(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体に含まれる固体粒子をサイクロン分離するための装置（１０）であって、
一次サイクロンチャンバ（１２）と、
二次サイクロンチャンバ（１４）と、
前記固体粒子を含む前記流体のための少なくとも１つの入口チャネル（９０）であって、前記一次サイクロンチャンバ（１２）に通じている少なくとも１つの前記入口チャネル（９０）と、
前記固体粒子が除去された前記流体のための少なくとも１つの出口チャネル（１８）であって、前記二次サイクロンチャンバに通じている少なくとも１つの前記出口チャネル（１８）と、
前記一次サイクロンチャンバ（１２）を前記二次サイクロンチャンバ（１４）に接続しているダクトユニット（２０）と、
を備えている前記装置（１０）において、
前記ダクトユニット（２０）が、前記一次サイクロンチャンバ（１２）によって囲まれており、
前記ダクトユニット（２０）が、
前記二次サイクロンチャンバ（１４）の境界を形成しているコア（６０）であって、前記コア（６０）が、少なくとも１つの螺旋状溝（６６）が設けられている外面（６４）を有しており、少なくとも１つの前記螺旋状溝（６６）が、前記二次サイクロンチャンバ（１４）の長手方向軸線（３４）から前記二次サイクロンチャンバ（１４）に向かって末広がりになっている、底面（７２）を有している、前記コア（６０）と、
少なくとも１つの前記螺旋状溝（６６）と共に螺旋状チャネル（８２）の境界を形成するように、前記コア（６０）の一部分を覆っているキャップ（６２）であって、前記螺旋状チャネル（８２）が、前記一次サイクロンチャンバ（１２）に通じている入口（８４）と前記二次サイクロンチャンバ（１４）に通じている出口（８６）とを有している、前記キャップ（６２）と、
を備えていることを特徴とする装置（１０）。
【請求項２】
前記二次サイクロンチャンバ（１４）の全体が、前記一次サイクロンチャンバ（１２）によって囲まれていることを特徴とする請求項１に記載の装置（１０）。
【請求項３】
前記装置（１０）の前記出口チャネル（１８）が、前記二次サイクロンチャンバ（１４）の長手方向軸線（３４）に沿って、前記コア（６０）を貫通して延在していることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置（１０）。
【請求項４】
前記装置（１０）の前記出口チャネル（１８）の少なくとも一部分の境界が、渦防止板（８１）を具備する表面によって形成されていることを特徴とする請求項３に記載の装置（１０）。
【請求項５】
少なくとも１つの前記螺旋状溝（６６）が、前記二次サイクロンチャンバ（１４）の長手方向軸線（３４）を中心として等間隔で配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置（１０）。
【請求項６】
前記キャップ（６２）が、前記二次サイクロンチャンバ（１４）の長手方向軸線（３４）を中心とする回転体の壁から形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置（１０）。
【請求項７】
前記一次サイクロンチャンバ（１２）の外側境界が、前記二次サイクロンチャンバ（１４）の長手方向軸線（３４）を中心とする環状外壁（３０）によって形成されており、
前記環状外壁（３０）が、先細になっているテーパ状倒立部分（１００）を含んでいることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置（１０）。
【請求項８】
前記環状外壁（３０）が、前記環状外壁（３０）の頸部（１０４）の高さにおいて前記環状外壁（３０）の前記テーパ状倒立部分（１００）に接続されているテーパ状正立部分（１０２）を含んでいることを特徴とする請求項７に記載の装置（１０）。
【請求項９】
前記二次サイクロンチャンバ（１４）の外側境界が、テーパ状倒立部分（１１０）とテーパ状正立部分（１１２）を備えている環状内壁（３２）によって形成されており、
