JP4938152B2 - 電気集塵機及び電気集塵機の安全制御装置並びに電気集塵機の安全制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、集塵部を構成する集塵電極間の電圧に比例した低電圧を生成し、この生成した低電圧を運転ランプの駆動電圧として利用するランプ回路を備えた電気集塵機に係り、より詳細には、ランプ回路の駆動電圧を利用して各種の制御や表示を可能とした電気集塵機及び電気集塵機の安全制御装置並びに電気集塵機の安全制御方法に関する。

従来から、空気中の粒子に荷電する荷電部と、荷電された粒子を捕捉する集塵部と、これら荷電部及び集塵部に高電圧を印加する高電圧発生器と、集塵部を構成する集塵電極間の電圧に比例した低電圧を生成し、この生成した低電圧を運転ランプの駆動電圧として利用するランプ回路とを備えた電気集塵機が知られている。

この電気集塵機は、荷電部で直流高電圧を利用して静電気を発生させ、集塵部に平行に配置された金属製の電極板に極めて細かい汚れの粒子（汚染粒子）を付着(吸着)させることによって、通過する空気を清浄化する装置である。

ここで、荷電部（イオナイザー）は、平行に配置された金属板の間にタングステンワイヤー（イオナイザー線）を張ったもので、このワイヤーに高電圧発生器のイオナイザー端子から直流１１０００Ｖの高電圧が印加されている。この高電圧により、ワイヤーからコロナ放電が生じ、金属板の間を通過する空気中の汚染粒子に静電気を与えて、プラス帯電させるようになっている。

一方、集塵部（コレクティングセル）は、プラス側電極板（金属板）とマイナス側電極板（金属板）とが約６ミリ間隔で交互にかつ平行に配置されたもので、これら電極板間に高電圧発生器のコレクティングセル端子から直流約７０００Ｖの電圧が印加されている。そのため、荷電部でプラス帯電された汚染粒子は、集塵部の電極板間を通過するときに静電気の力でマイナス側電極板に吸着されることになり、その結果、集塵部を通過した排気側の空気は清浄化されたきれいな状態となる。

ここで、集塵部のマイナス側電極板に捕捉された汚染粒子（汚染物質）は、ほとんどの場合電気抵抗が小さいため、集塵部のプラス側電極板とマイナス側電極板との間に流れる（洩れる）電流値が増加していくので、高電圧発生器から集塵部の電極板間に発生されている７０００Ｖの電圧が低下する現象が生じる。そして、電圧の低下が続き、約３０００Ｖまで低下すると集塵効率も６０％程度になってしまうので、ランプ回路がこれを検出し、集塵部の洗浄等といったメンテナンスの時期や、電気集塵機の安全性についてユーザに知らせるために、運転ランプを消灯するようになっている。

ここで、電気集塵機の安全性について説明する。

電気集塵機は、集塵効率を保つために、集塵部に印加する電圧をなるべく低下させないようにするという条件と、安全のために出力する電流値をなるべく少なくするという条件の相反する２つの条件を満たすように設計されている。すなわち、出力する電流値が多いと、電気集塵機に必ず発生するスパークや、短絡時のエネルギー増加によって、集塵部のマイナス側電極板に吸着された汚染粒子（捕捉物）に着火する可能性がある。そのため、本発明の電気集塵機において、高電圧発生器は、荷電部における供給最大電流を４ミリアンペア（ｍＡ）、集塵部における供給最大電流を０．２５ミリアンペア（ｍＡ）に制御する機能を備えている。しかし、このように供給最大電流値を少なく抑えたとしても、まだ着火の可能性を完全に回避した安全な電流値とは言い切れない。

そこで、従来から、荷電部の異常を検出する異常検出手段を備え、この異常検出手段から出力された信号に基づき、高電圧発生部と電源とを遮断する一次側リレーの接点をオフすることにより、荷電部への直流高電圧の印加を停止するように構成された電気集塵機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この電気集塵機は、高電圧発生部である高圧トランスの一次側に巻回された低電圧用のコイルから得られた低電圧をさらに抵抗で分圧し、その分圧された電圧が異常検出手段である電圧検出用トランジスタのベースにかけられるようになっている。電圧検出用トランジスタは、必要保護最小値に相当する高電圧側電圧で動作するように設定されており、この電圧検出用トランジスタが動作することで、高電圧発生部と電源とを遮断する一次側リレーの接点をオフし、荷電部への直流高電圧の印加を停止するようになっている。ここで、必要保護最小値とは、異常時のアーク放電によるエネルギーが集塵粒子の最小着火エネルギーよりも小さい、つまり集塵粒子に対するアーク放電でも集塵粒子が発火しない程度のエネルギー値以下になるように設定された電流値や電圧値等のことであり、下式１によって示されている。

｛アーク放電電流（Ｉ１−Ｉ２）｝×（アーク放電時電圧Ｖ１）×（保護時間Ｔ０）≦（集塵粒子の最小着火エネルギー）／（安全係数ｋ） ・・・（式１）
ここで、Ｉ１は、異常発生時に高電圧発生部に流れる電流値、Ｉ２は、異常発生時に荷電部に流れる電流値、Ｔ０は、必要保護最小値に相当する所定の時間である。

特開２００１−２１９０９５号公報

特許文献１記載の電気集塵機では、高電圧発生部である高圧トランスの一次側に巻回された低電圧用のコイルから得られた電圧値に基づいて、荷電部への直流高電圧の印加を停止する制御を行うようになっている。ところで、集塵部のマイナス側電極板に吸着された集塵粒子（捕捉物）の発火の危険性は、吸着された集塵粒子の量によることから、集塵部の電極間に発生する電圧を直接監視するのが最も適した監視方法である。しかし、特許文献１記載の電気集塵機では、この集塵部の電極間に発生する電圧ではなく、高電圧発生部の電圧を監視していることから、発火の危険性を正確に判定できるとは限らないといった問題があった。

