電気集塵装置の火花検出装置
【課題】 電気集塵機の火花発生の検出を確実にできる。
【解決手段】 集塵極１１と放電極１２との間に印加される荷電電圧値を検出する荷電電圧検出手段３０と、前記荷電電圧検出手段３０によって検出された荷電電圧測定値６０に応じて変化するように火花発生の判定基準となる荷電電圧低下閾値６２を設定する検出波形改良回路３４および荷電電圧低下検出閾値設定器３６と、前記荷電電圧検出手段３０によって検出された荷電電圧測定値６０と前記検出波形改良回路３４および荷電電圧低下検出閾値設定器３６によって設定された荷電電圧低下閾値６２とを比較することにより火花発生の有無を判定する荷電電圧低下判定器３８とを備えたので、確実に火花放電の検出が可能となる。
【解決手段】 集塵極１１と放電極１２との間に印加される荷電電圧値を検出する荷電電圧検出手段３０と、前記荷電電圧検出手段３０によって検出された荷電電圧測定値６０に応じて変化するように火花発生の判定基準となる荷電電圧低下閾値６２を設定する検出波形改良回路３４および荷電電圧低下検出閾値設定器３６と、前記荷電電圧検出手段３０によって検出された荷電電圧測定値６０と前記検出波形改良回路３４および荷電電圧低下検出閾値設定器３６によって設定された荷電電圧低下閾値６２とを比較することにより火花発生の有無を判定する荷電電圧低下判定器３８とを備えたので、確実に火花放電の検出が可能となる。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、空気中のダストを捕集する電気集塵装置の火花検出装置に係り、特に火花検出装置の誤判断を防止するための、電気集塵装置の火花検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電気集塵装置は一般に、より高い荷電電圧で運転することが装置の性能面で有利である。そのため通常は放電電流の定電流制御または、前記定電流制御と荷電圧の定電圧制御方式を併用した制御装置を具備し、無火花時は各々の制御の設定器で設定された出力上限値で運転されている。また、コロナ放電域からアーク、グロー放電域への移行を防止する目的から「火花追随制御」、「火花頻度制御」や「火花積分制御」などと一般に呼ばれている火花発生時に行う自動制御により電気集塵装置の荷電電圧や放電電流を制御している。
【０００３】従来の火花検出回路の動作内容を以下に説明する。火花発生時は荷電電圧が低下する現象が発生し、電源装置の出力側が短絡状態となるために、放電電流が上昇する。この放電電流が予め定められた放電電流超過検出閾値以上であることと、荷電電圧が予め定められた荷電電圧低下検出閾値以下に急速に低下したことのＡＮＤ条件が成立した場合にのみ火花検出と判断して上記に示す火花発生時の自動制御を行なっていた。
【０００４】この火花検出回路からの信号により電気集塵装置の電源装置を以下の２つの運転モードを状況に応じて使い分けて制御している。なお、火花検出を判定する閾値は、電源装置の１つの運転モードである連続荷電方式の場合と、サイクリックに荷電・休止を行うもう１つの運転モードである間欠荷電方法の場合も共に同じ閾値で設定して検出動作を行っていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら間欠荷電方式の場合に於いては、荷電休止時に荷電電圧が低下することと、集塵装置を再荷電する時に突入充電電流が流れることにより、火花検出条件が成立することになるため、連続荷電方法の時の閾値のままであると火花検出の誤動作が発生していた。その誤動作を防止するために従来は放電電流超過閾値の設定値を高くして、誤動作が発生しないように対処していた。その結果、電流値が低い火花が頻発した場合、火花として検出できないために火花時自動制御が機能しないので荷電電圧の低下を助長し、最終的には電源装置、電気集塵装置を保護するために設けられている機能である「低電圧検出装置」が動作し、電源装置をトリップさせる事象にまで到達してしまう。
【０００６】また反対に荷電電圧の設定閾値を低くした場合には、本来検出する必要のないアーク、グロー放電に移行しない自己消弧形の火花発生時でも自動制御してしまう。そのために荷電一時休止時間の増加による無荷電時間が多くなり、電気集塵装置の性能が低下する不具合が発生していた。図３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）に従来の火花放電阻止回路の信号処理の機能を示す。図３（Ａ）は間欠荷電方式における、荷電電圧測定値８０と、荷電電圧検出閾値設定器に於いて設定された荷電電圧低下閾値８２とを時間を横軸に示した図である。図３（Ａ）は時間Ｔ１までは正常なコロナ放電が発生していたが、Ｔ１以降火花放電８４が発生して、集塵装置の荷電電圧を遮断した例を示している。