JPS6133247A - 電気集塵装置の電源装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は例えば石炭火力用または鉄鉱石焼結機用の電気
集塵装置（以下ｇｐと略す）の如く、捕集ダストの電気
抵抗が高く、逆電離現象を起し易いＩＰ等に適用し得る
ＥＰの電源装置に関するものである。

〔従来の技術〕

一般にＥＰの高圧電源装置は、従来、例えば第７図に示
す様に商用交流をサイリスク１の点弧位相角制御により
交流電力調節を行ない、変圧器２で昇圧し、整流器３で
直流高電圧とし、直流リアクトル８を経てＥＰの放電極
４に給電している。制御装置５は変圧器２の１次側を流
を検出器６により検出したＥＰ電流信号Ｘと、ＥＰ電圧
を検出器７により検出したＥＰＥ圧侶号Ｙをフィードバ
ック信号として入力し、それに従ってＥＰ電流が一定と
なる様な制御及びＥＰ内で起こる火花放電が一定の頻度
となる様な制御を笑現するためにサイリスタ１へ点弧位
相角制御信号２が出力され、その結果、苺イリスグ出力
（変圧器２に供給される交流電力）が第８図に示すよう
にコントロールされ、ＥＰの荷電電圧、電流がコントロ
ールされる。

一方、第９図囚で示す様にＥＰ内捕集ダスト層１ｏ　（
ｇＰ集塵極１１上で形成される）において、捕集ダスト
の固有電気抵抗値が１０１１〜１０１２Ω−閏を超える
様な場合、集塵極のダスト層電圧Ｖｄが著しく高くなり
、ダスト層内で記録破壊、いわゆる１逆電離現象１が発
生し、大目Ｈな集塵性能の低下が起こる。したがって石
炭火力用あるいは鉄鉱石焼結機用ＥＰなど、捕集ダスト
が高電気抵抗を呈する場合には、上記集塵性能の低下を
袖うべ（ｇＰ容量を大きくして対応していも従来の間欠
荷電方式は、第１１図（Ａ）に示すように、サイリスタ
１へ送る位相角制御信号２をサイリスタ点弧のＯＮ時間
（ＥＰ荷電時間二Ｔ１）と同ＯＦＦ時間（ＥＰ荷電休体
時間二Ｔ２）の商用周波数（５０／６０　Ｈｚ　）と同
期した間欠的な信号とし、第１１図（Ｂ）　、　（Ｃ）
で示すＥＰ電圧、電流をＥＰに印加することにより、（
通常の荷電方式による同様の信号波形を第１０図（Ａ）
　、　（Ｂ）　、　（Ｃ）に示す°。）第９図（Ｃｌに
示すように、前記ダストＪ伜電圧Ｖｄが逆電離の起こる
レベルになる前に荷電を休止し、（サイリスタの点弧を
０ＦＦ）、休止時間Ｔ２後、ダスト）ＦｚＭ、圧Ｖｄが
充分低くなってから再び荷電する（サイリスタの点弧を
ＯＮ）ものであり、前記１逆電離現象１を抑制する効果
（したがって集塵性能を改善する）がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、上記間欠荷電方式においても荷電時間Ｔ、は
商用交流に同期しているためその周波数をｆとすると最
小で１／２ｆつまり約８．３　ｍ５ｅｃ（６０Ｈｚ　）
〜１０ｍ５ｅｃ　（５０Ｈｚ　）であり、前記捕集ダス
ト固有電気抵抗値が著しく高い場合、荷電時間中に逆１
＊現象が発生することがあり、その場合には、十分な逆
ｔ＊現象の抑制効果が得られない。また逆電離が発生す
る様な条０件においては、単位集塵面積あたりに流しつ
る平均を流が抑制され、通常のＥＰ荷電方式と同様、集
塵極表面において電流密度分布が著しく不均一となって
いる。

