JPH07232102A - 電気集塵装置 - Google Patents

電気集塵装置

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JPH07232102A
JPH07232102A JP6275646A JP27564694A JPH07232102A JP H07232102 A JPH07232102 A JP H07232102A JP 6275646 A JP6275646 A JP 6275646A JP 27564694 A JP27564694 A JP 27564694A JP H07232102 A JPH07232102 A JP H07232102A
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pulse
power supply
circuit
transformer
capacitor
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JP6275646A
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Sakao Sugiura
坂男 杉浦
Osamu Kawabata
理 川畑
Nobuo Teramura
信夫 寺村
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/66—Applications of electricity supply techniques
    • B03C3/68—Control systems therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • Y10S323/903—Precipitators

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Electrostatic Separation (AREA)
  • Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ベース電圧とパルス電圧を独立して制御可能
とし、急峻、かつ、大出力のパルスを放電極41に印加で
きるようにした。 【構成】 一端が接地され他端がパルストランス16の２
次側巻線を経由して放電極41に接続されるコンデンサ20
を設ける。このコンデンサ20の接地側端子を平滑回路25
を経由してベース電源回路30の正電圧側出力端子に接続
するとともにコンデンサ20の放電極側端子にベース電源
回路30の負電圧側端子を接続する。そして、パルストラ
ンス16の１次側巻線にパルス電源回路30の出力端子を接
続する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電気集塵装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】４従来の電気集塵装置の１例が図７に示
されている。この電気集塵装置は、図７(A) に示すよう
に、ベース電源回路141 で生成された直流のベース電圧
とパルス電源回路142 で生成されたパルス電圧とを結合
コンデンサ133 を介して重畳させて集塵室130A内に配設
された放電極130Bに荷電している。
【０００３】荷電電圧の波形は図７(B) に示され、パル
ス巾は50〜 200μs の範囲でパルス頻度は25〜400ppsの
範囲で調整できる。なお、図７(A) において、131 はパ
ルス形成コンデンサ、132 はスイッチング回路、134 は
結合トランス、135 、136 は電力調整回路、137 、138
はトランス、139 、140 は整流回路である。
【０００４】図８には従来の他の電気集塵装置が示され
ている。この電気集塵装置は、図８(A) に示すように、
直流高電圧電源146 で生成された直流高電圧とパルス形
成コンデンサ147 から放電されたパルス電圧を結合コン
デンサを介さずに重畳して図８(B) に示す波形の電圧を
集塵室144A内に配設された放電極に144Bに荷電してい
る。
【０００５】なお、図８(A) において、143 はベース電
圧供給用抵抗、145 はコントローラ、148 はスイッチン
グ回路である。
【０００６】図９には従来の更に他の電気集塵装置が示
されている。この電気集塵装置は、図９(A) に示すよう
に、ベース電源回路150 とパルス電源回路152 とを具
え、パルス形成コンデンサ151 は結合コンデンサの機能
を兼ねている。
【０００７】集塵室153A内に配設された放電極153Bには
図９(B) に示す電圧波形の電圧が荷電される。なお、図
９(A) において、154 はスイッチング回路である。