また、上記（式１）のような演算を行って、電圧検出用トランジスタの動作タイミングを決定しているが、集塵粒子（捕捉物）の最小着火エネルギー等は捕捉物の種類によっても異なることから、安全係数を見込んでいるとは言うものの、実際に電気集塵機が稼働している状況に応じて最適な電圧検出用トランジスタの動作タイミングを設定することは難しいといった問題もあった。

本発明はかかる問題点を解決すべく創案されたもので、その目的は、集塵部に印加する電圧を直接監視することで、発火（着火）の可能性の有無の判断をより的確に行い、その後の高電圧発生器の停止動作や異常状態の表示動作等をより最適なタイミングで行えるようにした電気集塵機及び電気集塵機の安全制御装置並びに電気集塵機の安全制御方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の電気集塵機の安全制御装置は、空気中の粒子に荷電する荷電部と、前記荷電部で荷電された粒子を捕捉する集塵部と、これら荷電部及び集塵部に高電圧を印加する高電圧発生器と、前記集塵部を構成する集塵電極間の電圧に比例した低電圧を生成し、この生成した低電圧を運転ランプの駆動電圧として利用するランプ回路とを備え、前記ランプ回路は、前記集塵電極間の電圧が一定電圧以下に低下すると、これに伴う駆動電圧の低下によって前記運転ランプが消灯するように構成された電気集塵機の安全制御装置であって、前記ランプ回路の運転ランプの駆動電圧を入力とするセンサー部と、前記センサー部に接続されたタイマー部と、前記タイマー部に接続されたリレー部とを備え、前記センサー部は、前記ランプ回路から入力される駆動電圧値と前記運転ランプが消灯するときの駆動電圧値である基準電圧値とを比較し、前記ランプ回路からの駆動電圧値が前記基準電圧値以下になったとき、前記タイマー部に駆動電力を出力し、前記タイマー部は、前記駆動電力を受けて予め設定されている一定時間の計測を行うと電源からの電力を前記リレー部に出力し、前記リレー部は、前記電源からの電力が供給されると、前記高電圧発生器への電力供給を遮断する構成としている。

より具体的に説明すると、本発明の電気集塵機の安全制御装置は、空気中の粒子に荷電する荷電部と、前記荷電部で荷電された粒子を捕捉する集塵部と、これら荷電部及び集塵部に高電圧を印加する高電圧発生器と、前記集塵部を構成する集塵電極間の電圧に比例した低電圧を生成し、この生成した低電圧を運転ランプの駆動電圧として利用するランプ回路とを備え、前記ランプ回路は、前記集塵電極間の電圧が一定電圧（例えば、３０００Ｖ等）以下に低下すると、これに伴う駆動電圧の低下によって前記運転ランプが消灯するように構成された電気集塵機の安全制御装置であって、前記ランプ回路の運転ランプの駆動電圧を入力とするセンサー部と、前記センサー部に接続されたタイマー部と、前記タイマー部に接続されたリレー部とを備え、前記センサー部は、前記タイマー部に駆動電力を供給する第１電力供給線の途中に介挿された第１リレー接点を有する第１リレー回路を備え、前記ランプ回路から入力される駆動電圧値と前記運転ランプが消灯するときの駆動電圧値である基準電圧値（例えば、２．９Ｖ等）とを比較し、前記ランプ回路からの駆動電圧値が前記基準電圧値以下になったとき、前記第１リレー回路の第１リレー接点をオフからオンに切り換えるように動作し、前記タイマー部は、入力電源からの電力を供給する第２電力供給線の途中に第２タイマー接点が設けられた第２リレー回路と、前記第２リレー回路のリレーコイルと前記第１電力供給線との間に設けられたタイマー回路とを備え、前記第１リレー回路の第１リレー接点がオフからオンに切り換わることによって、前記第１電力供給線から駆動電力が供給されると、前記タイマー回路が予め設定されている一定時間（例えば、５秒等）の計測を開始し、前記一定時間の計測後に前記第２リレー回路の前記第２リレー接点をオフからオンに切り換えるように動作し、前記リレー部は、入力電源からの電力を前記高電圧発生器に供給する第３電力供給線の途中に第３リレー接点が設けられた第３リレー回路を備え、前記第２リレー回路の第２リレー接点がオフからオンに切り換わることによって、前記第２電力供給線から電力が供給されると、前記第３リレー回路の前記第３リレー接点をオンからオフに切り換えるように動作することによって、前記高電圧発生器への電力供給を遮断する構成としている。

すなわち、本発明では、ランプ回路から出力される運転ランプの駆動電圧を利用して、センサー部、タイマー部、及びリレー部を順次動作させ、最終的に高電圧発生器と電源との間を遮断するように構成されている。また、ランプ回路は、集塵部の電極間の電圧が一定電圧（例えば、３０００Ｖ等）以下に低下すると、これに伴う駆動電圧の低下によって運転ランプが消灯するように構成されている。すなわち、本発明では、空気中の汚染粒子が吸着する集塵部の電極間の電圧を運転ランプの駆動電圧という形で直接検出し、その検出した駆動電圧値に基づいて、高電圧発生器と電源との間の遮断制御を行う構成としているので、集塵部の電極に吸着された汚染粒子（捕捉物）が着火する可能性の有無の判断をより的確に行うことが可能となる。そのため、高電圧発生器の停止動作や異常状態の表示動作等をより最適なタイミングで行うことができる。

