JPH0223220B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は集塵室内に荷電水噴霧ノズルを備えた
型式の湿式電気集塵器が稼動時において集塵室内
で、荷電水の導電率の変化および流入するガス濃
度の変化が原因となつて生ずる電弧短絡を検出
し、荷電電圧を安定化するよう供給電力側から制
御することができる制御装置に関するものであ
る。

上記した型式の湿式電気集塵器は集塵室内に配
された荷電噴霧ノズルから集塵室に張設され接地
（アース）された集塵電極板に向つて、荷電霧化
水を噴霧し、上記ノズルと集塵電極板間の間に作
られる静電界中に、ミスト、ダスト、ヒユーム等
を含むガスを通過させ、この過程でガス中に含ま
れるミスト、ダスト、ヒユーム等を捕集するとい
うもので、この型式の湿式電気集塵器の性能は集
塵室内に生じる静電界を最強度に維持することが
条件であるが、集塵室内に配された上記噴霧ノズ
ルと接地（アース）された集塵電極板間に流入し
たガス中に含まれるミストダストヒユーム等の素
性や濃度の変化により空間電荷作用等が発生し、
放電電極近傍の電界が下がり電極間を流れる電流
が変動を生じ、同時に集塵電極近傍で電界が極端
に上昇して、火花が発生しやすくなり結果として
火花電圧が低下するため集塵室内に配された噴霧
ノズルから噴出される霧化水の荷電電力が減少し
集塵効率が低下するという不都合が生じることは
免かれなかつた。

従つて従来からこの電極間に生ずる電流変動に
よる導電率の変化を直接検出し、集塵室内の荷電
電圧を最高静電界に調節するための制御装置に
は、電弧放電によつて生ずるパルス頻度を制御す
る方法を使用しているが、この従来の方法によつ
ては荷電霧化水の導電率の変化および空間電荷作
用が増大するとパルス頻度も増大し、これによつ
て生ずる放電電圧の脈動が増大するにつれ、荷電
電圧が変動し制御装置の制御により集塵室内の平
均荷電電圧値が低下し荷電量が減少し、集塵効果
が低下するという欠点を補いきれなかつた。

本発明は上記欠点を解消することを目的として
考案されたもので以下に実施例の詳細について説
明する。

本発明は湿式電気集塵器において、集塵室内に
配置する噴霧ノズルと室外給水ポンプとを連結す
る噴霧用水供給管は碍子を介し、集塵室内に配置
する噴霧ノズルを先端に装置した導電管と、適合
長を算出の上荷電水通路Ａ区分絶縁管と水抵抗用
Ｂ区分絶縁管とに分割してなる絶縁管とを以て配
し、上記導電管と絶縁管との接合箇所と接地間に
は、集塵管内電極荷電電圧検出用高抵抗器を備
え、制御電極付半導体整流器を以て構成する電力
補正回路を直流高電圧発生用変圧器一次側捲線に
のぞませ、該変圧器二次側直流高圧電源から安定
化した集塵電極荷電電圧を、噴霧用水に荷電する
ため荷電電圧制御回路と電弧検出消弧回路とにて
構成される制御装置から構成されている。

本発明を実施するために構成された上記型式の
湿式電気集塵器の概略の構成図を第１図にて説明
する。即ち本発明の湿式電気集塵器は荷電水を霧
状として放出する噴霧ノズル１２を装着した導電
管５１に碍子２を介して、給水ポンプ７からの算
出された長さをとり、且つ算出された個所１にお
いて、直流高圧電源４からの電力供給をうけるよ
う構成された給水絶縁管を連結し、この直流電圧
供給箇所１と導電管５１との間の絶縁管を荷電水
通過Ａ区分絶縁管３と水抵抗用Ｂ区分絶縁管６と
に分割し上記噴霧ノズル１２を集塵室内の接地
（アース）された集塵電極板１３に臨ませて配す
る構成としたものである。

