FI102466B - Menetelmä sykkivän tasavirran ohjaamiseksi, joka tasavirta syötetään s ähköstaattiseen pölynerottimeen - Google Patents

Description

102466

Menetelmä sykkivän tasavirran ohjaamiseksi, joka tasavirta syötetään sähkötaattiseen pölynerottimeen

Keksinnön puitteet 5 Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä sykkivän tasavir ran ohjaamiseksi, joka tasavirta syötetään sähköstaattiseen pölynerotinyksik-köön, johon kuuluu purkauselektrodit ja keräilyelektrodit, joiden välillä ylläpidetään vaihtelevansuuruinen jännite, jolloin sykkivä tasavirta syötetään mainituille elektrodeille ja sykkivän tasavirran taajuus, pulssin varaus ja/tai pulssin 10 kesto vaihdellaan siten, että aikaansaadaan useita taajuuden, varauksen ja keston yhdistelmiä; ja että kullakin näistä yhdistelmistä jännite U purkauselekt-rodien ja keräilyelektrodien välillä mitataan.

Menetelmä sopii erityisen hyvin, mikäli sykkivä tasavirta on pulssi-jonon muodossa, joka on tahdistettu jännitesyötön taajuuden kanssa, ja jotka 15 pulssit generoidaan syöttämällä vaihekulmaohjatun suuntaajan (tyristorin) avulla siten, että osa jännitesyötön puoliaallosta syötetään pöiynerottimen elektrodeihin ylösmuuntamisen jälkeen, jolloin useita jännitesyötön jaksoja esiintyy ilman, että virtaa syötetään elektrodeille. Tämän jälkeen sovitetaan jälleen osa puoliaallosta, jota seuraa useita jaksoja ilman virtaa jne.

20 Keksinnön tausta

Useissa sovelluksissa, erityisesti savukaasujen puhdistuksessa, sähköstaattiset pölynerottimet ovat sopivimpia pölynkerääjiä. Ne ovat tukevia rakenteeltaan ja ovat hyvin luotettavia. Edelleen ne ovat erittäin tehokkaita. Jopa 99,9 %:n pölynerotus saavutetaan. Koska näiden toimintakustannukset 25 ovat matalat verrattuna huovikesuodattimeen, ja koska vaurioitumisvaara ja sitä seuraava pysähdys on erittäin epätodennäköistä, ne ovat luonnollinen valinta useissa tapauksissa.

Viranomaisten vaatimukset koskien päästötasoja esim. tehtaista, joissa poltetaan fossiilista polttoainetta, koskevat päästöjen kokonaismäärää. 30 Tämä tarkoittaa sitä, että toimintohäiriöt on myös otettava huomioon. Käytet-·· täessä sähköstaattisia pölynerottimia on yleisin huolenaihe suodattimen puh distus, joka on suoritettava säännöllisesti elektrodien ja suodattimen puhdistamiseksi. Tällaisessa suodattimen puhdistuksessa päästö hetkellisesti lisääntyy voimakkaasti, mikäli lisätoimenpiteitä ei suoriteta. Eräs ratkaisu on 35 esitetty EP-patenttijulkaisussa 162 826.

2 102466 Sähköstaattisen pölynerottimen kokonaistehonkulutus voi olla luokkaa useita satoja kilowatteja. Siksi on tärkeää vähentää energiankulutus mahdollisimman tehokkaasti. Tämä on erityisen tärkeätä mikäli erotetaan pölyä, jolla on suuri resistiviteetti. Tällaisissa tapauksissa on usein välttämätöntä kä-5 siteitä erittäin epäsuotuisia toimintoparametreja, jolloin on olemassa sähkökatkoksen riski pölykerroksessa, joka kerääntyy keräilyelektrodeille. Tämä aiheuttaa purkaumia, jolloin pöly erottuu keräilyelektrodeista, nk. koronapurkaus.

Toiminnon optimoimiseksi ja energiankulutuksen pienentämiseksi samanaikaisesti kun kehotus paranee on esitetty useita menetelmiä virtapuls-10 sien syöttämiseksi suodattimeen. Esimerkiksi US-patenttijulkaisussa 4 052 177 ja 4 410 849 on esitetty tällaisia. Ensin mainitussa ehdotetaan pulssien syöttämistä muutamien mikrosekuntien ajaksi, joka tarkoittaa sitä, että suuntaajat ovat hyvin kalliita. Jälkimmäisessä ehdotetaan millisekuntien pituisten pulssien syöttämistä, joka merkitsee yksinkertaisempien tyristorisuuntaajien 15 käyttöä, johon syötetään verkkotaajuista vaihtovirtaa.