前記テーパ状倒立部分（１１０）と前記テーパ状正立部分（１１２）とが、前記環状内壁（３２）の頸部（１１４）の高さにおいて互いに接続されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置（１０）。
【請求項１０】
前記一次サイクロンチャンバ（１２）が、前記一次サイクロンチャンバ（１２）の内部において分離された前記固体粒子を受容するように構成されている一次収集チャンバ（２２）に通じており、
前記装置（１０）が、前記一次サイクロンチャンバ（１２）の出口において第１の渦防止ブレード（１３０）を含んでいることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の装置（１０）。
【請求項１１】
前記二次サイクロンチャンバ（１４）が、前記二次サイクロンチャンバ（１４）の内部において分離された前記固体粒子を受容するように構成されている二次収集チャンバ（２４）に通じており、
前記装置（１０）が、前記二次サイクロンチャンバ（１４）の出口において第２の渦防止ブレード（１３２）を含んでいることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の装置（１０）。
【請求項１２】
少なくとも１つの前記入口チャネル（９０）が、螺旋状の形態とされることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の装置（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体に、特にガスに含有する固体粒子についてサイクロン分離に関する。より具体的には、本発明は、一次サイクロンチャンバと、二次サイクロンチャンバと、固体粒子を含む流体のための少なくとも１つの入口チャネルであって、一次サイクロンチャンバに通じている少なくとも１つの入口チャネルと、固体粒子が除去された流体のための少なくとも１つの出口チャネルであって、二次サイクロンチャンバに接続されている少なくとも１つの出口チャネルと、一次サイクロンチャンバを二次サイクロンチャンバに接続しているダクトユニットとを備えているサイクロン分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
当該装置は、初期段階において流体に混合されていた微小な固体粒子を当該流体から分離するために、当該流体を急速回転させることによって動作する。遠心力が固体粒子を外壁に移動させようとするので、その結果として分離が行われる。実際には、固体粒子と外壁との摩擦によって、固体粒子の運動エネルギが低減され、その結果として、固体粒子は、固体粒子を収集するために設けられた収集チャンバの内部に落下する。
【０００３】
当該装置では、“一次サイクロン”と呼称されることもある一次サイクロンチャンバが、“二次サイクロン”と呼称されることもある二次サイクロンチャンバに接続されている。粒子サイズが大きい粒子は一次サイクロンチャンバにおいて分離され、粒子サイズが小さい粒子は二次サイクロンチャンバにおいて分離される。
【０００４】
特許文献１は、同軸配置された一次サイクロン及び二次サイクロンを備えている既知のタイプのサイクロン式分離装置の一例を開示している。
【０００５】
２つのサイクロンは、二次サイクロンの外側において二次サイクロンの壁の上側部分に沿って延在しているダクト手段を介して、直列に接続されている。当該ダクト手段は、上流において、一次サイクロンに接続されており、下流において、二次サイクロンの入口を形成している螺旋偏向装置に至って終端している。
【０００６】
二次サイクロンの入口を形成している螺旋偏向装置は、二次サイクロンの横方向寸法が最大となる二次サイクロンの上側端部において延在しており、空気を二次サイクロンの壁に対する接線方向に噴射することができる。
【０００７】
結論として、二次サイクロンの上側部分は、流体が一次サイクロンの入口から二次サイクロンの入口に直接流れることを防止するために、ひいては一次サイクロンを迂回することを防止するために、一次サイクロンの外側に収容されている必要がある。しかしながら、その結果として、装置全体の大きさが著しく嵩張ることになる。さらに、これにより、複雑で且つ非常に長尺のダクト手段を備えていることが必要となるので、損失ヘッドが著しく大きくなる。
