JPS6125650A - 電気集塵装置の荷電制御方法 - Google Patents

電気集塵装置の荷電制御方法

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JPS6125650A
JPS6125650A JP14674684A JP14674684A JPS6125650A JP S6125650 A JPS6125650 A JP S6125650A JP 14674684 A JP14674684 A JP 14674684A JP 14674684 A JP14674684 A JP 14674684A JP S6125650 A JPS6125650 A JP S6125650A
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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、電気集塵装置の荷電制御方法に関するもので
あり、更に詳述するならば、電気集塵装置が高抵抗ダス
トでも効率的に集塵できるように電気集塵装置の荷電を
制御する方法に関するものである。
屋迷ｐ韮員 従来から、電気集塵装置は、高い電圧を印加するほど集
塵性能が向上すると考えられてきた。しかし、電圧が高
すぎるとスパークを生ずるので、電気集塵装置の荷電制
御は、主にスパーク（特にスパークの数）を制御しなが
ら、できるだけ高い電圧を連続して印加するようにして
きた。
しかし、電気抵抗率の高いダストを集塵する場合には、
いわゆる逆電離現象が発生する。この逆電離現象は、比
抵抗が１０１１ΩＣ１１以上のダストの場合には頻繁に
生じ、集塵電極に捕集されたダスト層に電荷が蓄積され
、ダスト層が絶縁破壊して放電電極のコロナとは逆極性
のコロナを生ずる現象である。このような逆電離現象が
生ずると、印加電流のみ増大して印加電圧が上昇せず、
集塵効率が低下するなどの悪影響が現れる。第２図は、
逆電離が生じているときと逆電離が生じていないときの
電気集塵装置の２次側の１−１特性を示すものであり、
逆電離現象が生ずると印加電流のみ増大して印加電圧が
上昇しないことが、第２図かられかろう。
そのような逆電離現象を防止するため電気集塵装置の制
御方法が、特開昭５６−７０８５９号公報において提案
された。
これは、荷電を間欠的に０Ｎ−ＯＦＦするもので、その
周期及び荷電時間は手動あるいは自動で調節される。し
かし、荷電の周期及び荷電時間をどのように調節するの
が望ましいかについては、集塵の対象となるガスの条件
、種類によって異なるため、上記特開昭５６−７０８５
９号は、経験に委ねている。そのため、その特開昭５６
−７０８５９号の開示する方法が高抵抗ダストの集塵に
適していることが理論的にはわかっていても、最適条件
で電気集塵装置を制御することは困難であった。
一方、本件出願人は、特開昭５８−６７３６０号（特願
昭５６−１６４０８７号）において逆電離の検出方法を
提案し、更に、特開昭５８−５５０６２号（特願昭５６
−１５２２２９号）において、逆電離を検出したとき荷
電を所定の期間だけ低下させることで逆電離を消滅させ
る装置を提案した。
次に、これら特開昭５８−６７３６０号および特開昭５
８−５５０６２号の制御方法とその問題点を具体的に述
べる。
（イ）運転電流の制御 電気集塵装置の電気回路は、たとえば、第３図に示すよ
うに、構成される。すなわち、制御回路１０により制御
されるサイリスタ回路１２が、スイッチ１４を介して交
流電源に接続され、そのサイリスク回路１２の出力は、
限流リアクトル１６を介して変圧器１８の１次巻線に接
続されている。その変圧器１８の２次巻線には、整流回
路２０の人力が接続され、整流回路２０の出力のマイナ
ス端子が、集塵機の放電電極２２に接続されている。そ
の整流回路２０の出力のプラス端子と集塵機の集塵電極
２４とは接地されている。
以上のような電気集塵装置において、電気集塵装置の電
圧は、スパークを発生する寸前のできるだけ高い電圧が
印加されるように制御される。そして、この制御は、変
圧器１８で構成される高圧電源装置の一次側に置かれた
サイリスク回路１２のサイリスクの導通角を制御するこ
とで行われる。サイリスクの導通角の制御により、出力
電流Ｉは制御できるが、電圧■は、第２図の逆電離時お
よび逆電離なし時のＶ−１特性に見られるようにｄＶ／
ｄｌ＝ｏ又１−！　　ｄＶ／ｄｉ＜０となることもあり
、こうした場合には電圧■は、有効に制御できない。
すなわち、サイリスク回路１２のサイリスタの導通角を
制御する方法は、本質的には、電流値をスパーク寸前の
値に制御するものであり、電圧値を制御するものではな
い。
一方、逆電離を抑制又は防止するために荷電休止期間を
設けて逆電離制御をすると、荷電ＯＮ、　ＯＦＦ期間を
通算しての平均電流は （注）（荷電ＯＮ期間）／（荷電ＯＮ期間＋荷電ＯＦＦ
期間）を荷電率と呼ぶ。
となる。この平均電流をスパーク寸前の値に制御しても
、有効なスパークの制御は実現しない。すなわち、逆電
離制御の結果、荷電率が変動するに伴って平均電流も変
動しようとするところを、平均電流を一定値に制御しよ
うとすると、激しいスパークを生ずることがあった。