Riippumatta valitusta menetelmästä pyritään tietysti käyttämään tätä mahdollisimman tehokkaasti ja taloudellisesti. Etenkin päästöjä on saatava pienentymään määräysten mukaisesti. Seuraavaksi kustannuksia on pienennettävä.

20 Uudet menetelmät ovat aikaansaaneet lisääntyvän ohjausparamet- rien lukumäärän, ja täten monimutkaistaneet ohjausjärjestelmiä. Tämä tarkoittaa valitettavasti myös sitä, että todellinen säätö voi merkitä häiriöitä erottimen toiminnassa. Samalla tavalla kuin päästöt lisääntyvät suodattimen vaihdon tai puhdistuksen yhteydessä, päästöt lisääntyvät säätöjen aikana tai sää-25 dettyjen ohjausparametrien tarkistuksen aikana.

Mikäli säädöt suoritetaan käsin opasimetria (testilaite palokaasujen optisen tiheyden mittaamiseksi) lukemalla, tämä kestää niin kauan, mikäli kuormitus vaihtelee nopeasti, että päästöt voivat olla niin huomattavia säädön aikana, että ne saattavat nousta samoihin arvoihin kuin suodattimen puhdis-30 tustoimenpiteiden aiheuttamat päästöt. Edelleen on olemassa vaara, että toi-.·· minnalliset vaihtelut vaikuttavat säätöihin siten, että optimointi ei onnistu mi käli tapahtuu useita pölyn tai kaasun lämpötilan muutoksia säädön aikana.

Edelleen kuten mainittiin yllä, keräilyelektrodien puhdistus voi aiheuttaa hetkellisesti lisääntyviä päästöjä kaasussa. Kukin opasiteetin mittaus 35 virtasyötön säätämiseksi on siten suoritettava ainoastaan jaksoissa, jolloin suodattimen puhdistusta ei suoriteta. Koska tällainen puhdistus tapahtuu 3 102466 usein pölynerottimessa, joka sijaitsee lähinnä palokammiota, tai jotain muuta pölyn lähdettä, on olemassa vaara, että suodattimen puhdistus vaikuttaa negatiivisesti säätöihin.

Siksi on erityisen tärkeää aikaansaada menetelmiä virtasyötön 5 säätämiseksi nopeasti ja turvallisesti sähköstaattisissa pölynerottimissa, ainoastaan perustuen sähköisiin mittauksiin itse erottimessa tai siihen liittyvässä suuntaajassa. On osoittautunut, että vaikkakin suodattimien puhdistus vaikuttaa pölykonsentraatioon erottimesta tulleessa kaasussa, tämä muuttaa ainoastaan marginaalisesti virran ja jännitteen välistä suhdetta pölynerottimessa.

10 Muutamia esimerkkejä kokeista, joissa käytetään ainoastaan säh köisten muuttujien mittausta on suoritettu US-patenttijulkaisussa 4 311 491, EP-patenttijulkaisussa 90 905 714 ja EP-patenttijulkaisussa 184 922. Nämä menetelmät eivät kuitenkaan ole joustavia prosessin modifioinnin yhteydessä, eivätkä luotettavia koskien säätöä, jossa etsitään minimienergian kulutusta 15 vaihtelevissa olosuhteissa, jossa erotetaan hyvin resistiivista pölyä.

Keksinnön tarkoitus

On osoittautunut, että tähän asti testatut menetelmät eivät aikaansaa parametrien optimiyhdistelmää erotettaessa hyvin resistiivista pölyä. Toisaalta kun muutetaan ja vaihdetaan parametrien yhdistelmää, voidaan ai-20 kaansaada huomattavia etuja pienempien päästöjen ja pienemmän energiankulutuksen muodossa. Tämä on erityisesti asianlaita menetelmissä, jotka perustuvat pölyn pitoisuuden mittaukseen, mutta myös ehdotetuissa menetelmissä, jotka perustuvat sähköisten muuttujien mittaukseen.

Siksi esillä olevan keksinnön päätarkoituksena on aikaansaada pa-25 rannettu menetelmä sähköisten pölynerottimien parametrien valinnassa erotettaessa nk. vaikeaa pölyä, esimerkiksi hyvin resistiivista pölyä.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on edelleen aikaansaada menetelmä, joka perustuen sähköisten muuttujien mittaukseen yleisesti aikaansaa nopeamman ja luotettavamman sähköstaattisten pölynerottimien 30 säädön.

