さが外筒体（２）の長さよりも短い。外筒体（２）は、外筒体（２）の中心軸（２０）と直交する方向から見て内筒体（３００）と重ならない領域に、排出孔（２５）の少なくとも一部が形成されている。これにより、分離装置（１Ｂ）では、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。

第９の態様に係る分離装置（１Ｃ）では、第１～第８の何れかの態様において、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。複数の羽根（３６）の各々は、第１面（３６０ａ）と第２面（３６０ｂ）とを有するひねり羽根である。複数の羽根（３６）の各々の第１面（３６０ａ）は、回転体（３）の回転方向に沿った方向において後方に位置する。複数の羽根（３６）の各々の第２面（３６０ｂ）は、回転体（３）の回転方向に沿った方向において前方に位置する。外筒体（２）の中心軸（２０）に沿った方向において、複数の羽根（３６）の各々の第２面（３６０ｂ）が流入口（２３）側に位置し第１面（３６０ａ）が流出口（２４）側に位置している。これにより、分離装置（１Ｃ）では、圧力損失の増加を抑制しつつ分離性能の向上を図ることが可能となる。

第１０の態様に係る分離装置（１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ）は、第１～第９の何れかの態様において、捕集器（６）を更に備える。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、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。これにより、分離装置（１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ）では、気体から分離された固体を捕集器（６）で収集することが可能となり、分離装置（１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ）によって分離された固体が、外部に飛散されるのを抑制することが可能となる。

第１１の態様に係る分離装置（１Ａ、１Ｆ）は、第１～第１０の何れかの態様において、導入ダクト部（５１）は、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の流通孔（５１６）が外側壁（５１５）に設けられている。排気ダクト（５Ｆ）は、Ｍ個（Ｍ＝Ｎ）の導出ダクト部（５２）を備えている。Ｍ個の導出ダクト部（５２）は、Ｎ個の流通孔（５１６）それぞれの縁部に繋がっている。Ｎ個の流通孔（５１６）の各々は、外側壁（５１５）において、導入ダクト部（５１）の中心軸（５１０）の周りで導入ダクト部（５１）を（３６０／Ｎ）度だけ回転させたときに別の流通孔（５１６）の少なくとも一部と重複する位置に、設けられている。これにより、分離装置（１Ａ、１Ｆ）では、分離特性を更に向上させることが可能となる。

第１２の態様に係る分離装置（１Ａ、１Ｆ）は、第１１の態様において、Ｎ個の流通孔（５１６）は、外側壁（５１５）において、導入ダクト部（５１）の中心軸（５１０）の周りでＮ回対称となる位置に設けられている。これにより、分離装置（１Ａ、１Ｆ）では、分離特性を更に向上させることが可能となる。

第１３の態様に係る分離装置（１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ）は、外筒体（２）と、回転体（３）と、複数の羽根（３６）と、モータ（４）と、排気ダクト（５、５Ｄ、５Ｅ、５Ｆ）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。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）のまわりで回転させる。排気ダクト（５、５Ｄ、５Ｅ、５Ｆ）は、外筒体（２）の第２端（２２）側に配置され、内部空間が外筒体（２）の流出口（２４）と繋がっている。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）の内外を繋ぐ排出孔（２５）を有する。排気ダクト（５、５Ｄ、５Ｅ、５Ｆ）は、導入ダクト部（５１）と導出ダクト部（５２）とを備える。導入ダクト部（５１）は、外筒体（２）側の一端（第１端５１１）が開口し外筒体（２）側とは反対側の他端（第２端５１２）が閉じた筒状である。導入ダクト部（５１）は、側壁（５１５）に流通孔（５１６）を有する。導出ダクト部（５２）は、両端が開口する筒状である。導出ダクト部（５２）は、導入ダクト部（５１）の流通孔（５１６）の縁部に繋がる。以上の構成により、分離装置（１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ）は、圧力損失の低減を図ることが可能となる。

第１４の態様に係る分離装置（１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｆ）では、第１２の態様において、導入ダクト部（５１）は円筒状である。排気ダクト（５、５Ｄ、５Ｆ）は、導入ダクト部（５１）の中心軸（５１０）が外筒体（２）の中心軸（２０）と揃うように配置される。導出ダクト部（５２）は、流通孔（５１６）の縁部で導入ダクト部（５１）の側壁（５１５）と繋がる一側壁（第１側壁５２１１）を有する。導入ダクト部（５１）の中心軸（５１０）と直交し流通孔（５１６）を通る断面において、一側壁（５２１１）の内面は、導入ダクト部（５１）の側壁（５１５）における流通孔（５１６）の端の接線方向に沿っている。これにより、分離装置（１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｆ）では、外筒体（２）の流出口（２４）から導入ダクト部（５１）の内部に入った気体が流通孔（５１６）を通りやすくなり、圧力損失の更なる低減を図ることが可能となる。

