JP7496542B2 - 分離装置及び分離システム - Google Patents

Description

本発明は、分離装置及び分離システムに関し、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、及びそれを備える分離システムに関する。

特許文献１には、ケーシングと、回転体と、羽根と、駆動装置と、外部カバーと、を備える分離装置が記載されている。ケーシングは、上下方向に沿った中心軸を有する筒状である。ケーシングは、気体の入口となる入口開口と、入口開口よりも上方に位置し気体の出口となる出口開口と、を有する。回転体は、ケーシングの内側において、回転中心軸がケーシングの中心軸と揃うように配置されている。羽根は、回転体とケーシングとの間に配置され、回転体に連結されている。駆動装置は、回転体を回転中心軸のまわりで回転させる。外部カバーは、ケーシングを覆う。ケーシングは、入口開口と出口開口との間に、第１排出孔と、第２排出孔と、を有する。第１排出孔は、ケーシングの厚み方向に貫通する。第２排出孔は、上下方向において第１排出孔よりも下方に設けられ、ケーシングの厚み方向に貫通する。

外部カバーは、下側が開放されている。これにより、分離装置では、外部カバー内に排出された固体が、外部カバーの下方から分離装置の外部に排出される。

国際公開第２０１９／２３０２５８号

特許文献１に記載された分離装置では、気体から固体を分離する分離性能が低下してしまうことがあった。

本開示の目的は、気体に含まれ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及び分離システムを提供することにある。

本開示の一態様に係る分離装置は、ケーシングと、回転体と、羽根と、外部カバーと、少なくとも１つの気流制御リブと、を備える。前記ケーシングは、気体の入口となる入口開口と、前記入口開口よりも上方に位置し気体の出口となる出口開口と、前記入口開口と前記出口開口との間に位置する少なくとも１つの排出孔と、を有する。前記回転体は、前記ケーシングの内側に配置されている。前記回転体は、上下方向に沿った回転中心軸を中心として回転可能である。前記羽根は、前記回転体と前記ケーシングとの間で前記ケーシングの内周面から離れて配置されており、前記回転体と一緒に回転する。前記外部カバーは、前記ケーシングを囲んでいる。前記少なくとも１つの気流制御リブは、前記外部カバーの内周面と前記ケーシングの外周面とのいずれか一方から突出している。

本開示の一態様に係る分離システムは、前記分離装置と、駆動装置と、を備える。前記駆動装置は、前記回転体を回転駆動する。

本開示の分離装置及び分離システムは、気体に含まれ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１は、実施形態１に係る分離装置の斜視図である。 図２は、同上の分離装置の要部の斜視図である。 図３は、同上の分離装置の一部破断した側面図である。 図４は、同上の分離装置の要部の平面図である。 図５は、同上の分離装置の要部の斜視図である。 図６は、同上の分離装置の断面図である。 図７は、同上の分離装置を備える分離システムの概略構成図である。 図８は、実施形態１に係る分離装置の比較例に係る分離装置の動作時における圧力分布のシミュレーション結果を示す図である。 図９は、実施形態２に係る分離装置の断面図である。 図１０は、実施形態３に係る分離装置の断面図である。 図１１は、実施形態４に係る分離装置の断面図である。 図１２は、実施形態５に係る分離装置の斜視図である。 図１３は、同上の分離装置の断面図である。 図１４Ａ～１４Ｃは、実施形態５に係る分離装置の比較例に係る分離装置の動作時における流体の速度ベクトルのシミュレーション結果を示す図である。 図１５Ａ～１５Ｃは、実施形態５に係る分離装置の動作時における流体の速度ベクトルのシミュレーション結果を示す図である。 図１６Ａ～１６Ｃは、実施形態６に係る分離装置の動作時における流体の速度ベクトルのシミュレーション結果を示す図である。

下記の実施形態等において説明する図１～６、１０～１３は、模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさや厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。

（実施形態１）
以下、実施形態１に係る分離装置１及びそれを備える分離システム１０について、図１～７に基づいて説明する。

（１）概要
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。分離装置１は、例えば、平らな屋根を有する施設（住居等）の屋上、又は地面に設置される。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、５０ｍ³／ｈ～５００ｍ³／ｈである。分離装置１から空調設備側への空気の流出量は、空調設備を流れる空気の流量と略同じである。

図１～図６に示すように、分離装置１は、ケーシング２と、回転体３と、羽根３６と、外部カバー５と、を備える。また、分離システム１０は、図７に示すように、分離装置１と、駆動装置４と、を備える。

ケーシング２は、気体の入口となる入口開口２１と、気体の出口となる出口開口２２と、を有する。ケーシング２では、出口開口２２は、上下方向において、入口開口２１よりも上方に形成されている。図３、図４に示すように、回転体３は、ケーシング２の内側に配置されている。回転体３は、上下方向に沿った回転中心軸３０を中心として回転可能である。ここにおいて、回転体３は、回転中心軸３０がケーシング２の中心軸２０と揃うように配置されている。羽根３６は、回転体３とケーシング２との間でケーシング２の内周面２７から離れて配置されている。羽根３６は、回転体３と一緒に回転する。ここにおいて、羽根３６は、回転体３に連結されている。分離装置１では、ケーシング２と回転体３との間に、入口開口２１から出口開口２２に向かう流路２００が形成されている。分離システム１０では、駆動装置４は、例えばモータを備えており、回転体３を回転中心軸３０のまわりで回転させる。

分離装置１では、上流側から流路２００に流入した空気（気体）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。つまり、分離装置１では、ケーシング２の下側（上流側）に形成されている入口開口２１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上昇させ、ケーシング２の上側（下流側）に形成されている出口開口２２に流すことができる。なお、図１では、入口開口２１に流入する気体（空気）の流れ、及び出口開口２２から流出する気体の流れを、点線の矢印で模式的に示してある。また、図５では、ケーシング２内での気体の流れを、点線の矢印で模式的に示してある。

分離装置１のケーシング２は、空気に含まれている固体をケーシング２の外側に排出するために、少なくとも１つの排出孔６０（図２参照）を有している。ここでは、少なくとも１つの排出孔６０は、複数の排出孔６０であり、第１排出孔６１と、第２排出孔６２と、を含む。（図２参照）。第２排出孔６２は、上下方向において、第１排出孔６１よりも下方に設けられている。第１排出孔６１及び第２排出孔６２の各々は、ケーシング２の厚み方向に貫通している。言い換えれば、第１排出孔６１及び第２排出孔６２は、ケーシング２の内外を連通させる。ケーシング２の流路２００に流入した空気に含まれている固体は、流路２００を通過する途中で、第１排出孔６１又は第２排出孔６２からケーシング２の外部に排出される。なお、図２では、第１排出孔６１及び第２排出孔６２から流出する気体（空気）の流れを、ドットハッチングした矢印で模式的に示してある。

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、ＰＭ１．０、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。ＰＭ１．０は、粒子径１．０μｍ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。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。図２では、第１排出孔６１及び第２排出孔６２から排出された固体として、微粒子６００を模式的に示してある。

図１～図３に示すように、外部カバー５は、ケーシング２を囲んでいる。外部カバー５は、少なくとも、ケーシング２に設けられている第１排出孔６１及び第２排出孔６２の側方に位置している。すなわち、外部カバー５は、第１排出孔６１及び第２排出孔６２から流出する気体の流れを遮るように、ケーシング２を覆っている。外部カバー５は、第１排出孔６１及び第２排出孔６２からケーシング２の外側に排出された固体（微粒子６００等）が、分離装置１の側方へ放出されるのを抑制する。

