JP3139220B2 - 電気集塵機のパルス荷電電源装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電気集塵機のパルス荷電
電源装置に係り、特にパルスを自動制御する制御部を備
えた電気集塵機のパルス荷電電源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電気集塵機は、石油や石炭等の各種燃焼
炉から排出される燃焼ガス中のダスト捕集装置として工
業用に広く採用されている。従来、電気集塵機は放電極
に負の直流電圧を印加する直流荷電方式が主流であっ
た。しかし、この直流荷電方式の電気集塵機の捕集性能
は、捕集するダストの電気抵抗率に左右され、電気抵抗
率が１０¹²Ωｃｍを越えると、集塵極上のダストから放
電極に向かって放電が起こる、所謂、逆電離現象によっ
て集塵性能が大幅に低下するという問題があった。この
対策として、直流バイアス電源からの直流ベース電圧
に、パルス電源からのパルス電圧を重畳するパルス荷電
方式の電気集塵機のパルス荷電電源装置が提案されてい
る。このパルス荷電方式は、図３に示すように、直流ベ
ース電圧にパルス電圧を重畳した高電圧を電気集塵機の
放電極と集塵極の間に印加するもので、これにより逆電
離現象領域での集塵性能の低下を防止する。そして、パ
ルス荷電の場合でも良好で安定した集塵性能を得るため
には、捕集するダストの電気抵抗率の変化に対してパル
ス荷電のパルス繰返し周波数、パルス電圧、パルス幅の
３要素に最適値が存在することは従来より知られてい
る。しかし、電気抵抗率が変化した場合、前記３要素間
をどのような関係のもとに変化させればよいか把握され
ていなかった。この為、従来の電気集塵機のパルス荷電
電源装置では、集塵状態を見ながらその都度前記３要素
を手動で調整するか、又は、ダストの電気抵抗率が最も
大きくなる時を推定し、その時に最適になるように前記
３要素を固定していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記３
要素を手動で調整することは、煩雑であると共に、ダス
トの電気抵抗率の変化に対応して３要素をきめ細かに調
整できないので、良好で安定した集塵性能を得ることが
できないという欠点がある。また、ダストの電気抵抗率
が最も大きくなる時を推定し、その時に最適になるよう
に前記３要素を固定する方法は、パルス電源の出力容量
を決める場合に余裕を持たせ大きなパルス荷電電源装置
を設置しなければならないので、不経済である。更に、
前記３要素をダストの電気抵抗率が最も大きくなる時に
固定することは省エネの点でも問題である。ちなみに、
パルスの繰返し周波数が大きい程、パルス電圧が高い
程、またパルス幅が広い程、出力容量の大きなパルス荷
電電源装置を必要とする。

【０００４】このような背景から、ダストの電気抵抗率
の変化に対応して良好で安定した集塵性能が得られよう
にパルス荷電のパルスを自動制御できる電気集塵機のパ
ルス荷電電源装置が望まれていた。本発明はこのような
事情に鑑みてなされたもので、良好で安定した集塵性能
を得ることができようにパルスを自動制御でき、且つ省
エネにもなる電気集塵機のパルス荷電電源装置を提供す
ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決する為の手段】本発明は、前記目的を達成
する為に、直流ベース電圧にパルス電圧を重畳したパル
ス荷電方式の高電圧を、電気集塵機の放電極と集塵極の
間に印加する電気集塵機のパルス荷電電源装置に於い
て、前記電気集塵機で捕集するダストの電気抵抗率を測
定する抵抗測定手段と、前記パルス荷電のパルス電圧と
パルス幅の積を一定に保持しながら、前記抵抗測定手段
で測定した電気抵抗率が大きくなるに従って前記パルス
電圧を大きくしてパルス幅を小さくすると共に、前記電
気抵抗率が小さくなるに従って前記パルス電圧を小さく
して前記パルス幅を大きくするように制御する制御手段
と、を有することを特徴とする。

【０００６】

【作用】本発明によれば、電気集塵機で捕集するダスト
の電気抵抗率を抵抗測定手段で測定する。そして、制御
手段により、前記電気集塵機の放電極と集塵極との間に
印加するパルス荷電のパルス電圧とパルス幅の積を一定
に保持しながら、前記測定した電気抵抗率が大きくなる
に従って前記パルス電圧を大きくしてパルス幅を小さく
すると共に、前記電気抵抗率が小さくなるに従って前記
パルス電圧を小さくして前記パルス幅を大きくするよう
に制御するようにした。

