WO2021241063A1 - 分離装置及び分離システム - Google Patents

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WO2021241063A1
WO2021241063A1 PCT/JP2021/015748 JP2021015748W WO2021241063A1 WO 2021241063 A1 WO2021241063 A1 WO 2021241063A1 JP 2021015748 W JP2021015748 W JP 2021015748W WO 2021241063 A1 WO2021241063 A1 WO 2021241063A1
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WO
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separation device
rotating body
casing
cylinder portion
axial direction
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PCT/JP2021/015748
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English (en)
French (fr)
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將有 鎌倉
嘉城 早崎
修 赤坂
将大 鶴居
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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Publication date
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Priority to JP2022527577A priority patent/JPWO2021241063A1/ja
Priority to EP21813305.6A priority patent/EP4159299A4/en
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B5/00—Other centrifuges
    • B04B5/12—Centrifuges in which rotors other than bowls generate centrifugal effects in stationary containers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D45/00—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces
    • B01D45/12—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces
    • B01D45/14—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces generated by rotating vanes, discs, drums or brushes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C3/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex flow following a screw-thread type line remains unchanged ; Devices in which one of the two discharge ducts returns centrally through the vortex chamber, a reverse-flow vortex being prevented by bulkheads in the central discharge duct
    • B04C3/06—Construction of inlets or outlets to the vortex chamber
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C9/00—Combinations with other devices, e.g. fans, expansion chambers, diffusors, water locks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C9/00—Combinations with other devices, e.g. fans, expansion chambers, diffusors, water locks
    • B04C2009/007—Combinations with other devices, e.g. fans, expansion chambers, diffusors, water locks with internal rotors, e.g. impeller, ventilator, fan, blower, pump

Definitions

  • the present disclosure relates to a separation device and a separation system, and more particularly to a separation device for separating a solid contained in a gas from a gas, and a separation system including the separation device.
  • a centrifuge device including a chamber having a cylindrical confinement wall and a driving rotor having a plurality of blades fixed to a shaft is known (Patent Document 1).
  • the cylindrical confinement wall surrounds the shaft and is arranged coaxially with the shaft.
  • the blade is located between the shaft and the cylindrical confinement wall and is connected to the shaft.
  • the cylindrical confinement wall has an inlet opening (inlet), an outlet opening (outlet), and a removal opening (outlet). The removal opening is provided closer to the outlet opening than to the position closer to the inlet opening.
  • the separation device it is desired to improve the separation performance of separating the solid contained in the gas from the gas.
  • An object of the present disclosure is to provide a separation device and a separation system capable of improving the separation performance of separating a solid contained in a gas from the gas.
  • the separation device includes a casing, a rotating body, and blades.
  • the casing includes a tubular portion having a circular inner peripheral shape.
  • the rotating body is arranged inside the cylinder portion, and can rotate about the rotation center axis along the axial direction of the cylinder portion.
  • the blade is arranged between the cylinder portion and the rotating body, and rotates together with the rotating body.
  • the tubular portion has a gas inlet, a gas outlet, and a solid outlet.
  • the gas outlet is separated from the gas inlet in the axial direction, and communicates the inside and outside of the cylinder portion between the first end and the second end in the axial direction.
  • the solid discharge port is aligned with the gas outlet in a direction along the outer circumference of the cylinder portion.
  • the blade has a first end on the gas inlet side and a second end on the gas outlet side.
  • the casing has a space on the solid discharge port side of the second end of the blade in the axial direction.
  • the separation device further includes a discharge cylinder portion.
  • the discharge cylinder portion has an internal space communicating with the solid discharge port and protrudes from the outer peripheral surface of the cylinder portion.
  • the separation system includes the separation device and a drive device.
  • the drive device rotationally drives the rotating body.
  • FIG. 1 is a perspective view of the separation device according to the embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view including a rotation center axis in the separation device of the same as above.
  • FIG. 3 shows the separation device of the same as above, and is a cross-sectional view corresponding to the cross section taken along line AA of FIG.
  • FIG. 4 shows the separation device of the same as above, and is a cross-sectional view corresponding to the BB line cross section of FIG.
  • FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a separation system including the same separation device.
  • FIG. 6 is a diagram showing a simulation result of a trajectory of a particle having a particle size of 2 ⁇ m in the separation device according to the embodiment.
  • FIG. 7A is a cross-sectional view including a rotation center axis in the separation device according to the first modification of the embodiment.
  • FIG. 7B shows the separation device of the same as above, and is a cross-sectional view corresponding to the cross section taken along line AA of FIG. 7A.
  • FIG. 8A is a cross-sectional view including a rotation center axis in the separation device according to the second modification of the embodiment.
  • FIG. 8B shows the same separation device and is a cross-sectional view corresponding to the cross section taken along line AA of FIG. 8A.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view including a rotation center axis in the separation device according to the third modification of the embodiment.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view including a rotation center axis in the separation device according to the modified example 4 of the embodiment.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view including a rotation center axis in the separation device according to the modified example 5 of the embodiment.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view including a rotation center axis in the separation device according to the modified example 6 of the embodiment.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view including a rotation center axis in the separation device according to the modified example 7 of the embodiment.
  • FIGS. 1 to 4 and 6 to 13 described in the following embodiments and the like are schematic views, and the ratio of the size and the thickness of each component in the figure does not necessarily reflect the actual dimensional ratio. Not necessarily.
  • the separation device 1 is provided, for example, on the upstream side of an air conditioner having a ventilation function, and separates solids in air (gas).
  • the separation device 1 is installed, for example, on the roof of a facility (house or the like) having a flat roof, or on the ground.
  • the air conditioning equipment is, for example, a blower that blows air from the upstream side to the downstream side.
  • the blower is, for example, an electric fan.
  • the air conditioning equipment is not limited to the blower, and may be, for example, an air conditioning system including a ventilation device, an air conditioner, an air supply cabinet fan, a blower and a heat exchanger.
  • the flow rate of the air flowing through the separation device 1 by the air conditioning equipment is, for example, 50 m 3 / h to 500 m 3 / h.
  • the amount of air flowing out from the separating device 1 to the air conditioning equipment side is substantially the same as the flow rate of air flowing through the air conditioning equipment.
  • the separating device 1 includes a casing 2, a rotating body 3, and blades 4. Further, as shown in FIG. 5, the separation system 10 includes a separation device 1 and a drive device 11.
  • Casing 2 includes a tubular portion 20.
  • the tubular portion 20 has a gas inlet 21 (see FIG. 2), a gas outlet 22 (see FIG. 4), and a solid discharge port 23 (see FIG. 4).
  • the rotating body 3 is arranged inside the tubular portion 20.
  • the rotating body 3 can rotate about the rotation center axis 30 (see FIG. 2).
  • the blade 4 is arranged between the tubular portion 20 and the rotating body 3. The blade 4 rotates together with the rotating body 3.
  • the solid discharge port 23 is, for example, a hole for discharging the solid contained in the air to the outside of the casing 2.
  • the solid discharge port 23 connects the inner space of the casing 2 and the outer space of the casing 2. In other words, the solid discharge port 23 communicates the inside and outside of the tubular portion 20.
  • the separating device 1 generates an air flow swirling in the casing 2 in the casing 2 when the rotating body 3 rotates. In the separating device 1, a part of the flow path from the gas inlet 21 to the gas outlet 22 is formed between the casing 2 and the rotating body 3.
  • the separation device 1 can flow the air flowing into the casing 2 from the upstream side to the downstream side while spirally rotating around the rotating body 3.
  • the "upstream side” here means the upstream side (primary side) when viewed in the direction of air flow.
  • the “downstream side” means the downstream side (secondary side) when viewed in the direction of air flow.
  • the separation device 1 is used, for example, in a state where the gas outlet 22 is located above the gas inlet 21. In this case, in the separation device 1, the air flowing into the flow path from the gas inlet 21 of the casing 2 can be moved while spirally rotating around the rotating body 3 and flowed to the gas outlet 22.
  • the separation device 1 has the above-mentioned solid discharge port 23 in order to discharge the solid contained in the air flowing into the casing 2 to the outside of the casing 2. As a result, at least a part of the solid contained in the air flowing into the casing 2 from the gas inlet 21 of the tubular portion 20 is discharged to the outside of the casing 2 from the solid discharge port 23 while passing through the flow path. Will be done.
  • the drive device 11 rotationally drives the rotating body 3. That is, the drive device 11 rotates the rotating body 3 around the rotation center axis 30.
  • the drive device 11 includes, for example, a motor.
  • Examples of the solid in the air include fine particles, dust and the like.
  • Examples of the fine particles include particulate matter and the like.
  • Particulate matter includes primary particles that are directly released into the air as fine particles, and secondary particles that are released into the air as gas and are produced as fine particles in the air.
  • Examples of the primary particles include soil particles (yellow sand and the like), dust, plant particles (pollen and the like), animal particles (mold spores and the like), soot and the like.
  • PM1.0, PM2.5 fine particulate matter
  • PM10 fine particulate matter
  • SPM suspended particulate matter
  • PM1.0 is fine particles that pass through a sizing device having a particle size of 1.0 ⁇ m and a collection efficiency of 50%.
  • PM2.5 is fine particles that pass through a sizing device having a particle size of 2.5 ⁇ m and a collection efficiency of 50%.
  • PM10 is a fine particle that passes through a sizing device having a particle size of 10 ⁇ m and a collection efficiency of 50%.
  • SPM is fine particles that pass through a sizing device having a particle size of 10 ⁇ m and a collection efficiency of 100%, which corresponds to PM6.5-7.0 and is slightly smaller than PM10.
  • the separating device 1 includes a casing 2, a rotating body 3, and blades 4. Further, the separation device 1 further includes a discharge cylinder portion 5. Further, the separation device 1 further includes an outflow tube portion 6. Further, the separation device 1 further includes an outer cover 7 (see FIG. 2). Further, the separation system 10 (see FIG. 5) includes a separation device 1 and a drive device 11.
  • the material of the casing 2 is, for example, a metal, but the material is not limited to this, and a resin (for example, ABS resin) may be used. Further, the casing 2 may include a metal portion formed of metal and a resin portion formed of resin.
  • Casing 2 includes a tubular portion 20 having a circular inner peripheral shape. "Having a circular inner circumference” means that the shape along the inner circumference of the tubular portion 20 is a circular shape. The shape in the direction along the outer circumference of the tubular portion 20 is a circular shape.
  • the tubular portion 20 has a first end 201 and a second end 202 in the axial direction D1 (see FIG. 2).
  • the casing 2 includes a tubular portion 20 and a bottom portion 24 that closes the opening of the second end 202 of the tubular portion 20. That is, in the separation device 1 according to the embodiment, the casing 2 has a bottomed cylindrical shape.
  • the opening of the first end 201 of the tubular portion 20 constitutes the gas inflow port 21. Therefore, the gas inflow port 21 penetrates the tubular portion 20 in the axial direction D1.
  • the outer diameter of the first end 201 is smaller than the outer diameter of the portion 203 (hereinafter, also referred to as the cylindrical portion 203) surrounding the rotating body 3 in the tubular portion 20.
  • the length of the cylindrical portion 203 is longer than the length of the rotating body 3.
  • the inner and outer diameters of the cylindrical portion 203 are constant over the entire length of the cylindrical portion 20 in the axial direction D1.
  • the tubular portion 20 includes a portion 204 (hereinafter, also referred to as an enlarged diameter portion 204) in which the inner diameter and the outer diameter gradually increase as the distance from the first end 201 increases between the first end 201 and the cylindrical portion 203. ..
  • the outer diameter of the enlarged diameter portion 204 is smaller than the inner diameter of the cylindrical portion 203. In the enlarged diameter portion 204, the opening area gradually increases as the distance from the gas inlet 21 in the axial direction D1 of the tubular portion 20 increases.
  • the gas outlet 22 (see FIG. 4) is separated from the gas inlet 21 in the axial direction D1 (see FIG. 2) of the cylinder 20, and the first end 201 and the second end of the cylinder 20 are separated.
  • the inside and outside of the tubular portion 20 are communicated with the 202.
  • the gas outlet 22 is formed near the bottom 24 of the casing 2 along one direction intersecting the axial direction D1 of the tubular portion 20. In other words, the gas outlet 22 is open to the side of the tubular portion 20.
  • the solid discharge port 23 (see FIG. 4) is separated from the gas inflow port 21 in the axial direction D1 (see FIG. 2) of the cylinder portion 20, and the first end 201 and the second end of the cylinder portion 20 are separated.
  • the inside and outside of the tubular portion 20 are communicated with the 202.
  • the solid discharge port 23 is formed near the bottom 24 of the casing 2 along one direction intersecting the axial direction D1 of the tubular portion 20. In other words, the solid discharge port 23 is open to the side of the tubular portion 20.
  • the tubular portion 20 has a plurality (two) of solid discharge ports 23.
  • the two solid discharge ports 23 are separated from each other in the direction along the outer circumference of the tubular portion 20.
  • the two solid discharge ports 23 are aligned in one radial direction of the tubular portion 20 when viewed from the axial direction D1 of the tubular portion 20.
  • the opening width of the solid discharge port 23 is longer than the opening width of the gas outlet 22 in the axial direction D1 of the tubular portion 20.
