DE3447719A1 - Impuls-hochspannungsquelle sowie hiermit ausgeruesteter elektrischer staubabscheider mit impulsaufladung - Google Patents

Description

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Impuls-Hochspannungsquelle sowie hiermit ausgerüsteter elektrischer Staubabscheider mit Impulsaufladung

Die Erfindung betrifft eine Hochleistungs-Impuls-Hochspannungsquelle zur Zuführung einer steilen Impulsspannung zu einer Last, die durch einen Widerstand oder eine Koronaentladung sowie eine hierzu parallel liegende elektrostatische Kapazität gebildet wird, beispielsweise durch einen elektrischen Staubabscheider oder Ozonisator. Die Erfindung betrifft ferner einen mit einer solchen Impuls-Hochspannungsquelle ausgerüsteten elektrischen Staubabscheider des Impuls-Ladungstyps.

Bei bekannten Impuls-Hochspannungsquellen für derartige Zwecke wird der die Impulsspannung erzeugende Kondensator üblicherweise nach Aufladung über eine Gleichstromquelle momentan über ein Hochspannungs-Schaltelement mit der Last zum Zwecke

20' der Entladung verbunden. Hierbei entsteht durch die Widerstandsentladung des Kondensators ein Hochspannungsimpuls an den Enden der Last. Wegen des unterschiedlichen Gleichspannungspegels zwischen der Impuls-Hochspannungsquelle und der Last verbindet man üblicherweise die Spannungsquelle mit der Last über einen Impulstransformator und einen Koppelkondensator. Bei einer derartigen Schaltung wird jedoch der den Spannungsimpuls erzeugende Kondensator über die Gleichstrom-Ladequelle wieder auf eine hohe Spannung geladen, nachdem das Hochspannungs-Schaltelement eingeschaltet ist. Infolgedessen wird das Hochspannungs-

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Schaltelement wieder gezündet, und es fließt ein dynamischer Strom von der Ladequelle zur Last. Eine periodische Impulsspannung kann somit auf diese Weise nicht erzeugt werden. Um das geschilderte Phänomen zu unterdrücken, ist es bekannt, einen Widerstand zur Begrenzung eines hohen Stromes zwischen die Gleichstrom-Ladungsquelle und den die Impulsspannung erzeugenden Kondensator einzuschalten und auf diese Weise die Geschwindigkeit der Wiederaufladung zu begrenzen. Auf diese Weise wird der Übergang des Hochspannungs-Schaltelementes in den Ausschaltzustand (nach einer Einschaltfunktion) durch Erlöschen der Entladung sichergestellt. Der Nachteil dieser Methode besteht jedoch darin, daß eine übermäßig große Zeit zur Aufladung des die Impulsspannung erzeugenden Kondensators erforderlich ist; eine Impulsspannung hoher Frequenz läßt sich auf diese Weise nicht erzielen. Der zur Strombegrenzung verwendete Widerstand bedingt ferner einen großen Leistungsverlust, und der leistungsmäßige Wirkungsgrad der Impuls-Hochspannungsquelle wird dadurch sehr herabgesetzt. Aufgrund der geschilderten Nachteile konnte sich die erläuterte Ausführung in der Praxis bisher nicht durchsetzen.

Es ist bekannt, daß die Wirkungsweise eines elektrischen Staubabscheiders wesentlich verbessert werden kann, wenn der Entladungselektrode nicht eine hohe Gleichspannung, sondern eine periodische Impuls-Hochspannung zugeführt wird (Methode der impulsweisen Aufladung)· Bei allen bisher be-

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kannten Ausführungen ist jedoch die Impuls-Hochspannung einer Gleichstrom-Hochspannung an den Entladungselektroden überlagert. Es ist demgemäß erforderlich, daß Koppelglieder, beispielsweise ein Impulstransformator, ein Koppelkondensator oder eine Kombination dieser Elemente, zwischen den Ausgangsanschluß der Impuls-Hochspannungsquelle und der Entladeelektrode eingeschaltet wird, so daß einerseits eine gleichstrommäßige Trennung erfolgt, die Impulsspannung jedoch frei

übertragen wird. Dadurch wird eine direkte Verbindung zwischen der Impuls-Hochspannungsquelle und der Entladeelektrode vermieden und es wird verhindert, daß die Zuführung der Gleichstrom-Hoch-Spannung zur Entladeelektrode auch auf die Ausgangsseite der Impuls-Hochspannungsquelle einwirkt. Mit der Vergrößerung der elektrischen Staubabscheider ergeben sich jedoch auch sehr große Kapazitäten der genannten Koppelglieder, was die Kosten der Gesamtanlage wesentlich erhöht. In den Koppel-

gliedern tritt ferner ein beachtlicher Leistungs-Ä verlust ein. Diese Nachteile verhinderten bisher

eine praktische Realisierung der Impuls-Lademethode.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Impuls-Hochspannungsquelle zu schaffen, die sich durch eine einfache Schaltung, niedrige Herstellkosten und einen hohen Wirkungsgrad auszeichnet und die damit die Nachteile der bisher bekannten Ausführungen vermeidet.

Ziel der Erfindung ist es weiterhin, einen elektrischen Staubabscheider mit Iitipulsaufladung zu schaffen, der sich durch einfache Bauweise, niedrige Herstellkosten und einen hohen Wirkungsgrad auszeichnet, wobei die oben erläuterten Probleme der bekannten Ausführungen vermieden sind.

Ein wesentliches Lösungsmerkmal der Erfindung besteht in der Verwendung eines Systems, das 10

(1) ein Hochspannungs-Schaltelement des Einschalt-Ausschalt-Typs verwendet, das unmittelbar nach einer Einschaltfunktion in den Ausschaltzustand zurückgestellt werden kann und

(2) bei dem die Ladespannungsquelle mit einer Einrichtung zur Stromsperrung versehen ist.

Diese Einrichtung ist so ausgebildet, daß der Ausgangsstrom der Ladespannungsquelle unterdrückt wird, während das Hochspannungs-Schaltelement vom Einschaltzustand in den Ausschaltzustand übergeht. Die Aufladung des zur Erzeugung der Impulsspannung dienenden Kondensators wird somit während dieser Übergangsperiode verhindert, wodurch die Erzeugung eines der Last zugeführten dynamischen Stromes vermieden wird. Die Einrichtung ist ferner so ausgebildet, daß der oben genannte Ausgangsstrom der Ladespannungsquelle während einer Ausschaltperiode des Hochspannungs-Schaltelementes (nachdem dieses in den Ausschaltzustand zurückgestellt ist) wiederhergestellt wird.

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Die Erfindung geht aus von einer Impuls-Hochspannungsquelle mit einem zur Erzeugung einer ImpulsSpannung dienenden Kondensator, der mit dem einen Ende einer Last verbunden ist, wobei eine Lade-Hochspannungsquelle mit den beiden Enden des Kondensators zwecks Aufladung verbunden ist. Ein Hochgeschwindigkeits-Hochspannungs-Schaltelement ist zwischen einem weiteren An-Schluß des Kondensators und einem weiteren An-Schluß der Last vorgesehen. Dieses Schaltelement kann periodisch beide Anschlüsse während einer kurzen Zeitdauer verbinden und dadurch die Ladespannung des Kondensators beiden Enden der Last in Form eines Hochspannungsimpulses zuführen.

Erfindungsgemäß ist ein Hochgeschwindigkeits-Hochspannungs-Schaltelement des Einschalt-Ausschalt-Typs vorgesehen, das unmittelbar nach einer Einschaltfunktion in den Ausschaltzustand zurückgestellt werden kann. Die Lade-Hochspannungsquelle ist ferner mit einer Einrichtung zur Stromunterdrückung vorgesehen, die jeden Ausgangsstrom der Ladespannungsquelle unterdrückt und damit eine Aufladung des zur Erzeugung der Impulsspannung dienenden Kondensators wenigstens während der Zeitdauer unterdrückt, in der das Hochgeschwindigkeits-Hochspannungs-Schaltelement von einem Einschaltzustand in einen Ausschaltzustand übergeht. Dadurch wird die Zuführung eines dynamischen Stromes zur Last verhindert. Die Sperrung des Ausgangsstromes durch die vorstehend

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genannte Stromunterdrückungseinrichtung wird

während der Ausschaltperiode des Hochgeschwindigkeit s-Hochspannungs-Schaltelementes aufgehoben, so daß wieder eine Aufladung des zur Erzeugung
der Impulsspannung dienenden Kondensators erfolgen kann. Die Impuls-Hochspannung wird auf diese Weise den beiden Enden der Last durch Ein- und
Ausschaltung des Hochgeschwindigkeits-Hochspannungs-Schaltelementes zugeführt, wobei die

Einrichtung zur Stromunterdrückung in der erläuterten Weise betätigt wird. Dann wird der Kondensator erneut geladen, indem die Stromunterdrückungsfunktion der Stromsperreinrichtung aufgehoben wird. Die genannten Vorgänge werden sodann periodisch wiederholt, woraus sich die Zuführung einer periodischen-Impuls-Hochspannung
zur Last ergibt.

Befindet sich ein Hochgeschwindigkeits-Hochspannungs-Schaltelement im Einschaltzustand, so
wird die Aufladung des zur Erzeugung der Impulsspannung dienenden Kondensators von der Ladespannungsquelle und demgemäß die Erzeugung eines dynamischen Stromes vollständig unterdrückt. Der eingangs erwähnte Widerstand zur Strombegrenzung kann infolgedessen vollständig entfallen. Durch
das Weglassen dieses Widerstandes läßt sich eine wesentlich höhere Frequenz erzielen, und es werden die mit einem solchen Strombegrenzungswiderstand verbundenen Verluste vermieden. Der Fortfall dieses Widerstandes bringt damit auch eine

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wesentliche Verbesserung des Leistungswirkungsgrades mit sich.

Die für die Erfindung wesentliche Einrichtung zur Stromunterdrückung kann grundsätzlich durch jedes Element gebildet werden, das die Aufladung des Kondensators durch die Ladespannungsquelle und die Erzeugung eines der Last zugeführten dynamischen Stromes wenigstens während des Einschaltzustandes des Hochspannungs-Schaltelementes verhindert und das andererseits eine genügende Aufladung dieses Kondensators durch die Ladespannungsquelle während des Ausschaltzustandes des Schaltelementes ermöglicht. Zu diesem Zweck können sowohl elektrische als auch mechanische Schaltelemente, ferner auch Kombinationen beider, Verwendung finden. Als Hochspannungs-Schaltelement des Einschalt-Ausschalt-Typs können beispielsweise Thyristoren und Leistungstransistoren Verwendung finden, ferner Thyratrons (einschließlich Wasserstoff-Thyratrons), mechanische Schalter wie Funkenstrecken (mit oder ohne Zündelektrode), lasergetriggerte Funkenstrecken sowie rotierende Funkenstrecken. Als Kondensatoren zur Impulserzeugung können ölimprägnierte Papierkondensatoren, keramische Kondensatoren, Kabel usw. verwendet werden. Bevorzugt werden Elemente mit einer niedrigen inneren Induktivität. Als Ladespannungsquelle kann jede Spannungsquelle benutzt werden, die eine konstante oder variable Ausgangsspannung erzeugt. Zur Erzeugung einer veränderlichen Aus-

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\ gangsspannung kann ein System verwendet werden, bei dem die Eingangs-Wechselspannung durch eine Regulierdrossel oder eine Sättigungsdrossel gesteuert wird, ferner ein System, bei dem die Eingangs-Wechselspannung oder -Wechselstrom durch antiparallel geschaltete Thyristoren phasengesteuert wird. Die Ladespannungsquelle kann durch ein System gebildet werden, bei dem ein Halb- oder Vollwellen-Gleichrichter mit der Sekundärseite

IQ (Hochspannungsseite) eines Hochspannungs-Transformators verbunden ist, ferner ein System, bei dem mit der vorstehend geschilderten Einrichtung ein Kondensator verbunden ist, ferner ein System, bei dem eine geeignete Induktivität in Reihe mit dem Gleichrichter geschaltet ist, so daß die Ladespannung durch Resonanzwirkung· den Scheitelwert der Spannung auf der Sekundärseite des Transformators übersteigt, schließlich auch ein System, bei dem die Ladespannung mittels eines Spannungsverdopplers oder einer Gleichrichtervervielfältigerschaltung erhöht wird. Als Wechselspannungsquelle, die an die Primärseite des Transformators angeschlossen wird, kann eine Spannungsquelle von Netzfrequenz, eine Spannungsquelle mit von Netzfrequenz abweichender Frequenz (ausgerüstet beispielsweise mit einem Wechselrichter) und eine Spannungsquelle veränderlicher Frequenz verwendet werden.

Zur Lösung der zweiten oben genannten Teilaufgabe der Erfindung, d.h. zur Schaffung eines neuartigen elektrischen Staubabscheiders mit Impulsaufla-

dung, wird erfindungsgemäß der Scheitelwert der Ausgangsimpulsspannung der Impuls-Hochspannungsquelle auf einen hohen Wert eingestellt, der der erforderlichen maximalen Spitzenspannung zwischen der impulsweise geladenen Entladungselektrode

und der impulsweise geladenen Staubsammelelektrode eines elektrischen Staubabscheiders entspricht; dann werden die Ausgangsanschlüsse dieser Impuls-/""\ Hochspannungsquelle direkt mit der Entladelektro-

de und der Staubsammelelektrode verbunden, ohne

daß eine Kopplungselektronik (Interphase) zwischengeschaltet wird. Bisher enthält die Impuls-Hochspannungsquelle einen zur Erzeugung der Impulsspannung dienenden Kondensator, eine Ladespannungsquelle hierfür sowie ein Hochspannungsschaltelement, das momentan eine Ladespannung der Last zuführt. Wenn jedoch die Ausgangsanschlüsse der Impuls-Hochspannungsquelle direkt mit der Entladeelektrode und der Staubsammelelektrode verbunden werden, wird der Zusammenhang zwischen der Ladequelle und der Entladeelektrode sowie der Staubsammelelektrode auch nach einer Einschaltwirkung des Hochspannungs-Schaltelementes aufrechterhalten. Nach Zuführung eines Hochspannungsimpulses durch momentane Entladung des Kondensators wird somit - bei

den bisher bekannten Ausführungen - ein dynamischer Strom den beiden Elektroden zugeführt. Infolgedessen gelangt ständig eine Lade-Gleichspannung an die beiden Elektroden, und es erfolgt keine reine Impulsladung.

