(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
気相流体を旋回流動させるサイクロン室に対して、処理対象の気相流体を導入する吸気口と、導入された気相流体から分離された塵埃を室外へ排出するための排出口と、塵埃分離後の気相流体をサイクロン室外へ吸引導出する排気口とを備えた塵埃分離装置であって、
前記サイクロン室の下部に排出ボックスを設け、この排出ボックスと前記サイクロン室の周壁の下部との接続箇所に、サイクロン室内の旋回流に含まれている塵埃が旋回流の外方側へ飛び出すことを許容する連通口を形成し、
前記排出口を、排出ボックスの下端側で前記連通口よりも下方位置において大気開放状態で塵埃を室外へ落下放出するように形成するとともに、
前記連通口が形成されたサイクロン室の外側に、前記連通口よりもサイクロン室内における旋回流の旋回方向での上流側から連通口存在箇所に向けて外気を導入する２次空気導入路を設け、
前記２次空気導入路とは別に、前記サイクロン室内の旋回流によってサイクロン室内へ外気を吸引導入可能な補助外気導入路を設けてあることを特徴とする塵埃分離装置。
【請求項２】
前記補助外気導入路の通路面積の変更によって外気の導入量を調節可能に構成してある請求項１記載の塵埃分離装置
【請求項３】
前記補助外気導入路を、前記サイクロン室の周壁部分に設けた点検用の開閉蓋に設けてある請求項１又は２記載の塵埃分離装置。
【請求項４】
気相流体を旋回流動させるサイクロン室に対して、処理対象の気相流体を導入する吸気口と、導入された気相流体から分離された塵埃を室外へ排出するための排出口と、塵埃分離後の気相流体をサイクロン室外へ吸引導出する排気口とを備えた塵埃分離装置であって、
前記サイクロン室の下部に排出ボックスを設け、この排出ボックスと前記サイクロン室の周壁の下部との接続箇所に、サイクロン室内の旋回流に含まれている塵埃が旋回流の外方側へ飛び出すことを許容する連通口を形成し、
前記排出口を、排出ボックスの下端側で前記連通口よりも下方位置において大気開放状態で塵埃を室外へ落下放出するように形成するとともに、
前記連通口が形成されたサイクロン室の外側に、前記連通口よりもサイクロン室内における旋回流の旋回方向での上流側から連通口存在箇所に向けて外気を導入する２次空気導入路を設け、
前記２次空気導入路の通路面積を増減変更可能に構成してあることを特徴とする塵埃分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工場や各種作業場で発生する微細粉塵やミスト、あるいは溶接ブースで発生する溶接ヒュームなど、各種作業機器周りで発生するオイルミストや油煙、溶接ヒュームのように、気体や蒸気中に何等かの微細混合物（以下、塵埃と総称する）を含んで全体としては気相を呈する流体や、気体とともに吸引される洗浄水や油などの液体を含む流体（以下、本明細書中では「気相流体」と呼称する。）を処理対象として、その気相流体中から塵埃や液体などの被除去物を分離、及び除去するための塵埃分離装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の塵埃分離あるいは除去するための装置としては、下記［１］又は［２］に記載の技術が知られている。
［１］気相流体の流れ方向に対して下向きの曲率を有した導入管をサイクロン室の吸気口に接続し、サイクロン室内での粉塵濃度が上部で小さく下部で大きくなるようにしたもの（例えば、特許文献１参照）。
［２］サイクロン室の胴部に接線方向で気相流体の吸気口を設けるとともに、その吸気口から４５〜１８０°離れた位置に、接線方向から２次空気を供給するようにして、気相流体の全体に旋回作用を与えるとともに、吸気口から離れた位置でもサイクロン室の内壁付近の旋回速度を局所的に上昇させるように加速用の２次空気を導入し、旋回する気相流体の遠心力の減衰を抑制できるようにしたもの（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０６−３２００５５号公報（段落〔００１２〕、〔００１８〕、図１）
【特許文献２】特開２００４−２８３６７７号公報（段落〔００２０〕、〔００２８〕、図１、図２、図４、図５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の特許文献１に示される技術によれば、サイクロン室の下部での旋回速度を向上させて、比較的大きな塵埃の分離を良好に行えるものではあるが、急激に導入管を屈曲させることでサイクロン室の入り口付近の流れに乱れが多くなったり、重力の影響を受けにくい小さな粒子は十分な遠心力が与えられずにサイクロン室の上部から排気口側へ移行して、捕集されない虞があった。
【０００５】
上記の特許文献２に示される技術によれば、サイクロン室の胴部に接線方向で気相流体の吸気口を設けるとともに、その吸気口から離れた位置でも加速用の２次空気を導入して、旋回する気相流体の遠心力の減衰を抑制できるようにしたことによって、サイクロン内における旋回速度を長く維持して微細な粒子を含めての捕集効率を向上させられる点で有用なものであるが、この技術では次のような問題がある。
つまり、気相流体中の除去対象物は、サイクロン室の下部に接続された貯留槽に集められるものであるが、この貯留槽は前記サイクロン室と空気的に密封された共通の空間で構成されている。したがって、サイクロン室内の旋回流を、サイクロン室の排気口からの吸引作用によって生じさせる構造のものでは、サイクロン室内での旋回流の旋回速度を向上させるために吸引力を強くすると、負圧となったサイクロン室内の浮遊塵埃やサイクロン室と連通されている貯留室内の堆積塵埃が吸い上げられて捕集効率が低下してしまう虞があるという問題がある。
そのうえ、２次空気として加速された空気を導入させるための空気圧縮手段を要することから、装置の複雑化を招き、また、容量に制限のある貯留室内に堆積した除去物を廃棄するために取り出したい場合には、一旦、全ての集塵関連装置の作動を停止して取り出す必要があり、作業効率面でも問題があった。
【０００６】
また、気相流体が油分や水分等の多量の液体を含むものであると、サイクロン室の内部で排気口と連なるように設けられている中筒の内壁を伝って、内壁に付着した液体が吸い上げられてしまう虞があり、サイクロン室よりも後段側でフィルターを用いての塵埃除去を行うような構造では、その塵埃除去のためのフィルタを早期に劣化させてしまう虞があった。
【０００７】
本発明の目的は、サイクロン室からの塵埃の取り出しを大気開放状態で行えるようにして、装置の小型化と連続稼働時間の制限をなくすようにするとともに、液体を含む気相流体の処理を効率よく適切に行えるところの塵埃分離装置を提供すること、及び、その塵埃分離装置として汎用性の高いものを得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために講じた本発明による塵埃分離装置では、下記の技術手段を講じたものである。
〔解決手段１〕
本発明の塵埃分離装置は、気相流体を旋回流動させるサイクロン室に対して、処理対象の気相流体を導入する吸気口と、導入された気相流体から分離された塵埃を室外へ排出するための排出口と、塵埃分離後の気相流体をサイクロン室外へ吸引導出する排気口とを備えた塵埃分離装置であって、
前記サイクロン室の下部に排出ボックスを設け、この排出ボックスと前記サイクロン室の周壁の下部との接続箇所に、サイクロン室内の旋回流に含まれている塵埃が旋回流の外方側へ飛び出すことを許容する連通口を形成し、