図３（Ｂ）に示す荷電電圧低下信号８６は、図３（Ａ）に於いて荷電電圧測定値８０が荷電電圧低下閾値８２を下まわった荷電電圧低下判定領域８８の間だけＨｉレベルになるように作られる信号である。この荷電電圧低下信号８６は火花放電が発生していない間であるにもかかわらずＴ２、Ｔ３以降出力されてしまう。図３（Ｄ）に示す電力制御指令９２は、図３（Ｂ）の荷電電圧低下信号８６と図３（Ｃ）の放電電流超過信号９０とのＡＮＤ信号であり、図３（Ｃ）に示されるように放電電流超過信号９０は集塵装置に流れる突入電流によっても出力されるため、火花放電が発生していない間であっても図３（Ｄ）に示す電力制御指令９２がＴ４からＴ５の間出力されてしまい、誤動作が発生していた。
【０００７】時間Ｔ１以降に出力される電力制御指令９２は、火花放電８４による信号であるので正常な検出である。本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、火花検出の誤検出及びレベルの低い火花が検出できないことによる誤った電源装置のトリップを防止させるための電気集塵装置の火花検出装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成するために、集塵極とその集塵極に対向して配置された放電極との間に連続又は間欠荷電方式で電圧を印加し、排ガス中のダストを捕集する電気集塵装置の火花検出装置において、前記集塵極と放電極との間に印加される荷電電圧値を検出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段によって検出された荷電電圧値に応じて変化するように火花発生の判定基準となる荷電電圧低下閾値を設定する閾値設定手段と、前記電圧検出手段によって検出された荷電電圧値と前記閾値設定手段によって設定された荷電電圧低下閾値とを比較することにより火花発生の有無を判定する判定手段と、を備えたことを特徴としている。
【０００９】本発明によれば、集塵極と放電極との間に印加される荷電電圧値を検出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段によって検出された荷電電圧値に応じて変化するように火花発生の判定基準となる荷電電圧低下閾値を設定する閾値設定手段と、前記電圧検出手段によって検出された荷電電圧値と前記閾値設定手段によって設定された荷電電圧低下閾値とを比較することにより火花発生の有無を判定する判定手段とを備えたので確実な火花放電の検出が可能となる。これにより集塵装置の２つの荷電モードである、連続荷電方式と間欠荷電方式共に同じ荷電電圧低下閾値及び放電電流超過閾値でも誤判断せずにレベルの低い火花も検出できるので火花発生頻度を抑制し、更に火花頻発を防止するための無荷電時間が短縮でき電気集塵装置の機能を向上することができる。また、電気集塵装置の性能を左右する荷電電圧を高い値に保持し、効率を良くすることができる。
【００１０】本発明は前記目的を達成するために請求項２に記載の発明は、前記閾値設定手段には前記電圧検出手段によって検出された荷電電圧値を分圧する分圧抵抗器と、前記荷電電圧値又は分圧された電圧値を所定の時間遅延させる遅れ要素とを有することを特徴としている。本発明によれば、前記閾値設定手段には前記電圧検出手段によって検出された荷電電圧値を分圧する分圧抵抗器と、前記荷電電圧値又は分圧された電圧値を所定の時間遅延させる遅れ要素とを設けたので、簡単な構成で確実に火花放電の検出が可能となる。
【００１１】本発明は前記目的を達成するために請求項３に記載の発明は、前記集塵極と放電極との間を流れる放電電流を検出する電流検出手段を有し、前記判定手段は、前記荷電電圧値が前記荷電電圧低下閾値以下となり、かつ前記電流検出手段によって検出された放電電流値が所定の放電電流超過閾値以上になったときに火花発生があったと判別することを特徴としている。
【００１２】本発明によれば、前記集塵極と放電極との間を流れる放電電流を検出する電流検出手段を有し、前記判定手段は、前記荷電電圧値が前記荷電電圧低下閾値以下となり、かつ前記電流検出手段によって検出された放電電流値が所定の放電電流超過閾値以上になったときに火花発生があったと判別するようにしたので、簡単な構成で確実に火花放電の検出が可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１に本発明に係る電気集塵装置の火花検出装置の実施の形態を説明する。まず、電気集塵装置の構成について説明する。電気集塵装置１０は放電極１１と集塵極１２から形成される集塵装置１３を動作させるために、交流電源１４と、交流電圧を位相制御するために用いるサイリスタ等の電力制御素子１６と、交流電圧を集塵装置１３で利用可能な電圧に変圧するための変圧器１８と、変換した交流電圧を直流に変換する整流器２０と、荷電電圧検出手段３０と、荷電電圧低下判定手段３２と、本発明に係る検出波形改良回路３４と、荷電電圧低下検出閾値設定器３６と、荷電電圧低下判定器３８と、放電電流検出手段４０と、放電電流超過判定手段４２と、放電電流超過検出閾値設定器４６と、放電電流超過判定器４８と、位相制御装置５０と、ＡＮＤ回路５２と、位相制御回路５４とから構成されている。
