(57)【要約】  小型化および低消費電力化を図ることが可能な回転装置を提供する。回転装置（１ａ）は、ロータ（２）と、ロータ（２）を囲んでロータ（２）と同軸的に配置された枠体（８）と、ロータ（２）と枠体（８）との間に形成された流路（３）と、送風部（４）と、モータ（５）と、を備える。流路（３）は、ロータ（２）の回転中心軸（２３）のまわりに配置されている。送風部（４）は、流路（３）に気体を流す。モータ（５）は、ロータ（２）を回転させる。流路（３）は、通過する物質の角速度をロータ（２）の回転角速度よりも大きくする第１空間部（３１）と、通過する物質の角速度をロータ（２）の回転角速度以下とする第２空間部（３２）と、を備える。
2016125457.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータと、前記ロータを囲んで前記ロータと同軸的に配置された枠体と、前記ロータと前記枠体との間に形成された少なくとも１つの流路と、送風部と、モータと、を備え、
前記少なくとも１つの流路は、前記ロータの回転中心軸に沿った方向において前記ロータの第１端側に流入口があり、かつ、前記ロータの第２端側に流出口があり、
前記送風部は、前記少なくとも１つの流路に気体を流すように構成され、
前記モータは、前記ロータを回転させることによって前記少なくとも１つの流路を前記回転中心軸のまわりで回転させるように構成され、
前記少なくとも１つの流路は、通過する物質の角速度を前記ロータの回転角速度よりも大きくする第１空間部と、通過する物質の角速度を前記ロータの回転角速度以下とする第２空間部と、を備える、
ことを特徴とする回転装置。
【請求項２】
前記第１空間部は、前記流入口から前記流出口に向けて前記ロータの回転方向に沿った螺旋方向の螺旋状に形成され、前記第２空間部は、前記流入口から前記流出口に向けて前記ロータの回転方向とは逆方向に沿った螺旋方向の螺旋状に形成されている、
ことを特徴とする請求項１記載の回転装置。
【請求項３】
前記ロータは、前記第１端と前記第２端との少なくとも一方が、前記回転中心軸に沿って先細りする形状に形成され、
前記少なくとも１つの流路は、前記ロータのうち前記先細りする形状に形成されている部位と前記枠体との間に前記第２空間部が形成されている、
ことを特徴とする請求項２記載の回転装置。
【請求項４】
前記第１空間部は、前記ロータの回転中心軸に直交する面内において前記ロータの回転方向に沿って形成され、前記第２空間部は、前記ロータの前記回転中心軸に沿って形成されている、
ことを特徴とする請求項１記載の回転装置。
【請求項５】
前記流路が複数設けられている、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の回転装置。
【請求項６】
前記枠体は、前記ロータの前記第１端から前記第２端に向かう方向において開口面積が漸増するテーパ枠状に形成されている、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の回転装置。
【請求項７】
前記送風部は、ファンもしくはブロワである、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の回転装置。
【請求項８】
前記ロータは、前記回転中心軸に直交する断面が円形である外周面を有し、
前記ロータの前記外周面には少なくとも一つの羽根部が設けられ、
前記少なくとも一つの羽根部は、前記ロータの前記外周面に第１螺旋方向の螺旋状に形成された第１羽根部分と、前記ロータの前記外周面に、前記第１螺旋方向とは逆方向である第２螺旋方向の螺旋状に形成された第２羽根部分と、を含み、前記第２羽根部分は、前記第１羽根部分の前記流出口側の端部から連続しており、
前記第１空間部は、前記ロータの前記外周面と、前記枠体と、前記第１羽根部分のうちの隣り合う部分とで囲まれた空間として規定され、
前記第２空間部は、前記ロータの前記外周面と、前記枠体と、前記第２羽根部分のうちの隣り合う部分とで囲まれた空間として規定される
ことを特徴とする請求項１記載の回転装置。
【請求項９】
前記ロータは、前記回転中心軸に直交する断面が円形である外周面を有し、
前記ロータの前記外周面には少なくとも一つの羽根部が設けられ、
前記少なくとも一つの羽根部は、
前記ロータの前記外周面上に前記ロータの回転方向に沿って延びる円弧状に形成された三以上の第１部位と、
前記ロータの前記外周面上に前記回転中心軸の方向に延設されて前記二以上の第１部位のうちの１つの第１部位における周方向の第１端と前記二以上の第１部位のうちの別の第１部位における周方向の第２端とを繋ぐ二以上の第２部位と、
を含み、
前記第１空間部は、前記ロータの前記外周面と、前記枠体と、前記三以上の第１部位のうち隣り合う２つの第１部位とで囲まれた空間として規定され、
前記第２空間部は、前記ロータの前記外周面と、前記枠体と、前記二以上の第２部位のうち隣り合う２つの第２部位とで囲まれた空間として規定される
ことを特徴とする請求項１記載の回転装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転装置に関し、より詳細には、ロータを回転させることによって流路を通る物質に遠心力を与える回転装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の回転装置の応用装置としては、例えば、粉塵を空気から分離する防塵装置が知られている（日本国公開特許公報２００１−８７６１０号；以下、文献１）。【０００３】
文献１に記載された防塵装置は、回転子と、円筒と、外筒と、シロッコファンと、ファンモータと、主羽根と、を備えている。【０００４】
この防塵装置では、粉塵混合空気が高速回転しながら螺旋下降する時、空気に比べて質量の大きい粉塵に、より強い遠心力が作用するので、粉塵が外筒の壁面方向に押しやられる。【０００５】
防塵装置では、空気と粉塵との分離が行われることにより、空気の清浄化が行われる。【０００６】
回転装置の分野では、小型化および低消費電力化を図ることが望まれている。
【発明の概要】
【０００７】
本発明の目的は、小型化および低消費電力化を図ることが可能な回転装置を提供することにある。
【０００８】
本発明の一態様の回転装置は、ロータと、前記ロータを囲んで前記ロータと同軸的に配置された枠体と、前記ロータと前記枠体との間に形成された少なくとも１つの流路と、送風部と、モータと、を備える。前記少なくとも１つの流路は、前記ロータの回転中心軸に沿った方向において前記ロータの第１端側に流入口があり、かつ、前記ロータの第２端側に流出口がある。前記送風部は、前記少なくとも１つの流路に気体を流すように構成されている。前記モータは、前記ロータを回転させることによって前記少なくとも１つの流路を前記回転中心軸のまわりで回転させるように構成されている。前記少なくとも１つの流路は、通過する物質の角速度を前記ロータの回転角速度よりも大きくする第１空間部と、通過する物質の角速度を前記ロータの回転角速度以下とする第２空間部と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１Ａは、本発明に係る実施形態１の回転装置の一部破断した概略正面図である。図１Ｂは、同上の回転装置における要部の概略展開図である。
【図２】図２は、同上の回転装置における要部の概略斜視図である。
【図３】図３は、同上の回転装置を備えた分離器の一部破断した概略正面図である。
【図４】図４は、同上の分離器の概略斜視図である。
【図５】図５は、同上の分離器における要部の概略斜視図である。
【図６】図６は、実施形態１の第１変形例の回転装置を備えた分離器の一部破断した概略正面図である。
【図７】図７は、実施形態１の第２変形例の回転装置を備えた空気浄化システムの概略説明図である。
【図８】図８Ａは、実施形態１の第３変形例の回転装置の一部破断した概略正面図である。図８Ｂは、同上の回転装置における要部の概略展開図である。
【図９】図９Ａは、実施形態１の第４変形例の回転装置の一部破断した概略正面図である。図９Ｂは、同上の回転装置における要部の概略展開図である。
【図１０】図１０Ａは、実施形態１の第５変形例の回転装置の一部破断した概略正面図である。図１０Ｂは、同上の回転装置における要部の概略展開図である。
【図１１】図１１Ａは、本発明に係る実施形態２の回転装置の一部破断した概略正面図である。図１１Ｂは、同上の回転装置における要部の概略展開図である。