前記排出口を、排出ボックスの下端側で前記連通口よりも下方位置において大気開放状態で塵埃を室外へ落下放出するように形成するとともに、
前記連通口が形成されたサイクロン室の外側に、前記連通口よりもサイクロン室内における旋回流の旋回方向での上流側から連通口存在箇所に向けて外気を導入する２次空気導入路を設け、
前記２次空気導入路とは別に、前記サイクロン室内の旋回流によってサイクロン室内へ外気を吸引導入可能な補助外気導入路を設けてあることを特徴とする。
【０００９】
〔解決手段１にかかる発明の作用及び効果〕
上記解決手段１で示した構成によると、サイクロン室の周壁の下部と排出ボックスとの接続箇所に、サイクロン室内における旋回流に含まれる塵埃が旋回流の外方側へ飛び出すことを許容する連通口を形成し、この連通口から飛び出した塵埃を室外へ落下放出するための排出口は、前記排出ボックスの下端側で前記連通口よりも下方位置において大気開放状態に形成されている。
したがって、この排出口から放出される塵埃を貯留するための集塵部をサイクロン室と一体に密封状態で形成する必要はなく、完全に独立した別の容器によって構成することができ、その収容量を任意に設定することができる。そして、堆積した塵埃廃棄作業のために塵埃分離装置の作動やこれと関連した各装置の稼働を停止させる必要もない。
【００１０】
このように、排出口を大気開放状態で形成すれば、装置の小型化や稼働時間の制約解消が可能となるが、内部が負圧となるサイクロン室に連なる排出口を、単に大気開放状態にしただけでは、排出口からサイクロン室内への大量の外気の逆流が生じて、サイクロン室から排出ボックス側への塵埃の分離作用自体が行われ難くなる。
そこで本発明では、前記連通口が形成されたサイクロン室の外側に、その連通口よりもサイクロン室内における旋回流の旋回方向での上流側から連通口存在箇所に向けて外気を導入する２次空気導入路を設けることによって、上記の大気開放に伴う排出口からサイクロン室内への大量の外気の逆流現象を回避できるようにしたものである。
【００１１】
つまり、２次空気導入路内を流動する外部空気は、サイクロン室内における旋回流の旋回方向と同方向で、旋回流の旋回方向での上流側からサイクロン室の周壁の外側に沿って連通口存在箇所に向けて流れる。したがって、２次空気導入路内を流動する外部空気は、サイクロン室内の旋回流に含まれる塵埃が慣性で連通口から外側に飛び出すと、その塵埃をサイクロン室の周壁の接線方向に沿ってそのまま移動させる誘導流として働き、塵埃を排出口側に導く作用がある。
そして、上記の２次空気導入路からの導入外気は、前述した大気開放状態の排出口から負圧のサイクロン室の周壁に形成された連通口に向かう外気と排出ボックスの内部で衝突する。この衝突に伴って排出口側から連通口側へ向かう外気の流れが乱流となり圧損が生じて、排出口側から連通口側へ向かう外気の流速や流入量を減少させ、排出ボックスの排出口側から連通口側へ向かう大量の逆流が生じることを回避できる。
また、２次空気導入路内を流動する外部空気は、排出ボックスの排出口とは別の位置から吸い込まれるので、排出口から放出された塵埃が再びサイクロン室内に戻されるような不具合を回避することができる。
【００１２】
その結果、サイクロン室からの塵埃の取り出しを大気開放状態で行えるようにして、大きな容積の塵埃貯留設備を不要とすることで装置の小型化を図り得るとともに、塵埃廃棄作業のための各装置の稼働停止を不要にして連続稼働時間の制限をなくし得る利点を得られた。
また、このような装置の小型化や稼働時間制限解除のための大気開放状態での塵埃排出可能な構造を、連通口存在箇所に対する２次空気の導入をサイクロン室内の旋回流による外気の吸引導入によって行うという、外気導入用の空気圧縮手段などを要することのない簡単な構造によって達成し得たものである。
【００１３】
さらに、この発明では、２次空気導入路とは別に、サイクロン室内の旋回流によってサイクロン室内へ外気を吸引導入可能な補助外気導入路を設けてあるので、吸気口側に比較的大きな圧損が生じた場合にも、排出口からの塵埃排出状態を良好に維持し易いものである。
つまり、遠い箇所の気相流体を取り込んで処理しようとする際に、吸気口に長大な吸気ダクトを接続するなどして、吸気口側での圧損が大きくなることがある。この場合に、吸気口側から吸い込まれる気相流体の量と、２次空気導入路から吸い込まれる外気の量との和だけでは、排気口から吸引排出される所定の排気量に相当する空気量が圧損分だけ不足し、塵埃を落下排出させるために設けてある排出口側からも外気が吸い込まれてしまう虞があるが、そのような不足分の空気量を補助外気導入路から補填するように吸い込ませられることによって、排出口側から外気が吸い込まれてしまうことを避け易い。
【００１４】
したがって、吸気口側に比較的大きな圧損が生じるような条件下でも、塵埃を落下排出させるための排出口側から外気を吸い込んで塵埃が落下排出されなくなってしまうというような不都合な事態が発生することを回避でき、排出口から確実に塵埃を落下させ易い構造の塵埃分離装置を得られたものである。
【００１５】
〔解決手段２〕
上記課題を解決するために講じた本発明の他の技術手段は、請求項２に記載のように、前記補助外気導入路の通路面積の変更によって外気の導入量を調節可能に構成してあることである。
【００１６】
〔解決手段２にかかる発明の作用及び効果〕
上記解決手段２で示した構成によると、吸気口側での圧損が少ない場合には補助外気導入路側からの外気の導入量を制限するように補助外気導入路の通路面積を変更し、逆に吸気口側での圧損が大きい場合には補助外気導入路側からの外気の導入量の制限を解除するように補助外気導入路の通路面積を変更することによって、吸気口側からの吸気が効率良く行われるように調節でき、圧損の度合いに応じた外気導入量を適正に設定し易いという利点がある。
【００１７】
〔解決手段３〕
上記課題を解決するために講じた本発明の他の技術手段は、請求項３に記載のように、前記補助外気導入路を、前記サイクロン室の周壁部分に設けた点検用の開閉蓋に設けてあることである。
【００１８】
〔解決手段３にかかる発明の作用及び効果〕
上記の解決手段３で示した構成によると、サイクロン室の周壁部分には内部点検用の窓部分が存在し、その窓部分を閉塞するための開閉蓋が用いられていることを利用し、その開閉蓋に補助外気導入路を形成している。
したがって、この開閉蓋を、補助外気導入路付きのものと、補助外気導入路が形成されていないものとで使い分けることで、塵埃分離装置として、補助外気導入路付きの仕様と、補助外気導入路を備えていない仕様のものとを現出することができ、製品の多様化を容易に達成することができる利点がある。
【００１９】
〔解決手段４〕
上記課題を解決するために講じた本発明の他の技術手段は、請求項４に記載のように、気相流体を旋回流動させるサイクロン室に対して、処理対象の気相流体を導入する吸気口と、導入された気相流体から分離された塵埃を室外へ排出するための排出口と、塵埃分離後の気相流体をサイクロン室外へ吸引導出する排気口とを備えた塵埃分離装置であって、
前記サイクロン室の下部に排出ボックスを設け、この排出ボックスと前記サイクロン室の周壁の下部との接続箇所に、サイクロン室内の旋回流に含まれている塵埃が旋回流の外方側へ飛び出すことを許容する連通口を形成し、
前記排出口を、排出ボックスの下端側で前記連通口よりも下方位置において大気開放状態で塵埃を室外へ落下放出するように形成するとともに、
前記連通口が形成されたサイクロン室の外側に、前記連通口よりもサイクロン室内における旋回流の旋回方向での上流側から連通口存在箇所に向けて外気を導入する２次空気導入路を設け、