【０００８】図10には従来の更に他の電気集塵装置が示
されている。この電気集塵装置は、図10(A) に示すよう
に、パルス形成コンデンサ161 及び高電圧スイッチング
回路162 を有するパルス発生装置164 を具え、直流高電
圧電源160 によりパルス形成コンデンサ161 を充電す
る。
【０００９】このパルス形成コンデンサ161 が十分に高
い電圧に達した時点でスイッチング回路162 によりスイ
ッチングを行うことによってLC共振を発生させ、図10
(B) に示す急峻なパルス電圧を集塵室163A内に配設され
た放電極163Bの残留電圧に重畳させている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の各電気集塵
装置の問題点を列挙すると、次の通りである。図７に示
す電気集塵装置では、 (1) ベース電圧を極力平滑なものとするため、ベース
電源回路141 に３相交流を使用しているので、構造が複
雑で大形となり、かつ、高価になる。
【００１１】(2) また、パルス形成コンデンサ131 の
充電効率を上げるために、パルス電源回路142 に３相交
流を使用しているが、これによる充電効率向上には限界
がある。
【００１２】(3) 結合トランス134 の２次側巻線を流
れるベース電流とその１次側巻線を流れるパルス電流の
方向が同じとなるため、これら電流により発生する磁束
方向が同じとなり、従って、結合トランス134 の鉄心を
極端に大きくする等してその飽和を避ける必要が生じる
とともにパルス巾の短い急峻なパルスが得られない。
【００１３】図８に示す電気集塵装置では、 (1) 単一の直流高電圧電源146 を用いていること及び
直流高電圧電源146 、スイッチング回路148 、放電極14
4Bの３者が回路的に常に接続された状態となっているの
で、ベース電圧は放電極144Bの荷電の影響を受け易く平
滑にはならない。
【００１４】(2) パルス形成コンデンサ147 の充電電
圧は集塵室144Aの荷電電圧、即ち、ベース電圧にほぼ等
しくなるので、パルス電圧のピーク値はベース電圧の影
響を受けるとともにベース電圧とパルス電圧とを独立し
て制御できないため、パルス電圧をベース電圧に重畳し
た際異常放電を生じるおそれがある。
【００１５】(3) 放電極144Bで発生した共振電流及び
直流高電圧電源146 で生成されたベース電流のエネルギ
ーがベース電圧供給用抵抗143 で消費されるため、この
抵抗143 は容量の大きなものが必要となる上に、エネル
ギーの利用率が低下し、省エネルギー上好ましくない。
【００１６】図９に示す電気集塵装置では、 (1) それぞれ独立したベース電源回路150 及びパルス
電源回路152 を持っているが、パルス形成コンデンサ15
1 の一端が放電極153Bに接続されているため、パルス形
成コンデンサ151 の充電電圧はベース電圧のリップルの
影響を受け、従って、パルス電圧を独立して制御するこ
とは不可能である。
【００１７】(2) ベース電圧のリップルの影響を避け
るためにはベース電圧を上げる必要があるが、ベース電
圧を上げると、異常放電が発生するので、集塵性能上好
ましくない。
【００１８】(3) パルス形成コンデンサ151 にはベー
ス電圧とパルス電圧の和が印加されることになるため、
パルス形成コンデンサ151 の耐電圧を大きくし、かつ、
スイッチング時のパルスピーク電圧を高くするために静
電容量も大きくする必要がある。
【００１９】図10に示す電気集塵装置では、 (1) スイッチング機能と絶縁機能をパルス発生装置164
に持たせているため、パルス電圧を単独に制御できる
が、ベース電源がないため、非パルス期間中はベース電
圧を制御できない。
【００２０】(2) スイッチング回路162 をオンしてい
る期間中に共振電流が流れるため、減衰するパルス電圧
が放電極163Bに複数回印加され、従って、パルス頻度を
正確に制御することができない。
【００２１】(3) 共振電流のエネルギーは主に集塵室1
63A内で消費されることになるが、複数のパルスが印加
されるため、シングルパルスに比べ多くのエネルギーが
消費され、かつ、集塵性能上好ましくない。
【００２２】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために発明されたものであって、その特徴とすると
ころは、ベース電源回路で生成された負極性のベース電
圧にパルス電源回路で生成された負極性のパルス電圧を
加極性で重畳して接地された集塵室内に配設された負極
性の放電極に供給する電気集塵装置において、一端が接
地され他端がパルストランスの２次側巻線を経由して上
記放電極に接続されるコンデンサを設け、上記ベース電
源回路の正電圧側出力端子を該コンデンサの接地側端子
に接続するとともに上記ベース電源回路の負電圧側出力