【００１４】次に、電気集塵装置１０の各部に於ける機能及び動作について説明する。交流電源１４から得られる電力は、集塵装置１３へ供給するのに適した電力となるように位相制御装置５０からの指令に従って電力制御素子１６により位相制御される。更に変圧器１８により電圧が昇圧された後に整流器２０により直流へと変換され、集塵装置１３の放電極１１に印加されて放電極１１と集塵極１２との間でコロナ放電を開始し、集塵運転されている。このとき放電極１１と集塵極１２との間に印加されている荷電電圧は例えば分圧抵抗器を使用した荷電電圧検出手段３０の出力として常に監視されている。そして放電極１１と集塵極１２との間に流れている放電電流も例えば分流抵抗器を使用した放電電流検出手段４０の出力として常に監視されている。
【００１５】もし集塵装置１３内の放電極１１と集塵極１２間で火花放電が発生した場合には、放電電流が瞬時に急増するとともに荷電電圧が降下する。このときに荷電電圧検出手段３０と放電電流検出手段４０に於いて検出された荷電電圧測定値６０と放電電流測定値は荷電電圧低下判定手段３２と放電電流超過判定手段４２で読み取り、供給する電力を減らすように電力制御素子１６を制御する。放電電流超過判定手段４２に於いては、予め放電電流超過閾値設定器４６により設定されている放電電流の閾値よりも放電電流測定値が大きいかどうかを放電電流超過判定器４８が判定している。検出した放電電流測定値が閾値よりも大きい場合には放電電流超過を示す信号を位相制御装置５０のＡＮＤ回路５２に出力する。また、荷電電圧低下判定手段３２に於いては、検出した荷電電圧測定値６０を検出波形改良回路３４を通した値と、予め荷電電圧低下検出閾値設定器３６により設定されている荷電電圧の閾値とを加えた値である荷電電圧低下閾値６２と、検出した荷電電圧測定値６０とを荷電電圧低下判定器３８で比較判定している。ここで前記荷電電圧低下閾値６２よりも検出した荷電電圧測定値６０の方が低い場合には荷電電圧低下を示す信号を位相制御装置５０のＡＮＤ回路５２に出力する。このようにして得られた放電電流超過信号７０と、荷電電圧低下信号６６が同時に位相制御装置５０のＡＮＤ回路５２に入力された場合にはＡＮＤ回路５２は電力制御指令を位相制御回路５４に出力し、その電力制御指令に応じて位相制御回路５４は電力制御指令を電力制御素子１６に出力して集塵装置１３に印加される電力が制御される。例えば集塵装置１３に於ける火花発生時の持続放電を防止するために、瞬時に電力制御素子１６のゲートをオフ（荷電停止）して一定時間経過後に火花発生時の荷電電圧まで徐々に復帰するような火花時自動制御回路を構成する。これにより常時適切な放電状態を維持することが可能となる。また、放電極１１の断線または、異物混入により放電極１１と集塵極１２が短絡した場合等には、荷電電圧が徐々に低下しコロナ開始電圧以下の状態が一定時間以上継続したことを荷電電圧検出手段３０が出力することにより、前記の火花時自動制御回路が動作して電力制御素子１６のゲートをオフさせるかまたは交流電源１４を遮断させるように図示しない保護回路が構成されている。
【００１６】上記の例では荷電電圧低下判定手段３２や、放電電流超過判定手段４２や、位相制御装置５０にハードウェアを用いた例で説明しているが、Ａ−Ｄ変換器等でデータを読み込んでソフトウェアで判定や制御の処理を行ってもよい。本発明に係る電気集塵装置の火花検出装置は、荷電電圧低下判定手段３２内に検出波形改良回路３４を追加することによって火花検出精度の向上を図るものである。
【００１７】図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）に検出波形改良回路３４の信号処理機能について示す。図２（Ａ）は間欠荷電方式における、荷電電圧検出手段３０にて検出した荷電電圧測定値６０と、前記荷電電圧測定値６０を検出波形改良回路３４を通過したのちに荷電電圧低下検出閾値設定器３６にて設定された荷電電圧低下閾値６２とを時間を横軸に示した図である。図２（Ａ）は時間Ｔ１までは正常なコロナ放電が発生していたが、Ｔ１以降火花放電６４が発生して、集塵装置１３の荷電電圧を電力制御素子１６に指令を出力して遮断した例を示している。本発明によれば、荷電電圧測定値６０に応じて荷電電圧低下閾値６２が追従して変化するので図２（Ｂ）に示す荷電電圧低下判定器３８から出力されている荷電電圧低下信号６６は火花放電が発生しない間はＬｏレベルのままである。従って、図２（Ｃ）に於ける放電電流超過信号７０が放電電流超過判定器４８から出力されていても図２（Ｄ）に示す電力制御指令７２は火花放電が発生しない間はＬｏレベルのままとなり誤動作は起こらない。