また、本発明では、前記第２電力供給線には、電力を取り出すための出力端子部が設けられている。このように、第２電力供給線に出力端子部を設けることによって、この出力端子部に例えば警告ランプを接続すると、ランプ回路の運転ランプとは異なる表示制御を行うことができる。例えば、ランプ回路から入力される駆動電圧値が、運転ランプが消灯するときの駆動電圧値である基準電圧値以下になったとき、第２リレー回路の第２リレー接点がオフからオンに切り換わることによって、警告ランプを点灯制御することができる。

また、本発明では、前記第３電力供給線には、電力を取り出すための出力端子部が設けられている。このように、第３電力供給線に出力端子部を設けることによって、この出力端子部を補助端子としてユーザが任意に使用することが可能となる。例えば、この出力端子部にファンモータの電源回路を接続しておくことで、高電圧発生器への電力供給の遮断と同時にファンモータも停止させる、あるいは高電圧発生器への電力供給の遮断と同時にファンモータを駆動させるといった制御が可能となる。

また、本発明では、前記センサー部に設定されている前記基準電圧値は、前記集塵電極間の電圧が３０００Ｖに低下したときに前記運転ランプに印加される駆動電圧に対応する電圧値に設定され、前記高電圧発生器は、前記荷電部における供給最大電流を４ミリアンペア（ｍＡ）、前記集塵部における供給最大電流を０．２５ミリアンペア（ｍＡ）に制御する機能を備えており、前記タイマー回路は、予め設定されている一定時間が５秒に設定されている。

集塵部の電極間に発生している約７０００Ｖの電圧が、約３０００Ｖまで低下すると、集塵効率も６０％程度に低下し、スパーク等が発生して集塵部の電極に吸着された汚染粒子（捕捉物）が着火する可能性が出てくる。従って、集塵部の電極間の電圧が約３０００Ｖまで低下したときに、センサー部及びタイマー部を経由して、その５秒後にリレー部の第３リレー回路の第３リレー接点をオンからオフに切り換えることによって、汚染粒子（捕捉物）が着火する前に、高電圧発生器への電源供給を遮断することが可能となる。

この場合、荷電部における供給最大電流を４ミリアンペア（ｍＡ）、集塵部における供給最大電流を０．２５ミリアンペア（ｍＡ）に制御している状態においては、集塵部の電極間の電圧が約３０００Ｖに低下してスパーク等が発生したとしても、その後５秒間は集塵部に捕捉された捕捉物が着火しないことを経験的に確認している。すなわち、過去４０年間の電気集塵機の販売実績の中で、経験的に見いだしている。そのため、本発明では、上記の制御条件において、タイマー部による計測時間（タイマー時間）を５秒としている。また、この５秒間に集塵部の電極間の電圧が再び３０００Ｖを超えた場合には、例えばノイズ等による誤検知と判断することができるので、この場合には、高電圧発生器への電源供給を遮断することなく、継続して供給することが可能となる。

ただし、捕捉物の種類によっては５秒以上電圧低下状態が続いても着火しない物質があることも経験的に確認しているため、タイマー回路による計測時間としては５秒のみならず、それよりも長い例えば１０秒等を設定できるようにしてもよい。すなわち、タイマー回路は、その計測時間として５秒または１０秒のいずれか一方を選択できるように構成してもよい。この場合、タイマー時間の切り換えは、工場出荷時に予め設定しておくものとし、その後の設定変更は、ユーザからの要望によりメーカー側担当者が設置場所まで行ってタイマー時間を切り換えるようにする。なお、製品出荷時のタイマー時間は、予め５秒に設定しておくのがよい。

また、本発明に係る電気集塵機の安全制御方法は、空気中の粒子に荷電する荷電部と、前記荷電部で荷電された粒子を捕捉する集塵部と、これら荷電部及び集塵部に高電圧を印加する高電圧発生器と、前記集塵部を構成する集塵電極間の電圧に比例した低電圧を生成し、この生成した低電圧を運転ランプの駆動電圧として利用するランプ回路と、前記ランプ回路からの前記駆動電圧を入力とするセンサー部と、前記センサー部に接続されたタイマー部と、前記タイマー部に接続されたリレー部とを備えた電気集塵機の安全制御方法であって、前記センサー部が、前記ランプ回路からの駆動電圧値と前記運転ランプが消灯するときの駆動電圧値である基準電圧値とを比較する工程と、比較の結果、前記ランプ回路からの駆動電圧値が前記基準電圧値以下になったとき、前記タイマー部に駆動電力を出力する工程とを含み、前記タイマー部が、前記駆動電力を受けて予め設定されている一定時間の計測を開始する工程と、前記一定時間を計測すると電源からの電力を前記リレー部に出力する工程とを含み、前記リレー部が、前記電源からの電力が供給されると、前記高電圧発生器への電力供給を遮断する工程を含む構成としている。

