JPH08108094A - 電気集塵機の洗浄時期検出方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 集塵部電極の無駄な洗浄を防止し、また粉塵
の再飛散を防いで集塵効率を良好な状態に保ち、かつ洗
浄時期検出のための装置の構成を簡略化する。 【構成】 洗浄時期検出手段７１は、温度検出手段２１
で検出した空気温度Ｔｐおよび湿度検出手段７２で検出
した空気湿度Ｈｐから、被処理ガスおよび付着粉塵の抵
抗率の温度および湿度係数ｈ０，ｔ０，ｈ１，ｔ１を演
算する。前記係数ｈ０，ｔ０，ｈ１，ｔ１、ガスの抵抗
率出力手段８０の出力ρ０ｃ、粉塵抵抗率出力手段８１
の出力ρ１ｃ、集塵部電極間の電圧Ｖｐおよび電流Ｉｐ
を用いてオームの法則から付着した粉塵厚みｄ１を演算
し、粉塵の厚みｄ１が許容される最大付着粉塵厚さｄｍ
ａｘ以上になったときには、洗浄時期がきたものと判定
し、洗浄要求を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば自動車が走行
するトンネル内の空気の粉塵を集塵除去するために好適
に実施される、電気集塵機の洗浄時期検出方法および装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車などが走行するトンネル内の換気
用電気集塵機として、帯電部と集塵部とに分けられた２
段式電気集塵機が採用されている。前記電気集塵機で
は、帯電部電極間に高電圧を印加してコロナ放電を発生
させ、粉塵を含むガス（以後、被処理ガスと称する）、
たとえば空気を流過させ、被処理ガス中の粉塵粒子を帯
電させる。その帯電した粉塵粒子を、集塵部電極上に静
電作用によって堆積させて集塵が行われる。集塵効率
は、一般にコロナ放電電流が大きいほど良好である。前
記集塵部電極用に堆積した粉塵が一定量を超えると、火
花放電が多発したり、またはそれによって粉塵の再飛散
が生じたりして集塵効率を低下させる原因となるため、
ある程度の時間毎に前記電気集塵機を停止させ、電極を
水などで洗浄して電極に付着した粉塵を除去する必要が
ある。

【０００３】或る先行技術では、予め定めた一定期間毎
に電極の洗浄を行っている。前記電気集塵機において
は、付着粉塵の量が多くなると電極間に火花放電が多発
し、特に運転起動時に火花放電が発生すると、電気集塵
機を起動することができなくなることがある。本先行技
術では、これを防止するため、電極の洗浄時期を付着粉
塵の量が火花放電を多発させるほど多くなる期間より短
めに設定されている。このため、まだ付着粉塵の量が火
花放電を多発させるほど多くなく、電極の洗浄を必要と
しない早い時期に、無駄に集塵機を停止させて電極の洗
浄を行うことになる場合がある。

【０００４】また他の先行技術では、集塵部電極に発生
する火花放電の発生回数を計測し、前記発生回数が設定
回数以上になったときに前記集塵機を停止させ、電極の
洗浄を行っている。しかしながら火花放電が多発する
と、集塵部電極に付着した粉塵が再飛散して集塵効率を
低下させる場合がある。

【０００５】またさらに他の先行技術として、特公昭５
８−１０１４８が挙げられる。本先行技術は、付着した
粉塵厚みに対応する集塵部電極間の静電容量を測定し、
その静電容量の変化から洗浄時期を検出する方法であ
る。このような方法では、静電容量を検出するための交
流電源と電極とが必要であり、このために集塵部の電源
装置および電極構造が複雑になるという問題がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、集塵
部電極の無駄な洗浄を行わないようにし、また、粉塵の
再飛散を防止して集塵効率を良好な状態に保ち、さらに
装置の構成を簡略化することができる、電気集塵機の洗
浄時期検出方法および装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、電圧発生手段
からの電圧を印加した電極間に粉塵を含むガスを流過す
る電気集塵機の洗浄時期検出方法において、前記電極間
の漏れ電流と、前記粉塵を含むガスの温度と湿度とを検
出し、前記漏れ電流と前記温度と前記湿度から前記電極
に付着した粉塵の厚みを演算し、前記厚みが予め定める
値以上になったとき、洗浄時期がきたものと判定するこ
とを特徴とする電気集塵機の洗浄時期検出方法である。

【０００８】また本発明は、電圧発生手段からの電圧を
印加した電極間に粉塵を含むガスを流過する電気集塵機
の洗浄時期検出装置において、前記電極間の漏れ電流を
検出する漏れ電流検出手段と、前記粉塵を含むガスの温
度を検出する温度検出手段と、前記粉塵を含むガスの湿
度を検出する湿度検出手段と、前記漏れ電流検出手段
と、前記温度検出手段と、前記湿度検出手段の各出力に
応答し、前記電極上に付着した粉塵の厚みを演算する演
算手段と、前記演算手段からの出力に応答し、その演算
して求めた粉塵の厚みが予め定める値以上であるか否か
をレベル弁別するレベル弁別手段とを含むことを特徴と
する電気集塵機の洗浄時期検出装置である。

【０００９】また本発明の前記厚み検出手段は、前記湿
度検出手段からの出力Ｈｐに対応したｈ０を演算する第
１演算手段と、前記湿度検出手段からの出力Ｈｐに対応
したｈ１を演算する第２演算手段と、前記温度検出手段
からの出力Ｔｐに対応したｔ０を演算する第３演算手段
と、前記温度検出手段からの出力Ｔｐに対応したｔ１を
演算する第４演算手段と、空気の抵抗率を表す信号を出
力するガス抵抗率出力手段と、粉塵の抵抗率を表す信号
を出力する粉塵抵抗率出力手段と、集塵部電極の電圧Ｖ
ｐおよび電流Ｉｐと第１〜第４演算手段の出力ｈ０，ｈ
１；ｔ０，ｔ１と、ガス抵抗率出力手段の出力と、粉塵
抵抗率出力手段の出力とに基づいて、前記電極に付着し
た粉塵の厚みｄ１