【００１８】時間Ｔ１に於いて火花放電６４が発生した場合には、荷電電圧測定値６０が火花放電６４により低下するが、検出波形改良回路３４の働きにより荷電電圧低下閾値６２は追従が遅れるために図２（Ａ）の荷電電圧低下判定領域６８の部分に於いて、荷電電圧低下信号６６＝荷電電圧低下閾値６２−荷電電圧測定値６０が正の値をとる。従って、図２（Ｂ）に示す荷電電圧低下信号６６が火花放電６４の発生と同時に検出波形改良回路３４の時定数の時間の間出力される。この荷電電圧低下信号６６と、図２（Ｃ）に示す放電電流超過信号７０とのＡＮＤ演算をＡＮＤ回路５２で行うことにより、図２（Ｄ）に示す電力制御指令７２が得られる。
【００１９】上記のように本発明によれば、集塵極１２と放電極１１間に発生する火花の検出が確実になるので、レベルの低い火花を検出できないことによる不要な電源装置のトリップ防止を図ることができる。なお、図１R>１の説明では検出波形改良回路３４は、１次のローパスフィルタで形成しているが、本発明はこれに限定されるものではなく多次のフィルタを形成してもよいし、比例動作と定数を加算した回路であっても目的は達成される。また、検出波形改良回路３４を設ける場所も荷電電圧低下判定手段３２の内部及び放電電流超過判定手段４２の少なくとも何れか一方に設けることにより目的は達成される。例えば、多次の遅れ要素を荷電電圧低下閾値６２の信号経路に設けても本発明の目的は達成される。また、位相制御装置５０の内部に遅延回路等を設けることによっても本発明の目的は達成される。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る電気集塵装置の火花検出装置によれば、集塵極と放電極との間に印加される荷電電圧値を検出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段によって検出された荷電電圧値に応じて変化するように火花発生の判定基準となる荷電電圧低下閾値を設定する閾値設定手段と、前記電圧検出手段によって検出された荷電電圧値と前記閾値設定手段によって設定された荷電電圧低下閾値とを比較することにより火花発生の有無を判定する判定手段とを備えたので確実な火花放電の検出が可能となる。これにより集塵装置の２つの荷電モードである、連続荷電方式と間欠荷電方式共に同じ荷電電圧低下閾値及び放電電流超過閾値でも誤判断せずにレベルの低い火花も検出できるので火花発生頻度を抑制し、更に火花頻発を防止するための無荷電時間が短縮でき電気集塵装置の機能を向上することができる。また、電気集塵装置の性能を左右する荷電電圧を高い値に保持し、効率を良くすることができる。
【００２１】また他の発明の形態によれば、前記閾値設定手段には前記電圧検出手段によって検出された荷電電圧値を分圧する分圧抵抗器と、前記荷電電圧値又は分圧された電圧値を所定の時間遅延させる遅れ要素とを設けたので、簡単な構成で確実に火花放電の検出が可能となる。また他の発明の形態によれば、前記集塵極と放電極との間を流れる放電電流を検出する電流検出手段を有し、前記判定手段は、前記荷電電圧値が前記荷電電圧低下閾値以下となり、かつ前記電流検出手段によって検出された放電電流値が所定の放電電流超過閾値以上になったときに火花発生があったと判別するようにしたので、簡単な構成で確実に火花放電の検出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電気集塵装置の火花検出装置の実施の形態を示す図
【図２】（Ａ）は本発明に係る電気集塵装置による信号処理を示す図
（Ｂ）は本発明に係る荷電電圧低下信号の出力状態を示す図
（Ｃ）は本発明に係る放電電流超過信号の出力状態を示す図
（Ｄ）は本発明に係る電力制御指令信号の出力状態を示す図
【図３】（Ａ）は従来の電気集塵装置による信号処理を示す図
（Ｂ）は従来の荷電電圧低下信号の出力状態を示す図
（Ｃ）は従来の放電電流超過信号の出力状態を示す図
（Ｄ）は従来の電力制御指令信号の出力状態を示す図
【符号の説明】
１０…電気集塵装置
１１…放電極
１２…集塵極
１３…集塵装置
３０…荷電電圧検出手段
３２…荷電電圧低下判定手段
３４…検出波形改良回路
３８…荷電電圧低下判定器
６２…荷電電圧低下閾値
６４…火花放電
