(57)【要約】【課題】圧力損失の低減を図ることが可能な分離装置を提供する。【解決手段】分離装置１は、外筒体２と、回転体３と、複数の羽根３６と、モータ４と、排気ダクト５１と、を備える。外筒体２は、第１端２１に気体の流入口２３を有し、第２端２２に気体の流出口２４を有する。複数の羽根３６は、回転体３に連結されている。モータ４は、回転体３を回転させる。外筒体２は、第１端２１と第２端２２との間において外筒体２の内外を繋ぐ排出孔を有する。排気ダクト５１は、外筒体２の第２端２２側に配置される。排気ダクト５１は、外筒体２側の第１端５１１に導入口５１３を有し、外筒体２側とは反対側の第２端５１２に、導入口５１３よりも小さな導出口５１６を有する筒状である。外筒体２の中心軸２０に沿った方向から見て、導出口５１６の中心５１６０が回転体３の回転中心軸３０に対して偏心している。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１端に気体の流入口を有し、第２端に気体の流出口を有する外筒体と、
前記外筒体の内側において、回転中心軸が前記外筒体の中心軸と揃うように配置された回転体と、
前記回転体と前記外筒体との間で前記回転体の外周方向において離れて配置され、前記回転体に連結されている複数の羽根と、
前記回転体を前記回転中心軸のまわりで回転させるモータと、
前記外筒体の前記第２端側に配置され、内部空間が前記外筒体の前記流出口と繋がる排気ダクトと、
を備え、
前記外筒体は、前記第１端と前記第２端との間において前記外筒体の内外を繋ぐ排出孔を有し、
前記排気ダクトは筒状であって、前記外筒体側の一端に、前記外筒体の前記流出口に繋がる導入口を有し、前記外筒体側とは反対側の他端に、前記導入口よりも小さな導出口を有し、
前記外筒体の前記中心軸に沿った方向から見て、前記導出口の中心が前記回転体の前記回転中心軸に対して偏心している
ことを特徴とする分離装置。
【請求項２】
前記排気ダクトは、前記排気ダクトの前記導入口の中心が、前記外筒体の前記中心軸上に位置している
ことを特徴とする請求項１記載の分離装置。
【請求項３】
前記排気ダクトは、内径が一定の円筒状であって、前記外筒体側とは反対側に底壁を有し、
前記底壁に前記導出口が形成され、
前記導出口の中心が前記底壁の中心に対して偏心している
ことを特徴とする請求項１又は２記載の分離装置。
【請求項４】
前記排気ダクトは、前記導入口から前記導出口に向かって徐々に内径が小さくなっている
ことを特徴とする請求項１又は２記載の分離装置。
【請求項５】
前記外筒体の前記中心軸に沿った方向から見て、前記導出口の周縁の外側に前記回転体の前記回転中心軸が位置する
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の分離装置。
【請求項６】
前記排気ダクトとしての第１の排気ダクトに加えて、中心軸に沿った方向における断面の内周形状が一定の筒状であって内部空間が前記第１の排気ダクトの前記導出口に繋がる第２の排気ダクトを更に備え、
前記第２の排気ダクトの前記内周形状は、前記第１の排気ダクトの前記導出口の開口形状と同じである
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分離装置に関し、より詳細には、気体に含まれている固体を気体から分離する分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の分離装置としては、例えば、ロータ（回転体）と、複数の流路と、送風部と、駆動装置（モータ）と、排出部と、を備える分離器が知られている（特許文献１）。
【０００３】
複数の流路の各々は、気体の流入口及び流出口を有し、ロータの回転中心軸のまわりにある。送風部は、複数の流路に気体を流す。駆動装置は、ロータを回転させることによって複数の流路を回転中心軸のまわりで回転させる。排出部は、複数の流路の各々で発生した気流（例えば、空気）に含まれている固体（例えば、微粒子、塵埃等）を、回転中心軸から離れる方向へ排出する。
【０００４】
分離器は、ロータと複数の流路と送風部と駆動装置とを囲む外郭を備える。外郭は、気体を通す複数の吸気部と、気体を通す複数の排気部と、を有する。排出部は、外郭に形成されている。
【０００５】
分離器では、外郭の外部から複数の吸気部を通して外郭の内部へ入った気体が、複数の流路の各々に流入口から入り、複数の流路の各々において気体の旋回流が発生する。そしてこの旋回する気体が、複数の流路の各々の流出口から出る。この際、外郭の外部から内部に入る気体に含まれていた固体は、複数の流路の各々において旋回流に乗って旋回する際に、遠心力を受けて外郭側へと向かい、排出部付近を通るときに排出部から排出される。そして、清浄化された気体が外郭の内部から複数の排気部を通して流れ出す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２０１６／０９２８４７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
分離器では、気体に含まれている固体を気体から分離する分離性能を向上させようとすると、圧力損失が増加するという課題がある。
【０００８】
本発明の目的は、圧力損失の低減を図ることが可能な分離装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る一態様の分離装置は、外筒体と、回転体と、複数の羽根と、モータと、排気ダクトと、を備える。前記外筒体は、第１端に気体の流入口を有し、第２端に気体の流出口を有する。前記回転体は、前記外筒体の内側において、前記回転体の回転中心軸が前記外筒体の中心軸と揃うように配置されている。前記複数の羽根は、前記回転体と前記外筒体との間で前記回転体の外周方向において離れて配置され、前記回転体に連結されている。前記モータは、前記回転体を前記回転中心軸のまわりで回転させる。前記排気ダクトは、前記外筒体の前記第２端側に配置され、内部空間が前記外筒体の前記流出口と繋がる。前記外筒体は、前記第１端と前記第２端との間において前記外筒体の内外を繋ぐ排出孔を有する。前記排気ダクトは筒状であって、前記外筒体側の一端に、前記外筒体の前記流出口に繋がる導入口を有し、前記外筒体側とは反対側の他端に、前記導入口よりも小さな導出口を有する。前記外筒体の前記中心軸に沿った方向から見て、前記導出口の中心が前記回転体の前記回転中心軸に対して偏心している。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の分離装置は、圧力損失の低減を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１Ａは、本発明の一実施形態に係る分離装置の要部斜視図である。図１Ｂは、同上の分離装置の別の方向から見た要部斜視図である。
【図２】図２は、同上の分離装置の要部断面斜視図である。
【図３】図３Ａは、同上の分離装置の正面図である。図３Ｂは、図３ＡのＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図４は、同上の分離装置を示し、図３ＡのＸ−Ｘ線断面図である。
【図５】図５は、同上の分離装置を示し、図３ＡのＹ−Ｙ線断面図である。
【図６】図６は、同上の分離装置を示し、図３ＡのＺ−Ｚ線断面斜視図である。
【図７】図７は、同上の分離装置の分解斜視図である。
【図８】図８は、同上の分離装置の一部分解斜視図である。
【図９】図９Ａは、同上の分離装置における外筒体及び捕集器を示し、上側から見た分解斜視図である。図９Ｂは、同上の分離装置における外筒体及び捕集器を示し、下側から見た分解斜視図である。
【図１０】図１０は、本発明の一実施形態の変形例に係る分離装置の一部分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（実施形態）
以下では、本実施形態の分離装置１について、図１Ａ〜９Ｂに基づいて説明する。
【００１３】
