JP6356379B2 - 電気集塵装置用の電源制御装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、廃ガスからダスト等を除去する電気集塵装置用の電源制御装置及び方法に関する。本発明は、特に、重金属を含むダストの集塵効率を維持しつつ、省電力を図ることが可能な湿式電気集塵装置用の電源制御装置及び方法に関する。

従来から、湿式電気集塵装置（例えば特許文献１乃至３参照）は、鉱工業における硫酸ミスト処理やアルミニウム精錬排ガス処理のみならず廃棄物焼却プロセス等において発生する廃ガスから、有害なダストやミストを捕集する目的で使用されている。このように、湿式電気集塵装置は、大気汚染防止や環境保全の観点から有用な装置として普及している。

湿式電気集塵装置で処理される被処理廃ガスには、鉛、カドミウム、ヒ素といった有害物質や重金属が含まれている。このため、このような湿式電気集塵装置では、有害物質や重金属を含むダストの集塵効率を高めることが要求される。

湿式電気集塵装置は、一般的に２枚の平板型、或いは円筒状や角筒状等の筒型からなる滑らかな表面を有する集塵極と、当該集塵極内に設けられた線状の放電線を含むように構成されている。
このような湿式電気集塵装置によりダストやミスト等の微粒子の除去が行われる際には、放電極側と、接地した集塵極側との間に高電圧が荷電される。これにより、放電極側と、接地した集塵極側との間に強力な電流電界が形成され、電圧の上昇に伴って放電極側から旺盛なコロナ放電が発生し、放電極と集塵極との間の集塵空間が負イオンと電子とによって満たされる。この集塵空間に排ガスが導入されると、排ガス中のダストやミストは負に帯電し、静電凝集作用を伴いながらクーロン力により集塵極に向って移動し、集塵極に付着する。付着したダストやミストは、集塵極で負の電荷を失い、集塵極に供給される洗浄水及び自重により集塵極から剥離して落下し、電気集塵装置の外部へ排出される。
このようにして、湿式電気集塵装置は、種々の種類の固体、液体の微粒子等の微細なものまで高い集塵効率をもって捕集することが可能になっている。

このような湿式電気集塵装置では、重金属を含むダストの集塵効率を高めるために、放電極と集塵極との間の荷電電圧を高くする手法が知られている。

特開２００７−１９６１５９号公報 特開２００２−１１９８８９号公報 特公平６−９１９６５号公報

しかしながら、湿式電気集塵装置の放電極と集塵極との間の荷電電圧を単に高めるだけでは、集塵効率を向上させることはできるものの、省電力の面から極めて不経済である。一方で、荷電電圧を単に低下させると、今度はダスト等の集塵効率が落ちるため、廃ガスからダスト等を十分に除去することができなくなる。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、重金属を含むダストの集塵効率を維持しつつ、省電力を図ることを目的とする。

本発明の一側面の電気集塵装置用の電源制御装置は、
直流高電圧が印加される放電極と、
前記直流高電圧に基づいて前記放電極との間に発生する負コロナ放電によって、微粒子を集塵する集塵極と、
を備える電気集塵装置用の電源制御装置であって、
前記微粒子の濃度に応じて、前記放電極に印加される直流高電圧を可変制御する直流高電圧制御部、
を備えることを特徴とする。

この場合、前記直流高電圧制御部は、
前記電気集塵装置の電流の現在値を検出し、前記電流の現在値に基づいて前記微粒子の濃度を判定する濃度判定部を備え、前記濃度判定部により判定された前記濃度に応じて、前記直流高電圧を可変制御することができる。

また、前記濃度判定部は、
前記電流の現在値が第１の閾値以下となったときに、前記微粒子の濃度が上昇したと判定する濃度上昇判定部と、
前記電流の現在値が第２の閾値以上となったときに、前記微粒子の濃度が下降したと判定する濃度下降判定部と、
を備え、
前記直流高電圧制御部は、
前記濃度上昇判定部により前記微粒子の濃度が上昇したと判定された場合、前記電気集塵装置に印加される直流高電圧を上昇させる制御を行い、
前記濃度下降判定部により前記微粒子の濃度が下降したと判定された場合、前記電気集塵装置に印加される直流高電圧を下降させる制御を行う、
ことができる。

また、前記直流高電圧制御部は、
前記濃度上昇判定部により前記微粒子の濃度が上昇したと判定された場合、前記電気集塵装置に印加される直流高電圧を、第１電圧値にする制御を行い、
前記濃度下降判定部により前記微粒子の濃度が下降したと判定された場合、前記電気集塵装置に印加される直流高電圧を、前記第１電圧値よりも低い第２電圧値にする制御を行う、
ことができる。