分離装置１では、ケーシング２において、上下方向において異なる高さの位置に、複数の排出孔６０（第１排出孔６１及び第２排出孔６２）が形成されている。このため、流路２００に流入した空気に含まれている固体は、ケーシング２の内周側（ケーシング２の内周面２７の近く）まで移動すると、上下方向における複数の位置からケーシング２の外部に放出され得る。

また、ケーシング２内の流路２００に流入した空気は、空気の流れ方向（上下方向）において異なる位置にある複数の排出孔６０（第１排出孔６１及び第２排出孔６２）から、ケーシング２の外部に流出し得る。

（２）詳細
上述のように、分離装置１は、ケーシング２と、回転体３と、羽根３６と、外部カバー５と、を備える。また、分離装置１は、入口ダクト７と出口ダクト８とシャフト４０と、を更に備える。また、分離システム１０は、分離装置１と、駆動装置４と、を備える。

図２及び図３に示すように、ケーシング２は、上面２３が閉じ下面２４に開口２４０を有する有底筒状、より詳細には有底円筒状である。ケーシング２の下面２４は、下方に向かって先細りする円錐台状に形成されており、その中央に円形の開口２４０が形成されている。ケーシング２の材料は、樹脂（例えば、ＡＢＳ樹脂）であるが、これに限らず、金属であってもよい。また、ケーシング２は、金属により形成されている金属部と、樹脂により形成されている樹脂部と、を含んでいてもよい。

ケーシング２は、下端に入口開口２１を有し、上端に出口開口２２を有している。より詳細には、入口開口２１と出口開口２２とは、図３に示すように、それぞれ有底円筒状のケーシング２の外周面（側面）２５の下端と上端とに形成されている。

入口開口２１は、ケーシング２の側方に開放されている。ケーシング２の周方向における入口開口２１の開口範囲は、ケーシング２の中心軸２０を中心として９０度以下であり、本実施形態では略７２度である。すなわち、入口開口２１は、ケーシング２の周方向において略１／５円弧状に開口している。

出口開口２２は、ケーシング２の側方に開放されている。ケーシング２の周方向における出口開口２２の開口範囲は、ケーシング２の中心軸２０を中心として９０度以下であり、本実施形態では略７２度である。すなわち、出口開口２２は、ケーシング２の周方向において略１／５円弧状に開口している。

図２、図３に示すように、ケーシング２の外周面２５において、入口開口２１と出口開口２２との間には、第１排出孔６１と第２排出孔６２とが形成されている。

第１排出孔６１は、ケーシング２の中心軸２０に平行な方向に対して傾いた方向に延びる、スリット状である。より詳細には、第１排出孔６１は、ケーシング２の中心軸２０に直交する一平面（以下、第１仮想平面ともいう）内に形成されている。言い換えれば、第１排出孔６１を通る第１仮想平面は、ケーシング２の中心軸２０と直交している。

第１排出孔６１は、ケーシング２の周方向の全周にわたって形成されており、ケーシング２を上下に分割している。本実施形態では、第１排出孔６１は、上下方向に沿った中心軸を有する円環状に形成されている。

図３に示すように、第１排出孔６１の上縁は、出口開口２２の下縁と連続している。すなわち、第１排出孔６１は、流路２００の下流側の端（出口開口２２）のすぐ近くで、ケーシング２を貫通している。

第２排出孔６２は、ケーシング２の中心軸２０に平行な方向に対して傾いた方向に延びている。より詳細には、第２排出孔６２は、ケーシング２の中心軸２０に直交し第１仮想平面に平行な一平面（以下、第２仮想平面ともいう）内に位置している。言い換えれば、第２排出孔６２を通る第２仮想平面は、ケーシング２の中心軸２０と直交している。第２排出孔６２は、第１排出孔６１と平行に形成されている。

第２排出孔６２は、ケーシング２の周方向に延びる４つのスリットからなる。本実施形態では、第２排出孔６２を構成する４つのスリットは、上下方向に沿った中心軸を有する円弧状である。ここにおいて、第２排出孔６２の中心軸は、ケーシング２の中心軸２０と一致し、したがって第１排出孔６１の中心軸と一致する。ケーシング２の周方向における、第２排出孔６２を構成する４つのスリットの各々の開口範囲は、ケーシング２の中心軸２０を中心として、９０度より若干小さい。

図２、図３に示すように、第２排出孔６２は、ケーシング２の上下方向における中央の位置に形成されている。すなわち、第２排出孔６２は、上下方向における流路２００の中央付近で、ケーシング２を貫通している。

分離装置１では、第１排出孔６１によって、ケーシング２が、上側（下流側）の第１筒部２０１と下側（上流側）の第２筒部２０２とに分割されている。第１筒部２０１は、上面が閉じ下面が開口した円筒状である。第１筒部２０１は、側面に出口開口２２を有している。出口開口２２は、第１筒部２０１の高さ方向（ケーシング２の中心軸２０に沿った方向）において、第１筒部２０１の側面の全範囲にわたって形成されている。第２筒部２０２は、上面が開口し、下面が中央に開口２４０を有する円錐台状に形成された、円筒状である。第２筒部２０２は、側面の下端に入口開口２１を有している。また、第２筒部２０２は、その側面に、第２排出孔６２を有している。第１筒部２０１と第２筒部２０２とは、同一の中心軸を有しており、かつ、同一の内径を有している。

ケーシング２の第２筒部２０２の底面（ケーシング２の下面２４）には、複数（ここでは３つ）の脚部２０３が設けられている。第２筒部２０２は、脚部２０３によって支持される。第１筒部２０１は、例えば、外部カバー５の内周面５７から内方に突出する一以上の支持梁によって、外部カバー５内で支持される。

回転体３は、図３に示すように、ケーシング２の内側において、回転中心軸３０がケーシング２の中心軸２０と揃うように配置されている。回転体３において、回転中心軸３０に直交する断面（水平方向の断面）における外周線は、円形状である。回転体３の材料は、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（上下方向）において、回転体３の長さは、ケーシング２の長さよりも短い。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、ケーシング２の入口開口２１の上端と出口開口２２の下端との間の距離よりも長い。回転体３は、図３に示すように、下側の第１端（下端）３１と、上側の第２端（上端）３２と、を有する。

回転体３の第１端３１は、ケーシング２の中心軸２０に沿った方向において、ケーシング２の入口開口２１の近くに配置されている。上下方向において、回転体３の第１端３１は、ケーシング２の入口開口２１の上端よりも下側に位置する。回転体３の第２端３２は、ケーシング２の中心軸２０に沿った方向において、ケーシング２の出口開口２２の近くに配置されている。上下方向において、回転体３の第２端３２は、ケーシング２の出口開口２２の下端よりも上側に位置する。

図３～図５に示すように、分離装置１では、ケーシング２と回転体３との間には、複数（ここでは、２４枚）の羽根３６が配置されている。つまり、分離装置１は、複数の羽根３６を備えている。複数の羽根３６は、回転体３につながっており、ケーシング２からは離れている。複数の羽根３６は、回転体３と一緒に回転する。

複数の羽根３６は、ケーシング２の軸方向に沿った方向において回転体３の全長に亘って回転体３に設けられている。つまり、複数の羽根３６は、回転体３の第１端３１から第２端３２に亘って設けられている。複数の羽根３６の材料は、例えば、ポリカーボネート樹脂である。分離装置１では、回転体３の材料と複数の羽根３６の材料とが同じであるが、これに限らず、異なってもよい。複数の羽根３６は、回転体３と一体に形成されていてもよいし、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。