従って、以上述べた方法以外の方法により、逆電離を制
御する必要がある。
（口〉逆電離の検出 この逆電離の検出には、特開昭５８−６７３６０号に開
示した検出方法が効果的である。
この特開昭５８−６７３６０号の逆電離検出方法は、２
次電圧波形のピーク値を検出してそのピーク値の関数と
して求められる逆電離検出境界電圧を導き、ピーク電圧
以後の電圧の瞬時値と比較して、その差の大小により逆
電離の発生を検出するものである。
この方法は、非常に優れた方法であるが、第１に、２次
電圧波形のピーク値を検出してそのピーク値の関数とし
て求められる逆電離検出境界電圧を導くことが大変面倒
であり、第２に、実際の電気集塵装置の電圧波形を忠実
に観測できることが絶対に必要である。すなわち、その
前提として、電気集塵装置の電圧波形が忠実に測定され
且つ制御装置に伝送されなければならない。もし電気集
塵装置の電圧波形が忠実に測定されなかったりまたは電
圧波形が忠実に制御装置に伝送されなければ、逆電離を
生じているのに検出できなかったり、逆電離を生じてい
ないのに逆電離と誤認してしまうこととなる。
電気集塵装置の電圧（以下、２次電圧と呼ぶ）の波形を
伝送するケーブルは、実際の設備では数十ｍから百ｍを
越えることもあり、また高圧電源装置や制御盤内で電源
装置の一次側回路と接近しているため交流ノイズがのり
やすい。
従って、この逆電離検出方法では、２次電圧波形のピー
ク値を検出してそのピーク値の関数として求められる逆
電離検出境界電圧を導くことが大変面倒であること、電
気集塵装置の電圧波形が忠実に測定され且つ制御装置に
伝送されなければならないことが、実施の上でネックと
なっている。
（ハ）逆電離制御の方法 以上のようにして逆電離が検出されるとして、逆電離を
防止するように電気集塵装置の荷電は、特開昭５８−５
５０６２号に開示される方法により制御される。
すなわち、上記方法により逆電離が検出されたならば、
電気集塵装置を叶Ｆさせる。従って、荷電ＯＮ期間の長
さは荷電ＯＮ開始後、逆電離検出までの長さということ
になる。
一方、荷電ＯＦＦの期間の長さは、逆電離を検出した時
の、検出された逆電離の程度によって決められる。
しかし、荷電ＯＦＦの期間の長さをどのように決めるか
、つまり、ある検出された逆電離の程度に対し、休止期
間をいくらにしたらよいかについて、前もって完全に予
測することは困難であった。
すなわち、高抵抗タストでは、荷電ＯＮの直後に逆電離
となり、中抵抗ダストでは、ある程度の荷電ＯＮ期間を
経過した後に逆電離となる。いずれの場合も、逆電離検
出時点では、逆電離は、まだ生長の初期の段階にあり、
この時点で逆電離の程度を見極めるのは困難であった。
換言するならば、逆電離が集塵電極の表面のほんの一部
に発生した時点で逆電離を検出する必要がある。なぜな
らば、逆電離が集塵電極の表面に広く発生すると、電気
集塵装置に重大な支障が生じる。そして、逆電離の初期
の段階では、逆電離が生じていない部分の方が圧倒的に
広いので、電気集ｍ装置の電圧または電流への逆電離の
影響は相対的に小さいために、その検出は困難である。
しかも、上述したノイズのために、集じん装置相互間の
データを比較することも支障がある。
従って、逆電離検出時に最適のＯＦＦ期間を予測するた
めには、実際にＯＦＦ期間をいろいろ代えて集塵性能を
測定し最も集塵性機能が良くなるＯＦＦ期間長さを探さ
ざるをえない。そして、それらデータを予め表にしてお
き、実際の電気集塵装置の運転のときには、逆電離の検
出データと照合して最適のＯＦＦ期間を選択するという
面倒な手続きを必要とする。
しかし、経験によって成る程度条件を設定することがで
きても、それだけでは、電気集塵装置を逆電離を生ずる
ことなく運転するには、実際には十分ではない。
詳述するならば、電気集塵装置での逆電離発生の状況な
いしは条件は、例えば石炭焚きボイラの排ガスの集塵装
置の場合、ガスの温度や燃料石炭の種類などが影響する
だけでなく、これらが同一であっても石炭そのものが均
質でないことや、集塵電極に補集されたダストの影響（
たとえば、残留イオンの量やダスト層の厚さなど）等の
ため、前もって完全に予測することはできない。
一方、電気集塵装置は、複数の段から構成されており、
含塵ガスは、それら複数の集塵段を通過してゆく間に徐
々に集塵されていく。従って、各集塵段ごとに集塵電極
に補集されたダストの影響は異なっている。
それ故、集塵効率を最大とするためには、石炭の種類や
その他の運転条件が変わるたびに、そのようにダイナミ
ックに変動する条件に応じて電気集塵装置の制御パラメ
ータを各集塵段ごとに調節しなければならない。
このように、実際には、経験は、必要な制御のハラメー
タを決定するための有力な参考にはなるが、最適の制御
を行なうためには、ダイナミックに変動する実際の運転
状況に基づいて、制御のパラメータを決定してければな
らない。
すなわち、炭種やその他の運転条件が変わるたびに、集
塵性能が最も良くなるように、制御パラメータを調節し
なければならない。
このことは、実際の運転にあたる集塵装置の使用者に、
調節の手間と調節テクニックの取得という両面の負担を
強いることになっていた。
発註が解決しようとする問題点 以上述べたように、逆電離を防止しつつ電気集塵装置を