端子を平滑回路を経由して該コンデンサの放電極側端子
に接続し、かつ、該パルストランスの１次側巻線に上記
パルス電源回路の出力端子を接続したことを特徴とする
電気集塵装置にある。
【００２３】他の特徴とするところは、上記パルス電源
回路がスイッチング素子、可飽和リアクトル及び直流源
により充電されパルス状の放電電流を上記パルストラン
スの１次側巻線に出力するパルスコンデンサよりなる直
列放電回路と、該スイッチング素子と並列に接続され上
記放電電流と逆方向の電流のみを導通させる半導体素子
とを有し、上記スイッチング素子がその制御端子に供給
される導通制御信号によりＯＮ／ＯＦＦ双方を制御可能
な半導体素子からなることにある。
【００２４】更に他の特徴とするところは、上記パルス
電源回路が交流電源を直流に変換するコンバータ回路
と、該変換された直流を所望の高周波交流に変換するイ
ンバータ回路と、該高周波交流を昇圧する変圧器と、該
昇圧された高周波交流を整流する整流器と、該整流され
た直流により充電されパルス状の放電電流を上記パルス
トランスの１次側巻線に出力するパルスコンデンサとを
有することにある。
【００２５】更に他の特徴とするところは、上記パルス
電源回路がスイッチング素子、可飽和リアクトル及び直
流源により充電されパルス状の放電電流を上記パルスト
ランスの１次側巻線に出力するパルスコンデンサよりな
る直列放電回路と、該スイッチング素子の制御端子に供
給される導通制御信号の供給路をＯＮ／ＯＦＦする第１
のスイッチとを有し、上記ベース電源回路が交流電源と
変圧器との間に接続された逆並列接続の逆阻止３端子サ
イリスタと、該サイリスタの制御端子に供給される導通
制御信号を連続荷電信号または間欠荷電信号に切り換え
る第２のスイッチと、上記変圧器により昇圧された交流
を整流する整流器とを有するとともに上記ベース電源回
路の負電圧側出力端子を上記平滑回路、コンデンサ及び
パルストランスの２次側巻線を経由し又はこれらをバイ
パスして上記放電極に直接接続する第３のスイッチを設
けたことを特徴とする請求項１記載の電気集塵装置にあ
る。
【００２６】更に他の特徴とするところは、上記パルス
電源回路が制御端子に供給される導通制御信号によりＯ
Ｎ／ＯＦＦ双方を制御可能な半導体素子からなるスイッ
チング素子、可飽和リアクトル及び直流源により充電さ
れパルス状の放電電流をパルストランスの１次側巻線に
出力するパルスコンデンサよりなる直列放電回路と、上
記スイッチング素子と並列に接続され上記放電電流と逆
方向の電流のみを導通させる半導体素子と、上記スイッ
チング素子の制御端子に供給される導通制御信号の供給
路をＯＮ／ＯＦＦする第１のスイッチとを有し、ベース
電源回路が交流電源と変圧器との間に接続された逆並列
接続の逆阻止３端子サイリスタと、該サイリスタの制御
端子に供給される導通制御信号を連続荷電信号又は間欠
荷電信号に切り換える第２のスイッチと、上記変圧器に
より昇圧された交流を整流する整流器とを有するととも
に上記ベース電源回路の負電圧側出力端子を上記平滑回
路、コンデンサ及びパルストランスの２次側巻線を経由
し又はこれらをバイパスして放電極に直接接続する第３
のスイッチを設けたことにある。
【００２７】更に他の特徴とするところは、上記直流源
がコンバータ回路及びインバータ回路により所望の高周
波に変換され変圧器で昇圧された高周波交流を整流する
整流器からなることにある。
【００２８】
【作用】本発明においては、ベース電源回路に交流電源
からの交流電力が供給されると、逆阻止３端子サイリス
タで電力が調整され、変圧器で昇圧され、整流器で整流
されることによりベース電圧が生成される。このベース
電圧は平滑回路で平滑された後、コンデンサの両端子に
負荷されると同時にその負電圧側出力端子から出力され
た負電圧はパルストランスの2 次側巻線を経由して放電
極に供給される。
【００２９】一方、パルス電源回路に交流電源からの交
流電力が供給されると、コンバータ回路で直流に変換さ
れ、インバータ回路で高周波交流に変換され、変圧器で
昇圧され、整流器で整流された後、可飽和リアクトルを
経てパルスコンデンサに充電される。
【００３０】スイッチング素子がＯＮとなると、パルス
コンデンサから放電されたパルス状の電流が可飽和リア
クトル、スイッチング素子を経てパルストランスの１次
側巻線を流過し、これに基づいて誘起された負極性のパ
ルス電圧がパルストランスの２次側巻線に供給されてい
る負極性のベース電圧に加極性で重畳されて放電極に印
加され、集塵室内でコロナ放電が生じる。
【００３１】その後集塵室内に蓄積された電荷がＬＣ共
振によって放電極から放電され、この共振電流はパルス
トランスの２次側巻線から１次側巻線に伝達され、次い
で、半導体素子、可飽和リアクトルを経てパルスコンデ
ンサに回収される。
