JPH0777630B2 - パルス荷電式電気集塵機の荷電制御方法 - Google Patents

パルス荷電式電気集塵機の荷電制御方法

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JPH0777630B2
JPH0777630B2 JP62254372A JP25437287A JPH0777630B2 JP H0777630 B2 JPH0777630 B2 JP H0777630B2 JP 62254372 A JP62254372 A JP 62254372A JP 25437287 A JP25437287 A JP 25437287A JP H0777630 B2 JPH0777630 B2 JP H0777630B2
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【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電気集塵機に関するものであり、更に詳述す
るならば、直流のベース電圧とパルス電圧とが重畳され
て印加される形式のパルス荷電式電気集塵機の荷電制御
方法に関するものである。
従来の技術 第1図に示すように、電気集塵機に直流電圧VB(ベース
電圧という)とパルス電圧VPを重畳して印加するパルス
荷電法が知られている。このパルス荷電法は、ベース電
圧VB、パルス電圧VP、パルス頻度すなわちパルス繰り返
し周期Tの3つを夫々独立に制御できるので、電気抵抗
の高いダストなど、種々のダストの集塵が可能である。
パルス荷電において、最も集塵性能に影響を与える要素
は、パルスのピーク電圧(すなわちベース電圧VBとパル
ス電圧VPの合計値)である。この電圧を上げると集塵性
能は著しく高くなるが、実際には、スパークが発生する
ため限度がある。スパークが発生すると、電気集塵機の
放電極と集塵極との間に蓄えられた電荷が失われ、電極
間電位差が低下し、集塵効率が著しく低下する。従っ
て、スパークの発生を抑制しつつ、パルスのピーク電圧
を可能な限り高くすることが、集塵効率上望ましい。
本発明の発明者は、最高の集塵性能を実現するためのベ
ース電圧、パルス電圧、パルス頻度の最適値を求めるべ
く種々研究した。
スパークが発生するピーク電圧は、ベース電圧が或る値
を越えると、急激に低くなる。特に集塵されるダストの
電気抵抗が1011Ω・cm以上では、この現象は顕著であ
る。
これは、集塵極表面のダスト層に逆電離が発生するため
である。逆電離は、通常の従来の直流荷電では、いわゆ
るバックコロナといわれるコロナの形態をとるが、パル
ス荷電のピーク電圧のような高い電圧では、必ず、スパ
ークに移行する。それ故、高いピーク電圧を印加できる
ためには、ベース電圧は、逆電離を生じないよう、ある
限度以下である必要がある。なお、ベース電圧が、この
限度以下なら、逆電離やスパークが絶対に発生しないと
いう訳ではなく、パルス頻度が高すぎても、逆電離は発
生するが、少なくとも、ベース電圧の過大が逆電離発生
の原因となることは避けられる。
このベース電圧の或る限度とは、本発明の発明者の研究
によれば、直流荷電の場合のコロナ開始電圧あるいはこ
れよりほんのわずか高い電圧である。これによりベース
電圧が高くなると、局所的にベース電圧によるコロナ電
流密度が、かなり大きな値となる部分が生じ、局所的逆
電離が発生する。
従来の直流荷電の集塵機では、ごく局所的な逆電離は、
集塵機全体の性能に余り影響はしないが、パルス荷電の
場合は局所的な逆電離も、スパークを生じ、高いパルス
ピーク電圧の印加が不可能なる事態を引きおこす。
以上をまとめると、ベース電圧の最適値とは、直流荷電
のコロナ開始電圧のほんのわずか上の値である。
以上のように問題をもつパルス荷電式電気集塵機におい
て、特開昭57−127461号公報が、パルス荷電式電気集塵
機の荷電制御方法の1つを提案している。
この特開昭57−127461号公報の方法は、定期的にパルス
を消滅せしめ、この時の電流が、予め設定した電流値よ
り大きいが、小さいかによって、以後のベース電圧を修
正するものである。
しかし、ベース電圧が適切でない場合、スパークが連続
しても、定期的にパルスを休止させて修正するとき以外
ベース電圧が修正されないので、徒にスパークが発生す
る問題がある。
更に、定期的なパルス消滅毎にベース電圧を少しづつ修
正してゆくので、修正が完了して適正値に達するまでに
時間がかかる。特に、集塵機負荷の状況が変動した時
は、スパークが発生しやすく、そのような場合、単に定
期的にパルスを消滅させてベース電流を修正していたの
では、ベース電圧を適正化することができない。
発明が解決しようとする問題点 そこで、本発明は、集塵機性能を著しく低下させること
なく、集塵機負荷の状況変動に迅速に対応して最適のベ
ース電圧を常に維持できるパルス荷電式電気集塵機の荷
電制御方法を提供せんとするものである。
問題点を解決するための手段 本発明によるならば、第2図に示すように、パルス電源
2とベース電源3とを有し、直流のベース電圧とパルス
電圧とがコンデンサ4を介してまたは介することなく重
畳されて電気集塵機1に印加される形式のパルス荷電式
