JPH05146716A - 電気集塵器の異常検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】樹脂を絶縁材として用いた集塵エレメント１の
近傍の気温は、サーミスタ２５により検出される。ＣＰ
Ｕ１８の入力ポートＰ１には、分圧抵抗１５ａ，１５ｂ
の分圧点１６の電位が与えられており、これにより集塵
エレメント１への印加電圧が検知できる。また、印加電
圧の変化が、コンデンサ２１を介してＣＰＵ１８の入力
ポートＰ２に与えられる信号により検知される。異常検
知回路部２０は、入力ポートＰ１，Ｐ２からの信号に基
づいて異常検知動作を行う。ただし、サーミスタ２５が
検知する温度が所定の温度以上であるときには、入力ポ
ートＰ１からの信号に基づく異常検知動作は行わない。 【効果】高温時に絶縁材の抵抗値が低くなっても、これ
を異常として検知することなく、集塵運転を継続させる
ことができる。一方、アーク放電などの異常は、入力ポ
ートＰ２からの信号に基づき、検知できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、帯電させた塵埃を高電
圧を印加した電極により集塵するようにした電気集塵器
の異常を検知する異常検知装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、たとえば空気清浄機などで
は、吸入した空気をコロナ放電域に導いて空気中の塵埃
を帯電させ、この塵埃が帯電している空気を高電圧を印
加した集塵板間の空間に導き、この集塵板に帯電した塵
埃を付着させるようにして集塵を行うようにした電気集
塵器が用いられている。

【０００３】このような電気集塵器において、コロナ放
電域を形成させるイオン化部と上記の集塵板を有する集
塵部とを備えた集塵エレメントに多量の塵埃が堆積する
と、集塵板と塵埃との間または塵埃間でアーク放電が発
生することがある。集塵される塵埃には、土埃のような
不燃性のものの他に、たばこのタールやスス（カーボ
ン）のような可燃性のものも含まれているので、上記の
アーク放電により可燃性の塵埃が発火し、集塵器が焼損
したりするおそれがある。したがって、集塵エレメント
におけるアーク放電の発生を検出して、このことを報知
したり電気集塵器の運転を停止したりする必要がある。

【０００４】一方、アーク放電の他にも、集塵板を塩化
ビニルなどで樹脂モールドしている場合には、沿面放電
や樹脂材料の経年劣化による絶縁性の劣化などの異常を
検知する必要がある。このようなアーク放電や樹脂材料
の経年劣化などの異常は、従来では、いずれも集塵エレ
メントへの印加電圧の変化を監視することにより検知さ
れている。すなわち、集塵エレメントに高電圧を印加す
る高電圧発生回路には、集塵エレメントと直列に、異常
時の電流を制限するための制限抵抗が介挿されている。
このため、アーク放電が生じると、制限抵抗から集塵エ
レメントに大電流が流れ込み、制限抵抗による電圧降下
によって、集塵エレメントへの印加電圧が低下する。ま
た、樹脂材料の絶縁性が劣化した場合にも、通常時より
も大きな電流が集塵エレメントに供給されることになっ
て集塵エレメントへの印加電圧が低下する。したがっ
て、結局、集塵エレメントへの印加電圧を監視すること
により、アーク放電以外の異常も検知できる。このた
め、従来では、集塵エレメントへの印加電圧が一定の異
常検知レベルよりも低くなったことを検知して、アーク
放電とその他の異常とを共通に検知するようにしてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、集塵板を絶
縁するための上記の樹脂材料は、経年劣化が生じていな
い場合でも、温度の上昇に伴って抵抗値が減少するとい
う傾向がある。すなわち、たとえば塩化ビニル樹脂で
は、図２に示すように、温度の上昇に伴って抵抗値が急
激に減少する。この温度上昇による樹脂材料の抵抗値の
減少のために、集塵エレメントへの印加電圧は、図３に
示すように、温度の上昇に伴って減少することになる。
このため、たとえば集塵エレメントへの印加電圧の異常
検知レベルＶＥを１０００（Ｖ）に設定したときには、
気温が３６（℃）となった時点で、異常であると検知さ
れることになる。なお、図２および図３には、いずれも
相対湿度５０％の条件下における値が示されている。