【００３２】スイッチング素子の制御端子に供給される
導通制御信号を第１のスイッチによりＯＮ又はＯＦＦ
し、サイリスタの制御端子に供給される導通制御信号を
第２のスイッチにより連続荷電信号又は間欠荷電信号に
切り換え、かつ、第３のスイッチを切り換えることによ
ってベース電源回路の負電圧側出力端子を平滑回路、コ
ンデンサ及びパルストランスの２次側巻線を経由させま
たはこれらをバイパスして放電極に直接接続することに
よりパルス荷電、完全DC荷電、間欠荷電、DCリップル荷
電の各種モードを選択する。
【００３３】
【実施例】本発明の１実施例が図１及び図２に示されて
いる。図１において、30はベース電源回路で、逆並列接
続の一対の逆阻止３端子サイリスタ31( 以下サイリスタ
と言う) 、変圧器33、整流器34、コントローラ32を備え
ている。
【００３４】交流電源からの交流電力がベース電源回路
30に供給されると、サイリスタ31により所望のベース電
圧が得られるよう電力が調整される。即ち、コントロー
ラ32から導通制御信号( 連続荷電信号の場合と間欠荷電
信号の場合とがある) をサイリスタ31の制御端子に供給
しサイリスタ31の点孤時間、即ち、導通時間を制御する
ことにより供給された電流及び電圧、即ち、電力が調整
される。
【００３５】ここで上記導通制御信号について詳説する
と、設定された点孤角( 導通角) で交流電源周波数の１
／２周期毎にサイリスタ31を点孤させる場合( 荷電率＝
１）を連続荷電、１周期に１回サイリスタ31を点孤させ
たり（荷電率＝１／２) 、３／２周期に１回サイリスタ
31を点孤させる場合（荷電率＝１／３) 等を間欠荷電と
言う。
【００３６】従って、例えば、点孤角が60°、荷電率が
１／３である導通制御信号の場合、サイリスタ31はある
１／２周期中の60°で点孤( 導通) され、次の１周期(
１／２周期×２) は点孤されず、その次の１／２周期中
の60°で再び点孤されるという動作を繰り返す。この点
孤角及び荷電率は任意にコントローラ32に設定され、か
つ、変更することができる。
【００３７】サイリスタ31によって調整された交流電流
は変圧器33で昇圧された後、整流器34により整流され
る。次いで、平滑コンデンサ18とリアクトル19、21とよ
りなる平滑回路25によりほぼ完全に直流に平滑化されて
コンデンサ20の両側の端子にかかる。このコンデンサ20
の正極側端子は接地され、負極側端子はパルストランス
16の２次側巻線を経由して放電極41に接続されており、
放電極41には負の電圧が印加される。
【００３８】一方、パルス電源回路１はコンバータ回路
２、リアクトル３、コンデンサ４、ヒューズ５、トラン
ジスタブリッジからなるインバータ回路６、変圧器10、
整流器11、ＧＴＯサイリスタ( スイッチング素子)12 、
ダイオード( 半導体素子)13、可飽和リアクトル14、パ
ルスコンデンサ15、コントローラ７、８、９、17を備え
ており、上記ベース電源回路30、放電極41とはパルスト
ランス16により絶縁されている。
【００３９】交流電源からの３相交流がパルス電源回路
１に供給されると、まずコントローラ７からの信号に基
づきコンバータ回路２より脈流に変換され、リアクトル
３により平滑化されてコンデンサ４に充電される。
【００４０】コンデンサ４から放電された直流はコント
ローラ８からの信号に基づいてインバータ回路６により
所望の高周波交流に変換され、次いで、変圧器10で昇圧
された後、整流器11で整流され、しかる後、可飽和リア
クトル14を通ってパルスコンデンサ15に充電される。こ
のときＧＴＯサイリスタ12はコントローラ17からの指令
によりＯＦＦとなっている。
【００４１】パルスコンデンサ15の電圧は図示しない電
圧計によって検知され、パルスコンデンサ15が所定電圧
まで充電された旨の信号がコントローラ９に入力される
と、これからの指令によりコントローラ８からの信号が
ＯＦＦされる。
【００４２】その後コントローラ17からＧＴＯサイリス
タ12へＯＮ指令、即ち、導通制御信号が出力されると、
ＧＴＯサイリスタ12が導通することによりパルスコンデ
ンサ15が放電し、この放電電流は「パルスコンデンサ15
→可飽和リアクトル14→ＧＴＯサイリスタ12」（直列放
電回路）を経てパルストランス16の１次側巻線に流れ
る。
【００４３】これによりパルストランス16の２次側巻線
に負極性のパルス電圧が発生し、２次側巻線に常時供給
されている負極性のベース電圧に加極性で重畳されて電
圧Ｖe 、電流Ｉe となって放電極41に印加される。な
お、パルストランス16の１次側巻線を下から上に流れる
放電電流と２次側巻線を上から下に流れるベース電流と
ではその流れる方向が逆になっている。
【００４４】放電極41に供給された電圧Ｖe がピーク値
に達した後、可飽和リアクトル14が飽和する時間が経過