【図１２】図１２は、同上の回転装置を備えた分離器の一部破断した概略正面図である。
【図１３】図１３Ａは、実施形態２の変形例の回転装置の一部破断した概略正面図である。図１３Ｂは、同上の回転装置における要部の概略展開図である。
【図１４】図１４は、同上の回転装置における要部の概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
下記の実施形態１〜２において説明する各図は、模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。
【００１１】
（実施形態１）
以下では、本実施形態の回転装置１ａについて、図１Ａ、１Ｂおよび２に基づいて説明する。
【００１２】
回転装置１ａは、ロータ２と、ロータ２を囲んでロータ２と同軸的に配置された枠体８と、ロータ２と枠体８との間に形成された少なくとも１つの流路３と、を備える。また、回転装置１ａは、送風部４と、モータ５と、を備える。少なくとも１つの流路３は、ロータ２の回転中心軸２３に沿った方向においてロータ２の第１端２１側に流入口３３があり、かつ、ロータ２の第２端２２側に流出口３４がある。送風部４は、少なくとも１つの流路３に（流入口３３側から流出口３４側へ）気体を流すように構成されている。モータ５は、ロータ２を回転させることによって少なくとも１つの流路３を回転中心軸２３のまわりで回転させるように構成されている。少なくとも１つの流路３は、通過する物質の角速度をロータ２の回転角速度よりも大きくする第１機能部（「第１空間部」ともいう）３１と、通過する物質の角速度をロータ２の回転角速度以下とする第２機能部（「第２空間部」ともいう）３２と、を備える。
【００１３】
言い換えれば、少なくとも１つの流路３は、ロータ２の回転角速度よりも大きな角速度で物質を通過させる形状である第１空間部３１と、ロータ２の回転角速度以下の角速度で物質を通過させる形状である第２空間部３２と、を備える。
【００１４】
以上の構成により、回転装置１ａは、小型化および低消費電力化を図ることが可能となる。
【００１５】
本明細書において、「ロータ２と同軸的に配置された」とは、枠体８が、枠体８の中心線をロータ２の回転中心軸２３に揃えるように配置されていることを意味する。また、本明細書における「流入口３３」は、流路３に流入する気体等の入口を意味する。また、本明細書における「流出口３４」は、流路３から流出する気体等の出口を意味する。図１Ａ、１Ｂおよび２では、ロータ２の回転方向を太線の矢印で模式的に示してある。ロータ２の回転方向は、ロータ２を第１端２１側から見て、反時計回りの方向である。要するに、ロータ２の回転方向は、ロータ２をモータ５側とは反対側から見て、反時計回りの方向であり、モータ５側から見て、時計回りの方向である。回転装置１ａは、ロータ２を第１端２１側から見て反時計回り方向に回転させ、かつ、ファン４１を動作させることにより、流路３を通る物質を螺旋状に回転させる。
【００１６】
気体としては、例えば、空気、排気ガス等が挙げられる。流路３を通る物質としては、気体を構成している気体分子、気体中に含まれている固体等がある。気体分子としては、例えば、窒素分子、酸素分子等が挙げられる。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、微粒子として直接大気中に放出される一次生成粒子、気体として大気中に放出されたものが大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】
回転装置１ａの各構成要素については、以下に詳細に説明する。
【００１８】
図１Ａに示すように、本実施形態の回転装置１ａは、ロータ２と、枠体８と、少なくとも１つの流路３と、送風部４と、モータ５と、を備える。
【００１９】
ロータ２は、回転中心軸２３に直交する断面が円形であるのが好ましい。一例として、ロータ２は、円柱状に形成されている。ロータ２は、回転中心軸２３上の長さが回転中心軸２３に直交する方向の長さよりも大きいのが好ましい。要するに、ロータ２は、軸方向の長さが径方向の長さよりも大きいのが好ましい。
【００２０】
ロータ２は、流路３を通る物質をロータ２の内部へ通さないように構成されている。ロータ２の材料としては、例えば、金属、合成樹脂等を採用することができる。ロータ２は、導電性を有するのが好ましい。これにより、回転装置１ａは、ロータ２が帯電してしまうのを抑制することが可能となる。なお、ロータ２は、中空でもよい。これにより、回転装置１ａは、ロータ２の材料コストの低減を図ることが可能となり、また、軽量化を図ることが可能となる。
【００２１】
枠体８は、ロータ２を囲んでロータ２と同軸的に配置されている。枠体８は筒状であり、枠体８の内部にロータ２が配置されている。枠体８は、枠体８の中心線に直交する断面における内周線が円形であるのが好ましい。一例として、枠体８は、円筒状に形成されている。枠体８は、枠体８の中心線に直交する断面における外周線が円形であるが、これに限らず、例えば、楕円形、多角形等でもよい。
【００２２】
枠体８の材料としては、例えば、金属、合成樹脂等を採用することができる。枠体８は、導電性を有するのが好ましい。これにより、回転装置１ａは、枠体８が帯電してしまうのを抑制することが可能となる。
【００２３】
回転装置１ａは、少なくとも１つの流路３を形成するようにロータ２と枠体８との間に配置される一以上（本実施形態では複数、より詳細には２つ）の羽根部９を備えている。より詳細には、複数の羽根部９は、ロータ２の外周面２４から突出している。複数の羽根部９は、ロータ２と一体成形されているのが好ましい。複数の羽根部９は、枠体８に連結されている。従って、複数の羽根部９と枠体８とは、ロータ２が回転するとロータ２と一緒に回転する。複数の羽根部９は、ロータ２および枠体８と別部材として形成されていてもよい。この場合、複数の羽根部９は、ロータ２と枠体８との両方に連結されているのが好ましい。
【００２４】
羽根部９の材料としては、例えば、金属、合成樹脂、ゴム等を採用することができる。羽根部９は、導電性を有するのが好ましい。これにより、回転装置１ａは、複数の羽根部９が帯電してしまうのを抑制することが可能となる。
【００２５】
流路３は、複数の羽根部９のうち隣り合う２つの羽根部９とロータ２と枠体８とで規定されている。要するに、流路３は、複数の羽根部９のうち隣り合う２つの羽根部９とロータ２の外周面２４と枠体８の内周面８４とで囲まれた空間によって形成されている。流路３は、ロータ２の回転中心軸２３に沿った方向においてロータ２の第１端２１側に流入口３３があり、かつ、ロータ２の第２端２２側に流出口３４がある。回転装置１ａは、ロータ２が回転することにより、流路３に流入した気体に対して回転中心軸２３のまわりの回転方向の力を与える。回転装置１ａは、流路３の流入口３３から流入した気体を、回転中心軸２３のまわりで枠体８の内周面８４に沿って螺旋状に回転させながら、流路３の流出口３４に導くことができる。「螺旋状に回転」とは、螺旋状に旋回と同じ意味である。
【００２６】
送風部４は、ファン４１により構成されている。回転装置１ａは、ファン４１を動作させることにより、流路３に気体を流すことが可能となる。ファン４１は、電動ファンである。ファン４１は、モータ５よりも下流側に配置されている。言い換えれば、モータ５は、ファン４１よりも上流側に配置されている。なお、本明細書における「上流側」は、気体の流れる方向でみたときの上流側（一次側）を意味する。本明細書における「下流側」は、気体の流れる方向でみたときの下流側（二次側）を意味する。ファン４１は、モータ５に固定されている。
【００２７】
ファン４１としては、例えば、軸流ファンを採用することができる。ファン４１は、回転軸４２と、回転軸４２のまわりに配置された複数の翼４３と、を備える。ファン４１は、回転中心軸２３に沿った方向から見て、複数の翼４３がモータ５に重ならないような大きさであるのが好ましい。これにより、回転装置１ａは、流路３の流出口３４から流出した気体をファン４１において回転中心軸２３に沿った方向に流すことが可能となる。
【００２８】
モータ５は、モータ本体（胴体）５１から円柱状の回転軸５２が突出している。モータ５は、モータ本体５１の外周形状が円形状であるのが好ましい。モータ５は、モータ本体５１の外径が枠体８の内径よりも小さいのが好ましい。モータ５は、モータ本体５１の外径がロータ２の外径よりも小さいのが好ましい。モータ５は、回転軸５２の周りで一方向に回転するように構成される。
【００２９】