より具体的に説明すると、本発明に係る電気集塵機の安全制御方法は、空気中の粒子に荷電する荷電部と、前記荷電部で荷電された粒子を捕捉する集塵部と、これら荷電部及び集塵部に高電圧を印加する高電圧発生器と、前記集塵部を構成する集塵電極間の電圧に比例した低電圧を生成し、この生成した低電圧を運転ランプの駆動電圧として利用するランプ回路と、前記ランプ回路からの前記駆動電圧を入力とするセンサー部と、前記センサー部に接続されたタイマー部と、前記タイマー部に接続されたリレー部とを備え、前記センサー部は、前記タイマー部に駆動電力を供給する第１電力供給線の途中に介挿された第１リレー接点を有する第１リレー回路を備え、前記タイマー部は、入力電源からの電力を供給する第２電力供給線の途中に第２タイマー接点が設けられた第２リレー回路と、前記第２リレー回路のリレーコイルと前記第１電力供給線との間に設けられたタイマー回路とを備え、前記リレー部は、入力電源からの電力を前記高電圧発生器に供給する第３電力供給線の途中に第３リレー接点が設けられた第３リレー回路を備えた電気集塵機の安全制御方法であって、前記ランプ回路からの駆動電圧値と前記運転ランプが消灯するときの駆動電圧値である基準電圧値とを比較する工程と、比較の結果、前記ランプ回路からの駆動電圧値が前記基準電圧値以下になったとき、前記第１リレー回路の第１リレー接点をオフからオンに切り換える工程と、前記第１リレー回路の第１リレー接点をオフからオンに切り換えることによって、前記タイマー部のタイマー回路に前記第１電力供給線から駆動電力を供給する工程と、前記第１電力供給線から駆動電力が供給されると、前記タイマー回路が予め設定されている一定時間の計測を開始する工程と、前記一定時間を計測すると前記第２リレー回路のリレーコイルに駆動電力を供給して前記第２リレー接点をオフからオンに切り換える工程と、前記第２リレー回路の第２リレー接点をオフからオンに切り換えることによって、前記第２電力供給線から前記第３リレー回路のリレーコイルに電力を供給し、前記第３リレー回路の前記第３リレー接点をオンからオフに切り換える工程と、前記第３リレー回路の前記第３リレー接点をオンからオフに切り換えることによって、前記高電圧発生器への電力供給を遮断する工程と、を含む構成としている。

すなわち、本発明では、ランプ回路から出力される運転ランプの駆動電圧を利用して、センサー部、タイマー部、及びリレー部を順次動作させ、最終的に高電圧発生器と電源との間を遮断するように構成されている。また、ランプ回路は、集塵部の電極間の電圧が一定電圧以下に低下すると、これに伴う駆動電圧の低下によって運転ランプが消灯するように構成されている。すなわち、本発明では、空気中の汚染粒子が吸着する集塵部の電極間の電圧を運転ランプの駆動電圧という形で直接検出し、その検出した駆動電圧値に基づいて、高電圧発生器と電源との間の遮断制御を行う構成としているので、集塵部の電極に吸着された汚染粒子（捕捉物）が着火する可能性の有無の判断をより的確に行うことが可能となる。そのため、高電圧発生器の停止動作や異常状態の表示動作等をより最適なタイミングで行うことができる。

また、このような安全制御装置を電気集塵機に備えることで、発火の危険性を事前に回避できるより安全な電気集塵機を実現することができる。

本発明によれば、空気中の汚染粒子が吸着する集塵部の電極間の電圧を運転ランプの駆動電圧という形で直接検出し、その検出した駆動電圧値に基づいて、高電圧発生器と電源との間の遮断制御を行う構成としたので、集塵部の電極に吸着された汚染粒子（捕捉物）が着火する可能性の有無の判断をより的確に行うことが可能となる。そのため、高電圧発生器の停止動作や異常状態の表示動作等をより最適なタイミングで行うことができる。

本発明に係る電気集塵機の安全制御装置の回路構成図である。 電気集塵機の通常運転時の安全制御装置のスイッチング状態を示す回路構成図である。 電気集塵機に異常が発生したときの安全制御装置のスイッチング後の状態を示す回路構成図である。 安全制御装置の動作処理を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。

図１は、本実施形態に係る電気集塵機の安全制御装置の回路構成図である。

電気集塵機１は、空気中の粒子に荷電する荷電部２と、荷電部２によって荷電された粒子を捕捉する集塵部３と、これら荷電部２及び集塵部３に高電圧を印加する高電圧発生器４と、集塵部３を構成する集塵電極間の電圧に比例した低電圧を生成し、この生成した低電圧を運転ランプ５１の駆動電圧として利用するランプ回路５とを備えている。

荷電部（イオナイザー）２は、平行に配置した複数の金属板２１，２１，・・・の間にタングステンワイヤー（イオナイザー線）２２を張ったもので、このワイヤー２２に高電圧発生器４のイオナイザー端子４１から直流約１１０００Ｖの高電圧を印加している。この直流１１０００Ｖの高電圧により、ワイヤー２２からコロナ放電が発生し、金属板２１，２１，・・・の間を通過する空気中の粒子（汚染粒子）に静電気を与えて、プラス帯電させるようになっている。

集塵部（コレクティングセル）３は、約６ミリ間隔で複数の電極板（金属板）３１，３１，・・・が平行に配置され、１枚おきにプラス側電極板３１ａとマイナス側電極板３１ｂとが組み合わされた構造となっており、プラス側電極板３１ａに高電圧発生器４のコレクティングセル端末４２から直流約７０００Ｖの電圧を印加している。これにより、荷電部２でプラス帯電された粒子は、集塵部３の電極板３１ａ，３１ｂ間を通過するときに静電気の力でマイナス側電極板３１ｂに吸着されるため、集塵部３を通過した排気側の空気は清浄化されたきれいな状態となる。

高電圧発生器４は、上記したように、イオナイザー端子４１から直流約１１０００Ｖの電圧を出力し、コレクティングセル端末４２から直流約７０００Ｖの電圧を出力するように構成されている。また、高電圧発生器４は、スパーク等の発生や短絡時のエネルギー増加を抑えるべく、出力する電流値を極力少なく抑えている。具体的には、荷電部２のタングステンワイヤー２２への供給最大電流を４ミリアンペア（ｍＡ）、集塵部３のプラス側電極板３１ａへの供給最大電流を０．２５ミリアンペア（ｍＡ）に制御するように構成されている。