  • the distance between the solid discharge port 23 and the gas inlet 21 is shorter than the distance between the gas outlet 22 and the gas inlet 21 in the axial direction D1 of the tubular portion 20.
  • the distance between the solid discharge port 23 and the blade 4 is shorter than the distance between the gas outlet 22 and the blade 4 in the direction along the axial direction D1 of the tubular portion 20.
  • the opening width of the solid discharge port 23 is shorter than the opening width of the gas outlet 22 in the direction along the outer circumference of the tubular portion 20.
  • the rotating body 3 is arranged inside the tubular portion 20 and can rotate about the rotation central axis 30 along the axial direction D1 of the tubular portion 20.
  • the rotating body 3 is arranged coaxially with the cylinder portion 20 inside the cylinder portion 20.
  • "Arranged coaxially with the cylinder portion 20" means that the rotating body 3 aligns the rotation center axis 30 (see FIG. 2) of the rotating body 3 with the center axis 29 (see FIG. 2) of the cylinder portion 20. It means that it is placed in.
  • the rotating body 3 has, for example, a truncated cone shape whose outer diameter gradually increases as it moves away from the gas inlet 21 in the axial direction D1 of the tubular portion 20, but is not limited to this.
  • the rotating body 3 may be, for example, a bottomed cylinder having a bottom wall on the gas inflow port 21 side, or may be a cylinder.
  • the rotating body 3 has a bottomed cylinder shape, it is preferable that the rotating body 3 has a reinforcing wall inside.
  • the material of the rotating body 3 is, for example, a polycarbonate resin.
  • the length of the rotating body 3 is shorter than the length of the cylindrical portion 203 in the axial direction D1 of the tubular portion 20.
  • the rotating body 3 has a first end 31 on the gas inlet 21 side and a second end 32 on the gas outlet 22 side.
  • the rotating body 3 is arranged near the diameter-expanded portion 204 of the diameter-expanded portion 204 and the bottom portion 24 in the axial direction D1 of the tubular portion 20. More specifically, in the axial direction D1 of the tubular portion 20, the distance between the rotating body 3 and the enlarged diameter portion 204 is shorter than the distance between the rotating body 3 and the bottom portion 24.
  • the blade 4 is arranged between the cylinder portion 20 and the rotating body 3, and rotates together with the rotating body 3.
  • a plurality of blades 4 (here, 24 blades) are arranged between the cylinder portion 20 and the rotating body 3. That is, the separation device 1 includes a plurality of blades 4.
  • the plurality of blades 4 are connected to the rotating body 3 and are separated from the inner peripheral surface 26 of the tubular portion 20. The plurality of blades 4 rotate together with the rotating body 3.
  • the plurality of blades 4 are provided on the rotating body 3 over the entire length of the rotating body 3 in the direction along the axial direction D1 of the tubular portion 20. That is, the plurality of blades 4 are provided from the first end 31 to the second end 32 of the rotating body 3.
  • the material of the plurality of blades 4 is, for example, a polycarbonate resin.
  • the material of the rotating body 3 and the material of the plurality of blades 4 are the same, but the material is not limited to this and may be different.
  • the plurality of blades 4 may be integrally formed with the rotating body 3, or may be formed as a separate member from the rotating body 3 and fixed to the rotating body 3 to be connected to the rotating body 3.
  • Each of the plurality of blades 4 is arranged so that a gap is formed between each blade 4 and the cylinder portion 20 when viewed from the axial direction D1 of the cylinder portion 20.
  • the distance between the protruding tip of each of the plurality of blades 4 and the outer peripheral surface 36 of the rotating body 3 is the distance between the outer peripheral surface 36 of the rotating body 3 and the inner peripheral surface 26 of the tubular portion 20. Shorter than the distance.
  • Each of the plurality of blades 4 is arranged in parallel with the rotation center axis 30 of the rotating body 3 in the space (flow path) between the outer peripheral surface 36 of the rotating body 3 and the inner peripheral surface 26 of the tubular portion 20.
  • Each of the plurality of blades 4 has a flat plate shape.
  • Each of the plurality of blades 4 has a rectangular shape that is long in the direction along the rotation center axis 30 of the rotating body 3 when viewed from the thickness direction thereof.
  • Each of the plurality of blades 4 is tilted by a predetermined angle (for example, 45 degrees) with respect to one radial direction of the rotating body 3 when viewed from the bottom 24 side of the casing 2 in the direction along the axial direction D1 of the tubular portion 20. ing.
  • each of the plurality of blades 4 is tilted by a predetermined angle (for example, 45 degrees) with respect to the rotational direction R1 of the rotating body 3 with respect to one radial direction of the rotating body 3.
  • the predetermined angle is not limited to 45 degrees, and may be an angle larger than 0 degrees and 90 degrees or less.
  • the predetermined angle may be an angle within the range of 10 degrees or more and 80 degrees or less.
  • Each of the plurality of blades 4 is not limited to the case where each of the plurality of blades 4 is tilted by a predetermined angle in the rotation direction R1 of the rotating body 3 with respect to the one radial direction of the rotating body 3, for example, the angle formed by the one radial direction of the rotating body 3. May be 0 degrees. That is, a plurality of blades 4 may extend radially from the rotating body 3. As shown in FIG. 3, the plurality of blades 4 are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the rotating body 3.
  • equal angle interval is not limited to the case where the angle intervals are exactly the same, for example, within a predetermined error range (for example, ⁇ 10% of the specified angle interval) with respect to the specified angle interval. It may be an angular interval of.
  • the length of each of the plurality of blades 4 is the same as the length of the rotating body 3.
  • the length of each of the plurality of blades 4 is not limited to the same as the length of the rotating body 3, and may be longer or shorter than that of the rotating body 3.
  • the length of each of the plurality of blades 4 is shorter than the length of the cylindrical portion 203.
  • Each of the plurality of blades 4 has a first end 41 on the gas inlet 21 side and a second end 42 on the gas outlet 22 and the solid discharge port 23 side in the axial direction D1 of the tubular portion 20.
  • the casing 2 has a space 25 (see FIG. 2) on the solid discharge port 23 side of the second end 42 of each blade 4 in the axial direction D1 of the tubular portion 20.
  • the solid discharge port 23 is located at a position overlapping the space 25 in the direction orthogonal to the rotation center axis 30. That is, the solid discharge port 23 is located at a position overlapping the space 25 in the direction orthogonal to the axial direction D1 of the tubular portion 20. Further, in the separation device 1, the solid discharge port 23 is located at a position not overlapping with each blade 4 in the direction orthogonal to the rotation center axis 30.
  • the solid discharge port 23 is located at a position that does not overlap with each blade 4 in the direction orthogonal to the axial direction D1 of the tubular portion 20. In other words, there are no blades 4 in the projection area of the solid discharge port 23 when the tubular portion 20 is viewed from the side.
  • the ratio of the length of the space 25 to the total of the length of the blade 4 and the length of the space 25 in the axial direction D1 of the tubular portion 20 is, for example, 0.2 or more and 0.8 or less, as an example. , 0.55.
  • the separation device 1 includes a discharge cylinder portion 5 as described above.
  • the discharge cylinder portion 5 is connected to the peripheral edge of the solid discharge port 23 (see FIG. 4) on the outer peripheral surface 27 of the cylinder portion 20, for example.
  • the discharge cylinder portion 5 is a member for discharging the solid contained in the gas.
  • the discharge cylinder portion 5 has an internal space 50 (see FIG. 4) communicating with the solid discharge port 23, and protrudes from the outer peripheral surface 27 of the cylinder portion 20.
  • the discharge cylinder portion 5 has a square cylinder shape. Further, a part 53 of the discharge cylinder portion 5 extends from the inner peripheral surface 26 of the cylinder portion 20 to the inside of the cylinder portion 20.
  • a part 53 of the discharge cylinder portion 5 is a portion of the discharge cylinder portion 5 extending from the inner peripheral surface 26 of the cylinder portion 20 to the inside of the cylinder portion 20.
  • the opening on the side opposite to the solid discharge port 23 side is rectangular with the direction along the axial direction D1 of the cylinder portion 20 as the longitudinal direction with respect to the portion protruding from the outer peripheral surface 27 of the cylinder portion 20. be.
  • the direction in which the opening on the side opposite to the solid discharge port 23 side is along the axial direction D1 of the cylinder portion 20 is defined as the longitudinal direction. It is a rectangular shape.
  • the inner peripheral surface of the solid discharge port 23 in the tubular portion 20 is located in the rear inner surface 231 and the front, which are located rearward in the direction along the rotation direction R1 of the rotating body 3. It has a front inner surface 232.
  • the rear inner surface 231 is formed along the tangential direction of the inner peripheral surface 26 of the tubular portion 20 when viewed from the axial direction D1 of the tubular portion 20.
  • the discharge cylinder portion 5 projects in a direction along the tangential direction when viewed from the axial direction D1 of the cylinder portion 20.
  • the discharge cylinder portion 5 is located at a position not overlapping with the blade 4 in a direction orthogonal to the rotation center axis 30.
  • the partial 53 of the discharge cylinder portion 5 extends from the inner peripheral surface 26 of the cylinder portion 20 to the center line B1 (see FIG. 4) of the cylinder portion 20 along the front inner surface 232 of the solid discharge port 23.
  • the one center line B1 is orthogonal to the rotation center axis 30 of the rotating body 3 and orthogonal to the axial direction of the discharge cylinder portion 5.
  • the separation device 1 includes a plurality (for example, two) discharge cylinder portions 5.
  • the plurality of discharge cylinder portions 5 are arranged so as to have rotational symmetry when viewed from the axial direction D1 of the cylinder portion 20.
  • the separation device 1 includes the outflow tube portion 6 as described above.
  • the outflow cylinder portion 6 is connected to the peripheral edge of the gas outlet 22 on the outer peripheral surface 27 of the cylinder portion 20, for example.
  • the outflow tube portion 6 is a member for supplying the gas separated from the solid to the outside of the casing 2.
  • the outflow cylinder portion 6 has an internal space 60 communicating with the gas outlet 22, and protrudes from the outer peripheral surface 27 of the cylinder portion 20.
  • the outflow cylinder portion 6 has a square cylinder shape. In the outflow tube portion 6, the opening on the side opposite to the gas outlet 22 side is square, but is not limited to this.
  • the outflow cylinder portion 6 is adjacent to the discharge cylinder portion 5 of one of the two discharge cylinder portions 5.
  • the outflow cylinder portion 6 is located in front of the adjacent discharge cylinder portion 5 in the direction along the rotation direction R1 of the rotating body 3.
  • the outflow cylinder portion 6 is arranged in parallel with the adjacent discharge cylinder portion 5 when viewed from the axial direction D1 of the cylinder portion 20, but is not limited to this, for example, the inner circumference of the cylinder portion 20. It may project in a direction along the tangential direction of the surface 26.
  • the separation device 1 may further include a rectifying structure 8 (see FIGS. 1 and 2).
  • the rectifying structure 8 is located inside the cylinder portion 20 between the gas inlet 21 and the rotating body 3, and rectifies the flow of gas flowing into the cylinder portion 20.
  • the rectifying structure 8 has, for example, a truncated cone shape and is arranged inside the enlarged diameter portion 204.
  • the rectifying structure 8 is arranged so that its central axis is aligned with the central axis 29 of the tubular portion 20.
  • the rectifying structure 8 is connected to, for example, the rotating body 3 and rotates together with the rotating body 3, but the rectifying structure 8 is not limited to this.
  • the rectifying structure 8 may be supported by, for example, the tubular portion 20 via one or a plurality of beams.
  • the separating device 1 may further include a structure 9 arranged in the space 25 on the side opposite to the gas inflow port 21 side when viewed from the rotating body 3.
  • the shape of the structure 9 is cylindrical, but is not limited to this.
  • the structure 9 is arranged along the rotation center axis 30 of the rotating body 3.
  • the structure 9 may or may not be connected to the rotating body 3.
  • the structure 9 may be rotated together with the rotating body 3 or may be rotated separately from the rotating body 3.
  • the structure 9 preferably has a shape having rotational symmetry about the rotation center axis 30. ..
  • the outer cover 7 surrounds a part of the casing 2.
  • the outer cover 7 has a bottomed cylindrical shape.
  • the inner diameter of the outer cover 7 is larger than the outer diameter of the tubular portion 20.
  • the outer cover 7 is located at least on the side of the second end 202 of the tubular portion 20. The outer cover 7 suppresses the solid discharged from the discharge cylinder portion 5 from being discharged to the side of the separation device 1.
  • the separation system 10 includes a separation device 1 and a drive device 11 that rotationally drives the rotating body 3 of the separation device 1.
  • the drive device 11 includes, for example, a motor that rotationally drives a rotating body.
  • the drive device 11 may directly or indirectly connect the rotating shaft of the motor to the rotating body 3, or transmit the rotation of the rotating shaft of the motor to the rotating body 3 via the pulley and the rotating belt. It may be configured.
  • the motor may be arranged inside the casing 2 or may be arranged outside the casing 2.
  • the rotation speed of the rotating body 3 rotationally driven by the driving device 11 is, for example, 1500 rpm to 3000 rpm.
  • the separation system 10 further includes a control device 12 that controls the drive device 11.
  • the control device 12 includes a computer system.