本発明の一側面の電気集塵装置用の電源制御方法は、
直流高電圧が印加される放電極と、
前記直流高電圧に基づいて前記放電極との間に発生する負コロナ放電によって、微粒子を集塵する集塵極と、
を備える電気集塵装置用の電源制御装置が実行する電源制御方法であって、
前記微粒子の濃度に応じて、前記放電極に印加される直流高電圧を可変制御するステップ
を含むことができる。

本発明によれば、重金属を含むダストの集塵効率を維持しつつ、省電力を図ることが可能な湿式電気集塵装置を実現することができる。

本発明の一実施形態に係る集塵システムの構成例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る湿式電気集塵装置の概略構成を示す断面図である。 湿式電気集塵装置の筺体内部の概略構成を示す斜視図である。 電気集塵装置の集塵極の各「室」に入力された気体に存在する微粒子による空間電荷効果を説明する図である。 エアロード時とガスロード時における、電気集塵装置の電流と電圧（直流高電圧Ｖ１）との関係を示す図である。 直流高電圧制御部による荷電電圧の可変制御の具体例を説明する図である。 電源制御装置の状態遷移を示す図である。 ＴＰの入力画面の表示例を示す図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。

［集塵システムの構成］
図１は、本発明の一実施形態に係る集塵システムの構成例を示す図である。

図１に示す集塵システムＳは、湿式電気集塵装置１と、電源装置２と、電源制御装置３と、を備えており、外部システム４と接続している。
以下、湿式電気集塵装置１、電源装置２、及び電源制御装置３のそれぞれの構成について、その順番で個別に説明する。

［湿式電気集塵装置の構成］
はじめに、図２を参照して、湿式電気集塵装置１の構成について説明する。
図２は、本発明の一実施形態に係る湿式電気集塵装置の概略構成を示す断面図である。
具体的には、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）は、湿式電気集塵装置の外観の概略構成を示す断面図であり、相互に略直角の別々の方向からみた断面図である。

湿式電気集塵装置１には、上部ケーシング１１と、側部ケーシングとしても機能する集塵極１２と、下部ケーシング１３と、架構１４と、が設けられている。

上部ケーシング１１と、集塵極１２と、下部ケーシング１３とが上方からその順番で組み合わされることによって、湿式電気集塵装置１の筺体が構成される。湿式電気集塵装置１の筺体は、架構１４により、地上から所定距離だけ上方に離間して固定されている。湿式電気集塵装置１の筺体の材質は、本実施形態では導電性のＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）が採用されている。

図３は、湿式電気集塵装置１の筺体内部の概略構成を示す斜視図である。
図３に示すように、湿式電気集塵装置１の筺体内部には、上部グリッド２１と、上述した集塵極１２と、下部グリッド２３と、電極ロッド２４と、放電線２５と、ウェイト２６と、上向きスプレーノズル２７と、洗浄用配管２８とが設けられている。

上部グリッド２１と、集塵極１２と、下部グリッド２３とは、図３に示すように、上方からその順番で相互に所定距離だけ離間して、水平方向に相互に略平行となるように、配設されている。

集塵極１２は、図３に示すように、角筒を単位（以下、このような単位を「室」と呼ぶ）として、複数の「室」を繰り返し連続して配置することによって構成される。
具体的には、以下、略水平方向のうち、一方向を「縦方向」と呼び、縦方向に直角な方向を「横方向」と呼ぶ。この場合、縦方向にＮ個の単位を繰り返し連続して配置させ、横方向にＭ個の単位を繰り返し連続して配置させること（以下、「Ｎ×Ｍ」と表現する）によって、集塵極１２が構成される。
ここで、ＮとＭとは独立した任意の整数値であり、本実施形態では、図３に示すように、集塵極１２の「室」の個数はＮ×Ｍ＝９×９個とされている。
また、本実施形態の室は、３５〜５０ｃｍの長さの辺からなる角筒である。
なお、集塵極１２の材質は、本実施形態では、導電性のＦＲＰが採用されている。

このような集塵極１２に対する放電極は、本実施形態では、電極ロッド２４及び放電線２５により構成されている。
電極ロッド２４は、図３に示すように、集塵極１２の所定の「室」の中央内部を略垂直方向に貫通するように配設され、上端部が上部グリッド２１に固定され、下端部が下部グリッド２３に固定される。
放電線２５は、図３に示すように、上部グリッド２１から吊下げられ、集塵極１２の所定の「室」の中央内部を略垂直方向に貫通するように配設される。放電線２５はまた、弛まないだけの張力を持たすように、下部グリッド２３の上部に設けられたウェイト２６に接続される。

電極ロッド２４には、電源装置２から供給される負極の直流高電圧（荷電電圧）が直接印加される。一方、放電線２５には、当該負極の直流高電圧が、上部グリッド２１を介して印加される。

上向きスプレーノズル２７は、集塵極１２の各「室」の四隅の上方に配設され、洗浄用配管２８に流通している洗浄水を、略垂直上向き方向に微細の霧として噴出する。これにより、集塵極１２に付着したミストやダスト等の微粒子を洗浄除去することが可能になる。