回転装置１ａは、モータ５の回転軸５２にロータ２が連結されている。回転装置１ａは、回転軸５２の軸線５２３とロータ２の回転中心軸２３とが一直線上に揃うように、回転軸５２とロータ２とを連結してある。これにより、モータ５は、ロータ２を回転させることができる。ロータ２の回転方向は、モータ５の回転軸５２の回転方向と同じである。ロータ２の回転角速度は、モータ５の回転軸５２の回転角速度と同じである。モータ５は、ロータ２を回転させることによって、流路３を回転中心軸２３のまわりで回転させる。
【００３０】
回転装置１ａは、流路３の下流側にモータ５が配置され、モータ５の下流側に送風部４が配置されている。要するに、回転装置１ａは、流路３、モータ５および送風部４が、回転中心軸２３に沿った方向において、流路３、モータ５、送風部４の順に配置されている。
【００３１】
回転装置１ａでは、流路３が、通過する物質の角速度をロータ２の回転角速度よりも大きくする第１空間部３１と、通過する物質の角速度をロータ２の回転角速度以下とする第２空間部３２と、を備える。言い換えれば回転装置１ａでは、流路３は、ロータ２の回転角速度よりも大きな角速度で物質を通過させる形状である第１空間部３１と、ロータ２の回転角速度以下の角速度で物質を通過させる形状である第２空間部３２と、を備える。
【００３２】
回転装置１ａは、流路３が第１空間部３１を備えるので、第１空間部３１を通る物質の角速度をロータ２の回転角速度よりも大きくすることが可能となる。したがって、回転装置１ａは、流路３の第１空間部３１において、流路３を通る物質のうち固体に作用する遠心力をより大きくすることが可能となり、小型化を図ることが可能となる。また、回転装置１ａは、流路３が第２空間部３２を備えるので、流路３が第１空間部３１のみにより形成されている場合に比べて、流路３の圧力損失を低減することが可能となる。言い換えれば、回転装置１ａは、流路３が第２空間部３２を備えることにより、送風能力を向上させることが可能となり、送風部４の負荷を軽減することが可能となる。よって、回転装置１ａは、流路３が第２空間部３２を備えることにより、低消費電力化を図ることが可能となる。
【００３３】
第１空間部３１は、流入口３３から流出口３４に向けてロータ２の回転方向に沿った螺旋方向の螺旋状に形成されている。第２空間部３２は、流入口３３から流出口３４に向けてロータ２の回転方向とは逆方向に沿った螺旋方向の螺旋状に形成されている。回転装置１ａでは、ロータ２の回転方向が、ロータ２を第１端２１側から見て反時計回りの方向なので、「流入口３３から流出口３４に向けてロータ２の回転方向に沿った螺旋方向の螺旋状」とは、左ねじ螺旋の少なくとも一部により形成された形状を意味する。「左ねじ螺旋の少なくとも一部」とは、左ねじ螺旋の回転数が１未満でもよいことを意味する。また、「流入口３３から流出口３４に向けてロータ２の回転方向とは逆方向に沿った螺旋方向の螺旋状」とは、右ねじ螺旋の少なくとも一部により形成された形状を意味する。「右ねじ螺旋の少なくも一部」とは、右ねじ螺旋の回転数が１未満でもよいことを意味する。要するに本実施形態の回転装置１ａでは、第１空間部３１と第２空間部３２とは、螺旋方向が逆向きである。流路３は、ロータ２の回転中心軸２３に沿った方向において、第１空間部３１と第２空間部３２とが並んでいる。ロータ２と複数の羽根部９とで構成される構造体は、図１Ｂに示すように、第１空間部３１に対応する第１構造部２３１と、第２空間部３２に対応する第２構造部２３２と、を備えている。
【００３４】
図１Ｂは、ロータ２の側面と羽根部９の概略展開図である。図１Ｂでは、ロータ２の回転によって発生する気流の向きを白抜きの矢印で模式的に示してある。第１空間部３１と第２空間部３２とは、ロータ２の回転によって発生する気流の向きが逆向きになる。
【００３５】
回転装置１ａは、流入口３３から流出口３４に向けて第１空間部３１がロータ２の回転方向に沿った螺旋方向（以下、「第１螺旋方向」ともいう）の螺旋状に形成されていることにより、第１空間部３１を通る物質の角速度をロータ２の回転角速度よりも大きくすることが可能となる。したがって、回転装置１ａは、流路３の第１空間部３１において、流路３を通る物質のうち固体に作用する遠心力をより大きくすることが可能となり、小型化を図ることが可能となる。
【００３６】
回転装置１ａは、流入口３３から流出口３４に向けて第２空間部３２がロータ２の回転方向とは逆方向に沿った螺旋方向（以下、「第２螺旋方向」ともいう）の螺旋状に形成されていることにより、第２空間部３２を通る物質の角速度をロータ２の回転角速度よりも小さくすることが可能となる。したがって、回転装置１ａは、流路３の第２空間部３２において、流路３を流れる気体の圧力損失を低減することが可能となる。言い換えれば、回転装置１ａは、流路３が第２空間部３２を備えることにより、送風能力を向上させることが可能となり、送風部４の負荷を軽減することが可能となる。よって、回転装置１ａは、流路３が第２空間部３２を備えることにより、低消費電力化を図ることが可能となる。
【００３７】
回転装置１ａは、流路３が第１空間部３１と第２空間部３２とを備えるので、流路３が回転中心軸２３に沿った直線状に形成されている場合に比べて、回転中心軸２３に沿った方向における小型化を図りながらも、流路３の長さを大きくすることが可能となる。
【００３８】
回転装置１ａは、第１空間部３１を第１螺旋方向の螺旋状に形成するために、複数の羽根部９の各々のうち第１空間部３１に対応する部分（第１羽根部分）９０１を、第１螺旋方向の螺旋状に形成してある。また、回転装置１ａは、第２空間部３２を第２螺旋方向の螺旋状に形成するために、複数の羽根部９の各々のうち第２空間部３２に対応する部分（第２羽根部分）９０２を、第２螺旋方向の螺旋状に形成してある。
【００３９】
具体的に、本実施形態の回転装置１ａは２つの羽根部９を有している。２つの羽根部９のうちの一方の羽根部９における第１羽根部分９０１は、回転中心軸２３に直交する一方向から見た正面視（図１Ａ参照）において、一端が左上端にあり他端が上下方向の中央かつ左端にあり、第２羽根部分９０２は、一端が上下方向の中央かつ左端にあり他端が左下端にある。２つの羽根部９のうちの他方の羽根部９における第１羽根部分９０１は、同正面視において、一端が右上端にあり他端が上下方向の中央かつ右端にあり、第２羽根部分９０２は、一端が上下方向の中央かつ右端にあり他端が右下端にある。
【００４０】
本実施形態の回転装置１ａでは、ロータ２は、回転中心軸２３の方向に延びている。ロータ２は、回転中心軸２３に直交する断面が円形である外周面（側面）２４を有する。モータ５は、ロータ２を回転中心軸２３のまわりで一方向に回転させる。
【００４１】
ロータ２の外周面２４には、一以上（本実施形態では２つ）の羽根部９が設けられる。一以上の羽根部９の各々は、第１羽根部分９０１と第２羽根部分９０２とを含む。第１羽根部分９０１は、ロータ２の流入口３３側の部分に設けられる。第２羽根部分９０２は、ロータ２の流出口３４側の部分に設けられる。従って第２羽根部分９０２は、第１羽根部分９０１よりも、ロータ２の流出口３４側の部分に設けられる。第１羽根部分９０１は、流入口３３から流出口３４に向かってロータ２の回転方向に沿った螺旋方向（第１螺旋方向）の螺旋状に形成される。第２羽根部分９０２は、第１羽根部分９０１の流出口３４側の端部から連続し、流入口３３から流出口３４に向かってロータ２の回転方向とは逆方向に沿った螺旋方向（第２螺旋方向）の螺旋状に形成される。つまり、第１羽根部分９０１の螺旋方向と第２羽根部分９０２の螺旋方向とは互いに逆である。
【００４２】
本実施形態の回転装置１ａでは、ロータ２の外周面２４と、枠体８の内周面８４と、一以上の羽根部９における第１羽根部分９０１のうちの隣り合う部分と、で囲まれた空間として、第１空間部３１が規定される。本実施形態の回転装置１ａでは、ロータ２の外周面２４と、枠体８の内周面８４と、一以上の羽根部９における第２羽根部分９０２のうちの隣り合う部分と、で囲まれた空間として、第２空間部３２が規定される。
【００４３】
回転装置１ａは、ロータ２と枠体８と複数（一以上）の羽根部９とで、流路３の流入口３３から入った物質を螺旋状に回転させるサイクロン部２０を構成している。
【００４４】
回転装置１ａは、流路３が複数設けられている。これにより、回転装置１ａは、流路３が１つである場合に比べて、小型化および低消費電力化を図ることが可能となる。回転装置１ａは、一例として、流路３が２つ設けられている。図１Ｂでは、図１Ａの回転装置１ａにおいて送風部４を動作させたときに２つの流路３のうち一方の流路３を通る物質の回転方向を、二点鎖線の矢印で模式的に示し、他方の流路３を通る物質の回転方向を点線の矢印で模式的に示してある。