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、空気中のダストを捕集する電気集塵装置の火花検出装置に係り、特に火花検出装置の誤判断を防止するための、電気集塵装置の火花検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電気集塵装置は一般に、より高い荷電電圧で運転することが装置の性能面で有利である。そのため通常は放電電流の定電流制御または、前記定電流制御と荷電圧の定電圧制御方式を併用した制御装置を具備し、無火花時は各々の制御の設定器で設定された出力上限値で運転されている。また、コロナ放電域からアーク、グロー放電域への移行を防止する目的から「火花追随制御」、「火花頻度制御」や「火花積分制御」などと一般に呼ばれている火花発生時に行う自動制御により電気集塵装置の荷電電圧や放電電流を制御している。
【０００３】従来の火花検出回路の動作内容を以下に説明する。火花発生時は荷電電圧が低下する現象が発生し、電源装置の出力側が短絡状態となるために、放電電流が上昇する。この放電電流が予め定められた放電電流超過検出閾値以上であることと、荷電電圧が予め定められた荷電電圧低下検出閾値以下に急速に低下したことのＡＮＤ条件が成立した場合にのみ火花検出と判断して上記に示す火花発生時の自動制御を行なっていた。
【０００４】この火花検出回路からの信号により電気集塵装置の電源装置を以下の２つの運転モードを状況に応じて使い分けて制御している。なお、火花検出を判定する閾値は、電源装置の１つの運転モードである連続荷電方式の場合と、サイクリックに荷電・休止を行うもう１つの運転モードである間欠荷電方法の場合も共に同じ閾値で設定して検出動作を行っていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら間欠荷電方式の場合に於いては、荷電休止時に荷電電圧が低下することと、集塵装置を再荷電する時に突入充電電流が流れることにより、火花検出条件が成立することになるため、連続荷電方法の時の閾値のままであると火花検出の誤動作が発生していた。その誤動作を防止するために従来は放電電流超過閾値の設定値を高くして、誤動作が発生しないように対処していた。その結果、電流値が低い火花が頻発した場合、火花として検出できないために火花時自動制御が機能しないので荷電電圧の低下を助長し、最終的には電源装置、電気集塵装置を保護するために設けられている機能である「低電圧検出装置」が動作し、電源装置をトリップさせる事象にまで到達してしまう。
【０００６】また反対に荷電電圧の設定閾値を低くした場合には、本来検出する必要のないアーク、グロー放電に移行しない自己消弧形の火花発生時でも自動制御してしまう。そのために荷電一時休止時間の増加による無荷電時間が多くなり、電気集塵装置の性能が低下する不具合が発生していた。図３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）に従来の火花放電阻止回路の信号処理の機能を示す。図３（Ａ）は間欠荷電方式における、荷電電圧測定値８０と、荷電電圧検出閾値設定器に於いて設定された荷電電圧低下閾値８２とを時間を横軸に示した図である。図３（Ａ）は時間Ｔ１までは正常なコロナ放電が発生していたが、Ｔ１以降火花放電８４が発生して、集塵装置の荷電電圧を遮断した例を示している。図３（Ｂ）に示す荷電電圧低下信号８６は、図３（Ａ）に於いて荷電電圧測定値８０が荷電電圧低下閾値８２を下まわった荷電電圧低下判定領域８８の間だけＨｉレベルになるように作られる信号である。この荷電電圧低下信号８６は火花放電が発生していない間であるにもかかわらずＴ２、Ｔ３以降出力されてしまう。図３（Ｄ）に示す電力制御指令９２は、図３（Ｂ）の荷電電圧低下信号８６と図３（Ｃ）の放電電流超過信号９０とのＡＮＤ信号であり、図３（Ｃ）に示されるように放電電流超過信号９０は集塵装置に流れる突入電流によっても出力されるため、火花放電が発生していない間であっても図３（Ｄ）に示す電力制御指令９２がＴ４からＴ５の間出力されてしまい、誤動作が発生していた。
【０００７】時間Ｔ１以降に出力される電力制御指令９２は、火花放電８４による信号であるので正常な検出である。本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、火花検出の誤検出及びレベルの低い火花が検出できないことによる誤った電源装置のトリップを防止させるための電気集塵装置の火花検出装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成するために、集塵極とその集塵極に対向して配置された放電極との間に連続又は間欠荷電方式で電圧を印加し、排ガス中のダストを捕集する電気集塵装置の火花検出装置において、前記集塵極と放電極との間に印加される荷電電圧値を検出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段によって検出された荷電電圧値に応じて変化するように火花発生の判定基準となる荷電電圧低下閾値を設定する閾値設定手段と、前記電圧検出手段によって検出された荷電電圧値と前記閾値設定手段によって設定された荷電電圧低下閾値とを比較することにより火花発生の有無を判定する判定手段と、を備えたことを特徴としている。