【０００８】
さらに、ダクト手段は、一次サイクロンの内部に、オープンワーク状の壁すなわち格子を備えているので、下向きの流れが上述のダクト手段の近傍を循環する場合に、大口径のダクトを濾過することができる。
【０００９】
ダクト手段と一次サイクロンに流入する固体粒子を含有する空気の流れとが近接するので、このようなグリッドを設けることが必要とされる。しかしながら、このようなグリッドは、当該装置が利用される際に目詰まりが進行するという欠点を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許第４８５３００８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の主たる目的は、これら問題に対する単純で経済的で効果的な解決策を提供することによって、上述の欠点の少なくとも一部分を解消することである。
【００１２】
本発明は、当該目的を達成するために、流体に、例えばガスに含まれる固体粒子をサイクロン分離するための装置であって、
一次サイクロンチャンバと、
二次サイクロンチャンバと、
固体粒子を含む流体のための少なくとも１つの入口チャネルであって、一次サイクロンチャンバに通じている少なくとも１つの入口チャネルと、
固体粒子が除去された流体のための少なくとも１つの出口チャネルであって、二次サイクロンチャンバに通じている少なくとも１つの出口チャネルと、
一次サイクロンチャンバを二次サイクロンチャンバに接続しているダクトユニットであって、一次サイクロンチャンバによって囲まれているダクトユニットと、
を備えている装置を提供する。
【００１３】
本発明では、ダクトユニットが、
二次サイクロンチャンバの境界を形成しているコアであって、コアが、少なくとも１つの螺旋状溝が設けられている外面を有しており、少なくとも１つの螺旋状溝が、二次サイクロンチャンバの長手方向軸線から二次サイクロンチャンバに向かって末広がりになっている、底面を有している、コアと、
少なくとも１つの螺旋状溝と共に螺旋状チャネルの境界を形成するように、コアの一部分を覆っているキャップであって、螺旋状チャネルが、一次サイクロンチャンバに通じている入口と二次サイクロンチャンバに通じている出口とを有している、キャップと、
を備えている。
【００１４】
既知の態様では、一次サイクロンチャンバは、粒子サイズが比較的大きい固体粒子を分離するために設けられており、二次サイクロンチャンバは、粒子サイズが比較的小さい固体粒子を分離するために設けられている。
【００１５】
ダクトユニットが一次サイクロンチャンバによって囲まれているので、当該装置の全体的な大きさを小さくすることができる。
【００１６】
本発明におけるダクトユニットの構成によって、ダクトユニットの入口を一次サイクロンチャンバの長手方向軸線に対して一層近接させることができる一方、ダクトユニットの出口が一次サイクロンチャンバの径方向外側領域に対して一層近接させることができる。これにより、一次サイクロンチャンバの外側に位置する領域から二次サイクロンチャンバの入口を可能な限り離隔させて配置することができる。一次サイクロンチャンバの内部において、粒子サイズが比較的大きい固体粒子を含む流体が循環しており、二次サイクロンチャンバの外部境界を形成している壁の近傍において、流体が二次サイクロンチャンバの内部に噴射される。
【００１７】
従って、このような固体粒子が一次サイクロンチャンバを迂回して二次サイクロンチャンバの内部に直接突入するという危険性が、最大限に低減される。本発明は、特に、二次サイクロンチャンバの入口が軸線方向において一次サイクロンチャンバの入口の近傍に位置決めされている構成であっても、このような危険性を最小限度に抑えることができる。
【００１８】
本発明の好ましい実施例では、二次サイクロンチャンバが、上述のように一次サイクロンチャンバに対して位置決めされており、二次サイクロンチャンバの全体が、一次サイクロンチャンバによって囲まれている。
