KR0137389B1

KR0137389B1 - 전기 집진장치

Info

Publication number: KR0137389B1
Application number: KR1019940036616A
Authority: KR
Inventors: 사카오 스기우라; 오사무 카와바타; 노부오 테라무라
Original assignee: 오기노 카네오; 미쯔비시주우고오교오 가부시기가이샤
Priority date: 1993-12-28
Filing date: 1994-12-24
Publication date: 1998-04-25
Also published as: BR9405247A; CN1117377A; US5575836A; KR950016886A; EP0661100A1; EP0661100B1; DE69400861D1; CN1078065C; JPH07232102A; DE69400861T2

Abstract

본 발명은, 베이스전압과 펄스전압을 독립해서 제어가능으로하고, 급준하고, 또한, 대출력의 펄스를 방전극(41)에 인가할 수 있도록한 전기집진장치를 제공하는 것을 목적으로한 것이며, 그 구성에 있어서, 일단부가 접지되고 타단부가 펄스트랜스(16)의 2차쪽권선을 경유해서 방전극(41)에 접속되는 콘덴서(20)를 설치한다. 이 콘덴서(20)의 접지쪽단자를 평활회로(25)를 경유해서 베이스 전원회로(30)의 정전압쪽 출력단자에 접속하는 동시에 콘덴서(20)의 방전전극쪽단자에 베이스전원회로(30)의 부전압쪽 단자를 접속한다. 그리고, 펄스트랜스(160의 1차쪽권선에 펄스전원회로(30)의 출력단자를 접속한 것을 특징으로 한것이다.

Description

전기 집진장치

제 1 도는 본 발명의 제1실시예를 표시한 구성도.

제 2 도는 상기 제1실시예에 있어서의 펄스전원회로의 작동타이밍 챠트.

제 3 도는 본 발명의 제2실시예를 표시한 구성도.

제 4 도는 상기 제2실시예에 있어서의 점호각(点弧角) 신호와 하전율신호와의 절환기구의 일예를 표시한 모식구성도.

제 5 도는 상기 제2실시예에 있어서의 점호각신호와 하전율신호와의 절환기구의 다른예를 표시한 구성도.

제 6 도는 상기 제2실시예에 있어서의 사이리스터의 게이트전류, 출력전압 및 방전극전압 타이밍 챠트이며, (A)도는 펄스전하모드, (B)도는 완전 DC전하모드, (C)도는 간헐전하모드, (D)도는 DC 리플 전하모드를 표시한 도면.

제 7 도는 종래의 전기집진장치의 일예를 표시하며, (A)도는 구성도, (B)도는 출력파형도.

제 8 도는 종래의 전기집진장치의 다른예를 표시하며, (A)도는 구성도, (B)도는 출력파형도.

제 9 도는 종래의 전기집진장치의 또다른 예를 표시하며, (A)도는 구성도, (B)도는 출력파형도.

제 10 도는 종래의 전기집진장치의 또다른 예를 표시하며, (A)도는 구성도, (B)도는 출력파형도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 펄스전원회로. 2 : 변환회로,

3 : 리액터, 4 : 콘덴서,

5 : 퓨즈, 6 : 인버터회로,

7,8,9 : 제어기, 10 : 변압기,

11 : 정류기, 12 : 스위칭소자(GTO사이리스터),

13 : 다이오드(반도체소자), 14 : 포화가능 리액터,

15 : 펄스콘덴서, 16 : 펄스 트랜스,

17 : 제어기, 18 : 평활콘덴서,

19 : 리액터, 20 : 콘덴서,

21 : 리액터, 25 : 평활회로,

30 : 베이스전전회로, 31 : 역저지3단자사이리스터,

32 : 제어기, 33 : 변압기,

34 : 정류기, 40 : 집진실,

41 : 방전극(放電極), 50,51 : 제3의 스위치,

52 : 제1의 스위치, 53 : 제2의 스위치

본 발명은, 전기집진장치에 관한 것이다. 종래의 전기집진장치의 일예가 제 7도에 표시되어 있다. 인 전기집진 장치에서는, 제7(A)도에 표시한 바와같이, 베이스 전원회로(141)에서 생성된 직류의 베이스 전압과, 펄스전원회로(142)에서 생성된 펄스 전압을, 결합 콘덴서(133)를 개재해서 중첩시켜서, 집진실(130A)내에 배설된 방전극(130B)에 하전하고 있다. 하전전압의 파형은 제7(B)도에 표시한바와 같으며, 펄스폭은 50∼200㎲의 범위이고 펄스 빈도는 25∼400pps의 범위에서 조정할 수 있다. 또한, 제7(A)도에 있어서는, (131)은 펄스형성 콘덴서, (132)는 스위칭회로, (134)는 결합 트랜스, (135),(136)은 전력조정회로, (137),(138)은 트랜스, (139),(140)은 정류회로이다.

제8도에는 종래의 다른 전기집진장치가 표시되어 있다. 이 전기집진 장치에서는, 제 8(A)도에 표시한바와 같이, 직류고전압 전원(146)에서 생성된 직류고전압과, 펄스 형성 콘덴서(147)로부터 방전된 펄스전압을 결합콘덴서를 개재하지 않고 중첩해서, 제 8(B)도에 표시한 파형의 전압을 집진실(144A)내에 배설된 방전극(144B)에 하전하고 있다. 또한, 제8(A)도에 있어서, (143)은 베이스 전압 공급용 저항, (145)는 제어기, (148)은 스위칭회로이다.