本実施形態の湿式電気集塵装置１では、洗浄水は、上向きスプレーノズル２７から微細の霧として略垂直上向き方向に噴出される。これにより、洗浄水の分散がよくなるため、使用される洗浄水の水量を従来使用される水量より減少させることができる。
上向きスプレーノズル２７は、電極ロッド２４及び放電線２５に印加される負極の直流高電圧の上昇に寄与する構成要素である。

次に、再び図１を参照して、このような湿式電気集塵装置１の電極ロッド２４に対して負極の直流高電圧Ｖを印加する電源装置２の構成について説明する。

図１に示すように、電源装置２は、後述する電源制御装置３から供給される電圧設定値に応じて負極の直流高電圧Ｖを発生して、湿式電気集塵装置１の電極ロッド２４に印加する。湿式電気集塵装置１の電圧及び電流の現在値は、電源制御装置３にフィードバックされ、後述の制御に適宜利用される。

電源装置２の盤面には、下方から順に、切替スイッチ３１と、ボリューム３２と、表示部３３と、が設けられている。
切替スイッチ３１は、電源装置２の制御を「遠方」と「直接」のうち一方から他方へと切り替えるスイッチである。切替スイッチ３１が「遠方」に切り替えられると、電源装置２は、後述する電源制御装置３による遠隔制御がなされる。これに対して、切替スイッチ３１が「直接」に切り替えられると、電源装置２は、付近にいるオペレータ（図示せず）による直接的な盤面操作により制御される。
ボリューム３２は、切替スイッチ３１が「直接」に切り替えられている場合にオペレータにより操作され、電圧設定値や電流設定値を変更する指示をする。即ち、切替スイッチ３１が「遠方」に切り替えられている場合には、ボリューム３２の操作は禁止される。
表示部３３は、湿式電気集塵装置１の電圧及び電流の現在値を表示する。

次に、引き続き図１を参照して、このような電源装置２を制御する電源制御装置３の構成について説明する。

電源制御装置３は、例えばＰＬＣ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｌｏｇｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）により構成され、ＴＰ（ｔｏｕｃｈ ｐａｎｅｌ）４１と、直流高電圧制御部４２と、を備える。

ＴＰ４１は、各種情報を表示する表示画面に積層され、ユーザの指示操作に応じて各種情報を入力する。ＴＰ４１の入力画面の詳細については、後述の図８を参照して説明する。

直流高電圧制御部４２は、湿式電気集塵装置１に入力されるガス（図２のガスＧ１）に含まれる微粒子（塵やダスト等）の濃度に応じて電源装置２からの荷電電圧の値を可変制御する。
直流高電圧制御部４２は、このような微粒子の濃度に応じて荷電電圧を可変制御するために、機能的には濃度判定部５１を備える。
ここで、機能的には、と記載したのは、濃度判定部５１の実現形態をハードウェアに限定する必要がないからである。即ち、濃度判定部５１は、以下の機能を有すれば足り、その実現形態は特に限定されず、ハードウェアで構成されてもよいし、ソフトウェアで構成されてもよいし、或いはまたそれらの組み合わせで構成されてもよい。

濃度判定部５１は、微粒子の濃度を判定する機能を有する。当該機能の実現形態は特に限定されず、微粒子の濃度を実際に測定する機能でもよいが、本実施形態では、放電極側と、接地した集塵極１２側との間に形成された電流電界により生ずるコロナ放電の電流を検出することにより、微粒子の濃度を推定する機能が、濃度判定部５１に設けられている。換言すると、電流を、微粒子の濃度の指標として検出する機能が、濃度判定部５１に設けられている。
以下、図４乃至図７を参照して、濃度判定部５１に設けられた機能、即ち電流を、微粒子の濃度の指標として検出する機能の詳細について説明する。

図４は、湿式電気集塵装置１の集塵極１２の各「室」に入力された気体に存在する微粒子による空間電荷効果を説明する図である。
なお、以下、湿式電気集塵装置１の集塵極１２の各「室」に入力された気体の中に、塵やダスト等の微粒子（集塵対象）がほぼ含まれない状態を「エアロード」と呼び、塵やダスト等の微粒子（集塵対象）が一定以上含まれる状態を「ガスロード」と呼ぶ。
図４（１）に示すように、エアロード時に、電極ロッド２４又は放電線２５（以下、説明の便宜上、放電線２５のみ言及する）側と、接地した集塵極１２側との間に直流高電圧Ｖが印加されると、放電線２５側と、接地した集塵極１２側との間に強力な電流電界が形成され、電圧の上昇に伴って放電線２５側から旺盛なコロナ放電が発生する。
これに対し、図４（２）に示すように、ガスロード時に、集塵極１２の各「室」の開口部に入力された気体（図２のガスＧ１）内のダスト等の微粒子の濃度が高くなると、それら微粒子が荷電されて「室」内の集塵空間に大量の空間電荷（負イオンｉ）が形成される。すると、これら大量の空間電荷による遮蔽効果によって放電線２５近傍のコロナ放電が抑制される。このような大量の空間電荷によるコロナ放電の抑制は一般的に、「空間電荷効果」又は「コロナ阻止現象」と呼ばれる。この空間電荷効果（コロナ阻止現象）は、気体Ｇ１（ガス）中のダスト等の微粒子の濃度が高いほど、また、微粒子の粒子径が小さいほど起きやすい。