前記２次空気導入路の通路面積を増減変更可能に構成してあることを特徴とする。
【００２０】
〔解決手段４にかかる発明の作用及び効果〕
上記の解決手段４で示した構成によると、サイクロン室の周壁の下部と排出ボックスとの接続箇所に、サイクロン室内における旋回流に含まれる塵埃が旋回流の外方側へ飛び出すことを許容する連通口を形成し、この連通口から飛び出した塵埃を室外へ落下放出するための排出口は、前記排出ボックスの下端側で前記連通口よりも下方位置において大気開放状態に形成されている。
したがって、この排出口から放出される塵埃を貯留するための集塵部をサイクロン室と一体に密封状態で形成する必要はなく、完全に独立した別の容器によって構成することができ、その収容量を任意に設定することができる。そして、堆積した塵埃廃棄作業のために塵埃分離装置の作動やこれと関連した各装置の稼働を停止させる必要もない。
【００２１】
このように、排出口を大気開放状態で形成すれば、装置の小型化や稼働時間の制約解消が可能となるが、内部が負圧となるサイクロン室に連なる排出口を、単に大気開放状態にしただけでは、排出口からサイクロン室内への大量の外気の逆流が生じて、サイクロン室から排出ボックス側への塵埃の分離作用自体が行われ難くなる。
そこで本発明では、前記連通口が形成されたサイクロン室の外側に、その連通口よりもサイクロン室内における旋回流の旋回方向での上流側から連通口存在箇所に向けて外気を導入する２次空気導入路を設けることによって、上記の大気開放に伴う排出口からサイクロン室内への大量の外気の逆流現象を回避できるようにしたものである。
【００２２】
つまり、２次空気導入路内を流動する外部空気は、サイクロン室内における旋回流の旋回方向と同方向で、旋回流の旋回方向での上流側からサイクロン室の周壁の外側に沿って連通口存在箇所に向けて流れる。したがって、２次空気導入路内を流動する外部空気は、サイクロン室内の旋回流に含まれる塵埃が慣性で連通口から外側に飛び出すと、その塵埃をサイクロン室の周壁の接線方向に沿ってそのまま移動させる誘導流として働き、塵埃を排出口側に導く作用がある。
そして、上記の２次空気導入路からの導入外気は、前述した大気開放状態の排出口から負圧のサイクロン室の周壁に形成された連通口に向かう外気と排出ボックスの内部で衝突する。この衝突に伴って排出口側から連通口側へ向かう外気の流れが乱流となり圧損が生じて、排出口側から連通口側へ向かう外気の流速や流入量を減少させ、排出ボックスの排出口側から連通口側へ向かう大量の逆流が生じることを回避できる。
また、２次空気導入路内を流動する外部空気は、排出ボックスの排出口とは別の位置から吸い込まれるので、排出口から放出された塵埃が再びサイクロン室内に戻されるような不具合を回避することができる。
【００２３】
その結果、サイクロン室からの塵埃の取り出しを大気開放状態で行えるようにして、大きな容積の塵埃貯留設備を不要とすることで装置の小型化を図り得るとともに、塵埃廃棄作業のための各装置の稼働停止を不要にして連続稼働時間の制限をなくし得る利点を得られた。また、このような装置の小型化や稼働時間制限解除のための大気開放状態での塵埃排出構造を、連通口存在箇所に対する２次空気の導入を行うという簡単な構造によって達成し得たものである。
【００２４】
さらに、この発明では、２次空気導入路の通路面積を増減変更可能に構成してあるので、吸気口側に比較的大きな圧損が生じた場合にも、排出口からの塵埃排出状態を良好に維持し易いものである。
つまり、遠い箇所の気相流体を取り込んで処理しようとする際に、吸気口に長大な吸気ダクトを接続すると吸気口側での圧損が大きくなり、吸気口側から吸い込まれる気相流体の量が圧損の大きさに応じて少なくなる傾向がある。このため、排気口から吸引排出される所定の排気量に相当する空気量に対して、吸気口側から吸い込まれる気相流体の量と、圧損が小さい場合を想定して設定された２次空気導入路から吸い込まれる外気の量との和だけでは、排気口から吸引排出される所定の排気量に相当する空気量が圧損分だけ不足し、塵埃を落下排出させるために設けてある排出口側からも外気が吸い込まれてしまう虞があるが、そのような不足分の空気量を２次空気導入路の通路面積を増大して補填するように吸い込ませられることによって、排出口側から外気が吸い込まれることを避けられる。
【００２５】
したがって、吸気口側に比較的大きな圧損が生じるような条件下でも、塵埃を落下排出させるための排出口側から外気を吸い込んで塵埃が落下排出されなくなってしまうというような不都合な事態が発生することを回避でき、排出口から確実に塵埃を落下させ易い構造の塵埃分離装置を得られたものである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】塵埃除去装置の使用状態を示す説明図である。
【図２】塵埃分離装置の正面図である。
【図３】塵埃分離装置の側面図である。
【図４】塵埃分離装置の平面図である。
【図５】図４におけるV-V線断面図である。
【図６】図２におけるVI-VI線断面図である。
【図７】図３におけるVII-VII線断面図である。
【図８】図４におけるVIII-VIII線断面図である。
【図９】塵埃分離装置の斜視図である。
【図１０】塵埃分離装置の斜視図である。
【図１１】蓋部材の構造を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。
【図１２】別実施形態における塵埃分離装置を示し、（ａ）は図４におけるV-V線断面と同じ位置での鉛直方向断面を示す排出ボックス付近の断面図、（ｂ）は図２におけるVI-VI線断面と同じ位置での水平方向断面を示す排出ボックス付近の断面図である。
【図１３】排出ボックスの各種形態と排出ボックス内における気体の流れの方向を示す説明図であり、（ａ）は案内壁部を排出ボックスの下方側にのみ形成したものであり、（ｂ）は上部傾斜面を排出ボックスの上方側に形成し、案内壁部を底部近くの平坦面によって形成したものであり、（ｃ）は上部傾斜面も下部傾斜面を備えていず、全体が矩形箱状に形成され案内壁部が平坦面によって形成されたものであり、（ｄ）は排出ボックスを矩形箱状に形成して、案内壁部を備えていない構造を示し、（ｅ）は円筒状の排出ボックスを示し、（ｆ）は球状の排出ボックスを示している。
【図１４】別実施形態における排出箇所の構造を示し、（ａ）は排出口下端を大気開放状態で使用する場合を示し、（ｂ）は排出口下端を密封状態で用いる場合を示した説明図である。
【図１５】補助外気導入路を用いずに、２次空気導入路のみを用いた場合における塵埃分離装置での風量、風速の測定値を示す図表であり、（ａ）は試作機１の測定値を示し、（ｂ）は試作機２の測定値を示している。
【図１６】別実施形態における塵埃分離装置を示す側面図である。
【図１７】別実施形態における塵埃除去装置を示す側面図である。
【図１８】別実施形態における塵埃除去装置を示す斜視図である。
【図１９】別実施形態における塵埃分離装置を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態の一例を図面の記載に基づいて説明する。
〔塵埃除去装置の全体構成〕
本発明の塵埃除去装置は、図１に示すように、塵埃分離装置１と起風手段４０を備えた集塵装置４との組み合わせで構成されている。
塵埃分離装置１は、粉塵やオイルミスト等の塵埃発生源となる工作機械の加工部５を覆う防塵ケース５０の上側に設置され、吸気ダクト５２を介して防塵ケース５０の内部空間と塵埃分離装置１の吸気口１２とが接続されている。
【００２８】