Keksinnön yhteenveto

Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä sykkivän tasavir-ran ohjaamiseksi, joka tasavirta syötetään sähköstaattiseen pölynerotinyksik-köön, johon kuuluu purkauselektrodit ja keräilyelektrodit, joiden välillä ylläpi-35 detään vaihtelevansuuruinen jännite, jolloin sykkivä tasavirta syötetään mainituille elektrodeille ja sykkivän tasavirran taajuus, pulssin varausta ja/tai puis- 4 102466 sin kestoa vaihdellaan siten, että aikaansaadaan useita taajuuden, varauksen ja keston yhdistelmiä; ja että kullakin näistä yhdistelmistä jännite U purkaus-elektrodien ja keräilyelektrodien välillä mitataan.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista, että kullakin 5 näistä yhdistelmistä jännitetaso U,*, joka on lähellä sitä jännitettä, jossa pur-kauselektrodien koronapurkaus käynnistyy, määritetään, mitataan tai lasketaan; että kullakin näistä yhdistelmistä, joko integraali lk = fU · (U-IU) dt mitataan tai lasketaan määrätyllä aikavälillä, tai Ai = U( · (Urita) mitataan tai lasketaan useassa ajankohdassa "i" määrätyllä aikavälillä, joka on lyhyempi tai 10 yhtä pitkä kuin aika 1/f, jossa f on pulssitaajuus; ja että lk tai A:n lineaarisia yhdistelmiä käytetään valitsemaan taajuuden, varauksen, ja keston yhdistelmä sykkivälle tasavirralle.

Keksinnön mukaisen menetelmän suositeltavat suoritusmuodot ovat epäitsenäisten patenttivaatimusten kohteena.

15 Keksinnön yleisselostus

On tiedetty jo yli 50 vuoden ajan, että virran pulssimainen syöttö sähköstaattisiin pölynerottimiin aikaansaa parannettuja erotinominaisuuksia. Tämä on erityisen selvää, mikäli pöly on vaikeasti erotettavaa, eli hyvin resis-tiivista. Kuten mainittiin yllä on siten pyritty syöttämään tarvittava energia pö-20 lynerottimelle käyttäen hyvin lyhyitä pulsseja, joka laitteisto usein oli hyvin monimutkainen.

Yllättäen on todettu, että pulsseilla, jotka kooltaan ovat yhtä suuret kuin tavallisen vaihtovirran puoliaalto sähköverkossa, saadaan hyviä tuloksia. Tämä selittyy siitä, että purkaumat pölykerroksessa, joka aiheuttaa nk. ko-25 ronapurkausta, omaavat aikavakion, joka on noin 1 s. Tätä ei kuitenkaan saa tulkita siten, että kestää yhden sekunnin kerroksen varaamiseksi, vaikkakin näitä virheitä usein tehdään, vaan kestää yhden sekunnin kerroksen purkautua kun varaus on aikaansaatu. Varaus ohjataan ainoastaan virran syöttöar-volla. Täten varaukseen voidaan vaikuttaa alle yhdessä millisekunnissa mikäli 30 virtatiheys on riittävä.

·: On kuitenkin jo jonkin aikaa pidetty lähes selvänä, että lyhyet puls sit ja suuret virta-arvot aina ovat välttämättömiä.

Esillä oleva keksintö perustuu siihen uuteen havaintoon, että myös toiminnassa, jossa pulssitaajuus on hyvin alhainen ja suuria varauksia syöte-35 tään kussakin pulssissa, pölynerotus voi olla ei-tyydyttävä, mutta sitä voidaan yllättäen parantaa huomattavassa määrin mikäli pulssien kokoa pienennetään 5 102466 hiukan ja ylläpidetään sama pulssitaajuus. Tämän aikaansaamiseksi on ehdotetussa menetelmässä analysoitava pölynerottimen reaktio kunkin pulssin yhteydessä, eikä mitattava keskimääräisiä tai huipputasoja. Menetelmän tarkoituksena on tehdä mahdolliseksi vaikuttaa haitalliseen virtaan, joka johtuu 5 koronapurkauksesta keräilyelektrodeilta, ja minimoida ehdotetun menetelmän mukaisesti tämän vaikutuksia.