次に、図５を参照して、微粒子の濃度に応じて変化する、湿式電気集塵装置１の電流と電圧との関係について説明する。
図５は、エアロード時とガスロード時における、湿式電気集塵装置１の電流と電圧（直流高電圧Ｖ１）との関係を示す図である。
具体的には、エアロード時の電流と電圧との関係を示す曲線Ｌ１と、ガスロード時の電流と電圧（直流高電圧Ｖ１）との関係を示す曲線Ｌ２と、が示されている。
また、図５において、縦軸は、湿式電気集塵装置１の電流を示し、横軸は、湿式電気集塵装置１の荷電電圧（直流高電圧Ｖ１）の実効電圧を示している。
湿式電気集塵装置１の直流高電圧が一定値Ｖ１ａ（Ｖ１ａは、定格電圧以下の任意の値）である場合には、微粒子の濃度が高いガスロード時の曲線Ｌ２の方が、微粒子の濃度が低いエアロード時の曲線Ｌ１よりも下方に位置している。このことより、湿式電気集塵装置１の直流高電圧が一定値Ｖ１ａである場合、微粒子の濃度は、電流の値が高くなる程少なくなり、逆に、電流の値が小さくなる程高くなることがわかる。
従って、本実施形態では上述したように、微粒子の濃度の指標として電流が検出され、検出された電流の値に応じて、直流高電圧Ｖ１の値が可変制御される。

より具体的には、ガスロード時の曲線Ｌ２からわかるように、気体Ｇ１（ガス）中の微粒子の濃度が高いほど、空間電荷効果により、湿式電気集塵装置１の電流の値が低くなる。従って、濃度判定部５１は、湿式電気集塵装置１の電流の値（電源装置２から供給される電流の現在値）が低い場合には、気体Ｇ１（ガス）中のダスト等の微粒子の濃度が高いと判定することができる。
これに対し、エアロード時の曲線Ｌ１からわかるように、気体Ｇ１（ガス）中の微粒子の濃度が低いほど、空間電荷効果により、湿式電気集塵装置１の電流の値が高くなる。従って、濃度判定部５１は、湿式電気集塵装置１の電流の値（電源装置２から供給される電流の現在値）が高い場合には、気体Ｇ１（ガス）中のダスト等の微粒子の濃度が低いと判定することができる。

次に、図６を参照して、本実施形態に適用されている直流高電圧制御部４２による荷電電圧の可変制御の具体例について説明する。

図６は、直流高電圧制御部４２による荷電電圧の可変制御の具体例を説明する図である。
図６には、エアロード時の電流と電圧との関係を示す曲線Ｌ３と、ガスロード時の電流と電圧（直流高電圧Ｖ１）との関係を示す曲線Ｌ４と、が示されている。
また、図６において、縦軸は、湿式電気集塵装置１の電流を示し、横軸は、湿式電気集塵装置１の荷電電圧（直流高電圧Ｖ１）の実効電圧を示している。
本実施形態では、湿式電気集塵装置１の荷電電圧（直流高電圧Ｖ１）の実効電圧は、省エネ電圧値Ｖ１２及び通常電圧値Ｖ１１（Ｖ１１＞Ｖ１２）の２値を取るものとする。
ここで、本実施形態では、このような図６に示す可変制御を実現すべく、図１に示すように、濃度判定部５１は、濃度上昇判定部６１と、濃度下降判定部６２と、を備える。 濃度上昇判定部６１は、電流の値（電源装置２から供給される電流の現在値）が第１の閾値Ｃ１（図６参照）以下となったときに、微粒子の濃度が上昇したと判定する。電流が第１の閾値Ｃ１以下となったときには、微粒子の濃度が一定以上に高くなるため、微粒子の集塵効率を高くする必要がある。そこで、直流高電圧制御部４２は、電流が第１の閾値Ｃ１以下となったときは、電源装置２の荷電電圧（直流高電圧Ｖ１）を、省エネ電圧値Ｖ１２から通常電圧値Ｖ１１に上昇させる制御、より具体的には電圧設定値を上昇させる制御を行うことで、集塵効率を向上させる。
これに対して、濃度下降判定部６２は、電流の値（電源装置２から供給される電流の現在値）が第２の閾値Ｃ２以上となったときには、微粒子の濃度が下降したと判定する。電流が第２の閾値Ｃ２以上となったときは、微粒子の濃度が低くなっているため、微粒子の集塵効率をさほど高くする必要がない。そこで、直流高電圧制御部４２は、電流が第２の閾値Ｃ２以上となったときは、電源装置２の荷電電圧（直流高電圧Ｖ１）を、通常電圧値Ｖ１１から省エネ電圧値Ｖ１２に下降させる制御を行うことで、省電力を図る。