分離装置１は、例えば、送風機能を有する空調設備の上流側に設けられ、空気（気体）中の固体を分離する。空調設備は、例えば、上流側から下流側へ空気を送風する送風装置である。送風装置は、例えば、電動ファンである。空調設備は、送風装置に限らず、例えば、換気装置、エアコンディショナ、給気キャビネットファン、送風装置と熱交換器とを備える空気調和システム等でもよい。空調設備により分離装置１に流す空気の流量は、例えば、１００ｍ3／ｈ〜３００ｍ3／ｈである。分離装置１に流れる空気の流量は、空調設備を流れる空気の流量と略同じである。
【００１４】
分離装置１は、図１Ａ、１Ｂ、２、４〜７に示すように、外筒体２と、回転体３と、複数の羽根３６と、モータ４と、排気ダクト５１（以下、「第１の排気ダクト５１」ともいう）と、を備える。外筒体２は、第１端２１に気体の流入口２３を有し、第２端２２に気体の流出口２４を有する。回転体３は、外筒体２の内側に配置されている。複数の羽根３６は、回転体３に連結されている。分離装置１では、図２及び４に示すように、外筒体２と回転体３との間に、流入口２３から流出口２４に向かう流路２００が形成されている。モータ４は、回転体３を回転させる。ここにおいて、分離装置１は、回転体３とモータ４の回転軸４２との両方に連結されたシャフト７を備える。また、分離装置１は、シャフト７とモータ４の回転軸４２とを連結する軸継手（シャフトカップリング）８を備える（図２、４及び７参照）。また、第１の排気ダクト５１は、外筒体２の第２端２２側に配置されている（図３Ａ、４、６及び７参照）。また、分離装置１では、第１の排気ダクト５１の外筒体２側とは反対側には、内部空間が第１の排気ダクト５１の内部空間に繋がる第２の排気ダクト５２が配置されている。
【００１５】
分離装置１は、上流側から流路２００に流入した空気を、回転体３のまわりで螺旋状に回転させながら、流路２００の下流側に流すことができる。ここにおける「上流側」は、空気の流れる方向でみたときの上流側（一次側）を意味する。また、「下流側」は、空気の流れる方向でみたときの下流側（二次側）を意味する。分離装置１の外筒体２は、空気に含まれている固体を外筒体２の外側に排出するために、外筒体２の内外を連通させる（繋ぐ）排出孔２５（図２、５、７、９Ａ及び９Ｂ参照）を有する。また、分離装置１は、外筒体２の内側から排出孔２５を通って排出された固体が入る捕集器６を備える。分離装置１では、固体が分離された空気（清浄化された空気）の一部が、外筒体２の流出口２４から第１の排気ダクト５１へと流れ、第２の排気ダクト５２へと流れる。
【００１６】
空気中の固体としては、例えば、微粒子、塵埃等が挙げられる。微粒子としては、例えば、粒子状物質等を挙げることができる。粒子状物質としては、微粒子として直接空気中に放出される一次生成粒子、気体として空気中に放出されたものが空気中で微粒子として生成される二次生成粒子等がある。一次生成粒子としては、例えば、土壌粒子（黄砂等）、粉塵、植物性粒子（花粉等）、動物性粒子（カビの胞子等）、煤等が挙げられる。粒子状物質は、大きさの分類として、例えば、ＰＭ２．５（微小粒子状物質）、ＰＭ１０、ＳＰＭ（浮遊粒子状物質）等を挙げることができる。ＰＭ２．５は、粒子径２．５μｍで５０％の捕集効率を持つ分粒装置を透過する微粒子である。ＰＭ１０は、粒子径１０μｍで５０％の捕集効率を持つ分粒装置を透過する微粒子である。ＳＰＭは、粒子径１０μｍで１００％の捕集効率を持つ分粒装置を透過する微粒子であり、ＰＭ６．５−７．０に相当し、ＰＭ１０よりも少し小さな微粒子である。
【００１７】
分離装置１の各構成要素については、以下に、より詳細に説明する。
【００１８】
上述のように、分離装置１は、外筒体２と、回転体３と、複数の羽根３６と、モータ４と、シャフト７と、軸継手８と、捕集器６と、第１の排気ダクト（排気ダクト）５１と、第２の排気ダクト５２と、を備える。
【００１９】
外筒体２は、円筒状に形成されており、第１端２１に気体の流入口２３を有し、第２端２２に気体の流出口２４を有する。外筒体２の材質は、例えば、ＡＢＳ樹脂である。
【００２０】
回転体３は、図４及び５に示すように、外筒体２の内側で外筒体２と同軸的に配置されている。「外筒体２と同軸的に配置されている」とは、回転体３が、回転体３の回転中心軸３０（図４参照）を外筒体２の中心軸２０（図４及び９Ａ参照）に揃えるように配置されていることを意味する。回転体３において、回転中心軸３０に直交する断面（例えば、図５参照）における外周線は、円形状である。回転体３の材質は、例えば、ポリカーボネート樹脂である。
【００２１】
回転体３の回転中心軸３０に沿った方向において、回転体３の長さは、外筒体２の長さよりも短い。回転体３は、図４に示すように、流入口２３側の第１端３１と、流出口２４側の第２端３２と、を有する。回転体３の第１端３１は、外筒体２の中心軸２０に沿った方向において、外筒体２の流入口２３と流出口２４との間で、流入口２３の近くに配置されている。また、回転体３の第２端３２は、外筒体２の中心軸２０に沿った方向において、外筒体２の流入口２３と流出口２４との間で、流出口２４の近くに配置されている。
【００２２】
外筒体２と回転体３との間には、回転体３に連結された複数（ここでは、２４枚）の羽根３６が配置されている。複数の羽根３６の各々の材質は、例えば、ポリカーボネート樹脂である。
【００２３】
複数の羽根３６の各々は、図４及び５に示すように、外筒体２の内周面２７との間に隙間が形成されるように配置されている。言い換えれば、分離装置１は、複数の羽根３６の各々と外筒体２の内周面２７との間に隙間がある。すなわち、複数の羽根３６の各々における回転体３の外周面３７からの突出長さは、回転体３の径方向における回転体３の外周面３７と外筒体２の内周面２７との距離よりも短い。複数の羽根３６の各々は、回転体３の外周面３７と外筒体２の内周面２７との間の空間（流路２００）において回転体３の回転中心軸３０と平行に配置されている。複数の羽根３６の各々は、平板状である。複数の羽根３６の各々は、回転体３の周方向に沿った方向に交差（本実施形態では、略直交）するように配置されている。複数の羽根３６は、図５に示すように回転体３の周方向において略等間隔で離れて配置されている。
【００２４】
上述の回転体３は、図２、４及び７に示すように、外筒体２の中心軸２０（図４及び９Ａ参照）に沿った方向において並ぶ２つの回転部材３ａ、３ｂを備える。回転部材３ａ、３ｂは、図４に示すように、有底円筒状に形成されている。より詳細には、２つの回転部材３ａ、３ｂは、流入口２３側の第１端３１ａ、３１ｂに底壁３３ａ、３３ｂを有し、流出口２４側の第２端３２ａ、３２ｂに開口３４ａ、３４ｂを有する。以下では、説明の便宜上、２つの回転部材３ａ、３ｂのうち流入口２３に近い位置（相対的に上流側）にある回転部材３ａを上流側回転部材３ａと称し、流出口２４に近い位置（相対的に下流側）にある回転部材３ｂを下流側回転部材３ｂとも称することもある。有底円筒状の上流側回転部材３ａでは、底壁３３ａが、流入口２３側に膨らむ形状に形成されている。これにより、分離装置１では、外筒体２の流入口２３から流入する気体の圧力損失を低減することが可能となる。また、上流側回転部材３ａの内側には、上流側回転部材３ａに一体の補強壁３８が設けられている。これにより、分離装置１では、上流側回転部材３ａの機械的強度をより向上させることが可能となる。また、有底円筒状の下流側回転部材３ｂの内側には、下流側回転部材３ｂの底壁３３ｂの中央部から開口３４ｂ側へ突出する円筒状のリブ３９が設けられている。外筒体２の中心軸２０に沿った方向において、リブ３９の長さは、下流側回転部材３ｂの長さよりも短い。
【００２５】
分離装置１では、複数の羽根３６の各々が、上流側回転部材３ａの外周面から突出している羽根片３６ａと、下流側回転部材３ｂの外周面から突出している羽根片３６ｂと、で構成されている（図４参照）。言い換えれば、分離装置１では、上流側回転部材３ａに連結された複数（２４枚）の羽根片３６ａと、下流側回転部材３ｂに連結された複数（２４枚）の羽根片３６ｂと、が一対一で対応し、複数（２４枚）の羽根３６を構成している。以下では、説明の便宜上、羽根片３６ａを上流側羽根片３６ａと称し、羽根片３６ｂを下流側羽根片３６ｂと称することもある。