ランプ回路５は、集塵部３の電極板３１ａ，３１ｂ間の電圧が一定電圧（具体的には３０００Ｖ）以下に低下すると、これに伴う駆動電圧の低下によって運転ランプ５１が消灯するようになっている。すなわち、ランプ回路５は、集塵部３の電極板３１ａ，３１ｂ間の電圧に比例した低電圧を生成し、この低電圧を運転ランプ５１の駆動電圧として利用している。この駆動電圧の上限電圧は１３〜１４Ｖに設定されている。

上記したように、集塵部３のプラス側電極板３１ａには、高電圧発生器４から直流約７０００Ｖの電圧が印加されており、空気中の汚染粒子が集塵部３のマイナス側電極板３１ｂに全く吸着されていない状態では、集塵部３の電極板３１ａ，３１ｂ間にもほぼ７０００Ｖの電圧が発生している。そして、この７０００Ｖの電圧が発生しているときのランプ回路５で生成される低電圧、すなわち運転ランプ５１の駆動電圧は、上限電圧に近い例えば１２Ｖ等となっている。一方、集塵部３のマイナス側電極板３１ｂに汚染粒子が吸着されていくと、この汚染粒子はそのほとんどが電気抵抗の小さい粒子であるために、集塵部３の電極板３１ａ，３１ｂ間に流れる（洩れる）電流が増加していくので、電極板３１ａ，３１ｂ間に発生する電圧が低下する現象が生じる。そして、集塵部３のマイナス側電極板３１ａに吸着される汚染粒子の量が増加して、電極板３１ａ，３１ｂ間に発生する電圧が約３０００Ｖまで低下すると、これに伴って駆動電圧も２．９Ｖ程度まで低下する。運転ランプ５１は、駆動電圧が２．９Ｖまで低下すると消灯するようになっている。このような構成のランプ回路５において、本実施形態では、運転ランプ５１を駆動する駆動電圧を安全制御装置６側に出力するための出力端子５２ａ，５２ｂを備えている。

安全制御装置６は、ランプ回路５の運転ランプ５１の駆動電圧を入力とするセンサー部７と、センサー部７に接続されたタイマー部８と、タイマー部８に接続されたリレー部９とを備えている。

センサー部７の電源端子７１ａ，７１ｂには、入力電源であるＡＣ１００Ｖ電源の電源線１１が、電源スイッチＳＷ１を介して接続されている。

また、センサー部７には、ランプ回路５の出力端子５２ａ，５２ｂに接続される入力端子７２ａ，７２ｂが設けられており、この入力端子７１ａ，７１ｂを介して入力されるランプ回路５１の駆動電圧値と、運転ランプ５１が消灯するときの駆動電圧値に設定されている基準電圧値（本実施形態では２．９Ｖ）とを比較する比較手段７３を備えている。

さらに、センサー部７は、タイマー部８に駆動電力を供給する第１電力供給線７４を備えており、この第１電力供給線７４の途中に第１リレー回路（ＤＣリレー）７５の第１リレー接点７５ａが設けられている。センサー部７は、比較手段７３での比較の結果、ランプ回路５からの駆動電圧値が基準電圧値以下になったとき、第１リレー回路７５の第１リレー接点７５ａをオフからオンに切り換える制御を行うようになっている。

すなわち、第１リレー回路７５は、ランプ回路５からの駆動電圧値が基準電圧値（２．９Ｖ）以上である場合には、リレーコイル７５ｂを励磁して第１リレー接点７５ａをオフ状態に保ち、ランプ回路５からの駆動電圧値が基準電圧値（２．９Ｖ）以下になったとき、リレーコイル７５ｂの励磁を解除して第１リレー接点７５ａをオフからオンに切り換える、いわゆるｂ接点として動作するものである。センサー部７の第１電力供給線７４は、センサー部７の電力出力端子７６を介してタイマー部８の電力入力端子８１に接続されている。

タイマー部８は、電力入力端子８１の他に、第１電源端子８２、第２電源端子８３、及び第３電源端子８４を備えている。そして、タイマー部８の第１電源端子８２には、電源スイッチＳＷ１の直後で電源線１１から分岐されたホット側の分岐電源線１２ａが接続されている。この分岐電源線１２ａが接続された第１電源端子８２には、内部電源線８５が接続されており、この内部電源線８５はさらに２つに分岐され、分岐された一方の内部分岐電源線（以下、左側電源線という。）８５ａが第２電源端子８３に接続され、分岐された他方の内部分岐電源線（以下、右側電源線という。）８５ｂが第３電源端子８４に接続されている。

また、左側電源線８５ａの途中には、第２リレー回路（ＤＣリレー）８６の左側リレー接点８６ａが設けられ、右側電源線８５ｂの途中には、第２リレー回路８６の右側リレー接点８６ｂが設けられている。すなわち、第２リレー回路８６は、２個のリレー接点８６ａ，８６ｂを備えており、これら２個のリレー接点８６ａ，８６ｂが、分岐された内部電源線８５の左側電源線８５ａ及び右側電源線８５ｂにそれぞれ直列に接続された構成となっている。

また、第２リレー回路８６のリレーコイル８６ｃと電力入力端子８１との間には、２個のタイマー回路８７ａ，８７ｂと、これらタイマー回路８７ａ，８７ｂのいずれか一方を選択するための切換スイッチ８８とが設けられている。本実施形態では、左側のタイマー回路８７ａは計測時間（タイマー時間）が５秒に設定されており、右側のタイマー回路８７ｂは計測時間（タイマー時間）が１０秒に設定されている。