この型式の湿式電気集塵器は、これを稼働して
給水ポンプ７から供給された流動水は水抵抗用Ｂ
区分絶縁管６および荷電水通路Ａ区分絶縁管３を
通り導電管５１に送られ、集塵室内に配された噴
霧ノズル１２に供給されこれから噴霧されるが、
その過程において直流高電圧電源４からの直流高
電圧電源が高圧ケーブルによつて荷電水通路Ａ区
分絶縁管３と水抵抗用Ｂ区分絶縁管６とに送電さ
れ、荷電水通路Ａ区分絶縁管３と水抵抗用Ｂ区分
絶縁管６との分岐点を高圧ケーブル接続個所１と
して直流高電圧電流が印加されることにより荷電
水通路Ａ区分絶縁管３に送られた流動水は荷電水
となつて上記導電管５１に供給送水される。

上記導電管５１は他端に装着された噴霧ノズル
１２が放電電極としての機能を果すとともに、送
られて来た荷電水を霧化して集塵室内に配された
集塵電極板１３に向つて放出する構成であり、上
記導電管５１に装着された噴霧ノズル１２と集塵
室内に接地（アース）して配された集塵電極板１
３との間には高圧静電界が形成される。更に上記
噴霧ノズル１２から霧化され放出された荷電噴霧
水は静電界の作用も手伝つて前記集塵電極板１３
に被着されるが、この集塵室内にミスト、ダス
ト、ヒユーム等の微粉塵を含有したガス１４を送
り込み上記噴霧ノズル１２と集塵電極板１３との
間を通過させれば、ガス中の含有塵は前記荷電噴
霧水とともに集塵電極板１３に被着され捕集され
除塵された洗浄化クリーンガス１５が外部に排出
されるよう構成されている。

本発明による湿式電気集塵器の一つの特長は給
水絶縁管を高圧ケーブル接続箇所１で荷電水通路
Ａ区分絶縁管３と水抵抗用Ｂ区分絶縁管６とに分
割したことである。即ち給水ポンプ７から水抵抗
用Ｂ区分絶縁管６を通り荷電水通路Ａ区分絶縁管
３を通過し導電管５１に送られる流動水は高圧ケ
ーブル接続箇所１において、直流高電圧電源４か
ら送電される高電圧電流が印加され荷電される
が、この荷電された水は或る値の抵抗値を持つて
いるため導電管５１に達するまでの過程で、或る
程度の電圧降下現象を起し、荷電水通路Ａ区分絶
縁管３内における水の固有抵抗による電圧損失を
も生ずる。従つて荷電水通路Ａ区分絶縁管３と導
電管５１との接続箇所２では直流高電圧電源４に
て印加される初期電圧値より荷電水通路Ａ区分絶
縁管３を通る過程で生ずる電圧降下した電流が流
れることになる。

一方給水ポンプ７から高圧ケーブル接続箇所ま
でに送水される水にも抵抗があるため、給水ポン
プ７の出口から高圧ケーブル接続箇所１までの水
抵抗用Ｂ区分絶縁管６内の水による固有抵抗値は
水抵抗用Ｂ区分絶縁管６の長さに応じて変化があ
る。故に前記荷電水通路Ａ区分絶縁管３の長さに
対し、水抵抗用Ｂ区分絶縁管６の長さを十分に長
くとり分割区分して配し水抵抗用Ｂ区分絶縁管６
における水による抵抗値を大とすれば高圧ケーブ
ルから水抵抗用Ｂ区分絶縁管６に送りこまれる高
電圧電流による洩れ電流も極力少くすることが出
来水抵抗用Ｂ区分絶縁管６の電圧降下損失も少く
なり又給水ポンプ７に与える危険防止にも役立
つ。これにより荷電水通路Ａ区分絶縁管３と水抵
抗用Ｂ区分絶縁管６との長さの比率を予め計算算
出することにより効率良い荷電電圧印加方法を設
定することが可能となる。