【００２６】
複数の上流側羽根片３６ａは、回転体３の周方向において略等間隔で離れて配置されている。また、複数の下流側羽根片３６ｂは、回転体３の周方向において略等間隔で離れて配置されている。ここにおいて、一対一に対応する上流側羽根片３６ａと下流側羽根片３６ｂとは、外筒体２の中心軸２０に平行な方向において一直線上に並んでいる。
【００２７】
回転体３は、図２、４及び７に示すように、シャフト７及び軸継手８を介してモータ４の回転軸（シャフト）４２と連結されている。より詳細には、分離装置１では、回転体３がシャフト７に連結され、シャフト７が軸継手８によってモータ４の回転軸４２と連結されている。分離装置１では、回転軸４２とシャフト７とが、一直線上に並ぶように配置されている。
【００２８】
モータ４は、回転体３を回転体３の回転中心軸３０のまわりで回転させる。回転体３の回転数は、例えば、１５００ｒｐｍ〜３０００ｒｐｍである。モータ４は、例えば、直流モータである。モータ４は、例えば、外部の駆動回路により駆動される。
【００２９】
モータ４は、図２及び４に示すように、モータ本体４１と、モータ本体４１から一部が突出している上述の回転軸４２と、を備える。回転軸４２は、円柱状である。モータ４は、回転体３の内側に配置されている。より詳細には、モータ４は、下流側回転部材３ｂの内側に配置されている。ここにおいて、分離装置１は、モータ４及び軸継手８を収容するモータハウジング９（図２、４、６及び７参照）を備える。モータハウジング９は、下流側回転部材３ｂ内に収納される。モータハウジング９は、後述のリヤカバー１２に対して複数のねじによって固定されている。
【００３０】
モータハウジング９の材質は、例えば、アルミニウムである。モータハウジング９は、図４に示すように、ハウジング本体部９０と、フランジ部９５と、を有する。ハウジング本体部９０は、流入口２３側の第１端９１に底壁９３を有し、流出口２４側の第２端９２に開口９４を有する。ここにおいて、モータハウジング９では、ハウジング本体部９０の底壁９３に、軸継手８の通る円形状の孔９３１が形成されている。また、モータハウジング９は、底壁９３における孔９３１の周縁から流入口２３側に突出した有底円筒状の軸継手収納部９８を有する。モータハウジング９では、軸継手収納部９８の底壁９８３に、シャフト７の通る円形状の孔９８７が形成されている。フランジ部９５は、ハウジング本体部９０の第２端９２からハウジング本体部９０の径方向外向きに突出している。フランジ部９５は、モータハウジング９をリヤカバー１２に対して複数のねじによって固定するために設けられている。
【００３１】
シャフト７（図４、５及び７参照）は、丸棒状であり、長手方向の第１端７１と、第１端７１とは反対側の第２端７２と、を有する。シャフト７の材質は、例えば、ステンレス鋼である。シャフト７は、その軸線が回転体３の回転中心軸３０と一致するように配置される。言い換えれば、シャフト７は、その軸線が外筒体２の中心軸２０と一致するように配置される。シャフト７は、その一部が、回転体３内に配置される。より詳細には、分離装置１では、シャフト７の第１端７１が、外筒体２の中心軸２０に沿った方向において外筒体２の第１端２１よりも外側に配置され、シャフト７の第２端７２が下流側回転部材３ｂの内側に配置される。ここにおいて、シャフト７は、図４に示すように、上流側回転部材３ａの底壁３３ａにおける中央に形成された孔３５ａと、下流側回転部材３ｂの底壁３３ｂにおける中央に形成された孔３５ｂと、を通っている。また、回転体３は、シャフト７に対して２つのボルト７８（図４参照）と、２つのボルト７８に一対一に対応する２つのナットと、によって連結されている。２つのボルト７８の各々は、シャフト７において径方向に貫通した孔を通っている。これにより、回転体３は、シャフト７と一緒に回転することができる。
【００３２】
分離装置１は、シャフト７を回転自在に支持するための第１軸受７５及び第２軸受７６（図４及び７参照）を備えている。これにより、分離装置１では、モータ４によって回転体３をより安定して回転させることが可能となる。分離装置１では、第１軸受７５がシャフト７の第１端７１を回転自在に支持する。また、分離装置１では、第２軸受７６がシャフト７の第２端７２の近くの部位を回転自在に支持する。第２軸受７６は、軸継手収納部９８の底壁９８３に２本のねじによって固定されている。シャフト７の第２端７２は、軸継手８によってモータ４の回転軸４２と連結されている。軸継手８は、下流側回転部材３ｂの内側に配置されている。
【００３３】
分離装置１は、図３Ａ、４、７、８に示すように、フロントカバー（第１カバー）１１と、リヤカバー（第２カバー）１２と、を更に備える。また、分離装置１は、図３Ａ、４〜８に示すように、ボトムカバー（第３カバー）１３を更に備える。
【００３４】
フロントカバー１１は、外筒体２の第１端２１から外方に突出した第１フランジ２１１（図１Ｂ及び２参照）に対して、複数（例えば、４本）のねじによって着脱可能に取り付けられる。リヤカバー１２は、外筒体２の第２端２２から外方に突出した第２フランジ２２１（図１Ａ及び２参照）に対して、複数（例えば、４本）のねじによって着脱可能に取り付けられる。ボトムカバー１３は、フロントカバー１１及びリヤカバー１２それぞれに対して、複数（例えば、２本）のねじによって着脱可能に取り付けられる。
【００３５】
外筒体２の中心軸２０に沿った一方向から見て、フロントカバー１１の外周形状は、正方形状である。フロントカバー１１は、図１Ａ及び２に示すように、第１フレーム部１１１と、軸受取付部１１２と、４つの第１梁部１１３と、を備える。第１フレーム部１１１は、第１フランジ２１１に重ねて配置される。第１フレーム部１１１の外周形状は、フロントカバー１１の外周形状と同じある。第１フレーム部１１１の内周形状は、円形状である。第１フレーム部１１１の内径は、外筒体２の内径と略同じである。第１フレーム部１１１は、第１フランジ２１１に対して複数のねじによって固定される。軸受取付部１１２は、円環状であって、第１フレーム部１１１の内側に配置されている。軸受取付部１１２には、上述の第１軸受７５が取り付けられる。４つの第１梁部１１３は、第１フレーム部１１１と軸受取付部１１２とを繋いでいる。４つの第１梁部１１３は、軸受取付部１１２の周方向において略等間隔で離れて配置されている。第１軸受７５は、ブッシュ軸受であり、軸受取付部１１２に圧入されることで軸受取付部１１２に取り付けられている。フロントカバー１１の材質は、例えば、アルミニウムである。
【００３６】
外筒体２の中心軸２０に沿った一方向から見て、リヤカバー１２の外周形状は、正方形状である。リヤカバー１２は、図１Ｂ及び２に示すように、第２フレーム部１２１と、ハウジング取付部１２２と、４つの第２梁部１２３と、を備える。第２フレーム部１２１の外周形状は、リヤカバー１２の外周形状と同じである。第２フレーム部１２１の内周形状は、円形状である。第２フレーム部１２１の内径は、外筒体２の内径と同じであるのが好ましい。第２フレーム部１２１は、第２フランジ２２１に重ねて配置される。第２フレーム部１２１は、第２フランジ２２１に対して複数のねじによって固定される。ハウジング取付部１２２は、円環状であって、第２フレーム部１２１の内側に配置されている。ハウジング取付部１２２には、モータハウジング９のフランジ部９５が重ねて配置される。ハウジング取付部１２２には、モータハウジング９のフランジ部９５が複数のねじによって固定される。４つの第２梁部１２３は、第２フレーム部１２１とハウジング取付部１２２とを繋いでいる。４つの第２梁部１２３は、ハウジング取付部１２２の周方向において略等間隔で離れて配置されている。リヤカバー１２の材質は、例えば、アルミニウムである。
【００３７】
ボトムカバー１３（図３Ａ、４〜８参照）は、フロントカバー１１及びリヤカバー１２に結合されている。ボトムカバー１３は、外筒体２の下方に配置される。ボトムカバー１３は、外筒体２の中心軸２０に沿った方向を長手方向とする矩形板であり、長手方向の一端がフロントカバー１１に対して複数のねじによって固定され、長手方向の他端がリヤカバー１２に対して複数のねじによって固定されている。ボトムカバー１３の長手方向の長さは、外筒体２の長さよりも長く、ボトムカバー１３の短手方向の長さは、外筒体２の外径よりも長い。ボトムカバー１３の材質は、例えば、アルミニウムである。