前記加工部５で発生した塵埃は吸気ダクト５２を介して塵埃分離装置１の吸気口１２に吸引され、塵埃分離装置１で分離処理された後に、分離処理後の塵埃は、防塵ケース５０の内部で工作機械に備えられた塵埃貯留部５１へ落下放出され、分離処理後の気相流体は、可撓性を有した接続ホース４１を介して集塵装置４に供給される。
前記集塵装置４は、電動モータ４２で駆動される回転羽根からなる起風手段４０を備え、この起風手段４０の吸引作用により、前記接続ホース４１で接続されている塵埃分離装置１側の塵埃を吸引するように構成されている。この集塵装置４内においては、除塵フィルター（図示せず）を通してさらに除塵処理された後に外部へ排出されるように構成してある。
【００２９】
〔塵埃分離装置〕
図２乃至図８に示すように、塵埃分離装置１は、内部に旋回用空間１Ａを備えた円筒状のサイクロン室１０を備えている。
このサイクロン室１０には、周壁１１の上部で、周壁１１に対する接線方向で気相流体を取り込むための吸気口１２が形成され、周壁１１の下部には、サイクロン室１０内の旋回流に含まれている塵埃が旋回流の外方側へ飛び出すことを許容する連通口１３が形成されている。
【００３０】
前記サイクロン室１０は、円筒状の周壁１１の上端側に円錐面状の天井面を構成する天井壁１４を備え、その天井壁１４の円錐部分の上端側箇所に分離処理後の気相流体を排出するための排気口１５が形成されている。
前記排気口１５は、前記集塵装置４側から延出される接続ホース４１の端部をボルト連結するように構成してあり、サイクロン室１０内で塵埃を分離処理された後の気相流体を、集塵装置４に備えられた起風手段４０の吸引作用で、サイクロン室１０内に生じる旋回流の中心部の上方から吸い出すように構成されている。
【００３１】
サイクロン室１０の底面側では、図８に示すように、前記連通口１３が形成された側の周壁１１近くの底面が、連通口１３が形成された側とは反対側に位置する周壁１１近くの底面よりも低くなるように傾斜した面に形成された底壁１６が備えられている。
この底壁１６の下側には、塵埃分離装置１を前記防塵ケース５０に対してボルト連結して取り付け固定するための脚部１７が装着されている。
【００３２】
前記サイクロン室１０の下部側で、前記連通口１３が形成されている箇所の周壁１１の外側には、前記連通口１３よりも下方位置において大気開放状態で塵埃を室外へ落下放出するための排出口２０を形成した排出ボックス２が設けられている。
また、前記連通口１３が形成されている箇所の周壁１１の外側には、前記連通口１３よりもサイクロン室１０内における旋回流の旋回方向での上流側から連通口１３の存在箇所に向けて、前記旋回流に沿う方向で外気を導入する２次空気導入路３を設けてある。この２次空気導入路３は、その外気導入方向での下流側に相当する先端側部分が前記排出ボックス２内に突入した状態で設けられている。
【００３３】
前記サイクロン室１０の周壁１１には、図３，４、及び図８に示すように、メンテナンス作業時にサイクロン室１０の内部を点検するための開口１８を形成してある。そして、この開口１８を開閉操作するための開閉蓋６がヒンジ６４及びバックル式の連結金具６５によって開閉可能に装着されている。
また、この開閉蓋６には、後述するように前記２次空気導入路３とは別に、サイクロン室１０内に外気を取り込み可能な補助外気導入路７が形成されている。
【００３４】
〔排出ボックス〕
前記排出ボックス２は、前記サイクロン室１０の底壁１６よりも下方側位置で水平面に沿う方向で上下二分割され、上半側に位置する上箱２１と、下半側に位置する下箱２２との組み合わせで構成されている。
前記上箱２１と下箱２２とは、サイクロン室１０内における旋回流の旋回方向での上流側端部に設けたフック部２４により係脱自在に連結してあり、かつ、前記旋回流の旋回方向での下流側端部でバックル式の連結金具２５により連結固定、及び固定解除可能に構成してある。
【００３５】
前記上箱２１が、その横一側及び上面側で、前記サイクロン室１０の周壁１１ならびに底壁１６に対して溶接して固定されており、図６及び図７に示すように、この上箱２１の内部に前記サイクロン室１０の一部が入り込む状態となり、前記連通口１３が上箱２１の内部に連通するように形成され、上箱２１の下端側の全面が開放されている。
この上箱２１の前記サイクロン室１０内における旋回流の旋回方向で連通口１３よりも下流側に相当する箇所には、図５に示すように、前記連通口１３を過ぎて旋回方向に移動する気相流体を導入する空間部Ｓの上半側を備えるとともに、前記旋回方向での下流側ほど下向きとなる上部傾斜面２１ａを形成してあって、前記連通口１３から飛び出した塵埃を下方側へ案内するように構成してある。
【００３６】
前記上箱２１の下端側に連結される下箱２２は、上端側の全面が開放されていて、前記上箱２１の下端側に外嵌して連結されるように、上箱２１の下端側の外形形状と同じく平面視矩形の形状で、かつ上箱２１の下端側の外径寸法（外側径間）と同程度の内径寸法（内側径間）を有して形成されている。
この下箱２２においても、図５，６に示すように、前記サイクロン室１０内における旋回流の旋回方向で連通口１３よりも下流側に相当する箇所には、前記連通口１３を過ぎて旋回方向に移動する気相流体を導入する空間部Ｓの下半側を備え、前記上箱２１における空間部Ｓの上半側との共同で、前記連通口１３を過ぎて旋回方向に移動する気相流体を導入する空間部Ｓを形成するように構成してある。
【００３７】
そして、この下箱２２の前記連通口１３よりも旋回方向での下流側箇所には、上流側ほど下向きとなる下部傾斜面２２ａを形成してあって、この下部傾斜面２２ａによって、前記連通口１３から飛び出して空間部Ｓの上半側に送られてきた塵埃を、その空間部Ｓの下方位置に相当する下箱２２の内部で、前記旋回方向での上流側に存在する排出口２０側へ案内するように構成してある。
このとき、前記空間部Ｓには、サイクロン室１０内における旋回流の旋回流に沿う方向で外気を導入する２次空気導入路３からの導入外気のうち、前記連通口１３からサイクロン室１０に吸引導入されなかった余剰の外気が流入してくる。前記空間部Ｓに形成された前記下箱２２の、上流側ほど下向きとなる下部傾斜面２２ａが、その余剰の外気を排出口２０側へ向けて案内する案内壁部２３を構成している。
【００３８】
〔２次空気導入路〕
図５、６、及び図８に示すように、前記排出ボックス２内には、前記連通口１３が形成されている箇所の周壁１１の外側に位置して、サイクロン室１０内の旋回流に沿う方向で外気を導入する２次空気導入路３を構成する流路構成部材３０が、その下流側に相当する先端側部分を前記排出ボックス２内に突入させた状態で設けられている。
この流路構成部材３０は、前記連通口１３よりもサイクロン室１０内における旋回流の旋回方向での上流側から連通口１３の存在箇所に向けて、旋回流に沿う方向で外気を導入するように、かつ、前記連通口１３よりも下流側にまで延設してあり、その上流側端部と下流側端部とは開放されている。
【００３９】
したがって、サイクロン室１０の周壁１１に形成された連通口１３から負圧のサイクロン室１０内へ吸い込まれる外気は、この連通口１３の外側に位置する流路構成部材３０の上流側端部の開口３１もしくは下流側端部の開口３２から導入される可能性がある。
しかしながら、サイクロン室１０内では吸気口１２から吸い込まれた気相流体の旋回方向に沿う旋回流が存在していて、その旋回流の旋回方向に沿う方向で連通口３１から外気を引き込むように吸い込むので、この外気の流れは、主に流路構成部材３０の上流側端部の開口３１から連通口１３に向かう方向の流れとなる傾向がある。
【００４０】