【００１９】
優位には、装置の出口チャネルが、二次サイクロンチャンバの長手方向軸線に沿って、コアを貫通して延在している。
【００２０】
さらに、装置の出口チャネルの少なくとも一部分の境界が、渦防止板を具備する表面によって形成されている。
【００２１】
このような渦防止板は、二次サイクロンチャンバの長手方向軸線に対して平行に延在しており、当該装置の出口において流体の回転を破壊することができる。
【００２２】
好ましくは、コアの外面には、複数の螺旋状溝が、二次サイクロンチャンバの長手方向軸線を中心として等間隔で配置されている。
【００２３】
好ましくは、キャップが、二次サイクロンチャンバの長手方向軸線を中心とする回転体の壁から形成されている。
【００２４】
優位には、キャップは、二次サイクロンチャンバに向かう方向において二次サイクロンチャンバの長手方向軸線から逸れるように成形されている。
【００２５】
従って、二次サイクロンチャンバの長手方向軸線を通過する平面に沿って見ると、キャップは、螺旋状溝又は螺旋状溝それぞれの底部の曲面に類似する局面を有している。従って、キャップ及び螺旋状溝によって境界が形成されているチャネルの径方向長さは、当該チャネルの一方の端部から他方の端部に至るまで一定に維持されている。
【００２６】
好ましくは、一次サイクロンチャンバの外側境界が、二次サイクロンチャンバの長手方向軸線を中心とする環状外壁によって形成されており、環状外壁が、先細になっているテーパ状倒立部分を含んでいる。
【００２７】
優位には、環状外壁が、環状外壁の頸部の高さにおいて環状外壁のテーパ状倒立部分に接続されているテーパ状正立部分を含んでいる。
【００２８】
好ましくは、二次サイクロンチャンバの外側境界が、テーパ状倒立部分とテーパ状正立部分を備えている環状内壁によって形成されており、テーパ状倒立部分とテーパ状正立部分とが、環状内壁の頸部の高さにおいて互いに接続されている。
【００２９】
さらに、好ましくは、一次サイクロンチャンバが、一次サイクロンチャンバの内部において分離された固体粒子を受容するように構成されている一次収集チャンバに通じている。
【００３０】
さらに、優位には、装置が、一次サイクロンチャンバの出口において第１の渦防止ブレードを含んでいる。
【００３１】
このような第１の渦防止ブレードは、旋回する流体に対する障害物として形成されており、旋回する流体の回転を破壊するようになっているので、微小な固体粒子の再懸濁を防止することができる。従って、これら第１の渦防止ブレードは、一次サイクロンチャンバの内部を循環する渦によって一次収集チャンバに収集された固体粒子が輸送されるという危険性を低減することができる。
【００３２】
同様に、二次サイクロンチャンバが、二次サイクロンチャンバの内部において分離された固体粒子を受容するように構成されている二次収集チャンバに通じている。
【００３３】
さらに、当該装置が、二次サイクロンチャンバの出口において第２の渦防止ブレードを含んでいる。
【００３４】
これら第２の渦防止ブレードは、二次サイクロンチャンバの内部を循環する渦によって二次収集チャンバに収集された固体粒子が輸送されるという危険性を低減することができる。
【００３５】
さらに、好ましくは、入口チャネル（９０）が、一次サイクロンチャンバに通じており、螺旋状の形態とされる。
【００３６】
当該装置に流入した流体は、従って、一次サイクロンチャンバの外壁に対する接線方向において且つ一次サイクロンチャンバの反対側の端部に対して傾斜している方向において、一次サイクロンの内部に射出される。
【００３７】
添付図面を参照しつつ、比限定的な例についての以下の説明を精査することによって、本発明について良好に理解することができると共に、本発明の他の詳細、利点、及び特徴が明らかとなるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の好ましい実施例における装置の長手方向断面の部分的な概略図である。
【図２】図１の一部分を拡大した図である。
【図３】図１に表わす装置の一部分についての概略的な斜視図である。