  • the computer system mainly consists of a processor and a memory as hardware.
  • the function as the control device 12 is realized by the processor executing the program recorded in the memory of the computer system.
  • the program may be pre-recorded in the memory of the computer system, may be provided through a telecommunications line, and may be recorded on a non-temporary recording medium such as a memory card, optical disk, hard disk drive, etc. that can be read by the computer system. May be provided.
  • the processor of a computer system is composed of one or more electronic circuits including a semiconductor integrated circuit (IC) or a large scale integrated circuit (LSI).
  • the integrated circuit such as IC or LSI referred to here has a different name depending on the degree of integration, and includes an integrated circuit called a system LSI, VLSI (Very Large Scale Integration), or ULSI (Ultra Large Scale Integration).
  • an FPGA Field-Programmable Gate Array
  • a plurality of electronic circuits may be integrated on one chip, or may be distributed on a plurality of chips.
  • a plurality of chips may be integrated in one device, or may be distributed in a plurality of devices.
  • the computer system referred to here includes a microcontroller having one or more processors and one or more memories. Therefore, the microprocessor is also composed of one or a plurality of electronic circuits including a semiconductor integrated circuit or a large-scale integrated circuit.
  • the rotation direction R1 (see FIGS. 3 and 4) of the rotating body 3 is, for example, the bottom portion 24 of the casing 2 in the axial direction D1 of the tubular portion 20.
  • the separation system 10 rotationally drives the rotating body 3 by the driving device 11.
  • the separation device 1 by rotating the rotating body 3, it is possible to apply a force in the rotation direction around the rotation center axis 30 to the air flowing into the inner space (flow path) of the casing 2.
  • a plurality of blades 4 rotate together with the rotating body 3 due to the rotation of the rotating body 3, and the velocity vector of the air flowing in the inner space of the casing 2 is in the direction parallel to the rotation center axis 30. It will have a velocity component and a velocity component in the direction of rotation around the central axis of rotation 30.
  • the rotating body 3 and each of the blades 4 rotate to generate a swirling air flow in the casing 2.
  • the swirling airflow is a three-dimensional spirally rotating airflow.
  • the solid contained in the air flowing into the casing 2 spirally rotates in the inner space of the casing 2 from the rotation center axis 30 of the rotating body 3 to the inner peripheral surface 26 of the tubular portion 20. Receives centrifugal force in the direction of heading. The solid subjected to the centrifugal force tends to rotate toward the inner peripheral surface 26 of the tubular portion 20 and spirally around the inner peripheral surface 26 of the tubular portion 20 along the inner peripheral surface 26. Then, in the separation device 1, a part of the solid in the air is discharged from the discharge cylinder portion 5 through the solid discharge port 23 while passing through the inner space of the casing 2. The centrifugal force acting on a solid is proportional to the mass of the solid. Therefore, a solid having a relatively large mass tends to reach the vicinity of the inner peripheral surface 26 of the tubular portion 20 before a solid having a relatively small mass.
  • a swirling air flow (swirl flow) is generated in the inner space of the casing 2.
  • a part of the solid (for example, dust) in the air flowing into the casing 2 from the gas inlet 21 of the cylinder portion 20 is discharged through the solid discharge port 23 and the discharge cylinder portion 5.
  • a part of the air (cleaned air) from which the solid is separated (removed) flows out from the gas outlet 22 of the tubular portion 20.
  • the separation device 1 has a space 25 in the casing 2.
  • a vortex flows in the space between the two blades 4 adjacent to each other in the rotation direction R1 of the rotating body 3 between the outer peripheral surface 36 of the rotating body 3 and the inner peripheral surface 26 of the tubular portion 20.
  • it is likely to be rectified by a spiral airflow in the space 25 on the downstream side of each blade 4.
  • a particle having a relatively large particle size is subjected to centrifugal force, it easily deviates from the air flow, approaches the inner peripheral surface 26 of the tubular portion 20, and is easily discharged from the solid discharge port 23.
  • the separation efficiency tends to increase as the rotation speed of the rotating body 3 increases. Further, regarding the separation characteristics of the separation device 1, the separation efficiency tends to increase as the particle size is increased.
  • the rotation speed of the rotating body 3 is set so as to separate fine particles having a predetermined particle size or more.
  • the fine particles having a specified particle size for example, particles having an aerodynamic particle diameter of 2 ⁇ m are assumed.
  • the "aerodynamic particle size” means the diameter of a particle whose aerodynamic behavior is equivalent to a spherical particle having a specific gravity of 1.0.
  • the aerodynamic particle size is the particle size obtained from the sedimentation speed of the particles.
  • Solids that remain in the air without being separated by the separation device 1 are, for example, fine particles having a smaller particle size than the fine particles that are supposed to be separated by the separation device 1 (in other words, it is assumed that they are separated by the separation device 1). It contains fine particles with a mass smaller than the mass of the fine particles.
  • the airflow in the casing 2 in the separation device 1 can be estimated from the result of a simulation using, for example, fluid analysis software.
  • fluid analysis software for example, ANSYS (R) Fluent (R) can be adopted.
  • R Fluent
  • a simulation using the particle trajectory analysis software was performed on the simulation result using the above-mentioned fluid analysis software.
  • particle trajectory analysis method for example, DPM (Discrete Phase Model) can be adopted.
  • FIG. 6 shows an example of the locus of particles having a particle diameter of 2 ⁇ m in the casing 2 of the separator 1 according to the embodiment by a thick line. From FIG. 6, it can be seen that the particles having a particle diameter of 2 ⁇ m are discharged from the solid discharge port 23.
  • the casing 2 has a space 25 on the solid discharge port 23 side of the second end 42 of the blade 4 in the axial direction D1 of the tubular portion 20.
  • the separation device 1 further includes a discharge cylinder portion 5.
  • the discharge cylinder portion 5 has an internal space 50 communicating with the solid discharge port 23 and protrudes from the outer peripheral surface 27 of the cylinder portion 20.
  • the separation device 1 according to the embodiment can improve the separation performance.
  • the separation device 1 is, for example, upstream of an air filter such as a HEPA filter (high efficiency particulate air filter) arranged on the upstream side of an air conditioner in an air purification system installed in a house or the like. Place it on the side and use it.
  • the "HEPA filter” is an air filter having a particle collection rate of 99.97% or more and an initial pressure loss of 245 Pa or less with respect to particles having a particle size of 0.3 ⁇ m at a rated flow rate.
  • the air filter does not require 100% particle collection efficiency as an essential condition.
  • the air purification system it is possible to extend the life of the air filter or the like located on the downstream side of the separation device 1. For example, in an air purification system, it is possible to suppress an increase in pressure loss due to an increase in the total mass of fine particles and the like collected by an air filter. This makes it possible to reduce the frequency of air filter replacement in the air purification system.
  • the air purification system is not limited to a configuration in which the air filter and the air conditioning equipment are housed in different housings, and the air filter may be provided in the housing of the air conditioning equipment. In other words, the air conditioner may be equipped with an air filter in addition to the blower.
  • Embodiment is only one of the various embodiments of the present disclosure.
  • the embodiment can be variously changed according to the design and the like as long as the object of the present disclosure can be achieved.
  • the rotating body 3 and the structure 9 are, for example, for example. It is integrally formed by resin molding or the like.
  • the rotating body 3 and the structure 9 can be integrally molded at the time of manufacturing the separating device 1.
  • one of the spaces 25 is located between the bottom portion 24 of the casing 2 and the structure 9.
  • the gap length between the bottom portion 24 and the structure 9 is, for example, about several mm.
  • the separation device 1a according to the first modification further includes a protrusion 28 protruding from the bottom 24 of the casing 2 toward the space 25 of the casing 2. It is different from the separator 1 according to the above.
  • the same components as those of the separation device 1 according to the embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted as appropriate.
  • the protrusion 28 overlaps with the structure 9 when viewed from a direction orthogonal to the rotation center axis 30 of the rotating body 3.
  • the protrusion 28 is located outside the structure 9 when viewed from the direction along the rotation center axis 30.
  • the protrusion 28 is separated from the structure 9 in a direction orthogonal to the rotation center axis 30.
  • the protrusion 28 has a cylindrical shape.
  • the inner diameter of the cylindrical protrusion 28 is larger than the outer diameter of the cylindrical structure 9 and smaller than the inner diameter of the cylindrical structure 203. From the viewpoint of suppressing the turbulence of the air flow in the casing 2, it is preferable that the difference between the inner diameter of the protrusion 28 and the outer diameter of the structure 9 is small.
  • the protrusion 28 is cylindrical as described above, and is arranged coaxially with the cylindrical structure 9 and the cylindrical portion 203.
  • the distance between the structure 9 and the protrusion 28 is shorter than the distance between the protrusion 28 and the cylinder 20 in the direction orthogonal to the rotation center axis 30. In the direction orthogonal to the rotation center axis 30, the distance between the protrusion 28 and the cylinder 20 is longer than the shortest distance between each of the plurality of blades 4 and the cylinder 20.
  • the protrusion 28 when viewed from the direction along the rotation center axis 30 overlaps a part of each of the plurality of blades 4.
  • the shape of the structure 9 is preferably cylindrical from the viewpoint of suppressing the turbulence of the air flow in the casing 2, but the shape is not limited to this and may be a cylindrical shape other than the cylindrical shape.
  • the structure 9 has a first end 91 on the rotating body 3 side and a second end 92 on the bottom 24 side of the casing 2 in the direction along the rotation center axis 30.
  • the separating device 1a preferably further includes a lid portion 94 that closes the opening of the second end 92 of the structure 9.
  • the lid portion 94 has a disk shape.
  • the lid portion 94 may be integrally molded with the structure 9, or may be formed separately from the structure 9 and integrated with the structure 9 by an adhesive or a fixture or the like.
  • the separating device 1a is not limited to the configuration including the lid portion 94, and may be configured not to include the lid portion 94.
  • the separation device 1a according to the first modification can increase the flow path resistance in the vicinity of the gap between the bottom 24 of the casing 2 and the structure 9, and suppress the inflow of gas into the gap. can.
  • the separation device 1a according to the modified example 1 can improve the separation efficiency as compared with the separation device 1 according to the embodiment.
  • the protrusion 28 is located inside the structure 9 when viewed from the direction along the rotation center axis 30.
  • the protrusion 28 is separated from the structure 9 in a direction orthogonal to the rotation center axis 30.
  • the outer diameter of the cylindrical protrusion 28 is smaller than the inner diameter of the cylindrical structure 9. From the viewpoint of suppressing the turbulence of the air flow in the casing 2, it is preferable that the difference between the outer diameter of the protrusion 28 and the inner diameter of the structure 9 is small.
  • the protrusion 28 is cylindrical as described above, and is arranged coaxially with the cylindrical structure 9 and the cylindrical portion 203.
  • the separation device 1b according to the second modification is further provided with a partition wall 96 which is arranged in the structure 9 and faces the protrusion 28 in the direction along the rotation center axis 30 of the rotating body 3.
  • the partition wall 96 has a disk shape.
  • the outer peripheral portion of the partition wall 96 is connected to the inner peripheral surface of the structure 9 over the entire circumference.
  • the distance between the partition wall 96 and the second end 92 of the structure 9 is shorter than the distance between the partition wall 96 and the first end 91 of the structure 9 in the direction along the rotation center axis 30 of the rotating body 3.
  • a part of the protrusion 28 is housed in a space surrounded by the structure 9 and the partition wall 96 on the second end 92 side of the first end 91 and the second end 92 of the structure 9.
  • the separation device 1b according to the modification 2 has protrusions 28 like the separation device 1a according to the modification 1 because the protrusion 28 is located inside the structure 9 when viewed from the direction along the rotation center axis 30. It is possible to improve the separation efficiency as compared with the case where the portion 28 is located outside the structure 9.
  • the separation device 1c according to the modification 3 is a separation device according to the modification 2 in that a part of the partition wall 96 is formed in a shape along the inner peripheral surface of the protrusion 28. It is different from 1b.
  • the same components as those of the separation device 1b according to the modification 2 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted as appropriate.
  • the distance between the central portion of the partition wall 96 and the bottom portion 24 of the casing 2 in the direction along the rotation center axis 30 of the rotating body 3 is the distance between the separating device 1b according to the modified example 2. It is shorter than the distance between the central portion of the partition wall 96 and the bottom portion 24 of the casing 2.
  • separating device 1c according to the modified example 3 a part of the partition wall 96 is formed in a shape along the inner peripheral surface of the protrusion 28, so that the partition wall 96 is compared with the separating device 1b according to the modified example 2. It is possible to suppress the entry of airflow between the central portion of the casing 2 and the bottom portion 24 of the casing 2. As a result, the separation device 1c according to the modification 3 can further suppress the turbulence of the air flow as compared with the separation device 1b according to the modification 2, and the separation efficiency can be improved.
  • the separation device 1d according to the modified example 4 relates to an embodiment in that the structure 9 is integrally formed with the casing 2 and the structure 9 and the rotating body 3 are separated. It is different from the separator 1.
  • the same components as those of the separation device 1 according to the embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted as appropriate.