【００４５】
回転装置１ａは、例えば、気体中の固体を分離する分離器、気体中の固体を排出することで浄化された気体を出す吸気浄化ユニット、エアコンディショナの室外機、気体中のカビの胞子を検出する浮遊カビセンサ等に用いることができる。分離器は、例えば、空気清浄器に用いられる。吸気浄化ユニットは、例えば、熱交換器の前段に設けられる。浮遊カビセンサは、例えば、光散乱式の浮遊カビセンサである。回転装置１ａを備えた浮遊カビセンサでは、回転装置１ａによってカビの胞子の濃度を高めた気体を生成することが可能となり、カビの胞子の検出感度を高めることが可能となる。
【００４６】
以下では、回転装置１ａを備えた分離器２０１について図３〜５に基づいて説明する。
【００４７】
分離器２０１は、回転装置１ａを備えることにより、小型化および低消費電力化を図りながらも、気体から固体を効率良く分離することが可能となる。
【００４８】
分離器２０１は、回転装置１ａを囲む外郭１１を備えているのが好ましい。これにより、分離器２０１は、回転装置１ａを外郭１１により保護することが可能となる。分離器２０１では、送風部４を外郭１１に固定してある。また、分離器２０１では、モータ５を外郭１１に固定してある。分離器２０１は、サイクロン部２０から排出された固体を捕集する捕集部１０を備えるのが好ましい。これにより、分離器２０１は、サイクロン部２０から排出された固体を捕集部１０で捕集することが可能となる。より詳細には、分離器２０１は、送風部４を動作させ、かつ、モータ５によりロータ２を回転させると、流路３に流れ込んだ気体に含まれていた固体が捕集部１０に捕集されるので、固体の濃度が低減された気体が送風部４を通して流れる。
【００４９】
外郭１１は、例えば、第１カバー部１２と、第１蓋１３と、第２カバー部１４と、第２蓋１５と、第３カバー部１６と、を備えた構成とすることができる。
【００５０】
第１カバー部１２は、枠体８を囲む筒状に形成されている。より詳細には、第１カバー部１２は、円筒状に形成されている。第１カバー部１２の材料としては、例えば、金属、合成樹脂等を採用することができる。
【００５１】
第１蓋１３は、第１カバー部１２の上流側の開口部１２１を覆うように構成されている。第１蓋１３は、板状の第１蓋本体１３１を備え、気体を通す複数の吸気部が形成されている。第１蓋本体１３１は、外周形状が円形状に形成されている。第１蓋本体１３１の材料としては、例えば、金属、合成樹脂等を採用することができる。複数の吸気部の各々は、メッシュ１３２の網目１３３（図４参照）により構成されている。メッシュ１３２の材料は、例えば、金属を採用することができる。
【００５２】
第２カバー部１４は、モータ５を囲む筒状に形成されている。より詳細には、第２カバー部１４は、円筒状に形成されている。第２カバー部１４の内径は、第１カバー部１２の内径よりも大きいのが好ましい。第２カバー部１４の材料としては、例えば、金属、合成樹脂等を採用することができる。
【００５３】
第２蓋１５は、第２カバー部１４の下流側の開口部１２２を覆うように構成されている。第２蓋１５は、円板状の第２蓋本体１５１を備え、第２蓋本体１５１に、気体を通す複数の排気部が形成されている。第２蓋本体１５１の材料としては、例えば、金属、合成樹脂等を採用することができる。複数の排気部の各々は、メッシュ１５２の網目により構成されている。メッシュ１５２の材料は、例えば、金属を採用することができる。
【００５４】
第３カバー部１６は、第１カバー部１２と第２カバー部１４との間に配置されている。第３カバー部１６は、第１カバー部１２と第２カバー部１４との両方と一体に形成してもよいし、いずれか一方のみと一体に形成してもよいし、両方と別体で形成してもよい。第３カバー部１６は、捕集部１０を着脱自在となるように形成されている。第３カバー部１６は、例えば、枠部１６０と、第１壁部１６１と、第２壁部１６２と、延出部１６３と、を備えた構成とすることができる。枠部１６０は、円筒状に形成されている。枠部１６０の内径は、枠体８の外径よりも大きく設定してある。枠部１６０は、回転中心軸２３を中心として配置されている。第１壁部１６１は、円環状に形成されている。第１壁部１６１は、枠部１６０の軸方向の第１端から回転中心軸２３側へ延設されている。第２壁部１６２は、円環状に形成されている。第２壁部１６２は、枠部１６０の軸方向の第２端から回転中心軸２３側へ延設されている。延出部１６３は、第１壁部１６１に近づき、かつ、回転中心軸２３から離れる向きに傾いて形成されている。見方を変えれば、延出部１６３は、回転中心軸２３に沿った方向において枠体８に近づくほど開口面積が徐々に大きくなるテーパ筒状に形成されている。第３カバー部１６は、第１壁部１６１の内径よりも第２壁部１６２の内径を小さく設定してある。第１壁部１６１の内径は、枠体８の外径よりも大きく設定してある。より詳細には、第１壁部１６１の内径は、第１カバー部１２の内径と同じに設定してある。第２壁部１６２の内径は、枠体８の内径よりも小さく設定してある。
【００５５】
捕集部１０は、トレーであり、スライドさせることで第３カバー部１６から取り外すことが可能となっている。これにより、分離器２０１は、捕集部１０に捕集された固体を容易に取り出したり捨てたりすることが可能となる。捕集部１０は、図５に示すように、外壁部１００と、下壁部１０２と、側壁部１０４と、内壁部１０３と、を備えた構成とすることができる。外壁部１００は、平面視形状が、回転中心軸２３を中心とする円弧状に形成されているのが好ましい。外壁部１００は、外壁部１００における回転中心軸２３側の面の曲率半径を、枠体８の外径よりも大きく設定してある。外壁部１００は、第３カバー部１６の枠部１６０の開口部１６４を塞ぐように枠部１６０に沿って配置される。下壁部１０２は、外壁部１００の下端から回転中心軸２３側へ延設されている。下壁部１０２は、平面視形状が扇状に形成されている。下壁部１０２は、第２壁部１６２上に配置される。要するに、下壁部１０２は、第２壁部１６２に沿って配置される。側壁部１０４は、下壁部１０２の両側縁の各々から上方へ延設されている。内壁部１０３は、下壁部１０２の先端から上方へ延びるように形成されている。内壁部１０３は、平面視形状が、回転中心軸２３を中心とする円弧状に形成されているのが好ましい。内壁部１０３は、内壁部１０３における回転中心軸２３側の面の曲率半径を、枠体８の内径よりも小さく設定してあるのが好ましい。内壁部１０３の高さは、外壁部１００の高さよりも低く設定してある。捕集部１０は、内壁部１０３が延出部１６３と当たることにより、回転中心軸２３に直交する方向において、外郭１１に対して位置決めされる。分離器２０１は、捕集部１０の内部空間が、流路３および第２カバー部１４の内部空間と連通している。「捕集部１０の内部空間」とは、外壁部１００と下壁部１０２と側壁部１０４と内壁部１０３とで囲まれた空間を意味する。なお、捕集部１０は、外壁部１００に、例えば、人が捕集部１０を取り外すために掴む突起等を設けてあるのが好ましい。
【００５６】
分離器２０１は、捕集部１０が内壁部１０３を備えることにより、捕集部１０に入った固体を効率良く捕集することが可能となる。言い換えれば、分離器２０１は、捕集部１０が内壁部１０３を備えることにより、捕集部１０に入った固体が捕集部１０から回転中心軸２３側へ飛び出してしまうのを抑制することが可能となる。また、分離器２０１は、延出部１６３がテーパ筒状に形成されていることにより、延出部１６３に起因した乱流の発生を抑制することが可能となり、固体が分離された気流を送風部４側へ導きやすくなる。
【００５７】
分離器２０１は、外郭１１を支持する複数の支持体１９（図４参照）を備えた構成とすることができる。これにより、分離器２０１は、外郭１１と分離器２０１の設置面（例えば、床面等）３０との間に空間を設けることが可能となる。支持体１９は、支柱により構成してあるが、これに限らず、例えば、足車等により構成してもよい。なお、図４には、気体の流れを点線の矢印で模式的に示してある。
【００５８】
分離器２０１は、枠体８の上流側の開口部を覆う蓋部１８を備えているのが好ましい。蓋部１８は、円板状の本体１８１を備え、本体１８１に、通気部１８３が形成されている。回転装置１ａを分離器２０１に適用する場合、回転装置１ａにおける枠体８は、上流側の端部が、上流側ほど開口面積が徐々に小さくなる形状に形成されているのが好ましい。これにより、分離器２０１は、流路３に気体が入るときの圧力損失を低減すること可能となる。