【図４】図１に表わす装置に設けられたコアの概略的な斜視図である。
【図５】図１に表わす装置の一部分についての概略的な斜視図及び概略的な長手方向断面図である。
【図６】図１に表わす装置の断面ＶＩ−ＶＩに沿った概略的な横断面図である。
【図７】図１に表わす装置の断面ＶＩＩ−ＶＩＩに沿った概略的な横断面図である。
【００３９】
すべての図面において、同一の参照符号は、同一の又は類似する要素を指示している。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
図１は、本発明の好ましい実施例である、例えば気体や液体のような流体に含まれる固体粒子をサイクロン分離するための装置１０を表わす。
【００４１】
便宜上、本発明について、正規直交座標系Ｘ，Ｙ，Ｚを参照しつつ以下に説明する。
【００４２】
一般的に言えば、装置１０は、一次サイクロンチャンバ１２と、二次サイクロンチャンバ１４と、固体粒子を含有する流体を一次サイクロンチャンバ１２に導入するための入口ヘッド１６と、固体粒子が除去された流体を排出するために二次サイクロンチャンバ１４に接続されている出口チャネル１８と、一次サイクロンチャンバ１２を二次サイクロンチャンバ１４に流通させているダクトユニット２０と、粒子サイズが大きい固体粒子を収集するための一次収集チャンバ２２と、粒子サイズが小さい固体粒子を収集するための二次収集チャンバ２４とを備えている。
【００４３】
一次サイクロンチャンバ１２の外装は、環状外壁３０によって形成されており、一次サイクロンチャンバ１２の内装は、環状内壁３２によって形成されており、環状内壁３２は、第２のサイクロンチャンバ１４の外装を形成している。従って、二次サイクロンチャンバ１４は、環状内壁３２によって境界が形成されている空間の内部に延在しているので、二次サイクロンチャンバ１４の全体が、一次サイクロンチャンバ１２によって囲まれている。
【００４４】
図示の実施例では、環状外壁３０及び環状内壁３２は、Ｚ方向軸線に対して平行とされる同一の長手方向軸線３４を中心として形成されているので、一次サイクロンチャンバ１２及び二次サイクロンチャンバ１４それぞれの長手方向軸線を形成している。
【００４５】
入口ヘッド１６は、環状外壁３０の第１の長手方向端部４０に取り付けられており、ダクトユニット２０は、入口ヘッド１６と同一の側に位置している環状内壁３２の第１の長手方向端部４２に取り付けられている。
【００４６】
環状外壁３０及び環状内壁３２はそれぞれ、第２の長手方向端部４４，４６を有しており、第２の長手方向端部４４，４６には、第１の収集チャンバ２２及び第２の収集チャンバ２４を一体化している収集モジュール５０が取り付けられている。
【００４７】
本発明では、ダクトユニット２０が、図２〜図５に一層明確に表わされるコア６０及びキャップ６２を含んでいる。
【００４８】
コア６０（図４参照）は、螺旋状溝６６を具備する外面６４を有している。螺旋状溝６６は、コア６０の中心部７０から突出して延在しているネジ部６８によって形成されている（図５参照）。本明細書で用いる用語としては、外面６４は、ネジ部６８のすべての外縁によって構成されているものと定義されている。
【００４９】
図示の実施例では、螺旋状溝６６は、４つの溝とされる（図４参照）。螺旋状溝６６は、一次サイクロンチャンバ１２及び二次サイクロンチャンバ１４の長手方向軸線３４と一致しているコア６０の長手方向軸線を中心として規則的に配置されている。図示の実施例では、螺旋状溝６６それぞれが、当該螺旋状溝に連接している螺旋状溝に対して、長手方向軸線３４を中心として９０°の角度で回転移動している。
【００５０】
コア６０は、螺旋状溝６６それぞれの底面７２が長手方向軸線３４から二次サイクロンチャンバ１４に向かってすなわち−Ｚ方向に末広がり状に形成されている。より具体的には、コア６０の横断面が、入口ヘッド１６側にすなわち＋Ｚ方向側に配置されたコア６０の第１の長手方向端部７４から、入口ヘッド１６側の反対側に配置された入口ヘッド１６の第２の長手方向端部７６に至るまで拡径している（図４参照）。第２の長手方向端部７６は、二次サイクロンチャンバ１４の境界を形成しており、水平面Ｐ１に接している。螺旋状溝６６それぞれが、水平面Ｐ１の高さにおいて二次サイクロンチャンバ１４の内部に通じている。