Tähän käytetään referenssijännitetasoa LU jännitteen ylätason ja alatason välillä purkauselektrodien ja keräilyelektrodien välissä, ja positiivinen arvo kohdistetaan ajankohtaan, jolloin jännite ylittää tämän tason, ja negatiivi-10 nen arvo kohdistetaan ajankohtaan, jona jännite on tämän tason alapuolella. Tämä suoritetaan painottamalla funktion A = U*(U-Uraf) mukaisesti, jossa U on jännite pölynerottimen elektrodien välillä tiettynä ajankohtana.

Pulssin arvioimiseksi funktiota A voidaan integroida tietyn aikavälin yli, tai voidaan suorittaa näytteenottoversiossa painotettu Ai:n lisäys tiettynä 15 aikavälinä, siten, että muodostetaan jonkinlainen keskimääräinen arvo tai numeerinen approksimaatio integroinnille. Aikavälin on tietysti oltava pienempi tai yhtä suuri kuin ajan 1/f, jossa f on pulssitaajuus. Mikäli tämä aika on pitkä, tulisi aikaväli valita lyhyemmäksi ja vaihtoehtoisesti sille tulisi antaa ennalta-määrätty maksimiarvo, tai se tulisi suhteuttaa mittaamalla kyseiseen toiminto-20 tilaan.

Referenssijännitteen LU valinta vaikuttaa voimakkaasti menetelmän arviointiin. Toiminnon tyydyttäväksi optimoimiseksi Uref on valittava lähelle jännitettä, jossa purkauselektrodien koronapurkaus käynnistyy. Koska tätä jännitettä ei voida tarkkailla jatkuvasti toiminnon yhteydessä, ja myös 25 muuten on vaikea määrittää se, koska se mm. johtuu muodoista ja mahdollisista vaurioista purkauselektrodeissa, ehdotetaan yksinkertaisempaa mittausta toiminnon yhteydessä.

Tässä Urarin määrityksessä pulssien koko saatetaan vaihtelemaan vakiopulssitaajuudella, ja virran keskimääräinen arvo ja vastaavat ylätasot ja 30 alatasot jännitteessä elektrodien välillä mitataan. Tämän jälkeen ylätasot ja '·' alatasot piirretään virran neliöjuuren funktiona. Nämä kaksi funktiota approk simoidaan ensimmäisen asteen lausekkeella. Koska ylätaso ja alataso ovat lähellä toisiaan pienillä virta-arvoilla, nämä yksinkertaistetut approksimaatio-funktiot leikkaavat lähellä virran nollatasoa. Jännitteen tasoa tässä leikkaus-35 kohdassa käytetään tämän taajuuden referenssijännitteenä Uref.

6 102466

Kokeet ovat osoittaneet, että vaikkakin U,*:n tason valinta on kriittinen, Unr ei kuitenkaan vaihtele kovinkaan paljon pulssitaajuuden vaihdellessa. Virhe, joka tehdään, mikäli lU:n taso asetetaan samaksi vaihtelevilla pulssi-taajuuksilla, ei ole olennainen. Siksi on myös olemassa toisia mahdollisuuksia s LU:n tason määrittämiseksi. Voidaan esimerkiksi käyttää jonkun funktioiden ekstrapolointia, edullisesti pohjatason, virran nollatasolle. Ekstrapoloitaessa alaspäin, voidaan myös hyödyntää jännitteen keskimääräisen tason ja pohjatason leikkauspisteitä, tai muita virtakytkentöjä, joiden erotus lähenee nollaa virran pienetessä.

10 Aikavälin kesto, jona pulssia arvioidaan, ei ole niin kriittinen kuin referenssijännitteen Um taso. Ehdotetun menetelmän mukaisesti aikaväli, jona arviointi tapahtuu, on edullisesti aikaväli, jona koronapurkaus purkauselektro-deilla tapahtuu.

Välin lähtökohta voidaan täten asettaa ajankohtaan, jossa virta-15 pulssi alkaa. Koronapurkaus jatkuu kuitenkin hieman sen jälkeen kun virta-pulssi on päättynyt. Pölynerottimen jännite on riittävä jatkuvaa purkausta varten.