第１５の態様に係る分離装置（１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ）では、第１３又は１４の態様において、外筒体（２）の第２端（２２）側から見て、複数の羽根（３６）の回転領域の全体が、外筒体（２）の流出口（２４）の周縁の内側に位置する。これにより、分離装置（１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ）では、複数の羽根（３６）によって旋回されて外筒体（２）の内部から外部に流れ出す気体が、外筒体（２）の流出口（２４）の縁部で遮られにくくなるため、圧力損失の更なる低減を図ることが可能となる。

第１６の態様に係る分離装置（１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ）では、第１３～第１５の何れかの態様において、外筒体（２）の第１端（２１）側から見て、回転体（３）の回転中心軸（３０）が外筒体（２）の流入口（２３）の周縁の内側に位置し、かつ、複数の羽根（３６）の回転領域の内側に外筒体（２）の流入口（２３）の全体が位置する。これにより、分離装置（１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ）では、流入口（２３）から外筒体（２）の内部に流れ込む空気は、外筒体（２）の第１端（２１）側から見て必ず羽根（３６）の回転領域を通ることになる。このため、分離装置（１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ）では、気体に含まれる固体に遠心力を与えやすくなり、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。

第１７の態様に係る分離装置（１Ｂ）は、第１３～第１６の何れかの態様において、内筒体（３００）を更に備える。内筒体（３００）は、外筒体（２）と回転体（３）との間に配置されている。内筒体（３００）は、中心軸（３０１）が外筒体（２）の中心軸（２０）と揃うように配置されている。内筒体（３００）は、外筒体（２）及び回転体（３）から離れて配置されている。内筒体（３００）は、複数の羽根（３６）に連結されている。外筒体（２）の中心軸（２０）に平行な方向において、内筒体（３００）の長さが外筒体（２）の長さよりも短い。外筒体（２）は、外筒体（２）の中心軸（２０）と直交する方向から見て内筒体（３００）と重ならない領域に、排出孔（２５）の少なくとも一部が形成されている。これにより、分離装置（１Ｂ）では、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。

第１８の態様に係る分離装置（１Ｃ）では、第１３～第１７の何れかの態様において、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。複数の羽根（３６）の各々は、第１面（３６０ａ）と第２面（３６０ｂ）とを有するひねり羽根である。複数の羽根（３６）の各々の第１面（３６０ａ）は、回転体（３）の回転方向に沿った方向において後方に位置する。複数の羽根（３６）の各々の第２面（３６０ｂ）は、回転体（３）の回転方向に沿った方向において前方に位置する。外筒体（２）の中心軸（２０）に沿った方向において、複数の羽根（３６）の各々の第２面（３６０ｂ）が流入口（２３）側に位置し第１面（３６０ａ）が流出口（２４）側に位置している。これにより、分離装置（１Ｃ）では、圧力損失の増加を抑制しつつ分離性能の向上を図ることが可能となる。

第１９の態様に係る分離装置（１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ）は、第１３～第１８の何れかの態様において、捕集器（６）を更に備える。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、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。これにより、分離装置（１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ）では、気体から分離された固体を捕集器（６）で収集することが可能となり、分離装置（１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ）によって分離された固体が、外部に飛散されるのを抑制することが可能となる。

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ 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
３ 回転体
３０ 回転中心軸
３００ 内筒体
３０１ 中心軸
３６ 羽根
３６０ａ 第１面
３６０ｂ 第２面
４ モータ
５、５Ｄ、５Ｅ、５Ｆ 排気ダクト
５１ 導入ダクト部
５１０ 中心軸
５１４ 底壁
５１５ 側壁（外側壁）
５１５０ 内周面
５１５１ 第１端（一端）
５１５２ 第２端（他端）
５１６ 流通孔
５１８ 内側壁
５１８０ 外周面
５２ 導出ダクト部
５２０１ 第１流路部
５２０２ 第２流路部
５２１１ 第１側壁（一側壁）
６ 捕集器

Claims (11)