【００１０】

【数２】

【００１１】を演算する演算手段とを含むことを特徴と
する。

【００１２】

【作用】本発明に従えば、電圧発生手段からの電圧を印
加した電極間に粉塵を含むガスを流過する電気集塵機の
洗浄時期検出方法は、前記電極間の漏れ電流と、前記粉
塵を含むガスの温度と湿度とを検出し、前記漏れ電流と
前記温度と前記湿度とから前記電極に付着した粉塵の厚
みを演算し、前記厚みが予め定める値以上になったとき
洗浄時期がきたものと判定し、洗浄を行う方法である。
また、そのための装置は、前記電極間の漏れ電流を検出
する漏れ電流検出手段と、前記粉塵を含むガスの温度を
検出する温度検出手段と、前記粉塵を含むガスの湿度を
検出する湿度検出手段と、前記漏れ電流検出手段と前記
温度検出手段と前記湿度検出手段の各出力に応答し、前
記電極上に付着した粉塵の厚みを演算する厚み演算手段
と、前記厚み演算手段からの出力に応答し、その演算し
て求めた粉塵の厚みが予め定める値以上であるかどうか
をレベル弁別するレベル弁別手段とを含む。

【００１３】また好ましくは、前記厚み演算手段は、前
記湿度検出手段からの出力Ｈｐに対応したｈ０およびｈ
１を演算する第１および第２演算手段と、前記温度検出
手段からの出力Ｔｐに対応したｔ０およびｔ１を演算す
る第３および第４演算手段と、空気の抵抗率を表す信号
を出力するガス抵抗率出力手段と、粉塵の抵抗率を表す
信号を出力する粉塵抵抗率出力手段と、集塵部電極の電
圧Ｖｐおよび電流Ｉｐと第１〜第４演算手段の出力ｈ
０，ｈ１；ｔ０，ｔ１とガス抵抗率出力手段および粉塵
抵抗率出力手段との出力に基づいて、前記電極に付着し
た粉塵の厚みｄ１

【００１４】

【数３】

【００１５】を演算する演算手段とを含んで構成され
る。これによって、前記ガスの温度と湿度によって変化
する前記ガスの抵抗率および付着粉塵の抵抗率を算出
し、前記２つの抵抗率と電極間の電圧および電流の変化
から、集塵部電極に付着した粉塵厚みを検出することが
できる。

【００１６】

【実施例】図１は、本発明の一実施例の電気集塵機の洗
浄時期検出手段の全体の電気的構成を示すブロック図で
ある。この洗浄時期検出手段は、図２に示す電気集塵機
の制御装置内に備えられ、後述する集塵部電極（図４参
照）に付着した粉塵を水などで除去する洗浄時期を検出
し、洗浄を要求するためのものである。

【００１７】この電気集塵機は、図３に示されるように
車道用トンネル１の側壁に連通した電気集塵機用トンネ
ル２内に、参照符３で示されるようにして配置される。
この集塵機用トンネル２内には、送風機１７および制御
装置１０が設けられ、これによって車道用トンネル１内
の被処理ガスをトンネル２にバイパスして、縦流換気シ
ステムを構成する。これによって、空気中の粉塵を除去
した清浄化したガスを、車道用トンネル１の空間に吹出
すことができる。またこれによって、車道用トンネル１
内の見通し距離の改善を行うことができる。また、車道
用トンネル１または集塵機用トンネル２内の電気集塵機
３より上流側には、温度検出手段２１と、湿度検出手段
７２とが設けられている。

【００１８】電気集塵機３は、図４の平面図に示される
ように、帯電部４と集塵部５とから成る。図５は、帯電
部４の正面図である。間隔をあけて配置された平板状の
複数の電極６間に放電線である複数の電極７が配置され
る。平板状の電極６は、ライン８を介して接地される。
放電線である電極７はライン９に接続され、制御装置１
０から正の電圧が印加されて供給される。これらの電極
６，７間に流れる放電電流は電流計１１によって検出さ
れ、電極６，７間の電圧は電圧計１２によって検出され
る。

【００１９】帯電部４の下流側には、集塵部５が配置さ
れる。この集塵部５は、その正面が図６に示されるよう
に、平板状の複数の電極１３，１４が対向して交互に配
置される。一方の電極１３は、ライン１５を介して接地
される。他方の電極１４は、ライン１６を介して制御装
置１０に接続され、正の電圧が与えられる。こうして、
粉塵を含む空気が帯電部４の電極６，７間に流過するこ
とによって、その粉塵がコロナ放電によって帯電され、
この帯電された粉塵が集塵部５の電極１３，１４に静電
力で付着して集塵される。

【００２０】これらの電極１３，１４間に流れる漏れ電
流は、電流計１９によって検出され、電極１３，１４間
の電圧は電圧計２０によって検出される。集塵機用トン
ネル２を流れる空気の温度および湿度は、温度検出手段
２１および湿度検出手段７２によって検出される。

【００２１】図７は、集塵部５の具体的な構成を簡略化
して示す水平面から見た断面図である。被処理ガスは、
流量制御ダンパ９１によって集塵機３内を流過する量が
調整されて、集塵機３内に流過される。被処理ガスは、
帯電部３で被処理ガスに含まれる粉塵が帯電され、集塵
部５で帯電した粒子が集塵され、清浄ガスとなって排出
される。粉塵は、静電力によって電極１３，１４に付着
する。洗浄要求手段７３によって電極の洗浄が要求され
ると、たとえば電磁弁等によって自動的にノズルなどで
実現される水洗浄手段７９から加圧された水が噴射され
て電極が水洗浄され、粉塵が捕集されて払い落とされ
る。粉塵を含む排水は集塵機下部に集められ、排出され
る。