^ Erfindungsgemäß werden diese Nachteile im wesentlichen dadurch vermieden, daß

(1) ein Hochspannungs-Schaltelement des Einschalt-Ausschalt-Typs in den Ausschaltzustand zurückgestellt werden kann, unmittelbar nachdem es sich im Einschaltzustand befand und

(2) daß die Ladespannungsquelle mit einer Einrichtung zur Stromunterdrückung versehen ist.

Diese letztere Einrichtung ist so ausgebildet, daß der Ausgangsstrom der Ladespannungsquelle verhindert wird während der zusammenhängenden Periode, in cir sich das Hochspannungs-Schaltelement im Einschaltzustand befindet, bis es wieder in den Ausschalt-Zustand zurückgestellt ist. Eine Aufladung des zur Erzeugung der Impulsspannung dienenden Kondensators während dieser Zeitspanne und damit die Erzeugung eines den beiden Elektroden zugeführten dynamischen Stromes wird damit verhindert. Die Einrichtung zur Stromunterdrückung ist ferner so ausgebildet, daß der genannte Ausgangsstrom der Ladespannungsquelle nach der Rückstellung des Hochspannungs-Schaltelementes in den Ausschaltzustand wieder hergestellt wird.

Wenngleich es aus wirtschaftlichen Gründen zweckmäßig ist, die elektrostatische Kapazität C_Q des zur Erzeugung der Impulsspannung dienenden Kondensators so klein wie möglich zu machen, so kann doch ein Ausgangsspannungsimpuls von ausreichend

hohem Scheitelwert nicht mit einem Kondensator erzeugt werden, der eine zu geringe Kapazität besitzt. Es ist demgemäß erwünscht, daß die Kapazität C in der gleichen Größenordnung wie die elektrostatische Kapazität C-, zwischen der Entladeelektrode und der Staubsammelelektrode liegt. Die impulsweise Ladung geschieht wie folgt. Zunächst wird das Hochspannungs-Schaltelement zu einem Zeitpunkt t₁ in den Einschaltzustand gebracht,

während die Stromunterdrückungseinrichtung ihre Funktion ausübt. Zu diesem Zeitpunkt wird die Ladespannung ν des Kondensators zwischen die Entladeelektrode und die Staubsammelelektrode gelegt, und zwar erfolgt die Zuführung über die Gesamtinduktivität L und den Gesamtwiderstand R, die sich aus der Induktivität und dem Widerstand der Anschlußleitungen und des Hochspannungs-Schaltelementes selbst zusammensetzen. Es wird somit zunächst eine hochfrequente Übergangsschwingung in der Serienschaltung C-L-R-C, erzeugt. Durch die Anfangsspitze dieser Spannungsschwingung wird ein Hochspannungs-Spannungsimpuls ν von

P kurzer Dauer momentan der Entladeelektrode und der Staubsammelelektrode zugeführt (vgl. Fig.8B). Dadurch wird an der ganzen Entladungselektrode eine gleichmäßige Impulskoronaentladung erzeugt. Es entsteht dadurch ein Plasma aus einer Vielzahl von positiven und negativen Ionen. In Fig.8B bezeichnet die Ordinate v, die Spannung zwischen

beiden Elektroden und die Abszisse t die Zeit. Wenn C ^ C,, so wird der Wert ν der Scheitel-

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spannung aufgrund der Übergangsschwingung ein Maximum, so daß die Beziehung gilt ν = 2v_Q - v, . Wenn C sich C. nähert, verringert sich der Wert ν . Bei C = C. gilt ν rv . Diese Übergangsschwingung klingt in einer verhältnismäßig kurzen Zeit ab. Der Wert ν ^ der Spanung zwischen den beiden Elektroden sinkt dann durch Koronaentladung verhältnismäßig langsam ab, wobei die Anfangsspannung v- = ν /(C +C^). Unipolare Ionen werden somit aus dem Plasma abgezogen, wobei die Rekombination durch das Gleichspannungsfeld zwischen den beiden Elektroden und den Ionenstrom zur Staubsammelelektrode voranschreitet. Durch diese Ionenstrom wird die in C und C-, gespeicherte Ladung verbraucht und die Spannung v,, zwischen beiden Elektroden verringert sich- Zu einem bestimmten Zeitpunkt t~ während dieses Abklingvorganges geht das Hochspannungs-Schaltelement in den Ausschaltzustand über. Nunmenr ist C isoliert und das weitere Abklingen von v, erfolgt nur durch den Verbrauch der Ladung von C-,. Die Abklinggeschwindigkeit verändert sich daher. Zu diesem Zeitpunkt tritt mit der Verringerung der Spannung v, auch eine Verringerung des Ionenstromes selbst auf und beeinflußt damit im folgenden die Geschwindigkeit der Spannungsverringerung. Auf der anderen Seite hält die Spannung ν des zur Erzeugung der Impulsspannung dienenden Kondensators den Wert v, zum Zeitpunkt t~ bis zum Zeitpunkt t-,

^O der nächsten Ladung (vgl. Fig.8A). Die Verringerung von ν., kann sich bis zur Zuführung der nächsten

Impulsspannung fortsetzen. Im Unterschied hierzu kann das Abklingen der Spannung auch zu einem bestimmten Zeitpunkt vor der Zuführung des nächsten Spannungsimpulses aufhören, wenn der Ionenstrom durch Fortfall des · Plasmas aufhört oder wenn ν, unter die Gleichspannung fällt, bei der die Koronawirkung einsetzt. In beiden Fällen erreicht v-, den niedrigsten Wert v, unmittelbar vor dem nächsten Ladeimpuls. Nachdem das Hochspannungs-Schaltelement in den Ausschaltzustand zurückgestellt wurde, wird der zur Erzeugung der Impulsspannung dienende Kondensator erneut auf ν geladen, indem die Stromsperrfunktion der Stromsperreinrichtung im Zeitpunkt t^ aufgehoben wird. Dann wird die Strom-

■^ Sperrfunktion der Stromsperreinrichtung im Zeitpunkt t. (vor t₁) wieder hergestellt; das Hochspannungs-Schaltelement wird eingeschaltet, so daß den beiden Elektroden wieder ein Hochspannungsimpuls zugeführt wird. Die geschilderten Vorgänge wiederholen sich sodann.

Den beiden Elektroden wird eine periodische Impuls-Hochspannung zugeführt, wie sie in Fig.8B dargestellt ist. Sie enthält eine hochfrequente Ein-

Schaltschwingung und eine folgende Abklingkurve (entsprechend einer CR-Entladung). Im Mittel wird den beiden Elektroden eine Gleichspannung v, gemäß Fig.8B zugeführt. Die zwischen beiden Elektroden vorhandenen Staubpartikel werden durch Zusammenstoß mit dem durch die genannte Koronaentladung erzeugten, unipolaren Ionenstrom aufgela-

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den und dann durch das mittlere Gleichspannungsfeld (beruhend auf v, ) zur Staubsammelelektrode geführt.

In einem solchen Falle ergibt sich an der ganzen Entladeelektrode eine gleichmäßigere und intensivere Impulskorona, da der Spitzenwert des Hochspannungs-Impulses vergrößert ist und der Spannungsaufbau rascher erfolgt. Andererseits kann ein übermäßig rascher Spannungsanstieg das Hochspannungs-Schaltelement beschädigen. Die oben erwähnte hochfrequente Einschaltschwingung ist daher für das erfindungsgemäße Impulsladesystem von Bedeutung. Um den Wert und die Periode dieser Schwingung zu steuern, kann in Reihe mit dem Hochspannungs-Schaltelement erforderlichenfalls eine Induktivität mit geeignetem Wert eingeschaltet werden. In einem solchen Falle kann eine ideale Stromverteilung erzielt werden, wenn die Zeit des Spannungsanstieges kleiner als einige Hundert ns ist. Es ist erwünscht, daß die Anstiegszeit kleiner als 2 με ist, um eine gleichmäßige Stromverteilung zu gewährleisten. Findet als Hochspannungs-Schaltelement ein Element Verwendung, das durch eine Spannung in Sperrichtung abgeschaltet wird, beispielsweise ein Thyristor, so kann die erforderliche Ausschaltfunktion nach einem Einschaltzustand automatisch durch die auf dieser Einschaltschwingung beruhende Sperrspannung erfolgen. Die Anfangsspitzenspannung zwischen den beiden Elektroden kann ferner wesentlich höher als

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die Ladespannung ν des zur Erzeugung der impulsspannung dienenden Kondensators gemacht werden.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung wird von einem elektrischen Staubabscheider ausgegangen, enthaltend ein Gehäuse, einen Einlaß für das staubhaltige Gas, einen Auslaß für das Reingas, einen Kanal zur Abscheidung des Staubes, eine an Masse angeschlossene Staubsammelelektrode, eine Entladungselektrode, die der Staubsammelelektrode gegenüber angeordnet und von ihr isoliert ist, wobei beide Elektroden in einer Gasleitung innerhalb des Gehäuses angeordnet sind, ferner eine Hochspannungsquelle zur Erzeugung einer Hochspannung zwischen der Staubsammelelektrode und der Entladeelektrode zur Erzeugung einer Koronaentladung an der Entladeelektrode.

Erfindungsgemäß ist bei einem derartigen elektri-' sehen Staubabscheider eine Impuls-Hochspannungsquelle vorgesehen, die einen zur Erzeugung der Impulsspannung dienenden Kondensator enthält, der mit einem Anschluß an Masse liegt, wobei eine Hochspannungs-Ladequelle mit beiden Anschlüssen dieses Kondensators verbunden ist, um ihn aufzuladen. Weiterhin ist erfindungsgemäß ein Hochspannungs-Schaltelement zwischen dem nicht mit Masse verbundenen Anschluß dieses Kondensators und der Entladeelektrode vorgesehen, wobei dieses Hochgeschwindigkeits-Schaltelement (mit Einschalt-Ausschalt-Funktion) periodisch eine kurzzeitige

Verbindung zwischen diesem Anschluß und der Elektrode herstellt, um die Ladespannung des Kondensators zwischen die Entladeelektrode und die Staubsammelelektrode in Form eines Hochspannungsimpulses zu legen, während dieses Hochspannungs-Schaltelement unmittelbar danach in den Ausschaltzustand zurückgestellt wird. Die Ausgangsanschlüsse der Impuls-Hochspannungsquelle sind dabei mit der Entladeelektrode und der Staubsammelelektrode ohne Zwischenschaltung von Koppelgliedern verbunden. Eine Einrichtung zur Stromunterdrückung ist in der Hochspannungs-Ladequelle vorgesehen und sperrt jeden Ausgangsstrom dieser Ladequelle wenigstens während der Einschaltperiode des Hochspannungs-Schaltelementes bis zu seiner Rückstellung in den Ausschaltzustand, so daß die Zuführung eines dynamischen Stromes zur Entladeelektrode verhindert wird. Die vorstehend genannte Unterdrückung des Ausgangsstromes durch die Stromsperreinrichtung wird auf-. gehoben, wenn das Hochspannungs-Schaltelement wieder in den Ausschaltzustand zurückgekehrt ist, so daß dann der zur Erzeugung der Impulsspannung dienende Kondensator wieder aufgeladen werden kann. Auf diese Weise wird zwischen der Entladeelektrode und der Staubsammelelektrode ein Hochspannungsimpuls erzeugt, indem das für die Entladung verwendete Hochspannungs-Schaltelement laufend ein- und .ausgeschaltet wird, wobei gleichzeitig die Einrichtung zur Unterdrückung des Aufladestromes betätigt wird. Durch Aufhebung der Funktion der Stromsperreinrichtung wird dann der zur Erzeugung

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des Impulses dienende Kondensator jeweils wieder aufgeladen. Die geschilderten Vorgänge wiederholen sich periodisch, so daß an der Entladeelektrode periodisch eine Impulskoronaentladung entsteht.

Staubpartikel, die in dem zwischen beiden Elektroden hindurchgeführten Gasstrom enthalten sind, werden durch die von der Koronaentladung herrührenden Ionen aufgeladen, an der Staubsammelelektrode gesammelt, fallen von dieser Elektrode ab und werden dann über den Staubabführkanal nach außen befördert, während das gereinigte Gas durch den Reingasauslaß abströmt.

Der Erfindungsgemäße elektrische Staubabscheider ermöglicht somit eine impulsweise Aufladung ohne Verwendung einer kostenspieligen und mit hohen Verlusten behafteten Kopplungselektronik zwischen der Ladespannungsquelle und der Entladungselektrode. Die impulsweise Ladung läßt sich damit mit niedrigen Kosten und hohem Wirkungsgrad realisieren.