電気集塵機において、 スパークが発生するごとに、一定期間パルス電圧の供給
を停止し、 該パルス停止期間中は、電気集塵機電流が予め設定され
た電流値となるようにベース電源を制御し、 該パルス停止期間終了直前の集塵機電圧を計測して、こ
の電圧をベース電圧の目標値として、 該パルス停止期間が終了してパルス電圧の供給を開始ま
たは再開したとき、次のスパークの発生までの間ベース
電圧を前記目標値に制御する ことを特徴とするパルス荷電式電気集塵機の荷電制御方
法が提案される。
作用 きわめて微小な電流値を設定し、丁度、この電流が流れ
るように集塵機に直流荷電を行うと、この時の電圧が、
コロナ開始電圧のほんのわずか上の値となる。従って、
このコロナ開始電圧を基準としてベース電圧を最適値に
制御することにより、パルスのピーク電圧(VB+VP)を
最大にすることができ、集塵性能を向上させることがで
きる。
一方、最大集塵性能を実現するように可能な限りパルス
のピーク電圧を高くすると、或る程度のスパークの発生
は避けられない。そこで、スパークが連続して発生する
のを防ぐには、スパーク発生直後にパルスを消滅させる
ことである。
そこで、上記2点を考慮するならば、上記した本発明の
方法のように、スパーク発生直後にパルス停止期間を設
け、このパルス停止の期間に、ある微小な電流値となる
よう集塵機電圧を制御してやれば、ベース電圧の最適値
を得ることができる。
このようにすれば、特開昭57−127461号公報の方法のよ
うに、スパークがときどきしか生じない程度の状況にお
いてスパークの発生に関係なく強制的にパルス休止期間
を置くことがないので、集塵効率を無用に低下させるこ
とがない。すなわち、集塵性能の犠牲を最小にできる。
一方、特に、集塵機負荷の状況が変動した時のようにス
パークが生じやすい状況では、スパークの発生ごとにベ
ース電圧を修正するので、より迅速にベース電圧を適正
化でき、スパークの発生を減少させることができる。
電気集塵機の運転中、スパークは幾度となく発生するの
で、スパーク後のパルス停止期間はできる限り短くする
ことが望ましい。そのパルス停止期間中、上記した予め
設定した電流値となるようベース電源出力を制御するの
では、電圧が上昇するまで時間がかかりすぎる。
上記した方法を、集塵機の運転中のスパーク発生時だけ
でなく運転開始にも実施することが好ましい。
集塵機は電極間に大きな静電容量があり、ここに蓄積さ
れている電荷は、スパーク時失われるため、再充電のた
めの時間が必要である。予め設定する電流値は、上記し
たようにきわめて小さい値を設定するので、再充電に時
間がかかりすぎる。そこで、再充電の期間は、大電流を
流して急速に集塵機電圧を回復させ、その後、予め設定
した電流値となるよう定電流を制御すれば、1秒程度の
短い時間で目的とするベース電圧目標値の計測を行うこ
とができる。
実施例 第3図は、本発明による荷電制御方法を実施するパルス
荷電式電気集塵機の給電装置の1例を示すブロック図で
ある。
図示の電気集塵機の給電装置は、電気集塵機本体1の放
電極にコンデンサ4を介して接続されたパルス電源2
と、放電電極に直接接続されたベース電源3とを具備し
ている。パルス電源2は、パルス荷電式電気集塵機に従
来使用されている形式の源電であり、その具体的な構成
及び動作の説明は省略する。
ベース電源3は、互いに逆方向に接続された一対のサイ
リスタ8から構成されるゲート回路を介して商用交流電
源に一次側が接続された昇圧変圧器の二次側に接続され
た整流ブリッジ3Bとを具備している。
整流ブリッジ3Bのマイナス出力端子は、電気集塵機本体
1の放電極に接続され、その電気集塵機本体1の集電極
は接地されている。更に、電気集塵機本体1の放電極に
は、ベース電圧を検出するために、分圧抵抗のような電
圧検出手段5が接続され、その出力端子は、制御装置7
に入力されている。
一方、整流ブリッジ3Bのプラス出力端子は、コロナ電流
を検出するために、抵抗のような電流検出手段6を介し
て接地され、その電流検出手段6の出力端子も制御装置
7に入力されている。
制御装置7は、集塵機の電極間電圧と電流とに基づい
て、上記した一対のサイリスタ8の点弧角を制御するこ
とにより変圧器3Aの供給電力を制御して、集塵機の電極
間電圧と電流とを制御する。
制御装置7は、例えば、コンピュータであり、電圧検出
手段5からのベース電圧と、電流検出手段6の出力から
のコロナ電流とからスパークの検出を行い、予め決めら
れた手順に従って、サイリスタ8を制御する。
次に第4図を参照して動作を説明する。
第4図の時間t0で運転を開始するとすると、時間t0〜時
間t1間は、集塵機電流が設定値IBとなるよう制御する。
この設定値ABは、集塵機ごとに、その集塵する塵の基本
的な性質ごとに測定して決定する。すなわち、集塵機に
直流荷電を行い、その直流電圧を徐々に上昇しつつ集塵
機電流を測定し、コロナが生じる電圧以上まで電圧を上
げて電流を測定する。そのコロナ開始電圧のほんのわず
か高い電圧のときの電流値(これは1mA程度のきわめて
微小な電流値である)を設定値IBとする。
集塵機電流は電流検出手段6で検出され、制御装置7が
フィードバック制御によりサイリスタ8の点弧角制御す