したとき、集塵室40内に蓄積された電荷がＬＣ共振によ
って上記とは逆方向の共振電流として放電極41から放電
する。
【００４５】この電流はパルストランス16の２次側巻線
から１次側巻線に伝達され、次いで、ＧＴＯサイリスタ
12と並列にこれと逆向に接続されているダイオード13、
可飽和リアクトル14を経由してパルスコンデンサ15に流
入する。電圧Ｖe がピーク値に達した後共振電流が流れ
終わるまでにコントローラ17からの指令によってＧＴＯ
サイリスタ12をＯＦＦとすることにより、パルスコンデ
ンサ16に流入した電荷は再度共振電流として放出される
ことなくパルスコンデンサ16に回収される。
【００４６】なお、コントローラ９はコントローラ７、
８、17に出力し、コンバータ回路２、インバータ回路
６、ＧＴＯサイリスタ12のＯＮ／ＯＦＦタイミングはコ
ントローラ９により制御される。また、コントローラ９
はベース電源回路30のコントローラ32とインターロック
され、パルス電源回路１とベース電源回路30の運転を協
調させている。パルス電源回路１の作動タイミングチャ
ートが図２に示されている。
【００４７】しかして、パルス電源回路１とベース電源
回路30及び放電極41とはパルストランス16で絶縁され、
また、ベース電圧は平滑回路25によりほぼ完全な直流に
変換されるので、ベース電圧とパルス電圧を全く独立し
て制御することができる。従って、パルス電圧をベース
電圧に重畳した際異常放電が生じることもなくなる。な
お、平滑回路25の静電容量を集塵室40の静電容量よりも
大きく（10倍程度）にすれば、上記効果は顕著となる。
【００４８】また、パルストランス16の１次側巻線を流
れるパルス電流の方向と２次側巻線を流れるベース電流
の方向とを互いに逆向きとし、これらの電流によりパル
ストランス16に発生する磁束の方向を逆にしてパルスト
ランス16の鉄心の飽和を防いでいるため、コンパクトな
パルストランス16でも急峻、かつ、大出力のパルス電圧
を得ることができる。
【００４９】また、放電極41からパルス電源回路１へ逆
流する共振電流をパルストランス16の１次側巻線、ダイ
オード13、可飽和リアクトル14及びパルスコンデンサ15
よりなる閉回路に取込みパルスコンデンサ15に回収して
いるので、エネルギー利用率を向上させることができる
同時に放電極41に印加されるパルス頻度を確実に制御す
ることができる。
【００５０】更に、コンバータ回路２及びインバータ回
路６により交流電源を一旦直流にした後、所望の高周波
交流を生成しているので、パルスコンデンサ15への充電
効率を向上させることができる。
【００５１】また、パルスコンデンサ15のＯＮ／ＯＦＦ
をＧＴＯサイリスタ12で制御しているので、パルス巾を
数10μs のオーダーで制御することができる。
【００５２】本発明の第２の実施例を図３ないし図６を
参照して説明する。図３において、52はコントローラ９
から出力されるＧＴＯサイリスタ12への導通制御信号の
供給路をスイッチングする第１のスイッチで、このスイ
ッチ52がＯＮのとき、上記導通制御信号に従ってコント
ローラ17によりＧＴＯサイリスタ12がＯＮ／ＯＦＦされ
るが、スイッチ52がＯＦＦのときは、コントローラ９か
ら導通制御信号が出力されていてもＧＴＯサイリスタ12
は導通されることなく常に非導通状態となる。
【００５３】53はサイリスタ31に供給される導通制御信
号を連続荷電又は間欠荷電に切り換えるための第２のス
イッチで、このスイッチ53がＯＮのときは間欠荷電に、
ＯＦＦのときは連続荷電に切り換えられる。
【００５４】切換え機構の模式図が図４に示されてい
る。コントローラ32には外部から点孤角信号と荷電率信
号が入力されており、スイッチＳは荷電率信号にりスイ
ッチングされる。即ち、常時ＯＮとなっているスイッチ
Ｓを通して点孤角信号がサイリスタ31に出力されるが、
例えば、荷電率が１／３の場合、サイリスタ31を点孤し
ない１／２周期×２の荷電休止期間は荷電率信号によっ
てスイッチＳがＯＦＦとされる。
【００５５】従って、スイッチ53がＯＮ状態にあれば、
コントローラ32から出力される導通制御信号はある点孤
角による間欠荷電信号となるが、スイッチ52がＯＦＦ状
態にあればスイッチＳをスイッチングする荷電率信号が
遮断されるため、スイッチＳはＯＮされたままとなり、
コントローラ32から出力される導通制御信号はある点孤
角による連続荷電信号となる。
【００５６】50、51は互いに連動する第３のスイッチ
で、これらスイッチ50、51がＰ側からＤ側に切り換えら
れると、図１に示す状態からパルストランス16の２次側
巻線と放電極41とが切り離されて、放電極41がパルスト
ランス16の２次側巻線、平滑回路25をバイパスしてベー
ス電源回路30の負電圧側出力端子に直結された状態にな