Välin päättyminen on edullisesti määritettävä analysoimalla jännitteen pienenemiskulmaa jonkinlaisella erotusten tai numeerisen derivoinnin 20 mittauksella. Välin loppuminen sovitetaan siihen pisteeseen, jossa erotusre-sistanssi ylittää tietyn arvon, tai siihen pisteeseen, kun erotusresistanssin tietty lisäys tapahtuu. Mikäli erotusresistanssi ei ylitä määrättyä raja-arvoa, tai mikäli ei havaita resistanssin tiettyä lisääntymistä, aikaväli sovitetaan samaksi kuin aika kahden pulssin käynnistymisen välillä.

‘ 25 Suurilla pulssitaajuuksilla, joilla tässä tarkoitetaan taajuuksia yli 10

Hz, on mahdollista säätää välin päättyminen kiinteään arvoon tai ajankohtaan, jossa seuraava pulssi käynnistyy.

Pienillä pulssitaajuuksilla, joilla tässä tarkoitetaan taajuuksia alle 10 Hz, on mahdollista sopivasti asettaa välin päättyminen tiettyyn kiinteään 30 arvoon alueella 30- 100 millisekuntia. Tämä on edullisempaa kuin numeerinen derivointi resistanssin mittaamiseksi, mikäli numeerisesta derivoinnista aiheutuu hyvin paljon vaihtelevia aikavälejä.

Edullisen suoritusmuodon selostus

Keksintöä selostetaan seuraavaksi yksityiskohtaisesti viittaamalla 35 oheisiin kuvioihin, joissa 7 102466 kuvio 1 esittää suhdetta virran ja jännitteen välillä ajan funktiona sähköstaattisessa pölynerottimessa; kuvio 2 esittää mitattua jännitettä ajan funktiona sähköstaattisessa pölynerottimessa, johon syötetään virtapulsseja, joilla on taajuus n. 11 Hz; 5 kuvio 3 esittää jännitteen ylätasoa ja alatasoa sähköstaattisen pö- lynerottimen elektrodien välillä vakiopulssitaajuudella pölynerottimen läpi vir-taavan virran keskimääräisen tason neliöjuuren funktiona; kuvio 4 esittää menetelmää jännitteen mittaamiseksi elektrodien välillä nk. näytteenottoa käyttäen; ja 10 kuvio 5 esittää kuviosta 4 laskettua funktiona Aj = Ur(UrUnr).

Kuviossa 1a esitetään yleinen suhde virran ja jännitteen välillä sähköstaattisessa pölynerottimessa, johon syötetään virtaa vaihekulmaohjatusta suuntaajasta (tyristorisuuntaaja), kun tyristorit sytytetään kaikilla vaihtovirran puolijaksoilla. Kuviossa 1b esitetään sama suhde kun tyristorit sytytetään ai-15 noestaan joka kolmannella puolijaksolla. Esillä olevan keksinnön mukaista menetelmää käytetään huomattavasti pienemmillä sytytystaajuuksilla kuin kuvioissa esitetyt, mutta selvyyden vuoksi käytettyjä taajuuksia ei ole esitetty. Tasojen välinen suhde on siten täysin epärelevantti.

Kuviossa 2 esitetään mitattua jännitettä realistisemmassa tilassa, 20 jossa tyristoreja sytytetään joka yhdeksännellä puolijaksolla ja tällöin tuottavat hyvin jyrkän jännitteen nousun, josta se ensin putoaa hyvin jyrkästi ja tämän jälkeen loivemmin. Suuri erotus elektrodien jännitteen välillä huipputason ja pohjatason välillä on hyvin realistinen. Skaalasta johtuen ei vertailuja voida suorittaa kuvioihin 1a ja 1b. Kuviossa 2 jännitteen huipputaso on n. 58 kV ja 25 pohjataso n. 16 kV.

Mikäli tyristoreiden syttymiskulmia saatetaan vaihtelemaan vakio-taajuudella, jännitteen ylätaso ja alataso vaihtelevat molemmat. Edullisissa toimintotiloissa tai lähellä optimaalista toimintaa alataso on suhteellisen riippumaton syttymiskulmasta, kun toisaalta ylätaso kasvaa pienenevällä sytty-30 miskulmalla, eli lisääntyvällä tyristoreiden johtamisjaksolla. Monimutkaisissa « *: toimintaolosuhteissa ja sopimattomilla parametreillä työskenneltäessä pohja- jännite pienenee syttymiskulman pienetessä. Kuviossa 3 esitetään tämä tietyllä pulssitaajuudella lähellä optimaalista toimintaa.