ることで行う。なお、〔時間t1−時間t0〕の長さは、集
塵機に十分な電荷が蓄積されるような時間に設定する。
すなわち、時間t1は時間t0から一定時間経過した時点で
ある。
そこで、時間t1直前の集塵機電圧を電圧検出手段5で検
出し、この電圧V1をベース電圧目標値として、パルス荷
電を開始する(第4図、時間t1〜時間t2)。このときの
電圧制御は、集塵機電圧を電圧検出手段5で検出して時
間平均をとり、その平均値をベース電圧として、目標V1
となるように制御装置7がサイリスタ8の点弧角をフィ
ードバック制御する。
例えば時間t2でスパークが発生すると、電圧検出手段5
により集塵機電圧の急減として検出される。その結果、
本発明により、第4図に示すように、荷電休止期間(時
間t2〜時間t3)、急速電圧回復期間(時間t3〜時間
t4)、定電流制御期間(時間t4〜時間t5)が強制的に挿
入される。
荷電休止期間(時間t2〜時間t3)は、スパークのアーク
消弧のための必要最低限の時間に設定する。例えば、電
源交流1サイクル程度の時間とする。
急速電圧回復期間(時間t3〜時間t4)は、前述したV1
るいはこれ付近の値を目標とする定電圧制御期間であ
る。スパークの発生により、集塵機に蓄積された電荷が
放出されているので、電圧検出手段5により検出した集
塵機電圧によりフィードバック制御して集塵機を急速に
充電する。従って、この期間は、設定値IBより大きな電
流を供給する。
V1あるいはこれ付近の値として目標電圧に到達すると、
目標到達後定電流制御期間(時間t4〜時間t5)に移る。
この期間では、電流が設定値IBとなるように、集塵機電
流は電流検出器手段6で検出され、制御装置7がサイリ
スタ8の点弧角をフィードバック制御する。
パルス停止期間(時間t2〜時間t5)は1秒とし、この後
のパルス荷電(時間t5以降)では、時間t5直前の電圧V5
をベース電圧の目標とする。これは、時間t1〜時間t2
期間、V1をベース電圧の目標として制御した場合と同様
である。
これ以後のスパークでも、時間t2〜時間t5と同様の制御
を行う。その際、急速電圧回復期間の目標電圧は、直前
のパルス荷電のベース電圧目標あるいはその付近の値を
採用する。すなわち、第4図において、2回目のスパー
クの急速電圧回復期間の目標値はV1でなく、V5を使う。
以上のように、スパーク毎に定電流制御を行い、この時
の電圧を検出し、再度パルス荷電する時のベース電圧目
標値とする。このような手順で、常に最適のベース電圧
制御がされる。
発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明による電気集塵
機の荷電制御方法によれば、スパーク毎にベース電圧を
見直し、最適のベース電圧を常に維持できる。
更に、スパークの発生の関係なく強制的にパルス休止期
間を置くことがないので、集塵効率を無用に低下させる
ことがない。
一方、特に、集塵機負荷の状況が変動した時のようにス
パークが生じやすい状況では、スパークの発生ごとにベ
ース電圧を修正するので、より迅速にベース電圧を適正
化でき、スパークの発生を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、パルス荷電方式の集塵機電圧の波形図。 第2図は、パルス荷電式電気集塵機の基本構成図。 第3図は、本発明による荷電制御方法を実施するパルス
荷電式電気集塵機の構成図。 第4図は、本発明による荷電制御方法を図解する集塵機
電圧と集塵機電流の波形図である。 〔主な参照番号〕 1……電気集塵機 2……パルス電源 3……ベース電源 5……電圧検出手段 6……電流検出手段 7……制御装置 8……サイリスタ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ベース電源とパルス電源とを有し、直流の
    ベース電圧とパルス電圧とが重畳されて印加される形式
    のパルス荷電式電気集塵機において、 スパークが発生するごとに、一定期間パルス電圧の供給
    を停止し、 該パルス停止期間中は、電気集塵機電流が予め設定され
    た電流値となるようにベース電源を制御し、 該パルス停止期間終了直前の集塵機電圧を計測して、こ
    の電圧をベース電圧の目標値として、 該パルス停止期間が終了してパルス電圧の供給を開始ま
    たは再開したとき、次のスパークの発生までの間ベース
    電圧を前記目標値に制御する ことを特徴とするパルス荷電式電気集塵機の荷電制御方
    法。
  2. 【請求項2】スパーク発生後のパルス停止期間では、ス
    パークを消すために荷電を一切休止する荷電休止期間を
    置いたあと、ベース電圧を急速に回復させるようにベー
    ス電源を制御し、次いで、電気集塵機電流が前記予め設
    定された電流値となるようにベース電源を制御すること
    を特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載のパルス荷
    電式電気集塵機の荷電制御方法。
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