る。他の構成は図１と同一であり、対応する部材には同
一符号を付し説明は省略する。
【００５７】この種電気集塵装置においては、集塵室40
の処理ガス中に含まれるダクトの電気抵抗率が上昇する
のに伴って荷電状況は正常荷電、火花頻発、比較的電圧
の高い逆電離、低電圧、大電流を呈する逆電離に順次変
化する。従って、上記荷電状況の変化に対応してDCリッ
プル荷電、完全DC荷電、間欠荷電、パルス荷電の順に荷
電モードを切り換えれば集塵性能の向上に繋がる。
【００５８】さて、第３のスイッチ50、51がＰ側にあ
り、第１のスイッチ52がＯＮ状態にあるときはベース電
源回路30で生成されたベース電圧はスイッチ50、平滑回
路25を通って平滑化された後、パルストランス16の２次
側巻線を経由して放電極41に供給される。そして、第１
のスイッチ52がＯＮになっているので、コントローラ17
からの導通制御信号によってＧＴＯサイリスタ12がスイ
ッチングされることによりパルス電流が生成され、この
パルス電流がパルストランス16の１次側巻線を流過する
過程でその２次側巻線に誘起されるパルス電圧がベース
電圧に重畳されて集塵室40の放電極41に印加されるの
で、パルス荷電モードとなる。
【００５９】パルス荷電モード時におけるサイリスタ31
のゲート電流、出力電圧及び放電極41の電圧を示すタイ
ミングチャートが図６(A) に示されている。このパルス
荷電モードは電圧印加時間をマイクロセカンドオーダで
調整できるため、発生時定数の非常に短い逆電離に対し
有効であり、かつ、電圧印加時間が非常に短いため消費
電力を大巾に低減できる。
【００６０】第３のスイッチ50、51をＰ側にしたまま第
１のスイッチ52をＯＦＦに切り換えると、ＧＴＯサイリ
スタ12への導通制御信号の供給路が遮断されるため、Ｇ
ＴＯサイリスタ12が導通せず、パルスコンデンサ15が放
電しないのでパルス電圧は発生しない。一方、ベース電
圧回路30で生成されたベース電圧は平滑回路25を経由し
て放電極41に供給される。
【００６１】従って、放電極41へ供給されるベース電圧
は平滑回路25によりリップル分が取り除かれた波形とな
り、いわゆる完全ＤＣ荷電モードとなる。
【００６２】完全DC荷電モード時におけるサイリスタ31
のゲート電流、出力電圧及び放電極41の電圧を示すタイ
ミングチャートが図６(B) に示されている。この完全DC
荷電モードはリップルがないため、火花頻発状況時には
火花放電の発生を抑制することができる。
【００６３】第３のスイッチ50、51をそれぞれＤ側に切
り換え、かつ、第２のスイッチ53をＯＮとすると、放電
極41がベース電源回路30に直結されるとともにコントロ
ーラ32からは間欠荷電信号が出力され、サイリスタ31は
設定された点孤角と荷電率でもって導通される。この場
合、放電極41へ供給されるベース電圧はサイリスタ31が
導通している間にピーク値を持つ波形となり、いわゆる
間欠荷電モードとなる。
【００６４】この間欠荷電モード時におけるサイリスタ
31のゲート電流、出力電圧及び放電極41の電圧を示すタ
イミングチャートが図６(C) に示されている。この間欠
荷電モードは、電圧印加時間をミリセカンドオーダで調
整でき、従って、発生時定数の短い逆電離に対し有効で
あり、かつ、電圧印加時間が短いため消費電力を低減で
きる。
【００６５】第３のスイッチ50、51をＤ側に切り換えた
ままで第２のスイッチ53をＯＦＦに切り換えると、図４
のスイッチＳをスイッチングさせる荷電率信号が遮断さ
れるため、コントローラ32からは設定された点孤角によ
る連続荷電信号が出力される。
【００６６】すると、放電極41に供給されるベース電圧
はリップル分が残った波形となり、所謂ＤＣリップル荷
電モードとなる。
【００６７】このDCリップル荷電モード時におけるサイ
リスタ31のゲート電流、出力電圧及び放電極41の電圧を
示すタイミングチャートが図６(D) に示されている。こ
のDCリップル荷電モードは従来からの荷電方法で十分な
実績があり、特性の分析も容易であり、正常荷電状況に
おいては集塵性能が良い。なお、モードへの切り換えに
際しては放電極41に供給される電圧が所定値となるよう
な点孤角、荷電率がコントローラ32に設定される。
【００６８】以上のようにスイッチ50、51、52、53の切
り換えによりパルス荷電モード、完全ＤＣ荷電モード、
間欠荷電モード、ＤＣリップル荷電モードに切り換える
ことができるので、処理ガス中のダストの電気抵抗率に
よって変化する荷電状況（正常時、火花放電頻発時、逆
電離発生時等）に応じて最適な荷電モードを選択するこ
とにより集塵性能を向上しうるとともに消費電力の削減
を図ることができる。
【００６９】なお、第２のスイッチ53は荷電率信号の供
給路を遮断する構成としたが、図５に示すようにコント