  • the structure 9 is connected to the bottom 24 of the casing 2. Further, in the separating device 1d according to the modified example 4, the structure 9 is separated from the rotating body 3 and the plurality of blades 4 in the direction along the rotation center axis 30, and does not rotate even if the rotating body 3 rotates. From the viewpoint of suppressing the turbulence of the air flow in the casing 2, the separating device 1d preferably further includes a lid portion 93 that closes the opening of the first end 91 of the structure 9.
  • the lid portion 93 has a disk shape.
  • the lid portion 93 may be integrally molded with the structure 9, or may be formed separately from the structure 9 and integrated with the structure 9 by an adhesive or a fixture or the like.
  • the separating device 1d is not limited to the configuration including the lid portion 93, and may be configured not to include the lid portion 93.
  • the structure 9 may be integrally molded with the casing 2, or may be formed separately from the casing 2 and integrated with the casing 2 by, for example, an adhesive or a fixture.
  • the separation device 1d according to the modified example 4 it is not necessary to provide a gap between the structure 9 and the bottom 24 of the casing 2 in the direction along the rotation center axis 30, and the separation device 1d according to the embodiment is compared with the separation device 1 according to the embodiment. It is possible to improve the separation efficiency.
  • the rotating body 3 has a cylindrical protrusion 38.
  • the protrusion 38 projects from the outer peripheral portion of the circular surface 33 facing the bottom portion 24 of the casing 2 toward the bottom portion 24 in the rotating body 3.
  • the inner diameter of the structure 9 is larger than the outer diameter of the protrusion 38 of the rotating body 3. From the viewpoint of suppressing the turbulence of the air flow in the casing 2, it is preferable that the difference between the outer diameter of the protrusion 38 and the inner diameter of the structure 9 is small.
  • the length of the protruding portion 38 is shorter than the length of the structure 9. Further, in the axial direction D1 of the tubular portion 20, the length of the protrusion 38 is longer than the distance between the plane including the surface 33 of the rotating body 3 and the plane including the end surface of the first end 91 of the structure 9.
  • the separation device 1e according to the modified example 5 further includes a partition wall 95.
  • the partition wall 95 is arranged in the structure 9 and faces the protrusion 38 in the direction along the rotation center axis 30 of the rotating body 3.
  • the partition wall 95 has a disk shape.
  • the outer peripheral portion of the partition wall 95 is connected to the inner peripheral surface of the structure 9 over the entire circumference.
  • the distance between the partition wall 95 and the first end 91 of the structure 9 is shorter than the distance between the partition wall 95 and the second end 92 of the structure 9 in the direction along the rotation center axis 30 of the rotating body 3.
  • a part of the protrusion 38 is housed in a space surrounded by the structure 9 and the partition wall 95 on the first end 91 side of the first end 91 and the second end 92 of the structure 9.
  • the separation device 1e according to the modified example 5 a part of the structure 9 overlaps with a part of the rotating body 3 when viewed from a direction orthogonal to the rotation center axis 30.
  • the separation device 1e according to the modification 5 can suppress the turbulence of the air flow as compared with the separation device 1d according to the modification 4, and the separation efficiency can be improved.
  • the separation device 1f according to the modification 6 is a separation device according to the modification 5 in that a part of the partition wall 95 is formed in a shape along the inner peripheral surface of the protrusion 38. It is different from 1e.
  • the same components as those of the separation device 1e according to the modification 5 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted as appropriate.
  • the distance between the central portion of the partition wall 95 and the surface 33 of the rotating body 3 in the direction along the rotation center axis 30 of the rotating body 3 is the separation device 1e according to the modified example 5. It is shorter than the distance between the central portion of the partition wall 95 and the surface 33 of the rotating body 3.
  • a part of the partition wall 95 is formed in a shape along the inner peripheral surface of the protrusion 38, so that the partition wall 95 is compared with the separating device 1e according to the modified example 5. It is possible to suppress the entry of airflow between the central portion of the rotating body 3 and the surface 33 of the rotating body 3. As a result, the separation device 1f according to the modification 6 can further suppress the turbulence of the air flow as compared with the separation device 1e according to the modification 5, and the separation efficiency can be improved.
  • the separating device 1g according to the modified example 7 is a modified example in that a part of the structure 9 is located inside the rotating body 3 when viewed from the direction along the rotation center axis 30. It is different from the separation device 1d according to 4.
  • the same components as those of the separating device 1d according to the modified example 4 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted as appropriate.
  • a recess 331 for accommodating a part of the structure 9 is formed on the circular surface 33 facing the bottom 24 of the casing 2 in the rotating body 3.
  • the opening shape and dimensions of the recess 331 are determined so that the structure 9 does not interfere with the rotation of the rotating body 3.
  • the opening of the recess 331 is circular.
  • the inner diameter of the opening of the recess 331 is larger than the outer diameter of the structure 9. There is a gap between the structure 9 and the bottom surface of the recess 331 in the direction along the rotation center axis 30.
  • the separation device 1g according to the modification 7 a part of the structure 9 is located inside the rotating body 3 when viewed from the direction along the rotation center axis 30.
  • the separation device 1g according to the modification 7 can suppress the turbulence of the air flow as compared with the separation device 1d according to the modification 4, and the separation efficiency can be improved.
  • the rotating body 3 may have a cylindrical shape capable of accommodating a part of the structure 9.
  • the tubular portion 20 in the separation device 1 may have a plurality of gas outlets 22.
  • the separation device 1 may have a plurality of outflow tube portions 6.
  • the separation device 1 may be configured not to include the outflow tube portion 6.
  • the gas inlet 21 penetrates the axial direction D1 of the tubular portion 20 (the surface including the gas inlet 21 intersects the axial direction D1).
  • the surface including the gas inlet 21 may intersect in a direction orthogonal to the axial direction D1 of the tubular portion 20.
  • the solid discharge port 23 is not limited to the case where it does not overlap with the blade 4 in the direction orthogonal to the rotation center axis 30, but at least a part of the solid discharge port 23 overlaps with the blade 4 in the direction orthogonal to the rotation center axis 30. There may be. In this case, the solid discharge port 23 does not overlap with any of the plurality of blades 4 when viewed from the axial direction D1 of the tubular portion 20 (that is, when viewed from the direction along the rotation center axis 30). In this case, for example, the protruding lengths of the plurality of blades 4 from the outer peripheral surface 36 of the rotating body 3 are determined so that each blade 4 does not collide with the peripheral edge of the solid discharge port 23.
  • the casing 2 of the separation device 1 is located at a position that does not overlap with the blade 4 in the direction orthogonal to the rotation center axis 30 and at a position that overlaps with the blade 4 in the direction orthogonal to the rotation center axis 30. It may have a solid outlet.
  • the number of solid discharge ports 23 included in the cylinder portion 20 is not limited to a plurality, and may be one.
  • shapes of the plurality of solid discharge ports 23 are not limited to the case where they are the same as each other, and may be different.
  • the tip on the tubular portion 20 side in the protruding direction from the rotating body 3 is located forward of the base end on the rotating body 3 side in the rotating direction R1 of the rotating body 3. May be good.
  • each of the plurality of blades 4 may have a shape including one or more curved portions such as an arc shape.
  • each of the plurality of blades 4 may be formed in a spiral shape around the rotation center axis 30 of the rotating body 3.
  • the "spiral shape” is not limited to a spiral shape having a rotation speed of 1 or more, but also includes a part of a spiral shape having a rotation speed of 1.
  • the rotating body 3 may include a plurality of rotating members.
  • the rotating members arranged in the direction along the central axis 29 of the tubular portion 20 are connected to each other.
  • gas flowing into the casing 2 from the gas inlet 21 of the cylinder portion 20 is not limited to air, and may be, for example, exhaust gas or the like.
  • the separation device 1 may further include a lid portion 94 that closes the opening of the second end 92 of the structure 9 as in the separation device 1a according to the modification 1.
  • the separation device (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f; 1g) includes a casing (2), a rotating body (3), and a blade (4).
  • the casing (2) includes a tubular portion (20) having a circular inner peripheral shape.
  • the rotating body (3) is arranged inside the tubular portion (20), and can rotate about the rotation center axis (30) along the axial direction (D1) of the tubular portion (20).
  • the blade (4) is arranged between the tubular portion (20) and the rotating body (3), and rotates together with the rotating body (3).
  • the tubular portion (20) has a gas inlet (21), a gas outlet (22), and a solid discharge port (23).
  • the gas outlet (22) is axially separated from the gas inlet (21), and is located inside and outside the cylinder portion (20) between the first end (201) and the second end (202) in the axial direction. Communicate.
  • the solid discharge port (23) is aligned with the gas outlet (22) in the direction along the outer circumference of the tubular portion (20).
  • the blade (4) has a first end (41) on the gas inlet (21) side and a second end (42) on the gas outlet (22) side.
  • the casing (2) has a space (25) on the solid discharge port (23) side of the second end (42) of the blade (4) in the axial direction (D1).
  • the separating device (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f; 1g) further includes a discharge cylinder portion (5).
  • the discharge cylinder portion (5) has an internal space (50) communicating with the solid discharge port (23) and protrudes from the outer peripheral surface (27) of the cylinder portion (20).
  • the separation device (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f; 1g) according to the first aspect can improve the separation performance of separating a solid contained in a gas from the gas.
  • the inner peripheral surface of the solid discharge port (23) in the tubular portion (20) is , Has a rear inner surface (231) located rearward and a front inner surface (232) located forward in a direction along the rotation direction (R1) of the rotating body (3).
  • the rear inner surface (231) is formed along the tangential direction of the inner peripheral surface (26) of the tubular portion (20) when viewed from the axial direction (D1) of the tubular portion (20).
  • the discharge cylinder portion (5) projects in a direction along the tangential direction when viewed from the axial direction (D1) of the cylinder portion (20).
  • the solid contained in the gas is discharged through the solid discharge port (23) and the discharge cylinder portion (5). It becomes easy to be done.
  • the separation device (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f; 1g) according to the third aspect further includes an outflow tube portion (6) in the first or second aspect.
  • the outflow cylinder portion (6) has an internal space (60) communicating with the gas outlet (22) and protrudes from the outer peripheral surface (27) of the cylinder portion (20).
  • the gas separated from the solid passes through the gas outlet (22) and the outflow tube portion (6). It becomes easier to flow.
  • the discharge cylinder portion (5) is the center of rotation. It is in a position that does not overlap with the blade (4) in the direction orthogonal to the axis (30).
  • the solid discharge port (23) and the blade (4) in the direction orthogonal to the rotation center axis (30). It is possible to improve the separation efficiency as compared with the case where at least a part of the overlapping positions is present.
  • the separation device (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f; 1g) is based on any one of the first to fourth aspects.
  • the opening width of the solid discharge port (23) is the gas outlet (22) in the axial direction (D1) of the tubular portion (20). Longer than the opening width of.
  • the separation device (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f; 1g) according to the fifth aspect has an opening width of the solid discharge port (23) in the axial direction (D1) of the tubular portion (20). It is possible to improve the separation efficiency as compared with the case where the width is equal to or less than the opening width of the gas outlet (22).
  • the separation device (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f; 1g) is based on the fifth aspect.
  • the distance between the solid discharge port (23) and the blade (4) in the direction along the axial direction (D1) is a gas flow. It is shorter than the distance between the exit (22) and the blade (4).
  • the separation device (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f; 1g) according to the sixth aspect can improve the separation efficiency.
  • the separation device (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f; 1g) according to the seventh aspect is based on the fifth or sixth aspect.
  • the opening width of the solid discharge port (23) is the gas outlet (22) in the direction along the outer circumference of the tubular portion (20). Shorter than the opening width of.
  • the separation device (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f; 1g) according to the seventh aspect can suppress the pressure loss.
  • the cylinder portion (20) is a solid discharge port. It has a plurality of (23).
  • the separation device (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f; 1g) includes a plurality of discharge cylinder portions (5).
  • the separation device (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f; 1g) according to the eighth aspect can improve the separation efficiency.
  • the plurality of discharge cylinder portions (5) are the shafts of the cylinder portion (20). It is arranged so as to have rotational symmetry when viewed from the direction (D1).
  • the separation device (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f; 1g) can suppress the turbulence of the air flow and improve the separation efficiency.
  • the separation device (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f; 1g) according to the tenth aspect further includes a rectifying structure (8) in any one of the first to ninth aspects.
  • the rectifying structure (8) is located inside the tubular portion (20) between the gas inlet (21) and the rotating body (3), and rectifies the flow of gas flowing in from the gas inlet (21). do.
  • the separation device (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f; 1g) can rectify the flow of gas flowing into the cylinder portion (20).
  • the gas inlet (21) is axially oriented. It penetrates (D1).
  • the separation device (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f; 1g) according to the eleventh aspect can suppress the pressure loss.
  • the separation device (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f; 1g) according to the twelfth aspect further comprises the structure (9) in any one of the first to eleventh aspects.
  • the structure (9) is arranged along the rotation center axis (30) of the rotating body (3). At least a part of the structure (9) is arranged in the space (25).
  • the separation device (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f; 1g) according to the twelfth aspect can improve the separation efficiency.
  • the casing (2) closes the opening of the second end (202) of the tubular portion (20) to the bottom portion (24).
  • the structure (9) is integrally formed with the rotating body (3).
  • the separator (1a; 1b; 1c) further comprises a protrusion (28).
  • the protrusion (28) protrudes from the bottom portion (24) of the casing (2) toward the space (25) side of the casing (2).