제9도에는 종래의 또다른 전기집진장치가 표시되어 있다. 이 전기집진장치는, 제 9(A)도에 표시한 바와같이, 베이스 전원회로(150)와 펄스전원회로(152)를 구비하고, 펄스형성 콘덴서(151)는 결합콘덴서의 기능을 겸하고 있다. 집진실(153A)내에 배설된 방전극(153B)에는 제 9(B)도에 표시한 전압 파형의 전압이 하전된다. 또한, 제 9(A)도에 있어서, (154)는 스위칭회로이다.

제10도에는 종래의 또다른 전기집진장치가 표시되어 있다. 이 전기집진장치는, 제 10(A)도에 표시한 바와같이, 펄스형성 콘덴서(161) 및 고전압스위칭회로(162)를 가진 펄스 발생장치(164)를 구비하고, 직류고전압 전원(160)에 의해 펄스형성 콘덴서(161)를 충전한다. 이 펄스형성 콘덴서(161)가 충분히 높은 전압에 달한 점에서 스위치회로(162)에 의해 스위칭을 행하므로써 LC공진을 발생시키고, 제 10(B)도에 표시한 급준한 펄스전압을 집진실(163A)내에 배설된 방전극(163B)의 잔류전압에 중첩시키고 있다.

상기 종래의 각전기 집진 장치의 문제점을 예거하면, 다음과 같다.

제7도에 표시한 전기집진장치에서는, 베이스 전압을 국력 평활한 것으로 하기위해, 베이스 전원 회로(141)에 3상교류를 사용하고 있으므로, 구조가 복잡하고 대형으로 되며, 또한 고가로 된다.

또, 펄스 형성 콘덴서(131)의 충전효율을 올리기위하여, 펄스 전원회로(142)에 3상 교류를 사용하고 있으나, 이에의한 충전효율향상에는 한계가 있다.

결합 트랜스(134)의 2차쪽 권선을 흐르는 베이스전류와 그 1차쪽 권선을 흐르는 펄스전류의 방향이 동일하게 되기 때문에, 이들 전류에 의해 발생하는 자속 방향이 동일하게 된다. 따라서, 결합트랜(134)의 철심을 극단적으로 크게하는 등을 해서 그포화를 피할 필요가 발생하는 동시에, 펄스폭이 짧은 급준한 펄스를 얻을 수 없다.

제8도에 표시한 전기집진 장치에서는, 1. 단일의 직류고전압전원(146)을 사용하고 있는 일, 및 직류고전압전원(146), 스위칭회로(148), 방전극(144B)의 3자가 회로적으로 항상 접속된 상태로 되어 있으므로, 베이스 전압은 방전극(144B)의 하전의 영향을 받기 쉽고 평활하게는 되지 않는다.

2. 펄스형성 콘덴서(147)의 총전전압은 집진실(144A)의 하전전압, 즉, 베이스 전압에 거의 동등하게 되므로, 펄스전압의 피크치는 베이스 전압의 영향을 받는 동시에, 베이스 전압과 펄스 전압을 독립해서 제어할 수 없다. 따라서, 펄스전압을 베이스 전압에 중첩하였을 때 이상 방전을 발생할 염려가 있다.

3. 방전극(144B)에서 발생한 공진전류 및 직류 고전압전원(146)에서 생성된 베이스전류의 에너지가 베이스전압 공급용저항(143)에서 소비되기 때문에, 이 저항 (143)은 용량이 큰 것이 필요하게 되는위에, 에너지의 이용율이 저하하고 에너지 절약상 바람직하지 않다.

제9도에 표시한 전기집진장치에서는, 1. 각각독립된 베이스전원회로(150) 및 펄스 전원회로(152)를 가지고 있으나, 펄스 형성 콘덴서(151)의 일단부가 방전극(153B)에 접속되어 있기 때문에, 펄스형성 콘덴서(151)의 충전 전압을 베이스전압의 리플(ripple)의 영향을 받으며, 따라서, 펄스전압을 독립해서 제어하는 것을 불가능하다.

2. 베이스전압의 리플이 영향을 피하기 위해서는 베이스 전압을 올릴 필요가 있으나, 베이스전압을 올리면, 이상 방전이 발생하므로, 집진성능상 바람직하지 않다.

3. 펄스형성 콘덴서(151)에는 베이스 전압과 펄스전압의 합이 인가 되는 것으로 되기 때문에, 펄스 형성 콘덴서(151)의 내(耐)전압을 크게하고, 또한, 스위칭시의 펄스피크전압을 높게 하기 위하여 정전 용량도 크게 할 필요가 있다.

제10도에 표시한 전기집진장치에서도, 1. 스위칭기능과 절연기능을 펄스발생장치(164)에 지니게 하고 있기 때문에, 펄스 전압을 단독으로 제어할 수 있으나, 베이스전원이 없기 때문에, 비펄스 기간중에는 베이스 전압을 제어할 수 없다.

2. 스위칭회로(162)를 온 하고 있는 기간중에 공진 전류가 흐르기 때문에, 감쇠하는 펄스전압이 방전극(163B)에 복수회 인가되고, 따라서, 펄스빈도를 정확하게 제어할 수 없다.