そして、前記流路構成部材３０の上流側端部の開口３１から流入した外気は、前記連通口１３側で要求される外気の吸入量が極端に大きくならない限り、その全量が連通口１３に吸引されてしまうのではなく、通常の使用状態では、一部の外気が連通口１３を介してサイクロン室１０内に吸引導入され、残された余剰分の外気は流路構成部材３０の下流側の開口から排出ボックス２内の空間部Ｓ側へ流れ込む状態となる。
この排出ボックス２内の空間部Ｓに流れ込んだ余剰分の外気は、前述した下部傾斜面２２ａによる案内壁部２３に案内されて、下方の上流側に位置する排出口２０側へ向かい、排出口２０側から流入しようとする外気と衝突し、その排出口２０からの流入外気に対する流動抵抗となり、圧損が生じるので、この排出口２０側から前記連通口１３への外気の流入量が制限されることになる。
【００４１】
その結果、図６に示すように、サイクロン室１０内で旋回する気相流体の旋回流から連通口１３を介して接線方向に飛び出した塵埃（図中矢印ａ参照）は、排出ボックス２内の空間部Ｓ側へ向けて移動しようとするが、このとき２次空気導入路３内を流れる外気の一部（図中矢印ｂ参照）は連通口１３を介してサイクロン室１０内へ流入し、余剰分の外気（図中矢印ｃ参照）は誘導流となって塵埃を排出ボックス２内へ導くように前記空間部Ｓ側へ移動する。
【００４２】
この２次空気導入路３を構成する流路構成部材３０は、図７及び図８に示すように、その流路断面形状が、単なる矩形断面ではなく、２次空気導入路３の底面となる底壁部３３が、サイクロン室１０の半径方向で外方側に離れるほど連通口１３の下縁よりも低くなる外下がりの傾斜面に形成されている。
このように流路構成部材３０の底壁部３３が、サイクロン室１０の半径方向で外方側に離れるほど低くなる外下がりの傾斜面に形成されていることにより、サイクロン室１０内での処理対象の気相流体が多くの液体成分を含むものである場合に、そのサイクロン室１０の底壁１６や周壁１１内面を伝う液体が連通口１３から外部へスムースに流れ出し易くなる。
【００４３】
また、このように２次空気導入路３の底面が、サイクロン室１０の半径方向で外方側に離れるほど低くなる外下がりの傾斜面に形成されていることにより、２次空気導入路３の断面積が、連通口１３に近い内側よりも連通口１３から離れた外側の方で広くなり、連通口１３から離れた側における風量が多くなる傾向がある。
このため、連通口１３を介してサイクロン室１０内の負圧による吸引作用に伴って流動する２次空気導入路３内の気体の流れが、そのままサイクロン室１０内へ吸い込まれてしまうのではなく、サイクロン室１０の外側で流動する誘導流となる気体の割合が多くなり易く、塵埃の排出がスムースに行われ易くなる傾向もある。
【００４４】
〔補助外気導入路〕
前記サイクロン室１０の周壁１１に形成された開口１８を開閉操作するための開閉蓋６は、図３、及び図７乃至図１１に示すように構成されている。
前記周壁１１に形成された開口１８の周辺で、かつ、この開口１８のサイクロン室１０内の旋回流の流れ方向における上流側箇所には、サイクロン室１０の周壁１１から少し外側へ離れた位置にヒンジ６４の取付箇所を設けてある門形の取付台ブラケット６３が固定されている。
この取付台ブラケット６３の上側（外側）に取り付けたヒンジ６４に、開閉蓋６の外蓋６１の一端部を連結して、ヒンジ６４が備える上下軸芯ｙ周りで開閉蓋６を左右揺動自在に装着してある。
【００４５】
前記開口１８の周辺で、かつ、この開口１８のサイクロン室１０内における旋回流の流れ方向での下流側に相当する周壁１１部分の外側には、開閉蓋６の他端部に設けてあるフック金具６１ａに係合して、開閉蓋６をサイクロン室１０の周方向で前記ヒンジ６４から遠ざかる側へ引き寄せることにより、開閉蓋６を周壁１１の外面へ押し付け状態に付勢して固定するバックル式の連結金具６５を設けてある。
【００４６】
開閉蓋６は、図３，７、及び図１１に示すように、サイクロン室１０の周壁１１に形成された開口１８よりも大きい面積を有した外蓋６１と、外形寸法が外蓋６１よりも小さく、かつ前記開口１８の周縁のうち、上下両側の周縁、及び旋回流の流れ方向での上流側の周縁に接し、下流側の周縁からは離れた状態で開口１８に嵌り込むように、開口１８よりも小さな面積を有した内蓋６０とを備えている。
つまり、内蓋６０は、開口１８に嵌り込んで開口１８の大部分を閉塞しているが、サイクロン室１０内を流れる旋回流の流れ方向での下流側に相当する箇所における開口１８の周縁近くでは、内蓋６０の下流側の端縁が開口１８の下流側の周縁から周方向で上流側に離れて位置する状態に取り付けられることによって、前記開口１８の下流側の周縁と内蓋６０の下流側の端縁との間に、外気がサイクロン室１０内に吸い込まれるようにするための通気開口６Ａが形成されている。
【００４７】
前記内蓋６０は、その内面側の大部分がサイクロン室１０の周壁１１の内面と同一曲率の周面を有して、周壁１１の内周面に対して凹凸のないほぼ面一な面を構成するように形成されている。
そして、内蓋６０の旋回流の流れ方向での下流側の端縁に近い下流側端部６０ａでは、図１１（ｂ）に示すように、その下流側端部６０ａが少しサイクロン室１０の中央側へ向けて屈曲されている。つまり、内蓋６０の上流側ではサイクロン室１０の周壁１１の外面と面一となるように同一曲率に形成されているが、内蓋６０の下流側の端縁に近い下流側端部６０ａでは、内蓋６０の外面側の端縁がサイクロン室１０の周壁１１の内面と面一となる位置にまで屈曲されている。
これによって、周壁１１の外周面の曲率よりも、内蓋６０の前記下流側端部６０ａの曲率が少し大きくなり、補助外気導入路７に導入された外気をスムースにサイクロン室１０の内方側へ案内し易く構成してある。
【００４８】
前記内蓋６０と外蓋６１との連結は、図１１（ａ）及び（ｂ）に示すように、外蓋６１の内面側からサイクロン室１０側へ向けて突出する２本の脚部６１ｂ，６１ｂを備え、この２本の脚部６１ｂ，６１ｂの内端面を、外蓋６１の横側辺部６１ｃの内面及び後側辺部６１ｄの内面と共に、サイクロン室１０の周壁１１の外周面と面一となる位置に設けてある。
そして、前記２本の脚部６１ｂ，６１ｂの内端面に内蓋６０の外面側を当てつけた状態で、内蓋６０の内面側から内蓋６０を貫通する止めネジ６８を用いて、脚部６１ｂ，６１ｂに形成してあるねじ孔に止めネジ６８を螺合させることによって、内蓋６０を前記脚部６１ｂ，６１ｂの内端側に固定してある。内蓋６０はサイクロン室１０の周壁１１の板厚と同程度の板厚に設定してあるので、内蓋６０の内面側は周壁１１の内周面と面一な状態で固定されることになる。
【００４９】
このように、外蓋６１と内蓋６０とを備えることによって、開閉蓋６自体が、外蓋６１と内蓋６０との間に通気可能な空間を備え、これが外気を導入するための補助外気導入路７としての役割を担うように構成されている。
この補助外気導入路７は、外蓋６１と内蓋６０との間の上流側の端部に外気を取り込み可能な入口開口６２を備え、下流側の端部に前記通気開口６Ａを備えることで、外気をサイクロン室１０内に取り込み可能に構成されている。
前記補助外気導入路７は、サイクロン室１０内の旋回流の流れ方向に沿う方向での上流側で、内蓋６０と外蓋６１との間隔が最も広く、下流側に至るほど徐々に内蓋６０と外蓋６１との間隔が狭められて終端の通気開口６Ａからサイクロン室１０内に外気が導入されるように構成してある。
【００５０】
図７及び図１０，１１に示すように、開閉蓋６の外蓋６１の上流側の端部が取り付けられるヒンジ６４は、サイクロン室１０の周壁１１に取り付けた取付台ブラケット６３に設けてあることにより、そのヒンジ６４の全体がサイクロン室１０の周壁１１から外側へ離れて位置し、ヒンジ６４に取り付けられる外蓋６１の上流側の端部と、サイクロン室１０の周壁１１に接当する内蓋６０の上流側の端部との間に外気取り込み用の入口開口６２が形成されている。