【０００７】このように、本発明の電気集塵機のパルス
荷電電源装置は、抵抗測定手段と制御手段を有し、測定
した電気抵抗率の変化に対応してパルス電圧とパルス幅
とを一定の関係で制御するように構成した。これによ
り、パルス荷電の自動制御が可能となると共に、パルス
荷電を自動制御することによりパルス電圧とパルス幅の
関係を常に良好で安定な集塵性能を得るように保つこと
ができる。

【０００８】

【実施例】以下添付図面に従って本発明に係る電気集塵
機のパルス荷電電源装置の好ましい実施例について詳説
する。先ず、本発明を原理的に説明する。良好で安定し
た集塵性能とパルス荷電のパルスとの間には以下に説明
する関係があることを実験的に把握し、この関係を利用
してパルスを自動制御できるようにしたことが本発明の
要点である。

【０００９】図１（ａ）は、パルスの繰返し周波数を一
定にした場合、良好で安定な集塵性能になる為の、ダス
トの電気抵抗率とパルス幅との関係を求めたパルス幅特
性曲線である。また、図１（ｂ）はパルスの繰返し周波
数を一定にした場合、良好で安定な集塵性能になるの為
の、ダストの電気抵抗率とパルス電圧との関係を求めた
パルス電圧特性曲線である。

【００１０】図１（ａ）及び図１（ｂ）から明らかなよ
うに、ダストの電気抵抗率の変化に対応して良好で安定
な集塵性能を得る為には、ダストの電気抵抗率が大きく
なるに従って、パルス幅を小さく、パルス電圧を大きく
する必要がある。逆に、ダストの電気抵抗率が小さくな
るに従って、パルス幅を大きく、パルス電圧を小さくす
る必要がある。また、パルス幅特性曲線と電圧特性曲線
とは互いに略反比例関係の曲線を描くことが分かった。

【００１１】このことから、ダストの電気抵抗率の変化
に対応して良好で一定な集塵性能が得られるようにパル
ス荷電のパルスを制御するには、パルス周波数を一定と
した場合、電気抵抗率の変化に対応してパルス幅とパル
ス電圧との積を一定に保持しながら、パルス幅とパルス
電圧とを反比例関係に変化させればよいという関係を見
いだすことができた。

【００１２】次に、図２に従って本発明の電気集塵機の
パルス荷電電源装置について説明する。同図に示すよう
に、高電圧電源装置は、主として直流ベース電圧発生回
路１０、直流ベース電圧にパルス電圧を重畳する結合コ
ンデンサー１２、充電用直流電源部１４、放電スイッチ
部１６、パルス発生部１８、バイアス直流電源部２０、
パルス幅検出部２２及びパルス電圧検出部２４から成る
パルス電圧発生回路、捕集するダストの電気抵抗率を測
定する抵抗測定回路２６及び、パルス幅検出部２２及び
パルス電圧検出部２４で検出されたパルス幅とパルス電
圧を前記電気抵抗率の変化に対応して一定の関係に制御
する制御装置２８、とで構成されている。

【００１３】また、直流ベース電圧発生回路１０は、第
１の交流電源３０が第１のサイリスタ３２を経由して第
１のトランス３４の一次コイル側に接続され、更に、前
記第１のサイリスタ３２とは導通の向きが逆に接続され
た第２のサイリスタ３６が、前記第１のサイリスタ３２
と並列に配設されて第１の交流電源回路を形成してい
る。また、前記第１のトランス３４の二次コイル側はダ
イオードブリッジ３８と第１のリアクトル４０により整
流回路が形成され、所定の直流ベース電圧が得られる。