効率的に運転する従来方法は、逆電離の検出方法も運転
方法も極めて煩雑であり、実際の電気集塵装置の運転に
はそぐわない。
そこで、本発明は、経験に依存することなく、ダイナミ
ックに変動する電気集塵装置の状況に応じて、簡便且つ
確実に逆電離を検出して、高抵抗ダストであっても、簡
単な手順により、逆電離を効果的に防止して最適効率で
集塵できるようにする電気集塵装置の荷電制御方法を提
供せんとするものである。
問題点を解決するための半成 すなわち、本件発明の発明者らは、 （１）高抵抗ダストの場合、長い時間荷電し続けると逆
電離が生じることに着目して、連続荷電時間を交流電源
の１サイクルまたは２サイクルに固定して間欠的に荷電
する一方、逆電離の程度により荷電のＯＦＦの期間の長
さを調節してゆく、 （２）逆電離が発生ずると２次電圧波形のボトム値が低
下することに着目して、逆電離をより正確に検出するた
めに、ダスト層に電荷が残留していない状態を積極的に
創出し、その状態が創出された後に荷電した直後の電気
集塵装置の２次電圧波形のボトム値を逆電離検出の境界
電圧とする との考えに到達し、種々研究した結果、本発明をなした
ものである。
すなわち、本発明による方法においては、荷電ＯＮ、　
　ＯＦＦ各期間の長さを電源交流の１サイクルを最小単
位として、電源交流の１サイクルあるいは２サイクルに
相当する期間に固定したＯＮ期間と、可変自在なＯＦＦ
期間とが交互に出現するように電気集塵装置の荷電を制
御し、適当な期間ごとに、電源交流の少なくとも１０サ
イクルの期間に及ぶ荷電休止期間を強制的に置き、該荷
電休止期間の直後の最初のＯＮ期間の２次電圧波形のボ
トムの電圧を逆電離検出境界電圧とし、次の荷電休止期
間までの間、その後に引き続いて出現するＯＮ期間中の
全相ボトムが上記した逆電離検出境界電圧より低くなっ
たら、逆電離発生とみなして、そのＯＮ期間のその次の
ＯＦＦ期間を１サイクル長くし、一方、そのＯＮ期間中
に逆電離が検出されなければそのＯＮ期間のその次のＯ
ＦＦ期間を１サイクル短かくするように電気集塵装置を
制御する。
なお、ボトム値とは、ＯＮ期間中の２次電圧波形の電源
交流半サイクル期間の最低値をいう。すなわち、２次電
圧波形を示す第４図を参照するならば、２次電圧波形が
ピーク値■２から減衰し、再び立上がるか、立上り直前
の値がボトム値■８である。
本発明の方法にふいて、荷電ＯＮ、　　ＯＦＦ各期間の
長さを電源交流の１サイクルを最小単位としている、す
なわち、ＯＮ、　　ＯＦＦ期間を１サイクルの整数倍と
している。電気集塵装置の２次電圧波形は、交流電源の
半サイクル毎に山（ｖｐと■ゎの組）が現れるため、こ
の１山ごとに荷電制御をすることも可能であるが、２山
（ｌサイクル）を単位に制御する理由は、全相と偶相を
はっきり区別するためである。
上記したように２次電圧波形において交流ノイズを完全
に除去することは困難である。そして、その交流ノイズ
のため、２次電圧波形は１山（半サイクル）ごとにノイ
ズの極性が反転する。具体的に示すならば、第５図のノ
イズのある２次電圧波形の図かられかるように、１山ご
とにボトム値がノイズのため増減している。
そこで、全相のボトムのみに注目すれば、これらはノイ
ズの極性が同一なのでボトム値の真の変化がわかり、逆
電離の検出を正確に行なえることになる。
そのために、荷電休止期間の最初のＯＮ期間におけるボ
トム値を、逆電離検出境界電圧としてサンプリングして
保持する。なお、荷電休止期間のＯＮ期間におけるボト
ム値のサンプリングすなわち逆電離検出境界電圧のサン
プリングは、ＯＮ期間が電源交流の１サイクルの場合は
、唯一の全相ボトムである最初のボトムに対して行い、
ＯＮ期間が電源交流の２サイクルの場合は、全相ボトム
である最初のボトムあるいは３番目のボトムのいずれか
に対して行う。
なお、荷電休止期間の直後のＯＮ期間の２次電圧波形の
最初のボトムも最初から３番目のボトムも、ノイズを含
んでいるために、それらの内の電圧の高い方の電圧を逆
電離検出の境界電圧とすることがより好ましい。しかし
、最初から３番目のボトムの方がノイズが少ないので、
最初から３番目のボトムのみをサンプリングして逆電離
検出境界電圧としてもよい。
さらに、検出ボトム電圧が、逆電離検出境界電圧より低
いとき、逆電離と判断してもよいが、逆電離検出境界電
圧より“ある程度以上低くなったら”、例えば、逆電離
検出の境界電圧を１００％とした時、これより１〜１０
％低くなったら、逆電離と判断するようすることが好ま
しい。
また、ＯＮ期間が２サイクルあって全相ボトム２つある
場合には、逆電離の判定は、最初から３番目のボトムの
方がノイズが少ないので、３番目のボトムで判定するこ
とが好ましい。
作涯 以上のような電気集塵装置の制御方法によれば、ＯＦＦ
期間は自動的に決定され、逆電離が発生しない低抵抗ダ
ストの集塵では、ＯＦＦ期間は１サイクルずつ短かくな
り、最後にはＯＦＦサイクルが零となり、連続荷電とな
る。
一方、高抵抗ダストの場合は、逆電離の発生状況に応じ
て、ＯＦＦ期間が増減しつつ、間欠的荷電が行われる。
換言するならば、逆電離が頻発するときには、ＯＦＦ期
間が徐々に長くなり、低い荷電率で間欠的荷電が行われ
る。反対に、逆電離が生じなければ、ＯＦＦ期間は徐々
に短くなり、逆電離が生じる手前または逆電離が僅かに