3. 공진전류의 에너지는 주로 집진실(163B)내에서 소비되게 되나, 복수의 펄스가 인가되기 때문에, 싱글 펄스에 비해 많은 에너지가 소비되고, 또한, 집진 성능상 바람직하지않다. 본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여 발명된 것이다.

본 발명의 특징으로 하는 바는, 베이스전원 회로에서 생성된 부(負)극성의 베이스전압에 펄스 전원회로에서 생성된 부극성의 펄스전압을, 가극성(加極性)으로 중첩해서, 접지된 집진실내에 배설된 부극성의 방전극에 공급하는 전기집진장치에 있어서, 일단부가 접지되고 타단부가 펄스트랜스의 2차쪽 권선을 경유해서 상기 방전극에 접속되는 콘덴서를 설치하고, 상기 베이스전원회로의 정(正)전압쪽 출력단자를 상기 콘덴서의 접지쪽단자에 접속하는 동시에 상기 베이스 전원회로의 부전압쪽 출력단자를 평활회로를 경유해서 상기 콘덴서의 방전극쪽 단자에 접속하고, 또한, 상기 펄스 트랜스의 1차쪽 권선에 상기 펄스 전원회로의 출력단자를 접속한 것을 특징으로하는 전기집진장치에 있다. 이와 같은 회로의 구성에 의해, 베이스전압을 평활화 할 수 있는 동시에 베이스전압과 펄스 전압을 독립해서 제어할 수 있고, 또, 콤펙트한 펄스 프랜스를 가지고, 방전극으로부터 급준하고, 또한, 대출력의 펄스를 발생시킬 수 있다.

본 발명의 다른 특징으로 하는바는, 상기 펄스 전원회로가 스위칭소자, 포화가능 리액터 및 직류원에 의해 충전되어 펄스형상의 방전전류를 상기 펄스 트랜스의 1차쪽권선에 출력하는 펄스콘덴서로 이루어지는 직렬 방전회로와, 상기 스위칭소자와 병렬로 접속되어 상기 방전전류와 반대방향의 전류만을 도통시키는 반도체소자를 가지고, 상기 스위칭소자가 그 제어단자에 공급되는 도통제어신호에 의해 ON/OFF쌍방을 제어 가능한 반도체소자로 이루어지는 것에 있다. 이와 같은 회로구성을 채용하면, 방전극으로부터 펄스전원회로에 역류하는 공진전류를 펄스콘덴서에 회수할 수 있으므로, 에너지이용율을 향상 할 수 있는 동시에, 방전극에 인가 되는 펄스빈도를 확실하게 제어 할 수 있다.

본 발명의 또다른 특징으로하는 바는, 상기 펄스 전원회로가 교류전원을 직류로 변화하는 변환회로와, 상기 변환된 직류를 소망의 고주파교류로 변환하는 인버터회로와, 상기 고주파 교류를 승압하는 변압기와, 상기 승압된 고주파 교류를 정류하는 정류기와, 상기 정류된 직류에 의해 충전되어 펄스형상의 방전전류를 상기 펄스트랜스의 1차쪽권선에 출력하는 펄스 콘덴서를 가지는 것에 있다. 이와같은 펄스전전회로의 구성을 더 채용하면, 펄스 콘덴서의 충전효율이나 충전속도를 향상시킬 수 있다.

본 발명이 또 다른 특징으로하는바는, 상기 펄스전원회로가, 스위칭소자, 포화가능 리액터, 및 직류원에 의해 충전되고, 펄스형상의 방전전류를 상기 펄스트랜스의 1차쪽권선에 출력하는 펄스 콘덴서로 이루어지는 직렬 방전회로와, 상기 스위칭소자의 제어단자에 공급되는 도전제어신호의 공급로는 ON/OFF하는 제 1스위치를 가지고, 상기 베이스전원회로가, 교류 전원과 변압기와의 사이에 접속된 역병렬 접속의 역저지 3단지 사이리스터와, 이 사이리스터의 제어단자에 공급되는 도전제어신호를 연속하전신호 또는 간헐 하전시호로 전환하는 제 2의 스위치와, 상기 변압기에 의해 승압된 교류를 정류하는 정류기를 가지는 동시에, 상기 베이스전원회로의 부전압쪽 출력단자를 상기 평활회로, 콘덴서 및 펄스트랜스의 2차쪽권선을 경유하고 또는 이들을 바이패스해서 상기 방전극에 직접접속하는 제 3의 스위치를 설치하는 것에 있다. 이와같은 펄스전원회로와 베이스전원회로의 구성을 채용하면, 펄스하전, 완전DC하전, 간헐하전, DC리플하전의 각종모드를 임의로 선택할 수 있으므로, 처리가스속의 먼지의 전기저항율의 변화에 불구하고 집진 성능을 향상하고, 또한, 소비전력을 삭감할 수 있다.