【００３８】
分離装置１では、外筒体２は、フロントカバー１１とリヤカバー１２とボトムカバー１３とを含む筐体１００が、図３Ａ及び８に示すように、外筒体２を三方から囲んでいる。筐体１００は、フロントカバー１１、リヤカバー１２及びボトムカバー１３の他に、外筒体２の上方に配置されるトップカバー、外筒体２の径方向において外筒体２の両側に配置される一対のサイドカバーを備えていてもよい。
【００３９】
分離装置１は、図３Ａ、４、７及び８に示すように、フロントパネル１６と、リヤパネル１７と、通気パネル１８と、を更に備える。
【００４０】
フロントパネル１６の外周形状は、正方形状である。フロントパネル１６には、その厚さ方向に貫通する通気孔１６１（図１Ａ、４及び７参照）が形成されている。フロントパネル１６は、フロントカバー１１における外筒体２側とは反対側に重ねて配置される。フロントパネル１６は、複数のねじによってフロントカバー１１に固定される。通気孔１６１の開口形状は、円形状である。通気孔１６１の内径は、外筒体２の内径及び回転体３の外径よりも小さく、フロントカバー１１の軸受取付部１１２の外径よりも大きい。通気孔１６１の内径は、流入口２３の内径よりも小さい。したがって、外筒体２の流入口２３のうちで気体が通る領域は、通気孔１６１によって制限される。外筒体２の第１端２１側から見て（外筒体２の中心軸２０に沿った方向から見て）、回転体３の回転中心軸３０は、通気孔１６１の周縁の内側に位置している。すなわち、外筒体２の第１端２１側から見て、回転体３の回転中心軸３０は、外筒体２の流入口２３の周縁の内側に位置している。「外筒体２の第１端２１側から見て、回転体３の回転中心軸３０が、流入口２３の周縁の内側に位置している」とは、外筒体２の第１端２１側から見て、シャフト７の軸線が流入口２３の周縁の内側にあることを意味する。回転体３の回転中心軸３０に沿った方向から見て、複数の羽根３６の外側の端部の回転軌跡の範囲内に、通気孔１６１が位置している。本実施形態では、図４に示すように、通気孔１６１の内径は、回転体３の一径方向において回転体３を挟んで配置されている一対の羽根３６の、この一径方向における両端間の距離よりも小さい。すなわち、外筒体２の第１端２１側から見て、複数の羽根３６の回転領域の内側に、通気孔１６１の全体（外筒体２の流入口２３の全体）が位置する。フロントパネル１６の材質は、例えば、アルミニウムである。
【００４１】
リヤパネル１７の外周形状は、正方形状である。リヤパネル１７には、その厚さ方向に貫通する通気孔１７１（図３Ｂ、４、７及び８参照）が形成されている。リヤパネル１７は、リヤカバー１２における外筒体２側とは反対側に重ねて配置される。リヤパネル１７は、複数のねじによってリヤカバー１２に固定される。通気孔１７１の開口形状は、円形状である。通気孔１７１の内径は、外筒体２の内径（流出口２４の内径）と同じであり、回転体３の外径及びリヤカバー１２のハウジング取付部１２２の外径よりも大きい。回転体３の回転中心軸３０に沿った方向から見て、複数の羽根３６の回転軌跡の全部が、通気孔１７１の内側に位置している。本実施形態では、図４に示すように、通気孔１７１の内径は、回転体３の一径方向において回転体３を挟んで配置されている一対の羽根３６の、この一径方向における両端間の距離よりも大きい。すなわち、外筒体２の第２端２２側から見て（外筒体２の中心軸２０に沿った方向から見て）、複数の羽根３６の回転領域の全体が、通気孔１７１の周縁の内側（外筒体２の流出口２４の周縁の内側）に位置している。リヤパネル１７の材質は、例えば、アルミニウムである。
【００４２】
通気パネル１８の外周形状は、略円形状である。通気パネル１８の外径は、リヤカバー１２におけるハウジング取付部１２２の外径と同じである。通気パネル１８の中央部には、メッシュ１８１（図３Ｂ参照）が設けられている。通気パネル１８は、リヤカバー１２における外筒体２側とは反対側においてハウジング取付部１２２に重ねて配置される。通気パネル１８は、複数のねじによってハウジング取付部１２２に固定される。
【００４３】
分離装置１では、シャフト７に連結されている回転体３の回転方向が、モータ４の回転軸４２（図２及び４参照）の回転方向と同じとなる。回転体３の回転方向は、外筒体２の流入口２３側から見て、時計回りの方向（図５における矢印Ａ１の方向）である。回転体３の回転方向は、外筒体２の流出口２４側から見て、反時計回りの方向である。回転体３の回転角速度は、モータ４の回転軸４２の回転角速度と同じである。
【００４４】
分離装置１では、モータ４の回転軸４２の回転により回転体３が回転すると、回転体３と複数の羽根３６とが同じ方向に回転する。分離装置１は、回転体３が回転することで、流路２００（図２、４〜６参照）に流入した空気に対して回転中心軸３０のまわりの回転方向の力を与えることが可能となる。分離装置１では、回転体３が回転することにより、流路２００を流れる空気の速度ベクトルが、回転中心軸３０に平行な方向の速度成分と、回転中心軸３０のまわりの回転方向の速度成分と、を有することになる。
【００４５】
分離装置１の分離特性に関しては、回転体３の回転速度が速くなるにつれて分離効率が高くなる傾向にある。また、分離装置１の分離特性に関しては、分粒径が大きくなるにつれて分離効率が高くなる傾向にある。分離装置１では、例えば、規定粒径以上の微粒子を分離するように回転体３の回転速度が設定されているのが好ましい。規定粒径の微粒子としては、例えば、空気動力学的粒子径が、０．３μｍ〜１０μｍの粒子を想定している。「空気動力学的粒子径」とは、空気動力学的挙動が、比重１．０の球形粒子と等価になるような粒子の直径を意味する。空気動力学的粒子径は、粒子の沈降速度から求められる粒径である。分離装置１で分離されずに空気中に残る固体としては、分離装置１で分離することを想定している微粒子よりも粒径の小さな微粒子（言い換えれば、質量が小さな微粒子）を挙げることができる。
【００４６】
一例において、流路２００を流れる空気の速度ベクトルの、回転中心軸３０に平行な方向の速度成分は、２ｍ／ｓ程度であり、流路２００を流れる空気の速度ベクトルの、回転中心軸３０のまわりの回転方向の速度成分は、２０ｍ／ｓ程度である。なお、流路２００を流れる空気の、回転中心軸３０に平行な方向の速度成分に対する回転中心軸３０のまわりの回転方向の速度成分の比率は、実験的に求めることが可能である。例えば、外筒体２を透明な材料で形成し、外筒体２の流路２００内に、一端のみが外筒体２に固定された軽い（質量を無視できる）紐体を配置し、流路２００内に空気を流した状態で、紐体の回転中心軸３０に沿った方向からの傾きを観測すればよい。
【００４７】
分離装置１では、外筒体２の流入口２３から外筒体２内に流入した空気に含まれている固体を外筒体２の外側に排出するために、外筒体２に、外筒体２の内外を連通させる（繋ぐ）排出孔２５（図２、５、７、９Ａ及び９Ｂ参照）が形成されている。また、分離装置１は、外筒体２の内側から排出孔２５を通って排出された固体が入る捕集器６を備える。分離装置１では、排出孔２５から排出された固体が、例えば、重力沈降等により、捕集器６の底面に堆積する。
【００４８】
排出孔２５は、外筒体２の第１端２１と第２端２２との間で、回転体３の回転中心軸３０に沿った方向に細長いスリット状に形成されている。外筒体２の中心軸２０に沿った方向において、排出孔２５と流入口２３との距離は、羽根３６と流入口２３との距離よりも短いが、あくまでも一例であり、これに限らない。また、外筒体２の中心軸２０に沿った方向において、排出孔２５と流出口２４との距離は、羽根３６と流出口２４との距離よりも長いが、あくまでも一例であり、これに限らない。分離装置１では、外筒体２に流入した空気中の固体の大きさや外筒体２の中心軸２０（図４及び９Ａ参照）に沿った方向における位置に関係なく、外筒体２の内周面２７付近を通っている固体を、排出孔２５から排出することが可能となる。これにより、分離装置１は、外筒体２の内周面２７に固体が付着して堆積するのを抑制することが可能となる。
