JP2015527180A - 電気浸透脱水機の電気節減型電圧入力装置 - Google Patents

Abstract

本発明は電気浸透脱水機の電気節減型電圧入力装置であって、設定電圧値が入力される入力部と、入力された設定電圧値をフィルタリングし、遅延させるフィルタ部及びソフトスタート回路部と、電気浸透脱水機を通過した電圧を入力されて設定電圧値に合うように制御する比例積分制御器と、前記比例積分制御器を介して出力された信号がＳＣＲゲート信号に合うように調整するＳＣＲドライバと、ＳＣＲドライバを介して出力された信号を絶縁させてＳＣＲゲートに出力するパルス変圧器と、を含む。本発明によると、主電圧と低電圧を繰り返し供給することで連続的に電圧を供給することと同じような効果を得ることができるため電気を節減することができ、特に本実施例による装置では、１５〜２５％程度の電気の節減が可能な効果がある。

Description

本発明は、電気節減型電圧入力装置に関するものであり、更に詳しくは、主電圧と低電圧を繰り返し供給することで電気を節減することができる電気浸透脱水機の電気節減型電圧入力装置に関するものである。

一般に、電気浸透脱水機はスラッジと結合された水を電気泳動性を除去するための電場を形成させるために直流電源が印加され、その電圧差によってスラッジの含水を脱水させる装置である。

このような電気泳動式電気浸透脱水機は、「電気浸透脱水機（特許文献１）」、「位相制御型電気脱水機（特許文献２）」、「電気浸透脱水機（特許文献３）」及び「三相交流電源を利用した位相制御型電気泳動式電気浸透脱水機（特許文献４）」などに記載されて周知であるように、その構造は大きく正極（＋）又は負極（−）が印加されたドラム、ドラムと一定空間部を置いて設置されて全体に負極（−）又は正極（＋）が印加されたキャタピラ、ドラムとキャタピラとの間にスラッジの移送及び脱水のために巻き取られたろ布ベルトなどで構成される。

このような電気浸透脱水機は交流電圧（ＡＣ）を供給され、ＳＣＲ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ，ｔｈｙｒｉｓｔｏｒ；サイリスタ）を利用して直流電圧（ＤＣ）に変換して脱水する動力として使用する。ところが、定電圧方式を主に使用するため、負荷の量に応じて電流が変化する問題点がある。よって、このような電気浸透脱水機は電気消耗量が多く、そのため電気浸透脱水機の普及に大きな足かせとなっている。

出願番号１０−２００４−７７５９号 出願番号１０−２００５−９９２８号 出願番号１０−２００７−４６４９４号 出願番号１０−２００８−４４９０１号

本発明は上述したような問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、電気消耗量を減らすことができる電気浸透脱水機の電気節減型電圧入力装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、直流電圧の出力にパルスを印加する方式を使用して電気を節減することができる電気浸透脱水機の電気節減型電圧入力装置を提供することにある。

本発明のまた他の目的は、設定された主電圧と低電圧を繰り返し供給して電気を節減することができる電気浸透脱水機の電気節減型電圧入力装置を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、主電圧と低電圧との間の間隔を最小限に短くして電気を節減することができる電気浸透脱水機の電気節減型電圧入力装置を提供することにある。

前記のような目的を達成するための本発明による電気浸透脱水機の電気節減型電圧入力装置は、設定電圧値が入力される入力部と、前記入力された設定電圧値をフィルタリングし、遅延させるフィルタ部及びソフトスタート回路部と、電気浸透脱水機を通過した電圧を入力されて前記設定電圧値に合うように制御する比例積分制御器と、前記比例積分制御器を介して出力された信号がＳＣＲ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ，ｔｈｙｒｉｓｔｏｒ；サイリスタ）ゲート信号に合うように調整するＳＣＲドライバと、前記ＳＣＲドライバを介して出力された信号を絶縁させてＳＣＲゲートに出力するパルス変圧器と、を含む。

そして、本発明による電気浸透脱水機の電気節減型電圧入力装置の前記入力部は、主電圧を７５Ｖ、低電圧を２５Ｖに設定することにその特徴がある。

また、本発明による電気浸透脱水機の電気節減型電圧入力装置の前記比例積分制御器は、前記主電圧時間及び低電圧時間を１／１００ｓｅｃに設定し、前記入力される電圧値がパルス形態になるようにすることにその特徴がある。

そして、本発明による電気浸透脱水機の電気節減型電圧入力装置は、前記電気浸透脱水機の外部故障信号を検出し、検出された値を前記ＳＣＲドライバに出力する故障信号検出部を更に含むことにその特徴がある。

本発明によると、主電圧と低電圧を繰り返し供給することで連続的に電圧を供給することと同じような効果を得ることができるため電気を節減することができ、特に本実施例による装置では、１５〜２５％程度の電気の節減が可能な効果がある。

そして、出力される電圧値に比例積分制御器を使用して主電圧と低電圧間の時間及び間隔を短くすることでパルスを印加することと同じような効果を与え、電気の節減及び最適の節電型装置を構成することができる効果がある。

また、主電圧と低電圧を繰り返し供給することで電荷の移動が繰り返されるため、高効率による作業能率向上の効果もある。

本発明は添付した図面に図示された実施例を参照して説明されるが、これは例示的なものであり、該当分野の通常の知識を有する者であればこれから多様な変形及び均等な実施例が可能であるということを理解できるはずである。よって、本発明の真の保護範囲は添付した特許請求の範囲によってのみ決められるべきである。