ローラ32を間欠荷電用と連続荷電用の回路機能に別けて
構成し、スイッチ53により何れかの回路を選択するよう
にしてもよい。図５のスイッチＳのＯＮ／ＯＦＦ動作は
図４のスイッチのものと同じである。
【００７０】
【発明の効果】本発明においては、一端が接地され他端
がパルストランスの２次側巻線を経由して上記放電極に
接続されるコンデンサを設け、上記ベース電源回路の正
電圧側出力端子を該コンデンサの接地側端子に接続する
とともに上記ベース電源回路の負電圧側出力端子を平滑
回路を経由して該コンデンサの放電極側端子に接続し、
かつ、該パルストランスの１次側巻線に上記パルス電源
回路の出力端子を接続したため、ベース電圧を平滑化し
うるとともにベース電圧とパルス電圧とを独立して制御
することができ、また、コンパクトなパルストランスで
もって放電極から急峻、かつ、大出力のパルスを発生さ
せることができる。
【００７１】また、パルス電源回路がスイッチング素
子、可飽和リアクトル及び直流源により充電されパルス
状の放電電流をパルストランスの１次側巻線に出力する
パルスコンデンサよりなる直列放電回路と、該スイッチ
ング素子と並列に接続され放電電流と逆方向の電流のみ
を導通させる半導体素子とを有し、スイッチング素子が
その制御端子に供給される導通制御信号によりＯＮ／Ｏ
ＦＦ双方を制御可能な半導体素子からなるようにすれ
ば、放電極からパルス電源回路へ逆流する共振電流をパ
ルスコンデンサに回収しうるので、エネルギー利用率を
向上しうるとともに放電極に印加されるパルス頻度を確
実に制御することができる。
【００７２】また、パルス電源回路が交流電源を直流に
変換するコンバータ回路と、該変換された直流を所望の
高周波交流に変換するインバータ回路と、該高周波交流
を昇圧する変圧器と、該昇圧された高周波交流を整流す
る整流器と、該整流された直流により充電されパルス状
の放電電流をパルストランスの１次側巻線に出力するパ
ルスコンデンサとを有するようにすれば、パルスコンデ
ンサの充電効率、充電速度を向上させることができる。
【００７３】また、上記パルス電源回路がスイッチング
素子、可飽和リアクトル及び直流源により充電されパル
ス状の放電電流を上記パルストランスの１次側巻線に出
力するパルスコンデンサよりなる直列放電回路と、該ス
イッチング素子の制御端子に供給される導通制御信号の
供給路をＯＮ／ＯＦＦする第１のスイッチとを有し、上
記ベース電源回路が交流電源と変圧器との間に接続され
た逆並列接続の逆阻止３端子サイリスタと、該サイリス
タの制御端子に供給される導通制御信号を連続荷電信号
または間欠荷電信号に切り換える第２のスイッチと、上
記変圧器により昇圧された交流を整流する整流器とを有
するとともに上記ベース電源回路の負電圧側出力端子を
上記平滑回路、コンデンサ及びパルストランスの２次側
巻線を経由し又はこれらをバイパスして上記放電極に直
接接続する第３のスイッチを設けば、パルス荷電、完全
ＤＣ荷電、間欠荷電、ＤＣリップル荷電の各種モードを
任意に選択できるので、処理ガス中のダストの電気抵抗
率の変化に拘わらず集塵性能を向上し、かつ、消費電力
を削減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す構成図である。
【図２】上記第１の実施例におけるパルス電源回路の作
動タイミングチャートである。
【図３】本発明の第２の実施例を示す構成図である。
【図４】上記第２の実施例における点弧角信号と荷電率
信号との切換機構の１例を示す模式構成図である。
【図５】上記第２の実施例における点弧角信号と荷電率
信号との切換機構の他の例を示す構成図である。
【図６】上記第２の実施例におけるサイリスタのゲート
電流、出力電圧及び放電極電圧のタイミングチャートで
あり、(A) はパルス荷電モード、(B) は完全DC荷電モー
ド、(C) は間欠荷電モード、(D) はDCリップル荷電モー
ドのものを示す。
【図７】従来の電気集塵装置の１例を示し、(A) は構成
図、(B) は出力波形図である。
【図８】従来の電気集塵装置の他の例を示し、(A) は構
成図、(B) は出力波形図である。
【図９】従来の電気集塵装置の更に他の例を示し、(A)
は構成図、(B) は出力波形図である。
【図10】従来の電気集塵装置の更に他の例を示し、(A)
は構成図、(B) は出力波形図である。
【符号の説明】
１ パルス電源回路 ２ コンバータ回路 ３ リアクトル ４ コンデンサ ６ インバータ回路 ７、８、９、17、 コントローラ 10 変圧器 11 整流器 12 GTO サイリスタ 13 ダイオード 14 可飽和リアクトル 15 パルスコンデンサ 30 ベース電源回路 31 逆阻止３端子サイリスタ 33 変圧器 34 整流器 32 コントローラ 40 集塵室 41 放電極 20 コンデンサ 16 パルストランス 25 平滑回路 18 コンデンサ 19、21 リアクトル