【０００６】しかし、上記の場合には、樹脂材料の経年
劣化の場合とは異なり、樹脂自体は劣化していないの
で、印加電圧の低下のために集塵能力に多少の劣化が生
じたとしても、電気集塵器の運転を継続することが好ま
しく、異常検知動作を行わせるのはあまり好ましくな
い。この不具合を解決するために、異常検知レベルＶＥ
を低く設定することが考えられる。しかしながら、異常
検知レベルＶＥをあまり低く設定すると、アーク放電に
伴って生じる印加電圧の低下をも検知できなくなるおそ
れがあり、異常を有効に検知できなくなる。

【０００７】このように、高温時における樹脂材料の抵
抗値の減少に起因して、いわば異常の誤検知が不可避な
ものとなっていた。そこで、本発明の目的は、上述の技
術的課題を解決し、高温時に絶縁用の樹脂の抵抗値が小
さくなっても、これを異常として検知しないようにし
て、確実な異常検知動作を行わせることができるように
した電気集塵器の異常検知装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の電気集塵器の異常検知装置は、樹脂を絶縁
材として用いた集塵エレメントに高電圧を印加して集塵
を行わせるようにした電気集塵器の異常を検知する異常
検知装置において、上記集塵エレメントへの印加電圧の
高低を検知する印加電圧検知手段と、上記集塵エレメン
トへの印加電圧の変化を検知する電圧変化検知手段と、
上記集塵エレメントの上記絶縁材の温度に対応する温度
を検出する温度検出手段と、上記印加電圧検知手段によ
り検知される上記集塵エレメントへの印加電圧が所定の
異常検知レベルよりも低いとき、または上記電圧変化検
知手段により検知される上記集塵エレメントへの印加電
圧の変化が所定の変化よりも急激であるときに、上記集
塵エレメントに異常が生じていると検知する異常検知手
段と、上記温度検出手段が所定の温度以上の温度を検知
したときには、上記印加電圧検知手段の出力に基づく異
常検知動作を行わないように上記異常検知手段を制御す
る制御手段とを含むものである。

【０００９】

【作用】上記の構成によれば、集塵エレメントの絶縁材
の温度に対応する温度を検出する温度検出手段の検出温
度が所定の温度よりも高くなると、異常検知手段の異常
検知動作が制限される。すなわち、異常検知手段は、通
常は、印加電圧検知手段と電圧変化検知手段との各出力
に基づいて、異常検知動作を行うのであるが、温度検出
手段が検出する温度が所定の温度以上であるときには、
印加電圧検知手段の出力に基づく異常検知動作は行わ
ず、電圧変化検知手段の出力のみに基づいて異常検知動
作を行う。

【００１０】一般に、絶縁材として樹脂を用いた集塵エ
レメントでは、温度上昇に伴い、樹脂の抵抗値が低下す
るため、印加電圧が低下する。しかし、このような高温
時における樹脂の抵抗値の低下は、集塵運転には大きな
支障はなく、運転が継続されることが好ましい。そこ
で、本発明では、高温時における印加電圧の低下は異常
として検知しないようにしている。

【００１１】その一方で、印加電圧の急激な変化が検知
されたときには、異常であると検知されるから、たとえ
ばアーク放電のように大電流が急激に流れるような場合
には、このことを確実に検知して、発煙や発火のような
致命的な事故に至る可能性のある異常は確実に検知され
るようにしている。

【００１２】

【実施例】以下実施例を示す添付図面によって詳細に説
明する。図１は本発明の電気集塵器の異常検知装置の基
本的な構成を示すブロック図である。この異常検知装置
は、集塵エレメント１で生じるアーク放電その他の異常
を検知して電気集塵器の運転を停止させたりするための
ものである。集塵エレメント１は、高電圧発生部２から
の高電圧が印加されて集塵板として機能する一対の電極
を有しており、少なくとも一方の電極は電極間の絶縁性
を高めるために塩化ビニル樹脂などより樹脂モールドさ
れている。本実施例の異常検知装置では、アーク放電の
他に、沿面放電や、樹脂材料の経年変化による絶縁性の
劣化が、異常として検知される。