上記構想に基き設計された湿式電気集塵器は高
圧ケーブル接続箇所１と導電管５１接続箇所２と
の間に荷電水通路Ａ区分絶縁管３を介在させるこ
とにより、集塵室内に生じたガス流の含有塵の量
の変化による電流並電圧変動がそのままの状態で
直ちに直流高電圧電源４に影響を及ぼし、直流高
電圧電源４の変動や、故障を引き起すという危険
も排除することが出来る。又先端に噴霧ノズルを
配した導電管を継ぐ荷電水通路Ａ区分絶縁管３の
部分は上記機能を果す外、内部には常に流動水が
通過している故、上記直流高電圧電源４に直接影
響を与えることを防せぐために特定の抵抗を使用
した場合に起きる発熱障害をも回避することに役
立つているものである。

次にこの設計の下で稼働される湿式電気集塵器
を高能率に運転させるためには、他の構造の電気
集塵器と同様に、その特性に応じて正常運転時の
放電特性を計算の上、各要因を設定し、集塵室内
では上記設定された放電特性に沿つて、火花閃絡
を発生しない程度に荷電電圧としての直流高電圧
を直流高電圧電源４から前記導電管５１を通して
荷電水噴霧ノズル１２に印加し、荷電噴霧水とし
てこれを放出させ稼働しなければならない。

即ち該湿式電気集塵器は直流高電圧電源４から
導電管５１に送られる直流高電圧電流は、前記荷
電水通路Ａ区分絶縁管３を通過する際の電圧降下
が予測され、寸度が設定されて正常運転が保持さ
れるが、常に集塵作業が正常な状態で行なわれる
ばかりではなく、集塵室内を通過するガスの含塵
量や流速流動条件も変化し、集塵室内では火花閃
絡から電弧短絡に移行する場合がある。この際該
湿式電気集塵器を正常な運転をさせるために設定
された放電特性に沿はない状態が生ずる故、該湿
式電気集塵器は荷電水通路Ａ区分絶縁管３と導電
管５１との接続箇所２と接地（アース）間に荷電
電圧検出用高抵抗器８を配し、予め設定された電
弧短絡検出境界電圧値と異常状態時の荷電電圧変
動電圧値とを比較し、集塵器の特性を損う原因と
なる電弧短絡か、正常な状態にある火花閃絡かを
弁別し、消弧指令を発し荷電電圧制御回路９及電
弧検出消弧回路１０により直流高圧電源用変圧器
一次側入力電圧に制御された出力電力を加え、直
流高圧電源４を制御して荷電電圧を正常値に復帰
せしめる装置を附加することを考えた。

この制御装置回路構成の実施した例を第２図に
示し、主要回路は荷電電圧制御回路９と電弧検出
消弧回路１０とにて構成され以下図に従つて制御
装置部の動作の詳細を説明する。

該湿式電気集塵器は商用電源より供給される交
流電流を高電圧電源用変圧器一次側に入力し、昇
圧の後半導体整流器により整流し、直流高電圧電
源を形成し、高圧ケーブルをＡ区分絶縁管とＢ区
分絶縁管との接続箇所１に接続して電力が供給さ
れ稼動するものである故、集塵室内に於て電弧短
絡等による荷電電圧に異常状態が発生した場合
は、前記荷電電圧検出用高抵抗器８を通じ、発生
した異常値は荷電電圧制御回路９と電弧検出消弧
回路１０に電線３２を通じて入力され、トリガー
レベル制御回路１１を介し、制御電極付半導体整
流器５により発生させた荷電電圧復帰用電力を高
電圧電源用変圧器一次側捲線に入力し、直流高電
圧出力側の荷電電圧最適条件値を復帰維持するよ
う動作する構成とした。

即ち前記荷電水通路Ａ区分絶縁管３と導電管５
１との接続箇所２と接地（アース）間に設けた荷
電電圧検出用高抵抗器８を介して、静電微粒化荷
電電圧は荷電水の導電率の変化や室間電荷作用に
よる変化が検出され、導線３２を通じて荷電電圧
制御回路９と電弧検出消弧回路１０とに入力され
る。

