分離器
【課題】流体の流れが正方向、逆方向でも混入物を分離することのできる分離装置を得る。
【解決手段】サイクロンを発生させて流体に混入している混入物を分離させるための分離器であって、略々円筒形のシェル１と、シェル１の外周面に設けられ、シェル１の内部に連絡している複数の接続口２〜５とを有し、接続口２〜５のうちの少なくとも１つは流体の入口および出口の両方に切り替え可能で、流体は、入口とする接続口２，４の外端部から流入され、旋回流となって、接続口２，４の内端部、シェル１の内部でかつ内筒６の外部、内筒６の下端部、内筒６の内部、および、出口とする接続口３，５の内端部を介して、接続口３，５の外端部から外部に排出される。旋回流によるサイクロン効果により、比重の重い混入物が分離される。
【解決手段】サイクロンを発生させて流体に混入している混入物を分離させるための分離器であって、略々円筒形のシェル１と、シェル１の外周面に設けられ、シェル１の内部に連絡している複数の接続口２〜５とを有し、接続口２〜５のうちの少なくとも１つは流体の入口および出口の両方に切り替え可能で、流体は、入口とする接続口２，４の外端部から流入され、旋回流となって、接続口２，４の内端部、シェル１の内部でかつ内筒６の外部、内筒６の下端部、内筒６の内部、および、出口とする接続口３，５の内端部を介して、接続口３，５の外端部から外部に排出される。旋回流によるサイクロン効果により、比重の重い混入物が分離される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は分離器に関し、特に、流体に含まれる混入物をサイクロンで分離する分離器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のサイクロン式分離器は一方向にしか機能せず、逆方向に対しては別途分離器及び切換え装置を設置する必要がある。このため、正方向流路と逆方向流路を持つ必要があった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、分離物が分離物出口で詰まるため逆洗浄機構、閉塞除去装置等を必要とする物がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特許第２５９６９７３号公報
【特許文献２】特許第２８５８９８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のサイクロン式分離器は、逆流すると分離できず、また、分離物が詰まるため、逆洗浄機構を必要とする等の問題点があった。
【０００６】
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたもので、流体の流れが正方向、逆方向でも混入物を分離することのできる分離装置を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、サイクロンを発生させて流体に混入している混入物を分離させるための分離器であって、略々円筒形の本体と、前記本体の外周面に設けられ、前記本体の内部に連絡している複数の接続口とを備え、前記複数の接続口のうちの少なくとも１つは前記流体の入口および出口の両方に切り替え可能で、前記流体は、入口とする接続口の外端部から流入され、当該入口とする接続口の内端部、本体の内部、および、出口とする接続口の内端部を介して、当該出口とする接続口の外端部から排出されることを特徴とする分離器である。
【発明の効果】
【０００８】
この発明は、サイクロンを発生させて流体に混入している混入物を分離させるための分離器であって、略々円筒形の本体と、前記本体の外周面に設けられ、前記本体の内部に連絡している複数の接続口とを備え、前記複数の接続口のうちの少なくとも１つは前記流体の入口および出口の両方に切り替え可能で、前記流体は、入口とする接続口の外端部から流入され、当該入口とする接続口の内端部、本体の内部、および、出口とする接続口の内端部を介して、当該出口とする接続口の外端部から排出されることを特徴とする分離器であるので、接続口を入口、出口のどちらに使用した場合でもサイクロンが発生するように配置したので、流体の流れが正方向、逆方向でも混入物を分離することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る双方向型分離器におけるサイクロン部構造図である。図２はこの発明の実施の形態１における流体の正方向フロー、図３は逆方向フローを示すものである。また、図４は、図１の構成の変形例で、入口出口専用接続口を使用した構造を示す。図５は図４の構成における流体の正方向フロー、図６は図４の構成における逆方向フローを示すものである。図１〜図６のいずれにおいても、（ａ）は水平方向の断面図、（ｂ）は軸断面図である。なお、以下では流体として説明するが、流体には液体および気体が含まれているものとする。
【００１０】
図１〜図３に示すように、本実施の形態１に係る双方向型分離器の本体は、円筒型または概ね円筒型のシェル形状を有したシェル１であり、サイクロン機能を有して、シェル１内でサイクロンを発生させて、流体に混入している混入物を遠心分離方式により流体から分離させるための分離器である。なお、本実施の形態においては、双方向の流れに切り替えることができ、双方向の流れのいずれにおいても流体に含まれる混入物を分離することができる。図１に示すように、シェル１の外周面から、シェル１を貫通して、略々円筒型の４つの双方向接続口２，３，４，５が四方に突出するように設けられている。これらの双方向接続口２，３，４，５は、４つとも同じ形状を有し、図１（ａ）に示されるように、点対称の位置に設けられており、隣接している双方向接続口どうしが９０°の角度になるように配置されている。すなわち、シェル１を９０°回転させても、同じ配置になる。また、図１（ｂ）に示すように、双方向接続口２，３，４，５は、いずれも、シェル１の軸方向に対して、略々４５°の角度をなして、かつ、上向きに設置されている。なお、双方向接続口２，３，４，５のシェル１に対する角度・直進性は、配置および分離性能により変化する。また、双方向接続口２，３，４，５の配置はこの場合に限らず、全てが同一方向のサイクロンを発生する向きであれば、この例以外の配置でもよいものとする。
【００１１】
図１（ｂ）に示すように、シェル１の下方は、コーン形状（円錐型）をしており、下端部分（以下、サイクロン終端部とする）は開口されている。円筒形状部分のシェル１の内部には円筒形状あるいは概ね円筒形状の内筒６が設けられている。内筒６の外径はシェル１の内径よりも小さいため、互いに接することなく、内筒６の外周とシェル１の内周との間は、図１（ｂ）に示すような空間が形成されている。内筒６の下方はコーン形状（円錐型）で、その下端は開口されており、サイクロン終端部に連絡されている。また、内筒６の上方には４つの穴が設けられており、それぞれ、連絡管２Ａ，３Ａ，４Ａ，５Ａを介して、双方向接続口２，３，４，５の内端部に連絡されている。双方向接続口２，３，４，５の外端部は、外部に対して開口しており、流体が出入口となっている。また、シェル１のサイクロン終端部には分離した混入物が排出するための排出口７が設けられている。なお、双方向接続口２，３，４，５の内端部に接続されている連絡管２Ａ，３Ａ，４Ａ，５Ａの部分は、図１（ａ）に示されるように、流路を絞られている（すなわち、連絡管２Ａ，３Ａ，４Ａ，５Ａの内径は、双方向接続口２，３，４，５の部分の内径よりも小さい。）。
【００１２】
次に、図４の構成について説明する。図４〜図６において、シェル１の外周面から入口接続口９、出口接続口１０、および、双方向接続口４が設けられている。出口接続口１０と双方向接続口４とは、図４（ａ）に示すように、同一方向に外端部が向くように、平行して設けられている。双方向接続口４と入口接続口９とは点対称の位置に設けられている。また、シェル１の上端面は開口されており、当該上端面から出口接続口１１が上方向に延設されている。シェル１の内部には、図１の構成と同様に、サイクロン終端部と接続口４，９，１０，１１と連絡している内筒６が設けられている。また、シェル１のサイクロン終端部には、分離した混入物を排出するための排出口７が設けられている。双方向接続口４と内筒６とは連絡管４Ａを介して連絡されている。また、双方向接続口４の連絡管４Ａ部分は流路を絞られている。また、入口接続口９の内端部分も流路が絞られている。出口接続口１０，１１は、直接、内筒６に連結される。他の構成については、図１の構成と同様であるため、ここでは説明を省略する。なお、接続口４，９，１０の配置はこの場合に限らず、流体の入口と出口とを切り換えても同一方向のサイクロンを発生する向きであれば、この例以外の配置でもよいものとする。
