JPH0243964A - 電気集塵装置 - Google Patents

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０〜１００％の
アナログ信号に対応し九位相角αを有するノ９ルスを発
信する制御回路とか、火花頻度側間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・臂ルスを発信する
制御回路等によるサイリスタの制御により、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　〜１０１１Ω副
の範囲に限られるので、ρｄが１０１１〜１０１３Ωα
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・ゼルス電圧
を数ｍｓの周期で印加するパ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／ゼルス万式
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、ノ臂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重
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
行うパ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、・！ルス電源の絶
縁が大きな問題であり、またその；ｌ？ｌＪ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１０１１〜１０１５Ω帰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、！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Ｔ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〒
　　Ｅｄｓ 層の見掛は抵抗率とするとき”＜ｌａｄの条件において
即ち、コロナ電流の一定値を維持する限り、ｔｌＡＬを
宣くするか、あるいは低くするかに拘らず、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１０１１〜ｔｏ１３Ω副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ｉ
ｉ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、 （ｌｊ　　入力側が商用電源に接続されたサイリスクと
、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、荷電時間を間欠的に制御して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、少くとも荷電時間、荷電休止時間、荷電電圧及
びペース電圧のいずれか１つを手動にて調整可能な手段
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′α極に接続された高圧整流器と
、荷電時間を間欠的に制御して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、該制御回路は手動調整されるとともに、少
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にて調整可能
であ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図のインバータの特性図、第５図（４）、　（Ｂ）
　＋　（Ｃ）はそれぞれ第３図のＧ、Ｂ、Ｃ点における
電圧波形図、第６図は屯気果’ｔｍ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（４）は本発
明の一実施例の電気果１堪装置における位相角、Ｍｌ　
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。

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、切換スイッテ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はコンデンサ、Ｄｌｐ　Ｄ２　＋　
Ｄ３　、　Ｄ４はそれぞれダイオード。

ＲＩ　Ｉ　Ｊ　ｒ　Ｒ３ｔ　Ｒ４はそれぞれ可変抵抗器
、Ｒ３Ｒ，、Ｒ？はそれぞれ抵抗、ＴＲ１はトランゾス
タ。

ＩＶ１＊ｒ”ｔはそれぞれ第４図に示すような入出力特
性をイｊするＣＭＯ８ＩＣ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（４
）に尽すようＶこなり、・！ルス巾Ｔ１及び後続パルス
との間隔Ｔ、はそれぞれ可変抵抗Ｒ８及びＲ７により自
由に設定されるとともに・９ルスの高さＡ１及び・そル
スのペースの高さ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１例えば可変抵抗Ｒ５すなわちパルス尚さ
Ａ、を火花頻度制御の出力で調節するか、または例えば
マイコンで可変抵抗Ｒ，〜Ｒ４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
■、×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。

トランゾスタＴＲ，はエミッタフォロワとして電流増巾
とイノビーダンス変換のために挿入されており、Ｇ点の
出力はＥ点及びＦ点の０Ｒｆ−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鍋
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図に示す実線Ｉのようになるが、逆電離を行なうとそ
の特性は破線■のようになる。集塵効率は電圧・電流側
れも犬である根太であるが。

逆電離が生起すると、電流は破線■に溢って変化するこ
とになるので、電流を流しても電圧は上らず、この状態
では無駄な電流が流れることに々る。

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の積ｖＰｘｖＡｖに比例し、■、×ｖＡｖが
犬である程集塵効果は大となる。

因みに１１１記した従来のパルス荷電方式は、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・！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より上昇させることが
できることを利用して路が大きくなり従ってｖ、×ＶＡ
ｖＣｘ−ηが上昇することのみを目的としたものである
。

電流が請願して逆心離現象が生起すると、′電圧電流特
性は実線ｌ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、■２×ｖＡｖの値を比較す
ると、従来の集塵機では昼となるのに対し１本発明では
ｖａ２×ｖＡｖとなりＴ１　＋　Ｔｔ　ｒ　ＡＩ　＊　
Ａｔの選定如何により、例えばＶ５−１００に対しｖａ
２×ｖＡｖ≠１３０というようにｖ５＜ｖｌＬ２×ｖ、
ｖとすることができるので、集塵効果は犬となる。

その際１本発明では短時間に実線ｌに沿ッて亜流ａにａ
Ｚのように・ゼルス的に流れ、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Ｉのａ２点にはならない。

実測結果によれば、本発明による集囁効果は従来のもの
に比べて１０〜２０％増加することが報告されている。

第７図（４）、（８）は１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？ｆＭｌに沼って
生じたものである。

本発明装置と従来の集ｖＬ機とのエネルギを比較すると
、エネルギー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）　
＝　４８　ｋＷに対し、本発明では２１ｋＶＸ　４００
　ｍＡ＝８．４　ｋＷとなり５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供回路の
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６第７（
Ｂ）は第１図に示した公知の電気集帳機における位相角
、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 (2)

【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、
   荷電時間を間欠的に制御して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、少くとも荷電時間、荷電休止時間、荷電電圧及びベ
   ース電圧のいずれか１つを手動にて調整可能な手段を具
   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
   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、
   荷電時間を間欠的に制御して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、該制御回路は手動調整されるとともに、少く
   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にて調整可能で
   あることを特徴とする電気集塵装置。