【００５９】
蓋部１８は、本体１８１の材料として、例えば、金属、合成樹脂等を採用することができる。また、通気部１８３は、例えば、本体１８１の中央部に形成された１つの貫通孔により構成することができる。貫通孔の開口形状は、円形状が好ましい。通気部１８３は、例えば、メッシュの複数の網目により構成してもよい。メッシュの材料は、例えば、金属を採用することができる。
【００６０】
分離器２０１は、送風部４およびモータ５の運転を開始する運転スイッチの操作部が、外郭１１から露出するように設けられた構成としてもよい。
【００６１】
分離器２０１は、モータ５の回転速度を設定する設定部を備えていてもよい。これにより、分離器２０１は、分離することが要求される固体の大きさ等によってモータ５の回転速度を適宜変更することが可能となる。設定部は、例えば、ポテンショメータ等によって構成することができる。
【００６２】
分離器２０１は、第２カバー部１４の内側においてモータ５よりも上流側に、エアフィルタ１７が配置された構成とすることができる。これにより、分離器２０１は、サイクロン部２０で分離されず気体に残った固体をエアフィルタ１７で除去することが可能となり、より清浄化された気体を排気部から外部へ流すことが可能となる。
【００６３】
分離器２０１は、例えば、規定粒径の微粒子を分離できるように枠体８、ロータ２および羽根部９それぞれの形状、ロータ２の回転速度を設定してある。規定粒径の微粒子としては、一例として、空気動力学的粒子径が、１．０μｍ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、粒子の沈降速度によって測定される粒径である。サイクロン部２０で分離されずに気体中に残る固体としては、サイクロン部２０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。「エアフィルタ１７で除去する」とは、１００％の捕集効率を必須の条件とはしない。ただし、エアフィルタ１７は、気体中に含まれている固体の捕集効率がより高いのが好ましい。
【００６４】
エアフィルタ１７は、気体から微粒子を除去するために用いるフィルタである。エアフィルタ１７は、例えば、ろ材をプリーツ状に織り込んで形成された構成とすることができる。エアフィルタ１７としては、例えば、ＨＥＰＡフィルタ（high efficiency particulate air filter）を採用することができる。「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。
【００６５】
分離器２０１は、エアフィルタ１７の上流側にサイクロン部２０が配置されており、捕集部１０で固体を捕集することができるので、エアフィルタ１７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、分離器２０１は、エアフィルタ１７の交換頻度を少なくすることが可能とする。分離器２０１は、エアフィルタ１７を備えた構成に限らない。例えば、分離器２０１を備えた機器（例えば、空気清浄器等）においては、分離器２０１の下流側に、分離器２０１とは別に、ＨＥＰＡフィルタ等のエアフィルタを設けてもよい。
【００６６】
以上説明した分離器２０１では、外郭１１の外部から複数の吸気部を通して外郭１１の内部へ入った気体が流路３に入る。外郭１１の外部から内部に入る気体に含まれていた固体は、流路３において螺旋状に回転するときにロータ２の回転中心軸２３から枠体８の内周面８４に向かう方向の遠心力を受ける。遠心力を受けた固体は、枠体８の内周面８４へ向かい、枠体８の内周面８４付近を内周面８４に沿って螺旋状に回転する。そして、分離器２０１では、流出口３４を出た固体が、その固体に作用していた遠心力により、捕集部１０へ入る。固体に作用する遠心力は、固体の質量と、固体の円運動の半径と、に比例する。円運動の半径は、回転中心軸２３に直交する方向における回転中心軸２３と固体との距離である。固体の質量をｍ、固体の速度をｖ、円運動の半径をｒとすると、遠心力の大きさはｍｖ２／ｒである。ここで、角速度をωとすると、ｖ＝ｒωなので、遠心力の大きさは、ｍω２ｒである。要するに、固体には、ωの二乗に比例した遠心力が作用する。
【００６７】
捕集部１０に入った固体は、慣性力により多少は飛び続けるが、重力に引っ張られ、捕集部１０内で落下する。これにより、固体は、捕集部１０に捕集される。
【００６８】
分離器２０１は、捕集部１０に捕集されなかった固体がエアフィルタ１７で捕集される。これにより、分離器２０１は、清浄化された気体がファン４１を通り、外郭１１の内部から複数の排気部を通して外郭１１の外部へ流れ出す。
【００６９】
分離器２０１は、例えば、風量を２５０ｍ3／ｈ〜３０００ｍ3／ｈの範囲で適宜設定すればよい。
【００７０】
分離器２０１は、空気清浄器に限らず、例えば、電気掃除機、分粒装置等に適用することも可能である。
【００７１】
図６は、本実施形態の第１変形例の回転装置１ｂを備えた分離器２０２の一部破断した概略正面図である。
【００７２】
回転装置１ｂは、回転装置１ａと基本構成が同じで、送風部４がブロワ４５である点が相違する。回転装置１ｂについては、回転装置１ａと同様の構成要素に同一の符号を付して説明を省略する。
【００７３】
ブロワ４５は、ロータ２の回転中心軸２３に略直交する横方向に気体を流すことができるように構成されている。ブロワ４５は、電動送風機であり、気流の向きを変えることができるように形成されている。回転装置１ｂは、送風部４を動作させることにより、回転装置１ａと同様に、流路３に気体を流すことが可能となる。
【００７４】
分離器２０１では、第２蓋１５に、気体を通す複数の排気部が形成されているのに対し、分離器２０２は、第２カバー部１４に、気体を通す複数の排気部を有するメッシュ１５２が形成されている。これにより、分離器２０２は、分離器２０１の備えていた支持体１９（図４参照）を備えていない構成とすることが可能となる。
【００７５】
図７は、本実施形態の第２変形例の回転装置１ｃを備えた空気浄化システム３００の概略構成図である。
【００７６】
回転装置１ｃは、回転装置１ａのサイクロン部２０とモータ５とを含みかつ送風部４を含まない回転装置本体１ｃａが、住戸４００の屋外に配置される室外機３０１に設けられ、送風部４が、住戸４００の天井裏に配置される。回転装置本体１ｃａは、空気中の微粒子６１を室外機３０１の外に排出するように構成されている。微粒子６１は、上述の規定粒径の微粒子であり、空気動力学的粒子径が、１．０μｍの粒子を想定している。
【００７７】
空気浄化システム３００は、室外機３０１により浄化された空気を住戸４００内へ流すための第１ダクト３１１と、第１ダクト３１１で給気された空気を更に浄化するためのフィルタ装置３１７と、を備える。フィルタ装置３１７は、例えば、エアフィルタとして、ＨＥＰＡフィルタを備える。図７では、空気の流れを白抜きの矢印で模式的に示してある。また、図７では、回転装置本体１ｃａによって空気から分離して排出する微粒子６１と、フィルタ装置３１７で捕集する超微粒子６２と、を模式的に示してある。超微粒子６２は、微粒子６１よりも粒径が小さく、かつ、ＨＥＰＡフィルタで除去できる粒径の微粒子である。
【００７８】
また、空気浄化システム３００は、フィルタ装置３１７と送風部４との間に配置された第２ダクト３１２と、送風部４の下流側に配置された分配器３１８と、送風部４と分配器３１８との間に配置された第３ダクト３１３と、を備える。分配器３１８には、住戸４００内の複数の区画４０１（例えば、リビング、寝室等）それぞれへ空気を給気するための複数の第４ダクト３１４が接続されている。フィルタ装置３１７、第２ダクト３１２、送風部４、第３ダクト３１３および分配器３１８は、住戸４００の天井裏に配置される。
【００７９】
空気浄化システム３００は、室外機３０１が回転装置本体１ｃａを備えることにより、ＰＭ２．５等の微粒子６１がフィルタ装置３１７へ到達するの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３００は、フィルタ装置３１７の長寿命化を図ることが可能となる。
【００８０】
図８Ａは、本実施形態の第３変形例の回転装置１ｄの一部破断した概略正面図である。また、図８Ｂは、回転装置１ｄにおける要部の概略展開図である。
【００８１】