このように、電流の値が第１の閾値Ｃ１以下となって、微粒子の濃度が一定以上に高くなると、電源装置２の荷電電圧（直流高電圧Ｖ１）が通常電圧値Ｖ１１となり、微粒子の集塵効率が向上する。
ここで、電流の値が第２の閾値Ｃ２以上となって、微粒子の濃度が低くなったにも関わらず、電源装置２の荷電電圧（直流高電圧Ｖ１）が通常電圧値Ｖ１１のままでは過剰な荷電電圧を印加していることになり、電力が無駄である。そこで、このような場合には、電源装置２の荷電電圧（直流高電圧Ｖ１）が省エネ電圧値Ｖ１２まで低下されて、省電力を図ることが可能になる。

なお、電源装置２は、異常放電時には、直流高電圧Ｖ１の値を短時間低下させることで、火花放電の発生を防止している。
しかしながら、異常放電時に直流高電圧Ｖ１の値の低下は、電流の値の低下を招く。従って、微粒子の濃度とは無関係に（微粒子の濃度が変化しない場合であっても）、異常放電が発生して直流高電圧Ｖ１の値が低下したことが起因となった場合であっても、電流の値が第１の閾値Ｃ１以下になると、微粒子の濃度が上昇したと誤判定されるおそれがある。
そこで、このような誤判定を防止すべく、濃度判定部５１は、異常放電により直流高電圧Ｖ１の値が低下している間においては、微粒子の濃度の変化の検出を禁止する。

［湿式電気集塵装置の動作］
次に、図７を参照して、以上の構成の本実施形態の集塵システムＳの動作について説明する。
図７は、電源制御装置の状態遷移を示す図である。
図７において、各状態は、１つの楕円で示されており、その楕円に引かれた“Ｓ”を含む符号により判別される。
１つの状態から１つの状態への状態遷移は、所定の条件（以下、「遷移条件」と呼ぶ）が満たされると実行される。
このような遷移条件は、図７おいては、１つの状態から１つの状態への遷移を表す矢印に、“Ｔ”を含む符号を付して表されている。

以下、各状態Ｓ１〜Ｓ３について説明する。
待機状態Ｓ１は、電源制御装置３の電源が投入された初期段階の状態であり、未だ荷電電圧（電圧設定値）が０Ｖのまま待機している状態である。
通常電圧状態Ｓ２は、気体Ｇ１（ガス）中の微粒子の濃度が高い場合に、集塵効率を上昇させてこれら微粒子を除去すべく、荷電電圧（電圧設定値）が通常電圧値Ｖ１１に設定された状態である。
省エネ電圧状態Ｓ３は、気体Ｇ１（ガス）中の微粒子の濃度が低くなった場合に、消費する電力量を抑制すべく、荷電電圧（電圧設定値）が省エネ電圧値Ｖ１２に設定された状態である。省エネ電圧値Ｖ１２は、微粒子の集塵効率を下げても微粒子等の不純物の濃度を目標値以下とすることができる値が規定されている。

以下、各状態Ｓ１〜Ｓ３へ遷移するための遷移条件Ｔ１〜Ｔ５について説明する。

遷移条件Ｔ１：待機状態Ｓ１から通常電圧状態Ｓ２に遷移させるための条件であり、待機状態Ｓ１において、集塵開始を指示するためのスイッチ（図示せず）がＯＮ状態にされた場合又は外部システム４から送信された起動信号が受信された場合に満たされる。

遷移条件Ｔ２：通常電圧状態Ｓ２から省エネ電圧状態Ｓ３に遷移させるための条件であり、通常電圧状態Ｓ２において、電流の現在値が第２の閾値Ｃ２（図６参照）以上となった場合に満たされる。

遷移条件Ｔ３：省エネ電圧状態Ｓ３から通常電圧状態Ｓ２に遷移させるための条件であり、省エネ電圧状態Ｓ３において、電流の現在値が第１の閾値Ｃ１（図６参照）以下となった場合に満たされる。

遷移条件Ｔ４：通常電圧状態Ｓ２から待機状態Ｓ１に遷移させるための条件であり、通常電圧状態Ｓ２において、集塵開始を指示するためのスイッチ（図示せず）がＯＦＦ状態にされた場合又は外部システム４から送信された停止信号が受信された場合に満たされる。

