JPH0199658A

JPH0199658A - パルス荷電式電気集塵機の荷電制御方法

Info

Publication number: JPH0199658A
Application number: JP25437287A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Terai; 寛寺井
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 1987-10-08
Filing date: 1987-10-08
Publication date: 1989-04-18
Anticipated expiration: 2010-08-23
Also published as: JPH0777630B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、電気集塵機に関するものであり、更に詳述す
るならば、直流のベース電圧とパルス電圧とが重畳され
て印加される形式のパルス荷電式電気集塵機の荷電制御
方法に関するものである。

従来の技術第１図に示すように、電気集塵機に直流電圧ＶＢ（ベー
ス電圧という）とパルス電圧Ｖ、を重畳して印加するパ
ルス荷電法が知られている。このパルス荷電法は、ベー
ス電圧ＶＢ１パルス電圧Ｖ１、パルス頻度すなわちパル
ス繰り返し周期Ｔの３つを夫々独立に制御できるので、
電気抵抗の高いダストなど、種々のダストの集塵が可能
である。

パルス荷電において、最も集塵性能に影響を与える要素
は、パルスのピーク電圧（すなわちベース電圧ＶＢとパ
ルス電圧Ｖ、の合計値）である。この電圧を上げると集
塵性能は著しく高くなるが、実際には、スパークが発生
するため限度がある。

スパークが発生すると、電気集塵機の放電極と集塵極と
の間に蓄えられた電荷が失われ、電極間電位差が低下し
、集塵効率が著しく低下する。従って、スパークの発生
を抑制しつつ、パルスのピーク電圧を可能な限り高くす
ることが、集塵効率上望ましい。

本発明の発明者は、最高の集塵性能を実現するためのベ
ース電圧、パルス電圧、パルス頻度の最適値を求めるべ
く種々研究した。

スパークが発生するピーク電圧は、ベース電圧が成る値
を越えると、急激に低くなる。特に集塵されるダストの
電気抵抗が１０１１Ω・ｃｍ以上では、この現象は顕著
である。

これは、集塵極表面のダスト層に逆電離が発生するため
である。逆電離は、通常の従来の直流荷電では、いわゆ
るバックコロナといわれるコロナの形態をとるが、パル
ス荷電のピーク電圧のような高い電圧では、必ず、スパ
ークに移行する。それ故、高いピーク電圧を印加できる
ためには、ベース電圧は、逆電離を生じないよう、ある
限度以下である必要がある。なお、ベース電圧が、この
限度以下なら、逆電離やスパークが絶対に発生しないと
いう訳ではなく、パルス頻度が高すぎても、逆電離は発
生するが、少なくとも、ベース電圧の過大が逆電離発生
の原因となることは避けられる。

このベース電圧の成る限度とは、本発明の発明者の研究
によれば、直流荷電の場合のコロナ開始電圧あるいはこ
れよりほんのわずか高い電圧である。これよりベース電
圧が高くなると、局所的にベース電圧によるコロナ電流
密度が、かなり大きな値となる部分が生じ、局所的逆電
離が発生する。

従来の直流荷電の集塵機では、ごく局所的な逆電離は、
集塵機全体の性能に余り影響はしないが、パルス荷電の
場合は局所的な逆電離も、スパークを生じ、高いパルス
ピーク電圧の印加が不可能なる事態を引きおこす。

以上をまとめると、ベース電圧の最適値とは、直流荷電
のコロナ開始電圧のほんのわずか上の値である。

以上のように問題をもつパルス荷電式電気集塵機におい
て、特開昭５７−１２７４６１号公報が、パルス荷電式
電気集塵機の荷電制御方法の１つを提案している。

この特開昭５７−１２７４６１号公報の方法は、定期的
にパルスを消滅せしめ、この時の電流が、予め設定した
電流値より大きいか、小さいかによって、以後のベース
電圧を修正するものである。