【００１３】商用交流電源３からの電力は、ヒューズ４
を介して降圧トランス５で降圧された後、整流器６によ
り直流電圧に整流される。さらに、平滑コンデンサ７で
平滑化された直流電圧は、定電圧ＩＣ８により安定な定
電圧に変換され、さらにバイパスコンデンサ９で高周波
成分が除去された後に、回路の各部に供給するための直
流電源電圧Ｖccとされる。

【００１４】一方、ヒューズ４を介した商用交流電力
は、ライン１０から高電圧発生部２に供給されている。
この高電圧発生部２は、負荷の大小に依らずに一定の高
電圧を発生する高電圧発生回路１１を有している。この
高電圧発生回路１１と集塵エレメント１との間には、集
塵エレメント１でアーク放電などの異常が生じたとき
に、この集塵エレメント１に流れ込む電流を制限するた
めの制限抵抗１２が直列に介挿されている。制限抵抗１
２と集塵エレメント１との分圧点１３と接地ライン１４
との間には、集塵エレメント１への印加電圧を検知する
ための分圧抵抗１５ａ，１５ｂが接続されている。そし
て、分圧点１６に現れる電位が、異常検知のための信号
として、ライン１７から制御手段であるＣＰＵ１８の第
１の入力ポートＰ１に与えられている。上記分圧抵抗１
５ａ，１５ｂなどにより、印加電圧検知手段が構成され
ている。

【００１５】ＣＰＵ１８は、上記の電源電圧Ｖccにより
付勢されて動作するものであり、内部に異常検知回路部
２０を有している。上記のライン１７からの信号は、こ
の異常検知回路部２０に与えられる。この異常検知回路
部２０には、また、ライン１７からコンデンサ２１を介
してライン２２に導出される信号が、ＣＰＵ１８の第２
の入力ポートＰ２を介して与えられている。ライン２２
には、電源電圧Ｖccを抵抗１９ａ，１９ｂで分圧した電
圧が与えられている。したがって、ライン１７に導出さ
れた信号が充分急激に変化すれば、入力ポートＰ２に入
力される信号は、抵抗１９ａ，１９ｂの分圧比により定
まる或る電圧値を基準として変化を示すことになる。上
記コンデンサ２１などにより、電圧変化検知手段が構成
されている。

【００１６】異常検知回路部２０にはさらに、集塵エレ
メント１の近傍の気温を検出する温度検出手段であるサ
ーミスタ２５の出力が、ＣＰＵ１８の第３の入力ポート
Ｐ３を介して与えられている。集塵エレメント１の近傍
の気温は、集塵エレメント１内の絶縁材の温度に対応す
るから、サーミスタ２５の検出温度は、上記絶縁材の温
度に対応している。なお、異常検知回路部２０は、ハー
ドウェア構成により実現してもよく、またＣＰＵ１８の
ソフトウェアの一部により実現してもよい。

【００１７】ＣＰＵ１８には、高電圧発生部２を動作さ
せ、また動作停止させるためのＰＮＰトランジスタ２６
が接続されている。さらに異常が検知されたときに発光
ダイオード２７を点灯させるためのＰＮＰトランジスタ
２８、および運転開始および運転停止を指示するための
操作スイッチ２９が接続されている。さらに、高電圧発
生部２への商用交流電力の供給を制御するリレー３０の
制御のためのＰＮＰトランジスタ３１が接続されてい
る。リレー３０は、ライン１０に介挿されたリレー切片
３０ａと、このリレー切片３０ａを変位させるためのリ
レーコイル３０ｂとを有している。リレーコイル３０ｂ
は、ＰＮＰトランジスタ３１が導通することにより励磁
されて、リレー切片３０ａを導通させる。３２は、リレ
ーコイル３０ｂに生じる逆起電力によるエネルギーを熱
消費させるためのフライホイールダイオードである。