遷移条件Ｔ５：省エネ電圧状態Ｓ３から待機状態Ｓ１に遷移させるための条件であり、省エネ電圧状態Ｓ３において、集塵開始を指示するためのスイッチ（図示せず）がＯＦＦ状態にされた場合又は外部システム４から送信された停止信号が受信された場合に満たされる。

ここで、外部システム４は、排ガスの発生を伴うプロセスの全体を制御するシステムであり、電源制御装置３と通信により各種情報を授受する。例えば外部システム４は、所定の条件が成立すると、集塵システムＳの起動信号を電源制御装置４１に送信する。

待機状態Ｓ１において、このような外部システム４から送信された起動信号が受信された場合、又は集塵開始を指示するためのスイッチ（図示せず）がＯＮ状態にされた場合、遷移条件Ｔ１が満たされて、電源制御装置の状態は待機状態Ｓ１から通常電圧状態Ｓ２に遷移する。
すると、直流高電圧制御部４２は、通常電圧値Ｖ１１を電圧設定値に設定して、電源装置２に通知する。通知の形態は特に限定されないが、本実施形態では、電圧設定値に応じて４〜２０ｍＡの間で可変するレベル信号を送信することで、電圧設定値を通知する手法が採用されている。即ち、４〜２０ｍＡの範囲で電圧値が対応付けられており、レベル信号のレベル（電流値）に対応する電圧値が電圧設定値として直流高電圧制御部４２から電源装置２に通知される。
電源装置２は、通知された電圧設定値、即ちここでは通常電圧値Ｖ１１となるように直流高電圧Ｖ１を発生し、湿式電気集塵装置１に印加する。

このような通常電圧状態Ｓ２が継続している最中に、外部システム４側で制御するプロセスの停止により排ガスが停止する等して、気体Ｇ１（ガス）中の微粒子の濃度が低下するに伴い、電源装置２から通知される電流の現在値が上昇し、第２の閾値Ｃ２以上になると、遷移条件Ｔ２が満たされて、電源制御装置３の状態は通常電圧状態Ｓ２から省エネ電圧状態Ｓ３に遷移する。
すると、直流高電圧制御部４２は、省エネ電圧値Ｖ１２を電圧設定値に設定して（設定更新して）、電源装置２に通知する。電源装置２は、通知された電圧設定値、即ちここでは省エネ電圧値Ｖ１２となるように直流高電圧Ｖ１を発生し、即ち直流高電圧Ｖ１を低下させて、湿式電気集塵装置１に印加する。

このような省エネ電圧状態Ｓ３が継続している最中に、外部システム４側で制御するプロセスの再開により排ガスが再発生する等して、気体Ｇ１（ガス）中の微粒子の濃度が上昇するに伴い、電源装置２から通知される電流の現在値が下降し、第１の閾値Ｃ１以下になると、遷移条件Ｔ３が満たされて、電源制御装置３の状態は省エネ電圧状態Ｓ３から通常電圧状態Ｓ２に遷移する。
すると、直流高電圧制御部４２は、通常電圧値Ｖ１１を電圧設定値に設定して（設定更新して）、電源装置２に通知する。電源装置２は、通知された電圧設定値、即ちここでは通常電圧値Ｖ１１となるように直流高電圧Ｖ１を発生し、即ち直流高電圧Ｖ１を上昇させて、湿式電気集塵装置１に印加する。

なお、通常電圧状態Ｓ２又は省エネ電圧状態Ｓ３のときに、集塵開始を指示するためのスイッチ（図示せず）がＯＦＦ状態にされた場合、又は外部システム４から送信された停止信号が受信された場合、遷移条件Ｔ４又はＴ５が満たされて、電源制御装置３の状態は通常電圧状態Ｓ２又は省エネ電圧状態Ｓ３から待機状態Ｓ１に遷移する。

［ＴＰの表示例］
次に、以上の構成の本実施形態の電源制御装置３のＴＰ４１の入力画面の表示例について説明する。
図８は、ＴＰの入力画面の表示例を示す図である。

ＴＰ４１の左上欄には、電源装置２の制御状態が表示される。即ち、この左上欄の表示は、電源装置２の盤面の切替スイッチ３１の状態と対応する。
ＴＰ４１の右上欄には、電源装置２から通知される電圧及び電流の現在値が表示されている。同図の例においては、電圧の現在値として「５０」ｋｖが、電流の現在値として「７００」ｍＡが、それぞれ表示されている。即ち、この右上欄の表示は、電源装置２の盤面の表示部３３の状態と対応する。