【００５１】
サイクロン室１０内における旋回流の流れ方向で開口１８の下流側に相当する周壁１１部分に設けられる前記バックル式の連結金具６５は、開閉蓋６の外蓋６１の下流側の端部に設けられたフック金具６１ａを、サイクロン室１０の周方向でヒンジ６４から離れる側へ遠ざかる側へ引き寄せることにより、開閉蓋６を周壁１１に押し付け状態に付勢して固定するように構成されている。
つまり、開閉蓋６は、一端側が前記ヒンジ６４によって揺動自在に枢支され、他端側がバックル式の連結金具６５で引き寄せられることによってヒンジ６４の上下軸芯ｙ周りに回動し周壁１１側へ押し付け付勢されるように構成されている。
尚、図示しないが、外蓋６１の周辺の内面側、つまりサイクロン室１０の周壁１１に対向する面側には、適宜気密用のシール材を貼着してある。
【００５２】
このように構成された補助外気導入路７を備えたことにより、図１に実線で示したように、長い吸気ダクト５２を用いて塵埃の吸気を行う場合に、同図に仮想線で示すように短い吸気ダクト５２を用いて塵埃の吸気を行う場合よりも吸気口１２側での圧損が大きくなっても、２次空気導入路３からの外気の導入とは別に、吸気口１２側での圧損に相当する量の外気を補助吸気ダクト７から取り込むことが可能となる。
これにより、例えば図１に仮想線で示す短い吸気ダクト５２を備え、補助外気導入路７を備えていない構造で、排気口１５から排出される排気風量が一定で、その排気風量が、吸気口１２から吸い込まれる風量と２次空気導入路３から導入される風量との総和とバランスする状態であれば、排出口２０からは吸気されず、塵埃を排出ボックス２から排出口２０を介してスムースに落下放出できるものであるが、この構造では、吸気口１２側での圧損が大きくなりすぎると、２次空気導入路３から導入される風量だけでは排気風量が不足し、排出ボックス２の排出口２０からも外気が吸引されて、塵埃が排出口２０から排出されなくなる虞がある。
【００５３】
これに対して本発明では、前述したように補助外気導入路７を備えたものであるから、図１に実線で示したように、長い吸気ダクト５２を用いて塵埃の吸気を行う場合に、吸気口１２での圧損が大きくなっても、その圧損に相当する不足分の風量を補助外気導入路７を介して導入することができるので、排気風量が、吸気口１２から吸い込まれる風量と、２次空気導入路３から導入される風量とに加え、補助外気導入路７を介して導入される圧損による不足分の風量との総和とバランスする状態を保つようにすることができ、塵埃が排出口２０から排出されなくなる状態を回避することができる。
【００５４】
〔塵埃分離装置における風量設定について〕
次に、排気口１５から出る風量が一定である場合に、サイクロン室１０内での旋回流から連通口１３を通過して塵埃が飛び出すように、２次空気導入路３と排出口２０とのそれぞれの風量をどのようにバランスした状態に設定するかについて説明する。
この場合、補助外気導入路７は、サイクロン室１０内での旋回流から塵埃を飛び出させるものではなく、吸気口１２側での圧損に対応する補助外気の導入を行うためのものであり、２次空気導入路３と排出口２０との風量のバランスには直接的には関与しないので、説明を簡略化するため、この補助外気導入路７を用いずに、補助外気導入路７を備えていないものと仮定して、２次空気導入路３と、排出口２０とのそれぞれの風量の関係を説明する。
この塵埃分離装置１では、
（１）排気口から出る風量＝吸気口から吸う風量＋連通口から吸う風量…  …  …  …［式１］
（２）連通口から吸う風量＝２次空気導入路から吸う風量＋排出口から吸う風量−圧損として失われる風量…  …  …  …［式２］
【００５５】
上記［式１］に示すように、排気口１５から集塵装置４側へ吸い出される風量は、吸気口１２で吸う風量と、連通口１３から吸い込む風量との総和である。
上記［式２］に示すように、連通口１３から吸い込む風量は、２次空気導入路３側から吸う外気の風量と、排出口２０側から吸う外気の風量との和から、圧損として失われる風量を差し引いた風量に相当する。
つまり、２次空気導入路３側から吸い込まれる外気と、排出口２０側から吸い込まれる外気とは吸い込み方向が逆方向であるため、排出ボックス２内で衝突し、乱流による圧損が生じる結果、連通口１３から吸う風量が減り、その連通口１３からの遠心力による塵埃の強制排出が可能になったものと思われる。
【００５６】
さらに、サイクロン室１０内の塵埃が排出口２０から排出されるためには、次の二つの条件も必要となる。
＜条件１＞；塵埃の重さと旋回流での旋回速度による遠心力が、連通口１３の吸い込み方向の風圧よりも大きい。
＜条件２＞；塵埃に作用する重力が排出ボックス２の排出口２０における吸い込み時の風圧よりも大きい。
【００５７】
上記の＜条件１＞に関しては、サイクロン室１０内での旋回流から塵埃が連通口１３から飛び出すように、吸気口１２と、２次空気導入路３と、排出口２０とのそれぞれの風量を適宜設定すればよい。
【００５８】
上記の＜条件２＞に関しては、図１５に示すように、吸気口１２と、２次空気導入路３と、排出口２０とのそれぞれの風量及び風速を適宜設定すればよい。図１５（ａ）は、塵埃分離装置１の全体をＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）で作成した試作機１での測定値を示し、同図（ｂ）は板金製の試作機２での測定結果を示している。
この図１５では、２次空気導入路３の流路面積を連通口１３の開口面積の１／２程度に設定し、排出口２０の開口面積を連通口１３に対しては５〜６倍、２次空気導入路３に対しては約１０倍程度に設定した塵埃処理装置１を用い、塵埃モデルとして粒径３〜５mm程度の発泡スチロール粒を用いて実験し、９９％以上を排出口２０から回収することができた場合の風量及び風速の値を示している。尚、図１５における周波数Ｈｚは、起風手段４０の駆動源として使用した電動モータ４２の駆動周波数である。
この実験で用いた各試作機１，２の容積は約１８４５０ｃｍ３であり、周波数６０Ｈｚの電動モータで駆動して、塵埃モデルとしての発泡スチロール粒を６００ｃｃ投入した場合の９９％回収までの時間は、平均で８２秒程度、１００％回収までの時間は平均９０秒程度であった。同じく、塵埃モデルとしての発泡スチロール粒を３００ｃｃ投入した場合の９９％回収までの時間は、平均３３秒程度、１００％回収までの時間は平均４１秒程度であった。
図１５で示す測定結果から明らかであるように、塵埃分離装置１を構成する素材がＰＥＴである場合や板金である場合など、素材の違いによっても、回収率や回収時間に関しての同様の効果を得るにあたっての風量比の変化はほとんど無い。また、電動モータ４２の駆動周波数が異なる場合には、５０Ｈｚよりも６０Ｈｚで駆動される電動モータを用いた場合の方が全体的な風量風速の増加があり、回収時間に関しては多少短くなる傾向がある。
【００５９】
上記の実験に関して、２次空気導入路３における吸気量が排出口２０における吸気量を下回ると、塵埃の回収率が低下し回収時間も長くなる傾向がある。また、排出口２０における風速が０．６m/secを上回ると徐々に回収時間が長くなり、1mm/secを越えるとほとんど排出されなくなってしまうので、この排出口２０での風速を０．６m/sec以下に設定するのが望ましい。
ただし、実際の処理対象の塵埃としては、鉄やアルミ等の金属粉やオイルミスト、溶接ヒューム、あるいは布屑や食品粉など、比重の異なる各種の塵埃が想定されるため、比重が大きければ排出口２０での風速を高く設定することも可能であり、逆に比重が小さければ風速をより低く設定して、要は、排出口２０における吸気圧によって塵埃が落下し難くなるような風速よりも低い風速に設定すればよい。