Die bei dem erfindungsgemäßen Staubabscheider verwendete Stromsperreinrichtung kann durch jedes

²^ Element gebildet werden, das ein Aufladen des Kondensators über die Ladespannungsquelle und die Erzeugung eines der Entladungselektrode zugeführten dynamischen Stromes wenigstens während des Einschaltzustandes des Hochspannungs-Schaltelemen-

^0 tes verhindert und das ferner eine ausreichende Aufladung des Kondensators durch die Ladespannungs-

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*■ quelle während des Ausschaltzustandes des genannten Schaltelementes ermöglicht. Geeignete Einrichtungen sind beispielsweise elektrische oder mechanische Schaltelemente, ferner Kombinationen hiervon. Als Hochspannungs-rSchaltelement für die Entladung können beispielsweise Halbleiterelemente, wie Thyristoren und Leistungstransistoren verwendet werden, weiterhin Entladungsröhren, wie Thyratrons (einschließlich Wasserstoff-Thyratrons), weiterhin mechanische Schaltelemente, wie Funkenstrecken (mit oder ohne Zündelektroden), lasergetriggerte Funkenstrecken und rotierende Funkenschalter. Als Kondensatoren zur Impulserzeugung können ölimprägnierte Papierkondensatoren, keramische Kondensatoren, Kabel oder dgl. Verwendung finden. Keramische Kondensatoren mit niedriger Induktivität werden jedoch bevorzugt. Als Ladespannungsquelle kann jede Spannungsquelle mit konstanter oder variabler Ausgangsspannung benutzt werden. Zur Erzeugung einer variablen Spannung kann beispielsweise ein System benutzt werden, bei dem die Eingangs-Wechselspannung durch eine Regulierdrossel oder eine Sättigungsinduktivität gesteuert wird, ferner ein System, bei dem die Eingangs-Wechselspannung oder der Eingangs-Wechselstrom durch antiparallel geschaltete Thyristoren phasengesteuert wird. Die Ladespannungsquelle kann durch ein System gebildet werden, bei dem ein Halb- oder Vollwellen-Gleichrichter mit der Sekundärseite (Hoch-

Spannungsseite) eines Hochspannungstransformators verbunden ist, ferner ein System, bei dem ein Kondensator zu der vorstehend genannten Schaltung

hinzugefügt ist, weiterhin ein System, bei dem eine geeignete Induktivität in Reihe zum Gleichrichter geschaltet ist, so daß die Ladespannung den Scheitelwert der Spannung auf der Sekundärseite des Transformators durch den Resonanzvorgang übersteigt, schließlich auch ein System, bei dem die Ladespannung mittels eines Spannungsverdopplers oder eines Vervielfacher-Gleichrichterkreises erhöht ist. Es liegt ferner auf der Hand, daß als Wechselspannungsquelle, die mit der Primärseite des Transformators verbunden wird, eine Spannungsquelle von Netzfrequenz, eine Spannungsquelle mit einer von Netzfrequenz abweichenden Frequenz (eventuell ausgerüstet mit Wechselrichter) oder eine Spannungsquelle mit veränderlicher Frequenz benutzt werden kann.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung veranschaulicht. Es zeigen 20

Fig.1 ein Schaltbild eines ersten Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Impuls-Hochspannungsquelle ,

Fig.2A und 2B Diagramme zur Erläuterung der

Funktion gemäß Fig.1,

Fig.3 ein Schaltbild eines weiteren Ausführungsbeispieles,
30

Fig.4A und 4B Diagramme zur Erläuterung der

Funktion der Ausführung gemäß Fig.3,

Fig.5, 6 und 7 Schaltbilder von weiteren Ausführungsbeispielen,

Fig.8A und 8B Diagramme zur Erläuterung des Prinzips der Impulsladung bei einem erfindungsgemäßen elektrischen Staubabscheider mit Impulsladung,

Fig.9 ein Schaltbild eines Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen elektrischen Staubabscheiders, 15

Fig.1OA und TOB Diagramme zur Erläuterung der Ausführung gemäß Fig.9,

Fig.11 ein Schaltbild eines weiteren Ausführungsbeispieles,

Fig.12 ein Schaltbild eines weiteren Ausführungsbeispieles ,

Fig.13A und 13B Diagramme zur Erläuterung der

Ausführung gemäß Fig.12,

Fig-. 14 ein Schaltbild eines weiteren Ausführungsbeispieles,
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± Fig.15a und 15B Diagramme zur Erläuterung der

Funktion der Ausführung gemäß Fig.14,

Fig.16, 17 und 18 Schaltbilder von weiteren Ausführungsbeispielen der Erfindung.

Fig.1 zeigt ein Schaltbild eines Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Impuls-Hochspannungsquelle. Als Ladungsspannungsquelle findet eine

IQ Gleichspannungsquelle mit Vollwellen-Gleichrichterschaltung Verwendung, wie sie bisher bereits in großem Umfang für elektrische Staubabscheider benutzt wird. Ein Thyristor mit einem Abschaltkreis wird als Hochgeschwindkeits-Hochspannungs-Schaltelement benutzt. Die Einrichtung zur Stromsperrung enthält zusätzlich antiparallel geschaltete Thyristoren auf der Primärseite des Hochspannungstransformators der bekannten Ladungs-Spannnngsquelle. .

Eine Ladungs-Spannungsquelle 1 enthält einen Hoch-Spannungstransformator 2, eine an die Primärwicklung 3 des Transformators 2 angeschlossene Wechselspannungs-Niederspannungsquelle 4 sowie eine mit der Sekundärwicklung 5 des Transformators 2 verbundene Vollwellen-Gleichrichterschaltung 6. Mit den Ausgangsanschlüssen 7 und 8 der Gleichrichterschaltung 6 ist ein zur Formung der Impulsspannung dienender Kondensator 9 verbunden, der aus mehreren in Reihe geschalteten Kondensatorelementen besteht. Parallel zum Kondensator

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j: sind zur Vergleichmäßigung der Spannungsverteilung dienende Gleichrichterelemente 10 geschaltet, die in Sperrichtung vorgespannt sind. Aufgrund ihrer nicht linearen Charakteristik in Sperrichtung wird eine ungleichmäßige Spannungsverteilung auf die einzelnen Kondensatorelemente verhindert, wodurch diese Kondensatorelemente geschützt werden. Als Wechselstrom-Niederspannungsquelle 4 kann eine Spannungsquelle mit Netzfrequenz Verwendung finden, ferner eine Spannungsquelle, deren Frequenz von Netzfrequenz abweicht und die mit einem Wechselrichter versehen ist, ferner auch eine Spannungsquelle mit variabler Frequenz. Antiparallel geschaltete Thyristoren 11 und 12 sind zwischen der Primärwicklung 3 des Hochspannungstransformators 2 und der Wechselstrom-Niederspannungsquelle 4 angeordnet. Werden den Torelektroden 13 und 14 Torsignalströme von einer Steuerschaltung 15 zugeführt, so können die Thyristoren 11 und 12 hierdurch eingeschaltet werden. Weiterhin enthält die Schaltung einen Thyristor 16 als Hochgeschwindigkeit s-Hochspannungs-Schaltelement (des Einschalt-Ausschalt-Typs). Wird der Torelektrode 17 von einem Einschaltkreis 18 ein Torsignalstrom zugeführt, so wird der Thyristor 16 hierdurch eingeschaltet. Das Ausschalten des Thyristors 16 erfolgt durch Zuführung eines Sperrstromes von einem Abschaltkreis 19. Mit 20, 21 sind Leitungen bezeichnet. In der Leitung 20 liegt eine Induktivität 22, die den Stromanstieg in Durchlaßrichtung begrenzt und damit den Thyrostor 16 schützt. In Reihe mit der Induktivität 22 ist

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. ein Widerstand 23 zur Dämpfung von Störschwingungen vorgesehen. Die Ausgangsanschlüsse sind mit 24 und 25 bezeichnet; dabei liegt der Ausgangsanschluß 25 an Masse. Eine Last 28 ist über Leitungen 26, 27 angeschlossen.

Die Funktion dieses Ausführungsbeispieles sei in Verbindung mit den Fig.2A und 2B erläutert.

In Fig.2A veranschaulicht eine gestrichelte

Linie ν die Wellenform der Wechselstrom-Ausa

gangsspannung zwischen den beiden Enden der Sekundärwicklung 5 des Hochspannungstransformators 2, wenn ein Strom in Durchlaßrichtung ständig durch die antiparallel· geschalteten Thyristoren 11 und 12 fließt. Es sei nun angenommen, daß Signalströme von der Steuerschaltung 15 zu den Toren 13 und 14 der Thyristoren 11 und 12 zu den Zeitpunkten t-j und t₂ fließen, wobei diese Zeitpunkte in der Phasenlage gegenüber den Spannungsnullpunkten der positiven und negativen Halbwelle verschoben sind. Die beiden Thyristoren werden jeweils zum Zeitpunkt t- bzw. t~ eingeschaltet. Infolgedessen ergibt sich an den Anschlüssen 7 und 8 der Vollwellen-Gleichrichterschaltung 6 eine negative elektromotorische Kraft entsprechend den schraffierten Bereichen ν ; der Kondensator wird hierdurch negativ aufgeladen. Die Spannung am Kondensator 9 besitzt einen konstanten Wert v_ (bei diesem Ausführungsbeispiel entspricht dieser Wert dem Scheitelwert der Spannung auf der Sekundärseite des Transformators). Es sei hervorgehoben/

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daß in den Fig.2A und 2B die nach oben gerichtete Ordinate einer negativen Spannung entspricht. Während der nächsten Periode der Wechselspannung wird die Zuführung von Signalströmen zu den Torelektroden 13 und 14 der Thyristoren 11 und 12 unterbrochen. Es wird ferner ein Signalstrom vom Einschaltkreis 18 der Torelektrode 17 des Thyristors 16 zu einem Zeitpunkt t-, während dieser nächsten Periode zugeführt. Der Thyristor 16 wird hierdurch augenblicklich eingeschaltet. Die am Kondensator 9 anliegende Ladespannung gelangt dadurch über die Ausgangsanschlüsse 24, 25 zur Last 28. Handelt es sich um eine kapazitive Last 28, bei der eine Kapazität parallel zu einem Widerstand liegt, so tritt zwischen den beiden Enden der Last eine Impuls-Hochspannung v-, auf, wie sie Fig.2B zeigt. Diese Impuls-Hochspannung besitzt eine scharfe Spitze 29 in der Einschaltperiode, was auf dem LC-Einschwingvorgang im Einschaltmoment beruht. Nach Abklingen dieser LC-Schwingung folgt ein langsamer CR-Dämpfungsteil 30. Da jedoch die antiparallel geschalteten Thyristoren 11 und 12 während des Einschaltzustandes des Thyristors 16 ausgeschaltet bleiben, wird der Kondensator 9 durch die Ladungsspannungsquelle 1 nicht aufgeladen, so daß kein dynamischer Strom in die Last fließt.

Der Abschaltkreis 19 wird zum Zeitpunkt t₄ ^O (während der zweiten Periode) betätigt und liefert einen Sperrstrom an den Thyristor 16. Wird

der Strom durch den Thyristor 16 Null, so wird ' der Thyristor 16 nicht leitend und bleibt dann im Ausschaltzustand. Während der nächsten Periode der Wechselspannung werden die Thyristoren 11 und 12 wieder zu den Zeitpunkten t.. , und t„ , eingeschaltet und laden den Kondensator 9 erneut auf, wonach sich die beschriebenen Vorgänge wiederholen. Die in Fig.2B dargestellte periodische Impulsspannung v, wird daher periodisch der Last ohne einen dynamischen Strom zugeführt.

Die Ladespannung des Kondensators 9 und demgemäß auch der Scheitelwert ν des Hochspannungs-Ausgangsimpulses können dadurch verringert werden, daß die Zeitpunkte t- und t2 (zu denen die Signalströme den Torelektroden 13 und 14 der Thyristoren 11 und 12 zugeführt werden) verschoben werden. Die Frequenz f des erzeugten Hochspannungsimpulses entspricht bei diesem Ausführungsbeispiel der halben Frequenz f der Wechselstrom-Nieder-

Spannungsquelle. Erfolgt jedoch das Ein- und Aus-

• schalten des Thyristors 16 und der Ladevorgang

nur einmal pro η Perioden der Wechselstrom-Niederspannungsquelle, so wird f = — · f. Die Frequenz f kann ferner leicht geändert werden, wenn als Wechselstrom-Niederspannungsquelle 4 eine Spannungsquelle mit veränderlicher Frequenz benutzt wird. Mit den Ausgangsanschlüssen 24, 25 ist ferner ein Spannungsteiler 31 verbunden. Wird die Last 28 beispielsweise durch Erzeugung eines Funken oder durch einen Massoüberschlaq kurzgeschlossen, so wird der hiermit verbundene Spannungs-

abfall sofort durch den Detektor 32 festgestellt und ein Signal über die Leitungen 33, 34 der Steuerschaltung 15 und dem Einschaltkreis 18 zugeführt, wodurch die Signalzuführung zu den Torelektroden der Thyristoren unterbrochen und'der Kurzschluß damit aufgehoben wird. In diesem Falle ergibt sich durch den Kurzschlußfunken ein Einschwingvorgang. Wenn aufgrund dieses Einschwingvorganges eine Sperrspannung (d.h. bei diesem Ausführungsbeispiel· eine positive Spannung) zum Kondensator 9 gelangt, so kann dies zu einem Durchschlag des Dielektrikums führen. Um dies zu verhindern, ist parallel zum Kondensator 9 ein Gleichrichter 3 5 geschaltet, der einen Strom ent-

I^ gegengesetzt zur Polarität der normalen Ladespannung durchläßt. Auf diese Weise wird der Kondensator 9 vor einer Spannungsbeanspruchung mit entgegengesetzter Polarität geschützt. Der Gleichrichter 10, der für die Spannungsverteilung

^O sorgt, kann zugleich auch die Funktion des Gleichrichters 35 erfüllen. Statt des oben beschriebenen Spannungsabfalles kann ein Stromdetektor auch einen plötzlichen Anstieg des Ausgangsstromes an den Ausgangsanschlüssen 24, 25 feststellen. Eine solche Strom- und Spannungsüberwachung kann gleichzeitig erfolgen, wobei das Resultat dieser Überwachung durch eine logische Schaltung diskriminiert wird, die .die Steuerschaltung 15 und den Einschaltkreis 18 entsprechend steuert. Verschwindet der überstrom

bzw. die Überspannung, so kann auch dies vom Detektor festgestellt werden, woraufhin die Erzeugung der Impulsspannung wieder einsetzt.