  • the protrusion (28) overlaps the structure (9) when viewed from a direction orthogonal to the rotation center axis (30).
  • the separation device (1a; 1b; 1c) according to the thirteenth aspect can improve the separation efficiency.
  • the structure (9) is tubular.
  • the protrusion (28) is located inside the structure (9) when viewed from the direction along the rotation center axis (30).
  • the structure (9) is integrally formed with the casing (2).
  • the structure (9) and the rotating body (3) are separated.
  • the separation device (1d; 1e; 1f; 1g) according to the fifteenth aspect can improve the separation efficiency.
  • a part of the structure (9) is a rotating body (3) when viewed from a direction orthogonal to the rotation center axis (30). It overlaps with a part of.
  • the separation device (1e; 1f; 1g) according to the sixteenth aspect can improve the separation efficiency.
  • a part of the structure (9) is inside the rotating body (3) when viewed from the direction along the rotation center axis (30). positioned.
  • the configurations according to the second to 17th aspects are not essential configurations for the separation device (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f; 1g) and can be omitted as appropriate.
  • the separation system (10) includes a separation device (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f; 1g) according to any one of the first to seventeenth aspects and a drive device (11). And.
  • the drive device (11) rotationally drives the rotating body (3).
  • the separation system (10) can improve the separation performance of separating the solid contained in the gas from the gas.

Abstract

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。ケーシング（２）は、筒部（２０）を含む。羽根（４）は、回転体（３）と一緒に回転する。筒部（２０）は、気体流入口と、気体流出口（２２）と、固体排出口（２３）と、を有する。気体流出口（２２）は、筒部（２０）の軸方向において気体流入口から離れており、筒部（２０）の内外を連通させる。固体排出口（２３）は、筒部（２０）の外周に沿った方向において気体流出口（２２）に並んでいる。羽根（４）は、気体流入口側の第１端と気体流出口（２２）側の第２端（４２）とを有する。ケーシング（２）は、筒部（２０）の軸方向において、羽根（４）の第２端（４２）よりも固体排出口（２３）側に空間を有する。分離装置（１）は、排出筒部（５）を更に備える。排出筒部（５）は、固体排出口（２３）に連通する内部空間（５０）を有し筒部（２０）の外周面（２７）から突出している。

Description

分離装置及び分離システム
　本開示は、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。
　従来、分離装置として、円筒形閉じ込め壁を有するチャンバと、シャフトに固定された複数のブレードを有するドライビングロータと、を備える遠心分離装置が知られている（特許文献１）。
　円筒形閉じ込め壁は、シャフトを囲んでシャフトと同軸的に配置されている。ブレードは、シャフトと円筒形閉じ込め壁との間に配置されシャフトに連結されている。円筒形閉じ込め壁は、インレット開口（流入口）とアウトレット開口（流出口）と除去開口（排出口）とを有している。除去開口は、インレット開口に近い位置よりもアウトレット開口に近い位置に設けられている。
　分離装置では、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が望まれている。
米国特許第５１４９３４５号明細書
　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、を備える。前記ケーシングは、円形状の内周形状を有する筒部を含む。前記回転体は、前記筒部の内側に配置されており、前記筒部の軸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、前記筒部と前記回転体との間に配置されており、前記回転体と一緒に回転する。前記筒部は、気体流入口と、気体流出口と、固体排出口と、を有する。前記気体流出口は、前記軸方向において前記気体流入口から離れており、前記軸方向の第１端と第２端との間において前記筒部の内外を連通させる。前記固体排出口は、前記筒部の外周に沿った方向において前記気体流出口に並んでいる。前記羽根は、前記気体流入口側の第１端と前記気体流出口側の第２端とを有する。前記ケーシングは、前記軸方向において、前記羽根の前記第２端よりも前記固体排出口側に空間を有する。前記分離装置は、排出筒部を更に備える。前記排出筒部は、前記固体排出口に連通する内部空間を有し前記筒部の外周面から突出している。
　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。
図１は、実施形態に係る分離装置の斜視図である。 図２は、同上の分離装置において回転中心軸を含む断面図である。 図３は、同上の分離装置を示し、図２のＡ－Ａ線断面に対応する断面図である。 図４は、同上の分離装置を示し、図２のＢ－Ｂ線断面に対応する断面図である。 図５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６は、実施形態に係る分離装置での粒子径２μｍの粒子の軌跡のシミュレーション結果を示す図である。 図７Ａは、実施形態の変形例１に係る分離装置において回転中心軸を含む断面図である。図７Ｂは、同上の分離装置を示し、図７ＡのＡ－Ａ線断面に対応する断面図である。 図８Ａは、実施形態の変形例２に係る分離装置において回転中心軸を含む断面図である。図８Ｂは、同上の分離装置を示し、図８ＡのＡ－Ａ線断面に対応する断面図である。 図９は、実施形態の変形例３に係る分離装置において回転中心軸を含む断面図である。 図１０は、実施形態の変形例４に係る分離装置において回転中心軸を含む断面図である。 図１１は、実施形態の変形例５に係る分離装置において回転中心軸を含む断面図である。 図１２は、実施形態の変形例６に係る分離装置において回転中心軸を含む断面図である。 図１３は、実施形態の変形例７に係る分離装置において回転中心軸を含む断面図である。
　下記の実施形態等において説明する図１～４及び６～１３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）
　以下、実施形態に係る分離装置１及びそれを備える分離システム１０について、図１～６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１～４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４と、を備える。また、分離システム１０は、図５に示すように、分離装置１と、駆動装置１１と、を備える。
　ケーシング２は、筒部２０を含む。筒部２０は、気体流入口２１（図２参照）と気体流出口２２（図４参照）と固体排出口２３（図４参照）とを有する。回転体３は、筒部２０の内側に配置されている。回転体３は、回転中心軸３０（図２参照）を中心として回転可能である。羽根４は、筒部２０と回転体３との間に配置されている。羽根４は、回転体３と一緒に回転する。
　固体排出口２３は、例えば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の孔である。固体排出口２３は、ケーシング２の内側空間とケーシング２の外側空間とをつないでいる。言い換えれば、固体排出口２３は、筒部２０の内外を連通させる。分離装置１は、回転体３の回転時に、ケーシング２内にケーシング２内を旋回する気流を発生させる。分離装置１では、ケーシング２と回転体３との間に、気体流入口２１から気体流出口２２に向かう流路の一部が形成されている。
　分離装置１は、上流側からケーシング２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、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は、例えば、気体流出口２２が気体流入口２１よりも上方に位置する状態で使用される。この場合、分離装置１では、ケーシング２の気体流入口２１から流路に流入した空気を、回転体３のまわりで螺旋状に回転させながら移動させ、気体流出口２２に流すことができる。
　分離装置１は、ケーシング２に流入した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、上述の固体排出口２３を有している。これにより、筒部２０の気体流入口２１からケーシング２内に流入した空気に含まれている固体の少なくとも一部は、流路を通過する途中で、固体排出口２３からケーシング２の外部に排出される。
　また、分離システム１０では、駆動装置１１が回転体３を回転駆動する。つまり、駆動装置１１は、回転中心軸３０を中心として回転体３を回転させる。駆動装置１１は、例えば、モータを含む。
　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。
　（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４と、を備える。また、分離装置１は、排出筒部５を更に備える。また、分離装置１は、流出筒部６を更に備える。また、分離装置１は、外部カバー７（図２参照）を更に備える。また、分離システム１０（図５参照）は、分離装置１と、駆動装置１１と、を備える。
　ケーシング２の材料は、例えば、金属であるが、これに限らず、樹脂（例えば、ＡＢＳ樹脂）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、円形状の内周形状を有する筒部２０を含む。「円形状の内周形状を有する」とは、筒部２０の内周に沿った形状が円形状であることを意味する。筒部２０の外周に沿った方向の形状は、円形状である。筒部２０は、軸方向Ｄ１（図２参照）の第１端２０１及び第２端２０２を有する。ケーシング２は、筒部２０と、筒部２０の第２端２０２の開口を塞いでいる底部２４と、を備える。つまり、実施形態に係る分離装置１では、ケーシング２は、有底筒状である。筒部２０では、筒部２０の第１端２０１の開口が気体流入口２１を構成している。したがって、気体流入口２１は、筒部２０の軸方向Ｄ１に貫通している。
　筒部２０では、第１端２０１の外径が、筒部２０において回転体３を囲んでいる部分２０３（以下、円筒部２０３ともいう）の外径よりも小さい。筒部２０の軸方向Ｄ１において、円筒部２０３の長さは、回転体３の長さよりも長い。円筒部２０３の内径及び外径は、筒部２０の軸方向Ｄ１の全長にわたって、それぞれ一定である。また、筒部２０は、第１端２０１と円筒部２０３との間に、第１端２０１から離れるにつれて内径及び外径が漸増する部分２０４（以下、拡径部２０４ともいう）を含んでいる。拡径部２０４の外径は、円筒部２０３の内径よりも小さい。拡径部２０４では、筒部２０の軸方向Ｄ１において気体流入口２１から離れるにつれて開口面積が漸増している。
　筒部２０では、気体流出口２２（図４参照）は、筒部２０の軸方向Ｄ１（図２参照）において気体流入口２１から離れており、筒部２０の第１端２０１と第２端２０２との間において筒部２０の内外を連通させる。気体流出口２２は、ケーシング２の底部２４の近くにおいて筒部２０の軸方向Ｄ１に交差する一方向に沿って形成されている。言い換えれば、気体流出口２２は、筒部２０の側方に開放されている。
　筒部２０では、固体排出口２３（図４参照）は、筒部２０の軸方向Ｄ１（図２参照）において気体流入口２１から離れており、筒部２０の第１端２０１と第２端２０２との間において筒部２０の内外を連通させる。固体排出口２３は、ケーシング２の底部２４の近くにおいて筒部２０の軸方向Ｄ１に交差する一方向に沿って形成されている。言い換えれば、固体排出口２３は、筒部２０の側方に開放されている。筒部２０は、固体排出口２３を複数（２つ）有している。２つの固体排出口２３は、筒部２０の外周に沿った方向において離れている。２つの固体排出口２３は、筒部２０の軸方向Ｄ１から見て、筒部２０の一径方向において並んでいる。
　分離装置１では、筒部２０の軸方向Ｄ１において、固体排出口２３の開口幅が気体流出口２２の開口幅よりも長い。ここにおいて、分離装置１では、筒部２０の軸方向Ｄ１において、固体排出口２３と気体流入口２１との距離が、気体流出口２２と気体流入口２１との距離よりも短い。また、分離装置１では、筒部２０の軸方向Ｄ１に沿った方向において、固体排出口２３と羽根４との距離が、気体流出口２２と羽根４との距離よりも短い。また、分離装置１では、筒部２０の外周に沿った方向において、固体排出口２３の開口幅が気体流出口２２の開口幅よりも短い。
