JPH0975780A - パルス荷電用電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】所定の頻度でパルス電圧を電気集塵装置に印加
できかつ火花放電の発生を抑制し集塵性能の低下を防止
できるパルス荷電用電源装置を提供すること。 【解決手段】所定のパルス荷電式電気集塵装置４へ直流
電圧を供給するとともに、所定のパルス発生装置２によ
るパルス荷電式電気集塵装置４へのパルス発生を制御す
るパルス荷電用電源装置１において、パルス荷電用電源
装置１から供給する直流電圧をパルス荷電式電気集塵装
置４のコロナ放電開始電圧以上とするよう制御する電圧
制御手段（１１）と、電圧制御手段（１１）の制御によ
り電圧を供給している際パルス荷電式電気集塵装置４で
火花放電が発生した場合、その火花放電回数を計数する
計数手段（１７）と、計数手段（１７）で計数された火
花放電回数が所定回数を越えた時点で、パルス発生装置
２へパルスピーク電圧を所定期間所定値以下としパルス
発生するよう指示する指示手段（１８）と、を具備。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パルス荷電式電気
集塵装置の火花放電制御に適用されるパルス荷電用電源
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３は従来のパルス荷電用電源装置をパ
ルス荷電式電気集塵装置に適用した構成を示す図であ
る。図３において７は直流ベース電源装置であり、この
直流ベース電源装置７からの出力はパルス発生装置８に
入力される。そしてパルス発生装置８で入力した直流ベ
ース電圧に対しパルス状の電圧が重畳された後、電気集
塵装置（以下、ＥＰと称す）４へ供給される。また５は
インターロック配線であり、このインターロック配線５
は直流ベース電源装置７が運転されているという条件の
基でパルス発生装置８が運転可能となるよう、直流ベー
ス電源装置７から運転中である旨を示す信号をパルス発
生装置８へ送るために設けられている。なお直流ベース
電源装置７は、単相低圧商用電源３からの電力を調節す
るサイリスタ１２、この調節された電圧を昇圧する変圧
器１４、この昇圧された電圧を整流する整流器１５、保
護リアクトル１６、ＥＰ電圧検出器１７および制御装置
７１から構成されている。

【０００３】図４の（ａ）は上述したような構成におい
て、パルス荷電を行なう際のパルス荷電式ＥＰの電圧・
電流特性を示す図である。同図に示すように、直流ベー
ス電源装置７から供給される直流高電圧は、通常ＥＰ４
内部での逆電離抑制の観点から逆電離発生電圧（ＶBC)
より低いコロナ放電開始電圧（ＶC ）以上を目安に設定
される。従って直流ベース電源装置７の出力電力値は、
ＥＰ４の充電電流のみである。この電流値は非常に小さ
く、電源装置７の定格電流値からみると無視できる程度
である。またこの電圧・電流を得るべく、制御装置７１
から出力されるサイリスタ点弧角信号は図４の（ａ）に
示すように最小点がα0 であり、これ以下の電圧・電流
に調整するのは不可能である。

【０００４】図４の（ｂ）は、パルス荷電式ＥＰの電圧
および電流の波形図である。上述した設定によるパルス
荷電中に、パルスピーク電圧が設定値ＶPAに至る前にＥ
Ｐ４内部で火花放電が発生した場合、直流ベース電源装
置４では上述した微小な充電電流を一定時間ｔ0 遮断す
るだけで、ＥＰ４の電圧が設定値Ｖ0 に達するまではパ
ルス電圧が印加されない。このため、電圧・電流波形は
図４の（ｂ）のようになる。