【０００９】本発明によれば、集塵極と放電極との間に印加される荷電電圧値を検出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段によって検出された荷電電圧値に応じて変化するように火花発生の判定基準となる荷電電圧低下閾値を設定する閾値設定手段と、前記電圧検出手段によって検出された荷電電圧値と前記閾値設定手段によって設定された荷電電圧低下閾値とを比較することにより火花発生の有無を判定する判定手段とを備えたので確実な火花放電の検出が可能となる。これにより集塵装置の２つの荷電モードである、連続荷電方式と間欠荷電方式共に同じ荷電電圧低下閾値及び放電電流超過閾値でも誤判断せずにレベルの低い火花も検出できるので火花発生頻度を抑制し、更に火花頻発を防止するための無荷電時間が短縮でき電気集塵装置の機能を向上することができる。また、電気集塵装置の性能を左右する荷電電圧を高い値に保持し、効率を良くすることができる。
【００１０】本発明は前記目的を達成するために請求項２に記載の発明は、前記閾値設定手段には前記電圧検出手段によって検出された荷電電圧値を分圧する分圧抵抗器と、前記荷電電圧値又は分圧された電圧値を所定の時間遅延させる遅れ要素とを有することを特徴としている。本発明によれば、前記閾値設定手段には前記電圧検出手段によって検出された荷電電圧値を分圧する分圧抵抗器と、前記荷電電圧値又は分圧された電圧値を所定の時間遅延させる遅れ要素とを設けたので、簡単な構成で確実に火花放電の検出が可能となる。
【００１１】本発明は前記目的を達成するために請求項３に記載の発明は、前記集塵極と放電極との間を流れる放電電流を検出する電流検出手段を有し、前記判定手段は、前記荷電電圧値が前記荷電電圧低下閾値以下となり、かつ前記電流検出手段によって検出された放電電流値が所定の放電電流超過閾値以上になったときに火花発生があったと判別することを特徴としている。
【００１２】本発明によれば、前記集塵極と放電極との間を流れる放電電流を検出する電流検出手段を有し、前記判定手段は、前記荷電電圧値が前記荷電電圧低下閾値以下となり、かつ前記電流検出手段によって検出された放電電流値が所定の放電電流超過閾値以上になったときに火花発生があったと判別するようにしたので、簡単な構成で確実に火花放電の検出が可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１に本発明に係る電気集塵装置の火花検出装置の実施の形態を説明する。まず、電気集塵装置の構成について説明する。電気集塵装置１０は放電極１１と集塵極１２から形成される集塵装置１３を動作させるために、交流電源１４と、交流電圧を位相制御するために用いるサイリスタ等の電力制御素子１６と、交流電圧を集塵装置１３で利用可能な電圧に変圧するための変圧器１８と、変換した交流電圧を直流に変換する整流器２０と、荷電電圧検出手段３０と、荷電電圧低下判定手段３２と、本発明に係る検出波形改良回路３４と、荷電電圧低下検出閾値設定器３６と、荷電電圧低下判定器３８と、放電電流検出手段４０と、放電電流超過判定手段４２と、放電電流超過検出閾値設定器４６と、放電電流超過判定器４８と、位相制御装置５０と、ＡＮＤ回路５２と、位相制御回路５４とから構成されている。
【００１４】次に、電気集塵装置１０の各部に於ける機能及び動作について説明する。交流電源１４から得られる電力は、集塵装置１３へ供給するのに適した電力となるように位相制御装置５０からの指令に従って電力制御素子１６により位相制御される。更に変圧器１８により電圧が昇圧された後に整流器２０により直流へと変換され、集塵装置１３の放電極１１に印加されて放電極１１と集塵極１２との間でコロナ放電を開始し、集塵運転されている。このとき放電極１１と集塵極１２との間に印加されている荷電電圧は例えば分圧抵抗器を使用した荷電電圧検出手段３０の出力として常に監視されている。そして放電極１１と集塵極１２との間に流れている放電電流も例えば分流抵抗器を使用した放電電流検出手段４０の出力として常に監視されている。