生じる程度の高い荷電率で間欠的荷電が行われる。
かくして、本発明による電気集塵装置の荷電制御方法に
よるならば、経験に依存することなく、ダイナミックに
変動する電気集塵装置の状況に応じて、簡便且つ確実に
逆電離を効果的に防止して最適効率で集塵することがで
きる。
但し、ＯＦＦ期間の上限及び下限は、予め決定しておく
ようにしてもよい。
１１男 以下添付図面を参照して本発明による電気集塵装置の制
御方法の実施例を説明する。
第１図は、本発明による電気集塵装置の制御方法を実施
する装置の１つの例を図示するブロック図である。
第１図において、交流電源に接続されたサイリスク回路
１２の出力は、変圧器１８を介して整流回路２０に接続
されている。そして、その整流回路２０のマイナス端子
は、集塵機の放電電極２２に接続され、整流回路２０の
プラス端子と集塵機の集塵電極２４とは、接地されてい
る。
また、集塵機の放電電極２２は、抵抗Ｒ１とＲ２との直
列回路を介して接地されている。そして、これら抵抗Ｒ
，，！ｌ：Ｒ２との接続点は、逆電離検出回路２６に接
続されている。
この逆電離検出回路２６は、第１図に示すように、抵抗
Ｒ１とＲ２との接続点に入力が接続されたボトム値検出
回路２８を有している。
このボトム値検出回路２８は、たとえば、次のように構
成できる。すなわち、抵抗Ｒ３とＲ２との接続点に人力
が接続された。波形成形回路３０が設けられている。そ
の波形成形回路３０は、電気集塵装置の２次電圧波形を
受けて、そのピークごとにパルス信号を出力する。その
波形成形回路３０からのパルス信号は、１段カウンタ３
２に入力される。その結果、この１段カウンタ３２の“
１”出力は、１段カウンタ３２が最初のパルス信号を受
けたとき、第３番目のパルス信号を受けたときなど、奇
数番目のパルス信号を受けたとき、ハイレベルになって
いる。なお、この１段カウンタ３２は後述するＯＦＦ期
間制御回路によって、ＯＮ期間ごとにそのＯＮ期間の最
初にクリアされる。
そして、その１段カウンタ３２の”１”出力は、たとえ
ばアナログスイッチによって構成されるゲート回路３４
０制御入力に接続されている。
一方、抵抗Ｒ１とＲ２との接続点には、そのゲート回路
３４の人力が接続され、その出力が、サンプル回路３６
の入力に接続されている。かくして、サンプル回路３６
には、奇数番目の２次電圧波形のみ入力される。
サンプル回路３６は、交流電源の周波数に比較して十分
短い所定の間隔で入力信号をサンプルする。
そして、比較器３８が、サンプル回路３６の出力電圧と
、ホールド回路４０にホールドされている電圧とを比較
し、新たにサンプルされた電圧の方が低いときには、ホ
ールド回路４０が前にホールドしていた電圧をクリアし
て、新にサンプルされた電圧をホールド回路４０にホー
ルドする。なお、そのホールド回路４０は、１段カウン
タ３２の“１“出力がハイレベルのたちあがり制御回路
によって、ＯＮ期間ごとにそのＯＮ期間の最初にクリア
される。かくして、ホールド回路は、各ＯＮ期間の内の
最低サンプル電圧をホールドして出力する。
上記したボトム値検出回路２８の出力は、逆電離検出境
界電圧保持回路４２と、比較器４４とに人力される。こ
の逆電離検出境界電圧保持回路４２は、後述するＯＦＦ
期間制御回路４８により制御されて、上述した適当な荷
電休止期間の直後のボトム値検出回路２８の出力を保持
し、次の適当なＯＦＦ期間の開始時にクリアされる。
か（して、比較器４４は、ボトム値検出回路２８から出
力されるその時々のボトム値と、逆電離検出境界電圧保
持回路４２に保持されている逆電離検出境界電圧とを比
較する。そして、ＯＮ期間が１サイクルの場合、その時
のボトム値が逆電離検出境界電圧より成る程度低いとき
、カウントアツプ信号をアップダウンカウンタ４６に出
力し、反対に、その時のボトム値が、逆電離検出境界電
圧より僅かに低い程度の電圧より高いとき、カウントダ
ウン信号をアップダウンカウンタ４６に出力する。
但し、ＯＮ期間が２サイクルのときは、最初のボトムと
３番目のボトムの両方またはいずれか一方が、逆電離検
出境界電圧より成る程度低いとき、カウントアツプ信号
をアップダウンカウンタ４６に出力し、最初のボトムと
３番目のボトムの両方が、逆電離検出境界電圧より僅か
に低い程度の電圧より高いとき、カウントダウン信号を
アップダウンカウンタ４６に出力する。
そのアップダウンカウンタ４６は、電源交流の１サイク
ル期間を１カウントとしてカウントするものであり、Ｏ
ＦＦ期間制御回路４８は、サイリスク回路１２にゲート
信号を供給するゲート角信号発生回路５０とサイリスク
回路１２との間のスイッチ５２を、アップダウンカウン
タ４６のカウント値に対応するサイクル数の時間の間、
ＯＦＦ状態に維持し、そのあと、スイッチ５２を、交流
電源の１または２サイクル、たとえば２サイクルの時間
に相当する時間開じる。
更に、ＯＦＦ期間制御回路４８は、所定の時間間隔で、
たとえば５分ごとに、交流電源の１０サイクル以上の時
間に相当する時間、たとえば１０サイクルに相当する時
間（５０Ｈｚの場合０．２秒）の間、スイッチ５２を開
放して、強制的に荷電を停止する荷電休止期間を創出す
る。
かくして、上記した電気集塵装置の荷電制御装置は、次
のように動作する。