【０００５】一方図５の（ａ）は、最近のパルス荷電式
ＥＰによく見られるようになった電圧・電流特性を示す
図である。同図に示すように、ガス性状の変化から逆電
離発生電圧（ＶBC) が図４の（ａ）に示したものに比べ
かなり高い。この場合直流ベース電源装置７は、ある程
度コロナ放電電流が流れる程度にまで出力電圧が高く設
定（ＶB)された上で運転されている。この状態で火花放
電が発生すると、直流ベース電源装置７ではこの放電を
検出、計数した後電流を所定の時間（ｔ0)遮断する。そ
の後再度電流を流し始め、単位時間（例えば１分間）あ
たりの火花放電回数が所定の設定回数になるよう、１回
の火花放電がなされ次回の火花放電がなされるまでの電
圧・電流を除々に上昇させる（なお、前記設定回数に応
じて電圧・電流が上昇する度合いが変化する）が、ＥＰ
４の電圧が設定値Ｖ0 に達するまではパルス電圧は印加
されない。図５の（ｂ）は、このときの電圧および電流
の波形図を示している。

【０００６】なお、図４の（ｂ）および図５の（ｂ）で
パルス電圧が破線で描かれている部分は、本来重畳され
るべきパルス電圧が重畳されなくなっている状態を示し
ている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述したようなパルス
荷電式電気集塵装置にてパルス荷電運転中に火花放電が
発生した場合、以下のような不具合が生じる。 (1)パルス電圧が印加される度に火花放電が発生する可
能性が大きく、ＥＰ４内部のダストの帯電に必要かつ充
分なイオンを発生させることが困難となる。

【０００８】(2)前記火花放電により、ＥＰ４の電圧
（ＶEP) が所定の設定値すなわち図４の（ｂ）および図
５の（ｂ）に示すＶ0 を下回った場合、パルス発生装置
８側では、パルス発生時の電圧の過度振動による正極性
電圧発生防止の目的で、パルス発生を停止する。このた
め、ＥＰ４へのパルス電圧印加回数が設定値を大幅に下
回ってしまう。

【０００９】なお上記(2) にて正極性電圧発生防止が必
要な理由は、ＥＰ４においては正極性電圧が印加される
と、集塵器内の負イオンが中和され、結果として集塵性
能が低下するからである。またパルス発生装置８におい
ては、正極性電圧によりパルス電流が流れるのを抑制さ
れるため、ＧＴＯサイリスタの異常遮断、ＧＴＯ損傷に
至るおそれがあるためである。

【００１０】上記(1)(2)の不具合から、所定の頻度でパ
ルス電圧がＥＰ４に印加されなくなるとともに、火花発
生によるイオン発生量が低下するためパルス荷電の効果
は大幅に低減する。この結果、ＥＰ４の集塵性能も低下
する。特に火花放電が常時発生しかつ多発するようなガ
ス性状ではＥＰ４の集塵性能の低下が顕著に現れてしま
う。

【００１１】本発明の目的は、所定の頻度でパルス電圧
を電気集塵装置に印加でき、かつ火花放電の発生を抑制
し、前記電気集塵装置の集塵性能の低下を防止できるパ
ルス荷電用電源装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために、本発明のパルス荷電用電源装置は以下
の如く構成されている。本発明のパルス荷電用電源装置
は、所定のパルス荷電式電気集塵装置へ直流電圧を供給
するとともに、所定のパルス発生装置による前記パルス
荷電式電気集塵装置へのパルス発生を制御するパルス荷
電用電源装置において、当該パルス荷電用電源装置から
供給する直流電圧を前記パルス荷電式電気集塵装置のコ
ロナ放電開始電圧以上とするよう制御する電圧制御手段
と、この電圧制御手段の制御により電圧を供給している
際前記パルス荷電式電気集塵装置で火花放電が発生した
場合、その火花放電回数を計数する計数手段と、この計
数手段で計数された火花放電回数が所定回数を越えた時
点で、前記パルス発生装置へパルスピーク電圧を所定期
間所定値以下としパルス発生するよう指示する指示手段
と、から構成されている。