　回転体３は、筒部２０の内側に配置されており、筒部２０の軸方向Ｄ１に沿った回転中心軸３０を中心として回転可能である。回転体３は、筒部２０の内側で筒部２０と同軸的に配置されている。「筒部２０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２参照）を筒部２０の中心軸２９（図２参照）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は、例えば、筒部２０の軸方向Ｄ１において気体流入口２１から離れるにつれて外径が漸増する円錐台状であるが、これに限らない。ここにおいて、回転体３は、例えば、気体流入口２１側に底壁を有する有底筒状であってもよいし、円柱状であってもよい。回転体３は、有底筒状の場合、内側に補強壁を有するのが好ましい。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に沿った方向において、回転体３の長さは、筒部２０の軸方向Ｄ１における円筒部２０３の長さよりも短い。
　回転体３は、気体流入口２１側の第１端３１と、気体流出口２２側の第２端３２と、を有する。回転体３は、筒部２０の軸方向Ｄ１において、拡径部２０４と底部２４とのうち拡径部２０４の近くに配置されている。より詳細には、筒部２０の軸方向Ｄ１において、回転体３と拡径部２０４との距離は、回転体３と底部２４との距離よりも短い。
　羽根４は、筒部２０と回転体３との間に配置されており、回転体３と一緒に回転する。分離装置１では、筒部２０と回転体３との間には、複数（ここでは、２４枚）の羽根４が配置されている。つまり、分離装置１は、複数の羽根４を備えている。複数の羽根４は、回転体３につながっており、筒部２０の内周面２６からは離れている。複数の羽根４は、回転体３と一緒に回転する。
　複数の羽根４は、筒部２０の軸方向Ｄ１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４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４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４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４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４の各々は、筒部２０の軸方向Ｄ１から見て各羽根４と筒部２０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４の各々と筒部２０の内周面２６との間に隙間がある。回転体３の径方向において、複数の羽根４の各々の突出先端と回転体３の外周面３６との間の距離は、回転体３の外周面３６と筒部２０の内周面２６との距離よりも短い。
　複数の羽根４の各々は、回転体３の外周面３６と筒部２０の内周面２６との間の空間（流路）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４の各々は、平板状である。複数の羽根４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四角形状である。複数の羽根４の各々は、筒部２０の軸方向Ｄ１に沿った方向においてケーシング２の底部２４側から見て、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４の各々では、回転体３からの突出方向における筒部２０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Ｒ１（図３及び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４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Ｒ１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４の各々は、回転体３の一径方向に対して回転体３の回転方向Ｒ１に所定角度だけ傾いている場合に限らず、例えば、回転体３の一径方向とのなす角度が０度であってもよい。つまり、複数の羽根４が回転体３から放射状に延びていてもよい。複数の羽根４は、図３に示すように回転体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。
　筒部２０の軸方向Ｄ１において、複数の羽根４の各々の長さは、回転体３の長さと同じである。複数の各々の羽根４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。
　筒部２０の軸方向Ｄ１において、複数の羽根４の各々の長さは、円筒部２０３の長さよりも短い。
　複数の羽根４の各々は、筒部２０の軸方向Ｄ１において、気体流入口２１側の第１端４１と、気体流出口２２及び固体排出口２３側の第２端４２と、を有する。
　ケーシング２は、筒部２０の軸方向Ｄ１において、各羽根４の第２端４２よりも固体排出口２３側に空間２５（図２参照）を有する。分離装置１では、固体排出口２３は、回転中心軸３０に直交する方向において空間２５と重なる位置にある。つまり、固体排出口２３は、筒部２０の軸方向Ｄ１に直交する方向において空間２５と重なる位置にある。また、分離装置１では、固体排出口２３は、回転中心軸３０に直交する方向において各羽根４と重複しない位置にある。つまり、固体排出口２３は、筒部２０の軸方向Ｄ１に直交する方向において各羽根４と重複しない位置にある。言い換えれば、筒部２０を側方から見たときの固体排出口２３の投影領域には、各羽根４がない。
　分離装置１では、筒部２０の軸方向Ｄ１における羽根４の長さと空間２５の長さとの合計に対する空間２５の長さの比率は、例えば、０．２以上０．８以下であり、一例として、０．５５である。
　分離装置１は、上述のように排出筒部５を備えている。排出筒部５は、例えば、筒部２０の外周面２７において固体排出口２３（図４参照）の周縁につながっている。排出筒部５は、気体に含まれていた固体を排出するための部材である。排出筒部５は、固体排出口２３に連通する内部空間５０（図４参照）を有し、筒部２０の外周面２７から突出している。排出筒部５は、角筒状である。また、排出筒部５の一部５３は、筒部２０の内周面２６から筒部２０の内側に延びている。言い換えれば、排出筒部５の一部５３は、排出筒部５において筒部２０の内周面２６から筒部２０の内側に延びている部分である。排出筒部５では、筒部２０の外周面２７から突出した部分に関し、固体排出口２３側とは反対側の開口が筒部２０の軸方向Ｄ１に沿った方向を長手方向とする長方形状である。また、排出筒部５では、筒部２０の内周面２６から延びている部分に関し、固体排出口２３側とは反対側の開口が筒部２０の軸方向Ｄ１に沿った方向を長手方向とする長方形状である。
　分離装置１では、図４に示すように、筒部２０における固体排出口２３の内周面が、回転体３の回転方向Ｒ１に沿った方向において後方に位置する後内面２３１及び前方に位置する前内面２３２を有する。後内面２３１は、筒部２０の軸方向Ｄ１から見て筒部２０の内周面２６の一接線方向に沿って形成されている。排出筒部５は、筒部２０の軸方向Ｄ１から見て、上記一接線方向に沿った方向に突出している。排出筒部５は、回転中心軸３０に直交する方向において羽根４と重複しない位置にある。排出筒部５の上記一部５３は、筒部２０の内周面２６から固体排出口２３の前内面２３２に沿って筒部２０の一中心線Ｂ１（図４参照）まで延びている。上記一中心線Ｂ１は、回転体３の回転中心軸３０に直交しかつ排出筒部５の軸方向に直交する。分離装置１は、排出筒部５を複数（例えば、２つ）備える。複数の排出筒部５は、筒部２０の軸方向Ｄ１から見て、回転対称性を有するように配置されている。
　また、分離装置１は、上述のように流出筒部６を備えている。流出筒部６は、例えば、筒部２０の外周面２７において気体流出口２２の周縁につながっている。流出筒部６は、固体を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部材である。流出筒部６は、気体流出口２２に連通する内部空間６０を有し、筒部２０の外周面２７から突出している。流出筒部６は、角筒状である。流出筒部６では、気体流出口２２側とは反対側の開口が、正方形状であるが、これに限らない。
　分離装置１では、流出筒部６は、２つの排出筒部５のうち一方の排出筒部５に隣接している。流出筒部６は、回転体３の回転方向Ｒ１に沿った方向において、隣接する排出筒部５よりも前方に位置している。
　分離装置１では、流出筒部６は、筒部２０の軸方向Ｄ１から見て、隣接する排出筒部５と平行に配置されているが、これに限らず、例えば、筒部２０の内周面２６の一接線方向に沿った方向に突出していてもよい。
　分離装置１は、整流構造８（図１及び２参照）を更に備えていてもよい。整流構造８は、筒部２０の内側において気体流入口２１と回転体３との間に位置しており、筒部２０に流入した気体の流れを整流する。整流構造８は、例えば、円錐台状であり、拡径部２０４の内側に配置されている。整流構造８は、その中心軸が筒部２０の中心軸２９と揃うように配置されている。これにより、分離装置１では、気体流入口２１から筒部２０内に流入した気体を回転体３の径方向において回転体３の外周面３６から遠く筒部２０の内周面２６に近いところへ導入しやすくなる。整流構造８は、例えば、回転体３に連結されており、回転体３と一緒に回転するが、これに限らない。整流構造８は、例えば、筒部２０に１又は複数の梁を介して支持されていてもよい。
　また、分離装置１は、回転体３から見て気体流入口２１側とは反対側において空間２５に配置されている構造体９を更に備えていてもよい。構造体９の形状は、円筒状であるが、これに限らない。構造体９は、回転体３の回転中心軸３０に沿って配置されている。構造体９は、回転体３と連結されていてもよいし、連結されていなくてもよい。また、構造体９は、回転体３と一緒に回転してもよいし、回転体３とは別に回転してもよい。構造体９と円筒部２０３との間の空間に気流を誘導するとともに気流の乱れを抑制する観点から、構造体９は、回転中心軸３０を中心として回転対称性を有する形状であるのが好ましい。
　外部カバー７は、ケーシング２の一部を囲んでいる。外部カバー７は、有底円筒状である。外部カバー７の内径は、筒部２０の外径よりも大きい。外部カバー７は、少なくとも、筒部２０の第２端２０２の側方に位置している。外部カバー７は、排出筒部５から排出された固体が、分離装置１の側方へ放出されるのを抑制する。
　図５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１１と、を備える。駆動装置１１は、例えば、回転体を回転駆動させるモータを含む。駆動装置１１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に伝達するように構成されていてもよい。モータは、ケーシング２の内側に配置されていてもよいし、ケーシング２の外側に配置されていてもよい。駆動装置１１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。
　分離システム１０は、駆動装置１１を制御する制御装置１２を更に備える。制御装置１２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１２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Ｒ１（図３及び４参照）は、例えば、筒部２０の軸方向Ｄ１においてケーシング２の底部２４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１１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が回転することで、ケーシング２の内側空間（流路）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４が回転し、ケーシング２の内側空間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４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の内側空間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から筒部２０の内周面２６に向かう方向の遠心力を受ける。遠心力を受けた固体は、筒部２０の内周面２６へ向かい、筒部２０の内周面２６付近を内周面２６に沿って螺旋状に回転しやすい。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の内側空間を通過する途中で固体排出口２３を通って排出筒部５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、筒部２０の内周面２６付近に到達しやすい。
　分離装置１では、ケーシング２の内側空間において旋回している気流（旋回流）が発生する。これにより、分離装置１では、筒部２０の気体流入口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、固体排出口２３及び排出筒部５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、筒部２０の気体流出口２２から流出する。
　分離装置１は、ケーシング２において空間２５を有している。これにより、分離装置１では、例えば、回転体３の外周面３６と筒部２０の内周面２６との間において回転体３の回転方向Ｒ１で隣り合う２つの羽根４の間の空間に渦流が発生した場合でも、各羽根４よりも下流側の空間２５において螺旋状の気流に整流されやすい。相対的に粒子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筒部２０の内周面２６に近づいて固体排出口２３から排出されやすい。これに対して、相対的に粒子径が小さい粒子は気流に乗ってしまう傾向が強いが、分離装置１では、各羽根４よりも下流側の空間２５において気流を筒部２０の内周面２６に沿って旋回する螺旋状の気流に整流しやすくなり、相対的に粒子径の小さな粒子が固体排出口２３から排出されやすくなる。
　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、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子径の小さな微粒子（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
　実施形態に係る分離装置１では、シミュレーションの結果、粒子径２μｍ、２．３μｍ、３μｍ、３．７μｍ、５．５μｍ、１０μｍそれぞれの微粒子について５０％以上の分離効率が得られることが分かった。
　分離装置１におけるケーシング２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)を採用することができる。分離装置１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６は、実施形態に係る分離装置１のケーシング２内での粒子径２μｍの粒子の軌跡の一例を太線で示している。図６から、粒子径２μｍの粒子が固体排出口２３から排出されていることが分かる。
　（５）利点