回転装置１ｄは、回転装置１ａと基本構成が同じであり、ロータ２の回転方向が回転装置１ａとは逆方向である点、流路３における第２空間部３２が２つ設けられている点、等が相違する。なお、回転装置１ｄに関し、回転装置１ａと同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００８２】
回転装置１ｄは、回転装置１ａに比べて、ロータ２の回転中心軸２３に沿った方向におけるロータ２の長さを大きくしてある。
【００８３】
回転装置１ｄにおける流路３は、ロータ２の回転中心軸２３に沿った方向において、第２空間部３２、第１空間部３１、第２空間部３２が並んで設けられている。要するに、回転装置１ｄにおける流路３は、ロータ２の第１端２１側の部分と枠体８との間に第２空間部３２が形成され、ロータ２の第２端２２側の部分と枠体８との間に第２空間部３２が形成され、ロータ２の中間部と枠体８との間に第１空間部３１が形成されている。これにより、回転装置１ｄは、回転装置１ａに比べて、圧力損失を低減することが可能となる。
【００８４】
具体的に、第３変形例の回転装置１ｄでは、ロータ２の外周面２４には、一以上（本変形例では２つ）の羽根部９が設けられる。一以上の羽根部９の各々は、第１羽根部分９０１と、第２羽根部分９０２と、第３羽根部分９０３と、を含む。第１羽根部分９０１は、ロータ２の軸方向における中間部分に設けられる。第２羽根部分９０２は、ロータ２の流出口３４側の部分に設けられる。第３羽根部分９０３は、ロータ２の流入口３３側の部分に設けられる。第１羽根部分９０１は、流入口３３から流出口３４に向かってロータ２の回転方向に沿った螺旋方向（第１螺旋方向）の螺旋状に形成される。第２羽根部分９０２は、第１羽根部分９０１の流出口３４側の端部から連続し、流入口３３から流出口３４に向かってロータ２の回転方向とは逆方向に沿った螺旋方向（第２螺旋方向）の螺旋状に形成される。第３羽根部分９０３は、第１羽根部分９０１の流入口３３側の端部から連続する。第３羽根部分９０３は、流入口３３から流出口３４に向かってロータ２の回転方向とは逆方向に沿った螺旋方向（第２螺旋方向）の螺旋状に形成される。
【００８５】
本変形例の回転装置１ｄでは、ロータ２の外周面２４と、枠体８の内周面８４と、一以上の羽根部９における第１羽根部分９０１のうちの隣り合う部分と、で囲まれた空間として、第１空間部３１が規定される。本変形例の回転装置１ｄでは、ロータ２の外周面２４と、枠体８の内周面８４と、一以上の羽根部９における第２羽根部分９０２のうちの隣り合う部分と、で囲まれた空間として、流出口３４側の第２空間部３２が規定される。また、本変形例の回転装置１ｄでは、ロータ２の外周面２４と、枠体８の内周面８４と、一以上の羽根部９における第３羽根部分９０３のうちの隣り合う部分と、で囲まれた空間として、流入口３３側の第２空間部３２が規定される。
【００８６】
図９Ａは、本実施形態の第４変形例の回転装置１ｅの一部破断した概略正面図である。また、図９Ｂは、回転装置１ｅにおける要部の概略展開図である。
【００８７】
回転装置１ｅは、回転装置１ａと基本構成が同じであり、流路３における第２空間部３２が２つ設けられている点、ロータ２の形状、等が相違する。なお、回転装置１ｅに関し、回転装置１ａと同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００８８】
ロータ２は、第１端２１と第２端２２との少なくとも一方が、回転中心軸２３に沿って先細りする形状に形成されている。少なくとも１つの流路３は、ロータ２のうち先細りする形状に形成されている部位と枠体８との間に第２空間部３２が形成されている。これにより、回転装置１ｅは、流路３の第２空間部３２を規定する羽根部９の面積を大きくすることができ、圧力損失を更に低減することが可能となる。よって、回転装置１ｅは、更なる低消費電力化を図ることが可能となる。
【００８９】
具体的に、第４変形例の回転装置１ｅでは、ロータ２は、軸方向の中間部分に位置する円柱状の中間部２５と、軸方向の両側に設けられて軸方向の外側に向かって先細りする形状の第１および第２の先細り部分２６，２７と、を含む。
【００９０】
ロータ２の外周面２４には、一以上（本変形例では２つ）の羽根部９が設けられる。一以上の羽根部９の各々は、第１羽根部分９０１と、第２羽根部分９０２と、第３羽根部分９０３と、を含む。第１羽根部分９０１は、ロータ２の中間部２５に設けられる。第２羽根部分９０２は、ロータ２の流出口３４側の第１の先細り部分２６に設けられる。第３羽根部分９０３は、ロータ２の流入口３３側の第２の先細り部分２７に設けられる。第１羽根部分９０１は、流入口３３から流出口３４に向かってロータ２の回転方向に沿った螺旋方向（第１螺旋方向）の螺旋状に形成される。第２羽根部分９０２は、第１羽根部分９０１の流出口３４側の端部から連続し、流入口３３から流出口３４に向かってロータ２の回転方向とは逆方向に沿った螺旋方向（第２螺旋方向）の螺旋状に形成される。第３羽根部分９０３は、第１羽根部分９０１の流入口３３側の端部から連続する。第３羽根部分９０３は、流入口３３から流出口３４に向かってロータ２の回転方向とは逆方向に沿った螺旋方向（第２螺旋方向）の螺旋状に形成される。
【００９１】
本変形例の回転装置１ｅでは、ロータ２の外周面２４と、枠体８の内周面８４と、一以上の羽根部９における第１羽根部分９０１のうちの隣り合う部分と、で囲まれた空間として、第１空間部３１が規定される。本変形例の回転装置１ｅでは、ロータ２の外周面２４と、枠体８の内周面８４と、一以上の羽根部９における第２羽根部分９０２のうちの隣り合う部分と、で囲まれた空間として、流出口３４側の第２空間部３２が規定される。また、本変形例の回転装置１ｅでは、ロータ２の外周面２４と、枠体８の内周面８４と、一以上の羽根部９における第３羽根部分９０３のうちの隣り合う部分と、で囲まれた空間として、流入口３３側の第２空間部３２が規定される。
【００９２】
ロータ２は、先細りする形状を円錐状としてある。ロータ２は、第１端２１と第２端２２との両方が、回転中心軸２３に沿って先細りする形状に形成されているが、第１端２１と第２端２２との一方のみが先細りする形状に形成されていてもよい。
【００９３】
図１０Ａは、本実施形態の第５変形例の回転装置１ｆの一部破断した概略正面図である。また、図１０Ｂは、回転装置１ｆにおける要部の概略展開図である。
【００９４】
回転装置１ｆは、回転装置１ａと基本構成が同じであり、流路３における第２空間部３２が２つ設けられている点、枠体８の形状、等が相違する。なお、回転装置１ｆに関し、回転装置１ａと同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００９５】
枠体８は、ロータ２の第１端２１から第２端２２に向かう方向において開口面積が漸増するテーパ枠状に形成されている。これにより、回転装置１ｆは、枠体８の内周面８４に固体が当たったときに当該固体が転がりやすくなり、枠体８の内周面８４に固体が付着したり堆積したりするのを抑制することが可能となる。枠体８は、開口形状が円形状であり、ロータ２の第１端２１から第２端２２に向かう方向において内径が徐々に大きくなる。要するに、枠体８は、テーパ円筒状に形成されている。
【００９６】
ロータ２は、第１端２１と第２端２２との間の中間部が円錐台状に形成されており、第１端２１および第２端２２それぞれが先細りする形状に形成されている。流路３は、ロータ２のうち先細りする形状に形成されている部位と枠体８との間に第２空間部３２が形成されている。これにより、回転装置１ｆは、流路３の第２空間部３２を規定する羽根部９の面積を大きくすることができ、圧力損失を更に低減することが可能となる。よって、回転装置１ｆは、更なる低消費電力化を図ることが可能となる。
【００９７】
具体的に、第５変形例の回転装置１ｆでは、枠体８は流入口３３側から流出口３４側に向かって開口面積が漸増する筒状に形成されている。
【００９８】
ロータ２は、軸方向の中間部分に位置しており流入口３３側から流出口３４側に向かって断面積が漸増する円錐台状の中間部２５と、軸方向の両側に設けられて先細りする形状を有する第１および第２の先細り部分２６，２７と、を含む。
【００９９】
