JPH0712449B2 - 電気集塵機用電源装置 - Google Patents

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用高圧電源装置に係り、特に直流高
電圧にコンデンサの充放電によるパルス波形の電圧を重
畳した電圧波形を出力するに好適な電気集塵機用高圧電
源装置に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に電気集塵装置においてはダストの電気抵抗が高く
なると逆電離現象と呼ばれる異常放電が発生し集塵性能
を著しく低下させることが知られている。これは集塵室
の集塵電極板上に帯電付着したダストが高抵抗の場合、
ダスト層の電荷放出が悪いためにそのダスト層において
電気的絶縁破壊が生じ、この絶縁破壊によって発生した
イオンが集塵空間の電荷を中和してしまうものである。
このような逆電離現象の対策として、従来、電気集塵機
にはパルス荷電方式と間欠荷電方式とが採用されてい
る。

前者の電気集塵機用高圧電源装置は、直流高圧電源装置
と、パルス電源装置との２台の電源装置を用い、直流高
電圧にパルス波形の電圧を重畳する方式がとられてい
る。即ち、集塵機の放電電極と集塵電極との電極間にコ
ロナ放電開始電圧前後の直流バイアス電圧を印加させた
状態で数パルス／秒以上の高電圧パルスを印加させる荷
電方法が採用されている。第８図にこのような荷電方法
が採用されている従来の電気集塵機の電源装置の全体構
成を示す。

第８図に於いて、10は集塵機、12は直流高電圧電源回
路、14は高電圧パルス発生電源回路である。集塵機10は
放電電極16と集塵電極18とから構成される。直流高電圧
電源回路12は、交流電源20、スイッチングサイリスタ2
2、昇圧トランス24、整流器26から構成される。

また、高電圧パルス発生電源回路14は、交流電源28、サ
イリスタ30、平滑コンデンサ32、スイッチングサイリス
タ33、ダイオード34、コイル35、昇圧トランス36から構
成される。直流高電圧電源回路12と高電圧パルス発生電
源回路14とは結合コンデンサ38を介して結合される。

このような構成の電気集塵機では、集塵機10の放電電極
16と集塵電極18との電極間に直流高電圧電源回路12から
出力されるベース電圧が印加され、又、高電圧パルス発
生電源回路14から出力される高電圧パルスが結合コンデ
ンサ38によってベース電圧に重畳されて印加されるよう
になっている。

即ち、直流高電圧電源回路12の交流電源20からの電圧
は、昇圧トランス24によって昇圧され、整流器26により
直流に整流され、放電極16と集塵極18との間にベース電
圧として荷電される。一方、パルス発生電源回路14のサ
イリスタ30のゲートに電圧が印加されて導通され、交流
電源28からの電圧がコンデンサ32に充電される。次に、
サイリスタ33のゲートに電圧が印加されて導通されると
共にコンデンサ32から放電され、昇圧トランス36の一次
巻線36Aの電圧が昇圧トランス36により、二次巻線36B側
で昇圧される。昇圧トランス36で昇圧された電圧は、コ
ンデンサ38を介して電気集塵機の放電極の電圧を上昇さ
せる。一方、パルス発生電源回路14のコイル35のインダ
クタンスL₁、昇圧トランス36のインダクタンスL₂、コン
デンサ38の静電容量、及び電気集塵機の放電極16と集塵
極間18の静電容量とで共振回路を構成し、昇圧した後の
次の半サイクル間は、ダイオード34を介して電流が逆方
向に流れて電圧が急激に下がる。このようにしてベース
電圧に重畳してパルス波形の電圧（パルス電圧）が印加
される。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、従来の電気集塵機用高圧電源装置は、パルス
電圧のパルス幅が長い為、放電極面からイオンの放出が
一様に行われない欠点があった。この為、スパーク電圧
が低く、火花放電が発生し易くなり、集塵能力が低下す
る欠点がある。

この為、パルス電圧のパルス幅を短くしようとすると、
di/dtが大きくなり、一次側のサイリスタに大きな負担
がかかるようになる。従って、従来、小容量の電気集塵
機ではパルス電圧のパルス幅を短くすることも可能であ
ったが、大容量の電気集塵機では、サイリスタに負担が
かかり過ぎ、パルス幅を短くすることが出来なかった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、大
容量の電気集塵機でもパルス幅が短く出来、更に、放電
極からイオンの放出が一様に行われ、スパーク電圧が高
くて集塵能力が低下しない電気集塵装置用電源装置を提
案することを目的とする。