【００４９】
捕集器６は、外筒体２における回転体３側とは反対側に設けられている。捕集器６は、外筒体２の外側において排出孔２５を覆うように配置されている。これにより、捕集器６の内部空間は、外筒体２の内側の流路２００と連通している。分離装置１では、外筒体２の内側から排出孔２５を通って排出された固体が捕集器６に入る。捕集器６は、外筒体２に対して着脱可能に取り付けられている。
【００５０】
捕集器６は、蓋がない器である。捕集器６は、図９Ａに示すように、底壁６０と、周壁６５と、取付フランジ６６と、を備える。
【００５１】
底壁６０は、外筒体２の中心軸２０（図４及び９Ａ参照）に平行な方向を長手方向とする長方形状に形成されている。底壁６０の長手方向の長さは、外筒体２の中心軸２０に平行な方向における排出孔２５の長さよりも長い。底壁６０は、図５に示すように、外筒体２の斜め下方に位置する。また、底壁６０は、ボトムカバー１３上に配置される。
【００５２】
周壁６５は、底壁６０の外周縁の全周から底壁６０の厚さ方向に突出している。周壁６５は、第１側壁６１、第２側壁６２、第３側壁６３及び第４側壁６４を備える。第１側壁６１は、底壁６０の長手方向において外筒体２の第１端２１及び第２端２２のうち第１端２１に近い側の端縁から、底壁６０の厚さ方向に突出している。第２側壁６２は、底壁６０の長手方向において外筒体２の第１端２１及び第２端２２のうち第２端２２に近い側の端縁から、底壁６０の厚さ方向に突出している。したがって、第１側壁６１と第２側壁６２とは、外筒体２の中心軸２０に平行な方向において互いに対向する。第１側壁６１の形状と第２側壁６２の形状とは同じである。第１側壁６１及び第２側壁６２のそれぞれにおける底壁６０側とは反対側の先端面６１１及び６１２は、外筒体２の外周面２８に沿った形状に形成されている。
【００５３】
第３側壁６３は、底壁６０の短手方向において外筒体２に近い側の端縁から底壁６０の厚さ方向に突出している。第４側壁６４は、底壁６０の短手方向において外筒体２から遠い側の端縁から底壁６０の厚さ方向に突出している。したがって、第３側壁６３と第４側壁６４とは、外筒体２の一径方向に平行な方向において互いに対向する。第４側壁６４の突出寸法は、第３側壁６３の突出寸法よりも長い。第３側壁６３の突出寸法は、第１側壁６１及び第２側壁６２の第３側壁６３側の端における突出寸法と同じである。第４側壁６４の突出寸法は、第１側壁６１及び第２側壁６２の第４側壁６４側の端における突出寸法と同じである。捕集器６では、第１側壁６１と第２側壁６２と第３側壁６３と第４側壁６４とで、平面視形状が矩形枠状の周壁６５を構成している。平面視において、排出孔２５は、捕集器６の周壁６５に囲まれている。
【００５４】
取付フランジ６６は、第４側壁６４の外周縁から第４側壁６４と同一面内で外方に突出している。
【００５５】
分離装置１では、外筒体２の外周面２８に、捕集器６が着脱可能に取り付けられる取付部２６（図９Ｂ参照）が設けられている。ここにおいて、取付部２６には、捕集器６の取付フランジ６６がねじによって取り付けられる。取付部２６は、外筒体２の外周面２８から突出している。取付部２６は、取付フランジ６６の第１側壁６１、第２側壁６２、第３側壁６３及び第４側壁６４それぞれに一対一に対応する第１側片２６１、第２側片２６２、第３側片２６３及び第４側片２６４を備える。
【００５６】
第１側片２６１と第２側片２６２とは、外筒体２の中心軸２０に平行な方向において互いに対向する。外筒体２の中心軸２０に平行な方向から見て、第１側片２６１及び第２側片２６２の形状は、捕集器６の第１側壁６１及び第２側壁６２の形状と同じである。第１側片２６１と第２側片２６２との互いの対向面間の距離は、捕集器６の第１側壁６１と第２側壁６２との互いの外面間の距離と略同じである。外筒体２の径方向に平行な一方向から見て、第３側片２６３の形状は、捕集器６の第３側壁６３の形状と同じである。取付部２６においては、第１側片２６１、第２側片２６２及び第４側片２６４に対して捕集器６の取付フランジ６６がねじによって固定される。分離装置１では、取付部２６に捕集器６を取り付けた状態において、捕集器６の周壁６５の先端面が外筒体２の外周面２８に接触或いは近接する。ここにおいて、捕集器６は、周壁６５の先端面が全周に亘って外筒体２の外周面２８に接触しているのが好ましい。
【００５７】
分離装置１は、捕集器６の内部空間を複数（本実施形態では、３つ）の空間に分ける複数（本実施形態では、２つ）の仕切壁１０（図２、５及び９Ａ参照）を更に備える。複数の仕切壁１０は、捕集器６の内部空間に配置されている。複数の仕切壁１０の各々は、回転体３の回転中心軸３０（図４参照）に沿った方向（平行な方向）に交差（本実施形態では、直交）する。ここにおいて、複数の仕切壁１０の各々は、回転体３の回転中心軸３０に平行な方向に直交する（つまり、仕切壁１０と回転中心軸３０とのなす角度が９０度である）場合に限らない。複数の仕切壁１０の各々は、例えば、回転体３の回転中心軸３０に平行な方向に３０〜１５０度の範囲で交差してもよい。本実施形態の分離装置１では、複数の仕切壁１０が、捕集器６内に配置され回転体３の回転中心軸３０に沿った方向に並んでいる。これにより、分離装置１では、複数（２つ）の仕切壁１０によって、捕集器６の内部空間が、回転中心軸３０に沿った方向に並ぶ複数（３つ）の空間に分けられている。複数の仕切壁１０は、一例として、回転体３の回転中心軸３０に沿った方向において略等間隔で配置されている。複数の仕切壁１０は、捕集器６の底壁６０上に配置されている。複数の仕切壁１０の各々の先端面１０ａ（図９Ａ参照）は、外筒体２の外周面２８に沿った形状に形成されている。複数の仕切壁１０の各々の先端面１０ａの曲率半径は、外筒体２の外周面２８の曲率半径と同じであるのが好ましい。分離装置１では、仕切壁１０が捕集器６と一体である。分離装置１では、捕集器６及び複数の仕切壁１０の材質が合成樹脂であり、捕集器６と仕切壁１０とが一体成形されている。
【００５８】
分離装置１では、回転体３の回転中、外筒体２の流入口２３から流入した空気中の固体の一部が、流路２００（図２参照）を通る途中でその遠心力等によって捕集器６に入る。
【００５９】
分離装置１では、外筒体２に対して捕集器６を着脱可能に取り付けてあることにより、例えば、人が捕集器６を外筒体２から取り外して捕集器６内の固体を廃棄し、その後、捕集器６を外筒体２に取り付けることができる。
【００６０】
分離装置１では、捕集器６に溜まった固体を廃棄する場合、例えば、ボトムカバー１３をフロントカバー１１及びリヤカバー１２から取り外し、その後、捕集器６を外筒体２から取り外し、次に、捕集器６内の固体を廃棄し、その後、捕集器６を外筒体２に取り付け、続いて、ボトムカバー１３をフロントカバー１１及びリヤカバー１２に取り付ける。分離装置１のメンテナンスでは、取り外した捕集器６の代わりに、交換用の捕集器６を外筒体２に取り付けてもよい。
【００６１】
分離装置１では、図３Ａ、４、６〜８に示すように、外筒体２の第２端２２側に、排気ダクト（第１の排気ダクト）５１が配置されている。第１の排気ダクト５１の内部空間は、外筒体２の流出口２４と繋がっている。また、分離装置１では、図３Ａ、４、６〜８に示すように、第１の排気ダクト５１の外筒体２側とは反対側に第２の排気ダクト５２が配置されている。第２の排気ダクト５２の内部空間は、第１の排気ダクト５１の内部空間と繋がっている。第１の排気ダクト５１及び第２の排気ダクト５２の材質は、例えば、ＡＢＳ樹脂である。第１の排気ダクト５１と第２の排気ダクト５２とは、一体に形成されている。
【００６２】
図３Ａ、３Ｂ、４、６〜８に示すように、第１の排気ダクト５１は、底壁５１４と側壁５１５とを有する有底筒状であり、より詳細には有底円筒状である。第１の排気ダクト５１は、外筒体２側の一端（第１端）５１１に導入口５１３を有し、外筒体２側とは反対の他端（第２端）５１２に底壁５１４を有する。底壁５１４には、導出口５１６が形成されている。言い換えれば、第１の排気ダクト５１は、外筒体２側の第１端５１１側の端面に導入口５１３を有し、外筒体２側とは反対の第２端５１２側の端面に導出口５１６を有する筒状である。