COP^V

Fig.3 veranschaulicht ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem gleichfalls eine Vollwellen-Gleichrichterschaltung der bekannten elektrischen Staubabscheider benutzt wird. In Fig.3 entsprechen die Elemente mit den Bezugszeichen 1 bis 35 den entsprechenden Elementen der Fig.1. Mit 36, 37 sind die Anschlüsse des zur Erzeugung der Impulsspannung dienenden Kondensators 9 bezeichnet. Ein Speicherkondensator 38 besitzt eine Kapazität C., die wesentlich größer als die des Kondensators 9 ist. Dieser Speicherkondensator 38 ist zwischen die Vollwellen-Gleichrichterschaltung 6 und den Kondensator 9 (parallel zu diesem) geschaltet. Ein Ladethyristor 39 (der bei diesem Ausführungsbeispiel die Einrichtung zur Stromunterbrechung bildet) ist zwischen den Hochspannungsanschlüssen 7 und 3 6 der Kondensatoren 38 und 9 angeordnet. Der Toreleketrode 40 des Thyristors 39 wird vom Steuerkreis 18 ein gesonderter Steuerstrom zugeführt. Dieser Steuerkreis 18 steuert den Thyristor 16 als Hochgeschwindigkeit-Hochspannungs-Schaltelement zur Erzeugung der Impulsspannung .

Die Funktion dieses Ausführungsbeispieles ergibt sich aus Fig.4A. Der Speicherkondensstor 38 wird durch die Ladespannungsquelle 1 auf eine negative Gleichspannung ν , aufgeladen. Der Wert von ν , kann durch Steuerung der Phasenlage der Torsteuerströme der antiparallel geschalteten Thyristoren 11 und 12 auf der Primärseite verändert werden.

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-HZ-

Wird der Ladethyristor 3 9 eingeschaltet, so gelangt die Spannung des Speicherkondensators 38 über eine Resonanz-Ladeinduktivität 41 und den Thyristor 39 zum Kondensator 9. Die Klemmenspannung ν des Kondensators 9 wird durch den Einschwingvorgang (beruhend auf der Kapazität C_Q des Kondensators 9, der Induktivität 41 und der Kapazität C. des Speicherkondensators 38) auf eine negative Spannung ν vergrößert, die etwa doppelt so groß wie ν , ist. Da das Thyristorelement 39 unmittelbar nach dem Anstieg von ν mit einer Sperrspannung beaufschlagt und dadurch abgeschaltet wird, wird der Wert von ν auf ν gehalten. Dann wird der Thyristor 16 zum Zeitpunkt t., eingeschaltet. Infolgedessen gelangt eine Impulsspannung, die in Fig.4B durch die Kurve v, veranschaulicht ist, zur Last 28. Da der Thyristor 39 zu diesem Zeitpunkt bereits abgeschaltet ist, wird das Auftreten eines dynamischen Stromes vollständig unterdrückt. Im Zeitpunkt t₂ wird der Thyristor 16 vom Abschaltkreis 19 abgeschaltet und damit die Verbindung zwischen dem Kondensator 9 und der Last 28 unterbrochen. Zum Zeitpunkt t,., beginnt dann wieder die Aufladung des Kondensators 9. Hiernach wiederholen sich die erläuterten Vorgänge.

Da eine Periode mit der Folge t,- - t- - t- - t'₅ - t¹ - t' - .... undabhängig von der Frequenz der Wechselstrom-Spannungsquelle gewählt werden kann, läßt sich die Frequenz f der Impuls-Ausgangsspannung frei wählen; ebenso kann auch der Scheitel-

-iß-

wert der Spannung ν durch die'Torsteuerung der Thyristoren 11 und 12 auf einfache Weise eingestellt werden. In der Leitung 21 ist ein Stromdetektor angeordnet, der einen Stromanstieg aufgrund eines Kurzschlusses oder eines FunkenüberSchlages an der Last 28 feststellt und ein entsprechendes Signal an eine logische Schaltung 43 liefert, die eine Entscheidung trifft. Die Schaltung 43 erhält dieses Signal zusammen mit einem Ausgangssignal des Spannungsdetektors und ermittelt, ob es sich um einen Kurzschluß oder einen Funkenüberschlag handelt. Das von der Schaltung 43 gelieferte Ausgangssignal wird den Steuerschaltungen 18 und über Leitungen 44, 45 zugeführt und unterbricht den Einschaltzustand der Thyristoren 16, 39, 11 und 12, so daß der Kurzschluß bzw. Funkenüberschlag beseitigt wird. Anschließend wird die normale Funktion wieder aufgenommen.

Fig.5 zeigt eine Abwandlung der Ausführung gemäß Fig.3. Hierbei werden zwei rotierende Funkenschalter (Funkenstrecken mit rotierenden Elektroden) 46, 47 anstelle der Thyristoren 16 und 39 verwendet. Diese rotierenden Funkenschalter enthalten zwei rechtwinklig zueinander angeordnete Elektroden, die auf derselben rotierenden Welle angeordnet sind. Durch diese Schalter wird der Kondensator 9 aufgeladen, vom Speicherkondensator 38 getrennt, dann mit der Last 28 verbunden und schließlich wieder von der Last 28 abgetrennt. Dieses Ausführungsbeispiel arbeitet somit in

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gleicher Weise wie die Variante gemäß Fig.3.

Die Elemente mit den Bezugszeichen 1 bis 45 entsprechen gleich bezeichneten Elementen in den Fig.1 und 3. Bei dem Ausführungsbeispiel· gemäß Fig.5 wirkt der rotierende Funkenschalter 4 6 als Einrichtung zur Stromunterbrechung. Mit 48, 49 sind feste Elektroden des rotierenden Funkenschalters 46 bezeichnet. 50 und 51 bezeichnen miteinander verbundene rotierende Elektroden. Der rotierende Funkenschalter 47 dient hier als Hochgeschwindigkeits-Hochspannungsschalter (des Einschalt-Ausschalt-Typs) zur Erzeugung der Impulsspannung. Die Bezugszeichen 52, 53 bezeichnen die festen Elektroden des Schalters 47 und die Bezugszeichen 54- 55 die rotierenden Elektroden des Schalters 47, die miteinander verbunden sind. Auf einer rotierenden Welle 56 sind die rotierenden Elektroden rechtwinklig zueinander angeordnet. Die Welle 56 wird durch einen Elektromotor 57 mit veränderlicher Drehzahl angetrieben. Die Einschaltwirkung des Schaiters wird durch den Funken erzielt, der dann entsteht, wenn die rotierenden Elektroden in die Nähe der festen Elektroden kommen. Die Ausschaltwirkung ergibt sich bei einer Entfernung der Elektroden und dem dadurch bedingten Abreißen des Funkens. Da die rotierenden Elektroden der Funkenschalter 46, 47 rechtwinklig zueinander stehen, befindet sich ein Schalter zuverlässig jeweils im Ausschaltzustand, wenn der andere Schal-

ter eingeschaitet ist. Die Frequenz f der Ausgangsimpulsspannung kann durcoVeränderung der Drehzahl des elektrischen Antriebsmotors 57 ge-

--31 -

HS'

steuert werden. Mit 58 ist ein Gleichrichter bezeichnet, der einen Strom in Sperrichtung verhindert und der eine wichtige Rolle spielt, um den Wert der Spannung des Kondensators 9 nach der Resonanzaufladung aufrechtzuerhalten.

Die bei elektrischen Staubabscheidern bekannte Spannungsquelle kann auch in diesem Ausführungsbeispiel Verwendung finden. Bei diesem Ausführungsbeispiel können die rotierenden Elektroden 4 6 und 47 auch auf gesonderten drehbaren Wellen angeordnet werden, vorausgesetzt, daß sie mit einer räumlichen Versetzung um 9 0° rotieren. Die beiden Wellen können beispielsweise über ein Getriebe, eine Kette, einen Riemen usw. gekuppelt sein, so daß sie mit gleicher Drehzahl umlaufen. Selbstverständlich kann der Antrieb der beiden rotierenden Elektroden mit einer Versetzung um 90° auch dadurch erfolgen, daß zwei in ihrer Phasenlage gesteuerte Synchronmotoren statt einer mechanischen Kupplung vorgesehen werden. Es kann ferner eine beliebige geradzahlige Anzahl (z.B. 4, 6, 8) von rotierenden Elektroden vorgesehen werden, und zwar jeweils mit zwei festen Elektroden. Weiterhin kann auch eine beliebige geradzahlige Anzahl fester Elektroden (z.B. 4, 6, 8) zusammen mit zwei rotierenden Elektroden vorgesehen werden. Auf diese Weise läßt sich die Impulsfrequenz f vergrößern. Es ist einleuchtend, daß die beiden Elektroden einen elektrischen Winkel von 90° statt eines geometrischen Winkels von 90° miteinander bilden müssen. Die beiden rotierenden Funkenschalter 46, 47 können

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ferner eine gemeinsame rotierende Elektrode haben, mit der Polpaare von je zwei festen Elektroden zusammenwirken, die um 90° (elektrisch) gegeneinander versetzt sind.
5

Ist andererseits die Last groß, so kann die Last geteilt werden. Die einzelnen Lastteile können gesondert geladen werden, wobei ein gemeinsamer Speicherkondensator 38 und ein gemeinsamer rotierender Funkenschalter 4 6 Verwendung finden und wobei verschiedene Kombinationen des Kondensators 9 und des rotierenden Funkenschalters 47 an die beiden gemeinsamen Elemente angeschlossen werden. Im Falle der Ausführung gemäß Fig.5 kann ferner ein Thyristor als Ladeschalter und ein rotierender Funkenschalter als Hochgeschwindigkeits-Hochspannungsschalter (des Einschalt-Ausschalt-Typs) verwendet werden. In einem solchen Falle kann die Spannung des Kondensators 9 leicht auf das Doppelte der Spannung des Speicherkondensators 38 erhöht werden, ohne daß der Gleichrichter 58 zur Unterdrückung eines Sperrstromes eingeschaltet.wird; hierbei kann man außerdem vorteilhaft die Resonanzaufladung über eine LC-Schwingung ausnutzen. Im Falle eines Kurz-Schlusses oder eines Funkenüberschlages an der Last kann die mögliche Entladung des Speicherkondensators verhindert werden, indem der Einschaltzustand des Ladethyristors unverzüglich unterbrochen wird. Bei der Ausführung gemäß Fig.5 kann die Induktivität 41 und der Gleichrichter 58 in Reihe zwischen den rotierenden Funkenschalter 4 6 und den zur Erzeugung

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3 U7719

der Impulsspannung dienenden Kondensator geschaltet werden. Dabei bleibt unverändert der Vorteil erhalten, daß die Ladespannung des zur Impulserzeugung dienenden Kondensators etwa auf das Doppelte der Spannung des Speicherkondensators durch Ausnutzung der Resonanzaufladung über eine LC-Schwingung erhöht werden kann.

Fig.6 zeigt eine Abwandlung des Ausführungsbeispieles gemäß Fig.5. Hierbei findet eine Induktivität 41' anstelle des rotierenden Funkenschalters 46 als Einrichtung zur Stromunterdrückung Verwendung. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel kann eine Spannungsquelle eines üblichen elektrischen Staub-

abscheiders Verwendung finden. Selbst wenn bei diesem Ausführungsbeispiel der rotierende Funkenschalter 47, der durch den Elektromotor 57 mit variabler Drehzahl angetrieben wird, in den Einschaltzustand gelangt und damit den Stromweg zwischen dem Kon-

densator 9 und der Last 28 schließt," so daß die Ladespannung des Kondensators 9 zur Last 28 gelangt, so wird doch eine rasche Wiederaufladung des Kondensators 9 und damit die Erzeugung eines dynamischen Stromes unterdrückt. Wenn die Pole 54,

55 des rotierenden Funkenschalters 47 ihre Stellung gegenüber den festen Polen 52, 53 verlassen, wird dann der Stromweg zwischen dem Kondensator 9 und der Last 28 unterbrochen. Bis der Funkenschalter 47 das nächste Mal wieder in den Einschaltzustand

gelangt, ist der Kondensator 9 vom Speicherkondensator 3 8 über die Induktivität. 41 ' und den Gleich-

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3T47719

richter 58 vollständig wieder aufgeladen (Resonanzaufladung) . Die geschilderten Vorgänge wiederholen sich sodann. Wenn bei diesem Ausführungsbeispiel die beiden Enden der Last 28 durch einen Funken-Überschlag kurzgeschlossen werden, so gelangt ein durch den Spannungsabfall (aufgrund des Kurzschlusses) erzeugtes Signal zum Eingang der Steuerschaltung 15 für die antiparallel geschalteten Thyristoren 11 und 12 auf der Primärseite des Hoch-Spannungstransformators 2 (dieses Signal wird über den Spannungsteiler 31, den Spannungsdetektor 32 und die Leitung 34 zugeführt). Der Primärstrom wird daraufhin unverzüglich unterbrochen und der Funken des Überschlages gelöscht. Nach dem Erlöschen des FunkenüberSchlages wird der Stromweg über die Thyristoren 11 und 12 durch ein Steuersignal von einer in der Zeichnung nicht veranschaulichten logischen Schaltung wiederhergestellt. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel kann der Wert ν der Ausgangsimpulsspannung durch Phasensteuerung an der Torelektrode der Thyristoren 11 und 12 geändert werden; die Frequenz des Impulses läßt sich durch die Drehzahl des Elektromotors 57 beeinflussen.