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回転させるモータと、
   前記外筒体の前記第２端側に配置され、内部空間が前記外筒体の前記流出口と繋がる排気ダクトと、
   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繋ぐ排出孔を有し、
   前記排気ダクトは、
   前記外筒体側の一端に開口を有する筒状の外側壁と、前記外側壁に設けられた流通孔と、前記外側壁の前記外筒体側とは反対側の他端から内方に突出する底壁と、を有する導入ダクト部と、
   両端が開口する筒状であって、前記導入ダクト部の前記流通孔の縁部に繋がる導出ダクト部と、
   を備える
   ことを特徴とする分離装置。
2. 前記導入ダクト部は、
   前記外側壁の内周面が円柱面状であり、
   前記底壁が、前記外側壁を閉じている
   ことを特徴とする請求項１記載の分離装置。
3. 前記外側壁の内周面が円柱面状であり、
   前記導入ダクト部は、前記外側壁の内側に設けられた内側壁を更に備え、
   前記内側壁は、その外周面が前記外側壁の前記内周面と同心状の円柱面状であり、
   前記底壁が、前記内側壁と前記外側壁との間を閉じている
   ことを特徴とする請求項１記載の分離装置。
4. 前記排気ダクトは、前記導入ダクト部の中心軸が前記外筒体の前記中心軸と揃うように配置され、
   前記導出ダクト部は、前記流通孔の前記縁部で前記導入ダクト部の前記外側壁と繋がる一側壁を有し、
   前記導入ダクト部の前記中心軸と直交し前記流通孔を通る断面において、前記一側壁の内面は、前記導入ダクト部の前記外側壁における前記流通孔の前記縁部の接線方向に沿っている
   ことを特徴とする請求項２又は３記載の分離装置。
5. 前記導出ダクト部は、
   前記一側壁を有し、前記導入ダクト部の前記流通孔の前記縁部から前記接線方向に沿って突出する中空の第１流路部と、
   前記第１流路部の突出先端から前記外筒体の前記中心軸に沿った向きに延びる中空の第２流路部と、
   を備える
   ことを特徴とする請求項４記載の分離装置。
6. 前記外筒体の前記第２端側から見て、前記複数の羽根の回転領域の全体が、前記外筒体の前記流出口の周縁の内側に位置する
   ことを特徴とする請求項１～５の何れか一項に記載の分離装置。
7. 前記外筒体と前記回転体との間で、中心軸が前記外筒体の前記中心軸と揃うように前記外筒体及び前記回転体から離れて配置されており、前記複数の羽根に連結されている筒状の内筒体を更に備え、
   前記外筒体の前記中心軸に平行な方向において、前記内筒体の長さが前記外筒体の長さよりも短く、
   前記外筒体は、前記外筒体の前記中心軸と直交する方向から見て前記内筒体と重ならない領域に、前記排出孔の少なくとも一部が形成されている
   ことを特徴とする請求項１～６の何れか一項に記載の分離装置。
8. 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、
   前記複数の羽根の各々は、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第１面と、前記回転体の回転方向に沿った方向において前方に位置する第２面と、を有するひねり羽根であり、
   前記外筒体の前記中心軸に沿った方向において、前記複数の羽根の各々の前記第２面が前記流入口側に位置し前記第１面が前記流出口側に位置している
   ことを特徴とする請求項１～７の何れか一項に記載の分離装置。
9. 前記外筒体の外側において前記排出孔を覆うように配置され、前記外筒体の内側から前記排出孔を通って排出された固体が入る捕集器を更に備える
   ことを特徴とする請求項１～８の何れか一項に記載の分離装置。
10. 前記導入ダクト部は、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の前記流通孔が前記外側壁に設けられており、
    前記排気ダクトは、Ｍ個（Ｍ＝Ｎ）の前記導出ダクト部を備えており、前記Ｍ個の導出ダクト部は、前記Ｎ個の流通孔それぞれの縁部に繋がっており、
    前記Ｎ個の流通孔の各々は、前記外側壁において、前記導入ダクト部の中心軸の周りで前記導入ダクト部を（３６０／Ｎ）度だけ回転させたときに別の流通孔の少なくとも一部と重複する位置に、設けられている
    ことを特徴とする請求項１～９の何れか一項に記載の分離装置。
11. 前記Ｎ個の流通孔は、前記外側壁において、前記導入ダクト部の前記中心軸の周りでＮ回対称となる位置に設けられている
    ことを特徴とする請求項１０記載の分離装置。

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