【００６３】
第１の排気ダクト５１の内径は、一定である。第１の排気ダクト５１は、第１の排気ダクト５１の中心軸５１０（図４及び６参照）が外筒体２の中心軸２０と揃うように（導入口５１３の中心５１３０が、外筒体２の中心軸２０上に位置するように）配置されている。
【００６４】
第１の排気ダクト５１では、外筒体２側の第１端５１１側の端面の全体に、開口（導入口５１３）が形成されている。第１の排気ダクト５１の導入口５１３は、外筒体２の流出口２４と繋がっている。第１の排気ダクト５１の導入口５１３の形状は、外筒体２の流出口２４の形状（通気孔１７１の形状）と同じく円形である。導入口５１３の内径は、流出口２４の内径（通気孔１７１の内径）と略同じである（本実施形態では、僅かに小さい）。第１の排気ダクト５１の断面の内周形状（中心軸５１０と直交する断面の内周形状）は、導入口５１３の開口形状と等しい。
【００６５】
一方、導出口５１６は、導入口５１３よりも径の小さな円形状である。導出口５１６の開口面積は、導入口５１３の開口面積よりも小さい。導出口５１６は、底壁５１４の一部を貫通するように形成されている。第１の排気ダクト５１では、外筒体２の中心軸２０に沿った方向から見て、導出口５１６の中心５１６０が導入口５１３の中心５１３０からずれるように（導出口５１６の中心５１６０が導入口５１３の中心５１３０に対して偏心するように）底壁５１４に（第１の排気ダクト５１の第２端５１２に）導出口５１６が形成されている。すなわち、導出口５１６の中心５１６０が、底壁５１４の中心に対して偏心している。さらに言い換えると、外筒体２の中心軸２０に沿った方向から見て（回転体３の回転中心軸３０に沿った方向から見て）、第１の排気ダクト５１の導出口５１６の中心５１６０は、回転体３の回転中心軸３０に対して偏心している。特に本実施形態では、外筒体２の中心軸２０に沿った方向から見て、導入口５１３の中心５１３０が導出口５１６の周縁の外側に位置するように、底壁５１４に導出口５１６が形成されている。言い換えれば、外筒体２の中心軸２０に沿った方向から見て、導出口５１６の全体が導入口５１３の中心５１３０と重ならないように、底壁５１４に導出口５１６が形成されている。さらに言い換えると、外筒体２の中心軸２０に沿った方向から見て（回転体３の回転中心軸３０に沿った方向から見て）、導出口５１６０の周縁の外側に回転体３の回転中心軸３０が位置するように、底壁５１４に導出口５１６が形成されている。
【００６６】
第１の排気ダクト５１は、その第１端５１１側で外筒体２と連結されている。より詳細には、第１の排気ダクト５１の第１端５１１には、外方に突出する第１固定フランジ５３が設けられている。第１固定フランジ５３は、リヤカバー１２及びリヤパネル１７に対して例えば複数のねじによって着脱可能に取り付けられる。
【００６７】
図３Ａ、４、６〜８に示すように、第２の排気ダクト５２は、両端が開口する筒状であり、より詳細には円筒状である。
【００６８】
第２の排気ダクト５２の内径は、一定である。第２の排気ダクト５２は、第２の排気ダクト５２の中心軸５２０（図４及び６参照）が第１の排気ダクト５１の中心軸５１０と平行であって中心軸５１０と重ならないように、配置されている。第２の排気ダクト５２は、第１の排気ダクト５１の導出口５１６の縁部に連結されている。第２の排気ダクト５２の内部空間は、第１の排気ダクト５１の導出口５１６に繋がっている。第２の排気ダクト５２の中心軸５２０上に、第１の排気ダクト５１の導出口５１６の中心５１６０が位置している。第２の排気ダクト５２の断面の内周形状（中心軸５２０と直交する断面の内周形状）は、第１の排気ダクト５１の導出口５１６の開口形状と同じである。
【００６９】
また、図４に示すように、第２の排気ダクト５２の内周面において、外筒体２の中心軸２０（第１の排気ダクト５１の中心軸５１０）から最も離れた部分は、第１の排気ダクト５１の中心軸５１０の方向に沿って、第１の排気ダクト５１の内周面と一直線上で繋がっている。言い換えれば、第２の排気ダクト５２の内半径と、中心軸５１０、５２０間の距離との和が、第１の排気ダクト５１の内半径と等しい。
【００７０】
第２の排気ダクト５２の第１の排気ダクト５１側とは反対側の端部には、外方に突出する第２固定フランジ５４が設けられている。第２固定フランジ５４には、例えば複数のねじによって、外部のダクト等が取り付けられる。
【００７１】
分離装置１では、外部の空気がフロントパネル１６の通気孔１６１（図１Ａ、４及び７参照）及びフロントカバー１１の第１フレーム部１１１（図１Ａ及び２参照）の内側の空間を通して外筒体２の流入口２３に流入する。外筒体２に流入した空気に含まれていた固体は、流路２００（図２参照）において螺旋状に回転するときに回転体３の回転中心軸３０（図４参照）から外筒体２の内周面２７に向かう方向の遠心力を受ける。遠心力を受けた固体は、外筒体２の内周面２７へ向かい、外筒体２の内周面２７付近を内周面２７に沿って螺旋状に回転する。そして、分離装置１では、空気中の固体の一部が、流路２００を通過する途中で排出孔２５（図２及び５参照）から排出され捕集器６に捕集される。
【００７２】
分離装置１では、外筒体２の内側において旋回流が発生するので、外筒体２の流入口２３から外筒体２内に流入した空気中の固体（塵等）の一部が、排出孔２５を通して捕集器６内に捕集される。そして分離装置１では、固体（塵等）が分離（除去）された空気（清浄化された空気）の一部が、外筒体２の流出口２４から第１の排気ダクト５１へと流れ、第２の排気ダクト５２を通り外部（例えば、第２固定フランジ５４に取り付けられたダクト）へと流出する。
【００７３】
ところで、上述のように、本実施形態の分離装置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る。分離装置１と、分離装置１の下流側に配置される空調設備とは、例えば外部のダクトによって接続される。ここにおいて、本願発明者らは、分離装置の外筒体に、外筒体の内径よりも小さな内径を有するダクトを接続する場合、ダクトの構造によっては、圧力損失が大きくなってしまう可能性があるという知見を得た。
【００７４】
例えば、本願発明者らは、以下の比較例１の分離装置及び比較例２の分離装置を考えた。比較例１及び比較例２の分離装置は、外筒体、回転体、複数の羽根、及びモータを備えている。また、比較例１及び比較例２の分離装置は、第１の排気ダクトと第２の排気ダクトとを備えている。比較例１の分離装置の第１の排気ダクトは、導入口と導入口よりも径の小さな導出口とをその両端に有する円筒状であって、その断面の内周形状が導入口の開口形状と等しい。また、比較例１の分離装置では、外筒体の中心軸に沿った方向から見て、第１の排気ダクトの導入口の中心と導出口の中心とが一致しており、第１の排気ダクトの導出口の中心が、回転体の回転中心軸上に位置している。比較例１の分離装置の第２の排気ダクトは、両端が開口した円筒状であって、第１の排気ダクトの導出口の縁部に繋がっており、その断面の内周形状が第１の排気ダクトの導出口の開口形状と同じであり、その中心軸が第１の排気ダクトの中心軸と一致している。また、比較例２の分離装置は、比較例１の分離装置において、第１の排気ダクトが、導入口から導出口に向かって徐々に内径が小さくなっているテーパ筒状に形成されている。そして本願発明者らは、比較例１と比較例２の分離装置について、流体解析ソフトフェアを用いたシミュレーションで、その圧力損失について検討した。その結果、一例として、比較例１の分離装置では、圧力損失（外筒体の流入口における圧力と第２の排気ダクトの出口における圧力との差）が５７６Ｐａであり、比較例２の分離装置では、圧力損失が６２８Ｐａであった。
【００７５】