ＴＰ４１の中欄には、通常電圧状態Ｓ２及び省エネ電圧状態Ｓ３の設定値がそれぞれ表示されている。
同図の例においては、通常電圧状態Ｓ２の荷電電圧として「６０」ｋｖが、第２の閾値Ｃ２として「９００」ｍＡが、通常電圧状態Ｓ２の継続時間残時間として「０」分が、通常電圧状態Ｓ２の継続時間設定値として「３」分が、それぞれ設定されている。
また、省エネ電圧状態Ｓ３の荷電電圧として「５０」ｋｖが、第１の閾値Ｃ１として「６００」ｍＡが、省エネ電圧状態Ｓ３の継続時間残時間として「０」分が、省エネ電圧状態Ｓ３の継続時間設定値として「１」分が、それぞれ設定されている。

［本実施形態の湿式電気集塵装置の効果］
以上まとめると、本実施形態の集塵システムＳは、従来の集塵システムと比較して、次のように（１）乃至（５）の有利な効果を奏することが可能である。

（１）従来では、湿式電気集塵装置の荷電電圧を高めていくと、集塵効率を高めることができるものの、電力が大量に消費されるため不経済であり、省エネルギーが求められている昨今の事情に反する結果となっていた。その一方で、単に荷電電圧を低下させると、微粒子やダスト等の集塵効率が落ちるため、廃ガスから微粒子やダスト等を十分に除去することができなくなる。
これに対して、本実施形態では、電源制御装置３は、微粒子の濃度に応じて荷電電圧を可変制御するようにした。これにより、過剰に印加される直流高電圧を抑制することで省電力を達成しつつ、重金属を含む微粒子やダストの集塵効率を維持しつつ、省電力を図ることができる。

（２）また、本実施形態では、直流高電圧制御部４２は、濃度判定部５１により検出された電流に応じて印加される直流高電圧を可変制御するようにした。
これにより、微粒子の濃度に対応して最適な直流高電圧を供給することができるため、微粒子の濃度が低い場合には、過剰に印加される直流高電圧を抑制することにより、省電力を達成することができる。さらに、微粒子の濃度が高いときには、十分な直流高電圧を供給することにより、重金属を含む微粒子やダストの集塵効率を維持しつつ、省電力を図ることができる。

（３）また、本実施形態では、直流高電圧制御部４２は、濃度上昇判定部６１により、電流が第１の閾値Ｃ１以下となり、微粒子の濃度が上昇したと判定した場合、電源装置２の荷電電圧を上昇させる制御が行われる。
これに対し、直流高電圧制御部４２は、濃度下降判定部６２により、電流が第２の閾値Ｃ２以上となり、微粒子の濃度が下降したと判定した場合、電源装置２の荷電電圧を下降させる制御が行われる。
これにより、電流の上下動を判定することにより、微粒子の濃度の変動が判定される。そして、微粒子の濃度が上昇したと判定された場合には、十分な直流高電圧を供給することにより、重金属を含む微粒子やダストの集塵効率の向上を図ることができる。さらに、微粒子の濃度が下降したと判定された場合には、過剰に印加される直流高電圧の供給を抑制することにより、省電力を達成することができる。

（４）また、本実施形態では、直流高電圧制御部４２は、微粒子の濃度が上昇したと判定された場合、直流高電圧を第１電圧値にする制御が行われる。これに対し、直流高電圧制御部４２は、微粒子の濃度が下降したと判定された場合、直流高電圧を第１電圧値よりも低い第２電圧値にする制御が行われる。これにより、微粒子の濃度が上昇したと判定された場合には、十分な電圧値である第１電圧値とすることにより、重金属を含む微粒子やダストの集塵効率の向上を図ることができる。さらに、微粒子の濃度が下降したと判定された場合には、第１電圧値よりも直流高電圧の抑制した第２電圧値とすることで、省電力を達成することができる。

（５）また、本実施形態では、電源装置２は、異常放電時には、所定の時間電流を下げて直流高電圧を発生する。そして、濃度判定部５１は、異常放電時には、電流を下げている所定の時間内の微粒子の濃度の変化を検出しない。
これにより、過剰な電圧が発生する異常放電時においては、電源装置２は、所定の時間電流を下げることにより、火花放電を防ぐことができる。そして、濃度判定部５１は、異常放電に伴い電源装置２により電流が下げられたことを起因として、微粒子の濃度が下げられていると誤判定されないよう、電流を下げている所定の時間内の微粒子の濃度の変化は検出しない。従って、異常放電時が発生した場合であっても、継続して省電力を達成しつつ、集塵効率の向上を図ることができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。

例えば、上記実施形態では、直流高電圧制御部４２は、荷電電圧を通常電圧値Ｖ１１と省エネ電圧値Ｖ１２との間の種類で可変制御していたがこれに限られるものでない。例えば、直流高電圧制御部４２により可変制御される荷電電圧は２段階ではなく、多段階やアナログ的に連続的に可変制御することができる。