【００１３】
動作について説明する。まずはじめに、図１の構成における動作について説明する。図１の構成において、入口とする双方向接続口２，４から、出口とする双方向接続口３，５までの主流体の正方向フローについて説明する。このように構成された図２において、入口とする双方向接続口２，４から流入した流体は、それぞれ、双方向接続口２，４の内端部から、流路が絞られている連絡管２Ａ，４Ａを通って、シェル１の内部でかつ内筒６の外部である空間に入り、同方向の旋回流となって、サイクロン効果が発生する。このように、接続口２，４を入口として使用した場合には、連絡管２Ａ，４Ａの部分でエジェクトが発生し、内筒６からの吸引が起こる（一方、エジェクトが不十分な場合は、吹き出しとなり、内筒６から直接排出されるものが出る）。これにより、比重の大きい混入物を流体から分離することができる。混入物が分離された流体は、内筒６の下端から内筒６の内部に流入し、連絡管３Ａ，５Ａを通り、出口とする双方向接続口３，５の外端部から外部に排出される。このように、接続口３，５を出口として使用した場合には、内筒６から押し出された流体は連絡管から出口に吐き出される。一部は、内端部でエジェクトされシェル１に戻る。一方、分離した混入物は排出口７から外部に排出される。また、シェル１及び内筒６のサイクロン終端部の位置、長さ、形状を選定することで分離状態を調整することができる。
【００１４】
また、図１の構成において、連絡管２Ａ，３Ａ，４Ａ，５Ａの副流体の流れについて説明する。入口とする双方向接続口２，４から流入した流れは、連絡管２Ａ，４Ａで断面（流路）を絞られるため、流速が早くなり、周囲より低圧となるため、連絡管２Ａ，４Ａから内筒６内の流体を引出し、旋回流に加わる循環流を形成する。また、流体の出口となる双方向接続口３，５の内端部部分では、入口とする接続口２，４からの旋回流のため、周囲より低圧となり、連絡管３Ａ，５Ａから内筒６内の流体を引出し、旋回流に加わる循環流を形成する。
【００１５】
次に、図１の構成において、入口と出口とを切換えた場合の主流体の逆方向フローにっいて説明する。図３において、入口とする双方向接続口３，５から流入した流体は双方向接続口３，５の内端部からシェル１の内部でかつ内筒６の外部である空間に入り、入口と出口とを切換える前と同じ方向の旋回流となり、サイクロン効果が発生する。これにより混入物が分離され、混入物が分離された流体は内筒６の下端から内筒６内に流入し、連絡管２Ａ，４Ａを通り、出口とする接続口２，４から外部に排出される。また、分離された混入物は排出口７から外部に排出される。
【００１６】
次に、図４の構成における動作について説明する。図４の構成において、入口とする入口接続口９および入口とする双方向接続口４から出口とする出口接続口１０，１１までの主流体の正方向フローについて説明する。なお、入口接続口９には連絡管が設けられておらず、双方向接続口４は連絡管４Ａ部分で流路が絞られており、その部分で副流が発生する。このように構成されているので、図５に示すように、入口とする入口接続口９から流入した流体は、入口接続口９および双方向接続口４の内端部から、シェル１の内部でかつ内筒６の外部である空間に入り、旋回流となって、サイクロン効果が発生する。これにより、比重の大きい混入物を流体から分離することができる。混入物が分離された流体は、内筒６の下端から内筒６の内部に流入し、出口とする接続口１０，１１の外端部から外部に排出される。一方、分離した混入物は排出口７から外部に排出される。また、シェル１及び内筒６のサイクロン終端部の位置、長さ、形状を選定することで分離状態を調整することができる。
【００１７】
また、図４の構成において、連絡管４Ａの副流体の流れについて説明する。入口とする双方向接続口４から流入した流れは、内端部で断面（流路）を絞られるため、流速が早くなり、周囲より低圧となるため、双方向接続口４の内端部から内筒６内の流体を引出し、旋回流に加わる循環流を形成する。
【００１８】
次に、図４の構成において、双方向接続口４の入口と出口とを切換えた場合の主流体の逆方向フローについて説明する。図６において、入口接続口９および入口とする双方向接続口４から流入した流体は、入口接続口９および双方向接続口４の内端分からシェル１の内部でかつ内筒６の外部である空間に入り、入口と出口とを切換える前と同じ方向の旋回流となり、サイクロン効果が発生する。これにより混入物が分離され、混入物が分離された流体は内筒６の下端から内筒６内に流入し、出口とする接続口１０，１１から外部に排出される。また、分離された混入物は排出口７から外部に排出される。
【００１９】
以上のように、流体の方向が逆転してもサイクロンが機能するようにしているので、双方向の流れのいずれにおいても、混入物を分離することができる。流量と流体抵抗とがバランスするまで、副流体が内部循環し、循環流量および循環速度がともに大きくなり、サイクロン効果を良好にする。なお、排出口７は必ずしも設ける必要はなく、排出口７がなくシェル１の下端が開口していない場合には、分離した混入物はシェル１内に貯留することになる。また、本実施の形態においては、内筒６を設けているため、サイクロンの中心部のガイドとなり、サイクロンの形成を助け、異物の多い部分と排気とを隔てることができ、分離効率を向上させることができる。なお、内筒６は必ずしも設けなくてもよく、流体と混入物との比重差が大きい場合には、本実施の形態と同様に動作する。
【００２０】
実施の形態２．
上述の実施の形態１では、サイクロンを一定方向にするようにしたものであるが、本実施の形態２においては、サイクロン方向を反転あるいは撹拝する場合について説明する。図７はこのような場合におけるサイクロン部構造図、図８はこの発明の実施の形態２における流体の正方向フロー、図９は逆方向フローを示すものである。図７〜図９のいずれにおいても、（ａ）は水平方向の断面図、（ｂ）は軸断面図である。
【００２１】
図７〜図９において、シェル１の外周面から入口とする双方向接続口２、出口とする双方向接続口３が設けられ、シェル１の内部にはサイクロン終端部と双方向接続口２，３とを連絡する内筒６が設けられている。シェル１のサイクロン終端部には分離した混入物のための排出口７が設けられている。双方向接続口２，３と内筒６は連絡管２Ａ，３Ａにて連結されている。また、双方向接続口２，３の連絡管２Ａ，３Ａは流路を絞られている。本実施の形態においては、図７（ａ）に示されるように、双方向接続口２，３は、線対称の位置に、内筒６を挟んで対向して、平行に設けられており、双方向接続口２，３の外端部は同一方向に向いている。
【００２２】
動作について説明する。入口とする双方向接続口２から、出口とする双方向接続口３までの主流体の正方向のフローについて説明する。このように構成された図８において、入口とする双方向接続口２から流入した流体は双方向接続口２の内端部からシェル１の内部でかつ内筒６の外部である空間に入り、旋回流となる。これにより混入物を分離し、混入物を分離した流体は内筒６に流入し、連絡管３Ａを通り、出口となる双方向接続口３から外部に排出される。一方、分離した混入物は排出口７から排出される。
【００２３】
次に、双方向接続口２，３の入口と出口とを切換えた場合の主流体の逆方向のフローについて説明する。本実施の形態においては、双方向接続口２，３を線対称の位置に設けているため、図９において、入口とする双方向接続口３から流入した流体は双方向接続口３の内端部からシェル１の内部でかつ内筒６の外部である空間に入り、入口と出口とを切換える前と反対方向の旋回流となる。これにより混入物を分離し、混入物を分離した流体は内筒６に流入し連絡管２Ａを通り、出口となる双方向接続口２から排出される。分離した混入物は排出口７から排出される。なお、このときに、図８に示す正方向のフローにおいて、図８（ｂ）に示されるように、分離した混合物がサイクロン終端部で堆積し堆積物になっていたと仮定する。本実施の形態においては、図９の逆方向のフローにおいては、入口と出口とを切換える前と反対方向の旋回流が形成されるので、図９（ｂ）に示されるように、堆積物に流体がぶつかり堆積物をシェル１の内壁から剥がし取るので、堆積物は排出口７から外部に排出される。
【００２４】
以上のように、本実施の形態においては、入口と出口との切換え時に流体方向が変わり流れを乱すため、サイクロン終端部で安定して堆積した混入物に逆方向の力を加えることになり、その衝撃により堆積した混入物は排出口７へ移動することになる。堆積した混入物が除去されることで、その後は安定した旋回流となる。