本発明は上記の事情に鑑みて提案されたもので、電源に
接続された変圧器の容量を従来のものより少なくとも５
倍以上とし、かつインバータを用いて、交流電源の周波
数をあげて、間欠的にＥＰへの荷電をＯＮ　、ＯＦＦす
ることにより、ＥＰへ極めて短い時間に著しく大きな電
流を供給し、ＥＰ集Ｉ！！ｉ空間のコロナ放電電流を一
様にすると＼もに、ＩＰ放電極に極めて早い立上りをも
つ直流高電圧を印加し、放電極で発生するコロナ放電を
一様にし、さらに高抵抗ダストにおいても、平均電ｍ’
ｌｆＢ度を抑制しつ＼高いピーク電流、及びピーク電圧
をＥｉｃ印加することができるようにすることにより、
Ｅ＋Ｐ集塵極上で発生する逆電離現象を著しく抑制し、
ＢＰ集塵性能の向上を図り得るＥＰの電源装置を提供す
ることを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によるＥｐの電源装置は、交流電源と、この交流
電源に接続されインバータ制御によりＥＰに高周波荷嘗
を行なうインバータ装置と、前記ＢＰに間欠的に荷電す
るための荷゛亀時間設定器および休止時間設定器ならび
に集塵電流設定器によりそれぞれ制御され、且つ前記イ
ンバータ装置の出力’Ｋｎおよび前記ＫＰに印加される
荷電々圧がそれぞれフィードバック入力されて前記イン
バータ装置を制御する制御装置とを具備し、前記ｇｐの
集塵極表面における平均電流密度が少くとも１．０　ｍ
Ａ／％″以上流すことが可能な電源容量を有してなるこ
とを特徴とするものである。

〔作用〕

従来、直角交流（５０／６０Ｔ（Ｚ）をサイリスク点弧
位相角制御により、変圧器への交流電力調節を行い、Ｉ
Ｐに印加する電圧、電流を制御していたＥＰの高圧電源
装置において、本発明によれば交流電力１４節にインバ
ータ；ｕ１３御を採用し、上記インバータにおけるパル
ス幅変調（ＰＷＭ）及び周波数変調（ＦＭ）によって、
交流電力調節を行なうことにより、従来より澗い周波数
（例えば、０．２５〜ｌ　ＫＨｚぐらい）にし、間欠的
にＥＰへ荷電する時間を従来（最小８−３　ｍ５ｅｃ〜
１０ｍ５ｅｃ　）より著しく短くする（例えば０．５〜
２　ｍｓｅｃぐらい）と＼もに、著しく短い荷電時間に
著しく大きな電流（従来の５倍以上）をＥＰへ供給する
ために電源製〔逝の容量を従来のものより大きくする（
少なくとも５倍以上）ことにより、大きなＥＰｔ流を間
欠的に荷電したり休止することができるようにして前記
従来の問題点７ｉ−解決し得るようにしたものである。

〔実施例〕

第１２は本発明による一実施例のＥＰの電源装置の構成
を示すもので、第１図々示の１！＃、装置はダイオード
あるいはサイリスクのブリッジで構成された整流器２１
、サイリスタあるいはトランジスタで構成されたインバ
ータ装置２２、変圧器２３、整流器２４、直流リアクト
ル２５、電流検出器２８、電圧検出器２９及び制ｖＷＪ
装置３０から構成され、　　ＥＰの放ｔ！ｉ＠２Ｂに接
続されている。なお２７はＥＰの４Ａ塵極である。また
制御装置３０にはインバーブ出刃電流信号（−＝ｇｐ電
流）′ｂ１とＥＰに印加されている電圧検出信号１ｃ１
とがそれぞれフィードバック入力され、これからインバ
ータ装置２２へ制御信号１　ａ　１を出力するようにな
っている。菫だ、制御装置３０には、間欠的に荷電する
場合の荷電時間Ｔ。

