JPS6261658A - 電気集塵装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は電気集塵装置に係り、具体的には放電極と集塵
極とからなる電気集塵器に供給する電力を入力側に設け
られた逆並列接続サイリスタをスイッチング制御するこ
とにより調整する電気集塵装置における荷電装置に関す
る。

〔発明の背景〕

−ｍに電気集塵装置を高い集塵率で運転するためには、
集塵器を構成する放電極と集塵極との間に印加される電
圧がこれらの電極間でアーク放電に移行する少し下の電
圧、換言すれば、ある程度火花放電を伴う状態の最高電
圧となるように調整し且つ前記電極間に流れる放電電流
値を集塵室内のダスト付着状態等に応じて調整する必要
がある従来の電気集塵装置にあっては、電気集塵器の放
電極と集塵極との間に流れる放電電流を検出し、該検出
値と放電電流の目標値とを比較して該検出値が目標値と
なるように荷電装置内の逆並列接、続されたサイリスタ
（以下、単に逆並列接続サイリスタと記す。）の導通角
を増減して電流調整を行ったり、前記検出値が目標値に
達する前に電極間でスパークが発生する場合にはスパー
クの発生額度に応じて逆並列接続サイリスタの導通角を
調整するように制御していた。

また最近では電気集塵器で逆電離が発生している場合に
逆並列接続サイリスタのスイッチングを、１〜数周期毎
に点弧と休止を繰り返して前記電極間に印加される平均
電圧を高（保つことを目的とした間欠荷電方式の荷電装
置を備えた電気集塵装置が使用されている。

しかし、これらの電気集塵装置では放電極と集塵極との
間を通過するダストの濃度、ガス温度等のガス条件の変
化による前記電極間に流れる放電電流の調整には逆並列
接続サイリスタの導通角を制御する方式が採られており
、導通角を減少させて放電電流を減少させると、前記電
極間の印加電圧も低下し、集塵効率が低下するという欠
点があった。

〔発明の目的〕

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、放
電極と集塵極との間に流れる放電電流及びこれらの電極
間に供給される印加電圧を各々、独立に調整することが
できる電気集塵装置複提供することを目的としている。

〔発明の概要〕

本発明は、放電極と集Ｕ極とから構成される電気集塵器
の放電電流値がダストを帯電するのに必要な値（通常０
．２〜０．３ｍＡ／ｍ）だけあれば、それ以上、放電電
流を増加させても２塵率は上昇せず、前記電極間の印加
電圧を高くする方が集塵率が向上するという実験結果に
法づいてなされたものである。

本発明は、前記目的を達成するために、逆並列接続され
たサイリスタを介して直流高電圧発生手段により入力交
流電圧を昇圧、整流し、放電極と集塵極との間に直流高
電圧を印加し、制御手段により前記サイリスタのスイッ
チング制御を行う電気集塵装置において、放電極と集塵
極との間に発生するスパークを検出するスパーク検出器
と、放電極と集塵極との間に流れる放電電流を検出ｒる
放電電流検出器とを設け、前記制御手段はこれらの検出
出力を取り込み、スパークの発生頻度に応じて前記サイ
リスタの導通角を制御し且つ放電電流値に応じて該サイ
リスタの点孤及び休止の周期を制御することを特徴とす
るものである。

〔実施例〕

以下、添付図面に従って本発明に係る電気集塵装置の好
ましい実施例を詳説する。第１図には本発明に係る電気
集塵装置の一実施例の構成が示されており、同図におい
て電気集塵装置における荷電装置１０は逆並列接続サイ
リスタ１００と、該逆並列接続サイリスタ１００を介し
て入力交流電圧を昇圧し且つ整流して電気集塵器２０を
構成する放電極２２と集塵極２４との間に直流高電圧を
印加する、トランス１０４及び整流器１０６からなる直
流高電圧発生部１０２と、電気集塵器２０の印加電圧及
びトランス１０４の入力電流を検出し、これらの変化状
態から放電極２２と集塵極２４との間におけるスパーク
の発生を検出し、スパークの発生回数に応じたパルス信
号を出力するスパーク検出器１０８と、整流器１０６の
出力電流値、すなわち放電極２２と集塵極２４との間に
流れる放電電流を検出し、その検出値に比例した信号を
出力する放電電流検出器１１０と、スパーク検出器１０
８及び放電電流検出器１１０の検出出力を取り込み、こ
れらの検出出力に基づいてゲート信号発生器１１４に逆
並列接続サイリスタ１００の導通角を制御するための制
御信号を出力する荷電制御器１１２と、荷電剤？ｆｆＩ
Ｉ器１１２からの制御信号を受けて逆並列接続サイリス
タに点弧信号を出力するゲート信号発生器１１４とから
構成されている。