複数の羽根３６の各々は、図３、図４に示すように、ケーシング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では、複数の羽根３６の各々とケーシング２の内周面２７との間に隙間がある。

複数の羽根３６の各々は、回転体３の外周面３７とケーシング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、その厚さ方向から見て回転体３の回転中心軸３０に沿った方向に長い長方形状である。

複数の羽根３６の各々は、回転中心軸３０に沿った方向から見て、回転体３の一径方向に対して所定角度（例えば、４５度）だけ傾いている。ここにおいて、複数の羽根３６の各々では、回転体３からの突出方向におけるケーシング２側の先端が、回転体３側の基端よりも、回転体３の回転方向Ａ１（図４参照）において後方に位置している。つまり、分離装置１では、複数の羽根３６の各々が、回転体３の一径方向に対して回転体３の回転方向Ａ１に所定角度（例えば、４５度）だけ傾いている。所定角度は、４５度に限らず、０度よりも大きく９０度以下の角度であってもよい。例えば、所定角度は、１０度以上８０度以下の範囲内の角度であってもよい。

複数の羽根３６は、回転体３の周方向において等角度間隔で離れて配置されている。ここでいう「等角度間隔」とは、厳密に同じ角度間隔である場合だけに限らず、例えば、規定の角度間隔に対して所定の誤差範囲（例えば、規定の角度間隔の±１０％）内の角度間隔であってもよい。

図３に示すように、回転体３の回転中心軸３０に沿った方向（上下方向）において、複数の羽根３６の各々の長さは、ケーシング２の長さよりも短い。回転体３の回転中心軸３０に沿った方向において、複数の羽根３６の各々の長さは、ケーシング２の第１排出孔６１と第２排出孔６２との間の距離よりも長い。さらに、回転体３の回転中心軸３０に沿った方向において、複数の羽根３６の各々の長さは、ケーシング２の入口開口２１の上端と出口開口２２の下端との間の距離よりも長い。ケーシング２の軸方向において、複数の羽根３６の各々の長さは、回転体３の長さと同じである。ここにおいて、複数の各々の羽根３６の長さは、回転体３の長さと同じである場合に限らず、回転体３よりも長くてもよいし、短くてもよい。

複数の羽根３６の各々は、図３に示すように、下側の第１端（下端）３６１と、上側の第２端（上端）３６２と、を有する。

各羽根３６の第１端３６１は、ケーシング２の中心軸２０に沿った方向（上下方向）において、ケーシング２の入口開口２１の近くに配置されている。上下方向において、各羽根３６の第１端（下端）３６１は、ケーシング２の入口開口２１の上端よりも下側に位置する。

各羽根３６の第２端３６２は、ケーシング２の中心軸２０に沿った方向（上下方向）において、ケーシング２の出口開口２２の近くに配置されている。上下方向において、各羽根３６の第２端（上端）３６２は、ケーシング２の出口開口２２の下端よりも上側に位置する。

回転体３は、例えば、図３に示すように、シャフト４０を介して駆動装置４のモータの回転軸（シャフト）と連結される。シャフト４０は、丸棒状である。シャフト４０の材料は、例えば、ステンレス鋼である。シャフト４０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。

図２、図３に示すように、入口ダクト７は、その内部空間がケーシング２の入口開口２１とつながるように、ケーシング２と一体に形成されている。入口ダクト７の材料は、例えば、ケーシング２の材料と同じである。入口ダクト７は、第１端（図３の左端）がケーシング２の入口開口２１の周縁とつながっており、第２端（図３の右端）に気体の流入口１１を有している。

入口ダクト７は、ケーシング２の外周面２５における入口開口２１の周縁から、ケーシング２の中心軸２０を中心とする円（仮想円）の一接線方向に延びている。より詳細には、入口ダクト７は、ケーシング２の外周面２５から、ケーシング２の外周面２５の一接線方向に延びている。入口ダクト７は、角筒状である。入口ダクト７は、水平方向に互いに対向する第１側壁７１及び第２側壁７２を備えている。

入口ダクト７の第１側壁７１の内面は、ケーシング２の内周面２７と中心軸２０との間の距離を半径とする円Ｃ１（図４参照）の、一接線方向に延びている。すなわち、入口ダクト７の一側壁（第２側壁７２）は、その内面が、ケーシング２の内周面２７と中心軸２０との間の距離を半径とする円Ｃ１の一接線方向に延びている。入口ダクト７の第１側壁７１の内面は、第２側壁７２の内面と平行である。

出口ダクト８は、固体が分離された気体をケーシング２の外部へ供給するためのダクトである。出口ダクト８は、その内部空間がケーシング２の出口開口２２とつながるように、ケーシング２と一体に形成されている。出口ダクト８の材料は、例えば、ケーシング２の材料と同じである。出口ダクト８は、第１端がケーシング２の出口開口２２の周縁とつながっており、第２端に気体の流出口１２を有している。

出口ダクト８は、ケーシング２の外周面２５における出口開口２２の周縁から、ケーシング２の中心軸２０を中心とする円（仮想円）の一接線方向に延びている。より詳細には、出口ダクト８は、円筒状のケーシング２の外周面２５から、ケーシング２の外周面２５の一接線方向に延びている。

図１、図２、図４に示すように、出口ダクト８は、角筒状である。出口ダクト８は、水平方向に互いに対向する第１側壁８１及び第２側壁８２を備えている。

出口ダクト８の第２側壁８２の内面は、ケーシング２の内周面２７と中心軸２０との間の距離を半径とする円Ｃ１（図４参照）の、一接線方向に延びている。すなわち、出口ダクト８の一側壁（第２側壁８２）は、その内面が、ケーシング２の内周面２７と中心軸２０との間の距離を半径とする円Ｃ１の一接線方向に延びている。出口ダクト８の第１側壁８１の内面は、第２側壁８２の内面と平行である。

分離装置１では、図４に示すように、ケーシング２の中心軸２０に沿った方向から見たときに、入口ダクト７の延出方向と出口ダクト８の延出方向とが互いに逆向きである。分離装置１では、ケーシング２の中心軸２０に沿った方向から見たときに、入口ダクト７の中心軸と出口ダクト８の中心軸とが同一直線上にある。

外部カバー５は、ケーシング２を囲んでいる。より詳細には、外部カバー５は、上端５１が閉じ下端５２に開口を有する有底筒状（ここでは、有底円筒状）である。

外部カバー５の内径は、ケーシング２の外径よりも大きい。上下方向において、外部カバー５の寸法はケーシング２の寸法よりも大きい。外部カバー５は、脚部２０３を除いたケーシング２の全体を覆う大きさに形成されている。外部カバー５は、ケーシング２と同心状に配置されている。

図１、図２に示すように、外部カバー５の外周面５６において、入口ダクト７に対応する部分には、入口ダクト７を通すことが可能な矩形の開口５３が形成されている。外部カバー５の外周面５６において、出口ダクト８に対応する部分には、出口ダクト８を通すことが可能な矩形の開口５４が形成されている。

