JPH0243963A - 電気集塵装置 - Google Patents

電気集塵装置

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JPH0243963A
JPH0243963A JP8918024A JP1802489A JPH0243963A JP H0243963 A JPH0243963 A JP H0243963A JP 8918024 A JP8918024 A JP 8918024A JP 1802489 A JP1802489 A JP 1802489A JP H0243963 A JPH0243963 A JP H0243963A
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JP
Japan
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charging
thyristor
voltage
electrostatic precipitator
high voltage
Prior art date
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Pending
Application number
JP8918024A
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English (en)
Inventor
Takashi Ando
安藤 喬
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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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】 本発明は電気集塵装置に関する。
従来公知の電気集塵機においては、例えば第1図回路図
に示すように、サイリスタ、リアクタ、高圧変圧器、整
流器、制御回路を具え、手動又は自動でO〜100チの
アナログ信号に対応した位相角αを有するパルスを発信
する制御回路とか、火花頻度制御のように火花頻度を一
定とするような位相角αを有するノクルスを発信する制
御回路等によるサイリスタの制御によシ、リアクタ、高
圧変圧器、整流器を介して商用周波数電源より直流高電
圧を得、これを集塵電極に印加するようにしている。
しかしながら、このような電気集塵機は原理的に集塵で
きる煤塵はその比抵抗ρdが大略10〜1011Ωmの
範囲に限られるので、ρdが10〜10150mの範囲
の煤塵に対しては集塵性能が非常に低下するという欠点
がある。
また前記連続的に電流を流す方式の他にもパルス電圧を
数mmの周期で印加するノ4ルス方式電気集塵装置が提
案されている。このパルス方式によればパルス電圧の最
大値を連続荷電式の直流電圧と較べて上昇させることが
できるため集塵性能を連続荷電式のものより高めること
ができるとされている。しかしながらこのパルス方式に
おいてもρdが著しく高い場合に発生する逆電離を防止
することは不可能であった。何故ならば放電極と集塵極
間の静電容量と大きなコロナ放電の抵抗により電圧が平
順化されるため、パルスの尖頭電圧を高めるためには多
量の電流を供給しなければならず、その電流によって逆
電離が発生してしまうからである。
さらにまたこれら従来方式を改良するために例えば特開
昭52−156473号公報に記載された如く集塵極と
放電極との間に主電界を形成するための可変直流高圧電
圧を印加する可変直流高圧電源を接続し、且つこれと直
列に重畳して前記両電極間に周期的な時間的変動を行う
大きさ、波形中、くり返し周期等が可変の可変変動電圧
を印加して集塵を行う・讐ルス荷電型電気集塵装置が提
案されているが、この装置では前記の如き2組の電源を
必要とし、且つサイリスタを使用したパルス電源を主電
界の直流高電圧のレベルで使用しなければならないので
、パルス電源の絶縁が大きな問題であり、またその制御
入力変成器等の絶縁も必要になって装置が大型、高価に
なると共に制御部が高電圧になるから操作上の危険を伴
い易い。
このような公知の電気集塵機の集塵性能の低下は集塵機
内で逆電離が生起することに起因するのであるが、本発
明者は長年研究の結果、逆電離現象の発生には1程度度
の時定数が存在することを発見した。この特性を利用し
て、従来、連続的に電流を流していたのを間欠的に電流
を流し、逆電離現象発生の手前で電流を切断すればρd
が1011〜10 0αの範囲の煤塵に対しても集塵性
能の低下することのない電気集塵機を得ることが考えら
れる。
ところで前述のように時定数に対応した1程度度の期間
に荷電電流の流通期間を制限すれば逆電離現象発生の手
前でそれを阻止することができるが、電圧が特定のレベ
ルに低下するまでに或程度の時間が必要であり、停止時
間が短いと前後のパルスが重畳して連続荷電になってし
まう。この特定レベルに低下する時間としては0.01
秒程度が必要である。
したがって間欠荷電周期は少なくとも上記0.01秒以
上は必要である。一方、荷電電流の流通期間は前述のよ
うに1秒以下にする必要があるが、その際の停止期間を
あまり大きくすると集塵効率を低下させることになる。
そこで荷電周期の上限は1程度度が適当である。
前記した逆電離の時定数はiを平均コロナ電流、Eds