【００５１】
図２、図３、及び図５に表わすように、コア６０は、コア６０の第１の長手方向端部７４及び第２の長手方向端部７６の内部に通じている中心長手方向チャネル７８を含んでいる。従って、中心長手方向チャネル７８は、端から端までコア６０を横断しており、当該サイクロン式分離装置の出口チャネル１８の一部分を形成している。
【００５２】
図示の実施例では、コア６０は、空気力学の原理を応用した環状排出口８０を備えており、環状排出口８０は、流体を中心長手方向チャネル７８の入口に導くために中心長手方向チャネル７８を延長させるように、二次サイクロンチャンバ１４の内部においてコア６０の第２の長手方向端部７６を越えて突出して延在している。環状排出口８０の内面には、以下において“渦防止板”と呼称する長手方向板８１が設けられている。
【００５３】
キャップ６２（図３及び図５参照）は、コア６０の外面６４の一部分の形状に対して相補的な形状を有しており、コア６０の外面６４の当該一部分を覆っている。従って、優位には、キャップ６２は、コア６０に向かって凹状とされる環状壁の形態とされる。キャップ６２の形状としては、例えば球状のクラウン、楕円体状のクラウンや卵形の形状が挙げられる。キャップ６２は、コア６０が横断している上側開口部６５を有している（図２及び図５参照）。従って、コア６０は、覆われていない上側部分を有している。
【００５４】
一般には、キャップ６２は、螺旋状溝６６それぞれと共にその境界を形成しており、螺旋状チャネル８２は、一次サイクロンチャンバ１２に接続されている入口８４（図５参照）と、二次サイクロンチャンバ１４に接続されている出口８６（図３参照）とを有している。螺旋状チャネル８２の入口８４それぞれが、キャップ６２の開口部６５に形成されている。
【００５５】
従って、キャップ６２は、長手方向軸線３４から二次サイクロンチャンバ１４に向かって末広がり状に形成されている。
【００５６】
図２の、長手方向軸線３４を貫通している平面に沿って見ると、キャップ６２は、螺旋状溝６６それぞれの底面の湾曲に類似している湾曲を有している。螺旋状チャネル８２それぞれは、螺旋状チャネル８２の一方の端部から他方の端部に至るまで、径方向において一定に延在し続けている。
【００５７】
図２及び図３に表わすように、入口ヘッド１６は、螺旋状の入口チャネル９０と結合しており、入口チャネル９０は、一次サイクロンチャンバ１２に通じている端部と、清浄するための流体を当該装置に供給するために管に接続されるように構成されている入口取付部９２（図３参照）に接続されている反対側の端部とを有している。
【００５８】
さらに、入口ヘッド１６は、例えばテーパ状の導管９４（図２参照）を含んでいる。導管９４は、コア６０の中心長手方向チャネル７８を延長させており、固体粒子が除去された空気を排出可能とするために、当該装置の外部と流通している。
【００５９】
図１に表わすように、環状外壁３０は、テーパ状倒立部分１００とテーパ状正立部分１０２とを備えており、テーパ状倒立部分１００とテーパ状正立部分１０２とは、環状外壁３０の頸部１０４の高さにおいて互いに接続されている。テーパ状倒立部分１００は−Ｚ方向に向かって縮径している横断面を有しており、テーパ状倒立部分１０２は、Ｚ方向に向かって拡径している横断面を有している。従って、環状外壁３０は、先細末広状の輪郭を有している。
【００６０】
同様に、環状内壁３２は、テーパ状倒立部分１１０とテーパ状正立部分１１２とを含んでおり、テーパ状倒立部分１１０とテーパ状正立部分１１２とは、環状外壁３０の頸部１１４の高さにおいて互いに接続されている。テーパ状倒立部分１１０は、−Ｚ方向に向かって縮径している横断面を有しており、テーパ状正立部分１１２は、−Ｚ方向に向かって拡径している横断面を有している。従って、環状内壁３２も、先細末広状の輪郭を有している。
【００６１】