さらに、第２電源端子８３と電源線１１のクール側の分岐電源線１２ｂとの間、及び第３電源線８４と電源線１１のクール側の分岐電源線１２ｂとの間には、それぞれ左側外部電源線１３ａ及び右側外部電源線１３ｂが接続されており、これら左側外部電源線１３ａの間及び右側外部電源線１３ｂの間には、それぞれ電力を外部に取り出すための左側外部出力端子１４ａ，１４ｂ及び右側外部出力端子１５ａ，１５ｂが設けられている。

第２リレー回路８６は、リレーコイル８６ｃが励磁されていない状態では、左側リレー接点８６ａがオン、右側リレー接点８６ｂがオフとなっており、この状態からリレーコイル８６ｃが励磁されると、左側リレー接点８６ａがオフ、右側リレー接点８６ｂがオンに切り換わるような切り換え制御を行うようになっている。すなわち、左側リレー接点８６ａはいわゆるｂ接点として動作し、右側リレー接点８６ｂはいわゆるａ接点として動作するようになっている。

また、第３電源端子８４と右側外部出力端子１５ａとの間の右側外部電源線１３ｂは分岐され、その分岐電源線１７が、開閉スイッチＳＷ２を介してリレー部９の電源入力端子９１ａに接続されている。

リレー部９は、電力入力端子９１ａの他に、電力出力端子９１ｂ、第１電源端子９２、第２電源端子９３、第３電源端子９４及び第４電源端子９５を備えている。そして、リレー部９の第１電源端子９２には、電源スイッチＳＷ１の直後で電源線１１から分岐されたホット側の分岐電源線１２ａが接続されている。この分岐電源線１２ａが接続された第１電源端子９２には、内部電源線９６が接続されており、この内部電源線９６の途中には、第３リレー回路（ＡＣ１００Ｖリレー）９７の左側リレー接点９７ａが設けられている。また、第３電源線９４と第４電源線９５との間を接続する内部電源線９８の途中には、第３リレー回路９７の右側リレー接点９７ｂが設けられている。すなわち、第３リレー回路９７は、２個のリレー接点９７ａ，９７ｂを備えており、これら２個のリレー接点９７ａ，９７ｂが、内部電源線９６及び内部電源線９８にそれぞれ直列に接続された構成となっている。この第３リレー回路９７のリレーコイル９７ｃは、電力入力端子９１ａと電源出力端子９１ｂとの間に接続されており、電源出力端子９１ｂは、電源線１１のクール側の分岐電源線１２ｂに接続されている。

また、第２電源端子９３と電源線１１のクール側の分岐電源線１２ｂとの間には、外部電源線１８が接続されており、この外部電源線１８の間には、高電圧発生器４に電力を供給するための電力供給端子１６ａ，１６ｂが設けられている。

第３リレー回路９７は、リレーコイル９７ｃが励磁されていない状態では、左側リレー接点９７ａがオン、右側リレー接点９７ｂがオフとなっており、この状態からリレーコイル９７ｃが励磁されると、左側リレー接点９７ａがオフ、右側リレー接点９７ｂがオンに切り換わるような切り換え制御を行うようになっている。すなわち、左側リレー接点９７ａはいわゆるｂ接点として動作し、右側リレー接点９７ｂはいわゆるａ接点として動作するようになっている。

ここで、タイマー部８に設けられている２個のタイマー回路８７ａ，８７ｂの計測時間（タイマー時間）について説明する。

高電圧発生器４から集塵部３の電極板３１ａ，３１ｂ間に発生している約７０００Ｖの電圧が、約３０００Ｖまで低下すると、集塵効率も６０％程度に低下し、スパーク等が発生して集塵部３のマイナス側電極板３１ｂに吸着された空気中の汚染粒子（捕捉物）が着火する可能性が出てくる。従って、集塵部３の電極板３１ａ，３１ｂ間の電圧が約３０００Ｖに低下したときに、高電圧発生器４への電源供給を遮断する必要がある。

このとき、荷電部２における供給最大電流を４ミリアンペア（ｍＡ）、集塵部３における供給最大電流を０．２５ミリアンペア（ｍＡ）に制御している状態においては、集塵部３の電極板３１ａ，３１ｂ間の電圧が３０００Ｖに低下してスパーク等が発生したとしても、その後５秒間は集塵部３に捕捉された汚染粒子（捕捉物）が着火しないことを経験的に確認している。そのため、本実施形態では、上記の制御条件において、一方のタイマー回路８７ａの計測時間を５秒としている。ただし、捕捉された汚染粒子（捕捉物）の種類によっては５秒以上電圧低下状態が続いても着火しない物質があることも経験的に確認しているため、タイマー回路による計測時間としては５秒のみならず、それよりも長い例えば１０秒等を設定できるようにしてもよい。そのため、本実施形態では他方のタイマー回路８７ｂの計測時間を１０秒としており、切換スイッチ８８の切り換え操作によってそのいずれか一方のタイマー回路を選択できるように構成している。この場合、タイマー時間の切り換えは、工場出荷時に予め設定しておくものとし、その後の設定変更は、ユーザからの要望によりメーカー側担当者が設置場所まで行ってタイマー時間を切り換えるようにする。なお、製品出荷時のタイマー時間は、予め５秒に設定しておくのがよい。すなわち、切換スイッチ８８は予め左側のタイマー回路８７ａ側に接続しておくのがよい。