ＯＦＦ期間制御回路４８が、５分ごとに、交流電源の１
０サイクルに相当する荷電休止期間（５０Ｈｚの場合０
．２秒）の間、スイッチ５２を開放して、強制的に荷電
を停止したあと、交流電源の２サイクルに相当する時間
スイッチ５２が閉成されると、ゲート角信号が、ゲート
角信号発生回路５０からサイリスク回路１２に供給され
、その導通角でサイリスクが導通する。
その結果、集塵機の放電電極と集塵電極とに超高電圧が
印加される。
そして、２次電圧が抵抗Ｒ３とＲ７の接続点で検出され
、波形成形回路３０が２次電圧波形のピークごとにパル
ス信号を出力する。そのパルス信号を受ける１段カウン
タ３２は、ＯＮ期間の最初にクリアされ、その“１”出
力は、最初のパルスが人力されたとき、ハイレベルとな
り、ゲート回路３４を開放し、最初の２次電圧波形がサ
ンプルカウンタ３６に入力されるようにする。
そのサンプル回路３６は、入力端子を所定の間隔でサン
プルしてその電圧を比較器３８とホールド回路４０に出
力する。
その結果、比較器３８とホールド回路４０との協働作用
により、その入力２次電圧のボトム値が検出される。そ
のボトム値は、交流電源の１０サイクルに相当する時間
の荷電休止期間の直後の入力を保持するようＯＦＦ期間
制御回路４８により制御される逆電離検出境界電圧保持
回路４２に保持される。
２次電圧波形の２番目のパルスは、１段カウンタ３２の
１”出力がローレベルとなっており、ゲート回路３４が
閉じているために、サンプル回路゛３６には、入力され
ない。従って、ホールド回路４０は、最初の２次電圧波
形のボトム値をホールドしている。
２次電圧波形の３番目のパルスは、１段カウンタ３２の
“１”出力がハイレベルとなり、ゲート回路３４が開放
しているので、サンプル回路３６に人力される。一方、
ホールド回路４０は、１段カウンタ３２の゛１パ出力が
ハイレベルとなるときにクリアされているので、２次電
圧波形の最初のパルスの場合と同様にして、ボトム値を
検出してホールドする。
その３番目のボトム値が出力されると、比較器４４は、
逆電離検出境界電圧保持回路４２に保持されている電圧
と比較し、それが逆電離検出境界電圧より１％以上低い
とき、カウントアツプ信号をアップダウンカウンタ４６
に出力する。
これと共に、ＯＦＦ期間制御回路４８は、２サイクルに
相当するＯＮ期間の終了により、スイッチ５２を開放す
る。
次いで、アップダウンカウンタ４６のカウント値が１増
大しているので、ＯＦＦ期間制御回路４８は、その１カ
ウント増大したカウント値に相当するサイクル数の時間
の間、スイッチ５２を［ｌＦＦ状態に維持する。
そのＯＦＦ状態の時間が経過すると、ＯＦＦ期間制御回
路４８は再びスイッチ５２を、交流電源の２サイクルに
相当する時間閉成する。スイッチ５２が閉成されると、
ゲート角信号が、ゲート角信号発生回路５０からサイリ
スタ回路１２に供給され、その導通角でサイリスクが導
通する。
そして、２次電圧が抵抗Ｒ１とＲ２の接続点で検出され
、波形成形回路３０が２次電圧波形のピークごとにパル
ス信号を出力する。そのパルス信号を受ける１没カウン
タ３２はＯＮ期間の最初にクリアされ、その“１”出力
は、最初のパルスが入力されたとき、ハイレベルとなり
、ゲート回路３４を開放し、最初の２次電圧波形がサン
プルカウンタ３６に人力されるようにする。
そのサンプル回路３６は、入力電圧を所定の間隔でサン
プルしてその電圧を比較器３８とホールド回路４０に出
力する。
その結果、比較器３８とホールド回路４０との協働作用
により、その入力２次電圧のボトム値が検出される。そ
のボトム値は、比較器４４によって、逆電離検出境界電
圧保持回路４２に保持されている電圧と比較される。そ
のとき、それが逆電離検出境界電圧より１％以上低いな
いとき、比較器４４は、カウントダウン信号もカウント
アツプ信号も出力しない。
２次電圧波形の２番目のパルスは、上記したように、１
段カウンタ３２の“］”出力がローレベルとなっており
、ゲート回路３４が閉じているために、サンプル回路３
６には、人力されない。従って、ホールド回路４０は、
最初の２次電圧波形のボトム値をホールドしている。
２次電圧波形の３番目のパルスは、１段カウンタ３２の
１”出力がハイレベルとなり、ゲート回路３４が開放し
ているので、サンプル回路３６に入力される。一方、ホ
ールド回路４０は、１段カウンタ３２の“１″出力がハ
イレベルとなるときにクリアされているので、２次電圧
波形の最初のパルスの場合と同様にして、ボトム値を検
出してホールドする。
その３番目のボトム値が出力されると、比較器４４は、
逆電離検出境界電圧保持回路４２に保持されている電圧
と比較する。
そのとき、それが逆電離検出境界電圧より１％以上低い
とき、カウントアツプ信号をアップダウンカウンタ４６
に出力する。
また、それが逆電離検出境界電圧より１％以上低いとき
、カウントアツプ信号をアップダウンカウンタ４６に出
力する。
このようにして、アップダウンカウンタ４６のカウント
値が変化しながら、そのアップダウンカウンタ４６のカ
ウント値に相当するサイクル数のＯＦＦ期間をおいて間
欠的に電気集塵装置の荷電が制御される。
以上述べたように、本発明による電気集塵装置の荷電制
御方法においては、交流電源すなわち商用電源の１０サ