Diagrammissa jännitteen pohjatasot on esitetty neljällä eri syttymis-35 kulmalla virran (keskimääräinen arvo) neliöjuuren funktiona. Diagrammissa esitetään, että suhde on olennaisesti lineaarinen, että molemmat funktiot, jot- 102466 8 ka on ekstrapoloitu kohti virran pienempiä arvoja, leikkaavat toisensa lähellä jänniteakselia, eli jossa virta on nolla. Ei ole välttämätöntä suorittaa mittaus muuta kuin muutaman jännitetason yhteydessä. Johtuen hyvästä lineaarisuudesta 2-4 mittausta riittää leikkauspisteen määrittämiseksi, ja täten U^n ar-5 von määrittämiseksi. Edullisen menetelmän mukaisesti toiminnon keskeyttäminen ei täten ole pitkä.

Tehdasta käynnistettäessä käytetään arvoa, joka on todettu sopivaksi tai talletettua Unr:n arvoa edellisistä toimintajaksoista. Mikäli pulssitaa-juutta muutetaan määrävälein, Unr mitataan toiminnon aikana tarkistusta var-10 ten, ja se säädetään tarvittaessa esimerkiksi puolen tunnin jaksoissa.

Kuviossa 4 esitetään kuva, joka havainnollisuuden vuoksi on hieman vääristetty, jossa nähdään miten jännite pölynerottimen elektrodien välillä vaihtelee ajan kanssa aikavälillä, jona virtapulssi käynnistyy seuraavan virta-pulssin käynnistymiseen. Siinä nähdään myös, että mittaukset tapahtuvat 15 useissa erillisissä, ja tasaisesti jakautuneissa ajankohdissa. Käytännössä mittaukset tapahtuvat useammin kuin kuviossa on esitetty, esimerkiksi 1-3 kertaa per millisekunti. Nämä mittausarvot talletetaan ohjausyksikköön, joka edullisesti muodostuu tietokonelaitteesta (ei esitetty), ja U,*:n arvon avulla, joka myös on talletettu ohjausyksikköön, A» = Ui*(UrUr«r) lasketaan kutakin mit-20 tauspistettä varten. Kuviossa 5 esitetään Ai:n arvo tälle esimerkille.

Tämän jälkeen integraali lk = /Ua(U-Ur*r) *dt määritetään numeerisesti arvioiden kokovälille A<:ta lisäämällä differentiaalisesti, ja lasketaan yllä mainitulla tavalla sekä kerrotaan kahden erillisen mittauksen välisellä aika-erotuksella. Aikaerotukset ovat tässä tapauksessa vakio. Tämä laskenta suo-25 ritetaan automaattisesti ohjausyksikössä, ja tulos talletetaan "laatulukuna" pulssitaajuuden ja tyristoreiden syttymiskulman yhdistelmästä.

Tämän menetelmän mukaisesti pulssitaajuus ja syttymiskulma saatetaan vaihtelemaan, jolloin aikaansaadaan useita yhdistelmiä. Kullakin pulssitaajuudella jännite LU mitataan ensin yllä mainitulla tavalla, ja tämän jäl-30 keen Ui mitataan useilla syttymiskulmilla. Sen jälkeen, kun vastaava A< on las-*: kettu kyseiselle yhdistelmälle annetaan "laatuluku". Mikäli esiintyy maksimi tutkitulla alueella tämä etsitään ja tämän parametreja käytetään jatkuvassa toiminnossa. Mikäli kuitenkin suurin "laatuluku" löydetään tutkitun alueen reunalla, taajuus ja syttymiskulma saatetaan jälleen muuttumaan perustuen pa-35 rametreihin, jotka antoivat tämän suurimman "laatuluvun" arvon.

9 102466 Säätöjä jatketaan kunnes maksimi saavutetaan. Jatkuvassa toiminnossa parametreja tarkistetaan ja uusi säätö suoritetaan määrävälein, esimerkiksi puolen tunnin välein. Tämän aikavälin aikana tapahtuu syttymiskulman pieniä vaihteluita ennalta määrätyllä tavalla vakiopulssitaajuudella, jolloin 5 pulssin "laatulukua" vastaavasti arvioidaan ja parametreja säädetään tarvittaessa varmistamaan, että toiminto on mahdollisimman lähellä optimia. Tällaisia pieniä säätöjä voidaan suorittaa esimerkiksi minuutin välein.