＜安全制御装置の動作説明＞
次に、上記構成の安全制御装置６の動作について、図２ないし図４を参照して説明する。ただし、図２は、電気集塵機１の通常運転時の安全制御装置６のスイッチング状態を示しており、図３は、電気集塵機１に異常が発生したときの安全制御装置６のスイッチング後の状態を示している。また、図４は、安全制御装置６の動作処理を説明するためのフローチャートである。

図２に示すように、電気集塵機１の運転を開始した初期状態（すなわち、集塵部３のマイナス側電極板３１ｂに空気中の汚染粒子がほとんど吸着されていない状態）では、安全制御装置６の電源スイッチＳＷ１、及び開閉スイッチＳＷ２は共にオン状態となっている。また、タイマー部８の切換スイッチ８８は、上記したように計測時間が５秒である左側のタイマー回路８７ａ側に接続されているものとする。

また、この初期状態においては、センサー部７の第１リレー回路７５は、ランプ回路５からの駆動電圧値が基準電圧値（２．９Ｖ）以上であるので、リレーコイル７５ｂを励磁して第１リレー接点７５ａをオフ状態としている。

また、タイマー部８の第２リレー回路８６は、リレーコイル８６ｃが励磁されていない状態であるので、左側リレー接点８６ａがオン、右側リレー接点８６ｂがオフとなっている。従って、左側外部電源線１３ａの左側外部出力端子１４ａ，１４ｂに、例えば上記ランプ回路５とは別の第１ランプ回路（図示省略）を接続しておくと、この第１ランプ回路はＡＣ１００Ｖ電源から電力供給を受けてランプが点灯することになるので、いわゆる通常運転を表示するランプ回路として利用することができる。一方、右側外部電源線１３ｂの右側外部出力端子１５ａ，１５ｂに、第１ランプ回路とは別の第２ランプ回路（図示省略）を接続しておくと、この第２ランプ回路は、通常運転時にはＡＣ１００Ｖ電源からの電力供給が遮断されているので点灯せず、後述する異常発生時に点灯するランプ回路として利用することができる。

さらに、リレー部９の第３タイマー回路９７は、リレーコイル９７ｃが励磁されていない状態であるので、左側リレー接点９７ａがオン、右側リレー接点９７ｂがオフとなっている。

このような初期状態において、電気集塵機１の運転を継続すると、荷電部２でプラス帯電された空気中の汚染粒子は、集塵部３の電極板３１ａ，３１ｂ間を通過するときに静電気の力でマイナス側電極板３１ｂに吸着される。集塵部３のマイナス側電極板３１ｂに吸着（捕捉）された汚染粒子は、ほとんどの場合電気抵抗が小さいため、集塵部の電極板３１ａ，３１ｂ間に流れる（洩れる）電流値が増加していくので、集塵部３の電極板３１ａ、３１ｂ間に発生している約７０００Ｖの電圧が低下していくことになる。そして、電圧の低下が続き、約３０００Ｖまで低下すると、ランプ回路５がこれを検出し、運転ランプ５１を消灯する。

一方、安全制御装置６のセンサー部７は、ランプ回路５からの駆動電圧値と、内部に設定されている基準電圧値（２．９Ｖ）との比較を比較手段７３において常時行っている（ステップＳ１）。そして、その比較の結果、ランプ回路５からの駆動電圧値が基準電圧値（２．９Ｖ）以下になったとき（ステップＳ１でＹｅｓと判断されたとき）、図３に示すように、第１リレー回路７５のリレーコイル７５ｂを励磁して、第１リレー接点７５ａをオフからオンに切り換える（ステップＳ２）。これにより、第１電力供給線７４から電力出力端子７６及び電力入力端子８１を介して、タイマー部８に駆動電力が供給される（ステップＳ３）。

この駆動電力は、切換スイッチ８８を介して左側のタイマー回路８７ａに供給される。左側のタイマー回路８７ａは、この駆動電力を受けて起動し、一定時間（すなわち、５秒）の計測を開始する（ステップＳ４）。そして、一定時間の計測を終了すると（ステップＳ４でＹｅｓと判断されると）、タイマー部８は、第２リレー回路８６のリレーコイル８６ｃを励磁して、左側リレー接点８６ａをオンからオフに、右側リレー接点８６ｂをオフからオンに切り換える（ステップＳ５）。これにより、図３に示すように、ＡＣ１００Ｖ電源からの電力が、ホット側の分岐電源線１２ａ、第１電源端子８２、右側リレー接点８６ｂ、第３電源端子８４、分岐電源線１７、及び切換スイッチＳＷ２を介して、リレー部９の電源入力端子９１ａに入力される（ステップＳ５）。また、このとき左側外部出力端子１４ａ，１４ｂに接続された第１ランプ回路のランプが消灯し、右側外部出力端子１５ａ，１５ｂに接続された第２ランプ回路のランプが点灯する。すなわち、通常運転を表示しているランプが消灯し、異常発生を知らせるランプが点灯する。

リレー部９は、電源入力端子９１ａに入力されたＡＣ１００Ｖ電源から供給される電力を受けて第３リレー回路９７のリレーコイル９７ｃを励磁し、左側リレー接点９７ａをオンからオフに、右側リレー接点９７ｂをオフからオンに切り換える（ステップＳ７）。これにより、図３に示すように、ＡＣ１００Ｖ電源からホット側の分岐電源線１２ａ、第１電源端子９２、左側リレー接点９７ａ、第２電源端子９３、及び電力供給端子１６ａを介して高電圧発生器４に供給されていた電力が、左側リレー接点９７ａのオフ動作により遮断されることになる。すなわち、ランプ回路５からの駆動電圧値が基準電圧値（２．９Ｖ）以下となる異常発生時において、高電圧発生器４への電力供給が遮断されることになる。