をダスト層の絶縁破壊電界強度、ρdをダスト層の見掛
は抵抗率とするとき、7〈魚の条件にρd おいて即ち、コロナ電流の一定値を維持する限り、′電
流を高くするか、あるいは低くするかに抱らず、逆電離
現象を生起しない時間である。
本発明は以上の事情に鑑みて提案されたもので、ρdが
10 〜10 0mの範囲の煤塵でも性能を低下するこ
となく集塵することができ、且つ装置が簡単、安価であ
るとともに安全に操作し得る電気集塵装置を提供するこ
とを目的とするものであって、本発明による電気集塵装
置は、 (1)入力側が商用電源に接続されたサイリスタと、一
次側が上記サイリスタの出力側に接続された高圧変圧器
と、入力側が上記高圧変圧器の二次側に接続され、出力
側が電気集塵装置の放電極に接続された高圧電流器と、
ほぼ0,01〜1秒の周期で間欠的に上記電気集塵装置
の放電極に直流高電圧を荷電制御するとともに、少なく
とも荷電時間、荷電休止時間、荷電電圧及びベース電の
いずれか1つを調整可能な上記サイリスタの制御回路と
を具えたことを特徴とする。
(2)入力側が商用電源に接続されたサイリスタと、一
次側が上記サイリスタの出力側に接続された高圧変圧器
と、入力側が上記高圧変圧器の二次側に接続され、出力
側が電気集塵装置の放電極に接続された高圧整流器と、
ほぼ0.01〜1秒の周期で間欠的に上記電気集塵装置
の放電極に直流高電圧を荷電制御する上記サイリスタの
制御回路とを具え、該制御回路は少なくとも荷電時間、
荷電休止時間、荷電電圧及びベース電圧のいずれか1つ
ヲマイクロコンピエータで調整可能であるこトラ特徴と
する。
(3)入力側が商用電源に接続されたサイリスタと、一
次側が上記サイリスタの出力側に接続された高圧変圧器
と、入力側が上記高圧変圧器の二次側に接続され、出力
側が電気集塵装置の放電極に接続された高圧整流器と、
ほぼ0.01〜1秒の周期で間欠的に上記電気集塵装置
の放電極に直流高電圧を荷電制御する上記サイリスタの
制御回路とを具え、該制御回路は荷電電圧のピーク値と
荷電電圧の平均値との積が最大となるように、少なくと
も荷電時間、荷電休止時間、荷電電圧及びベース電圧の
いずれか1つを調整することを特徴とする。
本発明の一実施例を図面について説明すると、第2図は
そのサイリスタ制御回路を示すブロック線図、第3図は
第2図の間欠制御回路の拡大回路図、第4図は第3図の
イン・ぐ−夕の特性図、第5図(A) 、 (B) 、
 CC5はそれぞれ第3図のG、B、0点における電圧
波形図、第6図は電気集塵機の正常電離と逆電離との関
係を示す電圧電流特性図、第7図囚は本発明の一実施例
の電気集塵装置における位相角、電流、電圧の各時間に
対する変化を示す図、第7図(功は第1図に示した公知
の電気集塵機における位相角、電流、電圧の各時間に対
する変化を示す図である。
まず、第2図及び第3図において、1はサイリスタ2の
位相制御を行なう間欠制御回路で、切換スイッチ3によ
り、自動回路4又は手動5の何れか一方に接続されるよ
うになっている。Cけコンデンサ、DB r DB +
 DB F D4はそれぞれダイオード、R,、R,、
R,、R,はそれぞれ可変抵抗器、J+R,、R,はそ
れぞれ抵抗、TR,けトランジスタ、IV、、Iv、は
それぞれ第4図に示すような入出力特性を有するCMO
8ICインバータである。
このような回路において、G点の電圧vAは第5図(A
)に示すようになり、パルス巾T1及び後続・9ルスと
の間隔T2はそれぞれ可変抵抗R1及びR1により自由
に設定されるとともにノ2ルスの高さA、及びパルスの
ベースの高さA、はそれぞれ可変抵抗R8及びR4によ
り自由に設定することができる。
自動のときは、例えば可変抵抗R3すなわちパルス高さ
A1を火花頻度IJ #の出力で調節するか、または例
えばマイコンで可変抵抗R1〜R6の最適制御を行なう
ことができる。そのときのアルゴリズムは、例えば後記
するV、×vAvを最大とすること等がある。
E点の電圧はA点の電圧とほとんど同一であり、トラ/
・ゾスタT R,はエミッタフォロワとして電流増巾と
インピーダンス変換の念めに挿入されており、G点の出
力はE点及びF点のOR/f″−トの出力となり何れか
犬なる一方が選択されて出力される。
本発明によれば、このような制御回路をもってサイリス
タを制御することにより、商用周波数電源を用いて集塵
電極に略0.01〜1秒の周期の範囲で可変の直流高電
圧を間欠的に印加し、これによって煤塵の集塵作用を行
なうのである。
ここで電気集塵作用の基本的性質を略説すると、煤塵が
正常電離を行なっているときの電圧電流特性は第6図に
示す実@tのようになるが、逆[雌を行なうとその特性
は破線■のようになる。集塵効率は電圧・電流側れも犬
である程大であるが、逆電離が生起すると、電流は破線
「に沿って変化することになるので、電流を流しても電
圧は上らず、この状聾では無駄な電流が流れることにな
る。
集塵効率の高低は電圧のピーク値V、と電圧の時間的平
均値vAvノ積v、×vAvニ比例し、■、×vAvが
大である程集塵効果は犬となる。
因みに前記した従来の・やルス荷電方式は、もともと逆
電離を抑制防止することを目的としたものではなく、急
峻なtJ?ルスを短時間かけることにより火花閃絡電圧
を従来の直流連続荷電方式の場合により上昇させること
ができることを利用してV。
が大きくなり従ってvPxvAvcx:ηが上昇するこ
とのみを目的としたものである。