環状内壁３２の頸部１１４は、軸線方向に沿って環状外壁３０の頸部１０４に面した状態で位置決めされている。さらに、環状内壁３２のテーパ状倒立部分１１０は、軸線方向に沿って環状外壁３０のテーパ状倒立部分１００に面した状態で位置決めされており、環状内壁３２のテーパ状正立部分１１２は、環状外壁３０のテーパ状正立部分１０２に面した状態で位置決めされている。
【００６２】
収集モジュール５０は、環状外壁３０の延長部分の内部に延在している円状セクションから成る円筒状形状の外壁１２０を備えている。外壁１２０は、環状内壁３２の延長部分の内部に延在していると共に当該円状セクションの円筒状形状から成る内壁１２４と同様に、底面１２２によって外壁１２０の下側端部において閉じられている。
【００６３】
従って、一次収集チャンバ２２は、一次サイクロンチャンバ１２の延長部分の内部に延在しており、二次収集チャンバ２４は、二次サイクロンチャンバ１４の延長部分の内部に延在している。一次収集チャンバ２２及び二次収集チャンバ２４それぞれが、関連するサイクロンチャンバに略密閉状態で接続されている。
【００６４】
装置１０は、さらに、一次サイクロンチャンバ１２の出口に、第１の渦防止ブレード１３０を備えている（図１及び図６参照）。第１の渦防止ブレード１３０は、径方向に延在しており、環状外壁３０及び環状内壁３２の第２の長手方向端部４４，４６それぞれを互いに接続している。第１の渦防止ブレード１３０は、長手方向軸線３４を中心として等間隔で配置されている。変形例では、第１の渦防止ブレードは、収集モジュール５０の内壁１２４を収集モジュール５０の外壁１２０に接続している。
【００６５】
同様に、装置１０は、二次サイクロンチャンバ１４の出口に、第２の渦防止ブレード１３２を含んでいる（図１及び図７参照）。第２の渦防止ブレード１３２は、長手方向軸線３４を中心として等間隔で配置されており、径方向に延在しており、例えば４つ設けられている。図示の実施例では、第２の渦防止ブレード１３２は、収集モジュール５０の底面１２２に固定された中心長手方向ピラー１３４に収集モジュール５０を接続している。
【００６６】
流体を移動させるための手段については、適切であれば任意の従来タイプであって良く、本明細書では当該手段について詳述しないことに留意すべきである。一般に、当該手段は、原動機プロペラを備えており、当該原動機プロペラは、導管９４の出口に、例えば導管９４に接続された拡大された空間に配置されている。
【００６７】
装置１０の動作について、以下に説明する。
【００６８】
固体粒子を含む流体が、入口取付部９２に接続されていると共に入口取付部９２を貫通して入口チャネル９０の内部に突出している管によって輸送されるので、旋回運動する。
【００６９】
従って、環状外壁３０に実質的に接する方向を有しており、且つ、水平面に対して鋭角を形成している、入口チャネル９０からの流体が一次サイクロンチャンバ１２の内部に侵入する。この場合には、流体の回転運動は、−Ｚ方向成分を有している（図１に表わす矢印Ｆ１を参照）。
【００７０】
ダクトユニット２０の構成を原因として、入口チャネル９０からの流体は、二次サイクロンチャンバ１４に通じている螺旋状チャネル８２の入口８４それぞれから比較的遠位に位置し続けるので、入口８４と入口チャネル９０の出口とが軸線方向において近傍に位置しているにもかかわらず、一次サイクロンチャンバ１２を“回避”又は“迂回”する危険性を最小限度に抑えることができる。
【００７１】
一次サイクロンチャンバ１２では、粒子の質量、粒子の速度、及び粒子の軌道の曲率半径に依存する遠心力、並びに、流束内における小さい圧力勾配によって誘発される求心力を互いに反対向きに作用させるサイクロン効果によって、大きい固体粒子が流体から分離される。このようなサイクロン効果は、環状外壁３０の先細末広状の輪郭によって最大化される。大きい固体粒子は、摩擦によって自身の運動エネルギを失い、一次収集チャンバ２２の内部に落下する。さらに、一次サイクロンの内部に二次サイクロンを配置させることによって、従来技術に基づくサイクロンに定常的に存在するタイプの上昇渦を破壊することができる。従って、上述の上昇渦によって固体粒子が拾い上げられる危険を回避することができる。