【００１５】もし集塵装置１３内の放電極１１と集塵極１２間で火花放電が発生した場合には、放電電流が瞬時に急増するとともに荷電電圧が降下する。このときに荷電電圧検出手段３０と放電電流検出手段４０に於いて検出された荷電電圧測定値６０と放電電流測定値は荷電電圧低下判定手段３２と放電電流超過判定手段４２で読み取り、供給する電力を減らすように電力制御素子１６を制御する。放電電流超過判定手段４２に於いては、予め放電電流超過閾値設定器４６により設定されている放電電流の閾値よりも放電電流測定値が大きいかどうかを放電電流超過判定器４８が判定している。検出した放電電流測定値が閾値よりも大きい場合には放電電流超過を示す信号を位相制御装置５０のＡＮＤ回路５２に出力する。また、荷電電圧低下判定手段３２に於いては、検出した荷電電圧測定値６０を検出波形改良回路３４を通した値と、予め荷電電圧低下検出閾値設定器３６により設定されている荷電電圧の閾値とを加えた値である荷電電圧低下閾値６２と、検出した荷電電圧測定値６０とを荷電電圧低下判定器３８で比較判定している。ここで前記荷電電圧低下閾値６２よりも検出した荷電電圧測定値６０の方が低い場合には荷電電圧低下を示す信号を位相制御装置５０のＡＮＤ回路５２に出力する。このようにして得られた放電電流超過信号７０と、荷電電圧低下信号６６が同時に位相制御装置５０のＡＮＤ回路５２に入力された場合にはＡＮＤ回路５２は電力制御指令を位相制御回路５４に出力し、その電力制御指令に応じて位相制御回路５４は電力制御指令を電力制御素子１６に出力して集塵装置１３に印加される電力が制御される。例えば集塵装置１３に於ける火花発生時の持続放電を防止するために、瞬時に電力制御素子１６のゲートをオフ（荷電停止）して一定時間経過後に火花発生時の荷電電圧まで徐々に復帰するような火花時自動制御回路を構成する。これにより常時適切な放電状態を維持することが可能となる。また、放電極１１の断線または、異物混入により放電極１１と集塵極１２が短絡した場合等には、荷電電圧が徐々に低下しコロナ開始電圧以下の状態が一定時間以上継続したことを荷電電圧検出手段３０が出力することにより、前記の火花時自動制御回路が動作して電力制御素子１６のゲートをオフさせるかまたは交流電源１４を遮断させるように図示しない保護回路が構成されている。
【００１６】上記の例では荷電電圧低下判定手段３２や、放電電流超過判定手段４２や、位相制御装置５０にハードウェアを用いた例で説明しているが、Ａ−Ｄ変換器等でデータを読み込んでソフトウェアで判定や制御の処理を行ってもよい。本発明に係る電気集塵装置の火花検出装置は、荷電電圧低下判定手段３２内に検出波形改良回路３４を追加することによって火花検出精度の向上を図るものである。
【００１７】図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）に検出波形改良回路３４の信号処理機能について示す。図２（Ａ）は間欠荷電方式における、荷電電圧検出手段３０にて検出した荷電電圧測定値６０と、前記荷電電圧測定値６０を検出波形改良回路３４を通過したのちに荷電電圧低下検出閾値設定器３６にて設定された荷電電圧低下閾値６２とを時間を横軸に示した図である。図２（Ａ）は時間Ｔ１までは正常なコロナ放電が発生していたが、Ｔ１以降火花放電６４が発生して、集塵装置１３の荷電電圧を電力制御素子１６に指令を出力して遮断した例を示している。本発明によれば、荷電電圧測定値６０に応じて荷電電圧低下閾値６２が追従して変化するので図２（Ｂ）に示す荷電電圧低下判定器３８から出力されている荷電電圧低下信号６６は火花放電が発生しない間はＬｏレベルのままである。従って、図２（Ｃ）に於ける放電電流超過信号７０が放電電流超過判定器４８から出力されていても図２（Ｄ）に示す電力制御指令７２は火花放電が発生しない間はＬｏレベルのままとなり誤動作は起こらない。
【００１８】時間Ｔ１に於いて火花放電６４が発生した場合には、荷電電圧測定値６０が火花放電６４により低下するが、検出波形改良回路３４の働きにより荷電電圧低下閾値６２は追従が遅れるために図２（Ａ）の荷電電圧低下判定領域６８の部分に於いて、荷電電圧低下信号６６＝荷電電圧低下閾値６２−荷電電圧測定値６０が正の値をとる。従って、図２（Ｂ）に示す荷電電圧低下信号６６が火花放電６４の発生と同時に検出波形改良回路３４の時定数の時間の間出力される。この荷電電圧低下信号６６と、図２（Ｃ）に示す放電電流超過信号７０とのＡＮＤ演算をＡＮＤ回路５２で行うことにより、図２（Ｄ）に示す電力制御指令７２が得られる。
【００１９】上記のように本発明によれば、集塵極１２と放電極１１間に発生する火花の検出が確実になるので、レベルの低い火花を検出できないことによる不要な電源装置のトリップ防止を図ることができる。なお、図１R>１の説明では検出波形改良回路３４は、１次のローパスフィルタで形成しているが、本発明はこれに限定されるものではなく多次のフィルタを形成してもよいし、比例動作と定数を加算した回路であっても目的は達成される。また、検出波形改良回路３４を設ける場所も荷電電圧低下判定手段３２の内部及び放電電流超過判定手段４２の少なくとも何れか一方に設けることにより目的は達成される。例えば、多次の遅れ要素を荷電電圧低下閾値６２の信号経路に設けても本発明の目的は達成される。