電流が増加して逆を離現象が生起すると、電圧電流特性
は実線iから破線■に変わるが、これには約1秒の時間
遅れがある。
ところで、第6図において、■、×vAvの値を比較す
ると、従来の集塵機ではvbとなるのに対し、本発明で
はv1□×vAvとなりTI r ’r、 l At 
+ Atの選定如何によシ、例えばV5=100に対し
va□×vAvr!130というようにv5〈v1□×
vAvとすることができるので、集塵効果は大となる。
その際、本発明では短時間に実線■に沿って電流aにa
2のようにパルス的に流れ、平均電流値は小であるから
、破線に沿って電流が流れることはないが、従来の集塵
機では電流が増すと逆電離が生起して破線に沿って電流
が増し、b点になれば、それ以上電圧を増すことができ
ず、すなわち実線■の32点にはならない。
実測結果によれば、本発明による集塵効果は従来のもの
に比べて10〜20チ増加することが報告されている。
第7図(A) 、 (B)は、本発明装置と従来の集塵
機の特性を比較したもので、(A)は本発明装置の位相
角、電流、電圧を、(B)は従来の集塵機のそれを示し
、第7図(4)の電圧分布は第6図の実線Iに沿って生
じたものである。
本発明装置と従来の集塵機とのエネルギを比較すると、
エネルギ=VIであるから、従来の集塵機では、例えば
、30kV(平均電圧)X1600mA(平均電流)=
48kWに対し、本発明では21 kVX 400mA
 = 8.4 kWとなり、本発明では従来の集塵機の
17.5%のエネルギで集塵効果を奏することができる
ことが分かる。
要するに、本発明によれば、ρdが10〜1013の範
囲の煤塵を効果的に集塵する簡単且つ取扱いの容易な省
エネルギ型の電気集塵装置を得るから、本発明は産業上
極めて有益なものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は公知の電気集塵機の回路を示すブロック線図、
第2図は本発明の一実施例を示すサイリスタ制御回路の
ブロック線図、第3図は第2図の間欠制御回路の拡大回
路図、第4図は第3図のインバータの特性図、第5図(
A) 、 (B) 、 (C’)はそれぞれ第3図のG
、B、0点における電圧波形図、第6図は電気集塵機の
正常電離と逆電離との関係を示す電圧電流特性図、第7
図(A)は本発明の一実施例の電気集塵装置における位
相角、電流、電圧の各時間に対する変化を示す図、第7
図(B)は第1図に示した公知の電気集塵機における位
相角、電流、電圧の各時間に対する変化を示す図である
。 1・・・間欠制御回路、2・・・サイリスタ、3・・・
切換スイッチ、4・・・自動回路、5・・・手動。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)入力側が商用電源に接続されたサイリスタと、一
    次側が上記サイリスタの出力側に接続された高圧変圧器
    と、入力側が上記高圧変圧器の二次側に接続され、出力
    側が電気集塵装置の放電極に接続された高圧整流器と、
    ほぼ0.01〜1秒の周期で間欠的に上記電気集塵装置
    の放電極に直流高電圧を荷電制御するとともに、少なく
    とも荷電時間、荷電休止時間、荷電電圧及びベース電の
    いずれか1つを調整可能な上記サイリスタの制御回路と
    を具えたことを特徴とする電気集塵装置。
  2. (2)入力側が商用電源に接続されたサイリスタと、一
    次側が上記サイリスタの出力側に接続された高圧変圧器
    、入力側が上記高圧変圧器の二次側に接続され、出力側
    が電気集塵装置の放電極に接続された高圧整流器と、ほ
    ぼ0.01〜1秒の周期で間欠的に上記電気集塵装置の
    放電極に直流高電圧を荷電制御する上記サイリスタの制
    御回路とを具え、該制御回路は少なくとも荷電時間、荷
    電休止時間、荷電電圧及びベース電圧のいずれか1つを
    マイクロコンピュータで調整可能であることを特徴とす
    る電気集塵装置。
  3. (3)入力側が商用電源に接続されたサイリスタと、一
    次側が上記サイリスタの出力側に接続された高圧変圧器
    と、入力側が上記高圧変圧器の二次側に接続され、出力
    側が電気集塵装置の放電極に接続された高圧整流器と、
    ほぼ0.01〜1秒の周期で間欠的に上記電気集塵装置
    の放電極に直流高電圧を荷電制御する上記サイリスタの
    制御回路とを具え、該制御回路は荷電電圧のピーク値と
    荷電電圧の平均値との積が最大となるように、少なくと
    も荷電時間、荷電休止時間、荷電電圧及びベース電圧の
    いずれか1つを調整することを特徴とする電気集塵装置
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5253577A (en) * 1975-10-25 1977-04-30 Razarebuitsuchi Efure Anatorii Electrostatic sedimentation installation
JPS52148879A (en) * 1976-06-07 1977-12-10 Nippon Steel Corp Charging system in electric dust collector

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