【００１４】また、パルス電圧発生回路は次のように回
路が構成されている。即ち、第２の交流電源４２が第３
のサイリスタ４４を経由して第２のトランス４６の一次
コイル側に接続され、更に、前記第３のサイリスタ４４
とは導通の向きが逆に接続された第４のサイリスタ４８
が、前記第３のサイリスタ４４と並列に配設されて第２
の交流電源回路を形成している。そして、第３のサイリ
スタ４４と第４のサイリスタ４８の各ゲート端子４４
Ａ、４８Ａは前記制御装置２８に接続されている。ま
た、前記第２のトランス４６の二次コイル側はパルス回
路を形成しており、ダイオードブリッジ５０と第２のリ
アクトル５２により交流電源電圧の位相角制御と整流が
行われて所定の直流電圧に充電される電源コンデンサ５
４、電源コンデンサ５４とパルストランス５６の一次側
コイルの中間タップとの間に配設され電源コンデンサ５
４に蓄えられた電荷を放出する方向に導通可能な第５の
サイリスタ５８、電源コンデンサ５４とパルストランス
５６の一次側コイルの他の端子との間に配設され第５の
サイリスタ５８と導通の向きが逆に接続された第６のサ
イリスタ６０で構成されている。また、第５及び第６の
サイリスタ５８、６０のゲート端子５８Ａ、６０Ａは前
記制御装置２８に接続されている。そして、上記の如く
構成されたパルス電圧発生回路を制御装置２８で制御す
ることにより、任意のパルス幅及び任意のパルス電圧を
得ることができるようになっている。

【００１５】また、パルストランス５６の二次側コイル
に接続された接合コンデンサ１２により、パルス電圧は
前記直流ベース電圧に重畳されて電気集塵機６２の放電
極と集塵極の間に印加される。また、パルストランス５
６の二次側コイルと接合コンデンサ１２の間には、パル
ス電圧検出するパルス電圧検出部２４が配設されると共
に、パルス電圧検出部２４は制御装置２８に接続され、
検出されたパルス電圧が制御装置２８に逐次入力され
る。また、第５のサイリスタ５８の部分にパルス幅を検
出するパルス幅検出部２２が配設されると共に、パルス
幅検出部２２は制御装置２８に接続され、検出されたパ
ルス幅が制御装置２８に逐次入力される。また、抵抗測
定回路２６は制御装置２８に接続しており、抵抗測定回
路２６で測定されたダストの電気抵抗率が制御装置２８
に逐次入力される。

【００１６】また、制御装置２８は、パルス幅とパルス
電圧の積を演算すると共に、ダストの電気抵抗率の変化
に対応して、パルス幅とパルス電圧の積を一定に維持し
ながらパルス幅とパルス電圧を反比例させるように、前
記第３及び第４のサイリスタ４４、４８、前記第５及び
第６のサイリスタ５８、６０及びバイアス直流電源部２
０を制御する。

【００１７】次に、上記の如く構成された本発明の電気
集塵機のパルス荷電電源装置の作用について説明する。
電気集塵機６２の運転を開始すると、パルス電圧発生回
路で発生するパルス電圧は、結合コンデンサ１２により
直流ベース電圧発生回路１０で発生する直流ベース電圧
に重畳され、電気集塵機６２の放電極と集塵極の間に印
加される。この時、抵抗測定回路２６で捕集するダスト
の電気抵抗率が測定されるので、先ず、電気集塵機６２
の運転を開始して略安定した時点における電気抵抗率の
最適パルス幅及び最適パルス電圧を制御装置２８にセッ
トし、以後のパルス幅及びパルス電圧の制御を制御装置
２８で行う。即ち、パルス幅検出部２２で検出されたパ
ルス幅とパルス電圧検出部２４で検出されたパルス電圧
が制御装置２８に逐次入力され、制御装置２８でパルス
幅とパルス電圧の積が演算される。一方、抵抗測定回路
２６で測定されたダストの電気抵抗率が制御装置２８に
入力され、入力された電気抵抗率が前記セットした電気
抵抗率より大きくなる方向に変化した場合は、パルス幅
とパルス電圧の積を一定にしたままでパルス幅を小さく
パルス電圧を大きくするように制御する。また、入力さ
れた電気抵抗率が前記セットした電気抵抗率より小さく
なる方向に変化した場合は、パルス幅とパルス電圧の積
を一定にしたままでパルス幅を大きくパルス電圧を小さ
くさせるように制御する。尚、パルス幅及びパルス電圧
の制御度合いは電気抵抗率の変化度合いに応じて制御さ
れる。また、パルス電圧及びパルス幅を制御装置２８で
制御し、パルスの繰返し周波数は通常一定に固定し、必
要があれば手動で制御する。