電弧検出消弧回路１０とは荷電水噴霧ノズル１
２と集塵電極板１３との間の荷電電圧は荷電電圧
検出用高抵抗器８を介し、IC２０に負電圧とし
て入力される。

電弧発生時の電圧降下量は前記荷電水通路Ａ区
分絶縁管３と荷電水固有抵抗値と荷電量の上限値
以上となる電圧を検出するレベルとしてポジシヨ
ナー１９によつて前もつて基準値が設定される。
電弧短絡が発生するとIC２０の入力負電圧が降
下して出力信号は減となるが、入力信号が正常値
の場合は出力信号は増となり、IC２１およびIC
２２の出力も夫々増となり、TR３はOFFとなつ
ているためIC２５出力減となり、電弧消弧出力
信号１６は無信号となつて正常運転を継続する。
正常状態では電弧消弧中の表示回路用IC２８は
ON、TR５による電弧放電表示灯３０は無点灯
である。次に電弧発生の場合はIC２０の入力負
電圧が降下し、IC２０の出力は減となり、IC２
９出力はOFFとなり、電弧放電表示灯３０が点
灯し、IC２１＋入力は増から減となり、同時に
IC２２＋入力も増から減となる。IC２１の減の
状態において、TR３はON，IC２５＋入力は減
から増え、出力は同様に減から増、IC２７出力
は増から減、IC２１−入力は増から減え、IC２
１出力は増から減となる。更にIC２１出力減に
よつて、IC２２はOFF、IC２４−入力は上昇し、
電弧消弧信号出力設定器２６による時間T₁（第３
図参照）後はIC２４出力は増から減え、IC２２
出力は減から増となつて、IC２５＋入力が下降
し、立上り時間用設定器２６′による時間T₂（第
３図参照）後、IC２５出力は減、IC２７出力は
減から増となり、電弧消弧を行なつた後正常運転
に復帰する。

荷電電圧が電弧短絡によつて再度低下した場合
IC２０入力が−電圧の降下となつて、この降下
中の時間ＴがT₁及びT₂の和の内の場合はIC２０
の出力は増から減え、IC２９出力はOFFとなり
電弧放電表示灯３０は点灯する。IC２１＋入力
は増より減となり同時にIC２２＋入力も増より
減となつて、IC２２出力は増から減となる。TR
３はON，IC２５＋入力は減から増え、出力は減
から増となる。IC２３はOFF、IC２４−入力は
上昇して、T₁ポジシヨンタイムアツプ中、電弧
消弧出力信号を１６より発振し、IC２４出力は
増から減え、IC２２出力は減から増え、IC２５
＋入力が降下し、立上り時間T₂後、IC２５出力
は減、IC２７出力は減から増となつて正常運転
に復帰する。

荷電電圧が電弧短絡によつて低下した場合で
IC２０入力の−電圧が降下している時間がT₁及
びT₂の和より長い場合（立上り途中に再度電弧
放電が発生する場合）、IC２０出力は増から減と
なり、IC２２出力は増から減、TR３はON、IC
２５＋入力は減から増、出力は減から増、IC２
７出力は増から減、IC２１−入力は増から減、
前記IC２２出力が増から減信号にてIC２３は
OFF、IC２４−入力は上昇して電弧消弧時間T₁
タイムアツプ後、出力は増から減、IC２２出力
は減から増となる。前記IC２１の出力増および
IC２２の出力増によつて、IC２５＋入力が下降
し、立上り時間T₂タイムアツプ後、IC２５出力
は減により、IC２７出力は減から増、IC２１−
入力は減より増、IC２０入力は継続して電弧放
電するため出力は減であり、IC２１出力は増か
ら減になり、同時にIC２２＋入力は増から減と
なり、電弧消弧出力信号、立上りを繰返えし定電
圧検出回路によつて集塵電極の異常を警報する。

正常運転時における荷電水噴霧ノズル１２の電
極電圧は安定しているが集塵電極板１３の間を通
過するガス濃度の変化が空間電荷作用として荷電
量の変化となり上昇した場合は、スパーク頻度が
増大する従つて荷電電圧を設定値まで下げて安定
化する必要がある。