【００２５】
実施の形態３．
上述の実施の形態１および２では、シェル１、双方向接続口２，３，４，５、内筒６、入口接続口９、および、出口接続口１０，１１は一体構造とするか、あるいは、接続口２，３，４，５、入口接続口９、出口接続口１０，１１と内筒６をシールする必要があるが、本実施の形態３においては、接続口３，４，９，１０と内筒６との間にすき間を設けて間接的に連携することで、分離製作が可能な構造で、内部循環量を積極的に増加することが可能な実施の形態について説明する。本実施の形態においては、図１０（ｂ）に示されるように、図１の構成と比較すると、そのすき間分だけ、接続口３，４，９，１０の位置が下方にずれている。また、本実施の形態においては、主に流れの方向を案内すると共に内筒側と接続口側の開口寸法およびすき間寸法を調整するガイドを設けて、このガイドにより、この部分から接続口に流入する流体を内筒外周とするか内筒内とするかを調整するようにしている。なお、この調整は設計段階で行われ、当該調整によりガイドは固定されている。図１０（ａ）に示されるように、入口接続口９と内筒６とは、直接、連絡しておらず、離間して設けられている。出口接続口１０の内端部を閉鎖短縮あるいは方向を変えて、連絡管１０Ａ，ガイド１０Ｂを介し、内筒６に接続するようにしている。なお、ここで、閉鎖短絡とはすき間が無い場合のことで、その場合には、出口接続口１０の内端部の開口が直接、内筒６に連通するため、その状態を、閉鎖短絡と呼ぶこととする。
【００２６】
図１０はこのような場合におけるサイクロン部構造図、図１１はこの発明の実施の形態３における流体の正方向フロー、図１２は逆方向フローを示すものである。図１０〜図１２のいずれにおいても、（ａ）は水平方向の断面図、（ｂ）は軸断面図である。図１０〜１２において、シェル１の外周面から入口接続口９、入口とする双方向接続口４、出口とする双方向接続口３、出口接続口１０、内筒６の上端面から出口接続口１１が設けられ、シェル１の内面にはサイクロン終端部と双方向接続口３，４及び出口接続口１０，１１と連絡する内筒６が設けられている。シェル１のサイクロン終端部には分離した混入物のための排出口７が設けられている。この内筒６は、連絡管３Ａ，４Ａ，１０Ａが設けられ、また、双方向接続口３，４及び出口接続口１０にはガイド３Ｂ，４Ｂ，１０Ｂが設けられている。ガイド３Ｂ，４Ｂ，１０Ｂにより、接続口に流入する流体を内筒６の外周とするか、内筒６内とするかを、調整することができる。また、内筒６は、図１０（ｂ）に示すように、シェル１にガスケット８を介して取付けられている。出口接続口１１は内筒６に、直接、取付けられる。図２７に、詳細な拡大図を示す。図２７に示すように、ガスケット８は、シェル１に形成されている接続口３，４，９，１０と内筒６との間のすき間に介在されて、スタッドボルト、ナット、ワッシャ等により固定されている。これをスタッド座形と呼ぶ。変形例のフランジ座形を図２８に示す。図２８の場合は、ワッシャを用いてボルトとナットで上下から固定している。図２７および図２８においては、わかりやすくするために、ガスケット８の上下にすき間があるように図示されているが、実際には、ガスケット８の上下のすき間が無くなるまで、スタッドボルトまたはボルトを締めて、しっかりと固定されている。また、内筒６はシェル１と一体構造とすることもできる。なお、図１０ではガスケット８としているが、この場合に限らず、大きさが小さいものではねじ込み式（図２９参照）、Ｏリング一止め輪式（図３０参照）などとすることができる。
【００２７】
なお、本実施の形態においては、図１０（ａ）に示すように、シェル１の外周面から４つの接続口３，４，９，１０が四方に突出するように設けられている。これらの接続口３，４，９，１０は、図１０（ａ）に示されるように、隣接している接続口どうしが９０°の角度になるように配置されている。また、図１０（ｂ）に示すように、接続口３，４，９，１０は、いずれも、シェル１の軸方向に対して、略々４５°の角度をなして、かつ、上向きに設置されている。
【００２８】
次に、図１１を用いて、連絡管３Ａ，４Ａ，１０Ａ及びガイド３Ｂ，４Ｂ，１０Ｂでの流れを説明する。入口接続口９から流入した流れは旋回流となる。また、入口とする双方向接続口４から流入した流れはガイド４Ｂで周囲より低圧となり、連絡管４Ａを通して内筒６の流体を引出すと同時に内筒６の外周面からも流体を引出し、旋回流に加える循環流を形成する。出口とする双方向接続口３の内部端では入口とする双方向接続口４からの旋回流のため周囲より低圧となりガイド３Ｂから連絡管３Ａを通して内筒６の流体を引出すと同時に内筒６の外周面からも流体を引出し、旋回流に加える循環流を形成する。この際に内筒６の外周面から流入する流体の一部は主流に混ざり接続口３から排出される。出口接続口１０では流入した流体が主に内筒６から噴出され、その外端から排出される。この際にガイド１０Ｂと連絡管１０Ａの位置、寸法、形状の関係によりその間隙からシェル内の流体を吸出また噴出す。出口接続口１１では内筒６から噴出する系内で最も異物の少ない流体が排出される。図１２に双方向接続口の入口と出口とを逆にした場合を示す。
【００２９】
以上のように、内筒６を分離できる構造にすると、シェル１、入口接続口９、双方向接続口３、４、出口接続口１０の製作組立を容易にすることができる。また、ガイド３Ｂ，４Ｂ，１０Ｂと連絡管３Ａ，４Ａ，１０Ａの位置関係、大きさ、形状等により流体の引出し量を調整することができる。
【００３０】
実施の形態４．
上述の実施の形態１，２，３では内筒６を必要としたが、本実施の形態４においては、内筒を使用しないサイクロンで、簡易に混入物を分離することが可能な場合を示す。図１３はこのような場合におけるサイクロン部構造図、図１４はこの発明の実施の形態４における流体の正方向フロー、図１５は逆方向フローを示すものである。また、図１６〜図１８に排出口を設けない場合の構造を示す。さらに、図１９〜図２１に、ガイドを設けない場合の構造を示す。図１３〜図２１のいずれにおいても、（ａ）は水平方向の断面図、（ｂ）は軸断面図である。図１３〜図２１において、シェル１の外周面から入口とする双方向接続口２，４、出口とする双方向接続口３，５が設けられている。これらの双方向接続口２，３，４，５には、ガイド２Ｂ，３Ｂ，４Ｂ，５Ｂが設けられている。これらの双方向接続口２，３，４，５は、図１３（ａ）〜図２１（ａ）に示されるように、隣接している双方向接続口どうしが９０°の角度になるように、点対称の位置に、配置されている。また、図１３（ｂ）〜図２１（ｂ）に示すように、双方向接続口２，３，４，５は、いずれも、同一形状を有し、シェル１の軸方向に対して、略々４５°の角度をなして、かつ、上向きに設置されている。なお、双方向接続口２，３，４，５の配置はこの場合に限らず、全てが同一方向のサイクロンを発生する向きであれば、この例以外の配置でもよいものとする。また、図１３〜図１５および図１９〜図２１の例においては、シェル１のサイクロン終端部に分離物の排出口７が設けられている。他の構成については、上述の実施の形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００３１】
次に、このように構成された図１３〜１５において、図１４に示すように、入口とする双方向接続口２，４からの流れはシェル１内で旋回流となり、混入物を分離する。混入物を分離した流体はサイクロン渦心を通り、ガイド３Ｂ，５Ｂから双方向接続口３，５に流入し外部に排出される。入口とする双方向接続口２，４のガィド２Ｂ，４Ｂでは周囲より低圧となり循環流を引出す。また、出口とする双方向接続口３，５の内端も周囲より低圧となり、ガイド３Ｂ，５Ｂから循環流を引出す。この際、内筒による連携が無いため、入口とする双方向接続口２，４から流入する流体の一部は双方向接続口２，４の内端及びガイド２Ｂ，４Ｂから双方向接続口２，４へ排出される。双方向接続口２，４の内端では複流となる。なお、流体から分離した混入物は、排出口７から外部に排出される。
【００３２】
図１６〜図１８に示した構成における動作は、同様であるため、ここでは説明を省略する。但し、図１６〜図１８の例においては、シェル１の底部は閉鎖されており、排出口７が設けられていないため、流体から分離した混入物はシェル１の底部に堆積する。堆積した混入物を取り出し可能にするために、この場合には、接続口２，３，４，５またはシェル１の底部をネジやフランジで固定しておいて分解可能な構造にしておくことが望ましい。
【００３３】