外部カバー５には、分離装置１の設置場所（屋上、地面等）に外部カバー５を支持するための複数（例えば３つ）の脚部５５が設けられている。

分離装置１は、複数の気流制御リブ９を更に備える。複数の気流制御リブ９は、ケーシング２の流路２００から排出孔６０を通してケーシング２の外周面２５と外部カバー５の内周面５７との間の空間Ｓ１に流出した気流に流れの剥離を生じさせることで、気流の速度を低減させる。言い換えれば、分離装置１では、排出孔６０から流出した気流が気流制御リブ９に衝突することよって戻り気流が生じ、空間Ｓ１内での気流の速度が低減される。

複数の気流制御リブ９は、図３、図６に示すように、外部カバー５の内周面５７から突出している。複数の気流制御リブ９は、図６に示すように外部カバー５の内周面５７の周方向に沿った方向（つまり、回転体３の周方向に沿った方向）において離隔して配置されている。ここにおいて、複数の気流制御リブ９は、外部カバー５の内周面５７の周方向に沿った方向において、略等間隔（外部カバー５の内周の略８分の１の距離）で離れて配置されている。各気流制御リブ９は、外部カバー５の内周面５７から外部カバー５の一径方向に平行な方向に突出している。気流制御リブ９の突出寸法は、外部カバー５の内周面５７とケーシング２の外周面２５との間の距離よりも短い。複数の気流制御リブ９の突出寸法は、互いに同じでもよいし、互いに異なってもよい。

各気流制御リブ９は、回転体３の回転中心軸３０に直交する方向において複数（２つ）の排出孔６０に対向している。つまり、各気流制御リブ９は、第１排出孔６１と第２排出孔６２とに対向している。

複数の気流制御リブ９は、外部カバー５において、下流側の第１排出孔６１と上流側の第２排出孔６２とのうち下流側の第１排出孔６１に対向する部位から下端５２にわたって設けられている。

図７に示すように、分離システム１０は、分離装置１と、分離装置１の回転体３を回転駆動する駆動装置４と、を備える。駆動装置４は、例えば、回転体３を回転駆動させるモータを含む。駆動装置４は、ケーシング２の上面２３上に配置されている。ケーシング２の上面２３の中央には、シャフト４０が通る貫通孔が形成されており、駆動装置４内にシャフト４０の上端が位置している。駆動装置４は、例えば軸継手を内部に備えており、シャフト４０の上端が、軸継手によってモータの回転軸と連結されている。

駆動装置４は、回転体３を回転中心軸３０のまわりで回転させる。駆動装置４によって回転駆動される回転体３の回転数は、例えば、１５００ｒｐｍ～３０００ｒｐｍである。駆動装置４のモータは、例えば、直流モータである。

分離システム１０は、駆動装置４を制御する制御装置１７を更に備える。制御装置１７は、コンピュータシステムを含んでいる。コンピュータシステムは、ハードウェアとしてのプロセッサ及びメモリを主構成とする。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムをプロセッサが実行することによって、制御装置１７としての機能が実現される。プログラムは、コンピュータシステムのメモリに予め記録されてもよく、電気通信回線を通じて提供されてもよく、コンピュータシステムで読み取り可能なメモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブ等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。コンピュータシステムのプロセッサは、半導体集積回路（ＩＣ）又は大規模集積回路（ＬＳＩ）を含む１ないし複数の電子回路で構成される。ここでいうＩＣ又はＬＳＩ等の集積回路は、集積の度合いによって呼び方が異なっており、システムＬＳＩ、ＶＬＳＩ（Very Large Scale Integration）、又はＵＬＳＩ（Ultra Large Scale Integration）と呼ばれる集積回路を含む。さらに、ＬＳＩの製造後にプログラムされる、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、又はＬＳＩ内部の接合関係の再構成若しくはＬＳＩ内部の回路区画の再構成が可能な論理デバイスについても、プロセッサとして採用することができる。複数の電子回路は、１つのチップに集約されていてもよいし、複数のチップに分散して設けられていてもよい。複数のチップは、１つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に分散して設けられていてもよい。ここでいうコンピュータシステムは、１以上のプロセッサ及び１以上のメモリを有するマイクロコントローラを含む。したがって、マイクロコントローラについても、半導体集積回路又は大規模集積回路を含む１ないし複数の電子回路で構成される。

（３）分離装置及び分離システムの動作
実施形態に係る分離装置１では、回転体３の回転方向Ａ１（図４参照）は、例えば、ケーシング２の軸方向において上側から回転体３を見たときに、時計回り方向である。分離システム１０は、駆動装置４によって回転体３を回転駆動する。

分離装置１では、回転体３と羽根３６とが一緒に回転することで、ケーシング２の流路２００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、回転体３と一緒に複数の羽根３６が回転し、ケーシング２の流路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。要するに、分離装置１では、回転体３及び各羽根３６が回転することにより、ケーシング２内に旋回する気流を発生させることができる。旋回する気流は、３次元の螺旋状に回転する気流である。

分離装置１では、ケーシング２に流入した空気に含まれていた固体は、ケーシング２の流路２００において螺旋状に回転するときに回転体３の回転中心軸３０からケーシング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、ケーシング２の内周面２７へ向かい、ケーシング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、ケーシング２の流路２００を通過する途中で排出孔６０から排出される。固体に作用する遠心力は、固体の質量に比例する。したがって、相対的に質量が大きな固体は、相対的に質量が小さな固体よりも先に、ケーシング２の内周面２７付近に到達しやすい。このため、相対的に質量が大きな固体は、第１排出孔６１と第２排出孔６２とのうち上流側に位置する第２排出孔６２から排出されやすく、相対的に質量が小さな固体は、第１排出孔６１と第２排出孔６２とのうち下流側に位置する第１排出孔６１から排出されやすい。

分離装置１では、ケーシング２の流路２００において旋回している気流（旋回流）が発生するので、入口ダクト７を通してケーシング２の入口開口２１からケーシング２内に流入した空気中の固体（例えば、砂塵）の一部が、排出孔６０を通して排出され、固体が分離（除去）された空気（清浄化された空気）の一部が、ケーシング２の出口開口２２から出口ダクト８を通して流出する。分離装置１では、粒径が大きい粒子は遠心力を受けると気流から逸脱しやすくケーシング２の内周面２７に近づいて排出孔６０から排出されやすい。なお、旋回流から受ける上向きの力よりも重力の方が大きい固体、すなわち質量が比較的大きな固体は、重力によって下方に落下し、ケーシング２の下面２４の開口２４０からケーシング２の外部に排出される。

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、２μｍ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は、例えば、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、分離装置１で分離することを想定している微粒子の質量よりも小さな質量の微粒子）を含む。

（４）分離装置の分離性能
以下では、実施形態１に係る分離装置１の分離性能を説明する前に、実施形態１の比較例に係る分離装置１ｒについて図８に基づいて説明する。比較例に係る分離装置１ｒに関し、実施形態１に係る分離装置１と同様の構成要素については、同一の符合を付して説明を適宜省略する。