본 발명이 또 다른 특징으로하는바는, 상기 펄스 전원회로가, 제어단자에 공급되는 도전제어신호에 의해 ON/OFF 쌍방을 제어가능한 반도체 소자로 이루어지는 스위칭 소자, 포화가능 리액터 및 직류원에 의해 충전되어 펄스형상의 방전전류를 펄스 트랜스의 1차쪽권선에 출력하는 펄스콘덴서로 이루어지는 직렬 방전회로와, 상기 스위칭소자와 병렬로 접속되어 상기 방전전류와 역방향의 전류만을 도통시키는 반도체소자와, 상기 스위칭소자의 제어단자에 공급되는 도통제어신호의 공급로를 ON/OFF하는 제 1의 스위치를 가지고, 베이스전원회로가 교류전원과 변압기와의 사이에 접속된 역병렬 접속의 역저지 3단자 사이리스터와, 이 사이리스터의 제어단자에 공급되는 도통제어 신호를 연속하전 신호 또는 간헐하전시호로 전환하는 제 2의 스위치와, 상기 변압기에 의해 승압된 교류를 정류하는 정류기를 가지는 동시에, 상기 베이스전원 회로의 부전압쪽 출력단자를 상기평활회로, 콘덴서 및 펄스트랜스의 2차쪽권선을 경유하고 또 이들을 바이패스해서 방전극에 직접접속하는 제 3의 스위치를 설치하는 것이 있다.

본 발명이 또 다른 특징으로하는 바는, 상기직류원이, 변환회로 및 인버터회로에 의해 소망의 고주파로 변화되고 변압기에 의해서 승압된 고주파교류를 정류하는 정류기를 가지는 것에 있다. 본 발명에 있어서는, 베이스 전원회로에 교류전원으로부터의 교류전력이 공급되면, 역저지 3단자 사이리스터에서 전력이 조절되고, 변압기에서 승압되고, 정류기에서 정류되므로써 베이스전압이 생성된다. 이 베이스전압은 평활회로에서 평활된후, 콘덴서의 양단자에 부하 되는 동시에 그 부전압쪽 출력단자로부터 출력된 부전압은 펄스트랜스의 2차쪽권선을 경유해서 방전극에 공급된다.

한편, 펄스 전원회로에 교류전원으로 부터의 교류전력이 공급되면, 변환회로에서 직류로 변환되고, 인버터회로에서 고주파교류로 변환되고, 변압기에서 승압되고, 정류기에서 정류된후, 포하가능 리액터를 거쳐서, 펄스콘덴서에 충전된다. 스위칭 소자가 ON으로 되면, 펄스콘덴서로부터 방전된 펄스형상의 전류가 포화가능리액터, 스위칭소자를 거쳐서 펄스트랜스의 1차쪽권선을 흘러 지나가고, 이에의거해서 유기된 부극성의 펄스전압이 펄스트랜스의 2차쪽권선에 공급되고 있는 부극성의 1자가 베이스 전압에 가극성으로 중첩되어서 방전극에 인가되고, 집진실내에서 코로나 방전이 발생한다. 그후 집진실내에 축적된 전하가 LC공진에 의해서 방전극으로부터 방전된다. 이에 의해 발생하는 공진전류는, 펄스 트랜스의 2차쪽권선으로부터 1차쪽권선으로 전달되고, 이어서, 반도체소자, 포화가능리액터를 거쳐서 펄스콘덴서에 회수된다. 스위칭소자의 제어단자에 공급되는 도통제어신호를 제1의 스위칭에 의해 ON 또는 OFF하고, 사이리스터의 제어단자에 공급되는 도통제어신호를 제 2의 스위치에 의해 연속하전신호 또는 간헐하전신호로 절환하고, 또한, 제 3의 스위치를 절환하므로써 베이스 전원회로의 부전압쪽 출력단자를 평활회로 콘덴서 및 펄스 트랜스의 2차쪽권선을 경유시키고 또는 이들을 바이패스해서 방전극에 직접 접속 하므로서, 펄스하전, 완전DC하전, 간헐하전, DC리플하전의 각종모드를 선택한다. 이하, 본 발명의 실시예를 철부도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

본 발명의 제1실시예가 제1도 및 제2도에 표시되어 있다. 제1도에 있어서, (30)은 베이스전원회로로서, 역병렬 접속의 1쌍의 역저지 3단자 사이리스터(31)(이하사이리스터라고함), 변압기(33), 정류기(34), 제어기(32)를 구비하고 있다. 교류전원으로부터의 교류전력이 베이스전원회로(30)에 공급되면, 사이리스터(31)에 의해 소망의 베이스전압을 얻을 수 있도록 전력이 조정된다. 즉, 제어기(32)로부터 도통제어신호(연속하전신호의 경우와간헐하전신호의 경우가 있다)를 사이리스터(31)의 제어단자에 공급하고 사이리스터(31)의 점호시간, 즉, 도통시간을 제어하므로써 공급된 전류 및 전압, 즉 전력이 조정된다. 여기서 상기 도통제어신호에 대해서 상세히 설명하면, 설정된 점호각(도통각)으로 교류전원주파수의 1/2주기마다 사이리스터(31)를 점호(点弧)시키는 경우(하전율=1)를 연속하전, 1주기에 1회 사이리스터(31)를 점호시키거나(하전율=1/2), 3/2주기에 1회 사이리스터(31)를 점호시키는 경우(하전율=1/3)등을 간헐하전이라고 말한다. 따라서, 예를들면, 점호각이 60°, 하전율이 1/3인 도통제어신호의 경우, 사이리스터(31)는 어떤 1/2주기중의 60°에서 점호(도통)되고, 다음의 1주기(1/2주기×2)는 점호 되지않고, 그다음의 1/2주기중의 60°에서 재차 점호된다고 하는 동작을 반복한다. 이 점호각 및 하전율은 임의로 제어기(32)에 설정되고, 또한, 변경할 수 있다. 사이리스터(31)에 의해서 조정된 교류전류는, 변압기(33)에서 승압된후, 정류기(34)에 의해 전류된다. 이어서, 평활 콘덴서(18)와 리액터(19),(21)로 이루어진 평활 회로(25)에 의해 거의 완전하게 직류는 평활화되어서 콘덴서(20)의 양쪽의 단자에 이른다. 이 콘덴서(20)의 정극쪽단자는 접지되고, 부극쪽단자는 펄스 트랜스(16)의 2차쪽 권선을 경유해서 방전극(41)에 접속되어 있으며, 방전극(41)에는 부의 전압이 인가된다.