【００７２】
第１の渦防止ブレード１３０は、一次収集チャンバ２２の入口において旋回流束を阻害し、固体粒子が一次サイクロンチャンバ１２に戻る危険性をさらに低減することさえできる。
【００７３】
コア６０の覆われていない上側部分の高さにおいて、旋回している流体は螺旋状の形態とされる。大きい固体粒子が除去された当該流体の径方向内側部分は、ダクトユニット２０の螺旋状チャネル８２の入口８４それぞれの内部に突入する。
【００７４】
流体は、ネジ部６８及びキャップ６２によって導かれる状態で、螺旋状チャネル８２を通じて流れる。螺旋状チャネル８２は、流体の回転運動を維持するのに貢献し、環状内壁３２に対して実質的に接していると共に水平面に対して鋭角を形成している方向に沿って当該流体を二次サイクロンチャンバ１４の内部に射出することができる。これにより、本発明では、流体の回転運動が、再び、−Ｚ方向に向かって方向づけられている成分を有している（図１に表わす矢印Ｆ２を参照）。
【００７５】
二次サイクロンチャンバ１４の内部において、比較的小さい固体粒子が、上述のサイクロン効果に類似するサイクロン効果によって、流体から分離される。これら固体粒子は、摩擦によって自身の運動エネルギを失い、二次収集チャンバ２４の内部に落下する。
【００７６】
第２の渦防止ブレード１３２は、二次収集チャンバ２４の入口において旋回流束を阻害するので、固体粒子が二次サイクロンチャンバ１４に戻る危険性を低減することができる。
【００７７】
固体粒子が除去された流体は、二次サイクロンチャンバ１４の中心において、二次サイクロンチャンバ１４の底面から＋Ｚ方向に向かって流れ、その後に、空気力学の原理を応用した環状排出口８０によって導かれる状態において、コア６０の中心長手方向チャネル７８の内部に侵入する（図１に表わす矢印Ｆ３を参照）。渦防止板８１は、中心長手方向チャネル７８の入口において、流体の潜在的な旋回運動を摂動することができる。
【００７８】
最終的には、流体は、導管９４を介して当該装置から排出される。
【００７９】
従って、本発明におけるサイクロン式分離装置は、性能の最適化と小型化とを実現することができる。
【符号の説明】
【００８０】
１０  装置
１２  一次サイクロンチャンバ
１４  二次サイクロンチャンバ
１６  入口ヘッド
１８  出口チャネル
２０  ダクトユニット
２２  一次収集チャンバ
２４  二次収集チャンバ
３０  環状外壁
３２  環状内壁
３４  長手方向軸線
４０  （環状外壁３０の）第１の長手方向端部
４２  （環状内壁３２の）第１の長手方向端部
４４  （環状外壁３０の）第２の長手方向端部
４６  （環状内壁３２の）第２の長手方向端部
５０  収集モジュール
６０  コア
６２  キャップ
６４  （コア６０の）外面
６６  螺旋状溝
６８  ネジ部
７２  （螺旋状溝６６の）底面
７４  （コア６０の）第１の長手方向端部
７６  （コア６０の）第２の長手方向端部
７８  （コア６０の）中心長手方向チャネル
８０  環状排出口
８１  渦防止板
８２  螺旋状チャネル
８４  （螺旋状チャネル８２の）入口
８６  （螺旋状チャネル８２の）出口
９０  入口チャネル
９２  入口取付部
９４  導管
１００  （環状外壁３０の）テーパ状倒立部分
１０２  （環状外壁３０の）テーパ状正立部分
１０４  （環状外壁３０の）頸部
１１０  （環状内壁３２の）テーパ状倒立部分
１１２  （環状内壁３２の）テーパ状正立部分
１１４  （環状内壁３２の）頸部
１２０  （収集モジュール５０の）外壁
１２２  （収集モジュール５０の）底面
１２４  （収集モジュール５０の）内壁
１３０  第１の渦防止ブレード
１３２  第２の渦防止ブレード
Ｐ１  水平面
【図１】
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【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】
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