比較例に係る分離装置１ｒは、実施形態１に係る分離装置１の複数の気流制御リブ９を備えていない点で、実施形態１に係る分離装置１と相違する。

比較例に係る分離装置１ｒでは、回転体３が回転しているときに、外部カバー５の内周面５７とケーシング２の外周面２５との間の空間Ｓ１に、図８に示すシミュレーション結果のような圧力分布が生じる。これは、ケーシング２内の流路２００から排出孔６０を通して空間Ｓ１に流出した気流の旋回速度が維持されやすいためであると推考される。回転体３の回転中心軸３０に沿った方向から見て、空間Ｓ１では、回転中心軸３０に直交する方向において、ケーシング２の外周面２５から離れて外部カバー５の内周面５７に近づくにつれて圧力が高くなる傾向があり、空間Ｓ１のうちケーシング２の外周面２５に近い領域の圧力が負圧になることがある。空間Ｓ１に負圧の領域が発生すると、外部カバー５の下端５２の下方空間の圧力（大気圧）のほうが空間Ｓ１の圧力よりも高くなってしまい、空間Ｓ１において負圧の領域に外部カバー５の下端５２の下方空間からの大気の吸い込みが発生してしまう。このような大気の吸い込みが発生すると、ケーシング２の流路２００から排出孔６０を通して空間Ｓ１内に流出した気体に含まれる固体が、空間Ｓ１から分離装置１の外部へ排出されにくくなり、ケーシング２内に逆流してしまう可能性もある。つまり、比較例に係る分離装置１ｒでは、空間Ｓ１において負圧の領域に外部カバー５の下端５２の下方空間からの大気の吸い込みが発生してしまうと、分離性能が低下してしまう可能性がある。

これに対して、実施形態１に係る分離装置１は、外部カバー５の内周面５７とケーシング２の外周面２５との間の空間Ｓ１に配置された複数の気流制御リブ９を備えるので、ケーシング２内の流路２００から排出孔６０を通して空間Ｓ１に流出した気流が気流制御リブ９に衝突することで減速されやすくなる。これにより、実施形態１に係る分離装置１では、空間Ｓ１に負圧の領域が発生しにくくなり、分離性能の向上を図ることが可能となる。

（４）利点
実施形態に係る分離装置１は、ケーシング２と、回転体３と、羽根３６と、外部カバー５と、複数の気流制御リブ９と、を備える。ケーシング２は、気体の入口となる入口開口２１と、入口開口２１よりも上方に位置し気体の出口となる出口開口２２と、入口開口２１と出口開口２２との間に位置する複数の排出孔６０と、を有する。回転体３は、ケーシング２の内側に配置されている。回転体３は、上下方向に沿った回転中心軸３０を中心として回転可能である。羽根３６は、回転体３とケーシング２との間でケーシング２の内周面２７から離れて配置されており、回転体３と一緒に回転する。外部カバー５は、ケーシング２を囲んでいる。複数の気流制御リブ９は、外部カバー５の内周面５７から突出している。

以上の構成により、実施形態１に係る分離装置１は、気体に含まれ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。

（５）分離装置の適用例
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、空気中に含まれる砂塵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。

（実施形態２）
以下では、実施形態２に係る分離装置１ａについて、図９に基づいて説明する。実施形態２に係る分離装置１ａに関し、実施形態１に係る分離装置１と同様の構成要素には同一の符合を付して説明を省略する。

実施形態２に係る分離装置１ａでは、複数の気流制御リブ９が、回転中心軸３０に沿った方向から見て、回転体３の回転方向Ａ１において外部カバー５側の基端がケーシング２側の先端よりも後方に位置するように傾いている。ここにおいて、複数の気流制御リブ９は、回転体３の一径方向に対して所定角度（例えば、４５度）だけ傾いている。つまり、分離装置１ａでは、複数の気流制御リブ９の各々が、回転体３の一径方向に対して回転体３の回転方向Ａ１に所定角度（例えば、４５度）だけ傾いている。所定角度は、４５度に限らず、例えば、５度以上８５度以下の範囲内の角度であってもよい。

実施形態２に係る分離装置１ａは、実施形態１に係る分離装置１と同様、複数の気流制御リブ９を備えるので、外部カバー５の内周面５７にかかる圧力を抑制でき、空間Ｓ１に負圧の領域が発生するのを抑制することが可能となる。よって、実施形態２に係る分離装置１ａは、気体に含まれ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。

（実施形態３）
以下では、実施形態３に係る分離装置１ｂについて、図１０に基づいて説明する。実施形態３に係る分離装置１ｂに関し、実施形態１に係る分離装置１と同様の構成要素には同一の符合を付して説明を省略する。

実施形態３に係る分離装置１ｂでは、気流制御リブ９として、外部カバー５の内周面５７から突出している複数の気流制御リブ９（以下、第１気流制御リブ９１ともいう）に加えて、ケーシング２の外周面２５から突出している複数の気流制御リブ９（以下、第２気流制御リブ９２ともいう）を備える点で、実施形態１に係る分離装置１と相違する。

複数の第２気流制御リブ９２は、図１０に示すようにケーシング２の外周面２５の周方向において離隔して配置されている。ここにおいて、複数の第２気流制御リブ９２は、ケーシング２の外周面２５の周方向において略等間隔で離れて配置されている。各第２気流制御リブ９２は、ケーシング２の外周面２５から、回転体３の一径方向に延びている。すなわち、複数の第２気流制御リブ９２は、ケーシング２から放射状に延びている。各第２気流制御リブ９２は、回転体３の一径方向において複数の第１気流制御リブ９１のいずれとも重ならないように配置されている。また、第１気流制御リブ９１の突出寸法と第２気流制御リブ９２の突出寸法との合計寸法は、外部カバー５の内径とケーシング２の外径との差分（言い換えれば、回転体３の一径方向における、ケーシング２の外周面２５と外部カバー５の内周面２７との距離）よりも小さい。複数の第１気流制御リブ９１の数と複数の第２気流制御リブ９２の数とは互いに同じであってもよいし、互いに異なってもよい。

複数の第２気流制御リブ９２は、ケーシング２において少なくとも１つの排出孔６０の近傍部位からケーシング２の下端にわたって設けられている。排出孔６０の近傍部位は、排出孔６０の下端でもよいし、ケーシング２の周方向において排出孔６０に隣接する部位でもよい。

実施形態３に係る分離装置１ｂは、複数の第１気流制御リブ９１の他に複数の第２気流制御リブ９２を備えるので、実施形態１に係る分離装置１と比べて、ケーシング２内の流路２００から排出孔６０を通して空間Ｓ１に流出した気流が気流制御リブ９に衝突して減速されやすくなる。これにより、実施形態３に係る分離装置１ｂでは、実施形態１に係る分離装置１と比べて、空間Ｓ１に負圧の領域が発生しにくくなり、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、実施形態４に係る分離装置１ｃについて、図１１に基づいて説明する。実施形態４に係る分離装置１ｃに関し、実施形態２に係る分離装置１ａと同様の構成要素には同一の符合を付して説明を省略する。

実施形態４に係る分離装置１ｃでは、気流制御リブ９として、外部カバー５の内周面５７から突出している複数の気流制御リブ９（以下、第１気流制御リブ９１ともいう）に加えて、ケーシング２の外周面２５から突出している複数の気流制御リブ９（以下、第２気流制御リブ９２ともいう）を備える点で、実施形態２に係る分離装置１ａと相違する。

複数の第２気流制御リブ９２は、図１１に示すようにケーシング２の外周面２５の周方向において離隔して配置されている。ここにおいて、複数の第２気流制御リブ９２は、ケーシング２の外周面２５の周方向において略等間隔で離れて配置されている。実施形態４に係る分離装置１ｃでは、複数の第２気流制御リブ９２が、回転中心軸３０に沿った方向から見て、回転体３の回転方向Ａ１においてケーシング２側の基端が外部カバー５側の先端よりも後方に位置するように傾いている。ここにおいて、複数の第２気流制御リブ９２は、回転体３の一径方向に対して所定角度（例えば、４５度）だけ傾いている。つまり、分離装置１ｃでは、複数の第２気流制御リブ９２の各々が、回転体３の一径方向に対して回転体３の回転方向Ａ１に所定角度（例えば、４５度）だけ傾いている。所定角度は、４５度に限らず、例えば、５度以上８５度以下の範囲内の角度であってもよい。