한편, 펄스 전원회로(1)는, 변환회로(2), 리액터(3), 콘덴서(4), 퓨즈(5), 트랜지스터브리지로 이루어지는 인버터회로(6), 변압기(10), 정류기(11), GTO사이리스터(스위칭소자)(12), 다이오드(반도체소자)(13), 포화가능리액터(14), 펄스콘덴서(15), 제어기(7),(8),(9),(17)을 구비하고 있으며, 상기 베이스 전원회로(30), 방전극(41)과는 펄스트랜스(16)에 의해 절연 되어있다. 교류전원으로 부터의 3상교류가 펄스 전원회로(1)에 공급되면, 먼저 제어기(7)로 부터의 신호에 의거하여 변환회로(2)에 의해 맥류로 변환되고, 리액터(3)에 의해 평활화 되어서 콘덴서(4)에 충전된다. 콘덴서(4)로부터 방전된 직류는, 제어기(8)로 부터의 신호에 의거해서 인버터회로(6)에 의해 소망의 고주파 교류로 변환되고, 이어서, 변압기(10)에서 승압된후, 정류기(11)에서 정류되고, 그런후, 포화가능 리액터(14)를 통과해서 펄스콘덴서(15)에 충전된다. 이때 GTO 사이리스터(12)는, 제어기(17)로 부터의 지령에 의해 OFF로 되어 있다. 펄스콘덴서(15)의 전압은 도시하지 않는 전압계에 의해서 검지되고, 펄스콘덴서(150가 소정전압까지 충전된 뜻의 신호가 제어기(9)에 입력되면, 이들지령에 의해 제어기(8)로 부터의 신호가 OFF된다. 그후 제어기(17)로부터 GTO 사이리스터(12)에 ON지령, 즉, 도통제어신호가 출력되면, GTO 사이리스터(12)가 도통하므로써 펄스콘덴서(15)가 방전하고, 이 방전전류는, 펄스콘덴서(15)로부터 포화 가능 리액터(14)와 GTO 사이리스터(12) (직렬방전회로)를 거쳐서, 펄스트랜스(16)의 1차쪽 권선으로 흐른다. 이에의해 펄스트랜스(160의 2차쪽권선에 부극성의 펄스전압이 발생하고, 2차권선에 상기 공급되어 있는 부극성의 베이스 전압에 가극성으로 중첩되어서 전압Ve, 전류 Ie로 되어서 방전극(41)에 인가된다. 또한, 펄스트랜스(16)의 1차쪽권선을 아래로부터 위로 흐르는 방전전류와 2차쪽권선을 위로부터 아래로 흐르는 베이스전류에서는 그 흐르는 방향이 반대로 되어 있다. 방전극(41)에 공급된 전압Ve가 피크치에 도달한후, 포화가능 리액터(14)가 포화하는 시간이 경과 하였을 때, 집진실(40)내에 축적된 전하가 LC공진에 의해서 상기한 바와는 반대 방향의 공진전류로서 방전극(41)으로부터 방전한다. 이 전류는 펄스 트랜스(16)의 2차쪽권선으로부터 1차쪽권선에 전달되고, 이어서, GTO 사이리스터(12)와 병렬로 이것과 반대방향으로 접속되어 있는 다이오드(13), 포화가능 리액터(14)를 경유해서 펄스 콘덴서(15)에 유입한다. 전압Ve가 피크치에 도달한후, 공진전류가 흐름이 끝날때까지 제어기(17)로 부터의 지령에 의해서 GTO 사이리스터(12)를 OFF로 하므로써, 펄스콘덴서(16)에 유입한 전하는 재차 공진전류로서 방출되는 일없이 펄스콘덴서(16)에 회수된다. 또한, 제어기(9)는 제어기(7),(8),(17)에 출력하고, 변환회로(2), 인버터회로(6), GTO 사이리스터(12)의 ON/OFF 타이밍은 제어기(9)에 의해 제어된다. 또, 제어기(9)는 베이스 전원회로(30)의 제어기(32)와 인터록되고, 펄스 전원회로(1)와 베이스 전원회로(30)의 운전을 협조시키고 있다.