一方、図１９〜図２１のガイド３Ｂ，５Ｂがない場合は、双方向接続口３，５の内端から入り、排出される。図２１において、入口とする接続口３，５からの流れは、シェル１内で旋回流となり、混入物を分離し、混入物を分離した流体はサイクロン渦心を通り、ガイド２Ｂ，４Ｂから接続口２，４に流入し排出される。入口とする双方向接続口３，５のガイド３Ｂ，５Ｂでは、周囲より低圧となり、循環流を引出す。また、出口とする双方向接続口２，４の内端も周囲より低圧となり、ガイド２Ｂ，４Ｂから循環流を引出す。この際、内筒による連携が無いため、入口とする双方向接続口３，５から流入する流体の一部は双方向接続口３，５の内端及びガイド３Ｂ，５Ｂから双方向接続口３，５へ排出される。
【００３４】
以上のように、本実施の形態においては、内筒をなくした簡易構造ができる。また、図１３〜図１８においては、ガイド２Ｂ，３Ｂ，４Ｂ，５Ｂの位置、大きさ、形状等により流体の引出し量、混入物の分離状態を調整することができる。
【００３５】
実施の形態５．
上述の実施の形態１〜４では、サイクロン部がシェル１に対し、１：１の構成としているが、本実施の形態５においては、シェル１をボディー１２とし、サイクロン部をボディー１２に対し、１：複数とすることで、コンパクト化および取付けの容易化を図ることが可能な場合を示す。図２２〜図２６にその一例を示す。図２２は水平方向の断面図、図２３は軸断面図である。図２４〜図２６は、図２３における記号Ａ，Ｂ，Ｃの位置から見た各分離器の側面を示した側面図である。
【００３６】
図２２〜図２６の例においては、実施の形態３および４を変形させて組み合わせたものを示すが、この場合に限らず、他のいずれの実施の形態をそのままもしくは変形させて組み合わせてもよく、その場合にも同様の効果が得られることは言うまでもない。他の構成および動作については、上述の実施の形態と同じであるため、ここではその説明は省略する。但し、図２３等において、１３はプラグを示す。
【００３７】
以上のように、本実施の形態においては、サイクロン部をボディーに対し１：複数として複合化するようにしたので、分離器を取り付ける構造が兼用できるため、取付け部分が少なくなり、省スペース化が図れるとともに、取付け工程の手間を省くことができる。
【００３８】
なお、上記の実施の形態１〜５においては、図示された接続口を常に全て使用する例について説明しているが、その場合に限らず、各接続口は選択して使用することも可能である。すなわち、例えば、図１の例で説明すると、図１では接続口２，４と接続口３，５の組み合わせで使用すると説明したが、接続口４，５を閉止し、接続口２，３の組み合わせでの使用も可能であり、さらに、その使用状態から、接続口３，５を閉止し、接続口２，４の組み合わせの使用に切り換えることも可能であって、その場合にはシェル１が分岐路の機能をもつことになる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】この発明の実施の形態１における双方向型分離器の構造を示す断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１における双方向型分離器の構造を示す断面図である。
【図３】この発明の実施の形態１における双方向型分離器の構造を示す断面図である。
【図４】この発明の実施の形態１における双方向型分離器の構造を示す断面図である。
【図５】この発明の実施の形態１における双方向型分離器の構造を示す断面図である。
【図６】この発明の実施の形態１における双方向型分離器の構造を示す断面図である。
【図７】この発明の実施の形態２における双方向型分離器の構造を示す断面図である。
【図８】この発明の実施の形態２における双方向型分離器の構造を示す断面図である。
【図９】この発明の実施の形態２における双方向型分離器の構造を示す断面図である。
【図１０】この発明の実施の形態３における双方向型分離器の構造を示す断面図である。
【図１１】この発明の実施の形態３における双方向型分離器の構造を示す断面図である。
【図１２】この発明の実施の形態３における双方向型分離器の構造を示す断面図である。
【図１３】この発明の実施の形態４における双方向型分離器の構造を示す断面図である。
【図１４】この発明の実施の形態４における双方向型分離器の構造を示す断面図である。
【図１５】この発明の実施の形態４における双方向型分離器の構造を示す断面図である。
【図１６】この発明の実施の形態４における双方向型分離器の構造を示す断面図である。
【図１７】この発明の実施の形態４における双方向型分離器の構造を示す断面図である。
【図１８】この発明の実施の形態４における双方向型分離器の構造を示す断面図である。
【図１９】この発明の実施の形態４における双方向型分離器の構造を示す断面図である。
【図２０】この発明の実施の形態４における双方向型分離器の構造を示す断面図である。
【図２１】この発明の実施の形態４における双方向型分離器の構造を示す断面図である。
【図２２】この発明の実施の形態５における双方向型分離器の構造を示す断面図である。
【図２３】この発明の実施の形態５における双方向型分離器の構造を示す断面図である。
【図２４】この発明の実施の形態５における双方向型分離器の構造を示す側面図である。
【図２５】この発明の実施の形態５における双方向型分離器の構造を示す側面図である。
【図２６】この発明の実施の形態５における双方向型分離器の構造を示す側面図である。
【図２７】この発明の実施の形態３における双方向型分離器の構造を示す部分拡大図である。
【図２８】この発明の実施の形態３における双方向型分離器の変形例の構造を示す部分拡大図である。
【図２９】この発明の実施の形態３における双方向型分離器の他の変形例の構造を示す部分拡大図である。
【図３０】この発明の実施の形態３における双方向型分離器のさらなる他の変形例の構造を示す部分拡大図である。
【符号の説明】
【００４０】
１ シェル、２ 双方向接続口、２Ａ 連絡管、２Ｂ ガイド、３ 双方向接続口、３Ａ 連絡管、３Ｂ ガイド、４ 双方向接続口、４Ａ 連絡管、４Ｂ ガイド、５ 双方向接続口、５Ａ 連絡管、５Ｂ ガイド、６ 内筒、７ 排出口、８ ガスケット、９ 入口接続口、１０ 出口接続口、１０Ａ 連絡管、１０Ｂ ガイド、１１ 出口接続口。
【技術分野】
【０００１】
この発明は分離器に関し、特に、流体に含まれる混入物をサイクロンで分離する分離器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のサイクロン式分離器は一方向にしか機能せず、逆方向に対しては別途分離器及び切換え装置を設置する必要がある。このため、正方向流路と逆方向流路を持つ必要があった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、分離物が分離物出口で詰まるため逆洗浄機構、閉塞除去装置等を必要とする物がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特許第２５９６９７３号公報
【特許文献２】特許第２８５８９８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のサイクロン式分離器は、逆流すると分離できず、また、分離物が詰まるため、逆洗浄機構を必要とする等の問題点があった。
【０００６】
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたもので、流体の流れが正方向、逆方向でも混入物を分離することのできる分離装置を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、サイクロンを発生させて流体に混入している混入物を分離させるための分離器であって、略々円筒形の本体と、前記本体の外周面に設けられ、前記本体の内部に連絡している複数の接続口とを備え、前記複数の接続口のうちの少なくとも１つは前記流体の入口および出口の両方に切り替え可能で、前記流体は、入口とする接続口の外端部から流入され、当該入口とする接続口の内端部、本体の内部、および、出口とする接続口の内端部を介して、当該出口とする接続口の外端部から排出されることを特徴とする分離器である。
【発明の効果】
【０００８】