したがって、塵埃を良好な回収率で短時間に回収できるようにするための排出条件としては、下記のように設定するのが望ましい。
＜排出条件１＞；２次空気導入路３における吸気量を排出口２０における吸気量よりも大きく設定する。
＜排出条件２＞；塵埃に作用する重力よりも吸気圧が低くなるように排出口２０の吸気風速を設定する。
【００６０】
〔他の実施形態の１〕
図１２に示すように、２次空気導入路３を次のように構成してもよい。
上記の実施形態で示したように、２次空気導入路３の全体を一連の一定した断面形状に構成されたものに限らず、２次空気導入路３の通路構造が途中で変化したものであってもよい。
つまり、図１２（ａ），（ｂ）に示すように、２次空気導入路３のうち、排出ボックス２の外側でサイクロン室１０の周壁１１の周りに位置する上流側部分３ａと、排出ボックス２の内部に位置する下流側部分３ｂとで構成し、上流側部分を前記周壁１１の外周に沿う矩形断面形状の流路で構成し、下流側部分３ｂは、前記実施形態で示した構造のものと同様に、底壁部３３が外下がりの傾斜面に形成された形状のものに構成されている。
ただし、この構造では、図１２（ｂ）に示すように、下流側部分３ｂの外側壁３０ａが周壁１１周りの円弧状のものではなく、周壁１１に対する法線Ｌ１に対する接線Ｌ２に対して所定角度θだけ傾斜した線分Ｌ３に沿って直線状に形成されている。このように下流側部分３ｂの外側壁３０ａが前記線分Ｌ３に沿って直線状に形成されていると、その下流側部分３ｂの通路における外側壁３０ａが、上流側部分３ａから流れてくる導入外気を周壁１１の接線方向に沿わせながら、下流側部分３ｂの出口側の開口面積を少し絞りぎみにして、出口側から入り込もうとする排出口２０側からの流入外気に圧損を作用させるようにしてある。
その他の構成は前記実施形態で示した構造と同様である。
【００６１】
〔他の実施形態の２〕
実施の形態で示した排出ボックス２は上下分割タイプとすることによってメンテナンス時の利便性を図っているものであるが、このような上下で分割される構造のものに限らず、上下方向の面で分割した左右分割タイプなど、適宜の分割構造を採用してもよい。また、分割しないで一体物で排出ボックス２を構成しても差し支えない。
その他の構成は前記実施形態で示した構造と同様である。
【００６２】
〔他の実施形態の３〕
排出ボックス２の形状としては図１３に示すような各種の形状を採用してもよい。この図１３（ａ）乃至（ｆ）では、便宜上、排出ボックス２の概略形状と連通口１３の位置のみを示し、サイクロン室１０や２次空気導入路３の記載等は省略しているが、サイクロン室１０や２次空気導入路３との位置関係等の他の構成要件は前述した実施形態のものと同様である。
また、この図１３では、排出ボックス２の全体を一体に構成した形で示しているが、適宜の分割構造で構成してもよいことはもちろんである。
【００６３】
図１３（ａ）に示す構造のものは、前述した実施形態に示した構造の排出ボックス２で備えていた上部傾斜面２１ａと下部傾斜面２２ａのうち、下部傾斜面２２ａを案内壁部２３として備えているが、前記上部傾斜面２１ａは備えていない構造に相当する。
この構造によれば、空間部Ｓに上部傾斜面２１ａに相当するものがないので、塵埃が下方へ案内される際の流動に多少スムーズを欠く傾向はあるが、実用上ほとんど問題なく排出口２０側へ案内し、排出口２０側からの外気の流入を制限することができる。
【００６４】
図１３（ｂ）に示す構造のものは、上記（ａ）の構造とは逆に、上部傾斜面２１ａを備えているが、前記下部傾斜面２２ａを備えていず、案内壁部２３が底部近くの平坦面によって形成された構造に相当する。
【００６５】
図１３（ｃ）に示す構造のものは、実施形態に示した構造の排出ボックス２のうち、上部傾斜面２１ａも下部傾斜面２２ａを備えていず、全体が矩形箱状に形成されていて、かつ案内壁部２３が平坦面によって形成された構造に相当する。
【００６６】
図１３（ｄ）に示す構造のものは、上記（ｃ）に示す構造の排出ボックス２から、さらに案内壁部２３も無くした構造であり、この場合には、排出ボックス２内に、流れ込んだ余剰分の外気を反転方向に案内して停滞させる空間部Ｓや案内壁部２３が存在していず、そのうえ、排出口２０の開口面積が大きくなって排出口２０側からの流入外気の圧損が少なくなるので、塵埃の排出に少し時間がかかる傾向がある。
尚、図示しないが、この排出ボックス２を、上記（ｃ）に示す構造のものよりも排出口２０開口面積の小さい小型のもので構成した場合には、開口面積が大きいことによる圧損の低下は抑えられるが、前記空間部Ｓや案内壁部２３が存在していないことによる圧損の低下は避けられず、やはり塵埃の排出に少し時間がかかる傾向がある。
【００６７】
図１３（ｅ）に示す構造のものは、排出ボックス２の全体形状を円筒状に形成して、下端側に排出口２０を形成したものであり、この場合には、連通口１３から排出ボックス２内に飛び込んだ塵埃が、排出ボックス２の円筒状の周壁部分に沿って、水平方向での移動成分が多い状態で反転するように旋回しながら排出口２０側へ案内されるので、排出ボックス２の周壁部分が案内壁部２３となる。
【００６８】
図１３（ｆ）に示す構造のものは、排出ボックス２の全体形状が球状に形成されていて、下端側に排出口２０を形成したものであり、この場合には、連通口１３から排出ボックス２内に飛び込んだ塵埃が、球面に沿って水平あるいは上下方向に旋回しながら排出口２０側へ案内されるので、この場合には排出ボックス２の球面部分が案内壁部２３となる。
その他の構成は前記実施形態で示した構造と同様である。
【００６９】
〔他の実施形態の４〕
２次空気導入路３としては、実施形態で示したように周壁１１に沿って湾曲した構造のものに限らず、図示しないが、連通口１３付近でサイクロン室１０内の旋回流に対する接線方向に沿うように設けた直線状の流路であってもよい。つまり、連通口１３から旋回流の接線方向に飛び出す塵埃のベクトルと同じ方向に沿って誘導流を発生させるように構成されていればよい。
また、サイクロン室１０の外周側で水平方向に沿って設けたものに限らず下流側ほど低くなるように傾斜した流路であってもよい。
さらに、２次空気導入路３の断面形状も、実施形態で示したような底面が外下がりとなる形状のものに限らず、出口まで単なる平坦な底面を有した矩形状のもであってもよく、適宜の形状を採用することができる。
その他の構成は前記実施形態で示した構造と同様である。
【００７０】
〔他の実施形態の５〕
２次空気導入路３に導く外気としては、大気圧をそのまま導入する構造のものに限らず、大気圧よりも圧力の高い外気を導入するようにしてもよい。図示しないが、例えば、集塵装置４の起風手段４０からの排風を２次空気導入路３に導くなどしてもよい。この場合、風量を減らして風速を上げ、誘導流としての機能を高めることができる。
【００７１】
〔他の実施形態の６〕
図１４に示すように、排出ボックス２の下側に、さらに排出用のホッパー５２及び排出用導管５３を設けてもよい。
この場合、図１４（ａ）に示すように、ホッパー５２及び排出用導管５３からの放出塵埃を貯留する塵埃貯留部５１において、塵埃貯留部５１の受け入れ口を大気開放状態で設ける、あるいは、図１４（ｂ）に示すように、塵埃貯留部５１の受け入れ口を密封状態で設けてもよい。ただし何れの場合も、ホッパー５２の上面は大気開放状態で用いることできるものであるが、このホッパー５２の上面を塞いで密閉状態で使用することも可能である。
【００７２】
〔他の実施形態の７〕