펄스전원회로(1)의 작동타이밍 챠트의 제 2도에 표시되어 있다. 그리고, 펄스전원회로(1)와 베이스전원회로(30) 및 방전극(41)과는 펄스트랜스(16)에 의해서 절연되고, 또, 베이스전압을 평활회로(15)에 의해 거의 완전한 직류로 변환되므로, 베이스전압과 펄스 전압을 완전히 독립해서 제어 할 수 있다. 따라서, 펄스전압을 베이스전압에 중첩하였을 때 이상 방전이 발생하는 일도 없어 진다. 또한, 평활회로(25)의 정전용량을 집진실(40)의 정전용량보다 크게하면(10배 정도), 상기 효과는 현저하게 된다. 또, 펄스트랜스(16)의 1차쪽권선을 흐르는 펄스전류의 방향과 2차쪽 권선을 흐르는 베이스 전류의 방향을 서로 반대방향으로하고, 이들 전류에 의해 펄스트랜스(16)에 발생하는 자속의 방향을 반대로해서 펄스트랜스(16)의 철심의 포화를 방지하고 있기 때문에, 콤펙트한 펄스트랜스(16)로 도급준하고, 또한, 대출력의 펄스전압을 얻을 수 있다. 또, 방전전극(41)로부터 펄스 전원회로(1)에 역류하는 공진 전류를 펄스트랜스(16)의 1차쪽권선, 다이오드(13), 포화가능리액터(14) 및 펄스콘덴서(15)로 이루어지는 페쇄회로에 도입하여 펄스콘덴서(15)에 회수하고 있으므로, 에너지 이용율을 향상 시킬 수 있는 동시에, 방전극(41)에 인가되는 펄스빈도를 활실하게 제어할 수 있다. 또, 변환회로(2) 및 인버터회로(6)에 의해 교류전원을 일단 직류로한후, 소망의 고주파 교류를 생성하고 있으므로, 펄스콘덴서(15)에의 충전효율을 향상 시킬 수 있다. 또, 펄스콘덴서(15)의 ON/OFF를 GTO 사이리스터(12)에 의해서 제어하고 있으므로, 펄스폭을 수 10㎲의 오더로 제어할 수 있다.

본 발명의 제2실시예를 제3도 내지 제6도를 참조해서 설명한다. 제3도에 있어서, (52)는 제어기(9)로부터 출력되는 GTO 사이리스터(12)에의 도통제어신호의 공급로를 스위칭하는 제1의 스위치이다. 이 스위치(52)가 ON일 때, 상기 도통 제어신호에 따라서 제어기(17)에 의해 GTO 사이리스터(12)가 ON/OFF되나, 스위치(52)가 OFF일때는, 제어기(9)로부터 도통제어신호가 출력되어 있어도 GTO 사이리스터(12)는 도통되는 일없이 항상 비도통상태가 된다. (53)은 사이리스터(31)에 공급되는 도통제어신호를 연속하전 또는 간헐 하전으로 절환하기 위한 제 2의 스위치로서, 이 스위치 (53)가 ON일때는 간헐하전으로, OFF일때는 연속하전으로 절환된다. 절환기구의 모식도가 제 4도에 표시되어 있다. 제어기(32)에는 외부로부터 점호각신호와 하전을 신호가 입력되어있고, 스위치 S는 하전율신호에 의해 스위칭된다. 즉, 상시 ON으로 되어있는 스위치 S를 통해서 점호각신호가 사이리스터(31)에 출력되나, 예를들면, 하전율이 1/3의 경우, 사이리스터(31)를 점호하지않는 1/2주기×2의 하전 휴지기간중에는, 하전율신호에 의해서 스위치 S가 OFF로 된다. 따라서, 스위치(53)가 ON상태에 있으면, 제어기(32)로부터 출력되는 도통제어신호는, 어떤 점호각에 의한 간헐하전 신호가 된다. 다른한편, 스위치(52)가 OFF상태에 있으면 스위치S를 스위칭하는 하전을 신호가 차단 되기 때문에, 스위치S는 ON된채로 되고, 제어기(32)로부터 출력되는 도통제어신호는 어떤 점호각에 의한 연속하전신호로 된다.

(50),(51)은 서로 연동하는 제 3의 스위치이다. 이들 스위치(50),(51)이 P쪽으로부터 D쪽으로 절환되면, 제 1도에 표시한 상태로부터 펄스트랜스(16)의 2차쪽권선과 방전극(41)이 떨어져서, 방전극(41)이 펄스트랜스(16)의 2차쪽권선, 평활회로(25)를 바이패스해서 베이스 전원회로(30)의 부전압쪽 출력단자에 직결된 상태로 된다. 다른구성은 제 1도와 동일하며, 대응하는 부재에는 동일부호를 붙여서 설명은 생략한다. 이런종류의 전기집진장치에 있어서는, 집진실(40)의 처리가스속에 포함되는 먼지의 전기저항율이 상승하는데 따라서, 하전상황은, 정상하전, 불꽃빈발, 비교적 전압의 높은 역전리(逆電離), 저전압과 대전류를 나타내는 역전리로 순차적으로 변화한다. 따라서, 상기 전하상황의 변화에 대응해서 DC리플하전, 완전DC하전, 간헐하전, 펄스하전의 순서로 하전 모드를 절환하면, 집진성능의 향상으로 이어진다. 그런데, 제 3의 스위치 (50),(51)이 P쪽에 있고, 제 1이 스위치(52)가 ON상태에 있을 때는 베이스전원회로(30)에서 생성된 베이스전압은 스위치(50), 평활회로(25)를 통과해서 평활화된후, 펄스트랜스(16)의 2차쪽권선을 경유해서 방전극(41)에 공급된다. 그리고, 제 1의 스위치(52)가 ON으로 되어있으므로, 제어기(17)로 부터의 도통제어신호에 의해서 GTO 사이리스터(12)가 스위칭되므로써 펄스 전류가 생성된다. 이 펄스전류가 펄스트랜스(160의 1차쪽권선을 흘러지나는 과정에서, 그 2차쪽 권선에 유기되는 펄스 전압이 베이스전압에 중첩되어서 집진실(40)의 방전극(41)에 인가되므로, 펄스하전 모드로 된다.