１ 電気集塵機
２ 荷電部
３ 集塵部
４ 高電圧発生器
５ ランプ回路
６ 安全制御装置
７ センサー部
８ タイマー部
９ リレー部
１１ 電源線
１２ａ ホット側の分岐電源線
１２ｂ クール側の分岐電源線
１３ａ 左側外部電源線
１３ｂ 右側外部電源線
１４ａ，１４ｂ 左側外部出力端子（出力端子部）
１５ａ，１５ｂ 右側外部出力端子（出力端子部）
１６ａ，１６ｂ 電力供給端子
１７ 分岐電源線
１８ 外部電源線
２１ 金属板
２２ タングステンワイヤー（イオナイザー線）
３１ａ プラス側電極板
３１ｂ マイナス側電極板３１ｂ
４１ イオナイザー端子
４２ コレクティングセル端末
５１ 運転ランプ
５１ａ，５２ｂ 出力端子
７１ａ，７１ｂ 電源端子
７２ａ，７２ｂ 入力端子
７３ 比較手段
７４ 第１電力供給線
７５ 第１リレー回路（ＤＣリレー）
７５ａ 第１リレー接点
７５ｂ リレーコイル
８１ 電力入力端子
８２ 第１電源端子
８３ 第２電源端子
８４ 第３電源端子
８５ 内部電源線（第２電力供給線）
８５ａ 内部分岐電源線（左側電源線）
８５ｂ 内部分岐電源線（右側電源線）
８６ 第２リレー回路（ＤＣリレー）
８６ａ 左側リレー接点（第２リレー接点）
８６ｂ 右側リレー接点（第２リレー接点）
８６ｃ リレーコイル
８７ａ 左側のタイマー回路
８７ｂ 右側のタイマー回路
９１ａ 電力入力端子
９１ｂ 電力出力端子
９２ 第１電源端子
９３ 第２電源端子
９４ 第３電源端子（出力端子部）
９５ 第４電源端子（出力端子部）
９６ 内部電源線（第３電力供給線）
９７ 第３リレー回路（ＡＣ１００Ｖリレー）
９７ａ 左側リレー接点（第３リレー接点）
９７ｂ 右側リレー接点（第３リレー接点）
９８ 内部電源線（第３電力供給線）

Claims (4)

1. 空気中の粒子に荷電する荷電部と、前記荷電部で荷電された粒子を捕捉する集塵部と、これら荷電部及び集塵部に高電圧を印加する高電圧発生器と、前記集塵部を構成する集塵電極間の電圧に比例した低電圧を生成し、この生成した低電圧を運転ランプの駆動電圧として利用するランプ回路とを備え、前記ランプ回路は、前記集塵電極間の電圧が一定電圧以下に低下すると、これに伴う駆動電圧の低下によって前記運転ランプが消灯するように構成された電気集塵機の安全制御装置であって、
   前記ランプ回路の運転ランプの駆動電圧を入力とするセンサー部と、前記センサー部に接続されたタイマー部と、前記タイマー部に接続されたリレー部とを備え、
   前記センサー部は、前記ランプ回路から入力される駆動電圧値と前記運転ランプが消灯するときの駆動電圧値である基準電圧値とを比較し、前記ランプ回路からの駆動電圧値が前記基準電圧値以下になったとき、前記タイマー部に駆動電力を出力し、
   前記タイマー部は、前記駆動電力を受けて予め設定されている一定時間の計測を行うと電源からの電力を前記リレー部に出力し、
   前記リレー部は、前記電源からの電力が供給されると、前記高電圧発生器への電力供給を遮断することを特徴とする電気集塵機の安全制御装置。
2. 請求項１に記載の電気集塵機の安全制御装置であって、
   前記センサー部に設定されている前記基準電圧値は、前記集塵電極間の電圧が３０００Ｖに低下したときに前記運転ランプに印加される駆動電圧に対応する電圧値に設定され、前記高電圧発生器は、前記荷電部における供給最大電流を４ミリアンペア、前記集塵部における供給最大電流を０．２５ミリアンペアに制御する機能を備えており、前記タイマー回路は、前記一定時間が５秒に設定されていることを特徴とする電気集塵機の安全制御装置。
3. 空気中の粒子に荷電する荷電部と、前記荷電部で荷電された粒子を捕捉する集塵部と、これら荷電部及び集塵部に高電圧を印加する高電圧発生器と、前記集塵部を構成する集塵電極間の電圧に比例した低電圧を生成し、この生成した低電圧を運転ランプの駆動電圧として利用するランプ回路と、前記ランプ回路からの前記駆動電圧を入力とするセンサー部と、前記センサー部に接続されたタイマー部と、前記タイマー部に接続されたリレー部とを備えた電気集塵機の安全制御方法であって、
   前記センサー部が、前記ランプ回路からの駆動電圧値と前記運転ランプが消灯するときの駆動電圧値である基準電圧値とを比較する工程と、
   比較の結果、前記ランプ回路からの駆動電圧値が前記基準電圧値以下になったとき、前記タイマー部に駆動電力を出力する工程とを含み、
   前記タイマー部が、前記駆動電力を受けて予め設定されている一定時間の計測を開始する工程と、
   前記一定時間を計測すると電源からの電力を前記リレー部に出力する工程とを含み、
   前記リレー部が、前記電源からの電力が供給されると、前記高電圧発生器への電力供給を遮断する工程を含むことを特徴とする電気集塵機の安全制御方法。
4. 請求項１または請求項２に記載の安全制御装置を備えた電気集塵機。

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