　実施形態に係る分離装置１では、ケーシング２が、筒部２０の軸方向Ｄ１において、羽根４の第２端４２よりも固体排出口２３側に空間２５を有する。また、分離装置１は、排出筒部５を更に備える。排出筒部５は、固体排出口２３に連通する内部空間５０を有し筒部２０の外周面２７から突出している。
　以上の構成により、実施形態に係る分離装置１は、分離性能の向上を図ることが可能となる。
　（６）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。
　（７）実施形態の変形例
　実施形態は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。実施形態は、本開示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。
　（７．１）変形例１
　実施形態に係る分離装置１では、回転体３と構造体９とが一体であり、構造体９が回転体３と一緒に回転する構成の場合、回転体３と構造体９とは、例えば、樹脂成形等で一体に形成される。例えば、回転体３の材料と構造体９の材料とが同じ樹脂の場合、分離装置１の製造時に回転体３と構造体９とを一体成形することもできる。実施形態に係る分離装置１では、構造体９が回転体３と一緒に回転する構成の場合、図２に示すように、ケーシング２の底部２４と構造体９との間に、空間２５の一部であるギャップが存在する。底部２４と構造体９との間のギャップ長は、例えば、数ｍｍ程度である。
　実施形態に係る分離装置１のように底部２４と構造体９との間にギャップが存在する構成の場合、排出筒部５付近の流速が増大し、その影響によって粒子の分離効率が低下することがあった。
　これに対し、変形例１に係る分離装置１ａは、図７Ａ及び７Ｂに示すように、ケーシング２の底部２４からケーシング２の空間２５側に突出している突起部２８を更に備える点で、実施形態に係る分離装置１と相違する。なお、変形例１に係る分離装置１ａに関し、実施形態に係る分離装置１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を適宜省略する。
　突起部２８は、回転体３の回転中心軸３０に直交する方向から見て構造体９と重なる。
　変形例１に係る分離装置１ａでは、突起部２８は、回転中心軸３０に沿った方向から見て構造体９の外側に位置している。突起部２８は、回転中心軸３０に直交する方向において構造体９から離れている。突起部２８は、円筒状である。円筒状の突起部２８の内径は、円筒状の構造体９の外径よりも大きく、円筒部２０３の内径よりも小さい。ケーシング２内の気流の乱れを抑制する観点からは、突起部２８の内径と構造体９の外径との差は、小さいほうが好ましい。突起部２８は、上述のように円筒状であり、円筒状の構造体９及び円筒部２０３と同軸的に配置されている。回転中心軸３０に直交する方向において、構造体９と突起部２８との距離は、突起部２８と筒部２０との距離よりも短い。回転中心軸３０に直交する方向において、突起部２８と筒部２０との距離は、複数の羽根４それぞれと筒部２０との最短距離よりも長い。回転中心軸３０に沿った方向から見て突起部２８は、複数の羽根４それぞれの一部に重なる。
　構造体９の形状は、ケーシング２内の気流の乱れを抑制する観点から円筒状であるのが好ましいが、これに限らず、円筒状以外の筒状であってもよい。構造体９は、回転中心軸３０に沿った方向において回転体３側の第１端９１と、ケーシング２の底部２４側の第２端９２と、を有する。分離装置１ａは、ケーシング２内の気流の流れの乱れを抑制する観点から、構造体９の第２端９２の開口を塞ぐ蓋部９４を更に備えるのが好ましい。蓋部９４は、円板状である。蓋部９４は、構造体９に一体成形されていてもよいし、構造体９とは別体で形成されて、接着又は固定具等によって構造体９に一体化されていてもよい。分離装置１ａは、蓋部９４を備えた構成に限らず、蓋部９４を備えていない構成であってもよい。
　変形例１に係る分離装置１ａは、突起部２８を備えることにより、ケーシング２の底部２４と構造体９との間のギャップ付近の流路抵抗を大きくできるとともに、ギャップに気体が流れ込むのを抑制できる。これにより、変形例１に係る分離装置１ａは、実施形態に係る分離装置１と比べて、分離効率の向上を図ることが可能となる。
　（７．２）変形例２
　変形例２に係る分離装置１ｂは、図８Ａ及び８Ｂに示すように、回転体３の回転中心軸３０に沿った方向から見て突起部２８が構造体９の内側に位置している点で、変形例１に係る分離装置１ａと相違する。なお、変形例２に係る分離装置１ｂに関し、変形例１に係る分離装置１ａと同様の構成要素には同一の符号を付して説明を適宜省略する。
　変形例２に係る分離装置１ｂでは、突起部２８が、回転中心軸３０に沿った方向から見て構造体９の内側に位置している。突起部２８は、回転中心軸３０に直交する方向において構造体９から離れている。円筒状の突起部２８の外径は、円筒状の構造体９の内径よりも小さい。ケーシング２内の気流の乱れを抑制する観点からは、突起部２８の外径と構造体９の内径との差は、小さいほうが好ましい。突起部２８は、上述のように円筒状であり、円筒状の構造体９及び円筒部２０３と同軸的に配置されている。
　変形例２に係る分離装置１ｂは、構造体９内に配置され、回転体３の回転中心軸３０に沿った方向において突起部２８に対向する仕切壁９６を更に備える。仕切壁９６は、円板状である。仕切壁９６の外周部は、全周に亘って構造体９の内周面につながっている。回転体３の回転中心軸３０に沿った方向において、仕切壁９６と構造体９の第２端９２との距離は、仕切壁９６と構造体９の第１端９１との距離よりも短い。突起部２８の一部は、構造体９の第１端９１と第２端９２とのうち第２端９２側において構造体９と仕切壁９６とで囲まれた空間に収容されている。
　変形例２に係る分離装置１ｂは、回転中心軸３０に沿った方向から見て突起部２８が構造体９の内側に位置していることにより、変形例１に係る分離装置１ａのように突起部２８が構造体９の外側に位置している場合よりも、分離効率の向上を図ることが可能となる。
　（７．３）変形例３
　変形例３に係る分離装置１ｃは、図９に示すように、仕切壁９６の一部が突起部２８の内周面に沿った形状に形成されている点で、変形例２に係る分離装置１ｂと相違する。なお、変形例３に係る分離装置１ｃに関し、変形例２に係る分離装置１ｂと同様の構成要素には同一の符号を付して説明を適宜省略する。
　変形例３に係る分離装置１ｃでは、回転体３の回転中心軸３０に沿った方向において、仕切壁９６の中央部とケーシング２の底部２４との距離が、変形例２に係る分離装置１ｂでの仕切壁９６の中央部とケーシング２の底部２４との距離よりも短い。
　変形例３に係る分離装置１ｃでは、仕切壁９６の一部が突起部２８の内周面に沿った形状に形成されているので、変形例２に係る分離装置１ｂと比べて、仕切壁９６の中央部とケーシング２の底部２４との間に気流が入るのを抑制可能となる。これにより、変形例３に係る分離装置１ｃは、変形例２に係る分離装置１ｂと比べて、気流の乱れをより抑制することが可能となり、分離効率の向上を図ることが可能となる。
　（７．４）変形例４
　変形例４に係る分離装置１ｄは、図１０に示すように、構造体９がケーシング２と一体形成されており、構造体９と回転体３とが分離されている点で、実施形態に係る分離装置１と相違する。なお、変形例４に係る分離装置１ｄに関し、実施形態に係る分離装置１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を適宜省略する。
　変形例４に係る分離装置１ｄでは、構造体９は、ケーシング２の底部２４につながっている。また、変形例４に係る分離装置１ｄでは、構造体９は、回転中心軸３０に沿った方向において回転体３及び複数の羽根４から離れており、回転体３が回転しても回転しない。分離装置１ｄは、ケーシング２内の気流の流れの乱れを抑制する観点から、構造体９の第１端９１の開口を塞ぐ蓋部９３を更に備えるのが好ましい。蓋部９３は、円板状である。蓋部９３は、構造体９に一体成形されていてもよいし、構造体９とは別体で形成されて、接着又は固定具等によって構造体９に一体化されていてもよい。分離装置１ｄは、蓋部９３を備えた構成に限らず、蓋部９３を備えていない構成であってもよい。
　構造体９は、ケーシング２と一体成形されていてもよいし、ケーシング２とは別体で形成されて、例えば、接着剤又は固定具等によってケーシング２と一体化されていてもよい。
　変形例４に係る分離装置１ｄでは、回転中心軸３０に沿った方向において構造体９とケーシング２の底部２４との間にギャップを設ける必要がなく、実施形態に係る分離装置１と比べて、分離効率の向上を図ることが可能となる。
　（７．５）変形例５
　変形例５に係る分離装置１ｅは、図１１に示すように、回転体３の回転中心軸３０に直交する方向から見て構造体９の一部が回転体３の一部に重なっている点で、変形例４に係る分離装置１ｄと相違する。なお、変形例５に係る分離装置１ｅに関し、変形例４に係る分離装置１ｄと同様の構成要素には同一の符号を付して説明を適宜省略する。
　変形例５に係る分離装置１ｅでは、回転体３が円筒状の突起部３８を有している。突起部３８は、回転体３においてケーシング２の底部２４に対向する円形状の面３３の外周部から底部２４に向かって突出している。変形例５に係る分離装置１ｅでは、構造体９の内径が回転体３の突起部３８の外径よりも大きい。ケーシング２内の気流の乱れを抑制する観点からは、突起部３８の外径と構造体９の内径との差は、小さいほうが好ましい。筒部２０の軸方向Ｄ１において、突起部３８の長さは、構造体９の長さよりも短い。また、筒部２０の軸方向Ｄ１において、突起部３８の長さは、回転体３の面３３を含む平面と構造体９の第１端９１の端面を含む平面との距離よりも長い。
　変形例５に係る分離装置１ｅは、仕切壁９５を更に備える。仕切壁９５は、構造体９内に配置され、回転体３の回転中心軸３０に沿った方向において突起部３８に対向する。仕切壁９５は、円板状である。仕切壁９５の外周部は、全周に亘って構造体９の内周面につながっている。回転体３の回転中心軸３０に沿った方向において、仕切壁９５と構造体９の第１端９１との距離は、仕切壁９５と構造体９の第２端９２との距離よりも短い。突起部３８の一部は、構造体９の第１端９１と第２端９２とのうち第１端９１側において構造体９と仕切壁９５とで囲まれた空間に収容されている。
　変形例５に係る分離装置１ｅでは、回転中心軸３０に直交する方向から見て構造体９の一部が回転体３の一部に重なっている。これにより、変形例５に係る分離装置１ｅは、変形例４に係る分離装置１ｄと比べて、気流の乱れを抑制でき、分離効率の向上を図ることが可能となる。
　（７．６）変形例６
　変形例６に係る分離装置１ｆは、図１２に示すように、仕切壁９５の一部が突起部３８の内周面に沿った形状に形成されている点で、変形例５に係る分離装置１ｅと相違する。なお、変形例６に係る分離装置１ｆに関し、変形例５に係る分離装置１ｅと同様の構成要素には同一の符号を付して説明を適宜省略する。
　変形例６に係る分離装置１ｆでは、回転体３の回転中心軸３０に沿った方向において、仕切壁９５の中央部と回転体３の面３３との距離が、変形例５に係る分離装置１ｅでの仕切壁９５の中央部と回転体３の面３３との距離よりも短い。
　変形例６に係る分離装置１ｆでは、仕切壁９５の一部が突起部３８の内周面に沿った形状に形成されているので、変形例５に係る分離装置１ｅと比べて、仕切壁９５の中央部と回転体３の面３３との間に気流が入るのを抑制可能となる。これにより、変形例６に係る分離装置１ｆは、変形例５に係る分離装置１ｅと比べて、気流の乱れをより抑制することが可能となり、分離効率の向上を図ることが可能となる。
　（７．７）変形例７
　変形例７に係る分離装置１ｇは、図１３に示すように、構造体９の一部が回転中心軸３０に沿った方向から見て回転体３の内側に位置している点で、変形例４に係る分離装置１ｄと相違する。なお、変形例７に係る分離装置１ｇに関し、変形例４に係る分離装置１ｄと同様の構成要素には同一の符号を付して説明を適宜省略する。
　変形例７に係る分離装置１ｇでは、回転体３においてケーシング２の底部２４に対向する円形状の面３３に、構造体９の一部を収容する凹部３３１が形成されている。凹部３３１は、構造体９が回転体３の回転に干渉しないように開口形状及び寸法が決められている。凹部３３１の開口は、円形状である。凹部３３１の開口の内径は、構造体９の外径よりも大きい。回転中心軸３０に沿った方向において構造体９と凹部３３１の底面との間にはギャップがある。
　変形例７に係る分離装置１ｇでは、構造体９の一部は、回転中心軸３０に沿った方向から見て回転体３の内側に位置している。これにより、変形例７に係る分離装置１ｇは、変形例４に係る分離装置１ｄと比べて、気流の乱れを抑制でき、分離効率の向上を図ることが可能となる。
　変形例７に係る分離装置１ｇにおいて、回転体３に凹部３３１を形成する代わりに、回転体３を、構造体９の一部を収容可能な筒状の形状としてもよい。
　（７．８）その他の変形例
　例えば、分離装置１における筒部２０は、気体流出口２２を複数有していてもよい。この場合、分離装置１は、流出筒部６を複数有していてもよい。また、分離装置１は、流出筒部６を備えていない構成であってもよい。
　また、実施形態に係る分離装置１では、気体流入口２１が筒部２０の軸方向Ｄ１に貫通している（気体流入口２１を含む面が軸方向Ｄ１に交差している）が、これに限らず、気体流入口２１を含む面が筒部２０の軸方向Ｄ１に直交する方向に交差していてもよい。
　また、固体排出口２３は、回転中心軸３０に直交する方向において羽根４と重複しない位置にある場合に限らず、回転中心軸３０に直交する方向において羽根４と少なくとも一部が重複する位置にあってもよい。この場合は、筒部２０の軸方向Ｄ１から見て（つまり、回転中心軸３０に沿った方向から見て）、固体排出口２３は、複数の羽根４のいずれとも重複しない。この場合は、例えば、回転体３の外周面３６からの複数の羽根４の突出長さは、各羽根４が固体排出口２３の周縁に衝突しないように決められる。
　また、分離装置１のケーシング２は、回転中心軸３０に直交する方向において羽根４と重複しない位置にある固体排出口２３と、回転中心軸３０に直交する方向において羽根４と重複する位置にある固体排出口と、を有していてもよい。
　また、筒部２０の有する固体排出口２３の数は、複数に限らず、１つであってもよい。
　また、複数の固体排出口２３の形状は、互いに同じである場合のみに限らず、異なっていてもよい。
　また、複数の羽根４の各々は、回転体３からの突出方向における筒部２０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Ｒ１において前方に位置していてもよい。
　また、複数の羽根４の各々は、１つ以上の円弧状等の曲線状の部分を含む形状でもよい。
　また、複数の羽根４の各々は、回転体３の回転中心軸３０のまわりで螺旋状に形成されていてもよい。ここにおいて「螺旋状」とは、回転数が１以上の螺旋形状に限らず、回転数が１の螺旋形状の一部の形状も含む。
　また、回転体３は、複数の回転部材を含んでいてもよい。この場合、回転体３では、例えば、筒部２０の中心軸２９に沿った方向において並んでいる回転部材同士が結合されている。