と休止時間Ｔ、とをそれぞれ設定する設定器３１と３２
及びＥＰ＠流設定設定器３３の制御設定値がそれぞれ入
力されるようになっている。

上記本発明の一実施例の作用（こつぃて説明する。８ｇ
１図に示す制御装置３０の制御ブロック構成を第２図に
示す。ここで電流ア１、電圧１イ１は前記第１図中の電
流信号Ｗｂ″電圧信号ａ　ｃ″に相当する。この電流、
電圧信号を電流、電圧検出回路１０１に入力し、電流設
定″つ１など各種制御設定値に基づき、ＥＰの高圧電源
装置の基本的な制御として従来から行なわれているとこ
ろの ■　ＥＰ内火花放電の検出とその抑制 ■　火花数！発生頻度の一定制御 ■　ＥＰ電流（平均値及び、ピーク値）一定制御 ■　低電圧検出（ＥＰ内金金属短絡どの永久短絡の検出
）及びそれに対する制御 などを行なう。

その結果、ＥＰへの荷を量（高圧変圧整流器の出力、つ
まりＥＩ１４圧、電流）の増減指令“工“をパルス幅変
調制御回路（ＰＷＭ制御回路）１０２へ送る。ＰＷＭ制
御回路１０２ではこの出力増減損４”工１に基づき、第
３図に示す１第１のパルスのデユーティ、すなわちパル
ス幅αとβを決定する。但し、このときのαとβのパル
ス周波数は充分に高い（例えば１００　）ＣＨｚ　）。

このαとβのデユーティ比”＝ａ＋／ｉ　とインバータ
出力（＋ＥＰへの荷電量）との関係を第４図に示す。つ
まり、出力増加指令があった場合は、Ｄを増加し、出力
減少指令があった場合は、Ｄを減少させる。つまり、こ
のＰＷＭ制御系で変圧器１次側低圧主回路の交流電力調
節を行なっている。このパルス信号１オ“は次の周波数
変調制御回路１０３ζこ入力され、設定された周波数１
力１によって周波数変調され、（例えば周波数ｒ　＝０
．２　ｓ　〜１１ｃＨ２）ｉ３図１キ１で示されるパル
スに変換される。ここでＴｆ（＝１／ｆ）が設定された
周波数ｆのときの１サイクル（周期）を表わし、前記周
波数の設定により、Ｔｆは任意の値に（例えば１〜４　
ｍ５ｅｃ　）変化下る。この周波数変調信号１キ１は、
間欠制御回路１０４に入力され、設定された間欠の荷電
時間Ｔ１（例えば１／２サイクル〜１サイクル）１り１
と休止時間Ｔ２（１サイクルの整数倍）１ケ”ｆこ従い
、第３図のＩ　／ｒ“のように間欠パルス信号になる。

このパルス信号１コ１は、インバータを構成するサイリ
スタあるいはトランジスタのゲートへゲートアンプ回路
１０５でゲート信号１す１に変換されて出力される。こ
の結果、インバータ出力電圧は、第５図に示す波形とな
る。すなわぢ、本発明によれば、従来、サイリスク点弧
位相角制御による交流電力調節によってＥＰ電圧、を流
を制御していたが、ＥＰ！圧、電流は第２図のＰＷＭ制
御回路１０２にお・けるデユーティ比りを調節すること
により制御できる。加えて、同図の周波数変調制御回路
１０３によって従来の商用周波数（５０／６０Ｈｚ）に
比べ、署しく高い周波数（例えば０．２５〜Ｉ　Ｋｌ（
Ｚ　）の交流が得られ、これｔこより、間欠的に荷電す
る時間Ｔ。

を著しく短くすることができる。（例えば、０、５　ｍ
５ｅｃ　〜２　ｍ５ｅｃ　）また、前記間欠制御回路１
０４により荷電時間Ｔ、と休止時間Ｔ２の設定を行ない
、ＥＰの集塵空間に流れる単位集塵面積あたりの平均電
流密度〒（ｍＡ／ゴ）の増減を行なうことができる。

上記により、極めて短い荷電時間ＴＩを実現することが
できるが、この荷電時間Ｔ１中に著しく大きなＥｐｉ流
Ｉ（ピーク電流Ｉｐ即ち第５図中のＩｐは従来の約５倍
以上）をＥＰへ供給するために、本発明における変圧器
（第１図の２３で示す）は従来の少くとも約５倍以上の
容量としている。なお従来ＷＥＰでは通常単位集塵面積
当りの平均電流密度が、０．２〜０．３　ｍＡ　／　ｔ
ａ”としているが、不発明では、Ｌ　ＯｒｎＡ　／　ｍ
”以上とするものである： 〔発明の効果〕 以上により本発明によれば以下の如き曖れた効果が萎せ
られるものである。