【００１８】上記のような構成を有する異常検知装置の
異常検知動作を以下に述べる。異常検知回路部２０での
異常検知動作は、サーミスタ２５が検知する集塵エレメ
ント１の近傍の気温によって、２種類に変化する。すな
わち、サーミスタ２５が検知する温度が所定値Ｔ（たと
えば３６℃）未満であるか、所定値Ｔ以上であるかによ
り異なる異常検知動作を行う。

【００１９】(1) 集塵エレメント１の近傍の気温が所定
値Ｔ未満であるときの動作 サーミスタ２５が検知する温度が所定値Ｔ未満であると
きには、異常検知回路部２は、入力ポートＰ１およびＰ
２からの信号の両方を監視する。すなわち、入力ポート
Ｐ１から与えられる集塵エレメント１への印加電圧が、
所定の異常検知レベルＶＥ（たとえば１０００（Ｖ））
よりも低くなると、その時点で異常検知出力を導出す
る。これにより、集塵エレメント１内で沿面放電が生じ
たり、また樹脂材料の経年劣化により、その絶縁性が劣
化した場合に、異常として検知することができる。すな
わち、沿面放電や樹脂材料の絶縁性の劣化が生じると、
集塵エレメント１に流れ込む電流が増大する。この電流
の増大のために、制限抵抗１２での電圧降下が大きくな
るため、分圧点１６に現れる電位が低下する。したがっ
て、ライン１７から入力ポートＰ１に与えられる電圧を
監視することで、沿面放電や樹脂材料の経年変化を検知
できるのである。

【００２０】一方、異常検知回路部２０は、入力ポート
Ｐ２からの信号が所定レベル以下となったときにも異常
検知出力を導出する。これにより、集塵エレメント１で
アーク放電が生じたときに、これを異常として検知でき
る。すなわち、アーク放電が生じると、集塵エレメント
１に流れ込む電流が急激に増大するから、分圧点１６か
らライン１７に導出される電圧が急峻に低下する。この
急峻な電圧低下に追従して、ライン１７にコンデンサ２
１にを介して結合されたライン２２の電位も急峻に低下
する。ただし、ライン１７の電圧変化が緩やかな場合に
は、コンデンサ２１の働きによりライン２２の電位は変
化しない。このようにして、入力ポートＰ２に与えられ
る信号の急激な変化を監視することにより、アーク放電
を検知できる。

【００２１】ＣＰＵ１８は、異常検知回路部２０が導出
する異常検知出力に応答して、所定の異常検知動作を行
う。すなわち、たとえばトランジスタ２６，３１を遮断
して高電圧発生部２の動作を停止させるとともに、この
高電圧発生部２への商用交流電力の供給を停止させる。
さらに、トランジスタ２８を導通させて、発光ダイオー
ド２７を点灯させる。これにより、電気集塵器の運転が
停止されるとともに、発光ダイオード２７の点灯によ
り、異常の発生が報知される。このような異常検知動作
により、たとえば集塵エレメント１でのアーク放電によ
る発煙や発火が防止される。

【００２２】(2) 集塵エレメント１の近傍の気温が所定
値Ｔ以上であるときの動作 サーミスタ２５により検知される温度が所定値Ｔ以上で
あるときには、異常検知回路部２０は入力ポートＰ１か
らの信号の監視を行わない。すなわち、集塵エレメント
１への印加電圧自体の監視は行わず、入力ポートＰ２か
らの信号に基づく印加電圧の変化の監視のみを行う。こ
れにより、結局、アーク放電のみの検知が行われること
になる。

【００２３】集塵エレメント１の近傍の気温が高いとき
には、上述の図２に示されているように絶縁用の樹脂材
料の絶縁性が低下する。しかし、この絶縁性の低下は、
樹脂の経年変化によるものではないので、集塵運転は継
続されることが好ましい。ところが、高温時には樹脂材
料の絶縁性が低下するので、高電圧発生部２から集塵エ
レメント１に流れ込む電流が増大する。このため、ライ
ン１７から第１の入力ポートＰ１に与えられる電圧が低
下する。そこで、サーミスタ２５の検知温度が所定値Ｔ
以上であるときには、入力ポートＰ１からの電圧の監視
を行わないこととして、温度上昇による印加電圧の低下
のために異常検知動作が行われることを防止している。
こにより、集塵エレメント１への印加電圧が異常検知レ
ベルＶＥを下回ったときでも、集塵運転を継続させるこ
とができる。