Fig.7 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem eine Vollwellen-Gleichrichterbrückenschaltung in zwei Gleichrichter unterteilt ist und als erfindungsgemäße Stromsperreinrichtung verwendet wird. Während jeder Durchlaß-Halbwelle der Wechselstrom-Hochspannung wird jeder der zu dem betreffenden Gleichrichter gehörenden, zur Erzeugung der Im-

- V5-

pulsspannung dienenden Kondensatoren geladen, wobei das Hochspannungs-Hochgeschwindigkeits-Schaltelement im Ausschaltzustand gehalten wird. Während der nächsten Halbwelle, in der sich die Polarität der Wechselstrom-Hochspannung umkehrt und der betreffende Gleichrichter gesperrt ist, wird die Spannung des mit diesem Gleichrichter verbundenen Kondensators dem jeweiligen Teil der Last zugeführt, indem das Hochspannungs-Hochgeschwindigkeits-Schaltelement in den leitenden Zustand gebracht wird. Auf diese Weise wird eine Impuls-Hochspannung erzeugt. Da sich der Gleichrichter zu diesem Zeitpunkt im gesperrten Zustand befindet, wird ein Stromfluß zum Kondensator und zum zugehörigen Lastteil vollständig verhindert. Wie sich aus der Zeichnung ergibt, ist der Vollwellen-Brückengleichrichter 6', der an die Sekundärseite des Hochspannungstransformators 2 angeschlossen ist, an einem Ende 59 an Masse geschlossen (und zwar an einem Brückenpunkt, der nicht mit der Sekundärwicklung 5 verbundenist). Der anderen Punkt dieser Brückendiagonale besteht aus zwei nicht miteinander verbundenen Anschlüssen 60, 60', die mit Anschlüssen 7, 7' auf der Hochspannungsseite der beiden zur Erzeugung der Impulsspannung dienenden Kondensatoren 9 und 9¹ verbunden sind. Die Anschlüsse 7, 7¹ sind ferner mit Ausgangsanschlüssen 24, 24' über Hochspannungs-Hochgeschwindigkeits-Schaltelemente 61, 61' verbunden, die durch einen rotierenden Funkenschalter 47 oder ein Thyristorelement 16 gebildet werden können,

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- so-

wie oben im einzelnen erläutert wurde. Die Anschlüsse 24, 24' stehen über Leitungen 26, 26' mit der einen Seite der Lastteile 28, 28' in Verbindung. Auf der anderen Seite sind die an Masse liegenden Anschlüsse 8, 8' der Kondensatoren 9, 9' über Ausgangsanschlüsse 25, 25' und Leitungen 27, 27' mit der anderen Seite der Lastteile 28, 28' verbunden.

Indem man den Gleichrichter 6' teilt und die beiden Gleichrichterteile in der erläuterten Weise beschaltet, werden die Anschlüsse 7, 7' auf der Hochspannungsseite der Kondensatoren 9, 9' abwechselnd negatig gegenüber den an Masse liegenden Anschlüssen 8, 8' aufgeladen, und zwar in jeder zweiten HaIbwelle der Ausgangsladespannung des Transformators 2. Diese Ladespannung kann gewünschtenfalls durch Phasensteuerung an den Torelektroden von antiparallel geschalteten Thyristoren 11 und 12 auf der Primärseite beeinflußt werden. Nach negativer Aufladung des Kondensators 9 wird während der nächsten Halbwelle der Wechselspannung nur eine Impulsspannung dem Lastteil 28 zugeführt, während die Erzeugung eines dynamischen Stromes durch die Strom-

^5 sperrwirkung der beiden Gleichrichterelemente verhindert wird, die in Reihe zum Kondensator 9 im Gleichrichter 6' liegen. Voraussetzung hierfür ist, daß das Hochspannungs-Schaltelement 61 jeweils ein- und ausgeschaltet wird. Während der gleichen Halbwelle der Wechselspannung wird das Hochspannungs-Schaltelement 61' im Ausschaltzustand ge-

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- Si'

halten und der Kondensator 9¹ negativ geladen. In der folgenden Halbwelle der Wechselspannung wird dann der Kondensator 9 geladen, wobei das Hochspannungs-Schaltelement 61 im Ausschaltzustand gehalten wird.

Das Hochspannungs-Schaltelement 61' wird in entsprechender Weise ein- und ausgeschaltet, wobei die beiden Gleichrichterelemente, die in Reihe zum Kondensator 9' liegen, die Stromsperrwirkung ausüben, so daß auch der Lastteil 28' nur mit einer Impulsspannung beaufschlagt wird. Die Lastteile 28, 28' werden daher in aufeinanderfolgenden Halbwellen der Wechselspannung jeweils mit einer Impulsspannung beaufschlagt, wobei die Frequenz der Impulszuführung zu jedem Lastteil der Frequenz der verwendeten Wechselspannung gleich ist. In der Primärwicklung 3 des Hochspannungstransformators 2 fließt stets ein Wech-

^O selstrom und verhindert damit eine magnetische Abweichung des Eisenkernes.

Fig.9 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen elektrischen Staubabscheiders ^5 mit Impulsladung· Die Einrichtung zur Stromsperrung wird hierbei durch die Kombination eines Gleichrichters und eines rotierenden Synchron-Funkenschalters gebildet, wobei dieser Funkenschalter synchron mit der Frequenz des Ladewechselstromes dreht. Der in Fig.9 dargestellte elektrische Staubabscheider enthält ein Gehäuse 72 mit einem Ein-

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laß 73 für ein staubbeladenes Gas, einem Auslaß 7 4 für das Reingas, einem Staubtrichter 75 und einer Staubabführöffnung 46. Eine Anzahl von an Masse liegenden Staubsammelelektroden 77 ist in vertikaler Lage mit gleichem Abstand und parallel zur Richtung der Gasströmung angeordnet. Eine Anzahl von Entladeelektroden 79 ist auf Metallrahmen 78 zwischen je zwei Staubsammelelektroden, von diesen isoliert, angeordnet. Vertikale metallische Halterungen 80, 80' tragen den Rahmen 78, sind von Isolierrohren 82, 82' gehalten und durch die Decke des Gehäuses.7 2 hindurchgeführt. Mit 7 3 ist eine erfindungsgemäße Impuls-Hochspannungsquelle bezeichnet. Ihre Ausgangsanschlüsse 84, 84" sind direkt mit dem oberen Ende der Halterung 80 und mit den an Masse liegenden Staubsammelelektroden 77 über Leitungen 85, 85' verbunden. Die Hochspannung der Impuls-Hochspannungsquelle wird daher direkt der Entladeelektrode 7 9 und der Staubsammelelektrode 7 7 zugeführt. Mit 86 ist ein Kondensator zur Erzeugung eines Hochspannungsimpulses bezeichnet. Ein Hochspannungstransformator 87 enthält eine Primärwicklung 88 (Niederspannungsseite) und eine Sekundärwicklung 89 (Hochspannungsseite). Die Eingangsanschlüsse 90, 90' sind an eine Wechselspannungsquelle angeschlossen, beispielsweise an eine Wechselspannungsquelle von Netzfrequenz, eine Wechselspannungsquelle mit einer Frequenz, die von Netzfrequenz abweicht und die einen Wechselrichter enthält, oder mit einer Wechselspannungsquelle von variabler Frequenz. Der Anschluß 91 ist

•-rl

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-S3-

mit dem Anschluß 93 auf der Hochspannungsseite des Kondensators 8 6 über einen Gleichrichter 92 verbunden. Der Anschluß 91 ist mit einem Anschluß 93' auf der Masseseite des Kondensators 86 verbunden. Die Anschlüsse 93, 93' stehen ferner über Leitungen 94, 94' mit den Ausgangsanschlüssen 84, 84' in Verbindung. Ein rotierender Funkenschalter 100 ist jedoch in die Leitung 94 eingeschaltet. ' Er enthält feste Pole 95, 96 und rotierende Pole

98, 99. Letztere sind miteinander verbunden und

werden durch einen elektrischen Synchronmotor angetrieben. Dieser Synchronmotor ist mit der Wechselspannungsquelle (Anschlüsse 90, 90') über eine Phaseneinstelleinrichtung 101 und Leitungen

I^ 102, 102' verbunden. Die Drehzahl dieses Motors

entspricht der halben Frequenz der Wechselspannungsquelle.

Anhand von Fig.10A wird nun die Betätigung der - Impuls-Hochspannungsquelle im einzelnen erläutert. ^_x In der Abszisse ist die Zeit t veranschaulicht.

Die Kurve ν veranschaulicht die Klemmenspannung des Kondensators 86 und die Kurve v, (gemäß Fig. 10B) die Spannung der Entladeelektrode. Die Ordinatenrichtung nach oben entspricht einem Anstieg der negativen Polarität. Während die negative

Polarität der Ausgangsspannung v_ auf der Sekundär-

seite des Hochspannungstransformators 87 zunimmt, wird der Kondensator 8 6 über den Gleichrichter 92 ^O aufgeladen. Die Spannung ν erreicht den negativen Scheitelwert ν der Spannung ν . Dann wird die

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Spannung ν auf den Wert ν durch die Stromsperrwirkung des Gleichrichters 92 gehalten. Zu einem geeigneten Zeitpunkt t^ während der Halbwelle, nachdem die Polarität ins Positive umgekehrt wurde, wird die Klemmenspannung des Kondensators 86 schlagartig zwischen die Entladeelektrode 79 und die Staubsammelelektrode 77 über die Ausgangsanschlüsse 84, 84" und die Leitungen 85, 85' gelegt. Voraussetzung hierfür ist, daß die Phaseneinstelleinrichtung 101 so eingestellt wurde, daß die rotierenden Pole 98, 99 des Funkenschalters 100 zum Zeitpunkt t. in die Nähe der festen Pole 95, 96 gelangen und ein Funkenüberschlag auftritt. Zwischen den Elektroden 7 9 und 77 erscheint somit eine Spannung, die sich zusammensetzt aus einer mittleren Gleichspannung v, und einer überlagerten Impulsspannung, wobei ein Scheitelwert ν auftritt (vgl. die Kurve ν-, in Fig. 10B). Aufgrund der Sperrfunktion des Gleichrichters 92 fließt andererseits kein dynamischer Strom von der Ladespannungsquelle. Wenn die rotierenden Pole 98, 99 des Funkenschalters 100 die festen Elektroden 95, 96 bzw. 96 , verlassen (unmittelbar nach Erzeugung des Funkens), erlöschen die Funken und der Schalter 100 gelangt zum Zeitpunkt t_? in den Ausschaltzustand. Die Stromsperrwirkung des Gleichrichters 92, der synchrone Betrieb des in der Phasenlage gesteuerten rotierenden Funkenschalters wirken somit der-

^O art zusammen, daß zu einem bestimmten Zeitpunkt während jeder Halbwelle umgekehrter Polarität

- M-

So"-

der Lade-Wechselspannung der Ladestrom unterbrochen und die Erzeugung eines dynamischen Stromes verhindert wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Einrichtung zur Stromunterdrückung durch eine Kombination dieses Gleichrichters , des synchron rotierenden Funkenschalters und der Phaseneinstelleinrichtung gebildet. Der Wert von ν wird nach dem Zeitpunkt t~ konstant gehalten. Wird die Polarität der Lade-Wechselspannung ins Negative umgekehrt und übersteigt sie den Wert ν im Zeitpunkt t-,, so wird der Kondensator 86 erneut geladen und die Spannung ν erreicht ν , während die Spannung v-, der Entladeelektrode während dieser Zeitspanne weiter abklingt.

Nachdem sich der Funkenschalter um eine halbe Umdrehung weitergedreht hat, wird zum nächsten Zeitpunkt t., eine Impulsspannung erzeugt. Hiernach wiederholen sich diese Vorgänge.

Aufgrund dieser impulsweisen Spannungszuführung erzeugt die Entladeelektrode 79 eine impulsweise Koronaentladung. Staub, der über den Gaseinlaß 73 zugeführt wird, wird aufgeladen und sammelt sich aufgrund der geschilderten Vorgänge an den Staubsammelelektroden 77. Das Reingas wird über den Auslaß 74 abgezogen. Der an den Staubsamme1-el-ektroden 77 niedergeschlagene Staub wird durch eine mechanische Bewegung der Elektroden gelöst und fällt in den Trichter 75. Die Abführung des Staubes erfolgt dann durch die öffnung 76. Im allgemeinen ist es wirtschaftlich, die Kapazität

- 4-2-

C_n des Kondensators 8 6 gleich der Zwischenelektrodenkapazität C, zu machen. Wird eine geringe Induktivität oder ein geringer Widerstand in den Stromweg zwischen dem Kondensator und beiden Elektroden eingefügt, so verhindert man, daß die zu Beginn des Funkenüberschlages zwischen den beiden Elektroden auftretende Spannungsspitze in die Impuls-Spannungsquelle hineinläuft; es kann ferner die Periode des Einschwingvorganges der Impulsspannung beeinflußt werden. Wird die Periode auf weniger als 2 μΞ verringert, so kann im allgemeinen an der ganzen Elektrodenoberfläche eine gleichförmige Impulskorona erzeugt werden, und es ergibt sich eine gleichförmige Ionenstromdichte der Staubsammelelektrode. Wird die Ladespannung ν des Kondensators hoch gewählt, so steigt der momentane Scheitelwert ν der der Entladeelektrode 79 zugeführten Spannung und damit vergrößert sich die Plasmadichte der Impulskorona· Es besteht daher eine ausgeprägte Tendenz zur Vergrößerung des Koronastromes, zur Vergrößerung der Abklinggeschwindigkeit von v. und zur Verringerung der mittleren Gleichspannung v., der Entladeelektrode. Wenn daher der elektrische Widerstand des Staubes ausgesprochen hoch ist und

"^ eine starke Rückkorona erzeugt wird, so wird vorzugsweise der Koronastrom dadurch unterdrückt, daß die Ladespannung ν des Kondensators abgesenkt und der Wert v, vergrößert wird. Ist der elektrische Widerstand des Staubes nicht so hoch und wird nur

^ eine geringe Rückkorona erzeugt, so wird vorzugsweise der Koronastrom vergrößert, indem ein ver-

-AZ -

sr

1-4-477-

hältnismäßig hoher Wert von ν gewählt und die Aufladung des Staubes vergrößert wird. Die Einstellung des Wertes ν erfolgt durch Veränderung der Spannung der Wechselstromquelle auf der Primärseite des Hochspannungstransformators 87. Eine solche Spannungsänderung kann durch bekannte Mittel erfolgen, durch die der Primärstrom beeinflußt wird, beispielsweise mittels einer Regeldrossel und eines Thyristors. Diese Regelung der Wechselspannung auf der Primärseite kann auch automatisch erfolgen, indem das Ausmaß der inversen Ionisierung durch einen geeigneten Sensor festgestellt wird, beispielsweise einen Sensor für positive Ionen oder durch Überwachung der Spannungs-Strom-Charakteristik. Unter bestimmten Umständen ' kann es weiterhin angebracht sein, eine von Netzfrequenz abweichende Frequenz der Impulsspannungsqueile zu benutzen oder die Frequenz auf der Primärseite, beispielsweise mittels eines Wechselrichters, zu ändern. Die Regelung des Ionenstromes kann damit auch in der Weise erfolgen, daß die Frequenz der Spannungsquelle auf der Primärseite automatisch oder von Hand beeinflußt wird. Die rotierende Elektrode des rotierenden Funkenschalters 100 muß ferner nicht unbedingt zwei Pole besitzen. Es können auch vier, sechs, acht usw. Pole (allgemein eine geradzahlige Anzahl von Polen) vorgesehen werden. Demgemäß kann die Drehzahl des elektrischen Synchronmotors 97 auf 1/2, 1/3, 1/4..

des ursprünglichen Wertes herabgesetzt werden. Selbst bei Verwendung einer bipolaren Elektrode

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kann die Frequenz der Ausgangs-Impulsspannung auf 1/2, 1/3, 1/4.... des ursprünglichen Wertes herabgesetzt werden, indem die Drehzahl des Synchronmotors 97 auf 1/2, 1/3, 1/4 ... verringert wird.