　また、筒部２０の気体流入口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。
　また、実施形態に係る分離装置１において、変形例１に係る分離装置１ａのように構造体９の第２端９２の開口を塞ぐ蓋部９４を更に備えていてもよい。
　（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；１ｆ；１ｇ）は、ケーシング（２）と、回転体（３）と、羽根（４）と、を備える。ケーシング（２）は、円形状の内周形状を有する筒部（２０）を含む。回転体（３）は、筒部（２０）の内側に配置されており、筒部（２０）の軸方向（Ｄ１）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（４）は、筒部（２０）と回転体（３）との間に配置されており、回転体（３）と一緒に回転する。筒部（２０）は、気体流入口（２１）と、気体流出口（２２）と、固体排出口（２３）と、を有する。気体流出口（２２）は、軸方向において気体流入口（２１）から離れており、軸方向の第１端（２０１）と第２端（２０２）との間において筒部（２０）の内外を連通させる。固体排出口（２３）は、筒部（２０）の外周に沿った方向において気体流出口（２２）に並んでいる。羽根（４）は、気体流入口（２１）側の第１端（４１）と気体流出口（２２）側の第２端（４２）とを有する。ケーシング（２）は、軸方向（Ｄ１）において、羽根（４）の第２端（４２）よりも固体排出口（２３）側に空間（２５）を有する。分離装置（１；１ａ；１ｂ；１ｃ；１ｄ；１ｅ；１ｆ；１ｇ）は、排出筒部（５）を更に備える。排出筒部（５）は、固体排出口（２３）に連通する内部空間（５０）を有し筒部（２０）の外周面（２７）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；１ｆ；１ｇ）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；１ｆ；１ｇ）では、第１の態様において、筒部（２０）における固体排出口（２３）の内周面が、回転体（３）の回転方向（Ｒ１）に沿った方向において後方に位置する後内面（２３１）及び前方に位置する前内面（２３２）を有する。後内面（２３１）は、筒部（２０）の軸方向（Ｄ１）から見て筒部（２０）の内周面（２６）の一接線方向に沿って形成されている。排出筒部（５）は、筒部（２０）の軸方向（Ｄ１）から見て、上記一接線方向に沿った方向に突出している。
　第２の態様に係る分離装置（１；１ａ；１ｂ；１ｃ；１ｄ；１ｅ；１ｆ；１ｇ）は、気体に含まれる固体が固体排出口（２３）及び排出筒部（５）を通って排出されやすくなる。
　第３の態様に係る分離装置（１；１ａ；１ｂ；１ｃ；１ｄ；１ｅ；１ｆ；１ｇ）は、第１又は２の態様において、流出筒部（６）を更に備える。流出筒部（６）は、気体流出口（２２）に連通する内部空間（６０）を有し筒部（２０）の外周面（２７）から突出している。
　第３の態様に係る分離装置（１；１ａ；１ｂ；１ｃ；１ｄ；１ｅ；１ｆ；１ｇ）は、固体を分離された気体が気体流出口（２２）及び流出筒部（６）を通って流れやすくなる。
　第４の態様に係る分離装置（１；１ａ；１ｂ；１ｃ；１ｄ；１ｅ；１ｆ；１ｇ）では、第１～３の態様のいずれか一つにおいて、排出筒部（５）は、回転中心軸（３０）に直交する方向において羽根（４）と重複しない位置にある。
　第４の態様に係る分離装置（１；１ａ；１ｂ；１ｃ；１ｄ；１ｅ；１ｆ；１ｇ）では、固体排出口（２３）が回転中心軸（３０）に直交する方向において羽根（４）と少なくとも一部重複する位置にある場合と比べて、分離効率の向上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；１ｇ）は、第１～４の態様のいずれか一つに基づく。分離装置（１；１ａ；１ｂ；１ｃ；１ｄ；１ｅ；１ｆ；１ｇ）では、筒部（２０）の軸方向（Ｄ１）において、固体排出口（２３）の開口幅が気体流出口（２２）の開口幅よりも長い。
　第５の態様に係る分離装置（１；１ａ；１ｂ；１ｃ；１ｄ；１ｅ；１ｆ；１ｇ）は、筒部（２０）の軸方向（Ｄ１）において、固体排出口（２３）の開口幅が気体流出口（２２）の開口幅以下である場合と比べて、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（１；１ａ；１ｂ；１ｃ；１ｄ；１ｅ；１ｆ；１ｇ）は、第５の態様に基づく。分離装置（１；１ａ；１ｂ；１ｃ；１ｄ；１ｅ；１ｆ；１ｇ）では、軸方向（Ｄ１）に沿った方向において、固体排出口（２３）と羽根（４）との距離が、気体流出口（２２）と羽根（４）との距離よりも短い。
　第６の態様に係る分離装置（１；１ａ；１ｂ；１ｃ；１ｄ；１ｅ；１ｆ；１ｇ）では、分離効率の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（１；１ａ；１ｂ；１ｃ；１ｄ；１ｅ；１ｆ；１ｇ）は、第５又は６の態様に基づく。分離装置（１；１ａ；１ｂ；１ｃ；１ｄ；１ｅ；１ｆ；１ｇ）では、筒部（２０）の外周に沿った方向において、固体排出口（２３）の開口幅が気体流出口（２２）の開口幅よりも短い。
　第７の態様に係る分離装置（１；１ａ；１ｂ；１ｃ；１ｄ；１ｅ；１ｆ；１ｇ）では、圧力損失を抑制することが可能となる。
　第８の態様に係る分離装置（１；１ａ；１ｂ；１ｃ；１ｄ；１ｅ；１ｆ；１ｇ）では、第１～７の態様のいずれか一つにおいて、筒部（２０）は、固体排出口（２３）を複数有する。分離装置（１；１ａ；１ｂ；１ｃ；１ｄ；１ｅ；１ｆ；１ｇ）は、排出筒部（５）を複数備える。
　第８の態様に係る分離装置（１；１ａ；１ｂ；１ｃ；１ｄ；１ｅ；１ｆ；１ｇ）は、分離効率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（１；１ａ；１ｂ；１ｃ；１ｄ；１ｅ；１ｆ；１ｇ）では、第８の態様において、複数の排出筒部（５）は、筒部（２０）の軸方向（Ｄ１）から見て、回転対称性を有するように配置されている。
　第９の態様に係る分離装置（１；１ａ；１ｂ；１ｃ；１ｄ；１ｅ；１ｆ；１ｇ）は、気流の乱れを抑制でき、分離効率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；１ｇ）は、第１～９の態様のいずれか一つにおいて、整流構造（８）を更に備える。整流構造（８）は、筒部（２０）の内側において気体流入口（２１）と回転体（３）との間に位置しており、気体流入口（２１）から流入した気体の流れを整流する。
　第１０の態様に係る分離装置（１；１ａ；１ｂ；１ｃ；１ｄ；１ｅ；１ｆ；１ｇ）は、筒部（２０）内に流入した気体の流れを整流することができる。
　第１１の態様に係る分離装置（１；１ａ；１ｂ；１ｃ；１ｄ；１ｅ；１ｆ；１ｇ）では、第１～１０の態様のいずれか一つにおいて、気体流入口（２１）は、軸方向（Ｄ１）に貫通している。
　第１１の態様に係る分離装置（１；１ａ；１ｂ；１ｃ；１ｄ；１ｅ；１ｆ；１ｇ）は、圧力損失を抑制することが可能となる。
　第１２の態様に係る分離装置（１；１ａ；１ｂ；１ｃ；１ｄ；１ｅ；１ｆ；１ｇ）は、第１～１１の態様のいずれか一つにおいて、構造体（９）を更に備える。構造体（９）は、回転体（３）の回転中心軸（３０）に沿って配置されている。構造体（９）の少なくとも一部が、空間（２５）内に配置されている。
　第１２の態様に係る分離装置（１；１ａ；１ｂ；１ｃ；１ｄ；１ｅ；１ｆ；１ｇ）は、分離効率の向上を図ることが可能となる。
　第１３の態様に係る分離装置（１ａ；１ｂ；１ｃ）では、第１２の態様において、ケーシング（２）は、筒部（２０）の第２端（２０２）の開口を塞いでいる底部（２４）を備える。構造体（９）は、回転体（３）と一体形成されている。分離装置（１ａ；１ｂ；１ｃ）は、突起部（２８）を更に備える。突起部（２８）は、ケーシング（２）の底部（２４）からケーシング（２）の空間（２５）側に突出している。突起部（２８）は、回転中心軸（３０）に直交する方向から見て構造体（９）と重なる。
　第１３の態様に係る分離装置（１ａ；１ｂ；１ｃ）では、分離効率の向上を図ることが可能となる。
　第１４の態様に係る分離装置（１ｂ；１ｃ）では、第１３の態様において、構造体（９）は、筒状である。突起部（２８）は、回転中心軸（３０）に沿った方向から見て構造体（９）の内側に位置している。
　第１４の態様に係る分離装置（１ｂ；１ｃ）では、突起部（２８）が回転中心軸（３０）に沿った方向から見て構造体（９）の外側に位置している場合と比べて、分離効率の向上を図ることが可能となる。
　第１５の態様に係る分離装置（１ｄ；１ｅ；１ｆ；１ｇ）では、第１２の態様において、構造体（９）は、ケーシング（２）と一体形成されている。構造体（９）と回転体（３）とは分離されている。
　第１５の態様に係る分離装置（１ｄ；１ｅ；１ｆ；１ｇ）では、分離効率の向上を図ることが可能となる。
　第１６の態様に係る分離装置（１ｅ；１ｆ；１ｇ）では、第１５の態様において、回転中心軸（３０）に直交する方向から見て構造体（９）の一部が回転体（３）の一部に重なっている。
　第１６の態様に係る分離装置（１ｅ；１ｆ；１ｇ）では、分離効率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（１ｇ）では、第１６の態様において、構造体（９）の一部は、回転中心軸（３０）に沿った方向から見て回転体（３）の内側に位置している。
　第１７の態様に係る分離装置（１ｇ）では、分離効率の向上を図ることが可能となる。
　第２～１７の態様に係る構成については、分離装置（１；１ａ；１ｂ；１ｃ；１ｄ；１ｅ；１ｆ；１ｇ）に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。
　第１８の態様に係る分離システム（１０）は、第１～１７の態様のいずれか一つの分離装置（１；１ａ；１ｂ；１ｃ；１ｄ；１ｅ；１ｆ；１ｇ）と、駆動装置（１１）と、を備える。駆動装置（１１）は、回転体（３）を回転駆動する。
　第１８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、１ｆ、１ｇ　分離装置
　２　ケーシング
　２０　筒部
　２０１　第１端
　２０２　第２端
　２１　気体流入口
　２２　気体流出口
　２３　固体排出口
　２４　底部
　２５　空間
　２８　突起部
　３　回転体
　３０　回転中心軸
　４　羽根
　４１　第１端
　４２　第２端
　５　排出筒部
　５０　内部空間
　６　流出筒部
　６０　内部空間
　８　整流構造
　９　構造体
　１１　駆動装置
　１０　分離システム
　Ｄ１　軸方向
　Ｒ１　回転方向

Claims (18)

  1. 　円形状の内周形状を有する筒部を含むケーシングと、
    　前記筒部の内側に配置されており、前記筒部の軸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、
    　前記筒部と前記回転体との間に配置されており、前記回転体と一緒に回転する羽根と、を備え、
    　前記筒部は、
    　　気体流入口と、
    　　前記軸方向において前記気体流入口から離れており、前記軸方向の第１端と第２端との間において前記筒部の内外を連通させる気体流出口と、
    　　前記筒部の外周に沿った方向において前記気体流出口に並んでいる固体排出口と、を有し、
    　前記羽根は、前記気体流入口側の第１端と前記気体流出口側の第２端とを有し、
    　前記ケーシングは、前記軸方向において、前記羽根の前記第２端よりも前記固体排出口側に空間を有し、
    　前記固体排出口に連通する内部空間を有し前記筒部の外周面から突出している排出筒部を更に備える、
    　分離装置。
  2. 　前記筒部における前記固体排出口の内周面が、前記回転体の回転方向に沿った方向において後方に位置する後内面及び前方に位置する前内面を有し、
    　前記後内面は、前記軸方向から見て前記筒部の内周面の一接線方向に沿って形成されており、
    　前記排出筒部は、前記軸方向から見て、前記一接線方向に沿った方向に突出している、
    　請求項１に記載の分離装置。
  3. 　前記気体流出口に連通する内部空間を有し前記筒部の前記外周面から突出している流出筒部を更に備える、
    　請求項１又は２に記載の分離装置。
  4. 　前記排出筒部は、前記回転中心軸に直交する方向において前記羽根と重複しない位置にある、
    　請求項１～３のいずれか一項に記載の分離装置。
  5. 　前記軸方向において、前記固体排出口の開口幅が前記気体流出口の開口幅よりも長い、
    　請求項１～４のいずれか一項に記載の分離装置。
  6. 　前記軸方向に沿った方向において、前記固体排出口と前記羽根との距離が、前記気体流出口と前記羽根との距離よりも短い、
    　請求項５に記載の分離装置。
  7. 　前記筒部の外周に沿った方向において、前記固体排出口の開口幅が前記気体流出口の開口幅よりも短い、
    　請求項５又は６に記載の分離装置。
  8. 　前記筒部は、前記固体排出口を複数有し、
    　前記分離装置は、前記排出筒部を複数備える、
    　請求項１～７のいずれか一項に記載の分離装置。
  9. 　前記複数の排出筒部は、前記軸方向から見て、回転対称性を有するように配置されている、
    　請求項８に記載の分離装置。
  10. 　前記筒部の内側において前記気体流入口と前記回転体との間に位置しており、前記気体流入口内に流入した気体の流れを整流する整流構造を更に備える、
    　請求項１～９のいずれか一項に記載の分離装置。
  11. 　前記気体流入口は、前記軸方向に貫通している、
    　請求項１～１０のいずれか一項に記載の分離装置。
  12. 　前記回転体の前記回転中心軸に沿って配置されている構造体を更に備え、
    　前記構造体の少なくとも一部が、前記空間内に配置されている、
    　請求項１～１１のいずれか一項に記載の分離装置。
  13. 　前記ケーシングは、前記筒部の前記第２端の開口を塞いでいる底部を備え、
    　前記構造体は、前記回転体と一体形成されており、
    　前記ケーシングの前記底部から前記ケーシングの前記空間側に突出しており、前記回転中心軸に直交する方向から見て前記構造体と重なる突起部を更に備える、
    　請求項１２に記載の分離装置。
  14. 　前記構造体は、筒状であり、
    　前記突起部は、前記回転中心軸に沿った方向から見て前記構造体の内側に位置している、
    　請求項１３に記載の分離装置。
  15. 　前記構造体は、前記ケーシングと一体形成されており、
    　前記構造体と前記回転体とは分離されている、
    　請求項１２に記載の分離装置。
  16. 　前記回転中心軸に直交する方向から見て前記構造体の一部が前記回転体の一部に重なっている、
    　請求項１５に記載の分離装置。
  17. 　前記構造体の前記一部は、前記回転中心軸に沿った方向から見て前記回転体の内側に位置している、
    　請求項１６に記載の分離装置。
  18. 　請求項１～１７のいずれか一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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