しかし、ベース電圧が適切でない場合、スパークが連続
しても、定期的にパルスを休止させて修正するとき以外
ベース電圧が修正されないので、徒にスパークが発生す
る問題がある。

更に、定期的なパルス消滅毎にベース電圧を少しづつ修
正してゆくので、修正が完了して適正値に達するまでに
時間がかかる。特に、集塵機負荷の状況が変動した時は
、スパークが発生しやすく、そのような場合、単に定期
的にパルスを消滅させてベース電流を修正していたので
は、ベース電圧を適正化することができない。

発明が解決しようとする問題点そこで、本発明は、集塵性能を著しく低下させることな
く、集塵機負荷の状況変動に迅速に対応して最適のベー
ス電圧を常に維持できるパルス荷電式電気集塵機の荷電
制御方法を提供せんとするものである。

問題点を解決するための手段本発明によるならば、第２図に示すように、パルス電源
２とベース電源３とを有し、直流のべ一スミ圧とパルス
電圧とがコンデンサ４を介してまたは介することなく重
畳されて電気集塵機１に印加される形式のパルス荷電式
電気集塵機において、スパークが発生するごとに、一定
期間パルス電圧の供給を停止し、該パルス停止期間中は、電気集塵機電流が予め設定され
た電流値となるようにベース電源を制御し、該パルス停止期間終了直前の集塵機電圧を計測して、こ
の電圧をベース電圧の目標値として、該パルス停止期間
が終了してパルス電圧の供給を開始または再開したとき
、次のスパークの発生までの間ベース電圧を前記目標値
に制御することを特徴とするパルス荷電式電気集塵機の
荷電制御方法が提供される。

作用きわめて微小な電流値を設定し、丁度、この電流が流れ
るように集塵機に直流荷電を行うと、この時の電圧が、
コロナ開始電圧のほんのわずか上の値となる。従って、
このコロナ開始電圧を基準としてベース電圧を最適値に
制御することにより、パルスのピーク電圧（Ｖ　Ｂ　＋
Ｖ　ｐ　）を最大にすることができ、集塵性能を向上さ
せることができる。

一方、最大乗座性能を実現するように可能な限りパルス
のピーク電圧を高くすると、成る程度のスパークの発生
は避けられない。そこで、スパークが連続して発生する
のを防ぐには、スパーク発生直後にパルスを消滅させる
ことである。

そこで、上記２点を考慮するならば、上記した本発明の
方法のように、スパーク発生直後にパルス停止期間を設
け、このパルス停止の期間に、ある微小な電流値となる
よう集塵機電圧を制御してやれば、ベース電圧の最適値
を得ることができる。

このようにすれば、特開昭５７−１２７４６１号公報の
方法のように、スパークがときどきしか生じない程度の
状況においてスパークの発生に関係なく強制的にパルス
体止期間を置くことがないので、集塵効率を無用に低下
させることがない。すなわち、乗法性能の犠牲を最小に
できる。

一方、特に、集塵機負荷の状況が変動した時のようにス
パークが生じやすい状況では、スパークの発生ごとにベ
ース電圧を修正するので、より迅速にベース電圧を適正
化でき、スパークの発生を減少させることができる。

電気集塵機の運転中、スパークは幾度となく発生するの
で、スパーク後のパルス停止期間はできる限り短くする
ことが望ましい。そのパルス停止期間中、上記した予め
設定した電流値となるようベース電源出力を制御するの
では、電圧が上昇するまで時間がかかりすぎる。

上記した方法を、集塵機の運転中のスパーク発生時だけ
でなく運転開始にも実施することが好ましい。

集塵機は電極間に大きな静電容量があり、ここに蓄積さ
れている電荷は、スパーク時失われるため、再充電のた
めの時間が必要である。予め設定する電流値は、上記し
たようにきわめて小さい値を選定するので、再充電に時
間がかかりすぎる。