塵埃分離装置１としては、実施形態で示したように、補助外気導入路７を常時開放させた構造のものに限らず、例えば図１６に示すように、補助外気導入路７の入り口側で、内蓋６０と外蓋６１とによって形成される外気取り込み用の入口開口６２を閉塞可能な蓋部材６６を備えたものであってもよい。
前記蓋部材６６は、入口開口６２の前方側に位置して、図示しない永久磁石を用いてヒンジ６４の取付台ブラケット６３に吸着させることによって着脱可能に装着できるように構成されている。この蓋部材６６の装着方法は、磁石に限らず、適宜連結金具を用いて着脱可能に連結するなど任意の方法を採用することができる。
また、蓋部材６６の大きさを適宜に変更して、補助外気導入路７の入り口側の入口開口６２の面積を増減変更するように構成してもよい。
その他の構成は前記実施形態で示した構造と同様である。
【００７３】
〔他の実施形態の８〕
塵埃分離装置１と集塵装置４とは、接続ホース４１を介して接続した分離型に構成されたものに限らず、図１７及び図１８に示すように、塵埃分離装置１と集塵装置４とを一体的に組み付けて構成した構造によって塵埃除去装置を構成してもよい。
この構造では、塵埃分離装置１のサイクロン室１０の上側に、集塵装置４のターボファンからなる起風手段４０が内装された風路ケース４３を配設してあり、風路ケース４３の上側に電動モータ４２が装備されている。
風路ケース４３の内部では、起風手段４０で塵埃分離装置１側から吸引された気相流体を、内部にフィルター４４を備えたフィルター室４５を通過させた後、吐出口４６から風路ケース４３外へ放出するように構成されている。フィルター室４５のフィルター４４はフィルター室４５の上部に設けた蓋体４３ａを開放してフィルター交換可能に構成されている。
尚、図１７，１８中における符号４３ｂは、風路ケース４３内で、フィルター室４５の隣に形成された吐出口４６を備える空間の底部と排出ボックス２の内部空間とを結ぶ導管であり、フィルター室４５内で生じた微小塵埃や水滴などが前記吐出口４６を備える空間に流れ込んだ場合に、これを排出ボックス２側へ流下させるためのものである。
その他の構成は前記実施形態で示した構造と同様である。
【００７４】
〔他の実施形態の９〕
実施形態では、２次空気導入路３とは別個に補助外気導入路７を設けた構造のものを示したが、これに限らず、例えば図１９に示すように、２次空気導入路３を予め大きく形成して、その大きな２次空気導入路３の一部を、部分的に開放したり、閉塞したりすることのできる蓋部材６６を備えた構造のものであってもよい。
この蓋部材６６も、図示しないが永久磁石を用いて吸着させることにより着脱可能に装着したり、適宜連結手段を用いて装着するように構成すればよい。図中の符号６７は、２次空気導入路３の入り口側からサイクロン室１０に形成されている連通口１３に至る通路を仕切る仕切部材６７であり、蓋部材６６が装着されて２次空気導入路３の入り口側の一部が閉塞されると連通口１３の大きさも減少し、蓋部材６６が取り外されて２次空気導入路３の入り口側の全部が開放されると連通口１３の大きさも増大するように構成されている。
また、仕切部材６７を多段に設けるとともに、蓋部材６６も仕切部材６７の段数に応じて複数個用いることによって、２次空気導入路３の入り口側の開口面積を多段に変更するようにしてもよい。
その他の構成は前記実施形態で示した構造と同様である。
【００７５】
〔他の実施形態の１０〕
実施形態では、蓋部材６６に補助外気導入路７を形成するにあたり、サイクロン室１０内における旋回流の流れ方向での上流側で開閉蓋６をヒンジ６４により揺動自在に装着し、下流側で連結金具６５により固定したものを示したが、これに限らず、例えば、サイクロン室１０内における旋回流の流れ方向での下流側で開閉蓋６をヒンジ６４により揺動自在に装着し、上流側で連結金具６５により固定したものであってもよい。
また、開閉蓋６を２分割されたもので構成して、サイクロン室１０内における旋回流の流れ方向での上流側と下流側との夫々で２分割された各開閉蓋６をヒンジ６４により各別に揺動自在に装着して観音開き形式の構造に構成し、２分割された各開閉蓋６の遊端部同士を連結金具６５により固定するようにした構造のものであってもよい。
あるいは、上述したような揺動開閉可能な開閉蓋６ではなく、内部に補助外気導入路７を形成した単なる板状の開閉蓋６を、周壁１１に形成してある開口１８に対してボルトナットなどを用いて着脱するように構成してもよい。
その他の構成は前記実施形態で示した構造と同様である。
【００７６】
〔他の実施形態の１１〕
実施形態では、２次空気導入路３とは別に補助外気導入路７を設けるにあたり、サイクロン室１０の内部点検用の蓋部材６６に補助外気導入路７を形成したものを示したが、これに限らず、蓋部材６６を設ける箇所とは別の位置で周壁１１に開口１８を設けて、その開口１８に向けて外気の取り込みが可能な補助外気導入路７を設けてもよい。この場合の開口１８は、サイクロン室１０の内部点検用のものではなく、外気取り込み用の専用の比較的小さなものであってもよい。
その他の構成は前記実施形態で示した構造と同様である。
【００７７】
〔他の実施形態の１２〕
実施形態では、蓋部材６６に補助外気導入路７を設けるにあたり、内蓋６０の下流側の端縁に近い下流側端部６０ａを少しサイクロン室１０の中央側へ向けて屈曲させて、内蓋６０の外面が上流側ではサイクロン室１０の周壁１１の外面と面一で、下流側端部６０ａでは周壁１１の内面と面一となるように構成されたものを示したが、これに限らず、例えば、内蓋６０の外面を、上流側でも下流側でもサイクロン室１０の周壁１１の外面と面一であるように、内蓋６０の全面に亘って同一曲率の円弧面に形成してもよい。
その他の構成は前記実施形態で示した構造と同様である。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明の塵埃分離装置１、及び塵埃除去装置は、実施形態で示したように工作機械の加工部５で発生する塵埃のみならず、例えば、溶接機器を用いた作業場、食品加工場など、各種の気相流体が発生する箇所で用いることができる。
【符号の説明】
【００７９】
１          塵埃分離装置
２          排出ボックス
３          ２次空気導入路
４          集塵装置
６          開閉蓋
７          補助外気導入路
１０        サイクロン室
１１        周壁
１２        吸気口
１３        連通口
１５        排気口
２０        排出口
【要約】
【課題】サイクロン室からの塵埃の取り出しを大気開放状態で行えるようにして、装置の小型化と連続稼働時間の制限をなくし、気相流体の処理を効率よく行え、塵埃分離装置として汎用性の高いものを得る。
【解決手段】サイクロン室１０の下部に設けた排出ボックス２とサイクロン室１０の周壁１１の下部との接続箇所に、塵埃が旋回流の外方側へ飛び出すことを許容する連通口１３を形成し、排出口２０を連通口１３よりも下方位置において大気開放状態で塵埃を室外へ落下放出するように形成し、連通口１３よりもサイクロン室１０内における旋回流の旋回方向での上流側から連通口存在箇所に向けて外気を導入する２次空気導入路３を設け、２次空気導入路３とは別に、サイクロン室１０内の旋回流によってサイクロン室内へ外気を吸引導入可能な補助外気導入路７を設けた。
【選択図】図３【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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