そこで、本願発明者らは、圧力損失の低減を図るために、種々の検討の結果、参考例１及び参考例２の分離装置を考案した。ここで、参考例１の分離装置は、比較例１の分離装置において、本実施形態の分離装置１の第１の排気ダクト５１と同様に、外筒体の中心軸に沿った方向から見て導出口の中心を回転体の回転中心軸に対して偏心させた第１の排気ダクトを備えている。また、参考例２の分離装置は、比較例２の分離装置において、外筒体の中心軸に沿った方向から見て導出口の中心を回転体の回転中心軸に対して偏心させた第１の排気ダクトを備えている。そして、本願発明者らは、参考例１及び参考例２の分離装置についても、比較例１及び比較例２の分離装置と同様のシミュレーションを行った。その結果、参考例１の分離装置では、一例として、圧力損失が３６７Ｐａであり、参考例２の分離装置では、一例として、圧力損失が４２２Ｐａであった。すなわち、参考例１及び参考例２の分離装置では、外筒体の中心軸に沿った方向から見て第１の排気ダクトの導出口の中心を回転体の回転中心軸に対して偏心させることで、比較例１及び比較例２の分離装置よりも、それぞれ圧力損失が低減されることが見出された。参考例１の分離装置の方が、比較例１の分離装置よりも圧力損失が低減される理由は、以下のように推考される。第１の排気ダクトの内部では、空気が旋回していることによって、中心側よりも外周側の方が圧力（気圧）が高くなりやすい。このため、参考例１及び参考例２の分離装置では、相対的に圧力の高い外周側に導出口が形成されていることで、導出口から空気が排出されやすくなる。参考例２の分離装置の方が、比較例２の分離装置よりも圧力損失が低減される理由も、同様と推考される。また、参考例２の分離装置の方が、参考例１の分離装置よりも圧力損失が増加する理由は、以下のように推考される。参考例２（比較例２）の分離装置では、導入口側から導出口側に向かうにつれて第１の排気ダクトの開口面積が徐々に小さくなるので、外周側と中心側との間の圧力差が導入口側から導出口側へ向かうにつれて小さくなる。このため、外周側の圧力が低下して、圧力損失が起こりやすくなる。比較例２の分離装置の方が、比較例１の分離装置よりも圧力損失が増加する理由も、同様と推考される。
【００７６】
本実施形態の分離装置１では、排気ダクト（第１の排気ダクト５１）は筒状であって、外筒体２側の第１端５１１側の端面に導入口５１３を有し、外筒体２側とは反対の第２端５１２側の端面に導入口５１３よりも小さな導出口５１６を有する。そして、外筒体２の中心軸２０に沿った方向から見て、導出口５１６の中心５１６０が、回転体３の回転中心軸３０に対して偏心している。これにより、本実施形態の分離装置１は、比較例１の分離装置のように外筒体の中心軸に沿った方向から見て導出口の中心が回転体の回転中心軸上に位置する排気ダクトを備えた構成と比べて、圧力損失の低減を図ることが可能となる。なお、偏心の程度（回転体３の回転中心軸３０に直交する一方向における、回転中心軸３０に対する第１の排気ダクト５１の導出口５１６の中心５１６０のずれの大きさ）については、複数の羽３６の回転領域の回転半径の１０〜２００％が望ましい。
【００７７】
分離装置１は、例えば、住宅等に設置する空気浄化システムにおいて、空調設備の上流側に配置されたＨＥＰＡフィルタ（high efficiency particulate air filter）等のエアフィルタよりも上流側に配置して使用する。「ＨＥＰＡフィルタ」とは、定格流量で粒径が０．３μｍの粒子に対して９９．９７％以上の粒子捕集率をもち、かつ初期圧力損失が２４５Ｐａ以下の性能をもつエアフィルタである。エアフィルタは、１００％の粒子捕集効率を必須の条件とはしない。空気浄化システムは、分離装置１を備えることにより、ＰＭ２．５等の微粒子がエアフィルタへ到達するのを抑制することが可能となる。よって、空気浄化システムでは、分離装置１よりも下流側にあるエアフィルタ等の長寿命化を図ることが可能となる。例えば、空気浄化システムでは、エアフィルタに捕集される微粒子等の総質量が増加することによる圧力損失の上昇を抑制することが可能となる。これにより、空気浄化システムでは、エアフィルタの交換頻度を少なくすることが可能となる。空気浄化システムは、エアフィルタと空調設備とが互いに異なる筐体に収納された構成に限らず、空調設備の筐体内にエアフィルタを備えていてもよい。言い換えれば、空調設備が、送風装置に加えてエアフィルタを備えていてもよい。
【００７８】
図１０は、本実施形態の変形例の分離装置１Ａの斜視断面図である。分離装置１Ａは、排気ダクト（第１の排気ダクト５１Ａ）の形状が、実施形態の分離装置１と相違する。より詳細には、分離装置１Ａは、参考例２の分離装置と同様に、導入口５１３と導入口５１３よりも開口面積の小さな導出口５１６とを両端に有し、導入口５１３から導出口５１６に向かって徐々に内径が小さくなっており、外筒体２の中心軸２０に沿った方向から見て導出口５１６の中心５１６０が回転体３の回転中心軸３０に対して偏心している第１の排気ダクト５１Ａを備えている。
【００７９】
第１の排気ダクト５１Ａは、外筒体２の第２端２２側に配置されている。第１の排気ダクト５１Ａは、導入口５１３の中心５１３０が外筒体２の中心軸２０上に位置するように、配置されている。第１の排気ダクト５１Ａの内部空間は、外筒体２の流出口２４と繋がっている。
【００８０】
第１の排気ダクト５１Ａでは、外筒体２側の第１端５１１側の端面の全体に、開口（導入口５１３）が形成されている。第１の排気ダクト５１Ａの導入口５１３は、外筒体２の流出口２４と繋がっている。第１の排気ダクト５１Ａの導入口５１３の形状は、外筒体２の流出口２４の形状（通気孔１７１の形状）と同じく円形である。導入口５１３の内径は、流出口２４の内径（通気孔１７１の内径）と略同じである（本変形例では、僅かに小さい）。
【００８１】
導出口５１６は、導入口５１３よりも径の小さな円形状である。すなわち、導出口５１６の開口面積は、導入口５１３の開口面積よりも小さい。第１の排気ダクト５１Ａでは、外筒体２側とは反対の第２端５１２側の端面の全体に、開口（導出口５１６）が形成されている。第１の排気ダクト５１Ａでは、外筒体２の中心軸２０に沿った方向から見て、導出口５１６の中心５１６０が導入口５１３の中心５１３０からずれるように、第１の排気ダクト５１Ａの第２端５１２に導出口５１６が形成されている。言い換えれば、外筒体２の中心軸２０に沿った方向から見て（回転体３の回転中心軸３０に沿った方向から見て）、第１の排気ダクト５１Ａの導出口５１６の中心５１６０は、回転体３の回転中心軸３０に対して偏心している。特に、外筒体２の中心軸２０に沿った方向から見て、導入口５１３の中心５１３０が導出口５１６の周縁の外側に位置するように、導出口５１６が形成されている。言い換えれば、外筒体２の中心軸２０に沿った方向から見て、導入口５１３の中心５１３０と導出口５１６とが重ならないように、第１の排気ダクト５１Ａの第２端５１２に導出口５１６が形成されている。さらに言い換えると、外筒体２の中心軸２０に沿った方向から見て（回転体３の回転中心軸３０に沿った方向から見て）、導出口５１６０の周縁の外側に回転体３の回転中心軸３０が位置するように、第１の排気ダクト５１Ａの第２端５１２に導出口５１６が形成されている。
【００８２】
第１の排気ダクト５１Ａの側壁５１５は、導入口５１３から導出口５１６へ向かうにつれて、内径が一定の割合で減少するテーパ筒状である。
【００８３】
また、分離装置１と同様に、分離装置１Ａの第１の排気ダクト５１Ａにおける外筒体２とは反対の第２端５１２側には、第２の排気ダクト５２が配置されている。
【００８４】
分離装置１と同様に、分離装置１Ａでは、排気ダクト（第１の排気ダクト５１Ａ）は筒状であって、外筒体２側の第１端５１１側の端面に導入口５１３を有し、外筒体２側とは反対の第２端５１２側の端面に導入口５１３よりも小さな導出口５１６を有する。そして、外筒体２の中心軸２０に沿った方向から見て、導出口５１６の中心５１６０が、回転体３の回転中心軸３０に対して偏心している。これにより、本変形例の分離装置１Ａは、比較例２のように外筒体の中心軸に沿った方向から見て導出口の中心が回転体の回転中心軸上に位置する排気ダクトを備えた構成と比べて、圧力損失の低減を図ることが可能となる。
【００８５】