Yllä mainitussa suoritusmuodossa oletetaan, että pulssitaajuus ei ole liian alhainen. Taajuuksilla, jotka ovat alle 10 Hz, ehdotetaan, että arviointi 10 suoritetaan aikavälillä, joka on lyhyempi kuin aika peräkkäisten pulssien käynnistyksen välillä. Tämä on mahdollista joko määrittämällä välin arvo, joka on kiinteä kullakin taajuudella, tallettamalla tämä ohjausyksikköön, tai määrittämällä välin pituus tutkimalla jännitteen pienentymistä, joka arvo myös tässä tapauksessa pidetään vakiona samalla taajuudella eri syttymiskulmilla.

15 Tällainen arviointi ehdotetaan suoritettavaksi olettamalla, että pöly- nerottimen elektrodien välinen jännite määritetään suhteesta

Ux = Uy1exp[(ty-t1)/(R«C)].

20 Mikäli oletetaan, että C, joka on erottimen kapasitanssi, on vakio, kokeet esittävät, että resistanssi R vaihtelee. Mikäli ajankohta "x" sovitetaan samaksi virran ajankohdan "i" kanssa ja ajankohta My" sovitetaan aikaan, jossa seuraava pulssi "N" käynnistyy, saadaan seuraava funktio 25 R, = (tN-ti)/[Oln(Ui/UN)].

Tämä Rj lisääntyy voimakkaasti kun koronapurkaus lakkaa, ja tämän jälkeen arviointivälin päättyminen asetetaan ajankohtaan, jossa tämä tapahtuu.

30 Vaihtoehtoisesti voidaan käyttää numeerista derivointia samaa ar- !1. viointia varten. Tämä tarkoittaa sitä, että arviointivälin päättyminen määrite tään ajankohtana, jolloin R = - U/(C1dU/dt) voimakkaasti lisääntyy tai ylittää tietyn arvon.

35 10 102466

Vaihtoehtoisia suoritusmuotoja

Esillä oleva keksintö ei tietysti rajoitu yllä esitettyyn suoritusmuotoon, vaan sitä voidaan vaihdella seuraavien patenttivaatimusten puitteissa.

Menetelmässä voidaan käyttää useita eri tapoja virran syöttämisek-5 si pulssien muodossa sähköisiin pölynerottimiin. Esimerkkejä tällaisista tavoista ovat pulssinleveysmoduloituja suurtaajuisia ja muuntyyppisiä nk. "kytkentätiloja", kuten myös tyristoreiden käyttö, joita voidaan "sammuttaa". Tämä menetelmä sopii myös erikoisia pulssisuuntaajia varten, jotka generoivat pulsseja, jotka ovat kooltaan mikrosekuntien luokkaa, vaikkakin tähän liit-10 tyy teknisiä vaikeuksia mittausten yhteydessä.

Esimerkkejä menetelmän modifioinneista ovat myös muut tavat määrittää υ«»:η taso ja painotuksen sovittaminen funktion Ai lisäyksen yhteydessä.

•« 1 ·

Claims (14)