荷電制御器１１２はＡ／Ｄ変換器、マイクロコンピュー
タ等により構成されており、その制御動作を第２図に示
すフローチャートにより説明する、同図においてプログ
ラムが起動されると、ステップ２００ではスパーク検出
２Ｓ　１０８から一定時間（例えば２０秒）内に出力さ
れるスパーク信号（パルス）の数、すなわちスパーク数
ｎを荷電制？１２Ｈ１１２内に設けられたスパーク信号
力つンタシこより計数する。このカウンタは常時、スパ
ーク信号を監視するように構成されている。次のステッ
プ２０２ではスパーク数ｎがスパーク顧度を判定する為
に予め設定されたスパーク数の上限値Ｎｕ、下限値Ｎ０
との大小比較が行われる。ここでＮｔ。

、ＮＤは例えばＮｕ＝２０回／２０秒、ＮＯ−３回、７
２０秒に設定される。

ステップ２０２でｎ＜ＮＤであると判定された場合には
ステップ２０４です、イリスタ１００の導通角θが△θ
だけ増加するように設定される。すなわち、電気集塵器
２０、すなわち放電極２２と集塵極２４との間の印加電
圧が上昇するようにサイリスタ１００の導通角が設定さ
れ、ステップ２０８に移行する。ここで△θは例えば△
θ＝４″に設定される。

他方、ステップ２０２でｎ＞Ｎ、、であると判定された
場合にはステップ２０６でサイリスタ１００の導通角θ
が△θだけ減少するように設定される。すなわち、電気
集塵器２０の印加電圧が低下し、スパークの発生頻度が
低下するようにサイリスタ１００の導通角が設定され、
ステ、プ２０８に移行する。またステップ２０２でＮＤ
≦ｎ≦Ｎｕであると判定された場合にはそのままステッ
プ２０８に移行する。

尚、サイリスタ１００の導通角θと修正量△θとの関係
を第４図に示す。

上記ステップ２００−２０２−２０４　（または２０６
）の動作を繰り返すことにより電気集Ｐ！器２０の印加
電圧を、スパークの発生頻度が設定値の範囲内となる最
大電圧となるようにサイリスタの導通角を設定すること
ができる。

さてステップ２０８では放電電流検出器１１０の検出出
力を荷電制御器１１２内のＡ／Ｄ変換器によりＡ／Ｄ変
換し、そのＡ／Ｄ変換出力ｉを次のステップ２１０で移
動平均ｉ′を求め、ステップ２１２に移行する。ステッ
プ２１２では移動平均ｉと目標値Ｉ０と大小比較が行わ
れる。ここで目標値ｌには士へｉの幅が設けられている
。ここで△ｉは例えば荷電装置の最大定格放電電流の１
０％の値が選択される。

ステップ２１２で移動平均ｉ′が１０−△ｉ≦ｉ′≦１
０＋△ｉの範囲を越えた場合にはサイリスタ１００の点
弧周期の比率を第３図に示すようなパターンで１ステツ
プずつ、即ち、例えば同図（ａｌから（ｂｌに示すパタ
ーンに段階的に変化させる。

すなわちステップ２１２でｉ　’＜１゜−△ｉであると
判定された場合には移動平均ｉ′が増加するようにステ
ップ２１４で点弧周期の比率を増加させ、またステップ
２１２でｉ’＞Ｉ。＋Δｉであると判定された場合には
移動平均ｉ′が減少するようにステップ２１６で点弧周
期の比率を減少させ、ステップ２１８に進む。ステップ
２１８ではステップ２１２の判定結果及びステップ２１
４．２１６の処理結果に基づいて第３図に示すサイリス
タ１００の点弧周期（休止期間の周期も含む）のパター
ンのうち特定のパターンを決定する。次いでステップ２
２０ではステップ２００〜２１８で求められたサイリス
タ１００の導通角θ及び点弧周期のパターンに基づいて
サイリスタ１００を制御するための点弧タイミング信号
（制御信号）がゲート信号発生器１１４に出力され、ゲ
ート信号発生器１１４は該点弧タイミング信号をサイリ
スタ１００のゲートが動作するレベルまで増幅される。