この発明は、サイクロンを発生させて流体に混入している混入物を分離させるための分離器であって、略々円筒形の本体と、前記本体の外周面に設けられ、前記本体の内部に連絡している複数の接続口とを備え、前記複数の接続口のうちの少なくとも１つは前記流体の入口および出口の両方に切り替え可能で、前記流体は、入口とする接続口の外端部から流入され、当該入口とする接続口の内端部、本体の内部、および、出口とする接続口の内端部を介して、当該出口とする接続口の外端部から排出されることを特徴とする分離器であるので、接続口を入口、出口のどちらに使用した場合でもサイクロンが発生するように配置したので、流体の流れが正方向、逆方向でも混入物を分離することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る双方向型分離器におけるサイクロン部構造図である。図２はこの発明の実施の形態１における流体の正方向フロー、図３は逆方向フローを示すものである。また、図４は、図１の構成の変形例で、入口出口専用接続口を使用した構造を示す。図５は図４の構成における流体の正方向フロー、図６は図４の構成における逆方向フローを示すものである。図１〜図６のいずれにおいても、（ａ）は水平方向の断面図、（ｂ）は軸断面図である。なお、以下では流体として説明するが、流体には液体および気体が含まれているものとする。
【００１０】
図１〜図３に示すように、本実施の形態１に係る双方向型分離器の本体は、円筒型または概ね円筒型のシェル形状を有したシェル１であり、サイクロン機能を有して、シェル１内でサイクロンを発生させて、流体に混入している混入物を遠心分離方式により流体から分離させるための分離器である。なお、本実施の形態においては、双方向の流れに切り替えることができ、双方向の流れのいずれにおいても流体に含まれる混入物を分離することができる。図１に示すように、シェル１の外周面から、シェル１を貫通して、略々円筒型の４つの双方向接続口２，３，４，５が四方に突出するように設けられている。これらの双方向接続口２，３，４，５は、４つとも同じ形状を有し、図１（ａ）に示されるように、点対称の位置に設けられており、隣接している双方向接続口どうしが９０°の角度になるように配置されている。すなわち、シェル１を９０°回転させても、同じ配置になる。また、図１（ｂ）に示すように、双方向接続口２，３，４，５は、いずれも、シェル１の軸方向に対して、略々４５°の角度をなして、かつ、上向きに設置されている。なお、双方向接続口２，３，４，５のシェル１に対する角度・直進性は、配置および分離性能により変化する。また、双方向接続口２，３，４，５の配置はこの場合に限らず、全てが同一方向のサイクロンを発生する向きであれば、この例以外の配置でもよいものとする。
【００１１】
図１（ｂ）に示すように、シェル１の下方は、コーン形状（円錐型）をしており、下端部分（以下、サイクロン終端部とする）は開口されている。円筒形状部分のシェル１の内部には円筒形状あるいは概ね円筒形状の内筒６が設けられている。内筒６の外径はシェル１の内径よりも小さいため、互いに接することなく、内筒６の外周とシェル１の内周との間は、図１（ｂ）に示すような空間が形成されている。内筒６の下方はコーン形状（円錐型）で、その下端は開口されており、サイクロン終端部に連絡されている。また、内筒６の上方には４つの穴が設けられており、それぞれ、連絡管２Ａ，３Ａ，４Ａ，５Ａを介して、双方向接続口２，３，４，５の内端部に連絡されている。双方向接続口２，３，４，５の外端部は、外部に対して開口しており、流体が出入口となっている。また、シェル１のサイクロン終端部には分離した混入物が排出するための排出口７が設けられている。なお、双方向接続口２，３，４，５の内端部に接続されている連絡管２Ａ，３Ａ，４Ａ，５Ａの部分は、図１（ａ）に示されるように、流路を絞られている（すなわち、連絡管２Ａ，３Ａ，４Ａ，５Ａの内径は、双方向接続口２，３，４，５の部分の内径よりも小さい。）。
【００１２】
次に、図４の構成について説明する。図４〜図６において、シェル１の外周面から入口接続口９、出口接続口１０、および、双方向接続口４が設けられている。出口接続口１０と双方向接続口４とは、図４（ａ）に示すように、同一方向に外端部が向くように、平行して設けられている。双方向接続口４と入口接続口９とは点対称の位置に設けられている。また、シェル１の上端面は開口されており、当該上端面から出口接続口１１が上方向に延設されている。シェル１の内部には、図１の構成と同様に、サイクロン終端部と接続口４，９，１０，１１と連絡している内筒６が設けられている。また、シェル１のサイクロン終端部には、分離した混入物を排出するための排出口７が設けられている。双方向接続口４と内筒６とは連絡管４Ａを介して連絡されている。また、双方向接続口４の連絡管４Ａ部分は流路を絞られている。また、入口接続口９の内端部分も流路が絞られている。出口接続口１０，１１は、直接、内筒６に連結される。他の構成については、図１の構成と同様であるため、ここでは説明を省略する。なお、接続口４，９，１０の配置はこの場合に限らず、流体の入口と出口とを切り換えても同一方向のサイクロンを発生する向きであれば、この例以外の配置でもよいものとする。
【００１３】
動作について説明する。まずはじめに、図１の構成における動作について説明する。図１の構成において、入口とする双方向接続口２，４から、出口とする双方向接続口３，５までの主流体の正方向フローについて説明する。このように構成された図２において、入口とする双方向接続口２，４から流入した流体は、それぞれ、双方向接続口２，４の内端部から、流路が絞られている連絡管２Ａ，４Ａを通って、シェル１の内部でかつ内筒６の外部である空間に入り、同方向の旋回流となって、サイクロン効果が発生する。このように、接続口２，４を入口として使用した場合には、連絡管２Ａ，４Ａの部分でエジェクトが発生し、内筒６からの吸引が起こる（一方、エジェクトが不十分な場合は、吹き出しとなり、内筒６から直接排出されるものが出る）。これにより、比重の大きい混入物を流体から分離することができる。混入物が分離された流体は、内筒６の下端から内筒６の内部に流入し、連絡管３Ａ，５Ａを通り、出口とする双方向接続口３，５の外端部から外部に排出される。このように、接続口３，５を出口として使用した場合には、内筒６から押し出された流体は連絡管から出口に吐き出される。一部は、内端部でエジェクトされシェル１に戻る。一方、分離した混入物は排出口７から外部に排出される。また、シェル１及び内筒６のサイクロン終端部の位置、長さ、形状を選定することで分離状態を調整することができる。
【００１４】
また、図１の構成において、連絡管２Ａ，３Ａ，４Ａ，５Ａの副流体の流れについて説明する。入口とする双方向接続口２，４から流入した流れは、連絡管２Ａ，４Ａで断面（流路）を絞られるため、流速が早くなり、周囲より低圧となるため、連絡管２Ａ，４Ａから内筒６内の流体を引出し、旋回流に加わる循環流を形成する。また、流体の出口となる双方向接続口３，５の内端部部分では、入口とする接続口２，４からの旋回流のため、周囲より低圧となり、連絡管３Ａ，５Ａから内筒６内の流体を引出し、旋回流に加わる循環流を形成する。
【００１５】
次に、図１の構成において、入口と出口とを切換えた場合の主流体の逆方向フローにっいて説明する。図３において、入口とする双方向接続口３，５から流入した流体は双方向接続口３，５の内端部からシェル１の内部でかつ内筒６の外部である空間に入り、入口と出口とを切換える前と同じ方向の旋回流となり、サイクロン効果が発生する。これにより混入物が分離され、混入物が分離された流体は内筒６の下端から内筒６内に流入し、連絡管２Ａ，４Ａを通り、出口とする接続口２，４から外部に排出される。また、分離された混入物は排出口７から外部に排出される。
【００１６】
次に、図４の構成における動作について説明する。図４の構成において、入口とする入口接続口９および入口とする双方向接続口４から出口とする出口接続口１０，１１までの主流体の正方向フローについて説明する。なお、入口接続口９には連絡管が設けられておらず、双方向接続口４は連絡管４Ａ部分で流路が絞られており、その部分で副流が発生する。このように構成されているので、図５に示すように、入口とする入口接続口９から流入した流体は、入口接続口９および双方向接続口４の内端部から、シェル１の内部でかつ内筒６の外部である空間に入り、旋回流となって、サイクロン効果が発生する。これにより、比重の大きい混入物を流体から分離することができる。混入物が分離された流体は、内筒６の下端から内筒６の内部に流入し、出口とする接続口１０，１１の外端部から外部に排出される。一方、分離した混入物は排出口７から外部に排出される。また、シェル１及び内筒６のサイクロン終端部の位置、長さ、形状を選定することで分離状態を調整することができる。
【００１７】