【００１３】上記手段を講じた結果、次のような作用が
生じる。本発明のパルス荷電用電源装置によれば、パル
ス荷電式集塵装置での火花放電回数が所定回数を越えた
時点で、所定のパルス発生装置へパルスピーク電圧を所
定期間所定値以下としパルス発生するよう指示するの
で、前記パルス発生装置でのパルス発生停止時間が短縮
され、パルス電圧印加回数低下を防止できる。そして当
該パルス荷電用電源装置からなされた指示によりパルス
ピーク電圧設定値を低下させることで、パルスピーク電
圧も低下し、パルス電圧による火花放電発生を抑制でき
る。このように本発明のパルス荷電用電源装置により、
所定の頻度でパルス電圧が前記電気集塵装置に印加さ
れ、かつ火花放電の発生を抑制し前記電気集塵装置の集
塵性能の低下を防止することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の形態に係
るパルス荷電用電源装置をパルス荷電式電気集塵装置に
適用した構成を示す図である。なお図１において上記図
３と同一な部分には同一符号を付してある。図１に示す
ように本実施の形態は、直流ベース電源装置１、パルス
発生装置２、単相低圧商用電源３およびＥＰ４から構成
されている。直流ベース電源装置１は、動作制御を行な
う制御装置１１、単相低圧商用電源３からの電力を調節
するサイリスタ１２、このサイリスタ１２により調節さ
れた電圧を昇圧する変圧器１４、この変圧器１４により
昇圧された電圧を整流する整流器１５、保護リアクトル
１６、ＥＰ電圧検出器１７およびパルスピーク電圧設定
値低下に係る信号を生成する信号発生回路１８を備えて
いる。

【００１５】電源３には直流ベース電源装置１の端子１
３１を介してサイリスタ１２が接続されており、このサ
イリスタ１２は変圧器１４の１次側端子１４１に接続さ
れている。また電源３は端子１３２を介して変圧器１４
の１次側端子１４２に接続されている。そして変圧器１
４の２次側端子１４３は整流器１５に接続されており、
この整流器１５の端子１５１は保護リアクトル１６を介
してパルス発生装置２に接続されている。また変圧器１
４の２次側端子１４４も整流器１５に接続されており、
整流器１５の端子１５２はＥＰ電圧検出器１７を介して
ＥＰ４の端子４１に接続されているとともに、直流ベー
ス電源装置１の外部で接地されている。

【００１６】一方、直流ベース電源装置１の制御装置１
１はサイリスタ１２の端子１２１と端子１２２、ＥＰ電
圧検出器１７、信号発生回路１８に接続されているとと
もに、パルス発生装置２の制御装置２１に接続されてい
る。

【００１７】パルス発生装置２は、動作制御を行なう制
御装置２１と、直流ベース電源装置１の信号発生回路１
８から送られてくる信号を受けることによりパルスピー
ク電圧を低下させる信号を発生するための信号処理回路
２２とを備えており、これら制御装置２１および信号処
理回路２２は互いに接続されている。そして直流ベース
電源装置１の制御装置１１とパルス発生装置２の制御装
置２１とはインターロック配線５により接続されてお
り、直流ベース電源装置１の信号発生回路１８とパルス
発生装置２の信号処理回路２２とは配線６により接続さ
れている。さらにパルス発生装置２はＥＰ４の端子４１
に接続されている。またＥＰ４の端子４２は接地されて
いる。

【００１８】なお上記図３に示した従来の装置で、制御
装置７１、８１がマイクロプロセッサを使用した回路で
構成されている場合には、図１に示す信号発生回路１
８、信号処理回路２２に対応するソフトウェアをそれぞ
れ制御装置７１、８１に付加することにより、図１に示
したと同様の直流ベース電源装置１、パルス発生装置２
として扱うことができる。