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ベース電源回路で生成された負極性のベ
    ース電圧にパルス電源回路で生成された負極性のパルス
    電圧を加極性で重畳して接地された集塵室内に配設され
    た負極性の放電極に供給する電気集塵装置において、一
    端が接地され他端がパルストランスの２次側巻線を経由
    して上記放電極に接続されるコンデンサを設け、上記ベ
    ース電源回路の正電圧側出力端子を該コンデンサの接地
    側端子に接続するとともに上記ベース電源回路の負電圧
    側出力端子を平滑回路を経由して該コンデンサの放電極
    側端子に接続し、かつ、該パルストランスの１次側巻線
    に上記パルス電源回路の出力端子を接続したことを特徴
    とする電気集塵装置。
  2. 【請求項２】 上記パルス電源回路がスイッチング素
    子、可飽和リアクトル及び直流源により充電されパルス
    状の放電電流を上記パルストランスの１次側巻線に出力
    するパルスコンデンサよりなる直列放電回路と、該スイ
    ッチング素子と並列に接続され上記放電電流と逆方向の
    電流のみを導通させる半導体素子とを有し、上記スイッ
    チング素子がその制御端子に供給される導通制御信号に
    よりＯＮ／ＯＦＦ双方を制御可能な半導体素子からなる
    ことを特徴とする請求項１記載の電気集塵装置。
  3. 【請求項３】 上記パルス電源回路が交流電源を直流に
    変換するコンバータ回路と、該変換された直流を所望の
    高周波交流に変換するインバータ回路と、該高周波交流
    を昇圧する変圧器と、該昇圧された高周波交流を整流す
    る整流器と、該整流された直流により充電されパルス状
    の放電電流を上記パルストランスの１次側巻線に出力す
    るパルスコンデンサとを有することを特徴とする請求項
    １記載の電気集塵装置。
  4. 【請求項４】 上記パルス電源回路がスイッチング素
    子、可飽和リアクトル及び直流源により充電されパルス
    状の放電電流を上記パルストランスの１次側巻線に出力
    するパルスコンデンサよりなる直列放電回路と、該スイ
    ッチング素子の制御端子に供給される導通制御信号の供
    給路をＯＮ／ＯＦＦする第１のスイッチとを有し、上記
    ベース電源回路が交流電源と変圧器との間に接続された
    逆並列接続の逆阻止３端子サイリスタと、該サイリスタ
    の制御端子に供給される導通制御信号を連続荷電信号ま
    たは間欠荷電信号に切り換える第２のスイッチと、上記
    変圧器により昇圧された交流を整流する整流器とを有す
    るとともに上記ベース電源回路の負電圧側出力端子を上
    記平滑回路、コンデンサ及びパルストランスの２次側巻
    線を経由し又はこれらをバイパスして上記放電極に直接
    接続する第３のスイッチを設けたことを特徴とする請求
    項１記載の電気集塵装置。
  5. 【請求項５】 上記パルス電源回路が制御端子に供給さ
    れる導通制御信号によりＯＮ／ＯＦＦ双方を制御可能な
    半導体素子からなるスイッチング素子、可飽和リアクト
    ル及び直流源により充電されパルス状の放電電流をパル
    ストランスの１次側巻線に出力するパルスコンデンサよ
    りなる直列放電回路と、上記スイッチング素子と並列に
    接続され上記放電電流と逆方向の電流のみを導通させる
    半導体素子と、上記スイッチング素子の制御端子に供給
    される導通制御信号の供給路をＯＮ／ＯＦＦする第１の
    スイッチとを有し、ベース電源回路が交流電源と変圧器
    との間に接続された逆並列接続の逆阻止３端子サイリス
    タと、該サイリスタの制御端子に供給される導通制御信
    号を連続荷電信号又は間欠荷電信号に切り換える第２の
    スイッチと、上記変圧器により昇圧された交流を整流す
    る整流器とを有するとともに上記ベース電源回路の負電
    圧側出力端子を上記平滑回路、コンデンサ及びパルスト
    ランスの２次側巻線を経由し又はこれらをバイパスして
    放電極に直接接続する第３のスイッチを設けたことを特
    徴とする請求項１記載の電気集塵装置。
  6. 【請求項６】 上記直流源がコンバータ回路及びインバ
    ータ回路により所望の高周波に変換され変圧器で昇圧さ
    れた高周波交流を整流する整流器からなることを特徴と
    する請求項２、４又は５記載の電気集塵装置。
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