複数の第２気流制御リブ９２は、ケーシング２において少なくとも１つの排出孔６０の近傍部位からケーシング２の下端にわたって設けられている。排出孔６０の近傍部位は、排出孔６０の下端でもよいし、ケーシング２の周方向において排出孔６０に隣接する部位でもよい。

回転体３の回転中心軸３０に沿った方向から見て、複数の第１気流制御リブ９１の先端の包絡線と複数の第２気流制御リブ９２の先端の包絡線とは、離れている。ここにおいて、複数の第１気流制御リブ９１の先端の包絡線と外部カバー５の内周面５７との距離と、複数の第２気流制御リブ９２の先端の包絡線とケーシング２の外周面２５との距離と、の合計距離は、外部カバー５の内周面５７とケーシング２の外周面２５との距離よりも短い。

実施形態４に係る分離装置１ｃは、複数の第１気流制御リブ９１の他に複数の第２気流制御リブ９２を備えるので、実施形態２に係る分離装置１ａと比べて、ケーシング２内の流路２００から排出孔６０を通して空間Ｓ１に流出した気流が気流制御リブ９に衝突して減速されやすくなる。これにより、実施形態４に係る分離装置１ｃでは、実施形態２に係る分離装置１ａと比べて、空間Ｓ１に負圧の領域が発生しにくくなり、分離性能の向上を図ることが可能となる。

（実施形態５）
以下では、実施形態５に係る分離装置１ｄについて、図１２、図１３に基づいて説明する。実施形態５に係る分離装置１ｄに関し、実施形態２に係る分離装置１ａと同様の構成要素には同一の符合を付して説明を省略する。

実施形態５に係る分離装置１ｄでは、ケーシング２ｄの形状が、実施形態２に係る分離装置１ａにおけるケーシング２の形状と相違する。

ケーシング２ｄでは、第１筒部２０１の外径が第２筒部２０２の外径よりも小さく、第１筒部２０１の内径が第２筒部２０２の内径よりも小さい。

ケーシング２ｄは、中心軸２０に沿った方向において、各羽根３６の第２端３６２よりも排出孔６０側に空間２８を有する。分離装置１ｄでは、排出孔６０は、回転中心軸３０に直交する方向において空間２８と重なる位置にある。つまり、排出孔６０は、ケーシング２の軸方向に直交する方向において空間２８と重なる位置にある。また、分離装置１ｄでは、排出孔６０は、回転中心軸３０に直交する方向において各羽根３６と重複しない位置にある。つまり、排出孔６０は、ケーシング２ｄの中心軸２０に直交する方向において各羽根３６と重複しない位置にある。言い換えれば、ケーシング２ｄを側方から見たときの排出孔６０の投影領域には、各羽根３６がない。

分離装置１ｄでは、ケーシング２ｄの中心軸２０に沿った方向における羽根３６の長さと空間２８の長さとの合計に対する空間２８の長さの比率は、例えば、０．４であるが、これに限らない。

また、実施形態５に係る分離装置１ｄでは、複数（図示例では、４つ）の排出孔６０の各々が、略４分の１円弧状である。複数の排出孔６０は、ケーシング２の外周縁に沿った方向に並んでいる。４つの排出孔６０の各々の開口範囲は、ケーシング２の中心軸２０を中心として、９０度よりも若干小さい。

また、実施形態５に係る分離装置１ｄでは、入口開口２１が、ケーシング２ｄの外周面２５ではなく、ケーシング２ｄの下面２４に形成されている。また、実施形態５に係る分離装置１ｄは、実施形態１に係る分離装置１における入口ダクト７の代わりに、ケーシング２ｄの下面２４における入口開口２１の周縁から下方に延びている小径部７０を有している。小径部７０は、有底円筒状であり、外周面の下端に流入口１１が形成されている。小径部７０の内径及び外径は、第２筒部２０２の内径よりも小さい。

実施形態５に係る分離装置１ｄは、実施形態１に係る分離装置１と同様、複数の気流制御リブ９を備えるので、外部カバー５の内周面５７にかかる圧力を抑制でき、空間Ｓ１に負圧の領域が発生するのを抑制することが可能となる。よって、実施形態５に係る分離装置１ｄは、気体に含まれ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１４Ａ、１４Ｂ及び１４Ｃは、実施形態５に係る分離装置１ｄの比較例に係る分離装置１ｓにおける流体の速度ベクトルのシミュレーション結果を示す。流体の速度ベクトルは、回転体３の回転中心軸３０に沿ったＺ軸を有するＸＹＺ直交座標系のＸＹ平面（つまり、回転中心軸３０に直交する平面）における気体の速度ベクトルである。また、比較例に係る分離装置１ｓは、実施形態５に係る分離装置１ｄの複数の気流制御リブ９を備えていない点のみ、実施形態５に係る分離装置１ｄと相違する。図１５Ａ、１５Ｂ及び１５Ｃは、実施形態５に係る分離装置１ｄにおける流体の速度ベクトルのシミュレーション結果を示す。流体の速度ベクトルのシミュレーションに関しては、流体解析ソフトウェアを用いて行った。流体解析ソフトウェアとしては、例えば、ANSYS(R) Fluent(R)を採用することができる。

図１５Ａ、１５Ｂ及び１５Ｃは、回転体３の回転中心軸３０に沿った上下方向の位置に関し、それぞれ、図１４Ａ、１４Ｂ及び１４Ｃと同じ位置における水平断面での流体の速度ベクトルを示している。図１５Ａ及び図１４Ａは、空間２８を含む水平断面での流体の速度ベクトルを示している。図１５Ｂ及び図１４Ｂは、空間２８を含み図１５Ａ及び図１４Ａよりも回転体３に近い位置における水平断面での流体の速度ベクトルを示している。図１５Ｃ及び図１４Ｃは、回転体３の第１端３１を通る水平断面での流体の速度ベクトルを示している。

図１５Ａ～１５Ｃ及び図１４Ａ～１４Ｃから、実施形態５に係る分離装置１ｄでは、比較例に係る分離装置１ｓと比べて、空間Ｓ１内での気体の流れが抑制され、外部カバー５の内周面５７近くに高速の流体が存在しにくくなることが分かる。これにより、実施形態５に係る分離装置１ｄでは、比較例に係る分離装置１ｓと比べて、外部カバー５の内周面５７にかかる圧力を抑制でき、空間Ｓ１に負圧の領域が発生するのを抑制することが可能となる。

（実施形態６）
以下では、実施形態６に係る分離装置１ｅについて、図１６Ａ～１６Ｃに基づいて説明する。実施形態６に係る分離装置１ｅに関し、実施形態５に係る分離装置１ｄと同様の構成要素には同一の符合を付して説明を省略する。

実施形態６に係る分離装置１ｅは、複数の気流制御リブ９が、回転中心軸３０に沿った方向から見て、回転体３の回転方向Ａ１において外部カバー５側の基端がケーシング２側の先端よりも後方に位置するように傾いている。ここにおいて、複数の気流制御リブ９は、回転体３の一径方向に対して所定角度（例えば、４５度）だけ傾いている。つまり、分離装置１ｅでは、複数の気流制御リブ９の各々が、回転体３の一径方向に対して回転体３の回転方向Ａ１に所定角度（例えば、４５度）だけ傾いている。所定角度は、４５度に限らず、例えば、５度以上８５度以下の範囲内の角度であってもよい。

