標準サイクロン

サイクロンを使った掃除機があるが、サイクロンそのものは以前からあるもの。

構造としては遠心力により軽量なものと重量物を分離するというものであり、遠心集じん機とも言われる。入り口から入った空気はサイクロンの中で旋回し、ダストなど空気と比較しての重量物は遠心力により壁面に沈降、壁面を伝って下部に落下していく。

中心にはゴミの少なくなった空気がいるため、中央から排気する。

ダストは下部にたまるので下部にはゴミを貯める場所を別途設ける。ゴミを排出しないとサイクロン内部でゴミが延々と周回し、壁が摩耗する。
粒子の密度、大きさ、遠心力と重力のバランスで下部に落下しない粒子も生じる可能性がある。

とりあえず適当にあの形を作ればよいというわけではなく、標準サイクロンというものがあるのでまずはそれをためしてみるのがいい。

直径100としたときの標準サイクロン形状はこんな感じ。

入り口速度の目安：10～20m/s

仮に上記の図面単位がcmであるならば（直径1mのサイクロンはかなり大きいと思う）、入り口断面積が50*20=1000cm²=0.1m²なので、10m/sの風で得られる風量は1m³/s(1000L/s)

寸法がmmの場合、入り口断面積・風量も2桁小さくなり10L/s程度の風量となる。後は要求を満たす風量にて作れば良い。

サイクロン直径が1mの場合と0.1mの場合では同じ風速の場合、小さいサイクロンのほうが細かい粒子まで分離できるため、細かい粒子を分離したい場合はサイクロンを小型化し、多数並列するとよい。（ダイソンの掃除機みたいになる）