펄스하전 모드시에 있어서의 사이리스터(31)의 게이트전류, 출력전압 및 방전극(41)의 전압을 표시한 타이밍 챠트가 제6(A)도에 표시되어 있다. 이 펄스 하전모드는 전압인가시간을 마이크로 세컨드오더에 의해서 조정할 수 있기 때문에, 발생시 정수(定數)가 매우 짧은 역전리에 대하여 유효하고, 또한, 전압인가시간이 매우 짧기 때문에 소비전력을 대폭저감 할 수 있다. 제 3의 스위치(50),(51)을 P쪽으로 한채 제1의 스위치(52)를 OFF로 절환하면, GTO 사이리스터(12)에의 도통제어신호의 공급로가 차단되기 때문에, GTO 사이리스터(12)가 도통하지 않고, 펄스콘덴서(25)가 방정하지 않으므로 펄스전압은 발생하지 않는다.

한편, 베이스 전압회로(30)에서 생성된 베이스전압은, 평활회로(25)를 경유해서 방전극(41)에 공급된다. 따라서, 방전극(41)에 공급되는 베이스전압은, 평활회로(25)에 의해 리플분이 제거된 파형으로되고, 소위 완전DC하전 모드 가진다. 완전 DC하전 모드시에 있어서의 사이리스터(31)의 게이트 전류, 출력전압 및 방전극(41)의 전압을 표시한 타이밍챠트가 제6(B)도에 표시되어 있다. 이 완전DC하전 모드는 리플이 없기 때문에, 불꽃 빈발 상황시에는 불꽃방전의 발생을 억제 할 수 있다. 제 3의 스위치(50),(51)을 각각 D쪽으로 절환하고, 또한, 제 2의 스우치(53)를 ON으로하면, 방전극(41)이 베이스전원회로(30)에 직결되는 동시에 제어기(32)로 부터는 간헐 하전신호가 출력되고, 사이리스터(31)는 설정된 점호각과 하전율을 가지고 도통된다. 이 경우, 방전극(41)에 공급되는 베이스 전압은 사이리스터(31)가 도통하고 있는 동안에 피크치를 가진 파형으로 되고, 소위 간헐 하전모드로 된다. 이 간헐하전 모드시에 있어서의 사이리스터(31)의 게이트 전류, 출력전압 및 방전극(41)의 전압을 표시한 타이밍 챠트가 제 6(C)도에 표시되어 있다. 이 간헐 하전모드는, 전압인가 시간을 밀리세컨드오더에 의해서 조정할 수 있고, 따라서, 발생기 정수가 짧은 역전리에 대하여 유효하고, 또한, 전압인가 시간이 짧기 때문에 소비전력을 저감할 수 있다. 제 3의 스위치(50),(51)을 D쪽으로 절환한 채로 제 2의 스위치(53)를 OFF로 절환하면, 제 4도의 스위치S를 스위칭시키는 하전율신호가 차단 되기 때문에, 제어기(32)로 부터는 설정된 점호각에의한 연속하전 신호가 출력된다. 그러자, 방전극(41)에 공급되는 베이스 전압을 리플분이 남은 파형으로 되고, 소위 DC리플하전 모드가 된다. 이 DC리플하전 모드시에 있어서의 사이리스터(31)의 게이트전류, 출력전압 및 방전극(41)의 전압을 표시한 타이밍 챠트가 제 6(B)도에 표시되어 있다. 이 DC리플하전 모드는 종래부터의 하전방법으로 충분한 실적이 있으며, 특성의 분석도 용이하고, 정상하전 상황에 있어서는 집진성능이 양호하다. 또한, 모드에의 절환에 있어서는 방전극(41)에 공급되는 전압이 소정치가 되게되는 점호각, 하전율이 제어기(32)에 설정된다.

이상과 같이 스위치(50),(51),(52),(53)의 절환에 의해, 펄스하전모드, 완전 DC하전모드, 간헐 하전모드, DC리플 하전모드로 절환 할 수 있다. 따라서, 처리 가스속의 먼지의 전기저항율에 따라서 변화하는 하전상황(정상시, 불꽃 방전 빈발시, 역전리 발생시동)에 따라서 최적의 하전모드를 선택하므로써, 집진성능을 향상 할 수 있는 동시에 소비전력의 삭감을 도모할 수 있다. 또한, 제 2의 스위치(53)는 하전율신호의 공급로를 차단하는 구성으로 하였으나, 제 5도에 표시한바와 같이 제어기(32)를 간헐 하전용과 연속하전용의 회로기능으로 나누어서 구성하고, 스위치(53)에 의해 어느한쪽의 회로를 선택하도록 해도 된다. 제 5도의 스위치S의 ON/OFF동작은, 제 4도의 스위치의 것과 동일하다.