上記の実施形態及び変形例は、本発明の様々な実施形態の一つに過ぎない。上記の実施形態及び変形例は、本発明の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
【００８６】
例えば、外筒体２の材質は、ＡＢＳ等の合成樹脂に限らず、金属等でもよい。また、回転体３及び複数の羽根３６の材質は、ポリカーボネート樹脂等の合成樹脂に限らず、例えば、金属等でもよい。また、回転体３の材質と複数の羽根３６の材質とは互いに異なっていてもよい。また、第１の排気ダクト５１、第２の排気ダクト５２の材質は、ＡＢＳ等の合成樹脂に限らず、例えば金属等でもよい。
【００８７】
複数の羽根３６の各々は、回転体３と別部材として形成され回転体３に固定されることで回転体３に連結されていてもよい。
【００８８】
回転体３は、外筒体２の中心軸２０に沿った方向において並ぶ２つの回転部材３ａ、３ｂを備える構成に限らず、例えば、２つの回転部材３ａ、３ｂのうちの１つのみを備える構成でもよい。また、回転体３は、２つの回転部材３ａ、３ｂの間に、少なくとも１つの回転部材（回転部材３ｂと同様の形状の回転部材）を備えていてもよい。この場合、２つの回転部材３ａ、３ｂの間にある回転部材にも、複数の羽根３６の各々の一部を構成する羽根片が連結されているのが好ましい。
【００８９】
排出孔２５の形状は、細長いスリット状に限られず、任意の形状（丸孔等）であってもよい。
【００９０】
分離装置１、１Ａでは、外筒体２に排出孔２５が１つだけ形成されているが、これに限らず、排出孔２５が複数形成されていてもよい。この場合、複数の排出孔２５は、外筒体２の周方向において離れて配置されているのが好ましい。また、この場合、分離装置１、１Ａに捕集器６を複数設け、複数の捕集器６が複数の排出孔２５と一対一で対応するように配置されていてもよい。
【００９１】
分離装置１、１Ａでは、捕集器６の取付フランジ６６をねじにより取付部２６に取り付けてあるが、これに限らない。要するに、分離装置１では、取付フランジ６６及びねじは必須の構成要素ではない。また、捕集器６は外筒体２に固定されていてもよい。
【００９２】
また、捕集器６及び複数の仕切壁１０の材質は、合成樹脂に限らず、金属等でもよい。また、捕集器６と複数の仕切壁１０とは互いに異なる材質でもよい。分離装置１では、捕集器６と複数の仕切壁１０とが別部材で形成されて接着、溶着、嵌合、ねじ固定等によって一体化されていてもよい。
【００９３】
分離装置１、１Ａにおいて、捕集器６は必須の構成要素ではない。言い換えれば、分離装置１、１Ａは、外筒体２の内側から排出孔２５を通して外筒体２の外側へ固体を排出できるように構成されていれば、捕集器６を備えていない構成でもよい。
【００９４】
分離装置１において、第１の排気ダクト５１の形状は、円筒形状に限られず、例えば両端が正多角形状の筒状であってもよい。この場合、第１の排気ダクト５１の端面は、８以上の頂点を有する正多角形であることが好ましい。
【００９５】
分離装置１Ａにおいて、第１の排気ダクト５１Ａの断面の内周形状は円形に限られず、例えば正多角形であってもよい。
【００９６】
分離装置１、１Ａにおいて、第２の排気ダクト５２の形状は、円筒形状に限られない。
【００９７】
第２の排気ダクト５２は、省略されてもよい。例えば、第１の排気ダクト５１、５１Ａの導出口５１６に、外部のダクトが直接接続されてもよい。
【００９８】
（態様）
上述の実施形態及び変形例から明らかなように、第１の態様に係る分離装置（１、１Ａ）は、外筒体（２）と、回転体（３）と、複数の羽根（３６）と、モータ（４）と、排気ダクト（５１、５１Ａ）と、を備える。外筒体（２）は、第１端（２１）に気体の流入口（２３）を有し、第２端（２２）に気体の流出口（２４）を有する。回転体（３）は、外筒体（２）の内側において、回転中心軸（３０）が外筒体（２）の中心軸（２０）と揃うように配置されている。複数の羽根（３６）は、回転体（３）と外筒体（２）との間で回転体（３）の外周方向において離れて配置され、回転体（３）に連結されている。モータ（４）は、回転体（３）を回転中心軸（３０）のまわりで回転させる。排気ダクト（５１、５１Ａ）は、外筒体（２）の第２端（２２）側に配置され、内部空間が外筒体（２）の流出口（２４）と繋がっている。外筒体（２）は、第１端（２１）と第２端（２２）との間において外筒体（２）の内外を繋ぐ排出孔（２５）を有する。排気ダクト（５１、５１Ａ）は筒状である。第１の排気ダクト（５１、５１Ａ）は、外筒体（２）側の一端（第１端５１１）に、外筒体（２）の流出口（２４）に繋がる導入口（５１３）を有し、外筒体（２）側とは反対側の他端（第２端５１２）に導入口（５１３）よりも小さな導出口（５１６）を有する。外筒体（２）の中心軸（２０）に沿った方向から見て、導出口（５１６）の中心（５１６０）が回転体（３）の回転中心軸（３０）に対して偏心している。
【００９９】
以上の構成により、分離装置（１、１Ａ）は、圧力損失の低減を図ることが可能となる。
【０１００】
第２の態様に係る分離装置（１、１Ａ）では、第１の態様において、排気ダクト（５１、５１Ａ）は、第１の排気ダクト（５１、５１Ａ）の導入口（５１３）の中心（５１３０）が、外筒体（２）の中心軸（２０）上に位置している。これにより、分離装置（１、１Ａ）は、外筒体（２）から排気ダクト（５１，５１Ａ）に効率良く空気を導入することが可能となり、圧力損失の更なる低減を図ることが可能となる。
【０１０１】
第３の態様に係る分離装置（１）では、第１又は２の態様において、排気ダクト（５１）は、内径が一定の円筒状であって、外筒体（２）側とは反対側に底壁（５１４）を有する。底壁（５１４）に、導出口（５１６）が形成されている。導出口（５１６）の中心（５１６０）が、底壁（５１４）の中心に対して偏心している。これにより、分離装置（１）では、圧力損失の低減を図ることが可能となる。
【０１０２】
第４の態様に係る分離装置（１Ａ）では、第１又は２の態様において、排気ダクト（５１Ａ）は、導入口（５１３）から導出口（５１６）に向かって徐々に内径が小さくなっている。これにより、分離装置（１Ａ）では、圧力損失の低減を図ることが可能となる。
【０１０３】
第５の態様に係る分離装置（１、１Ａ）は、第１〜第４の何れかの態様において、外筒体（２）の中心軸（２０）に沿った方向から見て、導出口（５１６）の周縁の外側に回転体（３）の回転中心軸（３０）が位置する。これにより、分離装置（１、１Ａ）では、圧力損失の更なる低減を図ることが可能となる。
【０１０４】
第６の態様に係る分離装置（１、１Ａ）では、第１〜第５の何れかの態様において、排気ダクト（５１、５１Ａ）としての第１の排気ダクト（５１、５１Ａ）に加えて、第２の排気ダクト（５２）を更に備える。第２の排気ダクト（５２）は、中心軸（５２０）に沿った方向における断面の内周形状が一定の筒状であって、内部空間が第１の排気ダクト（５１）の導出口（５１６）に繋がる。第２の排気ダクト（５２）の断面の内周形状は、第１の排気ダクト（５１、５１Ａ）の導出口（５１６）の開口形状と同じである。これにより、分離装置（１、１Ａ）では、第２の排気ダクト（５２）から清浄化された空気を取り出すことが可能となる。
【符号の説明】
【０１０５】
１、１Ａ  分離装置
２  外筒体
２０  中心軸
２１  第１端
２２  第２端
２３  流入口
２４  流出口
２５  排出孔
３  回転体
３０  回転中心軸
３６  羽根
４  モータ
５１、５１Ａ  排気ダクト（第１の排気ダクト）
５１０  中心軸
５１１  第１端（一端）
５１２  第２端（他端）
５１３  導入口
５１３０  中心
５１４  底壁
５１６  導出口
５１６０  中心
５２  第２の排気ダクト
５２０  中心軸
【図１】
2018138294.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2018138294.tif 000009
【図８】
2018138294.tif 000010
【図９】
2018138294.tif 000011
【図１０】
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