Fig.11 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem der rotierende Synchron-Funkenschalter 100 des Ausführungsbeispieles gemäß Fig.9 durch einen Thyristor 103 ersetzt ist. Die Bauteile 71 bis 94, 94' in Fig.11 entsprechen den gleich bezeichneten Bauteilen gemäß Fig.9. Mit 104 ist eine Spannungsregeleinrichtung zur Beeinflussung der Wechselspannung auf der Primärseite bezeichnet.

Die Thyristor-Schalteinrichtung 103 enthält einen Thyristor 105, einen Einschaltkreis 107 zur Zuführung eines Steuerstromes zum Tor 106 des Thyristors 105, sowie einen Ausschaltkreis 108, der dem Thyristor 105 eine Sperrspannung zuführt

²^ und damit den Strom durch den Thyristor unterbricht.

Die Funktion der Impulsspannungsquelle gemäß diesem Ausführungsbeispiel entspricht dem der Anordnung nach Fig.9. Der Kondensator 86 wird auf den negativen Scheitelwert ν der Lade-Wechselspannung über einen Gleichrichter 92 aufgeladen. Ein Steuerstrom wird dem Tor 106 vom Einschaltkreis 107 zugeführt und macht damit den Thyristor 105

° zu einem geeigneten Zeitpunkt t. während einer Halbwelle leitend, nachdem die Polarität der Wechsel-

spannung ins Positive gegangen ist. Infolgedessen gelangt die Spannung des Kondensators 86 in Form einer Impulsspannung zwischen die Entladeelektrode 79 und die Staubsammelelektrode 77. Dann wird im Zeitpunkt t₂ der Ausschaltkreis 108 betätigt und macht den Thyristor 105 nicht leitend, so daß die Stromverbindung zwischen dem Kondensator 86 und der Entladeelektrode 79 unterbrochen wird. Die weiteren Vorgänge spielen sich wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig.9 ab. Die Wellenformen

v_, v, und ν-, sind identisch mit denen in Fig. 10A ο a Q

und TOB. In diesem Falle sind jedoch eine Kleine Induktivität 109 und ein Widerstand 110 in Reihe mit dem Thyristor 105 geschaltet, um durch eine Begrenzung des Stromes den Thyristor zu schützen. Die Schaltgeschwindigkeit ist in diesem Falle verhältnismäßig klein; sie liegt in der Größenordnung einiger μΞ, verglichen mit einigen ns bei einem Funkenschalter. Wie oben bereits erwähnt, gelangt durch den anfänglichen Einschwingvorgang (LC-Schwingung) unmittelbar nach dem Leitendwerden des Thyristors 105 eine Sperrspannung an das Thyristorelement. Wenn ihre Zeitdauer langer ist als die Ausschaltzeit, so kann der Ausschaltkreis weggelassen werden. Der Thyristor 105 kann ferner so gesteuert werden, daß er bei jeder zweiten Halbwelle der Lade-Wechselspannung oder bei einem Vielfachen hiervon leitend wird; auf diese Weise kann die Frequenz der Impulsspannung auf die Hälfte oder auf einen bestimmten Bruchteil der Frequenz der Wechselspannung reduziert werden, wodurch der

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Koronastrom verringert wird.

Fig.12 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem eine allgemein gebräuchliche Ladespannungsquelle eines Vollwellenglexchrichters als Spannungsquelle des elektrischen Staubabscheiders Verwendung findet. Zusätzlich sind auf der Primärseite des Hochspannungstransformators antiparallel geschaltete Thyristorelemente als Einrichtung zur Stromunterdrückung vorgesehen. Elemente mit den Bezugszeichen 71 bis 101 sind identisch mit den gleich bezeichneten Elementen der Anordnung gemäß Pig.11. Ein Vollwellen-Brückengleichrichter 111 ist anstelle des Halbwellengleichrichters 92 (Fig.11) vorgesehen.

Der Kondensator 86 wird über diesen Vollwellen-Gleichrichter geladen. Antiparallel geschaltete Thyristoren 112, 113 sind auf der Primärseite des Hochspannungstransformators als Einrichtung zur Stromunterdrückung angeordnet. Diese Thyristoren werden eingeschaltet, wenn eine Steuerschaltung 116 den Toren 114, 115 der Thyristoren Steuerströme zuführt. Gelangt eine Sperrspannung zum Thyristor, so wird dieser in den nicht leitenden Schaltzustand gebracht und der Strom durch den Thyristor unterbrochen. Es sei angenommen, daß Steuerströme den Toren der Thyristoren 112, 113 nacheinander zum Zeitpunkt t. in der Durchlaß-Halbwelle der Wechselspannung, zum entsprechenden Zeitpunkt t.' usw. zugeführt werden (Fig.13A).

° Verschiebt man diese Zeitpunkt t,, t.' in der Phasenlage, so läßt sich der 'Scheitelwert der

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Sekundärspannung des Transformators 87 und demgemäß die Ladespannung ν des Kondensators 86 · in gewünschter Weise ändern. Sofern nicht diese Steuerströme den Toren 114 und 115 zugeführt werden, ist der Primärstrom des Hochspannungs-Transformators unterbrochen, und es erscheint keine Spannung an der Sekundärseite, so daß auch keine Aufladung des Kondensators 8 6 erfolgt. Der Entladeelektrode wird damit kein dynamischer Strom zugeführt. Die Funktion dieses Ausführungsbeispieles ist in den Fig.13A und 13B dargestellt. Die gestrichelte Linie v¹ veranschaulicht die imaginäre Ausgangsspannung an der Sekundärseite des Hochspannungstransformators 87 unter der Annähme, daß die Thyristoren stets leitend sind.

Während einer positiven Halbwelle 1 des Wechselstromes wird der Thyristor 112 zum Zeitpunkt t, leitend gemacht, wobei dieser Zeitpunkt in der Phasenlage nach dem Zeitpunkt der Spannung Null liegt. Während einer negativen Halbwelle 2 des Wechselstromes wird der Thyristor 113 zum Zeitpunkt t*4 eingeschaltet, wobei dieser Zeitpunkt t¹, in der Phasenlage nach dem Zeitpunkt der Nullspannung liegt. In der Zwischenzeit wird durch die Wirkung des folgenden Gleichrichters 111 unabhängig von der Polarität der Sekundär-Wechselspannung eine negative Spannung an den Kondensator 86 gelegt. Die aufgeprägte elektromotorische Kraft wird durch die Kurve ν veranschaulicht. Der Kondensator 86 wird durch diese elektromotorische Kraft geladen. Seine Klemmenspannung ist durch die Kurve ν

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veranschaulicht. Aufgrund der Sperrwirkung des folgenden Gleichrichters 111 wird ein Scheitelwert ν der Spannung für eine Weile aufrechterhalten. Während der nächsten positiven und negativen HaIbwelle wird dann die Zufuhr von Steuerströmen zu den Toren 114, 115 unterbrochen. Die Thyristoren 112, 113 werden daher nicht eingeschaltet. Während dieser Ruheperiode wird die Aufladung des Kondensators 86 unterbrochen. Zu einem geeigneten Zeitpunkt t., während dieser Ruheperiode wird der Thyristor 105 eingeschaltet, so daß eine Impulsspannung an die Entladeelektrode 79 gelangt. Der Thyristor 105 wird dann im Zeitpunkt t₂ wieder ausgeschaltet und damit die Stromzufuhr zur Entladeelektrode 7 9 unterbrochen. Der Entladeelektrode wird damit eine Spannung v-, gemäß Fig.13B zugeführt. Die erneute Ladung des Kondensators 86 beginnt im Zeitpunkt t.. Die geschilderten Vorgänge wiederholen sich sodann. Damit wird der Entladeelektrode eine Impulsspannung zugeführt, deren Frequenz halb so groß wie die Frequenz der Wechselstromquelle ist.

Fig.14 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem als Ladespannungsquelle eine für elektrische Staubabscheider übliche Ladespannungsquelle mit Vollwellengleichrichter Verwendung findet, Bauelemente mit den Bezugszeichen 71 bis 116 entsprechend den gleich be^a0 zeichneten Elementen der Fig.11 und 12 . Ein Speicherkondensator 118 mit einer großen elektro-

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statischen Kapazität C, ist zwischen einem VoIlwellengleichrichter 111 und einem zur Erzeugung der Impulsspannung dienenden Kondensator 86, parallel zu letzterem, angeordnet. Die Kapazität C, ist genügend größer als die Kapazität des Kondensators 86. Als Einrichtung zur Stromunterdrückung ist ein Thyristor 120 zwischen den Hochspannungsanschlüssen 93 und 113 der Kondensatoren 86, 118 angeordnet. Er ist so ausgebildet, daß ein gesonderter Steuerstrom dem Tor 121 des Thyristors 120 von einer Steuerschaltung 107 zugeführt wird, um den Thyristor 105 als Hochspannungs-Entladungsschalter zu steuern.

I^ Die Funktion dieses Ausführungsbeispieles sei anhand der Fig.15A und 15B erläutert. Es sei angenommen, daß der Speicherkondensator 118 durch die Ladespannungsquelle auf eine negative Gleichspannung v' aufgeladen wurde. Dieser Wert v'

^O kann durch Torsteuerung der antiparallel geschalteten Thyristoren 112, 113 auf der Primärseite beeinflußt werden. Wird der Thyristor 120 im Zeitpunkt t[- eingeschaltet, so wird die Spannung des Kondensators 118 dem Kondensator 86 über eine Induktivität 122 und den Thyristor 120 zugeführt. Die Klemmenspannung v_c des Kondensators 8 6 steigt auf einen negativen Wert ν an, der etwa das doppelte von v¹ ist aufgrund des Einschwingvorganges zwischen der Kapazität C_Q des Kondensators 86, der Induktivität 122 und der Kapazität C^ des Speicherkondensators 118. Unmittelbar danach ge-

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langt eine Spannung in Sperrichtung an den Thyristor 120. Hierdurch wird der Thyristor 120 ausgeschaltet und die Spannung ν wird auf ν gehalten. Wird dann der Thyristor 105 als Entladungs-Hochspannungsschalter im Zeitpunkt teingeschaltet, so wird eine Impulsspannung, die durch die Kurve ν, in den Fig.15A und 15B dargestellt ist, als Impuls der Entladungselektrode zugeführt. Da der Thyristor 120 zu diesem Zeitpunkt nicht leitend ist, wird die Erzeugung eines dynamischen Stromes vollständig verhindert. Der Thyristor 105 wird im Zeitpunkt t₂ unmittelbar danach durch Betätigung des Ausschaltkreises 108 ausgeschaltet, wodurch die Stromverbindung zwischen dem Kondensator 86 und der Entladungselektrode 7 7 unterbrochen wird.

Die Ladung des Kondensators 8 6 beginnt wieder im nächsten Zeitpunkt t,-. Dann wiederholen sich die geschilderten Vorgänge. Da bei diesem Ausführungsbeispiel die Zeitspanne t,- - t.. - t~ - t^ unabhängig von der Frequenz der Wechselspannungsquelle gewählt werden kann, läßt sich die Frequenz der Ausgangsimpulsspannung frei steuern. Der Scheitelwert der Impuls-Ausgangsspannung kann ferner durch Phasensteuerung der Torsignale der Thyristoren 112, 113 eingestellt werden. Das Bezugszeichen 123 in Fig.14 bezeichnet einen zwischen die Ausgangsklemmen 84, 84' der Impulsspannungsquelle eingefügten Spannungsteiler. Der Spannungsabfall, der auftritt, wenn ein Funken zwischen der Ent-

-.si - 3"«771S

es-

ladungselektrode 7 9 und der Staubsaramelelektrode in einen Lichtbogen übergeht, wird von einem Sensor 124 festgestellt, der an den Spannungsteiler 123 angeschlossen ist. Ein hieraus resultierendes Signal wird einer Steuerschaltung 107 zugeführt, die den Thyristor 105 sofort in den nicht leitenden Schaltzustand bringt, so daß der Lichtbogen erlischt. Dann beginnt wieder der normale Vorgang.