また、図４の構成において、連絡管４Ａの副流体の流れについて説明する。入口とする双方向接続口４から流入した流れは、内端部で断面（流路）を絞られるため、流速が早くなり、周囲より低圧となるため、双方向接続口４の内端部から内筒６内の流体を引出し、旋回流に加わる循環流を形成する。
【００１８】
次に、図４の構成において、双方向接続口４の入口と出口とを切換えた場合の主流体の逆方向フローについて説明する。図６において、入口接続口９および入口とする双方向接続口４から流入した流体は、入口接続口９および双方向接続口４の内端分からシェル１の内部でかつ内筒６の外部である空間に入り、入口と出口とを切換える前と同じ方向の旋回流となり、サイクロン効果が発生する。これにより混入物が分離され、混入物が分離された流体は内筒６の下端から内筒６内に流入し、出口とする接続口１０，１１から外部に排出される。また、分離された混入物は排出口７から外部に排出される。
【００１９】
以上のように、流体の方向が逆転してもサイクロンが機能するようにしているので、双方向の流れのいずれにおいても、混入物を分離することができる。流量と流体抵抗とがバランスするまで、副流体が内部循環し、循環流量および循環速度がともに大きくなり、サイクロン効果を良好にする。なお、排出口７は必ずしも設ける必要はなく、排出口７がなくシェル１の下端が開口していない場合には、分離した混入物はシェル１内に貯留することになる。また、本実施の形態においては、内筒６を設けているため、サイクロンの中心部のガイドとなり、サイクロンの形成を助け、異物の多い部分と排気とを隔てることができ、分離効率を向上させることができる。なお、内筒６は必ずしも設けなくてもよく、流体と混入物との比重差が大きい場合には、本実施の形態と同様に動作する。
【００２０】
実施の形態２．
上述の実施の形態１では、サイクロンを一定方向にするようにしたものであるが、本実施の形態２においては、サイクロン方向を反転あるいは撹拝する場合について説明する。図７はこのような場合におけるサイクロン部構造図、図８はこの発明の実施の形態２における流体の正方向フロー、図９は逆方向フローを示すものである。図７〜図９のいずれにおいても、（ａ）は水平方向の断面図、（ｂ）は軸断面図である。
【００２１】
図７〜図９において、シェル１の外周面から入口とする双方向接続口２、出口とする双方向接続口３が設けられ、シェル１の内部にはサイクロン終端部と双方向接続口２，３とを連絡する内筒６が設けられている。シェル１のサイクロン終端部には分離した混入物のための排出口７が設けられている。双方向接続口２，３と内筒６は連絡管２Ａ，３Ａにて連結されている。また、双方向接続口２，３の連絡管２Ａ，３Ａは流路を絞られている。本実施の形態においては、図７（ａ）に示されるように、双方向接続口２，３は、線対称の位置に、内筒６を挟んで対向して、平行に設けられており、双方向接続口２，３の外端部は同一方向に向いている。
【００２２】
動作について説明する。入口とする双方向接続口２から、出口とする双方向接続口３までの主流体の正方向のフローについて説明する。このように構成された図８において、入口とする双方向接続口２から流入した流体は双方向接続口２の内端部からシェル１の内部でかつ内筒６の外部である空間に入り、旋回流となる。これにより混入物を分離し、混入物を分離した流体は内筒６に流入し、連絡管３Ａを通り、出口となる双方向接続口３から外部に排出される。一方、分離した混入物は排出口７から排出される。
【００２３】
次に、双方向接続口２，３の入口と出口とを切換えた場合の主流体の逆方向のフローについて説明する。本実施の形態においては、双方向接続口２，３を線対称の位置に設けているため、図９において、入口とする双方向接続口３から流入した流体は双方向接続口３の内端部からシェル１の内部でかつ内筒６の外部である空間に入り、入口と出口とを切換える前と反対方向の旋回流となる。これにより混入物を分離し、混入物を分離した流体は内筒６に流入し連絡管２Ａを通り、出口となる双方向接続口２から排出される。分離した混入物は排出口７から排出される。なお、このときに、図８に示す正方向のフローにおいて、図８（ｂ）に示されるように、分離した混合物がサイクロン終端部で堆積し堆積物になっていたと仮定する。本実施の形態においては、図９の逆方向のフローにおいては、入口と出口とを切換える前と反対方向の旋回流が形成されるので、図９（ｂ）に示されるように、堆積物に流体がぶつかり堆積物をシェル１の内壁から剥がし取るので、堆積物は排出口７から外部に排出される。
【００２４】
以上のように、本実施の形態においては、入口と出口との切換え時に流体方向が変わり流れを乱すため、サイクロン終端部で安定して堆積した混入物に逆方向の力を加えることになり、その衝撃により堆積した混入物は排出口７へ移動することになる。堆積した混入物が除去されることで、その後は安定した旋回流となる。
【００２５】
実施の形態３．
上述の実施の形態１および２では、シェル１、双方向接続口２，３，４，５、内筒６、入口接続口９、および、出口接続口１０，１１は一体構造とするか、あるいは、接続口２，３，４，５、入口接続口９、出口接続口１０，１１と内筒６をシールする必要があるが、本実施の形態３においては、接続口３，４，９，１０と内筒６との間にすき間を設けて間接的に連携することで、分離製作が可能な構造で、内部循環量を積極的に増加することが可能な実施の形態について説明する。本実施の形態においては、図１０（ｂ）に示されるように、図１の構成と比較すると、そのすき間分だけ、接続口３，４，９，１０の位置が下方にずれている。また、本実施の形態においては、主に流れの方向を案内すると共に内筒側と接続口側の開口寸法およびすき間寸法を調整するガイドを設けて、このガイドにより、この部分から接続口に流入する流体を内筒外周とするか内筒内とするかを調整するようにしている。なお、この調整は設計段階で行われ、当該調整によりガイドは固定されている。図１０（ａ）に示されるように、入口接続口９と内筒６とは、直接、連絡しておらず、離間して設けられている。出口接続口１０の内端部を閉鎖短縮あるいは方向を変えて、連絡管１０Ａ，ガイド１０Ｂを介し、内筒６に接続するようにしている。なお、ここで、閉鎖短絡とはすき間が無い場合のことで、その場合には、出口接続口１０の内端部の開口が直接、内筒６に連通するため、その状態を、閉鎖短絡と呼ぶこととする。
【００２６】
図１０はこのような場合におけるサイクロン部構造図、図１１はこの発明の実施の形態３における流体の正方向フロー、図１２は逆方向フローを示すものである。図１０〜図１２のいずれにおいても、（ａ）は水平方向の断面図、（ｂ）は軸断面図である。図１０〜１２において、シェル１の外周面から入口接続口９、入口とする双方向接続口４、出口とする双方向接続口３、出口接続口１０、内筒６の上端面から出口接続口１１が設けられ、シェル１の内面にはサイクロン終端部と双方向接続口３，４及び出口接続口１０，１１と連絡する内筒６が設けられている。シェル１のサイクロン終端部には分離した混入物のための排出口７が設けられている。この内筒６は、連絡管３Ａ，４Ａ，１０Ａが設けられ、また、双方向接続口３，４及び出口接続口１０にはガイド３Ｂ，４Ｂ，１０Ｂが設けられている。ガイド３Ｂ，４Ｂ，１０Ｂにより、接続口に流入する流体を内筒６の外周とするか、内筒６内とするかを、調整することができる。また、内筒６は、図１０（ｂ）に示すように、シェル１にガスケット８を介して取付けられている。出口接続口１１は内筒６に、直接、取付けられる。図２７に、詳細な拡大図を示す。図２７に示すように、ガスケット８は、シェル１に形成されている接続口３，４，９，１０と内筒６との間のすき間に介在されて、スタッドボルト、ナット、ワッシャ等により固定されている。これをスタッド座形と呼ぶ。変形例のフランジ座形を図２８に示す。図２８の場合は、ワッシャを用いてボルトとナットで上下から固定している。図２７および図２８においては、わかりやすくするために、ガスケット８の上下にすき間があるように図示されているが、実際には、ガスケット８の上下のすき間が無くなるまで、スタッドボルトまたはボルトを締めて、しっかりと固定されている。また、内筒６はシェル１と一体構造とすることもできる。なお、図１０ではガスケット８としているが、この場合に限らず、大きさが小さいものではねじ込み式（図２９参照）、Ｏリング一止め輪式（図３０参照）などとすることができる。
【００２７】
なお、本実施の形態においては、図１０（ａ）に示すように、シェル１の外周面から４つの接続口３，４，９，１０が四方に突出するように設けられている。これらの接続口３，４，９，１０は、図１０（ａ）に示されるように、隣接している接続口どうしが９０°の角度になるように配置されている。また、図１０（ｂ）に示すように、接続口３，４，９，１０は、いずれも、シェル１の軸方向に対して、略々４５°の角度をなして、かつ、上向きに設置されている。