【００２２】再び、図２を参照する。図２は、電気集塵
機３の制御装置１０の全体の電気的構成を示すブロック
図である。電気集塵機３の帯電部４のために、帯電部用
制御回路２２と、火花制御回路２３と、直流電圧発生回
路２４とが備えられる。同様にして、集塵部５のため
に、集塵部用制御回路２２ａと、火花制御回路２３ａ
と、直流電圧発生回路２４ａと、洗浄時期検出手段７１
とが備えられる。温度検出手段２１の出力は、帯電部用
制御回路２２および洗浄時期検出手段７１にそれぞれ与
えられる。また、湿度検出手段７２の出力は、洗浄時期
検出手段７１に与えられる。帯電部４の電流計１１の出
力は、帯電部用制御回路２２に与えられるとともに、ラ
イン２５を介して火花制御回路２３に与えられる。帯電
部４の電圧計１２の出力は、帯電部用制御回路２２に与
えられる。また、同様にして集塵部５における電流計１
９の出力は、集塵部用制御回路２２ａに与えられるとと
もに、火花制御回路２３ａにライン２５を介して与えら
れる。集塵部５の電圧計２０の出力は、集塵部用制御回
路２２ａに与えられる。このような集塵部５に関する各
構成要素２３ａ，２４ａは、帯電部４のための各構成要
素２３，２４と同様な構成を有している。また、洗浄時
期検出手段７１の出力は、洗浄装置７３に与えられる。

【００２３】図８は、集塵部電極の等価回路図である。
集塵部電極１３，１４は、多数の平行平板で構成されて
いるが、等価的にはこのような一対の平行平板と考えら
れる。平行平板電極の一方の電極である電極１４上に粉
塵９３が付着している状態で、電極１３，１４に直流電
圧Ｖを印加したときに流れる漏れ電流ｉは、オームの法
則から次式で表される。

【００２４】

【数４】

【００２５】このとき、Ｓは電極面積、ｄ０は電極間
隔、ｄ１は電極１４に付着した粉塵の厚さ、ρ０は被処
理ガスの抵抗率、ρ１は付着粉塵の抵抗率である。

【００２６】上式から電極１４に付着する粉塵の厚さｄ
１は、次式で求まることが判る。

【００２７】

【数５】

【００２８】電極面積Ｓと電極間隔ｄ０とは電極の形状
および大きさによって予め定められる定数である。被処
理ガスの抵抗率ρ０と、付着粉塵の抵抗率ρ１は、温度
が上昇するのに伴い増加する、図９の参照符９４および
９５に示すような特性を持つ。また、被処理ガスの抵抗
率ρ０および付着粉塵の抵抗率ρ１とは、湿度に反比例
して減少する、図１０の参照符９６および９７に示され
るような特性を持つ。さらにまた、被処理ガスの抵抗率
ρ０は、被処理ガスの組成によっても特性が変化する。
これらの特性によって、被処理ガスの抵抗率ρ０と付着
粉塵の抵抗率ρ１は、次式で表すことができる。

【００２９】 ρ０ ＝ ｈ０・ｔ０・ρ０ｃ …（３） ρ１ ＝ ｈ１・ｔ１・ρ１ｃ …（４） このとき、ｈ０は被処理ガスの湿度特性から求まる係数
であり、図１１に示すように、湿度が上昇するとｈ０が
反比例して低下するような特性を持ち、基準湿度のとき
はｈ０＝１である。ｈ１は、付着粉塵の湿度特性から求
まる係数であり、図１２に示すように、湿度が上昇する
とｈ１が反比例して低下するような特性を持ち、基準湿
度のときはｈ１＝１である。また、ｄ０は被処理ガスの
温度特性から求まる係数であり、図１３に示すように、
温度が上昇すると比例してｔ０が上昇するような特性を
持ち、基準温度のときはｔ０＝１である。さらにまた、
ｔ１は付着粉塵の温度特性から求まる係数であり、図１
４に示すように温度が上昇すると比例してｔ１が上昇す
るような特性を持ち、基準温度のときはｔ１＝１であ
る。さらにまた、ρ０ｃは、基準温度および基準湿度に
おける被処理ガスの抵抗値であり、ρ１ｃは、基準温度
および基準湿度における粉塵の抵抗率である。したがっ
て、電極に付着する粉塵厚さｄ１が温度、湿度、電極１
３，１４間の電圧および電流に対応していることが理解
される。

【００３０】再び、図１を参照する。電気集塵機３の洗
浄時期検出手段７１において、湿度検出手段７２によっ
て検出された空気の温度Ｈｐは、第１演算手段７４と、
第２演算手段７５とに与えられる。また、温度検出手段
２１によって検出された空気の温度Ｔｐは、第３演算手
段７６と、第４演算手段７７とに与えられる。第１演算
手段７４および第２演算手段７５は、それぞれ前述の図
１１または図１２に示すような、湿度とガスまたは粉塵
の抵抗率の湿度特性係数の特性をメモリのテーブルとし
て備えている。第３演算手段７６または第４演算手段７
７は、それぞれ前述の図１３または図１４に示すよう
な、温度とガスまたは粉塵抵抗率の温度特性係数の特性
をメモリのテーブルとして備えている。第１演算手段７
４から出力されるガス抵抗率の湿度特性係数ｈ０、第３
演算手段７６から出力されるガス抵抗率の温度特性係数
ｔ０およびガス抵抗率出力手段８０から出力されるガス
抵抗率ρ０ｃは、ガス抵抗率演算手段７８に入力され
る。同様に、第２演算手段７５から出力される粉塵抵抗
率の湿度特性係数ｈ１、第４演算手段７７から出力され
る粉塵抵抗率の温度特性係数ｔ１および粉塵抵抗率出力
手段８１から出力される粉塵抵抗率ρ１ｃは、粉塵抵抗
率演算手段７９に入力される。ガス抵抗率出力手段８０
または粉塵抵抗率出力手段８１は、たとえば湿度４０
％、温度２０℃である基準状態でのガスまたは粉塵の抵
抗率ρ０ｃ，ρ１ｃをガス抵抗率演算手段７８または粉
塵抵抗率演算手段７９に出力する。基準状態での被処理
ガスまたは粉塵の抵抗率ρ０ｃ，ρ１ｃは手動で設定し
てもよく、また抵抗率測定手段を備え、測定して設定し
てもよい。