Claims

베이스전원회로에서 생성된 부(負)극성의 베이스전압에 펄스 전원회로에서 생성된 부극성의 펄스전압을, 가극성(加極性)으로 중첩해서, 접지된 집진실내에 배설된 부극성의 방전극에 공급하는 전기집진장치에 있어서, 일단부가 접지되고 타단부가 펄스트랜스의 2차쪽권선을 경유해서 상기 방전극에 접속되는 콘덴서를 설치하고, 상기 베이스 전원회로의 정(正)전압쪽 출력단자를 상기 콘덴서의 접지쪽 단자에 접속하는 동시에 상기 베이스 전원회로의 부전압쪽 출력 단자를 평활회로는 경유해서 상기 콘덴서의 방전극쪽 단자에 접속하고, 또한, 상기 펄스트랜스의 1차쪽권선에 상기 펄스 전원호로의 출력단자를 접속한 것을 특징으로 하는 전기집진장치.
제1항에 있어서, 상기 펄스 전원회로가 스위칭소자, 포화가능 리액터 및 직류원에 의해 충전되어 펄스형상의 방전전류를 상기펄스 트랜스의 1차쪽권선에 출력하는 펄스콘덴서로 이루어지는 직렬 방전회로와, 상기 스위칭소자와 병렬로 접속되어 상기 방전전류와 반대방향의 전류만을 도통시키는 반도체소자를 가지고, 상기 스위칭소자가 그 제어단자에 공급되는 도통제어 신호에 의해 ON/OFF 쌍방을 제어가능한 반도체소자로 이루어지는 것을 특징으로하는 전기집진장치.
제1항에 있어서, 상기 펄스 전원회로가 교류전원을 직류로 변화하는 변환회로와,. 상기 변환된 직류를 소망의 고주파교류로 변환하는 인버터회로와, 상기 고주파교류를 승압하는 변압기와, 상기 승압된 고주파 교류를 정류하는 정류기와, 상기 정류된 직류에 의해 충전되어 펄스 형상의 반전전류를 상기 펄스 트랜스의 1차쪽권선에 출력하는 펄스 콘덴서를 가지는 것을 특징으로하는 전기집진장치.
제1항에 있어서, 상기 펄스전원회로가, 스위칭소자, 포화가능 리액터, 및 직류원에 의해 충전되고, 펄스형상의 방전 전류를 상기 펄스트랜스의 1차쪽권선에 출력하는 펄스 콘덴서로 이루어지는 직렬 방전회로와, 상기 스위칭소자의 제어단자에 공급되는 도통제어신호의 공급로를 ON/OFF하는 제 1스위치를 가지고, 상기 베이스 전원회로가, 교류 전원과 변압기와의 사이에 접속된 역병렬 접속의 역저지 3단자 사이리스터와, 이 사이리스터의 제어단자에 공급되는 도통제어신호를 연속하전신호 또는 간헐 하전신호로 절환하는 제 2의 스위치와, 상기 변압기에 의해 승압된 교류를 정류하는 정류기를 가지는 동시에, 상기 베이스 전원회로의 부전압쪽 출력 단자를 상기 평활회로, 콘덴서 및 펄스트랜스의 2차쪽권선을 경유하고 또는 이들을 바이패스해서 상기 방전극에 직접접속하는 제 3의 스위치를 설치한 것을 특징으로 하는 전기집진장치.
제1항에 있어서, 상기 펄스 전원회로가, 제어단자에 공급되는 도통 제어신호에 의해 ON/OFF 쌍방을 제어가능한 반도체소자로 이루어지는 스위칭 소자, 포화가능 리액터 및 직류원에 의해 충전되어 펄스형상의 방전전류를 펄스 트랜스의 1차쪽권선에 출력하는 펄스콘덴서로 이루어지는 직렬 방전회로와, 상기 스위칭소자와 병렬로 접속되어 상기 방전전류와 역방향의 전류만을 도통시키는 반도체소자와, 상기 스위칭소자의 제어단자에 공급되는 도통제어신호의 공급로를 ON/OFF하는 제 1의 스위치를 가지고, 베이스 전원회로가 교류전원과 변압기와의 사이에 접속된 역병렬 접속의 역저지3단자 사이리스터와, 이 사이리스터의 제어단자에 공급되는 도통제어 신호를 연속하전신호 또는 간헐하전 신호로 절환하는 제 2의 스위치와, 상기 변압기에 의해 승압된 교류를 정류하는 정류기를 가지는 동시에, 상기 베이스 전원회로의 부전압쪽 출력단자를 상기 평활회로, 콘덴서 및 펄스트랜스의 2차쪽권선을 경유하고 또 이들을 바이패스해서 방전극에 직접 접속하는 제 3의 스위치를 설치한 것을 특징으로하는 전기집진장치.
제2항, 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 직류원이, 변환회로 및 인버터회로에 의해 소망의 고주파로 변환되고 변압기에 의해서 승압된 고주파 교류를 정류하는 정류기로 이루어진 것을 특징으로하는 전기집진장치.