荷電電圧制御回路９は、荷電電圧検出用高抵抗
器８によつて検出した荷電電圧の−が上昇すると
IC３３出力は上昇、IC３４−入力は上昇し出力
は減となり荷電水の導電率の変化や、空間電荷作
用による荷電電圧の変動に応じた制御用電圧変化
を、トリガーレベル制御回路１１を介し、制御電
極付半導体整流器５にて荷電電圧を最適荷電電圧
に復帰させるための電力発生を制御し、高電圧電
源用変圧器一次側に補正用電力を供給し、荷電電
圧の復帰維持をする。静電微粒化荷電電圧設定ポ
ジシヨナ３２および電圧感度調節用ポジシヨナ３
５は夫々荷電電圧の最適条件の設定の調整に使用
される。３６は制御装置用の直流低電圧供給安定
化回路を図示したものである。

以上本発明は直流高電圧荷電供給部１と導電管
５１の接続箇所２との間に荷電水通路Ａ区分絶縁
管３を設け供給荷電水の固有抵抗値による一定電
圧降下を生ぜしめ、高電圧電源回路４を保護する
とともに、上記接続箇所２に荷電電圧検出用高抵
抗器８を介して、集塵室内の静電微粒化荷電水噴
霧ノズル１２と集塵電極板１３との間に流入する
ガス濃度の変化による荷電量の増減に応ずる電圧
降下量として検出し、荷電電圧制御回路９に該荷
電電圧の変動値を入力し、トリガーパルスに変換
の上制御電極付半導体整流器５のトリガーレベル
制御回路１１を制御し荷電電圧を最適条件に維持
する制御電力を得て高電圧電源現路に供給し、電
弧放電発生を防止するとともに、極端なるガス濃
度の変化等によつて発生した電弧短絡は電弧検出
消弧回路１０によつて電弧消弧信号を発し、トリ
ガーレベル制御回路１１を制御し、制御電極付半
導体整流器５から荷電電圧最適許容範囲内に維持
するように最短時間にて高電圧電源用変圧器一次
側に制御電力を送りこみ安定した直流高電圧にて
荷電電圧の安定化を可能とした湿式電気集塵器の
制御装置の考案により目的に達したものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は湿式電気集塵器における各要素部分の
概略構成図、第２図は制御回路構成図、第３図は
電弧放電一回の場合の荷電電圧検出用高抵抗器部
における検出波形図で小さい脈動波形は正常な状
況で右側の大きく降下しているのが電弧短絡時の
波形図である。第４図は電弧放電が連続して発生
した場合の前図同様の検出波形図である。 １…直流高電圧荷電供給部、２…導電管接続箇
所、３…荷電水通路Ａ区分絶縁管、４…直流高電
圧電源、５…制御電極付半導体整流器、６…水抵
抗用Ｂ区分絶縁管、７…給水ポンプ、８…静電微
粒化電圧検出用高抵抗器、９…荷電電圧制御回
路、１０…電弧検出消弧回路、１１…トリガーレ
ベル制御回路、１２…荷電水噴霧ノズル、１３…
集塵電極板、１４…含塵ガス流入口、１５…洗浄
化クリーンガス流出口、１６…電孤消弧出力、１
７…トリツプ電源入力、１８…荷電電圧制御出
力。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 湿式電気集塵器に於て、集塵室内に配置する
   噴霧ノズルと室外給水ポンプとを連結する噴霧用
   水供給管は碍子を介し、集塵室内に配置する噴霧
   ノズルを先端に装置した導電管と、適合長を算出
   の上荷電水通路Ａ区分絶縁管と水抵抗用Ｂ区分絶
   縁管とに分割してなる絶縁管とを以て配し、上記
   導電管と絶縁管との接合箇所と接地間には、集塵
   室内電極荷電電圧検出用高抵抗器を備え、制御電
   極付半導体整流器を以て構成する電力補正回路を
   直流高電圧発生用変圧器一次側捲線にのぞませ、
   該変圧器二次側直流高圧電源から安定化した集塵
   電極荷電電圧を噴霧用水に荷電するため荷電電圧
   制御回路と電弧検出消弧回路とにて構成されるこ
   とを特長とした湿式電気集塵器の制御装置。