【００２８】
次に、図１１を用いて、連絡管３Ａ，４Ａ，１０Ａ及びガイド３Ｂ，４Ｂ，１０Ｂでの流れを説明する。入口接続口９から流入した流れは旋回流となる。また、入口とする双方向接続口４から流入した流れはガイド４Ｂで周囲より低圧となり、連絡管４Ａを通して内筒６の流体を引出すと同時に内筒６の外周面からも流体を引出し、旋回流に加える循環流を形成する。出口とする双方向接続口３の内部端では入口とする双方向接続口４からの旋回流のため周囲より低圧となりガイド３Ｂから連絡管３Ａを通して内筒６の流体を引出すと同時に内筒６の外周面からも流体を引出し、旋回流に加える循環流を形成する。この際に内筒６の外周面から流入する流体の一部は主流に混ざり接続口３から排出される。出口接続口１０では流入した流体が主に内筒６から噴出され、その外端から排出される。この際にガイド１０Ｂと連絡管１０Ａの位置、寸法、形状の関係によりその間隙からシェル内の流体を吸出また噴出す。出口接続口１１では内筒６から噴出する系内で最も異物の少ない流体が排出される。図１２に双方向接続口の入口と出口とを逆にした場合を示す。
【００２９】
以上のように、内筒６を分離できる構造にすると、シェル１、入口接続口９、双方向接続口３、４、出口接続口１０の製作組立を容易にすることができる。また、ガイド３Ｂ，４Ｂ，１０Ｂと連絡管３Ａ，４Ａ，１０Ａの位置関係、大きさ、形状等により流体の引出し量を調整することができる。
【００３０】
実施の形態４．
上述の実施の形態１，２，３では内筒６を必要としたが、本実施の形態４においては、内筒を使用しないサイクロンで、簡易に混入物を分離することが可能な場合を示す。図１３はこのような場合におけるサイクロン部構造図、図１４はこの発明の実施の形態４における流体の正方向フロー、図１５は逆方向フローを示すものである。また、図１６〜図１８に排出口を設けない場合の構造を示す。さらに、図１９〜図２１に、ガイドを設けない場合の構造を示す。図１３〜図２１のいずれにおいても、（ａ）は水平方向の断面図、（ｂ）は軸断面図である。図１３〜図２１において、シェル１の外周面から入口とする双方向接続口２，４、出口とする双方向接続口３，５が設けられている。これらの双方向接続口２，３，４，５には、ガイド２Ｂ，３Ｂ，４Ｂ，５Ｂが設けられている。これらの双方向接続口２，３，４，５は、図１３（ａ）〜図２１（ａ）に示されるように、隣接している双方向接続口どうしが９０°の角度になるように、点対称の位置に、配置されている。また、図１３（ｂ）〜図２１（ｂ）に示すように、双方向接続口２，３，４，５は、いずれも、同一形状を有し、シェル１の軸方向に対して、略々４５°の角度をなして、かつ、上向きに設置されている。なお、双方向接続口２，３，４，５の配置はこの場合に限らず、全てが同一方向のサイクロンを発生する向きであれば、この例以外の配置でもよいものとする。また、図１３〜図１５および図１９〜図２１の例においては、シェル１のサイクロン終端部に分離物の排出口７が設けられている。他の構成については、上述の実施の形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００３１】
次に、このように構成された図１３〜１５において、図１４に示すように、入口とする双方向接続口２，４からの流れはシェル１内で旋回流となり、混入物を分離する。混入物を分離した流体はサイクロン渦心を通り、ガイド３Ｂ，５Ｂから双方向接続口３，５に流入し外部に排出される。入口とする双方向接続口２，４のガィド２Ｂ，４Ｂでは周囲より低圧となり循環流を引出す。また、出口とする双方向接続口３，５の内端も周囲より低圧となり、ガイド３Ｂ，５Ｂから循環流を引出す。この際、内筒による連携が無いため、入口とする双方向接続口２，４から流入する流体の一部は双方向接続口２，４の内端及びガイド２Ｂ，４Ｂから双方向接続口２，４へ排出される。双方向接続口２，４の内端では複流となる。なお、流体から分離した混入物は、排出口７から外部に排出される。
【００３２】
図１６〜図１８に示した構成における動作は、同様であるため、ここでは説明を省略する。但し、図１６〜図１８の例においては、シェル１の底部は閉鎖されており、排出口７が設けられていないため、流体から分離した混入物はシェル１の底部に堆積する。堆積した混入物を取り出し可能にするために、この場合には、接続口２，３，４，５またはシェル１の底部をネジやフランジで固定しておいて分解可能な構造にしておくことが望ましい。
【００３３】
一方、図１９〜図２１のガイド３Ｂ，５Ｂがない場合は、双方向接続口３，５の内端から入り、排出される。図２１において、入口とする接続口３，５からの流れは、シェル１内で旋回流となり、混入物を分離し、混入物を分離した流体はサイクロン渦心を通り、ガイド２Ｂ，４Ｂから接続口２，４に流入し排出される。入口とする双方向接続口３，５のガイド３Ｂ，５Ｂでは、周囲より低圧となり、循環流を引出す。また、出口とする双方向接続口２，４の内端も周囲より低圧となり、ガイド２Ｂ，４Ｂから循環流を引出す。この際、内筒による連携が無いため、入口とする双方向接続口３，５から流入する流体の一部は双方向接続口３，５の内端及びガイド３Ｂ，５Ｂから双方向接続口３，５へ排出される。
【００３４】
以上のように、本実施の形態においては、内筒をなくした簡易構造ができる。また、図１３〜図１８においては、ガイド２Ｂ，３Ｂ，４Ｂ，５Ｂの位置、大きさ、形状等により流体の引出し量、混入物の分離状態を調整することができる。
【００３５】
実施の形態５．
上述の実施の形態１〜４では、サイクロン部がシェル１に対し、１：１の構成としているが、本実施の形態５においては、シェル１をボディー１２とし、サイクロン部をボディー１２に対し、１：複数とすることで、コンパクト化および取付けの容易化を図ることが可能な場合を示す。図２２〜図２６にその一例を示す。図２２は水平方向の断面図、図２３は軸断面図である。図２４〜図２６は、図２３における記号Ａ，Ｂ，Ｃの位置から見た各分離器の側面を示した側面図である。
【００３６】
図２２〜図２６の例においては、実施の形態３および４を変形させて組み合わせたものを示すが、この場合に限らず、他のいずれの実施の形態をそのままもしくは変形させて組み合わせてもよく、その場合にも同様の効果が得られることは言うまでもない。他の構成および動作については、上述の実施の形態と同じであるため、ここではその説明は省略する。但し、図２３等において、１３はプラグを示す。
【００３７】
以上のように、本実施の形態においては、サイクロン部をボディーに対し１：複数として複合化するようにしたので、分離器を取り付ける構造が兼用できるため、取付け部分が少なくなり、省スペース化が図れるとともに、取付け工程の手間を省くことができる。
【００３８】
なお、上記の実施の形態１〜５においては、図示された接続口を常に全て使用する例について説明しているが、その場合に限らず、各接続口は選択して使用することも可能である。すなわち、例えば、図１の例で説明すると、図１では接続口２，４と接続口３，５の組み合わせで使用すると説明したが、接続口４，５を閉止し、接続口２，３の組み合わせでの使用も可能であり、さらに、その使用状態から、接続口３，５を閉止し、接続口２，４の組み合わせの使用に切り換えることも可能であって、その場合にはシェル１が分岐路の機能をもつことになる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】この発明の実施の形態１における双方向型分離器の構造を示す断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１における双方向型分離器の構造を示す断面図である。
【図３】この発明の実施の形態１における双方向型分離器の構造を示す断面図である。
【図４】この発明の実施の形態１における双方向型分離器の構造を示す断面図である。
【図５】この発明の実施の形態１における双方向型分離器の構造を示す断面図である。
【図６】この発明の実施の形態１における双方向型分離器の構造を示す断面図である。
【図７】この発明の実施の形態２における双方向型分離器の構造を示す断面図である。
【図８】この発明の実施の形態２における双方向型分離器の構造を示す断面図である。
【図９】この発明の実施の形態２における双方向型分離器の構造を示す断面図である。
【図１０】この発明の実施の形態３における双方向型分離器の構造を示す断面図である。