【００１９】次に、以上のように構成された各装置の動
作を説明する。まず直流ベース電源装置１の制御装置１
１は、ＥＰ電圧検出器１７でＥＰ４の火花放電が検出さ
れると、ＥＰ４での電流を所定時間遮断した後、再度電
流を流し始める。その際、上述した従来例のように除々
に電圧・電流を上昇させることは取り止め、火花放電発
生直前の電圧値となるようなレベルにて電流を流し始め
る。そして、直流ベース電源装置１のＥＰ電圧検出器１
７で火花放電を検出・計数し、所定期間中の火花放電回
数の計数値が所定値を越えた時点で、制御装置１１は信
号発生回路１８に所定時間パルス発生装置２に向け信号
を出力させる。その信号は配線６を介しパルス発生装置
２の信号処理回路２２に送られ、信号処理回路２２はこ
の信号を受けることにより、ＥＰ４のパルスピーク電圧
の設定値を所定時間、所定の値だけ低下させる。なお、
直流ベース電源装置１での直流ベース電圧の設定に当た
っては、事前にＥＰ４の電圧電流特性を取得し、逆電離
開始電圧（特性が正特性から負特性に変化する電圧）を
把握の上、設定するものとする。

【００２０】図２の（ａ）は、上述したようなパルス荷
電式電気集塵装置の電圧・電流特性を示す図であり、図
２の（ｂ）は電圧および電流の波形図である。図２の
（ａ）において、直流ベース電圧（ＶB ）は図４の
（ａ）および図５の（ａ）等に示す特性からコロナ放電
開始電圧（ＶC ）と逆電離開始電圧（ＶBC）との間の値
として得られた電圧値として設定されている。この直流
ベース電圧（ＶB ）にパルス電圧が重畳され、パルス荷
電運転を行なっているときにＥＰ４内部で火花放電が発
生した場合、図２の（ｂ）でのＡの期間では、ＥＰ４の
電圧が元のレベルに復帰するためパルス電圧の停止がな
くなる。また図２の（ｂ）でのＢの期間ではパルスピー
ク電圧が抑制されるため、火花発生の可能性がなくな
る。従って、このＡ、Ｂの期間が交互に繰り返されるこ
とにより、所定のパルス頻度近傍でのパルス荷電が可能
となり、火花放電によるＥＰ４の性能低下を防止でき
る。

【００２１】なお図２の（ｃ）は、火花放電回数の計数
値（ＦC ）を示すもので、この計数値が所定の設定値
（ＦCS）に到達した時点で、制御装置１１から信号発生
回路１８に対し信号を送る。信号発生回路１８ではこの
信号を受けた時点から、図２の（ｄ）に示すような所定
時間（ｔ1 ）の幅をもつ信号をパルス発生装置２の信号
処理回路２２に対し配線６を経由して送る。この信号を
受けた信号処理回路２２は、制御装置２１に対しパルス
ピーク電圧の設定値を図２の（ｂ）に示すＶPAレベルか
らＶPA′レベルに下げる旨を示す信号を前記所定時間
（ｔ1)出力する。この信号を受けた制御装置２１は、Ｅ
Ｐ４のパルスピーク電圧の設定値をＶPAレベルからＶP
A′レベルに下げる制御を行なう。

【００２２】なお、本発明は上記実施の形態のみに限定
されず、要旨を変更しない範囲で適時変形して実施でき
る。例えば、上記実施の形態では電源３として単相低圧
商用電源を用いたが、三相低圧商用電源を用いても実施
できる。

【００２３】（実施の形態のまとめ）以上のように本実
施の形態では、パルス荷電式電気集塵装置（４）の直流
ベース電圧を供給すべく、単相または三相低圧商用電源
（３）からの電力を調整し、高圧に調整した後整流する
ことにより、直流高電圧を発生するパルス荷電用直流ベ
ース電源装置１において、直流高電圧出力をＥＰ４のコ
ロナ放電開始電圧以上で、かつ電源装置１の定格電圧以
下に設定して運転する。そしてＥＰ４で火花放電が発生
した場合、直流ベース電源装置１内の制御装置１１で検
出するとともにその火花放電の回数を計数し、所定期間
での火花放電回数が設定値を越えた時点で、その旨を示
す信号をパルス発生装置２へ所定時間出力する。これに
より、パルス発生装置２は設定された期間パルスピーク
電圧を所定値低下し、ＥＰ４の火花放電を抑制するよう
制御する。このように当該パルス荷電用直流ベース電源
装置１は、パルス発生装置２においてパルス電圧発生頻
度が極力設定頻度近傍となるパルス荷電が行なえるよう
制御する。