イクルあるいはこれ以上の荷電休止期間を設けている。
これは、１０サイクルあるいはこれ以上の荷電休止期間
を設けることにより、逆電離は完全に消滅し、その直後
の荷電ＯＮ期間には逆電離の全く無い状態となり、この
ＯＮ期間中のボトム■、は高い値を示す。この高い■、
値を境界電圧とすることにより、信頼性の高い逆電離検
出を実施することができる。
なお、荷電休止期間の後に出現するＯＥ下期間をこれよ
り段々短くしていくと、１ザイクル又は２サイクルに固
定したＯＮ期間中の■８　は低下しはじめる。そして、
ＯＮ期間中の■８が、境界電圧より１〜１０％低下した
ところのＯＦＦ期間の長さが、Ｃ〜期間の間に介挿され
る最適のＯＦＦ期間であることがわかった。
以上の事実を、次にテストデータによって説明する。
第６図から第１１図は、ＯＮ期間、ＯＦＦ期間をいろい
ろ変えた場合の２次電圧波形の例であり第６図、第７図
、第８図（（、国内炭フライアソシュによるテストを示
しており、第９図、第１０図、第１１図は、外−炭フラ
イアッシーによるテストを示している。
なお、ＯＮ期間中の平均電流Ｉｏｎは、第６図、第７図
、第８図の順に大きくなり、また、第９図、第１０図、
第１１図の順に太き（なっている。
また、第６図から第１１図の各図は、上から荷電率−１
，０（ＯＮ＝２サイクル、０ＦＦ＝０サイクル）荷電率
＝０．６７　　（ＯＮ＝２サイクノペＯＦＦ　＝　１サ
イクル）荷電率−０，５（ＯＮ＝２サイクル、０ＦＦ＝
２サイクル）荷電率−０，３３（ＯＮ＝２サイクル、０
ＦＦ−４サイクル）荷電率−０，２（ＯＮ＝２サイクル
、０ＦＦ＝８サイクル）の２次電圧波形を示す。
ここで、ＯＮ期間中のボトムＶＢ、特に全相ボトム（好
ましくは第３番目のボトム）に注目する。
いずれの図においても荷電率小さい時は、ＶＢは高く、
荷電率がある値より大きくなると、Ｖａが急に低下しは
じめる。この■８が急に低下する時の荷電率は次の様に
読み取れる。
第６図では、荷電率−１，（）。
第７図、第８図では、荷電率−０，５、第９図、第１０
図では、荷電率−０，６７、第１１図では、荷電率−０
，３３ いずれの場合も、荷電率をこれ以上増やしても、逆電離
のため集塵性能は向上せず、消費電力のみが増大する。
また荷電率をこれ以下に下げると荷電不足のため、集塵
性能が著しく低下する。よってこの荷電率が最適荷電率
であり、この時のＯＦＦ期間が、最適ＯＦＦ期間である
。
このことを更に、集塵性能を実際に測定して確認した。
その結果をまとめたものを第１２図に示す。
第１２図の上段は、横軸が２次電圧■であり縦軸が２次
電流Ｉであり、中段は、横軸が荷電率Ｔであり、縦軸が
集塵性能ηでり、下段は、横軸が荷電率Ｔであり、縦軸
がボトム電圧Ｖａである。
なお、図中で■？　：大、小とあるのは、ＯＮ期間中の
２次電圧波形のピーク値■Ｐの大小であって、ＯＮ期間
中の平均電流Ｉｏｎの大小に相当する。
また、下段で、荷電率を充分小さいところから段々大き
くした時、Ｖｇが低下しはじめるところを下向きの矢印
（↓）で示した。
その矢印（↓）で示した荷電率における集じん性能を中
段でみると、いずれも、集じん性能の最高値を実質的に
そこなわないで、消費電力が少なくなる条件になってい
ることがわかろう。
従って、本発明による制御を実施することにより、集塵
性能を最高にする最適荷電率が自動的に実現される。
第１３図は、本発明による電気集塵装置の荷電制御装置
の別の実施例のブロック図である。なお、第１３図に示
す荷電制御装置において、第１図に示す荷電制御装置の
部分と同一の部分については、同一の参照番号を付して
説明は省略する。
第１３図の荷電制御装置は、２つの制御ループを有して
いる。第１の制御ループは、ＯＮ期間中の平均電流Ｉｏ
ｎを制御するループであり、第２の制御ループは、逆電
離検出に基づ＜　ＯＦＦ期間を制御するループであり、
第１図に示す荷電制御装置と同様に構成されている。従
って、第１の制御ループについてのみ以下説明する。
サイリスタ回路１２と変圧器１８との間の接続ラインに
は、計器用変流器ＣＴが設けられ、その計器用変流器Ｃ
Ｔの出力は、絶対値回路５４に接続されている。この絶
対値回路５４の出力は、平均値回路５６に接続されてい
る。この平均値回路５６は、ＯＮ期間中の一次電流の絶
対値を平均して、平均電流Ｊａｎを出力するものである
。なお、この平均電流Ｊａｎを２次電流から導いてもよ
い。
平均値回路５６は、たとえば、差動増幅器５８の出力と
人力との間に抵抗ＲとコンデンサＣとが並列に接続され
、その抵抗Ｒにソリッドステートスイッチ６０が接続さ
れて構成される。すなわち、平均値回路中のソリッドス
テートスイッチ６０は、ＯＦＦ期間制御回路４８に制御
されて、荷電ＯＮ期間中のみ導通し、この時、この回路
はコンデンサＣと抵抗Ｒにより決まる時定数の平均値回
路となる。一方、荷電のＱｔ’Ｆ期間中はソリッドステ
ートスイッチ６０もＯＦＦ　Ｌ、平均値回路のコンデン
サＣの電圧が保持される。次に、ソリッドステートスイ
ッチ６０が導通したら再び平均値回路の機能を再開し、
新な平均電流Ｊａｎが出力される。
平均値回路５６の出力は、比較器６２の一方の人力に接
続されている。
また、抵抗Ｒ１及びＲ７の接続点には、スパーク検出回
路６４０入力が接続され、そのスパーク検出回路６４の