ロータ２の外周面２４には、一以上（本変形例では２つ）の羽根部９が設けられる。一以上の羽根部９の各々は、第１羽根部分９０１と、第２羽根部分９０２と、第３羽根部分９０３と、を含む。第１羽根部分９０１は、ロータ２の中間部２５に設けられる。第２羽根部分９０２は、ロータ２の流出口３４側の第１の先細り部分２６に設けられる。第３羽根部分９０３は、ロータ２の流入口３３側の第２の先細り部分２７に設けられる。第１羽根部分９０１は、流入口３３から流出口３４に向かってロータ２の回転方向に沿った螺旋方向（第１螺旋方向）の螺旋状に形成される。第２羽根部分９０２は、第１羽根部分９０１の流出口３４側の端部から連続し、流入口３３から流出口３４に向かってロータ２の回転方向とは逆方向に沿った螺旋方向（第２螺旋方向）の螺旋状に形成される。第３羽根部分９０３は、第１羽根部分９０１の流入口３３側の端部から連続する。第３羽根部分９０３は、流入口３３から流出口３４に向かってロータ２の回転方向とは逆方向に沿った螺旋方向（第２螺旋方向）の螺旋状に形成される。
【０１００】
本変形例の回転装置１ｆでは、ロータ２の外周面２４と、枠体８の内周面８４と、一以上の羽根部９における第１羽根部分９０１のうちの隣り合う部分と、で囲まれた空間として、第１空間部３１が規定される。本変形例の回転装置１ｆでは、ロータ２の外周面２４と、枠体８の内周面８４と、一以上の羽根部９における第２羽根部分９０２のうちの隣り合う部分と、で囲まれた空間として、流出口３４側の第２空間部３２が規定される。また、本変形例の回転装置１ｆでは、ロータ２の外周面２４と、枠体８の内周面８４と、一以上の羽根部９における第３羽根部分９０３のうちの隣り合う部分と、で囲まれた空間として、流入口３３側の第２空間部３２が規定される。
【０１０１】
ロータ２は、先細りする形状を円錐状としてある。ロータ２は、第１端２１と第２端２２との両方が、回転中心軸２３に沿って先細りする形状に形成されているが、第１端２１と第２端２２との一方のみが先細りする形状に形成されていてもよい。
【０１０２】
（実施形態２）
以下では、本実施形態の回転装置１ｇについて、図１１Ａおよび１１Ｂに基づいて説明する。なお、回転装置１ｇに関し、実施形態１の回転装置１ａと同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。図１１Ｂでは、ロータ２の回転によって発生する気流の向きを白抜きの矢印で模式的に示してある。第１空間部３１と第２空間部３２とは、ロータ２の回転によって発生する気流の向きが異なる。図１１Ｂでは、図１１Ａの回転装置１ｇにおいて送風部４を動作させたときに流路３を通る物質の回転方向を、二点鎖線の矢印で模式的に示してある。
【０１０３】
回転装置１ｇにおいて、少なくとも１つの流路３は、第１空間部３１が、ロータ２の回転中心軸２３に直交する面内においてロータ２の回転方向に沿って形成され、第２空間部３２が、ロータ２の回転中心軸２３に沿って形成されている。これにより、回転装置１ｇは、第１空間部３１がロータ２の回転中心軸２３に直交する面内においてロータ２の回転方向に沿って形成されていることにより、第１空間部３１を通る物質の角速度をロータ２の回転角速度よりも大きくすることが可能となる。したがって、回転装置１ｇは、流路３の第１空間部３１において、流路３を通る物質のうち固体に作用する遠心力をより大きくすることが可能となり、小型化を図ることが可能となる。回転装置１ｇは、第２空間部３２がロータ２の回転中心軸２３に沿って形成されていることにより、第２空間部３２を通る物質の角速度をロータ２の回転角速度と同じにすることが可能となる。したがって、回転装置１ｇは、流路３の第２空間部３２において、流路３を流れる気体の圧力損失を低減することが可能となる。言い換えれば、回転装置１ｇは、流路３が第２空間部３２を備えることにより、送風能力を向上させることが可能となり、送風部４の負荷を軽減することが可能となる。よって、回転装置１ｇは、流路３が第２空間部３２を備えることにより、低消費電力化を図ることが可能となる。
【０１０４】
回転装置１ｇは、流路３が第１空間部３１と第２空間部３２とを備えるので、流路３が全長に亘って回転中心軸２３に沿った直線状である場合に比べて、回転中心軸２３に沿った方向における小型化を図りながらも、流路３の長さを大きくすることが可能となる。
【０１０５】
回転装置１ｇは、羽根部９において第１空間部３１に対応する第１部位９１を、ロータ２の回転中心軸２３に直交する各面内においてロータ２の回転方向に沿った円弧状に形成してある。これにより、回転装置１ｇは、第１空間部３１を、ロータ２の回転中心軸２３に直交する面内においてロータ２の回転方向に沿った形状とすることができる。また、回転装置１ｇは、羽根部９において第２空間部３２に対応する第２部位９２を、回転中心軸２３に直交する方向から見て回転中心軸２３に沿った直線状に形成してある。これにより、回転装置１ｇは、第２空間部３２を、ロータ２の回転中心軸２３に沿った形状とすることができる。羽根部９は、ロータ２の外周面２４からロータ２の半径方向外向きに突出しているのが好ましい。
【０１０６】
要するに、本実施形態の回転装置１ｇでは、ロータ２は、回転中心軸２３の方向に延びている。ロータ２は、回転中心軸２３に直交する断面が円形である外周面（側面）２４を有する。モータ５は、ロータ２を一方向に回転させる。
【０１０７】
ロータ２の外周面２４には、羽根部９が設けられる。羽根部９は、三以上の第１部位９１と、二以上の第２部位９２と、を含む。第１部位９１は、ロータ２の外周面２４に形成されており、ロータ２の回転中心軸２３に直交する面内においてロータ２の回転方向に沿った円弧状である。つまり第１部位９１は、ロータ２の回転中心軸２３を中心とし、内径がロータ２の外径に等しく外径が枠体８の内径に等しい扇形状である。第１部位９１は、ロータ２の周方向の両端に第１端９１１および第２端９１２を有する。第１部位９１の長さ（周方向の長さ）は、ロータ２の外周よりも短く、ロータ２の外周の半分よりも長い。第２部位９２は、ロータ２の外周面２４に形成されており、ロータ２の回転中心軸２３に沿った直板状である。第２部位９２は、１つの第１部位９１の第１端９１１と別の第１部位９１の第２端９１２と（２つの第１部位９１における、周方向の反対側の端部同士）を繋ぐ。
【０１０８】
つまり羽根部９は、ロータ２の外周面２４に、段差を有する螺旋状（螺旋階段状）に形成されている。
【０１０９】
本実施形態の回転装置１ｇでは、ロータ２の外周面２４と、枠体８の内周面８４と、羽根部９における三以上の第１部位９１のうち隣り合う２つの第１部位９１と、で囲まれた空間として、第１空間部３１が規定される。本実施形態の回転装置１ｇでは、ロータ２の外周面２４と、枠体８の内周面８４と、羽根部９における隣り合う２つの第２部位９２と、で囲まれた空間として、第２空間部３２が規定される。
【０１１０】
回転装置１ｇでは、羽根部９において第１部位９１と第２部位９２との連結部位９３を、アールを有する形状としてもよい。これにより、回転装置１ｇは、乱流の発生をより抑制することが可能となる。
【０１１１】
図１２は、回転装置１ｇを備えた分離器２０３の一部破断した概略正面図である。分離器２０３の基本構成は、実施形態１において説明した分離器２０１（図３、４参照）と略同じであり、回転装置１ａの代わりに回転装置１ｇを備えている点が相違する。分離器２０３に関し、分離器２０１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【０１１２】
回転装置１ｇを分離器２０３に適用する場合、回転装置１ｇにおける枠体８は、上流側の端部が、上流側ほど開口面積が徐々に小さくなる形状に形成されているのが好ましい。これにより、分離器２０３は、流路３に気体が入るときの圧力損失を低減すること可能となる。
【０１１３】
分離器２０３は、回転装置１ｇを備えることにより、小型化および低消費電力化を図りながらも、気体から固体を効率良く分離することが可能となる。
【０１１４】
本実施形態の変形例の回転装置１ｈについて、図１３Ａ、１３Ｂおよび１４に基づいて説明する。図１３Ａは、回転装置１ｈの一部破断した概略正面図である。また、図１３Ｂは、回転装置１ｈにおける要部の概略展開図である。
【０１１５】
回転装置１ｈは、回転装置１ｇと基本構成が同じであり、流路３が複数設けられている点が相違する。なお、回転装置１ｅに関し、回転装置１ａと同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【０１１６】