【００２４】これにより、直流ベース電源装置１で火花
検出、電流遮断を行なった後、火花放電発生直前の電圧
値となるようなレベル（＞設定値Ｖ0 ）にて電流を流し
始めることにより、図２の（ｂ）に示すように直流ベー
ス電圧の復帰を早くし、電圧の低下時間を短縮する。こ
のような作用により、パルス発生装置２でのパルス発生
停止時間が短縮され、パルス電圧印加回数低下を防止で
きる。またパルス発生装置２は、直流ベース電源装置１
の信号発生回路１８から送られた信号よりパルスピーク
電圧設定値が低下するので、パルスピーク電圧が低下し
パルス電圧による火花放電の発生を抑制できる。以上の
作用効果により、所定の頻度でパルス電圧がＥＰ４へ印
加され、火花放電を抑制しＥＰ４の集塵性能の低下を防
止できる。

【００２５】

【発明の効果】本発明のパルス荷電用電源装置によれ
ば、電気集塵装置内で火花放電が発生するようなガス条
件でも、パルス荷電中のパルス電圧発生頻度を設定値近
傍に保ち、かつ火花放電発生回数を低減できることか
ら、パルス荷電の効果が充分に発揮され、前記電気集塵
装置の集塵性能を大幅に改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るパルス荷電用電源装
置をパルス荷電式電気集塵装置に適用した構成を示す
図。

【図２】本発明の実施の形態に係る図であり、（ａ）は
パルス荷電式電気集塵装置の電圧・電流特性を示す図、
（ｂ）は電圧および電流の波形図、（ｃ）は火花放電回
数の計数値（ＦC ）を示す図、（ｄ）は信号処理回路に
送られる所定時間（ｔ1）の幅をもつ信号を示す図。

【図３】従来例に係るパルス荷電用電源装置をパルス荷
電式電気集塵装置に適用した構成を示す図。

【図４】従来例に係る図であり、（ａ）はパルス荷電を
行なう際のパルス荷電式電気集塵装置の電圧・電流特性
を示す図、（ｂ）は電圧および電流の波形図。

【図５】従来例に係る図であり、（ａ）はパルス荷電式
電気集塵装置の電圧・電流特性を示す図、（ｂ）は電圧
および電流の波形図。

【符号の説明】

１…直流ベース電源装置 １１…制御装置 １２…サイリスタ １２１…端子 １２２…端子 １３１…端子 １３２…端子 １４…変圧器 １４１…１次側端子 １４２…１次側端子 １４３…２次側端子 １４４…２次側端子 １５…整流器 １５１…端子 １５２…端子 １６…保護リアクトル １７…ＥＰ電圧検出器 １８…信号発生回路 ２…パルス発生装置 ２１…制御装置 ２２…信号処理回路 ３…単相低圧商用電源 ４…電気集塵装置（ＥＰ） ４１…端子 ４２…端子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定のパルス荷電式電気集塵装置へ直流電
   圧を供給するとともに、所定のパルス発生装置による前
   記パルス荷電式電気集塵装置へのパルス発生を制御する
   パルス荷電用電源装置において、 当該パルス荷電用電源装置から供給する直流電圧を前記
   パルス荷電式電気集塵装置のコロナ放電開始電圧以上と
   するよう制御する電圧制御手段と、 この電圧制御手段の制御により電圧を供給している際前
   記パルス荷電式電気集塵装置で火花放電が発生した場
   合、その火花放電回数を計数する計数手段と、 この計数手段で計数された火花放電回数が所定回数を越
   えた時点で、前記パルス発生装置へパルスピーク電圧を
   所定期間所定値以下としパルス発生するよう指示する指
   示手段と、 を具備したことを特徴とするパルス荷電用電源装置。