Fig.16 veranschaulicht eine Abwandlung der Anordnung gemäß Fig.14, wobei zwei rotierende Funkenschalter 100, 125, die miteinander gekoppelt sind, anstelle der Thyristoren 105, 120 Verwendung finden. Die rotierende Elektrode des Schalters 100 ist rechtwinklig zur rotierenden Elektrode des Schalters 125 angeordnet. Durch diese Schalter kann der Kondensator 86 aufgeladen, vom Kondensator 118 getrennt und mit der Entladungselektrode 79 verbunden werden. Dieses Ausführungsbeispiel arbeitet damit grundsätzlich in gleicher Weise wie die Anordnung gemäß Fig.14. Die Bauteile mit den Bezugszeichen 71 bis 122 entsprechen den gleich bezeichneten Bauelementen gemäß den Fig.9 und 14. Bei diesem Ausführungsbeispiel erfüllt der rotierende Funkenschalter 125 die Funktion einer Einrichtung zur Stromunterdrückung. Der rotierende Funkenschalter 125 besitzt feste Elektroden 126, 127 und rotierende Elektroden 128, 129. Eine Kopplungseinrichtung 130 gewährleistet eine synchrone Drehbewegung der beiden rotierenden Elektroden und hält die phasenmäßige Versetzung dieser rotierenden

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Elektroden gegeneinander aufrecht. Die Frequenz der Impuls-Ausgangsspannung kann bei diesem Ausführungsbeispiel durch Beeinflussung der Drehzahl des die rotierenden Elektroden antreibenden Elektromotors 131 veränderlicher Drehzahl variiert werden. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel kann eine übliche installierte Stromquelle für einen elektrischen Staubabscheider Verwendung finden. Die beiden rotierenden Funkenschalter 100, 125 können auch eine gemeinsame rotierende Welle besitzen, auf der die beiden rotierenden Elektroden so angeordnet sind, daß sie einen elektrischen Winkel von 90° miteinander bilden. Im Falle einer großen Last des elektrischen Staubabscheiders kann eine Unterteilung der Last erfolgen. Die einzelnen Lastteile können gesondert durch ein System versorgt werden, das einen gemeinsamen Speicherkondensator 118, einen gemeinsamen rotierenden Funkenschalter 125 und einige Kombinationen eines zur Impulserzeugung dienenden Kondensators 8 6 und eines hiermit verbundenen rotierenden Funkenschalters enthalten.

Fig.17 zeigt eine Abwandlung des Ausführungsbeispie-

les gemäß Fig.16, bei dem eine Induktivität 132 anstelle des rotierenden Funkenschalters 125 als erfindungsgemäße Einrichtung zur Stromunterdrückung vorgesehen ist. Auch bei dieser Ausführung kann eine übliche, installierte Spannungsquelle für

·

einen elektrischen Staubabscheider benutzt werden. Der rotierende Funkenschalter 100 wird durch einen

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a-

Elektromotor 131 veränderlicher Drehzahl angetrieben; im Einschaltzustand gelangt die Ladespannung des Kondensators 8 6 zur Entladungselektrode 79. Selbst wenn der Kondensator 86 über Funken mit der Entladungselektrode verbunden ist, wird eine Aufladung des Kondensators 8 6 und die Erzeugung eines dynamischen Stromes durch die Wirkung der Induktivität 132 verhindert. Wenn dann die rotierenden Elektroden 98, 99 die feststehenden Elektroden 95, 96 verlassen, wird die Stromverbindung zwischen dem Kondensator 86 und der Entladungselektrode 79 unterbrochen. Von dieser Stromunterbrechung bis zur nächsten Einschaltung des rotierenden Funkenschalters wird der Kondensator 86 über die Induktivität 132 vollständig von dem Speicherkondensator 118 aufgeladen. Im folgenden wiederholen sich dann die geschilderten Vorgänge. Wenn in diesem Falle ein Kurzschluß oder ein Überschlag zwischen der Entladungselektrode und der Staubsammelelektrode auftritt, so gelangt ein von diesem Kurzschluß ausgelöstes Spannungsabfallsignal als Eingangssignal zu einer Steuerschaltung 116 der antiparallel geschalteten Thyristoren 112, 113 auf der Primärseite des Hochspannungstransformators 87 (und zwar über einen Spannungsteiler 123 und einen Sensor 124). Der Primärstrom wird infolgedessen unverzüglich unterbrochen, so daß der Lichtbogen erlischt. Danach wird die Stromverbindung über die Thyristoren 112 und 113 wiederhergestellt. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel kann der Wert der Impuls-Ausgangsspannung durch

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Phasensteuerung am Tor der Thyristoren 112, beeinflußt werden; die Frequenz der Impuls-Ausgangsspannung läßt sich durch die Drehzahl des Elektromotors 131 beeinflussen.

Fig.18 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem ein Vollwellen-Brückengleichrichter in zwei Gleichrichter unterteilt und anstelle des Halbwellengleichrichters gemäß den Fig.9 oder vorgesehen ist. Dadurch wird das Auftreten einer magnetischen Abweichung im Eisenkern aufgrund einer Gleichstromkomponente in der Wicklung des Hochspannungstransformators 87 verhindert. Die Elemente 71 bis 116 entsprechen den gleich bezeichneten Elementen der Fig.9, 11 oder 12. Der Vollwellen-Brückengleichrichter 111', der an die Sekundärseite des Hochspannungstransformators angeschlossen ist, ist an einem nicht mit der Sekundärwicklung 89 verbundenen Punkt 132 der Brücke

-Ο an Masse angeschlossen. Der entgegengesetzte Punkt dieser Brückendiagonale ist in zwei miteinander nicht verbundene Anschlüsse 133, 133' unterteilt. Sie sind mit Anschlüssen 93, 93" auf der Hochspannungsseite der beiden Kondensatoren 86, 86' verbunden. Die Anschlüsse 93, 93" stehen weiterhin mit den Ausgangsanschlüssen 84, 84" über Hochspannungs-Entladeschalter 134, 134' in Verbindung. Letztere können, wie bereits dargelegt, als Synchronfunkenschalter 100 oder als Thyristor ausgebildet sein. Die Anschlüsse 84, 84" stehen mit Entladeelektroden 79, 79' in zwei Staubsammel-

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j_ kammern 71 , 71 * in Verbindung. Auf der anderen Seite sind die mit Masse verbundenen Anschlüsse 93', 93"' der Kondensatoren 86, 86' über die Ausgangsanschlüsse 84, 84"' mit den Staubsammelelektroden 77, 77' verbunden. Durch Unterteilung des Gleichrichters 111' und die oben erläuterte Anschlußverbindung werden die Anschlüsse 93, 93" der Kondensatoren 86, 86' während -«n jeder zweiten negativen Halbwelle der Ausgangs-

^q spannung des Transformators 87 abwechselnd negativ geladen (bezogen auf die an Masse liegenden Anschlüsse 93', 93"'). Die Ladespannung kann durch Phasensteuerung der antiparallel geschalteten Thyristoren 112, 113 auf der Primärseite frei beeinflußt werden. Während der Halbwelle der Wechselspannung nach der negativen Aufladung des Kondensators 86 wird die Staubsammelkammer 71 nur mit einer Impulsladung beaufschlagt, während die Erzeugung eines dynamischen Stromes durch die Stromsperrwirkung der beiden Gleichrichterelemen-

te verhindert wird, die in Reihe zum Kondensator ^ 86 im Gleichrichter 111' liegen, vorausgesetzt,

daß der Hochspannungsschalter 134 ein- und ausgeschaltet wird. Während der gleichen Halbwelle der Wechselspannung ist das Hochspannungs-Schaltelement 134' ausgeschaltet, so daß der Kondensator 86' negativ geladen wird. Während der nächsten Halbwelle der Wechselspannung wird der Kondensator 86 geladen, wobei das Hochspannungs-Schaltelement 134 im Ausschaltzustand ist. In entsprechender Weise wird das Hochspannungs-Schaltelement 134' ein- und ausgeschaltet, wobei die beiden in Reihe

mit dein Kondensator 86' angeordneten Gleichrichterelcmente eine Stromunterdrückungsfunktion erfüllen. Die Staubsammelkammer 71' wird daher gleichfalls nur mit Impulsen beaufschlagt. Die Staubsammelkammern 71, 71' erhalten abwechselnd während jeder zweiten Halbwe].le der Wechselspannung einen Impuls, wobei die Frequenz der Inipulszuführung zu jeder Staubsammelkammer gleich der Frequenz der verwendeten Wechselspannungsquelle ist. In der Primärwicklung 88 des Hochspannungstransformators 87 fließt stets ein Wechselstrom, so daß keine Gleichstrommagnetisierung (magnetische Abweichung) des Eisenkernes auftritt.

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Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1. Impuls-Hochspannungsquelle, enthaltend eine Lade-Hochspannungsquelle mit einem Hochspannungstransformator, einer an die Primärseite (Niederspannungsseite) des Transformators angeschlossenen Wechselstromquelle sowie einer mit der Sekundärseite (Hochspannungsseite) verbundenen Gleichrichterschaltung, ferner enthaltend einen zur Erzeugung einer Impulsspannung dienenden Kondensator, der mit beiden Ausgangsanschlüssen des Transformators und an einem Ende mit einer Last verbunden ist, ferner ein Hochgeschwindigkeits-Hochspannungs-Schaltelement, das zwischen dem zweiten Anschluß des Kondensators und einem weiteren Anschluß der Last vorgesehen ist und das periodisch diese beiden Anschlüsse verbindet, so daß während einer kurzen Zeitspanne die Ladespannung des Kondensators in Form einer Impuls-Hochspannung der Last zugeführt wird, _f
   dadurch gekennzeichnet,

   daß ein Hochgeschwindigkeits-Hochspannungs-Schaltelement des Einschalt-Ausschalt-Typs vorgesehen ist, das unmittelbar nach einer Einschaltfunktion in den Ausschaltzustand zurückgestellt werden kann, daß ferner die Lade-Hochspannungsquelle mit einer Einrichtung zur Stromunterdrückung ausgerüstet ist, die wenig" stens während der Einschaltperiode des Hoch-

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   die Wechselstromquelle eingeschaltet sind, daß ferner als Hochgeschwindigkeits-Hochspannungs-Schaltelement des Einschalt-Ausschalttyps ein Thyristor vorgesehen ist und daß die Gleichrichterschaltung eine Voll

   wellen-Gleichrichter schaltung ist, so daß den beiden Thyristoren zugeführte Torsignale so gesteuert werden, daß die beiden Thyristören abwechselnd während j oder Durchlaß-Halbwelle der Wechselspannungsquelle einge

   schaltet werden und damit den die Impulsspannung erzeugenden Kondensator laden, während der das Hochgeschwindigkeits-Hochspannungs-Schaltelement bildende Thyristor im Ausschaltzustand gehalten wird, wonach der letztge

   nannte Thyristor eingeschaltet wird in der Zeitspanne, in der die beiden antiparallel geschalteten Thyristoren ausgeschaltet sind.

   4. Impuls-Hochspannungsquelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der das Hochgeschwindigkeits-Hochspannungs-Schaltelement bildende Thyristor mit einem Abschaltkreis versehen ist, der den Thyristor dadurch abschaltet, daß der Durchlaßstrom auf Null ver

   ringert wird.

   5. Impuls-Hochspannungsquelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladespannungsquelle einen Speicherkondensator mit.

   großer Kapazität enthält, der paralle zu

   geschwindigkeits-Hochspannungs-Schaltelementes bis zu dessen Rückstellung in den Ausschaltzustand jeden Stromfluß von der Ladespannungsquelle zum Kondensator verhindert, so daß damit die Zuführung eines dynamischen Stromes zur

   Last unterdrückt ist, wobei die Sperrfunktion der Stromunterdrückungsexnrichtung während der Ausschaltperiode des Hochgeschwindigkeits-Hochspannungs-Schaltelementes aufgehoben ist, so daß der Kondensator geladen wird, so daß

   durch Ein- und Ausschalten des Hochgeschwindigkeits-Hochspannungs-Schaltelementes bei gleichzeitiger Betätigung der Stromsperrfunktion der Stromunterdrückungsexnrichtung ein Hochspannungsimpuls beiden Enden der Last zugeführt wird,

   wonach der den Impuls erzeugende Kondensator durch Aufhebung der Stromsperrfunktion der Stromunterdrückungsexnrichtung wieder geladen wird, wonach sich die genannten Vorgänge periodisch wiederholen, so daß ein periodischer

   Hochspannungsimpuls zur Last gelangt.

   2. Impuls-Hochspannungsquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wechselstromquelle variabler Frequenz Verwendung findet.

   3. Impuls-Hochspannungsquelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Stromunterdrückung zwei antiparallel ge-. schaltete Thyristoren enthält, die zwischen die Primärseite des Hochspannungstransformators und

   . den Ausgangsanschlüssen der Gleichrichterschaltung angeordnet ist, wobei der eine Anschluß des Speicherkondensators direkt mit dem einen Anschluß des zur Impulserzeugung = dienenden Kondensators und der andere An-

   schluß des Speicherkondensators mit dem anderen Anschluß des zur Impulserzeugung dienenden Kondensators über ein Ladeschaltelement verbunden ist, das die Einrichtung zur Strom-

   ,Q unterdrückung bildet, so daß ein Hochspannungs-

   irupuls in der Weise erzeugt wird, daß der die Impulsspannung bildende Kondensator mit der gespeicherten Ladung des Speicherkondensators geladen wird, indem das Lade-Schaltelement

   5 eingeschaltet wird, während das Hochgeschwin-

   digkeits-Hochspannungs-Schaltelement im Ausschal tzustand gehalten wird, wonach das Hochgeschwindigkeit s-Hochspannungs-SchaItelement eingeschaltet wird, während das Lade-Schaltelement ausgeschaltet ist.

   6. Impuls-Hochspannungsquelle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Hochgeschwindigkcits-Hochspannungs-Schaltelement und das Lade-Schaltelement durch rotierende Funkenschalter

   gebildet werden, die eine feste Elektrode und eine rotierende Elektrode aufweisen, wobei die rotierenden Elektroden beider Funkenschalter -synchron rotieren.

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   2_ 7. Irapuls-Hochspannungsquelle nach Anspruch 5,

   dadurch gekennzeichnet, daß ein Gleichrichter und eine Induktivität zur Erzeugung einer Resonanzschwingung in Reihe zwischen das Lade-Schaltelement und den die Impuls spannung bil

   denden Kondensator eingeschaltet sind.