回転装置１ｈは、流路３が複数設けられているので、流路３が１つである場合に比べて、回転装置１ｈにおいてロータ２と枠体８との間の空間を流れる気体の流量を多くすることが可能となって、小型化を図れる。また、回転装置１ｈは、流路３が複数設けられているので、ロータ２と枠体８との間の空間を流れる気体の流量が同じであれば、流路３が１つである場合に比べて、圧力損失を低減することが可能となって、低消費電力化を図ることが可能となる。回転装置１ｈは、一例として、流路３が２つ設けられている。図１３Ｂでは、図１３Ａの回転装置１ｈにおいて送風部４を動作させたときに２つの流路３のうち一方の流路３を通る物質の回転方向を、二点鎖線の矢印で模式的に示し、他方の流路３を通る物質の回転方向を点線の矢印で模式的に示してある。
【０１１７】
具体的に、本変形例の回転装置１ｈでは、ロータ２の外周面２４に、二以上（本変形例では２つ）の羽根部９が設けられる。二以上の羽根部９の各々は、二以上の第１部位９１と、一以上の第２部位９２と、を含む。第１部位９１は、ロータ２の外周面２４に形成されており、ロータ２の回転中心軸２３に直交する面内においてロータ２の回転方向に沿った円弧状である。つまり第１部位９１は、ロータ２の回転中心軸２３を中心とし、内径がロータ２の外径に等しく外径が枠体８の内径に等しい扇形状である。第１部位９１は、ロータ２の周方向の両端に第１端９１１および第２端９１２を有する。第１部位９１の長さ（周方向の長さ）は、ロータ２の外周の半分よりも短い。第２部位９２は、ロータ２の外周面２４に形成されており、ロータ２の回転中心軸２３に沿った直板状である。第２部位９２は、１つの第１部位９１の第１端９１１と別の第１部位９１の第２端９１２とを繋ぐ。
【０１１８】
つまり二以上の羽根部９の各々は、ロータ２の外周面２４に、段差を有する螺旋状（螺旋階段状）に形成されている。
【０１１９】
本変形例の回転装置１ｈでは、ロータ２の外周面２４と、枠体８の内周面８４と、二以上の羽根部９のうち隣り合う２つの羽根部９の第１部位９１と、で囲まれた空間として、第１空間部３１が規定される。本変形例の回転装置１ｈでは、ロータ２の外周面２４と、枠体８の内周面８４と、二以上の羽根部９のうち隣り合う２つの羽根部９の第２部位９２と、で囲まれた空間として、第２空間部３２が規定される。
【０１２０】
実施形態１〜２に記載した材料、数値等は、好ましい例を示しているだけであり、それに限定する主旨ではない。更に、上記の実施形態１〜２および変形例の回転装置１ａ〜１ｈは、その技術的思想の範囲を逸脱しない範囲で、構成に適宜変更を加えることが可能である。例えば、回転装置１ａ〜１ｈは、流路３、モータ５および送風部４が、回転中心軸２３に沿った方向において、流路３、モータ５、送風部４の順に配置されているが、この順序を適宜変更してもよい。例えば、回転装置１ａ、１ｃ〜１ｈは、サイクロン部２０の下流側ではなく上流側に送風部４を備えていてもよい。また、回転装置１ａ、１ｃ〜１ｈは、送風部４を、ファン４１に代えてブロワ４５により構成してもよい。
【０１２１】
以上の説明から明らかなように、第１の態様の回転装置は、ロータ（２）と、ロータ（２）を囲んでロータ（２）と同軸的に配置された枠体（８）と、ロータ（２）と枠体（８）との間に形成された少なくとも１つの流路（３）と、送風部（４）と、モータ（５）と、を備える。少なくとも１つの流路（３）は、ロータ（２）の回転中心軸（２３）に沿った方向においてロータ（２）の第１端（２１）側に流入口（３３）があり、かつ、ロータ（２）の第２端（２２）側に流出口（３４）がある。送風部（４）は、少なくとも１つの流路（３）に気体を流すように構成される。モータ（５）は、ロータ（２）を回転させることによって少なくとも１つの流路（３）を回転中心軸（２３）のまわりで回転させるように構成される。少なくとも１つの流路（３）は、通過する物質の角速度をロータ（２）の回転角速度よりも大きくする第１空間部（３１）と、通過する物質の角速度をロータ（２）の回転角速度以下とする第２空間部（３２）と、を備える。
【０１２２】
第２の態様の回転装置では、第１の態様において、第１空間部（３１）は、流入口（３３）から流出口（３４）に向けてロータ（２）の回転方向に沿った螺旋方向の螺旋状に形成され、第２空間部（３２）は、流入口（３３）から流出口（３４）に向けてロータ（２）の回転方向とは逆方向に沿った螺旋方向の螺旋状に形成されている。
【０１２３】
第３の態様の回転装置では、第２の態様において、ロータ（２）は、第１端（２１）と第２端（２２）との少なくとも一方が、回転中心軸（２３）に沿って先細りする形状に形成されている。少なくとも１つの流路（３）は、ロータ（２）のうち先細りする形状に形成されている部位（２６，２７）と枠体（８）との間に第２空間部（３２）が形成されている。
【０１２４】
第４の態様の回転装置では、第１の態様において、第１空間部（３１）は、ロータ（２）の回転中心軸（２３）に直交する面内においてロータ（２）の回転方向に沿って形成され、第２空間部（３２）は、ロータ（２）の回転中心軸（２３）に沿って形成されている。
【０１２５】
第５の態様の回転装置では、第１〜第４のいずれかの態様において、流路（３）が複数設けられている。
【０１２６】
第６の態様の回転装置では、第１〜第５のいずれかの態様において、枠体（８）は、ロータ（２）の第１端（２１）から第２端（２２）に向かう方向において開口面積が漸増するテーパ枠状に形成されている。
【０１２７】
第７の態様の回転装置では、第１〜第６のいずれかの態様において、送風部（４）は、ファン（４１）もしくはブロワ（４５）である。
【０１２８】
第８の態様の回転装置では、第１の態様において、ロータ（２）は、回転中心軸（２３）に直交する断面が円形である外周面（２４）を有する。ロータ（２）の外周面（２４）には少なくとも一つの羽根部（９）が設けられる。少なくとも一つの羽根部（９）は、ロータ（２）の外周面（２４）に第１螺旋方向の螺旋状に形成された第１羽根部分（９０１）と、ロータ（２）の外周面（２４）に、第１螺旋方向とは逆方向である第２螺旋方向の螺旋状に形成された第２羽根部分（９０２）と、を含む。第２羽根部分（９０２）は、第１羽根部分（９０１）の流出口（３４）側の端部から連続する。第１空間部（３１）は、ロータ（２）の外周面（２４）と、枠体（８）と、第１羽根部分（９０１）のうちの隣り合う部分とで囲まれた空間として規定される。第２空間部（３２）は、ロータ（２）の外周面（２４）と、枠体（８）と、第２羽根部分（９０２）のうちの隣り合う部分とで囲まれた空間として規定される。
【０１２９】
第９の態様の回転装置では、第１の態様において、ロータ（２）は、回転中心軸（２）に直交する断面が円形である外周面（２４）を有する。ロータ（２）の外周面（２４）には少なくとも一つの羽根部（９）が設けられる。少なくとも一つの羽根部（９）は、二以上の第１部位（９１）と、一以上の第２部位（９２）と、を含む。第１部位（９１）は、ロータ（２）の外周面（２４）上にロータ（２）の回転方向に沿って延びる円弧状に形成されている。第２部位（９２）は、ロータ（２）の外周面（２４）上に回転中心軸（２３）の方向に延設されている。第２部位（９２）は、二以上の第１部位（９１）のうちの１つの第１部位（９１）における周方向の第１端（９１１）と二以上の第１部位（９１）のうちの別の第１部位（９１）における周方向の第２端（９１２）とを繋ぐ。第１空間部（３１）は、ロータ（２）の外周面（２４）と、枠体（８）と、隣り合う２つの第１部位（９１）とで囲まれた空間として規定される。第２空間部（３２）は、ロータ（２）の外周面（２４）と、枠体（８）と、隣り合う２つの第２部位（９２）とで囲まれた空間として規定される。
【図１】
2016125457.tif 000003
【図２】
2016125457.tif 000004
【図３】
2016125457.tif 000005
【図４】
2016125457.tif 000006
【図５】
2016125457.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
2016125457.tif 000010
【図９】
2016125457.tif 000011
【図１０】
2016125457.tif 000012
【図１１】
2016125457.tif 000013
【図１２】
2016125457.tif 000014
【図１３】
2016125457.tif 000015
【図１４】
2016125457.tif 000016
【国際調査報告】
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2016125457.tif 000018
2016125457.tif 000019
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