尚、第３図において斜線部分は点弧周期を示し、点線で
示された波形は休止周期を示している。

次に第２図に示した制御動作の具体例を仮定した概算値
によって説明する。ここでＮｔ、−３、Ｎ。＝２０、△
θ＝４°、Ｉｏ　＝０．２５ｍＡ／ｍ、△ｉ＝０．０２
５ｍＡ／ｒｒｒに設定されており、且つ点弧周期は第３
図ｔｈｌのパターンで運転されているものとする。また
スパーク数ｎ、放電電流の移動平均ｉｔ、電気集！！器
２０への印加電圧■、サイリスタ１００の導通角θの初
期条件はｎｏ−３０、ｉ′。＝０．３０、θ。−８０″
であるものとする。

上記条件でステ７ブ２００〜２２０による第１回目の制
御では、 ｎ＋　＝ｎｏ　−３０＞ＮＵ　＝２０ となるからステップ２０６で導通角はθ１−θ。−△θ
−８０°−４’＝７６＠となる。ここで八〇−４°と設
定したとき電流値は０．０１ｍＡ／ｍｔ、変化するとす
ると、 ｉ’、＝０．３０−０．０１＝０．２９　　（ｍＡ／耐
） また１ｕ＝Ｉｏ　＋△ｉ＝０．２５＋０．０２５−０．
２７５ ｉｏ＝Ｉｏ−へｉ＝０．２５−０．０２５＝０．２２５ 一’、１　’　＋　　”０．　２９＞０．　２７５＝　
ｉｕ従ってステップ２１８でパターン（ｈｌよりも点弧
周期の比率を減少させるように１段階、下のパターンｔ
ｇ＋が決定される。

このようにしてθｌ　−７６＠、パターンｔｇｌとなる
ようにステップ２２０で荷電制御器１１２よりゲート信
号発生器１１４に点弧タイミング信号が出力される。

次に、上記処理が終了してから１０秒後に第２回目の制
御が行われる。この場合には第１回目の制御でパターン
（ｇ）が選定されたことにより１′１は ｉ　　’　　１　＝０．　２９ｘ５／４ｘ２／３＝０．
　２４　　（ｍ　Ａ　／　ｒｄ　） に変化している。

さて、第２回目の制御においてステップ２００で計測さ
れたスパーク数がｎｚ＝２２であるとする。

ｎ＝　＝　２２　＞　２０　＝Ｎｕ であるから、ステップ２０６で導通角θはθ２＝θ１−
△θ＝７６°−４’＝７２’となる。この時の移動平均
ｉ１２は ｉ’ｚ　＝０．２４−０．０１＝０．２３　（ｍＡ／ｍ
） となることが推定される。またｉ。＝０．２２５＜１ｔ
＝０．２３＜０．２７５＝ｉｕ　となるからステップ２
１８ではパターンｆｇ）を維持するように処理される。

更に上記処理が終了してから１０秒経過後に行われる第
３回目の制御において、ステップ２００で計測されたス
パーク数がｎ、＝１８であるとする。この場合には Ｎｏ　＝３＜ｎ３＝１８＜２０＝ＮＵ となるから、導通角θはθ３＝θ、＝７２”のまま維持
される。

一方、第２回目の制御でパターン（ｇ）がそのまま維持
されているために１３　＝　１ｚ−０，２３となり、ｉ
（、＜ｉ３＜ｉ、となるからステップ２１８ではパター
ン（ｇ）を維持するように処理される。

以上のように第２図に示した制御動作を複数回、実行す
ることによりスパークが頻発せず、放電電流が安定して
流れる状態に移行するように運転パターンが収束するこ
とが判る。

上記制御動作を一定周期毎に繰り返すのは、電気集塵器
２０の入口条件、集塵極２４のダストの堆積状況、槌打
等による変動によって、不安定要因が発生するためであ
る。

以上に説明したようにサイリスタ１００の導通角を調整
することにより電気集塵器２０の印加電圧を変化させ、
またサイリスタ１００の点弧周期及び休止周期を調整す
ることにより放電電流を変化させることができる。尚、
このプログラムは一定周期（例えば１０秒）毎に起動さ
れ、電気集塵器２０の印加電圧及び放電電流が適切な値
に制御される。

第３図に示したサイリスタ１００の点弧周期のパターン
は電源周波数の１ｚ２周朋を単位にして休止周期が偶数
番目、点弧周期が奇数番目又は偶数番目となるようにし
、交流入力電圧を直流高電圧発生部１０２により昇圧、
整流した後の電気集塵器２０の印加電圧波形における点
弧から次の点弧までの周期がなるべく等しくなるように
している。

このようにしてトランス１０４の偏磁の防止及びスパー
クの連続発生の防止が図れ、更に同一放電電流であって
も電気集塵器２０の平均印加電圧が高く維持されるよう
になっている。