そこで、再充電の期間は、大電流を流して急速に集塵機
電圧を回復させ、その後、予め設定した電流値となるよ
う定電流を制御すれば、１秒程度の短い時間で目的とす
るベース電圧目標値の計測を行うことができる。

実施例第３図は、本発明による荷電制御方法を実施するパルス
荷電式電気集塵機の給電装置の１例を示すブロック図で
ある。

図示の電気集塵機の給電装置は、電気集塵機本体１の放
電極にコンデンサ４を介して接続されたパルス電源２と
、放電電極に直接接続されたベース電源３とを具備して
いる。パルス電源２は、パルス荷電式電気集塵機に従来
使用されている形式の電源であり、その具体的な構成及
び動作の説明は省略する。

ベース電源３は、互いに逆方向に接続された一対のサイ
リスタ８から構成されるゲート回路を介して商用交流電
源に一次側が接続された昇圧変圧器３Ａと、その昇圧変
圧器の二次側に接続された整流ブリッジ３Ｂとを具備し
ている。

整流ブリッジ３Ｂのマイナス出力端子は、電気集塵機本
体１の放電極に接続され、その電気集塵機本体１の集電
極は接地されている。更に、電気集塵機本体１の放電極
には、ベース電圧を検出するために、分圧抵抗のような
電圧検出手段５が接続され、その出力端子は、制御装置
７に入力されている。

一方、整流ブリッジ３Ｂのプラス出力端子は、コロナ電
流を検出するために、抵抗のような電流検出手段６を介
して接地され、その電流検出手段６の出力端子も制御装
置７に入力されている。

制御装置７は、集塵機の電極間電圧と電流とに基づいて
、上記した一対のサイリスタ８の点弧角を制御すること
により変圧器３Ａの供給電力を制御して、集塵機の電極
間電圧と電流とを制御する。

制御装置７は、例えば、コンビエータであり、電圧検出
手段５からのベース電圧と、電流検出手段６の出力から
のコロナ電流とからスパークの検出を行い、予め決めら
れた手順に従って、サイリスタ８を制御する。

次に第４図を参照して動作を説明する。

第４図の時間ｔｏで運転を開始するとすると、時間ｔ。

〜時間主１間は、集塵機電流が設定値工。

となるよう制御する。この設定値■８は、集塵機ごとに
、その集塵する塵の基本的な性質ごとに測定して決定す
る。すなわち、集塵機に直流荷電を行い、その直流電圧
を徐々に上昇しつつ集塵機電流を測定し、コロナが生じ
る電圧以上まで電圧を上げて電流を測定する。そのコロ
ナ開始電圧のほんのわずか高い電圧のときの電流値（こ
れは１ｍＡ程度のきわめて微小な電流値である）を設定
値■。

とする。

集塵機電流は電流検出手段６で検出され、制御装置７が
フィードバック制御によりサイリスタ８の点弧角制御す
ることで行う。なお、〔時間ｔ１−時間ｔ。〕の長さは
、集塵機に十分な電荷が蓄積されるような時間に設定す
る。すなわち、時間１、は時間ｔ。から一定時間経過し
た時点である。

そこで、時間ｔ１直前の集塵機電圧を電圧検出手段５で
検出し、この電圧Ｖ１をベース電圧目標値として、パル
ス荷電を開始する（第４図、時間ｔ１〜時間ｔｚ）。こ
のときの電圧制御は、集塵機電圧を電圧検出手段５で検
出して時間平均をとり、その平均値をベース電圧として
、目標電圧Ｖ１となるように制御装置７がサイリスタ８
の点弧角をフィードバック制御する。

例えば時間ｔ２でスパークが発生すると、電圧検出手段
５により集塵機電圧の急減として検出される。その結果
、本発明により、第４図に示すように、荷電休止期間（
時間ｔ２〜時間ｔ３）、急速電圧回復期間（時間ｔ３〜
時間ｔ、）、定電流制御期間（時間ｔ、〜時間ｔｓ）が
強制的に挿入される。