出力は、目標平均電流値回路６６に接続されている。目
標平均電流値回路６６は、スパーク検出回路６４が検出
したスパークの頻度に基づいて、目標平均値を増減して
、平均電流がスパーク寸前の値の制御されるよう目標平
均電流値を決定する。
たとえば、スパークの頻度が増大するときには、目標平
均電流値回路６６は、目標平均電流値を下げ、反対に、
スパークの頻度が実質的に零になるときには、目標平均
電流値回路６６は、目標平均電流値を上げる。
そして、その目標平均電流値回路６６の出力は、比較器
６２の他方の人力に接続されている。その比較器６２は
、平均値電流と目標平均電流値とを比較し、その出力は
、ゲート角信号発生回路５０に接続されている。
そのゲート角信号発生回路５０は、実際の平均値電流が
目標平均電流値より小さいとき、ゲート角を拡大したゲ
ート角信号を出力し、反対に、実際の平均値電流が目標
平均電流値より大きいとき、ゲート角を小さくしたゲー
ト角信号を出力°ターる。
かくして、第１３図に示す電気集塵装置の荷電制御装置
は、第１の制御ループにおいて平均電流の制御によりス
パーク寸前の電流値に制御できると共に、第２の制御ル
ープにおいて逆電離が発生しない範囲の最大の荷電率に
することができ、効率的に集塵することができる。
しかし、第１の制御ループにとって、逆電離検出による
荷電率の変化は、外乱とみなされる。この外乱によりス
パークの発生の状態が大きくかわるようだと、良好な制
御とはいえない。
平均値電流Ｊａｎを一定したまま、荷電率を小さくする
と、ＯＮ期間中の２次電圧波形のピーク値■２が少し上
昇する場合がある。これは逆電離が起こりにくくなって
高い電圧がかかるようになるためと考えられる。しかし
、これによりスパークしゃすくなるということは殆”ど
無い。
特に、本発明のようにＯＮ期間を固定してＯＦＦ期間の
みで荷電率を変化させる場合にはよほど大きく荷電率を
急変させない限り、荷電率はスパーク寸前の平均値電流
Ｉｏｎの値には影響を与えない。
第１４図及び第１５図に、実際の５段の電気集塵装置に
おける２次電圧■と２次電流Ｉとの関係の■−■特性を
示す。
第１４図及び第１５図において、１番下のグラフが第１
集塵室を示し、下から２番目のグラフが第２集塵室を示
し、以下、第３集塵室、第４集塵室、そして、１番上が
第５集塵室を示している。
そして、第１４図は、荷電率＝１すなわち連続荷電の場
合であり、第１５図は、荷電率−０，２すなわちＯＮ期
間＝１サイクル、ＯＦＦ期間＝４サイクルの場合である
。
また、第１５図において、横軸（２次電流）はＯＮ期間
、　ＯＦＦ期間を通算しての平均電流を示しており、荷
電率＝０．２であることから、平均電流を５倍すればＩ
ｏｎが求められる。こうして、第１５図でスパーり時の
Ｉｏｎを求めると、それは第１４図のスパーク時の２次
電流（Ｉｏｎに等しい）と、比較的近い値になっている
場合が多いことが、第１４図と第１５図との比較かられ
かろう。
つまり、荷電率１．０と０．２とで、スパーク寸前のＩ
ｏｎは大きく違わない。
このことは、スパーク制御の対象をＪａｎに選べば、荷
電率という外乱の影響を排除できることを意味する。
なお１．Ｉｏｎの代わりに、電圧波形のピーク値やＯＮ
期間、ＯＦＦ期間を通算しての平均電流を制御の対象に
選んでスパーク制御をすると、荷電率が代わるたびにス
パーク制御を失敗することになる。
本発明の制御を実際に実施する場合、ＯＦＦ期間の上限
を設定することが好ましい。このように上限を設定する
ことは、万一、制御上のトラブルでＯＦＦ期間が長くな
り荷電不足、従って、集塵性能の著しい低下がおこるの
を防ぐためである。しかしこうしたトラブルがなければ
必要ない機能である。
また、ＯＦＦ期間の下限を設定することが好ましい。こ
の下限設定は、より積極的な意味を持っている。
逆電離を生じないダストにあっては、最高の集塵性能は
、ＯＦＦ期間零で得られる（第１２図参照）。
そして、本発明による制御において、このようなダスト
の場合、ＯＦＦ期間零が実現される。
しかし、この様な逆電離を生じないダストでは集塵性能
は極めて良いはずである。集塵装置の仕様は、塵発生源
から生ずるダストの中で最も集塵されにくいダストにお
いても、所定の集塵性能が得られる様に設計されるため
、逆電離を生じないダストでは成る程度集塵性能を犠牲
にできる余裕があり、こうした場合にはＯＦＦ期間を設
けて省エネルギーをはかった方がよい。
ＯＦＦ期間の下限は、この目的のために設定するもので
ある。
更に、ＯＦＦ期間の下限があれば、集塵装置の電源装置
の電流定格は連続荷電の定格でなくてもよい。
例えば、Ｉｏｎの値が１０００　ｍＡＡ必要ら、電源装
置の内部インピーダンスあるいは限流リアクトルは、１
０１００Ｏ流すことができるように設計されべきだが、
連続荷電の定格は、１０００　ｍ　Ａ必要ない。
なぜならば、ＯＦＦ期間の下限で規定される０１７．　
ＯＦＦ期間を通算しての平均電流は、１０００　ｍ　Ａ
より小さいからである。
これにより、電源装置のコストダウンが可能となる。Ｏ
ＦＦ期間の下限を設けることは、この様にイニシアルコ
スト、ランニングコストの両方の低減を可能にする。
発明の効果 以上から明らかなように、本発明による電気集ｒ１１装
置の荷電制御方法によれば、経験に依存することな（、