【００３１】ガス抵抗率演算手段７８では、前述の式
（３）に示すように、ガス抵抗率の湿度特性係数ｈ０
と、ガス抵抗率の温度特性係数ｔ０と、基準状態でのガ
ス抵抗率ρ０ｃとの積である被処理ガスの抵抗率ρ０を
求める。また、粉塵抵抗率演算手段７９では、前述の式
（４）に示すように、粉塵抵抗率の湿度特性係数ｈ１
と、粉塵抵抗率の温度特性係数ｔ１と、基準状態での粉
塵抵抗率ρ１との積である付着粉塵の抵抗率ρ１を求め
る。ガス抵抗率演算手段７８からの出力である被処理ガ
スの抵抗率ρ０と、粉塵抵抗率演算手段７９からの出力
である付着粉塵の抵抗率ρ１とは演算手段８２に与えら
れる。また、演算手段８２には、電極面積設定手段８３
から電極面積Ｓが、電極間隔設定手段８４から電極間隔
ｄ０が与えられ、また集塵部用制御回路２２ａからライ
ン８５，８６を介して集塵部電極間の電圧Ｖｐおよび電
流Ｉｐが与えられる。電極面積Ｓおよび電極間隔ｄ０
は、それぞれ電極面積設定手段８３および電極間隔設定
手段８４において、手動で設定することができる。

【００３２】演算手段８２では、被処理ガスの抵抗率ρ
０、付着粉塵抵抗率ρ１、電極面積Ｓ、電極間隔ｄ０、
集塵部電極間の電圧Ｖｐおよび電流Ｉｐを用いて前述の
式（２）による演算を行い、付着粉塵の厚さｄ１を求め
る。レベル弁別手段８７は、演算手段８２の出力である
付着粉塵の厚さｄ１に応答し、付着粉塵の厚さｄ１を許
容最大付着粉塵厚さｄｍａｘと比較して、 ｄ１ ≧ ｄｍａｘ …（５） であれば洗浄装置７３に信号を出力し、洗浄を行う。許
容最大付着粉塵厚さｄｍａｘは、許容最大付着粉塵厚さ
設定手段８８によって手動で設定することができる。

【００３３】図１５は、図２の帯電部用制御回路２２の
電気的構成を示すブロック図である。帯電部用制御回路
２２において、演算手段２７には温度検出手段２１によ
って検出された空気の温度Ｔｐを表す信号が与えられ、
また電圧計１２によって検出された電極６，７間の電圧
Ｖｐからフィルタ２８を介する出力が与えられる。フィ
ルタ２８は、電圧計１２の出力の不所望な変動をなくす
働きをする。演算手段２７は、空気の検出温度Ｔｐをパ
ラメータとした電極６，７間の印加電圧と許容最大放電
電流Ｉ１の図１６に示される特性をメモリのテーブルと
して備えている。印加電圧の上昇に伴って、許容最大放
電電流Ｉ１が大きくなり、また空気の温度Ｔｐの上昇に
伴って、印加電圧が一定であっても、放電電流Ｉ１が増
大する。図１６の特性のライン２９に比べてライン３０
の特性は、空気の温度Ｔｐが高いときの特性である。許
容最大放電電流Ｉ１は、帯電部４の電極６，７間でコロ
ナ放電が生じており、火花放電が発生しない最大の電流
をいう。

【００３４】演算手段２７の出力は、減算回路３１に与
えられる。この減算回路３１には、電流計１１によって
検出された電極６，７間の放電電流Ｉｐがフィルタ３２
によって不所望な変動がなくされて、減算回路３１に与
えられる。減算回路３１は、演算手段２７によって求め
られた許容最大放電電流Ｉ１から電流計１１によって検
出された検出電流Ｉｐを減算して、その差Ｅｇを求め
る。

【００３５】 Ｅｇ ＝ Ｉ１ − Ｉｐ …（６） 判定回路３３は、減算回路３１の出力Ｅｇに応答し、 Ｅｇ ＞ ０ …（７） であるならば、起動時の電極６，７間に印加すべき電圧
Ｖの予め定める時間変化率Ｋｇを表す信号を出力する。

【００３６】

【数６】

【００３７】また Ｅｇ ≦ ０ …（９） であれば、起動時に電極６，７間に印加すべき電圧Ｖの
時間変化率を式（１０）で示されるように零とし、その
印加電圧Ｖを保持する。

【００３８】

【数７】

【００３９】こうして許容最大放電電流Ｉ１が検出電流
Ｉｐを超えるとき、すなわち検出電流Ｉｐが許容最大放
電電流Ｉ１未満であるときには、時間変化率Ｋｇで上昇
する印加電圧を表す信号を導出し、また許容最大放電電
流Ｉ１が検出電流Ｉｐ以下のとき、すなわち検出電流Ｉ
ｐが許容最大放電電流Ｉ１以上であるときには、印加電
圧を現状維持とする。この時間変化率Ｋｇは、時間変化
率測定手段３４によって、手動で調整して設定すること
ができる。

【００４０】減算回路３１は、電流Ｉ１，Ｉｐの大小関
係を比較して検出する機能のみを有していてもよい。

【００４１】判定回路３３の出力は起動電圧制御信号発
生手段３５に与えられ、電極６，７間に印加する電圧Ｖ
ｓを表す電圧制御信号をライン３６に導出する。図１７
は、起動電圧制御信号発生手段３５から導出される電圧
制御信号の表す印加電圧Ｖｓの時間経過を示す図であ
る。時刻ｔ１から、前述の式８で示される時間変化率で
印加電圧を上昇し、その後時間変化率を式（１０）で示
されるように零とし、また同様に時刻ｔ２，ｔ３から時
間変化率Ｋｇで印加電圧を上昇し、その後時間変化率を
零とする。このような動作を繰り返して、電極６，７間
の印加電圧を時間経過にともなって上昇してゆく。時間
変化率Ｋｇは、たとえば２００Ｖ／ｓｅｃであってもよ
い。