（１１ＥＰの高圧電源装置の出力制御（ＥＰ荷電制御）
（こインバータ制御を採用することにより、従来のサイ
リスク点弧位相角制御に比べ、制御上の応答速度が格段
に速くなり、しかも制御精度が向上する。例えば、従来
の５０／６０Ｈｚが、数ＫＨ２以上の応答速度になる。

（２）　　インバータによる周波数変調の結果、ＥＰへ
の高周波荷・ｇＬ（例えば、０．２５〜１１ｃｉｔｚ　
）　カ実現し、間欠的に荷電する場合の荷電時間Ｔ１を
著しく短くすることができ（例えば０．５〜２ｍ５ｅｃ
）かつ、電源容量を従来の約５倍以上としているため、
荷電時間ＴＩ中にＥＰへ著しい大電流を供給しつる。そ
の結果ｇｐ放電極で一様なコロナ電流が発生し集塵衡止
でのコロナ放！電流密度が一様になる。（この場合のコ
ロナ放電電流密度と分布のばらつきとの関係は第６図に
示すよう（こなる。第６図では電流密度の絶対値が大き
い程分布が良好となることを示している。）さらに休止
時間Ｔ２を適当に長くすることにより、著しい大電流を
極短時間流しても上記コロナ放＠電流密度の時間的平均
値を低く絞ることができるため、高抵抗ダストに対し逆
電離の発生が抑制され、集塵性能を向上させることがで
きる。さらにまたＢＰ放電極へ極めて早い立上りを持ち
、しかも従来に比べて著しく高いピーク電圧を印加する
ことができるため、（加えて電流穴）捕集ダストへの荷
電性能（負極性イオンによる帯電）が飛躍的に上昇する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示す図、第２図は第
１図に示す制御装置の構成を示すブロック図、第３図は
第１図に示す制御装置の動作波形図、第４図は本発明に
おけるαとβのデユーティ比とインバータ出方との関係
を示Ｔ図、第５図は本発明ＩこおけるＥＰ′ｆｊ１．圧
、電流の動作波形図、第６図は本発明におけるコロナ放
１！電流密度と分布のばらつきとの関係を示す図、第７
図は従来例の構成を示す図、第８図〜第１１囚（Ａ）　
、　（Ｂｌ　、　（Ｃ）はそれぞれ第７囚に示す従来例
を説明するための図である。 ２１・・・整流器、２２・・・インバータ装置、２３・
・・変圧器、２４・・・整流器、２５・・・直流リアク
トル、２６・・・放電極、２７・・・集塵極、２８・・
・電流検出器、２９・・・電圧検出器、ＳＯ・・・制御
装置、３１・・・荷電時間Ｔ１中、３２・・・休止時間
設定器、３３・・・ＥＰｔ＠設定器。 出願人復代理人　弁理士　鈴江　武　彦−〜 トド ０　　０　　　０　　　。 第４図 第６図 隼／ｌＪ＆Ｊ４ｙ’７ｆ；ｊｄ度ｉ　ｍＡ／ｍ２第７図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 交流電源と、この交流電源に接続されインバータ制御に
   より電気集塵装置に高周波荷電を行なうインバータ装置
   と、前記電気集塵装置に間欠的に荷電するための荷電時
   間設定器および休止時間設定器ならびに集塵電流設定器
   によりそれぞれ制御され、且つ前記インバータ装置の出
   力電流および前記電気集塵装置に印加される荷電々圧が
   それぞれフィードバック入力されて前記インバータ装置
   を制御する制御装置とを具備し、前記電気集塵装置の集
   塵極表面における平均電流密度が少くとも１．０ｍＡ／
   ｍ＾３以上流すことが可能な電源容量を有してなること
   を特徴とする電気集塵装置の電源装置。