〔課題を解決する為の手段〕

本発明は、前記目的を達成する為に、直流高電圧にパル
ス波形の電圧を重畳した電圧を電気集塵機に供給する電
気集塵機用高圧電源装置において、交流電源からの交流
電圧を昇圧、整流し、放電極と集塵極との間に直流高電
圧を印加する直流高電圧発生手段と、交流電源からの交
流電圧をパルス波形の電圧に成形し、これを昇圧する手
段と、昇圧した出力電圧波形を磁気圧縮する磁気パルス
圧縮手段とを備え、この磁気パルス圧縮手段によりパル
ス幅が圧縮されたパルス波形の電圧を前記放電極と集塵
電極との電極間に印加する手段とから成ることを特徴と
している。

〔作用〕

本発明では、直流高電圧発生手段により集塵機の放電極
と集塵極との間にベース電圧が印加される。一方、磁気
パルス圧縮手段によりパルス電圧が磁気圧縮されてベー
ス電圧に重畳される。これによりパルス幅が短くなり放
電極からのイオン放出が一様になされる。

〔実施例〕

以下添付図面に従って本発明に係る電気集塵機用電源装
置の好ましい実施例を詳説する。

第１図は本発明に係る第１実施例の構造が示され、第８
図に示した従来の電気集塵機用電源装置と同一の部材若
しくは類似の部材には同一の符号を付し、その詳しい説
明は省略する。

第１図に於いて、10は集塵機、12は直流高電圧電源回
路、14は高電圧パルス発生電源回路である。集塵機12は
放電電極16と集塵電極18とから構成される。直流高電圧
電源回路12は、交流電源20、スイッチングサイリスタ2
2、昇圧トランス24、整流器26から構成される。

また、高電圧パルス発生電源回路14の一次側には、交流
電源28、ダイオード31、平滑コンデンサ32、スイッチン
グサイリスタ33、ダイオード34、インダクタ35、昇圧ト
ランス36から構成される。更に、二次側にはコンデンサ
40、過飽和リアクトル42が設けられる。過飽和リアクト
ル42は第２図に示すようにトロイダル型磁芯42Aから構
成される。トロイダル型磁芯42Aは、非晶質合金又は合
金、若しくはフエライト等の材料で形成される。

第１実施例は、パルス電圧は一定のパルス電圧で運転す
るもので、ダイオード31により交流電源28からの交流電
圧を整流して、コンデンサ32を交流電圧のピーク値まで
充電し、パルス発生回路の直流電源電圧を得ている。

第１実施例では、電気集塵機10の容量や、パルストラン
ス36で昇圧後の電圧をもとに、磁気圧縮回路の可飽和リ
アクトル42を適当に設計することにより、入力があると
自動的にパルス圧縮動作を行う。つまりサイリスタ33を
オンさせると、コンデンサ32に蓄えられていた電荷は、
パルストランスの一次側36Aを通して流れ、二次側36Bに
昇圧されたパルス電圧が現れる（パルス幅はリアクトル
35、37、パルストランス36の巻線のインダクタンス及び
コンデンサ32、38、40の容量で決まる）。この電圧がピ
ークに近くなったとき、可飽和リアクトル42が飽和し、
抵抗は略零に近づく。

直流高電圧電源回路12と高電圧パルス発生電源回路14と
は結合コンデンサ38を介して結合される。

前記の如く構成された本発明に係る電気集塵機用電源装
置によれば、直流高電圧電源回路12の交流電源20からの
電圧は、昇圧トランス24によって昇圧され、整流器26に
より直流に整流され、放電極16と集塵極18との間にベー
ス電圧が印加される。一方、高電圧パルス発生電源回路
14の交流電源28からの交流電圧はダイオード31で整流さ
れてコンデンサ32に充電される。