本発明による電気浸透脱水機の電気節減型電圧入力装置を示すブロック図である。 本発明による電気浸透脱水機の電気節減型電圧入力装置の電圧供給状態を示す座標である。 本発明による電気浸透脱水機の電気節減型電圧入力装置の回路図である。

以下、本発明の好ましい実施例による電気浸透脱水機の電気節減型電圧入力装置を添付した図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明による電気浸透脱水機の電気節減型電圧入力装置を示すブロック図であり、図２は本発明による電気浸透脱水機の電気節減型電圧入力装置の電圧供給状態を示す座標である。

図１を参照すると、本発明による電気浸透脱水機の電気節減型電圧入力装置１００は、入力部１０、フィルタ部及びソフトスタート回路部２０、比例積分制御器３０、ＳＣＲドライバ４０、パルス変圧器５０及び故障信号検出部６０で構成される。

入力部１０には設定電圧値が入力される。入力部１０は、本実施例による電気浸透脱水機が電気を節減して動作することができる電圧を設定して入力する。例えば、入力部１０には主電圧７５Ｖ、低電圧２５Ｖの電圧値が設定されて入力される。入力部１０への設定された電圧値、例えば主電圧７５Ｖ、低電圧２５Ｖで本実施例による電気浸透脱水機が動作する。このような動作状態が図２に図示される。

主電圧を継続的に供給することより、本実施例のように主電圧と低電圧を繰り返し供給すると、特に、この際主電圧と低電圧との間の間隔を最小限に短くすると、主電圧を継続的に供給することと同じような効果を有しながらも電気が節減される効果がある。本実施例では主電圧が７５Ｖ、低電圧が２５Ｖであることを例に上げて説明したが、これは本出願人の実験データを介して最も効率的な電圧を例に上げて説明するものであって、このような形に限られることはない。

フィルタ部及びソフトスタート（ｓｏｆｔ ｓｔａｒｔ）回路部２０は、入力部１０を介して入力された設定電圧値をフィルタリングし、遅延させる。フィルタ部２０は入力部１０を介して入力される整流器の出力電圧値をフィルタリングし、ソフトスタート回路部２０は公知のように、設定された高圧の電圧が直接加えられると問題が発生する恐れがあるため、それを保護するために電圧値を遅延させる。ソフトスタート回路部２０を介して電圧が徐々に主電圧値に上昇されて供給されることが図２に図示される。

比例積分制御器（ＰＩ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ−Ｉｎｔｅｇｒａｌ） ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ；３０）は、電気浸透脱水機を通過した電圧を入力されて入力部１０に入力された設定電圧値に合うように制御する。比例積分制御器３０は、入力部１０から入力された設定電圧値と電気浸透脱水機を通過した電圧値、即ち、フィートバック（ｆｅｅｄｂａｃｋ）電圧値を比較し、フィードバック電圧値が設定電圧値に合うように制御する。この際、比例積分制御器３０は主電圧時間及び低電圧時間を最小限に短く、例えば１／１００ｓｅｃに設定する。それによって、短い時間間隔をおいて主電圧と低電圧が繰り返し供給されるため、電気浸透脱水機に入力される電圧値はパルスの形になり、それによって最適の節電装置を構成することができる効果がある。

ＳＣＲドライバ４０は、比例積分制御器３０介して出力された信号がＳＣＲ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ，ｔｈｙｒｉｓｔｏｒ；サイリスタ）ゲート信号に合うように調整する。この際、ＳＣＲドライバ４０は故障信号が発生しない条件に限って信号を調整して出力する。ここで、故障信号は故障信号検出部６０を介して出力される。

故障信号検出部６０は、電気浸透脱水機の外部故障信号を検出し、検出された値をＳＣＲドライバ４０に出力する。

パルス変圧器（ｐｕｌｓｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ；５０）は、ＳＣＲドライバ４０を介して出力された信号を絶縁させてＳＣＲゲートに出力する。パルス変圧器５０を介した信号は絶縁され、絶縁された信号はそれぞれのＳＣＲゲートに出力される。

このような本実施例による電気浸透脱水機の電気節減型電圧入力装置１００による電力量と含水率を比較した表が下記に示される。

Claims (4)

1. 設定電圧値が入力される入力部と、
   前記入力された設定電圧値をフィルタリングし、遅延させるフィルタ部及びソフトスタート回路部と、
   電気浸透脱水機を通過した電圧を入力されて前記設定電圧値に合うように制御する比例積分制御器と、
   前記比例積分制御器を介して出力された信号がＳＣＲ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ，ｔｈｙｒｉｓｔｏｒ；サイリスタ）ゲート信号に合うように調整するＳＣＲドライバと、
   前記ＳＣＲドライバを介して出力された信号を絶縁させてＳＣＲゲートに出力するパルス変圧器と、を含むことを特徴とする電気浸透脱水機の電気節減型電圧入力装置。
2. 主電圧を７５Ｖ、低電圧を２５Ｖに設定することを特徴とする請求項１に記載の電気浸透脱水機の電気節減型電圧入力装置。
3. 前記比例積分制御器は、
   前記主電圧時間及び低電圧時間を１／１００ｓｅｃに設定し、前記入力される電圧値がパルス形態になるようにすることを特徴とする請求項２に記載の電気浸透脱水機の電気節減型電圧入力装置。
4. 前記電気浸透脱水機の外部故障信号を検出し、検出された値を前記ＳＣＲドライバに出力する故障信号検出部を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の電気浸透脱水機の電気節減型電圧入力装置。

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