【００４２】集塵機３の帯電部４の定常運転時の印加電
圧は、次のようにして定められる。切換えスイッチ３８
の一方の個別接点３９と他方の個別接点４０には、共通
接点４１が切換えてたとえば手動によって操作されるよ
うに構成されており、一方の個別接点３９には、基準温
度設定手段４２からの基準温度Ｔｂ、たとえば２５℃を
表す信号がライン４３を介して与えられる。もう１つの
個別接点４０には、温度検出手段２１による検出温度Ｔ
ｐを表す信号が、電圧制御のために与えられる。基準温
度設定手段４２からライン４３を介して一方の個別接点
３９に与えられる信号は、定電流制御のために用いられ
る。切換えスイッチ３８の共通接点４１の出力は演算手
段４４に与えられる。この演算手段４４にはまた、電圧
設定手段４５からの定常運転時の設定電圧Ｖｂ、たとえ
ば１１ｋＶを表す信号が、ライン４６を介して与えられ
る。

【００４３】演算手段４４は、図１８に示されるよう
に、切換えスイッチ３８の共通接点４１を介する信号に
よって表される空気の温度をパラメータとした帯電部４
における印加電圧Ｖｂと放電電流Ｉ２の特性を、メモリ
のテーブルとして有している。切換えスイッチ３８の共
通接点４１、個別接点３９に導通して接続している定電
流制御時では、セットされた基準温度Ｔｂと設定電圧Ｖ
ｂとから、帯電部４における設定された放電電流Ｉ２を
表す信号を導出して減算回路４８に与える。図１８のラ
イン４９の特性に比べて、ライン５０の特性は、帯電部
４における粉塵を含む空気の温度が高いときの特性であ
る。ライン４９，５０の各特性は、図１６に関連して述
べた許容最大放電電流未満であって、かつ近似した値を
有している。これによってコロナ放電電流を大きくし
て、イオン放出量を大きくすることができ、空気に含ま
れている粉塵の帯電を効率よく行うことができ、集塵効
率が高まる。

【００４４】減算回路４８には、帯電部４の電流計１１
の検出電流Ｉｐを表す信号が、上述のようにフィルタ３
２を介して与えられる。減算回路４８は、演算手段４４
から出力される定常運転時の放電電流Ｉ２と検出電流Ｉ
ｐの差Ｅｂを減算して求める。

【００４５】 Ｅｂ ＝ Ｉ２ − Ｉｐ …（11） 補正値演算回路５２は、減算回路４８の出力Ｅｂと、係
数設定回路５３で設定された係数Ｋｂとの積Ｍｂを演算
して求める。

【００４６】 Ｍｂ ＝ Ｋｂ ・ Ｅｂ …（12） 係数設定回路５３によって設定される係数Ｋｂは、０〜
１の間の値であってもよく、また１を超える値であって
もよく、正の値である。この係数Ｋｂは、手動操作によ
って調整することができる。補正値演算回路５２の出力
は、加算回路５４に与えられ、ライン４６を介する電圧
設定手段４５からの設定電圧Ｖｂとともに加算されて、
定常運転時の補正された印加電圧Ｖｂ１を表す電圧制御
信号を、ライン５５に導出する。こうして補正値演算回
路５２と加算回路５４とは、設定された印加電圧Ｖｂを
補正して定常運転のための電圧制御信号を発生する手段
を構成する。

【００４７】ライン３６を介する起動電圧制御信号発生
手段３５からの起動時の印加電圧Ｖｓを表す信号と加算
回路５４からの定常時の印加電圧Ｖｂ１を表す定常運転
電圧制御信号とは、切換え回路５７のスイッチ５８およ
び５９を介して加算回路６０に与えられ、その加算回路
６０の出力は、印加電圧Ｖ０を表す電圧制御信号とし
て、火花制御回路２３にライン６１を介して与えられ
る。切換え回路５７は、ライン３６，５５の出力に応答
し、 Ｖｓ ＜ Ｖｂ１ …（13） であれば、スイッチ５８を導通し、スイッチ５９を遮断
し、また Ｖｓ ≧ Ｖｂ１ …（14） であるときには、スイッチ５８を遮断し、スイッチ５９
を導通する。こうして起動時の印加電圧Ｖｓが定常運転
時の印加電圧Ｖｂ１に達するまでは、そのライン３６を
介する印加電圧Ｖｓを表す電圧制御信号がライン６１を
介して火花制御回路２３に与えられ、またその起動時の
印加電圧Ｖｓが定常運転時の印加電圧Ｖｂ１に達する
と、スイッチ５８，５９が切換えられて、その定常運転
時の印加電圧Ｖｂ１を表す電圧制御信号がライン６１を
介して火花制御回路２３に与えられる。一度定常運転時
の印加電圧Ｖｂ１に切換えれば、停止するまでＶｂ１を
火花制御回路２３に与える。切換え回路５７とスイッチ
５８，５９とは、切換え手段を構成する。

【００４８】定常運転時の印加電圧Ｖｂ１は、電気集塵
機３を流過する空気の温度が上昇し、この結果、電流計
１１によって検出される電流Ｉｐが、増大し、基準温度
Ｔｂに対応して演算手段４４から導出される放電電流Ｉ
２を超えると、減算回路４８の出力Ｅｂが負値となり、
したがって、定常運転のための印加電圧Ｖｂ１が低下さ
れる結果になる。空気温度が低下すれば、これとは逆の
動作が行われる。こうして切換えスイッチ３８の共通接
点４１が個別接点３９に導通されている状態では、定常
運転時には、印加電圧Ｖｂ１が制御されて、その帯電部
４の放電電流Ｉｐの変動が小さくされ、上述のように定
電流制御が達成される。

【００４９】図１９は、電気集塵機３の集塵部５のため
の集塵部用制御回路２２ａの電気的構成を示すブロック
図である。帯電部用制御回路２２と、集塵部用制御回路
２２ａとは、類似の構成を有している。

【００５０】演算手段２７ａには、電圧計２０によって
検出された電極１３，１４間の電圧Ｖｐからフィルタ２
８ａによって不所望な変動がなくされた出力が与えられ
る。演算手段２７ａは、電極１３，１４間の印加電圧と
許容最大漏れ電流Ｉ１の、図２０の参照符２９ａで示す
ラインに示される印加電圧の上昇に伴って許容最大漏れ
電流Ｉ１が大きくなるような特性をメモリのテーブルと
して備えている。また、演算手段２７と異なり、演算手
段２７ａの備える印加電圧と許容最大漏れ電流Ｉ１との
特性は、空気温度に左右されない。