【図１１】この発明の実施の形態３における双方向型分離器の構造を示す断面図である。
【図１２】この発明の実施の形態３における双方向型分離器の構造を示す断面図である。
【図１３】この発明の実施の形態４における双方向型分離器の構造を示す断面図である。
【図１４】この発明の実施の形態４における双方向型分離器の構造を示す断面図である。
【図１５】この発明の実施の形態４における双方向型分離器の構造を示す断面図である。
【図１６】この発明の実施の形態４における双方向型分離器の構造を示す断面図である。
【図１７】この発明の実施の形態４における双方向型分離器の構造を示す断面図である。
【図１８】この発明の実施の形態４における双方向型分離器の構造を示す断面図である。
【図１９】この発明の実施の形態４における双方向型分離器の構造を示す断面図である。
【図２０】この発明の実施の形態４における双方向型分離器の構造を示す断面図である。
【図２１】この発明の実施の形態４における双方向型分離器の構造を示す断面図である。
【図２２】この発明の実施の形態５における双方向型分離器の構造を示す断面図である。
【図２３】この発明の実施の形態５における双方向型分離器の構造を示す断面図である。
【図２４】この発明の実施の形態５における双方向型分離器の構造を示す側面図である。
【図２５】この発明の実施の形態５における双方向型分離器の構造を示す側面図である。
【図２６】この発明の実施の形態５における双方向型分離器の構造を示す側面図である。
【図２７】この発明の実施の形態３における双方向型分離器の構造を示す部分拡大図である。
【図２８】この発明の実施の形態３における双方向型分離器の変形例の構造を示す部分拡大図である。
【図２９】この発明の実施の形態３における双方向型分離器の他の変形例の構造を示す部分拡大図である。
【図３０】この発明の実施の形態３における双方向型分離器のさらなる他の変形例の構造を示す部分拡大図である。
【符号の説明】
【００４０】
１ シェル、２ 双方向接続口、２Ａ 連絡管、２Ｂ ガイド、３ 双方向接続口、３Ａ 連絡管、３Ｂ ガイド、４ 双方向接続口、４Ａ 連絡管、４Ｂ ガイド、５ 双方向接続口、５Ａ 連絡管、５Ｂ ガイド、６ 内筒、７ 排出口、８ ガスケット、９ 入口接続口、１０ 出口接続口、１０Ａ 連絡管、１０Ｂ ガイド、１１ 出口接続口。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サイクロンを発生させて流体に混入している混入物を分離させるための分離器であって、
略々円筒形の本体と、
前記本体の外周面に設けられ、前記本体の内部に連絡している複数の接続口と
を備え、
前記複数の接続口のうちの少なくとも１つは前記流体の入口および出口の両方に切り替え可能で、また、接続口は選択しても使用することが可能で、
前記流体は、入口とする接続口の外端部から流入され、当該入口とする接続口の内端部、本体の内部、および、出口とする接続口の内端部を介して、当該出口とする接続口の外端部から排出される
ことを特徴とする分離器。
【請求項２】
前記接続口の少なくとも１つと前記本体との間に設けられた連絡管をさらに備え、
前記連絡管部分で流路を絞ることを特徴とする請求項１に記載の分離器。
【請求項３】
前記接続口の少なくとも１つは、入口専用接続口または出口専用接続口であることを特徴とする請求項１または２に記載の分離器。
【請求項４】
前記サイクロンは一定方向に生成されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の分離器。
【請求項５】
前記接続口の入口と出口とを切り替えたときに、前記サイクロンの方向が反対方向に切り替わることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の分離器。
【請求項６】
前記本体の内部に設けられ、前記本体の内径よりも小さい外径を有する内筒をさらに備え、
前記流体は、入口とする接続口の外端部から流入され、当該入口とする接続口の内端部、内筒の外部、内筒の下端部、内筒の内部、および、出口とする接続口の内端部を介して、当該出口とする接続口の外端部から排出される
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の分離器。
【請求項７】
前記接続口と前記内筒との間に隙間が設けられていることを特徴とする請求項６に記載の分離器。
【請求項８】
前記本体の下端は開口しており、
前記開口に設けられ、分離後の前記混入物を排出するための排出口をさらに備えたことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の分離器。
【請求項９】
前記本体の下端は閉鎖されており、
分離後の前記混入物は前記本体の底部に堆積されることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の分離器。
【請求項１】
サイクロンを発生させて流体に混入している混入物を分離させるための分離器であって、
略々円筒形の本体と、
前記本体の外周面に設けられ、前記本体の内部に連絡している複数の接続口と
を備え、
前記複数の接続口のうちの少なくとも１つは前記流体の入口および出口の両方に切り替え可能で、また、接続口は選択しても使用することが可能で、
前記流体は、入口とする接続口の外端部から流入され、当該入口とする接続口の内端部、本体の内部、および、出口とする接続口の内端部を介して、当該出口とする接続口の外端部から排出される
ことを特徴とする分離器。
【請求項２】
前記接続口の少なくとも１つと前記本体との間に設けられた連絡管をさらに備え、
前記連絡管部分で流路を絞ることを特徴とする請求項１に記載の分離器。
【請求項３】
前記接続口の少なくとも１つは、入口専用接続口または出口専用接続口であることを特徴とする請求項１または２に記載の分離器。
【請求項４】
前記サイクロンは一定方向に生成されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の分離器。
【請求項５】
前記接続口の入口と出口とを切り替えたときに、前記サイクロンの方向が反対方向に切り替わることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の分離器。
【請求項６】
前記本体の内部に設けられ、前記本体の内径よりも小さい外径を有する内筒をさらに備え、
前記流体は、入口とする接続口の外端部から流入され、当該入口とする接続口の内端部、内筒の外部、内筒の下端部、内筒の内部、および、出口とする接続口の内端部を介して、当該出口とする接続口の外端部から排出される
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の分離器。
【請求項７】
前記接続口と前記内筒との間に隙間が設けられていることを特徴とする請求項６に記載の分離器。
【請求項８】
前記本体の下端は開口しており、
前記開口に設けられ、分離後の前記混入物を排出するための排出口をさらに備えたことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の分離器。
【請求項９】
前記本体の下端は閉鎖されており、
分離後の前記混入物は前記本体の底部に堆積されることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の分離器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【公開番号】特開２００６−３１４９１７（Ｐ２００６−３１４９１７Ａ）
【公開日】平成１８年１１月２４日（２００６．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１３９７０３（Ｐ２００５−１３９７０３）
【出願日】平成１７年５月１２日（２００５．５．１２）
【出願人】（５９１０３６４５７）三菱電機エンジニアリング株式会社 (419)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１１月２４日（２００６．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年５月１２日（２００５．５．１２）
【出願人】（５９１０３６４５７）三菱電機エンジニアリング株式会社 (419)
【Ｆターム（参考）】
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