荷電休止期間（時間ｔ２〜時間ｔ３）は、スパークのア
ーク消弧のための必要最低限の時間に設定する。例えば
、電源交流１サイクル程度の時間とする。

急速電圧回復期間（時間ｔ３〜時間１４）は、前述した
Ｖｌあるいはこれ付近の値を目標とする定電圧制御期間
である。スパークの発生により、集塵機に蓄積された電
荷が放出されているので、電圧検出手段５により検出し
た集塵機電圧によりフィードバック制御して集塵機を急
速に充電する。

従って、この期間は、設定値■８より大きな電流を供給
する。

Ｖｌあるいはこれ付近の値として目標電圧に到達すると
、目標到達後定電流制御期間（時間ｔ４〜時間ｔｓ）に
移る。この期間では、電流が設定値■、となるように、
集塵機電流は電流検出器手段６で検出され、制御装置７
がサイリスク８０点弧角をフィードバック制御する。

パルス停止期間（時間ｔ２〜時間ｔｓ）は１秒とし、こ
の後のパルス荷電（時間ｔ、以降）では、時間ｔｓ直前
の電圧Ｖ、をベース電圧の目標とする。

これは、時間ｔ１〜時間ｔ２の期間、Ｖｌをベース電圧
の目標として制御した場合と同様である。

これ以後のスパークでも、時間ｔ２〜時間ｔ５と同様の
制御を行う。その際、急速電圧回復期間の目標電圧は、
直前のパルス荷電のベース電圧目標あるいはその付近の
値を採用する。すなわち、第４図において、２回目のス
パークの急速電圧回復期間の目標値はＶｌでなく、■５
を使う。

以上のように、スパーク毎に定電流制御を行い、この時
の電圧を検出し、再度パルス荷電する時のベース電圧目
標値とする。このような手順で、常に最適のベース電圧
制御がされる。

発明の効果以上の説明から明らかなように、本発明による電気集塵
機の荷電制御方法によれば、スパーク毎にベース電圧を
見直し、最適のベース電圧を常に維持できる。

更に、スパークの発生の関係なく強制的にパルス休止期
間を置くことがないので、乗座効率を無用に低下させる
ことがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、パルス荷電方式の集塵機電圧の波形図。第２図は、パルス荷電式電気集塵機の基本構成図。第３図は、本発明による荷電制御方法を実施するパルス
荷電式電気集塵機の構成図。第４図は、本発明による荷電制御方法を図解する集塵機
電圧と集塵機電流の波形図である。〔主な参照番号〕１・・電気集塵機２・・パルス電源３・・ベース電源５・・電圧検出手段６・・電流検出手段７・・制御装置８・・サイリ・スタ特許出願人　　住友重機械工業株式会社復代理人　　弁
理士越場　隆

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　ベース電源とパルス電源とを有し、直流のベー
ス電圧とパルス電圧とが重畳されて印加される形式のパ
ルス荷電式電気集塵機において、スパークが発生するごとに、一定期間パルス電圧の供給
を停止し、該パルス停止期間中は、電気集塵機電流が予め設定され
た電流値となるようにベース電源を制御し、該パルス停止期間終了直前の集塵機電圧を計測して、こ
の電圧をベース電圧の目標値として、該パルス停止期間
が終了してパルス電圧の供給を開始または再開したとき
、次のスパークの発生までの間ベース電圧を前記目標値
に制御することを特徴とするパルス荷電式電気集塵機の
荷電制御方法。
（２）　スパーク発生後のパルス停止期間では、スパー
クを消すために荷電を一切休止する荷電休止期間を置い
たあと、ベース電圧を急速に回復させるようにベース電
源を制御し、次いで、電気集塵機電流が前記予め設定さ
れた電流値となるようにベース電源を制御することを特
徴とする特許請求の範囲第（１）項記載のパルス荷電式
電気集塵機の荷電制御方法。