【００２４】この結果、印加電圧の低下が温度上昇に起
因する場合に、いわば誤検知が行われることが防がれ
る。したがって、印加電圧の低下により集塵能力の低下
は避けられないとしても、集塵運転を引続き行わせるこ
とができる。その一方で、入力ポートＰ２に与えられる
電圧を監視することで、発煙や発火の原因となるアーク
放電は検知される。この結果、印加電圧の監視を行わな
いときでも、致命的な異常は監視されるので、異常検知
に不具合が生じることはない。

【００２５】なお、本発明は上記の実施例に限定される
ものではない。たとえば、上記の実施例では、絶縁用の
樹脂として塩化ビニル樹脂が用いられているが、これ以
外の樹脂材料が適用されてもよい。この場合に、異常検
知回路部２０の動作を変化させる温度（所定値Ｔ）は、
使用する樹脂材料に応じて適宜設定されればよいことは
言うまでもない。

【００２６】また、上記の実施例では、集塵エレメント
の近傍の気温を測定することとしているが、絶縁用の樹
脂の温度を直接測定してもよいことは言うまでもなく、
その他絶縁用の樹脂の温度に対応する温度（たとえば室
温）が測定可能な任意の箇所の温度の測定結果に応じ
て、異常検知回路部２０の動作を変化させてもよい。そ
の他、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の設計変更
を施すことが可能である。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本発明の電気集塵器の異常
検知装置によれば、高温時には、集塵エレメントへの印
加電圧が低下しても、これを異常として検知しないこと
としている。このため、集塵エレメントの絶縁材として
用いられる樹脂の抵抗値が温度上昇のために低下したと
しても、誤って異常検知が行われることがない。

【００２８】一方、アーク放電のような致命的な異常
は、電圧変化検知手段の出力に基づいて検知されるの
で、事故に至るような致命的な異常は確実に検知するこ
とができる。したがって、安全性も良好に保つことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の電気集塵器の異常検知装置
の基本的な構成を示すブロック図である。

【図２】樹脂の抵抗値の温度変化を示すグラフである。

【図３】集塵エレメントへの印加電圧の温度変化を示す
グラフである。

【符号の説明】

１ 集塵エレメント ２ 高電圧発生部 １１ 高電圧発生回路 １２ 制限抵抗 １５ａ，１５ｂ 分圧抵抗 １９ａ，１９ｂ 分圧抵抗 ２０ 異常検知回路部 ２１ コンデンサ ２５ サーミスタ ２６ ＰＮＰトランジスタ ２７ 発光ダイオード ３０ リレー ３１ ＰＮＰトランジスタ Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３ 入力ポート

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】樹脂を絶縁材として用いた集塵エレメント
   (1) に高電圧を印加して集塵を行わせるようにした電気
   集塵器の異常を検知する異常検知装置において、 上記集塵エレメント(1) への印加電圧の高低を検知する
   印加電圧検知手段(15a,15b,P1)と、 上記集塵エレメント(1) への印加電圧の変化を検知する
   電圧変化検知手段(21,P2) と、 上記集塵エレメント(1) の上記絶縁材の温度に対応する
   温度を検出する温度検出手段(25)と、 上記印加電圧検知手段(15a,15b,P1)により検知される上
   記集塵エレメント(1)への印加電圧が所定の異常検知レ
   ベルよりも低いとき、または上記電圧変化検知手段(21,
   P2) により検知される上記集塵エレメント(1) への印加
   電圧の変化が所定の変化よりも急激であるときに、上記
   集塵エレメント(1) に異常が生じていると検知する異常
   検知手段(20)と、 上記温度検出手段(25)が所定の温度以上の温度を検知し
   たときには、上記印加電圧検知手段(15a,15b,P1)の出力
   に基づく異常検知動作を行わないように上記異常検知手
   段(20)を制御する制御手段(18)とを含むことを特徴とす
   る電気集塵器の異常検知装置。