ダイナミックに変動する電気集塵装置の状況に応じて、
簡便且つ確実に逆電離を検出して、また、高抵抗ダスト
であっても、簡単な手順により逆電離を効果的に防止し
ての最適荷電率が自動的に得られ、燃料石炭種類その他
の操業条件の変動にもメンテナンスフリーで対応できる
。しかも、この方式は、調整すべきパラメータが一つし
かない。
そして、その唯一時のパラメータは、境界電圧を１００
％とした時の全相ボトムの低下量を識別するための％値
（１〜１０）である。
ところで、荷電率の変化による全相ボトム■。
の変化は、ある荷電率のところでかなり顕著に現れる（
第６から第１２図を参照）ため、この識別％の設定はあ
まり厳格に行なう必要はない。
従って、本発明による制御は、きわめて調整が容易であ
るという特徴がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明による電気集塵装置の荷電制御方法を
実施する装置の１つの例を示すブロック図である。 第２図は、逆電離が生じているときと生じていないとき
の電気集塵装置の２次電流と２次電圧との関係を示すグ
ラフである。 第３図は、−・般的な電気集塵装置の回路を示すブロッ
ク図である。 第４図は、電気１ｉｔｓｉ装置の２次電圧波形の例を示
す波形図である。 第５図は、電気集塵装置のノイズがある２次電圧波形の
実際の例を示す波形図である。 第６図、第７図、第８図、第９図、第１θ図及び第１１
図は、電気集塵装置の荷電のＯＮ期間、ＯＦＦ期間をい
ろいろ変えた場合の２次電圧波形の例を示す波形図であ
る。 第１２図は、集塵性能を実際に測定して確認した結果を
示すグラフである。 第１３図は、本発明による電気集塵装置の荷電制御方法
を実施する装置のもう１つの例を示すブロック図である
。 第１４図及び第１５図は、実際の５段の電気集塵装置に
おける２次電圧■と２次電流■との関係の■−■特性を
示すグラフである。 〔主な参照番号〕 １０・・制御回路、１２・・サイリスク回路、１８・・
変圧器、２０・・整流回路、 ２２・・放電電極、２４・・集塵電極、２６・・逆電離
検出回路、 ４２・・逆電離検出境界電圧保持回路、４８・・ＯＦＦ
期間制御回路、 ５０・・ゲート角信号発生回路、 ５４・・絶対値回路、５６・・平均値回路、６４・・ス
パーク検出回路、 ６６・・目標平均電流値回路 特許出願人　　住友重機械工業株式会社復代理人　弁理
士新居正彦 第２図 第３図 第４図 り−４ ｏｍｓ 第６図 第８図 第９図 に 第１０図 第１１図 第１２図 第１４図 １（１）２００３℃４（１）力お刀功の刃工２次電九（
ｍＡｌ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）荷電ＯＮ、ＯＦＦ各期間の長さを電源交流の１サ
    イクルを最小単位として、電源交流の１サイクルあるい
    は２サイクルに相当する期間に固定したＯＮ期間と、可
    変自在なＯＦＦ期間とが交互に出現するように電気集塵
    装置の荷電を制御し、適当な期間ごとに、電源交流の少
    なくとも１０サイクルの期間に及ぶ荷電休止期間を強制
    的に置き、該荷電休止期間の直後の最初のＯＮ期間の２
    次電圧波形のボトムの電圧を逆電離検出境界電圧とし、
    次の荷電休止期間までの間、その後に引き続いて出現す
    るＯＮ期間中の奇相ボトムが上記した逆電離検出境界電
    圧より低くなったら、逆電離発生とみなして、そのＯＮ
    期間のその次のＯＦＦ期間を１サイクル長くし、一方、
    そのＯＮ期間中に逆電離が検出されなければそのＯＮ期
    間のその次のＯＦＦ期間を１サイクル短かくするように
    電気集塵装置を制御することを特徴とする電気集塵装置
    の荷電制御方法。
  2. （２）前記荷電休止期間は、少なくとも５分ごとに置か
    れることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電気
    集塵装置の荷電制御方法。
  3. （３）前記ＯＮ期間は、電源交流の２サイクルに相当す
    る期間に固定されており、前記逆電離検出境界電圧は、
    前記荷電休止期間の直後の最初のＯＮ期間の２次電圧波
    形の最初のボトム電圧および３番目のボトム電圧のいず
    れか電圧の高い方の電圧であるあることを特徴とする特
    許請求の範囲第１項または第２項記載の電気集塵装置の
    荷電制御方法。
  4. （４）前記ＯＮ期間は、電源交流の２サイクルに相当す
    る期間に固定されており、前記逆電離検出境界電圧は、
    前記荷電休止期間の直後の最初のＯＮ期間の２次電圧波
    形の３番目のボトム電圧であるあることを特徴とする特
    許請求の範囲第１項または第２項記載の電気集塵装置の
    荷電制御方法。
  5. （５）前記逆電離検出は、逆電離検出境界電圧を１００
    ％とした時、これより１〜１０％低くなったら、逆電離
    と判断することを特徴とする特許請求の範囲第１項から
    第４項までのいずれかに記載の電気集塵装置の荷電制御
    方法。
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