【００５１】演算手段２７ａの出力は、減算回路３１ａ
に与えられる。この減算回路３１ａには、電流計１１に
よって検出された電極１３，１４間の漏れ電流Ｉｐがフ
ィルタ３２ａによって不所望な変動がなくされて、減算
回路３１に与えられる。減算回路３１ａは、前述の式
（６）のように、演算手段２７ａによって求められた許
容最大漏れ電流Ｉ１から電流計１９によって検出された
検出電流Ｉｐを減算して、その差Ｅｇを求める。また、
集塵部電圧計２０からの出力Ｖｐと、集塵部電流計１９
からの出力Ｉｐとは、それぞれフィルタ２８ａ，３２ａ
およびライン８５，８６を介して洗浄時期検出手段７１
に与えられる。

【００５２】判定回路３３ａは、減算回路３１ａの出力
Ｅｇに応答し、前述の式（７）に示すように、Ｅｇ＞０
であるならば、前述の式（８）で示す起動時の電極１
３，１４間に印加すべき電圧Ｖの予め定める時間変化率
Ｋｇを表す信号を出力する。また、前述の式（９）に示
すように、Ｅｇ≦０であるならば、起動時に電極１３，
１４間に印加すべき電圧Ｖの時間変化率を前述の式（１
０）で示されるように０とし、その印加電圧Ｖを保持す
る。この時間変化率Ｋｇは、時間変化率設定手段３４ａ
によって手動で調整して設定することができる。また、
減算回路３１ａは、電流Ｉ１，Ｉｐの大小関係を比較し
て検出する機能のみを有していてもよい。

【００５３】判定回路３３ａの出力は、起動電圧制御信
号発生手段３５ａに与えられ、電極１３，１４間に印加
する電圧Ｖｓを表す電圧制御信号をライン３６ａに導出
する。

【００５４】図２１は、起動電圧制御信号発生手段３５
から導出される電圧制御信号の表す印加電圧Ｖｓの時間
経過を示す図である。時刻ｔ１から前述の式（８）で示
される時間変化率で印加電圧を上昇し、その後、時間変
化率を式（１０）で示されるように０とする。このよう
な動作によって、電極１３，１４間の印加電圧を時間経
過に伴って上昇してゆく。

【００５５】切換え回路５７ａには、印加電圧設定手段
４５ａからライン４６ａを介して設定電圧Ｖｂが、また
起動電圧制御信号発生手段３５ａからライン３６ａを介
して印加電圧Ｖｓを表す信号が与えられる。切換え回路
５７ａは、前記印加電圧設定手段４５ａと、起動電圧制
御信号発生手段３５ａの出力に応答し、 Ｖｓ ＜ Ｖｂ …（15） であればスイッチ５８ａを導通し、スイッチ５９ａを遮
断する。また、 Ｖｓ ≧ Ｖｂ …（16） であるときにはスイッチ５８ａを遮断し、スイッチ５９
ａを導通する。これによって、起動時の印加電圧Ｖｓが
設定電圧Ｖｂに達するまではライン３６ａを介する印加
電圧Ｖｓを表す電圧制御信号が、ライン６１ａを介して
火花制御回路２３ａに与えられ、また印加電圧Ｖｓが設
定電圧Ｖｂに達すると、スイッチ５８ａ，５９ａが切換
えられて、その定常運転時の印加電圧Ｖｂを表す電圧制
御信号が、ライン６４ａを介して火花制御回路２３ａに
与えられる。これによって、起動時には、起動電圧制御
信号発生手段３５ａからの出力が火花制御回路２３ａに
入力され、起動が終了すると、印加電圧設定手段４５ａ
からの出力が火花制御回路２３ａに入力される。また、
火花制御回路２３ａと、直流電圧発生手段２４ａとは、
図１５の火花制御回路２３および直流電圧発生手段２４
と同様の操作を行い、集塵部５の電極１３，１４間の印
加電圧を制御する。

【００５６】火花制御回路２３では、電流計１１の放電
電流Ｉｐを表す信号がライン２５を介して与えられ、こ
れによってその電流Ｉｐが増大すれば、火花放電が発生
したものと検出することができ、予め定める時間毎の火
花放電回数がカウンタ６３によって計数される。設定回
路６４は、前記予め定める時間中の火花放電回数を予め
設定し、比較回路６５は、カウンタ６３の計数値が、設
定回路６４で設定した予め定める値以上になると、電極
６，７間への電圧の供給を休止し、または供給電圧を一
旦低下して再上昇するための印加電圧Ｖ０ａを表す信号
を、ライン６６を介して高電圧発生回路２４に与える。
高電圧発生回路２４は、ライン６６を介する印加電圧Ｖ
０ａが帯電部４の電極６，７間に与えられるように、高
電圧を発生する。

【００５７】図２２は、火花制御回路２３の動作を説明
するための波形図である。ライン６１を介して火花制御
回路２３に与えられる電圧制御信号の表す印加電圧Ｖ０
は、図２２において仮想線で示され、またライン６６を
介して出力される電圧制御信号の表す印加電圧Ｖ０ａ
は、図２２において実線で示されている。図２２の時刻
ｔ１，ｔ２，ｔ３の各動作は、前述の図１７に関連して
述べたとおりであり、起動時において時間経過に伴って
印加電圧Ｖｓが上昇してゆく。時刻ｔ３ａにおいて、前
述の式１０で示されるように起動のための印加電圧Ｖｓ
が上昇して起動動作が終了した後には、切換え手段５７
の働きによって、印加電圧Ｖｂ１を表す定常運転のため
の電圧制御信号がライン６１を介して火花制御回路２３
に与えられる。