次にサイリスタ33のゲートに電圧が印加されて導通され
ると共にコンデンサ32から放電され、昇圧トランス36の
一次巻線36Aの電圧が昇圧トランス36により、二次巻線3
6B側で昇圧される。昇圧された二次側電流はコンデンサ
40を充電する。コンデンナ40への充電が終了すると徐々
に電流が過飽和リアクトル42に流れ始め、入力電圧がピ
ーク値の時、この時過飽和リアクトル42は飽和状態にな
って抵抗値が零に近づく。これによりコンデンサ40から
の電流が急激に流れ、パルス電圧波形が圧縮される。こ
の時の入力電圧と出力電圧との波形を示しているのが第
３図である。一方、パルス発生電源回路14のコイル35、
37のインダクタンスL₁、L₃、昇圧トランス36のインダク
タンスL₂、コンデンサ32、38、40の静電容量と電気集塵
機の放電極と集塵極間の静電容量とで共振回路を構成
し、昇圧した後の次の半サイクル間はダイオード34を介
して電流が逆方向に流れて電圧が急激に下がる。このよ
うにしてベース電圧に重畳してパルス電圧が荷電され
る。このように、本発明ではパルス発生電源回路14の二
次側でパルス幅を圧縮するので、一次側のサイスタ33に
負担をかけない。

第４図では本発明に係る第２実施例が示され、コンデン
サ40と過飽和リアクトル42との組合わせは第１実施例の
１段に限らず、複数段、例えば第４図に示すように２段
設けてもよい。

第５図はパルス電圧が変化し得る場合の他の実施例でコ
ンデンサ32の充電圧をサイリスタ30の位相角制御により
調節し、パルス電圧の大きさを変えられるようにしたも
のである。この場合、パルス発生電源回路14の二次側コ
イル36Bに現れる電圧が変化すると、磁気圧縮回路が飽
和するタイミングも変化する。従って、第６図に示すよ
うに直流電圧Ｖにより、コア42Aのもう一つの巻線に電
流を流し、コアを偏磁させて、入力電圧が変化したとき
でも最適タイミングで磁気圧縮動作が始まるようにす
る。直流電圧Ｖは、第５図のサイリスタ30の位相角制御
と連動して変化するようにし、偏磁の大きさを調整し、
磁気圧縮回路の入力電圧の変化に対応させる。

第７図はパルス電圧を変える場合の他の磁気圧縮回路の
例として示されている。第７図に示すように過飽和リア
クトル42にトリガ回路44を付加し、サイリスタ46をオン
してトリガのための電流を流して強制的にタイミングを
とっている。即ち、サイリスタ46にトリガ信号を加える
と、コンデンサ47に蓄えられた電荷がサイリスタ46を通
してトリガ用のコイルを流れ、コア42Aは飽和する。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明に係る電気集塵機用電源装置
によれば、磁気パルス圧縮手段を設けてパルス発生手段
からのパルス波形幅を圧縮したので、放電極からのイオ
ンの放出が一様に行われ、集塵能力が低下しない。

また、パルス電圧波形を磁気圧縮で縮めるので、パルス
電圧は一次側で緩やかに立上げることが出来るので、サ
イリスタに負担をかけるようなことがない。これによ
り、従来、小容量の電気集塵機でしかパルス幅を縮める
ことは出来なかったが、本発明により大容量の電気集塵
機でも短いパルス幅のパルス電圧を供給できるようにな
った。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る第１実施例を示すブロック図、第
２図は第１実施例の過飽和リアクトルを示す回路図、第
３図は第１実施例の入出力波形を示す特性図、第４図は
本発明の第２実施例のブロック図、第５図は本発明の第
３実施例を示すブロック図、第６図は第３実施例で用い
られる過飽和リアクトルの回路図、第７図は第３実施例
で用いられる別の過飽和リアクトルの回路図、第８図は
電気集塵機の従来の電源回路図である。 10…電気集塵機、12…直流高電圧電源回路、14…高電圧
パルス発生電源回路、40…コンデンサ、42…過飽和リア
クトル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】直流高電圧にパルス波形の電圧を重畳した
   電圧を電気集塵機に供給する電気集塵機用高圧電源装置
   において、 交流電源からの交流電圧を昇圧、整流し、放電極と集塵
   極との間に直流高電圧を印加する直流高電圧発生手段
   と、 交流電源からの交流電圧をパルス波形の電圧に成形し、
   これを昇圧する手段と、 昇圧した出力電圧波形を磁気圧縮する磁気パルス圧縮手
   段とを備え、 この磁気パルス圧縮手段によりパルス幅が圧縮されたパ
   ルス波形の電圧を前記放電極と集塵電極との電極間に印
   加する手段とから成る電気集塵機用電源装置。