1. Menetelmä sykkivän tasavirran ohjaamiseksi, joka tasavirta syötetään sähköstaattiseen pölynerotinyksikköön, johon kuuluu purkauselektrodit 5 ja keräilyelektrodit, joiden välillä ylläpidetään vaihtelevansuuruinen jännite, jolloin sykkivä tasavirta syötetään mainituille elektrodeille ja sykkivän tasavirran taajuus, pulssin varausta ja/tai pulssin kestoa vaihdellaan siten, että aikaansaadaan useita taajuuden, varauksen ja keston yhdistelmiä; ja että kullakin näistä yhdistelmistä jännite U purkauselektrodien ja keräilyelektrodien vä-10 Iillä mitataan, tunnettu siitä, että kullakin näistä yhdistelmistä jännitetaso Un, joka on lähellä sitä jännitettä, jossa purkauselektrodien koronapurkaus käynnistyy, määritetään, mitataan tai lasketaan; että kullakin näistä yhdistelmistä, joko integraali lk = Jll · (U-IU) dt 15 mitataan tai lasketaan määrätyllä aikavälillä, tai Ai = Ut · (UrUn) mitataan tai lasketaan useassa ajankohdassa "i" määrätyllä aikavälillä, joka on lyhyempi tai yhtä pitkä kuin aika 1/f, jossa f on pulssitaajuus; ja että lk tai Ajin lineaarisia yhdistelmiä käytetään valitsemaan taajuuden, varauksen, ja keston yhdistelmä sykkivälle tasavirralle.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että Un määritetään mittaamalla jännitteen U ylätaso, pohjataso, keskimääräinen taso ja/tai jollakin tavalla määritetty taso tietyllä lukumäärällä eri pulssivirtoja yhdellä ja samalla puissintoistotaajuudella; että tämä taso tai vastaavat tasot piirretään pölynerottimen läpi »· · 25 virtaavan virran I neliöjuuren funktiona; että funktio tai funktiot approksimoidaan ensimmäisen asteen lauseilla; ja että jännite, jolla kahdella funktiolla on sama virta tai jännite, jossa jokin funktioista leikkaa jänniteakselin, valitaan Unksi.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että Un määritetään mittaamalla jännitteen U ylätaso, pohjataso, keskimääräinen taso ja/tai jollakin tavalla määritetty taso tietyllä lukumäärällä eri pulssivirtoja yhdellä ja samalla puissintoistotaajuudella; että tämä taso tai vastaavat tasot piirretään pölynerottimen läpi 35 virtaavan virran I funktiona; 12 102466 että funktio tai funktiot ekstrapoloidaan alempaan virtatasoon nähden; ja että jännite, jolla kahdella ekstrapoloidulla funktiolla on sama virta tai jännite, jossa jokin ekstrapoloiduista funktioista loikkaa jänniteakselin, va-5 Iitaan Uraksi.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että Uraf määritetään mittaamalla jännitteen U ylätaso ja pohjataso tietyllä lukumäärällä eri pulssivirtoja yhdellä ja samalla pulssintoistotaajuudel-la; 10 että ylätaso ja pohjataso piirretään pölynerottimen läpi virtaavan vir ran I neliöjuuren funktiona; että funktio tai funktiot approksimoidaan ensimmäisen asteen lauseilla; ja että jännite, jolla funktioilla on sama virta valitaan Uraliksi.

5 R = - U/(C1.dU/dt), jossa C on pölynerottimen kapasitanssi, ylittää tietyn tason.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että Uni määritetään mittaamalla jännitteen U pohjataso tietyllä lukumäärällä eri pulssivirtoja yhdellä ja samalla pulssintoistotaajuudella; että pohjataso piirretään pölynerottimen läpi virtaavan virran I neliöjuuren funktiona; 20 että funktio approksimoidaan ensimmäisen asteen lauseilla; ja että jännite, jolla funktio leikkaa jänniteakselin, eli se jännite, jossa virta on nolla, valitaan Utiksi.

6. Jonkin patenttivaatimusten 1 - 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että määritettyä aikaväliä säädetään samaksi tai olennaisesti 25 samaksi kuin aika, jolloin koronapurkaus tapahtuu virtapulssin aikana.

7. Jonkin patenttivaatimusten 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että määritetty aikaväli alkaa, kun virtapulssi alkaa.

8. Jonkin patenttivaatimusten 1 - 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että määritetty aikaväli loppuu, kun pölynerottimen resistanssi R, • 30 joka määräytyy purkausfunktiosta R = (ty - tx) / [C · ln(Ux/Uy)] jossa C on pölynerottimen kapasitanssi, ylittää tietyn tason. 102466 13

9. Jonkin patenttivaatimusten 1 - 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että määritetty aikaväli loppuu, kun pölynerottimen resistanssi R, joka määräytyy purkausfunktiosta

10. Jonkin patenttivaatimusten 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että määrätty aikaväli loppuu, kun jännite U on pudonnut mää- 10 ritetyn tason alle tai pudonnut ylätasosta tietyn määrän erotuksesta kyseisen ylätason ja kyseisen alatason välillä.

11. Jonkin patenttivaatimusten 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että määrätty aikaväli loppuu, kun seuraava virtapulssi alkaa.

11 102466

12. Jonkin patenttivaatimusten 6-11 mukainen menetelmä, t u n - 15. e 11 u siitä, että Ui mitataan ja A» lasketaan ajankohtina, jotka jakautuvat tasaisesti määrätyllä aikavälillä.

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että A:n keskimääräinen taso Am määrätyllä aikavälillä lasketaan, ja että taajuuden, varauksen, ja keston yhdistelmä, joka tällä tavalla antaa suurim- 20 man mahdollisen A^n tason, valitaan.

14. Jonkin patenttivaatimusten 6-11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että taajuuden, varauksen ja keston yhdistelmä, joka antaa suurimman lk:n tason, valitaan. -> · < · - 14 102466