図１に戻り、濃度判定部５１は、このような微粒子の濃度の指標（電流）の判定を行うべく、濃度上昇判定部６１と、濃度下降判定部６２と、を備える。
濃度上昇判定部６１は、電流の値（電源装置２から供給される電流の現在値）が第１の閾値Ｃ１（図６参照）以下となったときに、微粒子の濃度が上昇したと判定する。これに対し、濃度下降判定部６２は、電流の値（電源装置２から供給される電流の現在値）が第２の閾値Ｃ２（図６参照）以上となったときに、微粒子の濃度が下降したと判定する。
そして、直流高電圧制御部４２は、濃度上昇判定部６１により微粒子の濃度が上昇したと判定された場合、電源装置２の荷電電圧（直流高電圧Ｖ１）を上昇させる制御、より具体的には電圧設定値を上昇させる制御を行う。これに対し、直流高電圧制御部４２は、濃度下降判定部６２により微粒子の濃度が下降したと判定された場合、電源装置２の荷電電圧（直流高電圧Ｖ１）を下降させる制御、より具体的には電圧設定値を下降させる制御を行う。

また、上記実施形態では、直流高電圧制御部４２は、ＰＬＣにより構成しているがこれに限られるものではなく、例えば、リレー制御盤といった簡易かつ安価な構成とすることも可能である。

１・・・湿式電気集塵装置
２・・・電源装置
３・・・電源制御装置
４・・・外部システム
１１・・・上部ケーシング
１２・・・集塵極
１３・・・下部ケーシング
１４・・・架構
２１・・・上部グリッド
２３・・・下部グリッド
２４・・・電極ロッド
２５・・・放電線
２６・・・ウェイト
２７・・・上向きスプレーノズル
２８・・・洗浄用配管
３１・・・切替スイッチ
３２・・・ボリューム
３３・・・表示部
４１・・・ＴＰ
４２・・・直流高電圧制御部
５１・・・濃度判定部
６１・・・濃度上昇判定部
６２・・・濃度下降判定部

Claims (4)

1. 電源装置により直流高電圧が印加される放電極と、
   前記直流高電圧に基づいて前記放電極との間に発生する負コロナ放電によって、微粒子を集塵する集塵極と、
   を備える電気集塵装置用の電源制御装置であって、
   前記微粒子の濃度に応じて、前記電源装置により前記放電極に印加される直流高電圧を可変制御する直流高電圧制御部と、
   を備え、
   前記直流高電圧制御部は、
   前記電源装置から前記放電極に流れる電流の現在値を検出し、当該電流の現在値に基づいて前記微粒子の濃度を判定し、異常放電により直流高電圧の値が低下している間においては微粒子の濃度の変化の検出を禁止する濃度判定部を有し、
   前記濃度判定部により判定された前記濃度に応じて、前記直流高電圧を可変制御する、
   ことを特徴とする電気集塵装置用の電源制御装置。
2. 前記濃度判定部は、
   前記電流の現在値が第１の閾値以下となったときに、前記微粒子の濃度が上昇したと判定する濃度上昇判定部と、
   前記電流の現在値が第２の閾値以上となったときに、前記微粒子の濃度が下降したと判定する濃度下降判定部と、
   を備え、
   前記直流高電圧制御部は、
   前記濃度上昇判定部により前記微粒子の濃度が上昇したと判定された場合、前記電気集
   塵装置に印加される直流高電圧を上昇させる制御を行い、
   前記濃度下降判定部により前記微粒子の濃度が下降したと判定された場合、前記電気集
   塵装置に印加される直流高電圧を下降させる制御を行う、
   ことを特徴とする請求項１に記載の電気集塵装置用の電源制御装置。
3. 前記直流高電圧制御部は、
   前記濃度上昇判定部により前記微粒子の濃度が上昇したと判定された場合、前記電気集
   塵装置に印加される直流高電圧を、第１電圧値にする制御を行い、
   前記濃度下降判定部により前記微粒子の濃度が下降したと判定された場合、前記電気集
   塵装置に印加される直流高電圧を、前記第１電圧値よりも低い第２電圧値にする制御を行
   う、
   ことを特徴とする請求項２に記載の電気集塵装置用の電源制御装置。
4. 電源装置により直流高電圧が印加される放電極と、
   前記直流高電圧に基づいて前記放電極との間に発生する負コロナ放電によって、微粒子を集塵する集塵極と、
   を備える電気集塵装置用の電源制御装置が実行する電源制御方法であって、
   前記微粒子の濃度に応じて、前記電源装置により前記放電極に印加される直流高電圧を可変制御する直流高電圧制御ステップ、
   を含み、
   前記直流高電圧制御ステップは、
   前記電源装置から前記放電極に流れる電流の現在値を検出し、当該電流の現在値に基づいて前記微粒子の濃度を判定し、異常放電により直流高電圧の値が低下している間においては微粒子の濃度の変化の検出を禁止する濃度判定ステップと、
   前記濃度判定ステップにおいて判定された前記濃度に応じて、前記直流高電圧を可変制御するステップと、
   を含むことを特徴とする電気集塵装置用の電源制御方法。

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