【００１８】これにより、本発明の電気集塵機のパルス
荷電電源装置を用いれば、捕集するダストの電気抵抗率
の変化に対応して、パルス電圧とパルス幅とを一定の関
係で制御するようにしたので、パルス荷電の自動制御が
可能となる。また、パルス荷電を自動制御することによ
りパルス電圧とパルス幅の関係を常に良好で安定な集塵
性能を得るように保つことができる。

【００１９】従って、パルス電圧、パルス幅、パルスの
繰返し周波数を集塵性能を見ながら手動で調整する従来
の電気集塵機のパルス荷電電源装置に比べ制御が容易に
なると共に、集塵性能が向上する。また、ダストの電気
抵抗率が最も大きくなる時を推定し、その時に最適にな
るように前記３要素を固定する従来の電気集塵機のパル
ス荷電電源装置に比べ、省エネになる。更に、パルス電
源装置の容量決定はパルス幅とパルス電圧の積の最適値
を先ず決めて、それに最適な繰返し周波数を考慮すれば
よいので、過大容量のパルス電源装置を設ける必要がな
くなり経済的にもメリットがある。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る電気
集塵機のパルス荷電電源装置によれば、ダスト抵抗測定
手段と制御手段を設け、電気集塵機の放電極と集塵極と
の間に印加するパルス荷電のパルス電圧とパルス幅の積
を一定に保持しながら、電気抵抗率が大きくなるに従っ
てパルス電圧を大きくしてパルス幅を小さくすると共
に、電気抵抗率が小さくなるに従ってパルス電圧を小さ
くしてパルス幅を大きくするように制御するようにし
た。

【００２１】このように、本発明の電気集塵機のパルス
荷電電源装置では、捕集するダストの電気抵抗率の変化
に対応して、パルス電圧とパルス幅とが一定の関係で制
御されるので、パルス荷電の自動制御が可能となる。ま
た、パルス荷電を自動制御することによりパルス電圧と
パルス幅の関係を常に良好で安定な集塵性能を得るよう
に保つことができる。

【００２２】従って、パルス電圧、パルス幅、パルスの
繰返し周波数の３要素を集塵性能を見ながら手動で調整
する従来の電気集塵機のパルス荷電電源装置に比べ制御
が容易になると共に、集塵性能が向上する。また、ダス
トの電気抵抗率が最も大きくなる時を推定し、その時に
最適になるように前記３要素を固定する従来の電気集塵
機のパルス荷電電源装置に比べ、省エネになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）は、パルスの繰返し周波数を一定に
した場合、良好で安定な集塵性能になる為の、ダストの
電気抵抗率とパルス幅との関係を求めたパルス幅特性曲
線である。また、図１（ｂ）はパルスの繰返し周波数を
一定にした場合、良好で安定な集塵性能になるの為の、
ダストの電気抵抗率とパルス電圧との関係を求めたパル
ス電圧特性曲線である。

【図２】本発明の電気集塵機のパルス荷電電源装置の一
実施例を示す回路図

【図３】パルス荷電方式を説明する説明図

【符号の説明】

１０…直流ベース電圧発生回路 １２…結合コンデンサ １４…パルス電圧発生回路の充電用直流電源部 １６…パルス電圧発生回路の放電スィッチ部 １８…パルス電圧発生回路のパルス発生部 ２０…パルス電圧発生回路のバイアス直流電源部 ２２…パルス電圧発生回路のパルス幅検出部 ２４…パルス電圧発生回路のパルス電圧検出部 ２６…抵抗測定回路 ２８…制御装置 ６２…電気集塵機

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】直流ベース電圧にパルス電圧を重畳したパ
   ルス荷電方式の高電圧を、電気集塵機の放電極と集塵極
   の間に印加する電気集塵機のパルス荷電電源装置に於い
   て、 前記電気集塵機で捕集するダストの電気抵抗率を測定す
   る抵抗測定手段と、 前記パルス荷電のパルス電圧とパルス幅の積を一定に保
   持しながら、前記抵抗測定手段で測定した電気抵抗率が
   大きくなるに従って前記パルス電圧を大きくしてパルス
   幅を小さくすると共に、前記電気抵抗率が小さくなるに
   従って前記パルス電圧を小さくして前記パルス幅を大き
   くするように制御する制御手段と、を有することを特徴
   とする電気集塵機のパルス荷電電源装置。