   8. Impuls-Hochspannungsquelle nach Anspruch 6 -*s oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die ro-

   ^q tierende Elektrode des Hochgeschwindigkeits-

   Hochspannungs-Schalters und die rotierende Elektrode des Lade-Schaltelementes auf einer gemeinsamem rotierenden Welle mit einer gegenseitigen Versetzung um einen elektrischen Winkel von 90° angeordnet sind.

   9. Impuls-Hochspannungsquelle nach Anspruch 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Hochgeschwindigkeit s-Hochspannungs-Schaltelement ^und daii Lade-Schaltelement eine gemeinsame

   rotierende Elektrode sowie zwei um die rotierende Elektrode herum angeordnete Paare von festen Elektrode aufweisen, wobei die beide Paare fester Elektroden um einen elektrischen Winkel von 90° gegeneinander versetzt sind.

   10. Impuls-Hochspannungsquelle nach Anspruch 5

   oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Hochgeschwind igkeits-Hochspannungs-Schaltelement und das Lade-Schaltelement durch einen Thyristor

   gebildet werden.

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   11. Impuls-Hochspannungsquelle nach Anspruch 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Stromunterdrückung eine Induktivität enthält.

   12. Impuls-Hochspannungsquelle nach Anspruch 5 oder

   7, dadurch gekennzeichnet, daß das Hochgeschwind igkeits-Hochspannungs-Schaltelement durch einen rotierenden Funkenschalter und das IQ . Lade-Schaltelement durch einen Thyristor gebildet wird.

   13. Impuls-Hochspannungsquelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichterschaltung durch eine Vollwellen-Brückengleich-

   richterschaltung gebildet wird, von der eine nicht mit der Sekundärseite des Hochspannungstransformators verbundener Brückenpunkt unter Bildung von zwei gesonderten Teilen der Brückenschaltung offen ausgebildet ist, wobei die bei

   den gesonderten Brückenteile mit Anschlüssen auf der Hochspannungsseite von zwei gesonderten Kondensatoren zur Erzeugung der Impulsspannung verbunden sind, während die mit Masse verbundenen Anschlüsse dieser beiden Kondensatoren

   zusammen an den entgegengesetzten Brückenpunkt angeschlossen ist, und daß die Anschlüsse auf der Hochspannungsseite der beiden Kondensatoren mit zwei gesonderten Lastteilen über je ein ■ Hochgeschwindigkeits-Hochspannungs-Schaltelement des Einschalt-Ausschalt-Typs verbunden sind, wobei diese Schaltelemente abwechselnd während

   jeder Halbwelle der Wechselspannung ein- und

   ausgeschaltet werden, während der zugehörige Teil der offenen Gleichrichterschaltung sich im nicht leitenden Zustand befindet.

   14. Impuls-Hochspannungsquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein in Sperrichtung vorgespannter Gleichrichter parallel zu dem die Impuls spannung er-

   jLo zeugenden Kondensator geschaltet ist, um eine

   Aufladung des Kondensators mit umgekehrter Polarität zu verhindern.

   15. Impuls-Hochspannungsquelle nach einem der An-Sprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß

   wenigstens ein zur Spannungsüberwachung dienender Schaltungsteil vorgesehen ist, der einen paralle zu den Ausgangsanschlüssen angeordneten Spannungsteiler sowie einen in Reihe mit einem der Ausgangsanschlüsse angeordneten Stromdetek

   tor enthält, so daß ein Kurzschluß oder ein Überschlag an der Last durch einen Spannungsabfall und einen Stromanstieg festgestellt und hierdurch die Einrichtung zur Stromunterdrückung derart betätigt wird, daß der Ausgangsstrom der

   Ladespannungsquelle unterbrochen wird.

   16. Elektrischer Staubabscheider des Impuls-Ladungstyps, enthaltend ein Gehäuse mit einem Einlaß für ein staubhaltiges Gas, einem Auslaß für

   das Reingas, einer Staubabführöffnung, einer

   geerdeten Staubsammelelektrode, einer gegenüber der Staubsammelelektrode und hiervon isoliert angeordneten Entladeelektrode, wobei beide Elektroden innerhalb des Gehäuses in einem Gaskanal angeordnet sind, ferner enthaltend

   eine Hochspannungsquelle zur Zuführung einer Hochspannung an die Staubsammelelektrode und die Entladeelektrode zwecks Erzeugung einer Koronaentladung an der Entladeelektrode, dadurch gekennzeichnet, daß eine Impuls-Hoch

   spannungsquelle vorgesehen ist, die einen eine Impulsspannung erzeugenden Kondensator enthält, dessen einer Anschluß an Masse liegt, wobei die Hochspannungs-Ladequelle mit beiden Anschlüssen des Kondensators zwecks Ladung verbunden ist, daß ferner für die Entladung ein Hochgeschwindigkeits-Hochspannungs-Schaltelement mit Einschalt-Ausschalt-Funktion zwischen dem nicht geerdeten Anschluß des Kondensators und der Entladeelektrode vorgesehen

   ist, wobei dieses Schaltelement diesen Kondensatoranschluß und die Entladeelektrode periodisch für eine kurze Zeit verbindet und dadurch die Ladespannung des Kondensators in Form einer Impuls-Hochspannung der Entladeelektrode und

   der Staubsammelelektrode zuführt und unmittelbar danach wieder in den Ausschaltzustand zurückgeführt wird, daß ferner die Ausgangsanschlüsse der Impuls-Hochspannungsquelle, die

   ^ao . mit dem Anschluß auf der Entladeelektrodenseite des Entlade-Hochspannungs-Schaltelementes

   und mit dem geerdeten Anschluß des die Impulsspannung bildenden Kondensators verbunden sind, direkt, ohne Koppelschaltung, an die Entladeelektrode bzw. die Staubsammelelektrode angeschlossen sind, daß weiterhin in der Lade-

   Hochspannungsquelle eine Einrichtung zur Stromunterdrückung vorgesehen ist, die wenigstens während der Einschaltperiode des Entlade-Hochspannungs-Schaltelementes bis zu dessen Rück-

   ^O stellung in den Ausschaltzustand jeden Ausgangs

   strom der Hochspannungs-Ladequelle unterdrückt und damit einen Ladestrom in den zur Erzeugung der Impulsspannung dienenden Kondensator verhindert, so daß jeglicher dynamischer Strom zur Entladeelektrode vermieden wird, daß ferner

   die genannte Stromunterdrückungsfunktion während der Ausschaltperiode des Entlade-Hochspannungs-Schaltelementes aufgehoben wird, so daß eine Ladung des die Impulsspannung erzeugenden Kondensators ermöglicht wird, wobei durch Ein-

   und Ausschalten des Entlade-Hochspannungs-Schaltelementes bei gleichzeitiger Betätigung der Stromsperrfunktion der Stromunterdrückungseinrichtung ein Hochspannungsimpuls der Entladeelektrode und Staubsammelelektrode zugeführt wird, wonach durch Aufhebung der Stromunterdrückungsfunktion der die Impulsspannung bildende Kondensator geladen wird, wonach sich die genannten Vorgänge periodisch wiederholen, so daß periodisch an der Entladeelektrode eine Impulskoronaentladung erzeugt wird, durch die im Gasstrom zwischen beiden Elektroden enthaltene

   COPY ]

   -ιοί Staubteilchen durch die von der Koronaentladung herrührenden Ionen aufgeladen, an der Staubsammelelektrode gesammelt und nach Abfallen von dieser Elektrode über die Staubabführöffnung abgezogen werden, während das ge

   reinigte Gas über den Reingasauslaß abgezogen wird.

   17. Staubabscheider nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Lade-Hochspannungs

   quelle einen Hochspannungstransformator enthält, dessen Primärseite (Niederspannungsseite) an eine Wechselstromquelle und dessen Sekundärseite (Hochspannungsseite) an einen Gleichrichter angeschlossen ist, daß ferner

   das Entlade-Hochspannungs-Schaltelement einen rotierenden Synchron-Funkenschalter enthält, der eine feste Elektrode und eine synchron mit der Frequenz der Wechselspannungsquelle rotierende Elektrode aufweist, wobei die Strom

   unterdrückungseinrichtung dadurch gebildet ist, daß die Drehphase'der rotierenden Elektrode gegenüber der festen Elektrode derart eingestellt ist, daß der Abstand zwischen der festen Elektrode und der rotierenden Elektrode genügend groß ist, um in der Halbwelle der Wechselspannung, in der 'die Polarität der Spannung auf der Sekundärseite des Hochspannungstransformators in Durchlaßrichtung des Gleichrichters verläuft, kein Funkenüberschlag zwischen den Elektroden entsteht, während dieser Abstand

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   ausreichend klein ist, damit während der Halb

   welle entgegengesetzter Polarität ein Funkenüberschlag entsteht.

   18. Staubabscheider nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Lade-Hochspannungsquelle einen Hochspannungstransformator enthält, dessen Primärseite (Niederspannungsseite) an eine Wechselstromquelle und dessen Sekundärseite (Hochspannungsseite) an einen Gleichrich

   ter angeschlossen ist, daß das Entlade-Hochspannungs-Schaltelement einen Thyristor enthält, wobei die Stromunterdrückung durch Phasensteuerung der dem Tor des Thyristors zugeführten Signale erfolgt, so daß der Thyristor während

   einer Halbwelle des Wechselstromes, in der die Polarität der Spannung auf der Sekundärseite des Hochspannungstransformators in Durchlaßrichtung des Gleichrichters verläuft, im Ausschaltzustand gehalten ist, während der Thyristor

   in der Halbwelle entgegengesetzter Polarität des Wechselstromes leitend ist.

   19. Staubsabscheider nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Lade-Hochspannungsquelle einen Hochspannungstransformator enthält, dessen Primärseite (Niederspannungsseite) über einen Thyristor" mit einer Wechselspannungsqu.elle und dessen Sekundärseite (Hochspannungsseite) mit einenvjSleichrichter verbunden ist, daß das

   Entlade-Hochspannungs-Schaltelement einen

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   Thyristor enthält, wobei die Stromunterdrückung durch Steuerung der den beiden Thyristoren zugeführten Torsignale erfolgt, wobei der Thyristor auf der Primärseite zur Aufladung des die Impulsspannung bildenden Kondensators eingeschaltet wird, während der andere (Entlade-) Thyristor im Ausschaltzustand gehalten wird, wobei dann dieser letztgenannte Thyristor eingeschaltet wird, während der Thyristor auf der Primärseite im Ausschaltzustand gehalten

   wird.

   20. Staubabscheider nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Lade-Hochspannungsquelle einen Hochspannungstransformator enthält, dessen Primärseite (Niederspannungsseite) mit einer Wechselstromquelle und dessen Sekundärseite (Hochspannungsseite) mit einem Speicherkondensator über einen Gleichrichter verbunden ist, der mit beiden Anschlüssen auf der Sekundär

   seite verbunden ist, wobei ein Anschluß des Speicherkondensators direkt mit dem an Masse liegenden Anschluß des die Impulsspannung bildenden Kondensators verbunden ist, während der andere Anschluß des Speicherkondensators

   mit dem hochspannungssextigen Anschluß des die ImpulsSpannung bildenden Kondensators über ein Lade-Schaltelement zur Stromunterdrückung verbunden ist, wobei die Stromunterdrückungs-

   ^O funktion durch dieses Lade-Schaltelement erfolgt, das zwecks Ladung des die Impulsspannung bilden-

   den Kondensators eingeschaltet wird, während

   das Entlade-Hochspannungs-Schaltelement im Ausschaltzustand gehalten wird, wonach das letztgenannte Schaltelement eingeschaltet wird, während das Lade-Schaltelement im Ausschalt

   zustand gehalten wird.

   21. Staubabscheider nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Entlade-Hochspannungs-Schaltelement und das Lade-Schaltelement durch

   rotierende Funkenschalter gebildet werden, die eine feste Elektrode und eine rotierende Elektrode besitzen, wobei die rotierenden Elektroden der beiden Funkenschalter synchron miteinander rotieren.

   22. Staubabscheider nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden rotierenden Wellen der rotierenden Elektroden der Funken-

   ²^ schalter mechanisch miteinander gekuppelt sind.

   23. Staubabscheider nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden rotierenden Elektroden der Funkenschalter auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sind.

   24. Staubabscheider nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Entlade-Hochspannungs-Schaltelement und das Lade- Schaltelement durch

   ^UW Thyristoren gebildet werden.

   3447718.

   -]_ 25. Staubabscheider nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Stromunterdrückung eine Induktivität enthält.

   26. Staubabscheider nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichterschaltung durch eine Vollwellen-Brücken-Gleichrichterschaltung gebildet wird, von der ein nicht an die Sekundärseite des Hochspannungstrans-

   ^q formators angeschlossener Brückenpunkt offen

   ausgebildet ist, so daß zwei gesonderte Brückenteile gebildet werden, die mit den hochspannungsseitigen Anschlüssen von zwei gesonderten, zur Erzeugung einer Impulsspannung dienenden Kondensatoren verbunden

   sind, wobei die geerdeten Anschlüsse dieser Kondensatoren gemeinsam an den Brückenpunkt angeschlossen sind, der dem offenen Brückenpunkt der Vollwellen-Brücken-Gleichrichterschaltung gegenüberliegt, daß ferner die hoch

   spannungsseitigen Anschlüsse der beiden zur Erzeugung der Impulsspannung dienenden Kondensatoren mit zwei gesonderten Entladeelektroden einer Staubsammelkammer des elektrischen Staubabscheiders über zwei gesonderte Hochge-

   schwindigkeits-Hochspannungs-Schaltelemente des Einschalt-Ausschalt-Typs verbunden sind, wobei diese Schaltelemente abwechselnd in den einzelnen Halbwellen der Wechselspannung ein- und ausgeschaltet werden, während jeweils der zugehörige

   Teil der Brückenschaltung im nicht leitenden Zustand ist.