すなわち、トランスの磁心の磁束数は印加電圧に対して
ヒステリシス特性を持っている為に、休止周期を奇数番
目にすると残磁が重畳され、最終的には偏磁状態となり
、トランスの機能が失われるから上述したようにサイリ
スタ１００の休止周期を偶数番目となるようにしている
。

また電気集塵器２０への荷電を休止することにより集塵
極２４上にある高抵抗ダストの表面電位を低下させ、ダ
スト層内の逆電離を抑制することによりスパークの発生
を防止することができる。

この為にに一定時間内において同一の点弧周期の比率で
あっても、なるべく短い周期で休止周期、すなわち休止
期間を取った方がスパークの発生を防止できる。このよ
うに短い周期で休止期間を取る為に点弧周期を偶数番目
または奇数番目となるようにしている。

更に点弧から次の点弧までの周期を等しくなるようにし
ているのは荷電休止期間中における電気集塵器２０の印
加電圧の維持は放電極２２と集塵極２４との間で形成さ
れる静電容量に依存している。従って点弧周期の比率が
同一であっても、休止期間、すなわち休止周期を集中せ
ずに分散した方が電気集Ｕ器２０への平均印加電圧を高
くすることができるからである。

また第２図に示した実施例ではサイリスタ１００の導通
角θ及び点弧周期の比率を示す運転パターンを段階的に
変更するようにしているが、これに限定されることなく
、例えば実際のスパークの発生頻度と目標との差の大小
、あるいは電気集塵器２０における実際の放電電流値と
目標値との差に応じて、それぞれ導通角θの修正量△θ
の大きさを変更し、あるいは運転パターンを２段階以上
、変化させるように制御するようにしてもよい。

この場合、制御系の応答性を向上させることができる。

以上に説明したように本実施によれば電気集塵器を構成
する放電極と集塵極との間に流れる放電電流と、これら
の電極間に印加される直流高電圧とを電気集塵に必要な
値に調整することができ、電力消費の節減が図れる。

また前記電極間の印加電圧をスパークの発生頻度により
定まる限界値まで高くすることができ集塵効率の向上が
図れる。

なお上記実施例では実際の放電電流を放電電流の目標値
に調整するものについて説明したが電気集塵器の出口煙
道に煤塵濃度計を設け、実際の煤塵濃度値とンＱ度目標
値とから放電電流の目標値を定め、逆並列接続サイリス
タの点弧と休止の周期を調整するようにしてもよい。

本実施例によれば、スパーク頻度と電気集塵器出口の煤
塵濃度によって逆並列接続サイリスタの導通角及び点弧
と休止の周期を調整できるようになり、最も少ない消費
電力で電気集塵器出口の煤塵？眉度を目標値に維持する
ことができるという効果がある。

〔発明の効果〕

本発明では放電極と集塵極との間に供給する電力を調整
する交流入力側に設けられた逆並列接続サイリスタの導
通角を前記電極間におけるスパークの発生頻度により制
御し且つ前記サイリスタの点孤及び休止の周期を前記電
極間に流れる放電電流値に応じて制御するように構成し
たので、放電極と集塵極との間に流れる放電電流及びこ
れらの電極間に供給される印加電圧を各々、独立に調整
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電気集塵装置の一実施例を示す構
成図、第２図は第１図に示した電気集塵装置における荷
電制御器１１２０制御動作を示すフローチャート、第３
図は荷電制御器１１２により選択されるサイリスタの運
転パターンを示すパターン図、第４図はサイリスタ１０
０の制御動作を説明するための説明図である。 １０・・・荷電装置、　２０・・・電気集塵器、　２２
・・・放電極、　２４・・・集塵極、　　１００・・・
逆並列接続サイリスタ、　　１０２・・・直流高電圧発
生部、１０８・・・スパーク検出器、　　１１０・・・
放電電流検出器、　　１１２・・・荷電制御器、　　１
１４・・・ゲート信号発生器。 第１図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 逆並列接続されたサイリスタを介して入力交流電圧を昇
   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、前記サイリスタのスイッチン
   グ制御を行うことにより直流高電圧発生手段への入力電
   力を調整する制御手段とを有する電気集塵装置において
   、該装置は前記放電極と集塵極との間に発生するスパー
   クを検出し、スパークに応じたパルス信号を出力するス
   パーク検出器と、放電極と集塵極との間に流れる放電電
   流を検出し、該放電電流値に比例した信号を出力する放
   電電流検出器とを有し、前記制御手段はスパーク検出器
   及び放電電流検出器の検出出力を取り込み、スパークの
   発生頻度に応じて前記サイリスタの導通角を制御し且つ
   放電電流値に応じて該サイリスタの点孤及び休止の周期
   を制御することを特徴とする電気集塵装置。