【００５８】時刻ｔ４において帯電部４の電極６，７間
で火花が発生すると、電流計１１の検出電流Ｉｐが大き
くなり、これによって火花発生が検出され、印加電圧Ｖ
０ａを瞬時に零となるように印加電圧の供給を休止す
る。また時刻ｔ５〜ｔ６に示されるように、予め定める
時間内に火花発生回数が予め定める値以上になると、電
極６，７間の印加する電圧を、ΔＶ１、たとえば２００
Ｖだけ低下し、その後時間経過に伴って印加電圧を上昇
する。設定回路６４によって設定される値は、たとえば
３０秒間に１０回の火花放電回数であってもよい。

【００５９】時刻ｔ７〜ｔ８に示されるようにたとえば
約１分間にわたり、連続的に火花放電が発生されたとき
には、印加電圧Ｖ０ａを時間経過に伴って低下してゆ
き、その後の時間ｔ８では、印加電圧を０とし、この印
加電圧Ｖ０ａを零とする時間を、予め定める時間、たと
えば１分間とする。その後時刻ｔ９では、印加電圧を時
間経過に伴って上昇してゆく。時刻ｔ１０で、電極６，
７の短絡が電圧計１２の出力によって検出され、その時
間が、時刻ｔ１０ａまでのたとえば約２．５秒間継続し
たときには、その後の時刻ｔ１１までのたとえば１分
間、印加電圧Ｖ０ａを休止する。時刻ｔ１１から、再び
印加電圧Ｖ０ａを上昇する。時刻ｔ１２以降で短絡が継
続して発生されることが検出されると、帯電部３では時
刻ｔ１２からたとえば約５〜１０分間経過した時刻ｔ１
３では、電気集塵機３の電極６，７に圧力水を噴射して
水洗浄を行うべきことを指令する信号を、時刻ｔ１３に
おいて、火花制御回路２３が導出して、水洗浄手段によ
って水洗浄を行う。この水洗浄後または前述の洗浄要求
手段７１によって要求された水洗浄が行われた後におい
ては、再び前述の時刻ｔ１以降の集塵のための起動動作
が繰り返される。

【００６０】帯電部３においては、切換えスイッチ３８
の共通接点４１を個別接点４０に切換えて導通すると、
演算手段４４は、空気の検出温度Ｔｐをパラメータとす
る設定電圧Ｖｂに対応した定常運転時の放電電流Ｉ２を
表す信号を導出し、この放電電流Ｉ２は、空気温度Ｔｐ
の変化に連動して変化するので、印加電圧Ｖｂ１の変動
が小さくなる。こうして定電圧制御が行われる。

【００６１】定常運転時における帯電部４の電極６，７
間に印加される電圧は、直流１０〜１２ｋＶであり、た
とえば前述のように１１ｋＶであってもよく、また集塵
部５では、電極１３，１４間の定常運転時における印加
電圧は、たとえば直流５〜６ｋＶに選ばれる。

【００６２】本発明の他の実施例として、補正値演算手
段５２が省略され、減算回路４８の出力が加算回路５４
に直接に与えられるようにしてもよい。制御装置１０は
マイクロコンピュータなどによって実現されるようにし
てもよい。

【００６３】本発明は、上述のようにトンネル内の空気
を再利用する換気システムに関連して実施されてもよい
けれども、トンネル換気に限らず、たとえば脱硝装置の
入口ガスの粉塵を除去するために本発明が実施されても
よく、その他の広範囲の技術分野において本発明が実施
される。

【００６４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、電圧発生
手段からの電圧を印加した電極間に粉塵を含むガスを流
過する電気集塵機の洗浄時期検出方法は、前記電極間の
漏れ電流と、前記粉塵を含むガスの温度と湿度とを検出
し、前記漏れ電流と、前記温度と、前記湿度から前記電
極に付着した粉塵の厚みを演算し、前記厚みが予め定め
る値以上になったとき、洗浄時期がきたものと判定する
方法である。また、そのための装置は、前記電極間の漏
れ電流を検出する漏れ電流検出手段と、前記粉塵を含む
ガスの温度を検出する温度検出手段と、前記粉塵を含む
ガスの湿度を検出する湿度検出手段と、前記漏れ電流検
出手段と前記温度検出手段と前記湿度検出手段の各出力
に応答し、前記電極上に付着した粉塵の厚みを演算する
厚み演算手段と、前記厚み演算手段からの出力に応答
し、その演算して求めた粉塵の厚みが予め定める値以上
であるか否かをレベル弁別するレベル弁別手段とを含ん
で構成される。また好ましくは、前記装置内の前記厚み
演算手段は、前記湿度検出手段からの出力Ｈｐに対応し
たｈ０およびｈ１を演算する第１および第２演算手段
と、前記温度検出手段からの出力Ｔｐに対応したｔ０お
よびｔ１を演算する第３および第４演算手段と、空気の
抵抗率を表す信号を出力するガス抵抗率出力手段と、粉
塵の抵抗率を表す信号を出力する粉塵抵抗率出力手段
と、集塵部電極の電圧Ｖｐと、電流Ｉｐと、第１〜第４
演算手段の出力ｈ０，ｈ１；ｔ０，ｔ１と、ガス抵抗率
出力手段の出力と粉塵抵抗率出力手段の出力に基づい
て、前記電極に付着した粉塵の厚みｄ１を演算する演算
手段とを含む。これによって、前記ガスの温度と湿度に
よって変化する前記ガスおよび付着粉塵の抵抗率を算出
し、前記２つの抵抗率と、電極間の電圧および電流の変
化から、集塵部電極に付着した粉塵厚みを演算すること
ができる。したがって、洗浄時期を正確に検出すること
ができるので、洗浄時期が早過ぎて無駄に装置を停止さ
せたり、洗浄時期が遅すぎて付着粉塵の再飛散を生じさ
せることによって、集塵効率が低下することを防止でき
る。また、本装置は、洗浄時期を検出するための専用の
電源装置および電極を必要としないので、洗浄時期検出
装置および集塵部の構成を簡略化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の電気集塵機の洗浄時期検出
手段の全体の電気的構成を示すブロック図である。