実施形態６に係る分離装置１ｅは、実施形態１に係る分離装置１と同様、複数の気流制御リブ９を備えるので、外部カバー５の内周面５７にかかる圧力を抑制でき、空間Ｓ１に負圧の領域が発生するのを抑制することが可能となる。よって、実施形態６に係る分離装置１ｅは、気体に含まれ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１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃは、実施形態６に係る分離装置１ｅにおける流体の速度ベクトルのシミュレーション結果を示す。図１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃは、回転体３の回転中心軸３０に沿った上下方向の位置に関し、それぞれ、図４Ａ、１４Ｂ及び１４Ｃと同じ位置における水平断面での流体の速度ベクトルを示している。図１６Ａ～１６Ｃ及び図１４Ａ～１４Ｃから、実施形態６に係る分離装置１ｅでは、比較例に係る分離装置１ｒと比べて、空間Ｓ１内での気体の流れが抑制され、外部カバー５の内周面５７近くに高速の流体が存在しにくくなることが分かる。これにより、実施形態６に係る分離装置１ｅでは、比較例に係る分離装置１ｒと比べて、外部カバー５の内周面５７にかかる圧力を抑制でき、空間Ｓ１に負圧の領域が発生するのを抑制することが可能となる。

（変形例）
上記の実施形態１～６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１～４は、設計等に応じて種々の変更が可能である。

分離装置１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅは、複数の気流制御リブ９のうち少なくとも１つの気流制御リブ９を備えていれば、分離性能の向上を図ることが可能となる。ここにおいて、分離性能の向上を図る観点では、気流制御リブ９の数が多いほうが好ましい。なお、気流制御リブ９は、第２気流制御リブ９２だけであってもよい。

ケーシング２、２ｄの材料は、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の材料は、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の材料と複数の羽根３６の材料とは互いに異なっていてもよい。

ケーシング２ｄは、円筒状に限られず、例えば六角筒状であってもよい。外部カバー５は、円筒状に限られず、例えば六角筒状であってもよい。

分離装置１～１ｃでは、入口開口２１は、ケーシング２の外周面２５の下端に形成されていなくてもよく、例えば、ケーシング２の外周面２５において中央よりも下側の部分に形成されていてもよい。

出口開口２２は、入口開口２１よりも上側であれば、ケーシング２の外周面２５の上端に形成されていなくてもよく、例えば、ケーシング２の外周面２５において中央よりも上側の部分に形成されていてもよい。また、出口開口２２は、ケーシング２の外周面２５に形成されていなくてもよく、例えばケーシング２の上面２３に形成されていてもよい。

第１排出孔６１の形状は特に限定されず、ケーシング２の周方向の全体にわたって形成されていなくてもよい。例えば、第１排出孔６１は、ケーシング２の中心軸２０を中心とする円弧状であってもよいし、回転体３の回転方向に沿った螺旋方向の螺旋状であってもよいし、丸孔或いは任意の多角形状の孔であってもよいし、他の形状であってもよい。なお、「螺旋方向の螺旋状」とは、螺旋の少なくとも一部により形成された形状を意味する。螺旋の少なくとも一部とは、螺旋の回転数が１未満でもよいことを意味する。

第２排出孔６２の形状も特に限定されず、ケーシング２の周方向の全体にわたって形成された円環状であってもよいし、丸孔或いは任意の多角形状の孔であってもよいし、他の形状であってもよい。

ケーシング２は、第１排出孔６１及び第２排出孔６２に加えて、上下方向において第１排出孔６１及び第２排出孔６２とは異なる位置に、一又は複数の別の排出孔（第３排出孔）を更に有していてもよい。第３排出孔の形状は特に限定されず、ケーシング２の中心軸２０を中心とする円弧状又は円環状であってもよいし、他の形状であってもよい。ケーシング２における第３排出孔の形成位置も特に限定されず、上下方向において、第１排出孔６１よりも上方又は第２排出孔６２よりも下方の位置に形成されていてもよいし、第１排出孔６１と第２排出孔６２との間の位置に形成されていてもよい。

また、ケーシング２は、排出孔６０を複数有している場合に限らず、少なくも１つの排出孔６０を有していればよい。

ケーシング２は、必ずしも下面２４に開口２４０を有していなくてもよい。

回転体３の形状は特に限定されず、円筒状又は円柱状であってもよいし、例えば楕円球状等の他の形状であってもよい。

回転体３の第１端３１は、ケーシング２の入口開口２１の上端よりも上側に位置していてもよい。或いは、回転体３の第１端３１は、ケーシング２の入口開口２１の下端よりも下側に位置していてもよい。

回転体３の第２端３２は、ケーシング２の出口開口２２の下端よりも下側に位置していてもよい。或いは、回転体３の第２端３２は、ケーシング２の出口開口２２の上端よりも上側に位置していてもよい。

複数の羽根３６は、回転体３と一体成型されていてもよいし、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。

羽根３６の形状は、平板状に限らず、例えば、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。

羽根３６の第１端３６１は、ケーシング２の入口開口２１の上端よりも上側に位置していてもよい。或いは、羽根３６の第１端３６１は、ケーシング２の入口開口２１の下端よりも下側に位置していてもよい。

羽根３６の第２端３６２は、ケーシング２の出口開口２２の下端よりも下側に位置していてもよい。或いは、羽根３６の第２端３６２は、ケーシング２の出口開口２２の上端よりも上側に位置していてもよい。

分離装置１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅは、第１筒部２０１を支持するための支持脚部を備えていてもよい。

入口ダクト７は、外部カバー５の開口５３を貫通していなくてもよい。例えば、ケーシング２の入口開口２１からの入口ダクト７の長さを、外部カバー５の開口５３まで届かない長さとして、流入口１１が外部カバー５内に位置するようにしてもよい。この場合、例えば、入口ダクト７の流入口１１につながる別のダクトが、外部カバー５の開口５３を貫通するように配置されていてもよい。また、外部カバー５の開口５３又は入口ダクト７の流入口１１に、防虫網が設けられていてもよい。

また、分離装置１におけるケーシング２は、出口開口２２を複数有していてもよい。この場合、ケーシング２は、出口ダクト８を複数有していてもよい。複数の出口ダクト８は、ケーシング２の外周方向に並んでいてもよいし、ケーシング２の軸方向において互いに異なる位置にあってもよい。また、分離装置１は、出口ダクト８を備えていない構成であってもよい。

また、ケーシング２、２ｄの入口開口２１からケーシング２に流入する気体は、空気に限らず、例えば、排気ガス等であってもよい。

駆動装置４は、モータの回転軸を回転体３に直接又は間接的に連結してあってもよいし、モータの回転軸の回転をプーリ及び回転ベルトを介して回転体３に伝達するようにしてあってもよい。モータは、ケーシング２、２ｄの内側に配置されていてもよいし、ケーシング２、２ｄの外側に配置されていてもよい。

分離システム１０は、分離装置１の代わりに、分離装置１ａ～１ｅのいずれか１つを備えていてもよい。

また、分離システム１０は、複数の分離装置１を備えてもよい。また、分離システム１０は、分離装置１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅのうちの少なくとも２種類を備えてもよい。