【図２】前記電気集塵機の制御装置１０の全体の電気的
構成を示すブロック図である。

【図３】図２の制御装置１０が関連して実施されるトン
ネル内空気を再利用する換気システムの構成を簡略化し
て示す水平断面図である。

【図４】前記電気集塵機３の帯電部４および集塵部５の
構成を簡略化して示す平面図である。

【図５】電気集塵機３の帯電部４の構成を簡略化して示
す正面図である。

【図６】電気集塵機３の集塵部５の構成を簡略化して示
す正面図である。

【図７】電気集塵機３の集塵部５の具体的な構成を簡略
化して示す水平面から見た断面図である。

【図８】電気集塵機３の集塵部電極１３，１４の等価回
路図である。

【図９】被処理ガスおよび付着粉塵の抵抗率の温度特性
を示すグラフである。

【図１０】被処理ガスおよび付着粉塵の抵抗率の湿度特
性を示すグラフである。

【図１１】ガス抵抗率の湿度特性係数ｈ０の湿度特性を
示すグラフである。

【図１２】粉塵抵抗率の湿度特性係数ｈ１の湿度特性を
示すグラフである。

【図１３】ガス抵抗率の温度特性係数ｔ０の温度特性を
示すグラフである。

【図１４】粉塵抵抗率の温度特性係数ｔ１の温度特性を
示すグラフである。

【図１５】図２の帯電部用制御回路２２および火花制御
回路２３および直流電圧発生手段２４の電気的構成を示
すブロック図である。

【図１６】図１５に示される演算手段２７の動作を説明
するための印加電圧Ｖｐと、放電電流Ｉ１との関係を示
すグラフである。

【図１７】帯電部４における起動時の印加電圧Ｖｓの時
間経過を示す図である。

【図１８】図１５における定常運転のための演算手段４
４の動作を説明するための印加電圧Ｖｐと、放電電流Ｉ
２の関係を示すグラフである。

【図１９】図２の集塵部用制御回路２２ａ、火花制御回
路２３ａおよび直流電圧発生手段２４ａの電気的構成を
示すブロック図である。

【図２０】図１９に示される演算手段２７ａの動作を説
明するための印加電圧Ｖｐと、漏れ電流Ｉ１との関係を
示すグラフである。

【図２１】集塵部５における起動時の印加電圧Ｖｓの時
間経過を示す図である。

【図２２】火花制御回路２３の動作を説明するための印
加電圧Ｖ０，Ｖ０ａを示す図である。

【符号の説明】

１ 車道用トンネル ２ 電気集塵機用トンネル ３ 電気集塵機 ４ 帯電部 ５ 集塵部 ６，７；１３，１４ 電極 １０ 制御装置 １１，１９ 電流計 １２，２０ 電圧計 ２１ 温度検出手段 ２２ 帯電部用制御回路 ２２ａ 集塵部用制御回路 ２３，２３ａ 火花制御回路 ２４，２４ａ 直流電圧発生手段 ２７，２７ａ；４４；８２ 演算手段 ３１，３１ａ；４８ 減算演算回路 ３３，３３ａ 判定手段 ３５，３５ａ 起動電圧制御信号発生手段 ３８ 切換えスイッチ ４２ 基準温度設定手段 ４５，４５ａ 印加電圧設定手段 ５２ 補正値演算手段 ５４，６０，６０ａ 加算回路 ５７，５７ａ 切換え回路 ７１ 洗浄時期検出手段 ７２ 湿度検出手段 ７３ 洗浄装置 ７４ 第１演算手段 ７５ 第２演算手段 ７６ 第３演算手段 ７７ 第４演算手段 ７８ ガス抵抗率演算手段 ７９ 粉塵抵抗率演算手段 ８０ ガス抵抗率出力手段 ８１ 粉塵抵抗率出力手段 ８３ 電極面積設定手段 ８４ 電極間隔設定手段 ８７ レベル弁別手段 ８８ 許容最大付着粉塵厚さ設定手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電圧発生手段からの電圧を印加した電極
   間に粉塵を含むガスを流過する電気集塵機の洗浄時期検
   出方法において、 前記電極間の漏れ電流と、前記粉塵を含むガスの温度と
   湿度とを検出し、 前記漏れ電流と前記温度と前記湿度から前記電極に付着
   した粉塵の厚みを演算し、 前記厚みが予め定める値以上になったとき、洗浄時期が
   きたものと判定することを特徴とする電気集塵機の洗浄
   時期検出方法。
2. 【請求項２】 電圧発生手段からの電圧を印加した電極
   間に粉塵を含むガスを流過する電気集塵機の洗浄時期検
   出装置において、 前記電極間の漏れ電流を検出する漏れ電流検出手段と、 前記粉塵を含むガスの温度を検出する温度検出手段と、 前記粉塵を含むガスの湿度を検出する湿度検出手段と、 前記漏れ電流検出手段と、前記温度検出手段と、前記湿
   度検出手段の各出力に応答し、前記電極上に付着した粉
   塵の厚みを演算する厚み演算手段と、 前記厚み演算手段からの出力に応答し、その演算して求
   めた粉塵の厚みが予め定める値以上であるか否かをレベ
   ル弁別するレベル弁別手段とを含むことを特徴とする電
   気集塵機の洗浄時期検出装置。
3. 【請求項３】 前記厚み演算手段は、前記湿度検出手段
   からの出力Ｈｐに対応したｈ０を演算する第１演算手段
   と、 前記湿度検出手段からの出力Ｈｐに対応したｈ１を演算
   する第２演算手段と、前記温度検出手段からの出力Ｔｐ
   に対応したｔ０を演算する第３演算手段と、前記温度検
   出手段からの出力Ｔｐに対応したｔ１を演算する第４演
   算手段と、空気の抵抗率を表す信号を出力するガス抵抗
   率出力手段と、 粉塵の抵抗率を表す信号を出力する粉塵抵抗率出力手段
   と、 集塵部電極の電圧Ｖｐおよび電流Ｉｐと、第１〜第４演
   算手段の出力ｈ０，ｈ１；ｔ０，ｔ１と、ガス抵抗率出
   力手段の出力と、粉塵抵抗率出力手段との出力に基づい
   て、前記電極に付着した粉塵の厚みｄ１ 【数１】 を演算する演算手段とを含むことを特徴とする請求項２
   記載の電気集塵機の洗浄時期検出装置。