（態様）
本明細書には、以下の態様が開示されている。

第１の態様に係る分離装置（１；１ａ；１ｂ；１ｃ；１ｄ；１ｅ）は、ケーシング（２；２ｄ）と、回転体（３）と、羽根（３６）と、外部カバー（５）と、少なくとも１つの気流制御リブ（９）と、を備える。ケーシング（２；２ｄ）は、気体の入口となる入口開口（２１）と、入口開口（２１）よりも上方に位置し気体の出口となる出口開口（２２）と、入口開口（２１）と出口開口（２２）との間に位置する少なくとも１つの排出孔（６０）と、を有する。回転体（３）は、ケーシング（２；２ｄ）の内側に配置されている。回転体（３）は、上下方向に沿った回転中心軸（３０）を中心として回転可能である。羽根（３６）は、回転体（３）とケーシング（２；２ｄ）との間でケーシング（２；２ｄ）の内周面（２７）から離れて配置されており、回転体（３）と一緒に回転する。外部カバー（５）は、ケーシング（２；２ｄ）を囲んでいる。少なくとも１つの気流制御リブ（９）は、外部カバー（５）の内周面（５７）とケーシング（２；２ｄ）の外周面（２５）とのいずれか一方から突出している。

第１の態様に係る分離装置（１；１ａ；１ｂ；１ｃ；１ｄ；１ｅ）は、気体に含まれ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。

第２の態様に係る分離装置（１；１ａ；１ｂ；１ｃ；１ｄ；１ｅ）は、第１の態様において、少なくとも１つの気流制御リブ（９）は、外部カバー（５）の内周面（５７）から突出し外部カバー（５）の内周面（５７）の周方向において離隔している複数の第１気流制御リブ（９１）を含む。

第２の態様に係る分離装置（１；１ａ；１ｂ；１ｃ；１ｄ；１ｅ）では、分離性能の向上を図ることが可能となる。

第３の態様に係る分離装置（１；１ａ；１ｂ；１ｃ；１ｄ；１ｅ）では、第２の態様において、複数の第１気流制御リブ（９１）は、回転中心軸（３０）に直交する方向において少なくとも１つの排出孔（６０）に対向している。

第３の態様に係る分離装置（１；１ａ；１ｂ；１ｃ；１ｄ；１ｅ）では、少なくとも１つの排出孔（６０）から排出された気流の速度を低下させやすくなる。

第４の態様に係る分離装置（１；１ａ；１ｂ；１ｃ；１ｄ；１ｅ）では、第３の態様において、複数の第１気流制御リブ（９１）は、外部カバー（５）において少なくとも１つの排出孔（６０）に対向する部位から下端（５２）にわたって設けられている。

第４の態様に係る分離装置（１；１ａ；１ｂ；１ｃ；１ｄ；１ｅ）では、少なくとも１つの排出孔（６０）から排出された気流の速度を低下させやすくなる。

第５の態様に係る分離装置（１ａ；１ｃ；１ｅ）では、第２～４の態様のいずれか１つにおいて、複数の第１気流制御リブ（９１）は、回転中心軸（３０）に沿った方向から見て、回転体（３）の回転方向（Ａ１）において外部カバー（５）側の基端がケーシング（２；２ｄ）側の先端よりも後方に位置するように傾いている。

第５の態様に係る分離装置（１ａ；１ｃ；１ｅ）では、分離効率の向上を図ることが可能となる。

第６の態様に係る分離装置（１ｂ；１ｃ）は、第２～５の態様のいずれか１つにおいて、少なくとも１つの気流制御リブ（９）は、ケーシング（２）の外周面（２５）から突出している複数の第２気流制御リブ（９２）を含む。

第６の態様に係る分離装置（１ｂ；１ｃ）は、分離性能の更なる向上を図ることが可能となる。

第７の態様に係る分離装置（１ｃ）では、第６の態様において、複数の第２気流制御リブ（９２）は、回転体（３）の回転中心軸（３０）に沿った方向から見て、回転体（３）の回転方向（Ａ１）においてケーシング（２）側の基端が外部カバー（５）側の先端よりも後方に位置するように傾いている。

第７の態様に係る分離装置（１ｃ）では、分離性能の更なる向上を図ることが可能となる。

第８の態様に係る分離装置（１）は、第６又は７の態様において、複数の第１気流制御リブ（９１）と複数の第２気流制御リブ（９２）とは、回転中心軸（３０）に直交する方向において重ならない。

第９の態様に係る分離システム（１０）は、第１～８の態様のいずれか１つの分離装置（１；１ａ；１ｂ；１ｃ；１ｄ；１ｅ）と、駆動装置（４）と、を備える。駆動装置（４）は、回転体（３）を回転駆動する。

第９の態様に係る分離システム（１０）は、気体に含まれ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。

１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ 分離装置
２、２ｄ ケーシング
２１ 入口開口
２２ 出口開口
３ 回転体
３０ 回転中心軸
４ 駆動装置
５ 外部カバー
５２ 下端
９ 気流制御リブ
９１ 第１気流制御リブ
９２ 第２気流制御リブ
１０分離システム
３６ 羽根
６０ 排出孔
Ａ１ 回転方向

Claims (7)

1. 気体の入口となる入口開口と、前記入口開口よりも上方に位置し気体の出口となる出口開口と、前記入口開口と前記出口開口との間に位置する少なくとも１つの排出孔と、を有するケーシングと、
   前記ケーシングの内側に配置されており、上下方向に沿った回転中心軸を中心として回転可能な回転体と、
   前記回転体と前記ケーシングとの間で前記ケーシングの内周面から離れて配置されており、前記回転体と一緒に回転する羽根と、
   前記ケーシングを囲んでいる外部カバーと、
   前記外部カバーの内周面と前記ケーシングの外周面とのいずれか一方から突出している少なくとも１つの気流制御リブと、を備え、
   前記少なくとも１つの気流制御リブは、前記外部カバーの前記内周面から突出し前記外部カバーの前記内周面の周方向において離隔している複数の第１気流制御リブを含み、
   前記少なくとも１つの気流制御リブは、前記ケーシングの前記外周面から突出している複数の第２気流制御リブを含む、
   分離装置。
2. 前記複数の第１気流制御リブは、前記回転中心軸に直交する方向において前記少なくとも１つの排出孔に対向している、
   請求項１に記載の分離装置。
3. 前記複数の第１気流制御リブは、前記外部カバーにおいて前記少なくとも１つの排出孔に対向する部位から下端にわたって設けられている、
   請求項２に記載の分離装置。
4. 前記複数の第１気流制御リブは、前記回転中心軸に沿った方向から見て、前記回転体の回転方向において前記外部カバー側の基端が前記ケーシング側の先端よりも後方に位置するように傾いている、
   請求項１～３のいずれか一項に記載の分離装置。
5. 前記複数の第２気流制御リブは、前記回転中心軸に沿った方向から見て、前記回転体の回転方向において前記ケーシング側の基端が前記外部カバー側の先端よりも後方に位置するように傾いている、
   請求項１～４のいずれか一項に記載の分離装置。
6. 前記複数の第１気流制御リブと前記複数の第２気流制御リブとは、前記回転中心軸に直交する方向において重ならない、
   請求項１～５のいずれか一項に記載の分離装置。
7. 請求項１～６のいずれか１項に記載の分離装置と、
   前記回転体を回転駆動する駆動装置と、を備える、
   分離システム。

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