また、位相制御装置５０の内部に遅延回路等を設けることによっても本発明の目的は達成される。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る電気集塵装置の火花検出装置によれば、集塵極と放電極との間に印加される荷電電圧値を検出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段によって検出された荷電電圧値に応じて変化するように火花発生の判定基準となる荷電電圧低下閾値を設定する閾値設定手段と、前記電圧検出手段によって検出された荷電電圧値と前記閾値設定手段によって設定された荷電電圧低下閾値とを比較することにより火花発生の有無を判定する判定手段とを備えたので確実な火花放電の検出が可能となる。これにより集塵装置の２つの荷電モードである、連続荷電方式と間欠荷電方式共に同じ荷電電圧低下閾値及び放電電流超過閾値でも誤判断せずにレベルの低い火花も検出できるので火花発生頻度を抑制し、更に火花頻発を防止するための無荷電時間が短縮でき電気集塵装置の機能を向上することができる。また、電気集塵装置の性能を左右する荷電電圧を高い値に保持し、効率を良くすることができる。
【００２１】また他の発明の形態によれば、前記閾値設定手段には前記電圧検出手段によって検出された荷電電圧値を分圧する分圧抵抗器と、前記荷電電圧値又は分圧された電圧値を所定の時間遅延させる遅れ要素とを設けたので、簡単な構成で確実に火花放電の検出が可能となる。また他の発明の形態によれば、前記集塵極と放電極との間を流れる放電電流を検出する電流検出手段を有し、前記判定手段は、前記荷電電圧値が前記荷電電圧低下閾値以下となり、かつ前記電流検出手段によって検出された放電電流値が所定の放電電流超過閾値以上になったときに火花発生があったと判別するようにしたので、簡単な構成で確実に火花放電の検出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電気集塵装置の火花検出装置の実施の形態を示す図
【図２】（Ａ）は本発明に係る電気集塵装置による信号処理を示す図
（Ｂ）は本発明に係る荷電電圧低下信号の出力状態を示す図
（Ｃ）は本発明に係る放電電流超過信号の出力状態を示す図
（Ｄ）は本発明に係る電力制御指令信号の出力状態を示す図
【図３】（Ａ）は従来の電気集塵装置による信号処理を示す図
（Ｂ）は従来の荷電電圧低下信号の出力状態を示す図
（Ｃ）は従来の放電電流超過信号の出力状態を示す図
（Ｄ）は従来の電力制御指令信号の出力状態を示す図
【符号の説明】
１０…電気集塵装置
１１…放電極
１２…集塵極
１３…集塵装置
３０…荷電電圧検出手段
３２…荷電電圧低下判定手段
３４…検出波形改良回路
３８…荷電電圧低下判定器
６２…荷電電圧低下閾値
６４…火花放電
【特許請求の範囲】
【請求項１】 集塵極とその集塵極に対向して配置された放電極との間に連続又は間欠荷電方式で電圧を印加し、排ガス中のダストを捕集する電気集塵装置の火花検出装置において、前記集塵極と放電極との間に印加される荷電電圧値を検出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段によって検出された荷電電圧値に応じて変化するように火花発生の判定基準となる荷電電圧低下閾値を設定する閾値設定手段と、前記電圧検出手段によって検出された荷電電圧値と前記閾値設定手段によって設定された荷電電圧低下閾値とを比較することにより火花発生の有無を判定する判定手段と、を備えたことを特徴とする電気集塵装置の火花検出装置。
【請求項２】 前記閾値設定手段は、前記電圧検出手段によって検出された荷電電圧値を分圧する分圧抵抗器と、前記荷電電圧値又は分圧された電圧値を所定の時間遅延させる遅れ要素とを有することを特徴とする請求項１の電気集塵装置の火花検出装置。
【請求項３】 前記集塵極と放電極との間を流れる放電電流を検出する電流検出手段を有し、前記判定手段は、前記荷電電圧値が前記荷電電圧低下閾値以下となり、かつ前記電流検出手段によって検出された放電電流値が所定の放電電流超過閾値以上になったときに火花発生があったと判別することを特徴とする請求項１又は２の電気集塵装置の火花検出装置。
【請求項１】 集塵極とその集塵極に対向して配置された放電極との間に連続又は間欠荷電方式で電圧を印加し、排ガス中のダストを捕集する電気集塵装置の火花検出装置において、前記集塵極と放電極との間に印加される荷電電圧値を検出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段によって検出された荷電電圧値に応じて変化するように火花発生の判定基準となる荷電電圧低下閾値を設定する閾値設定手段と、前記電圧検出手段によって検出された荷電電圧値と前記閾値設定手段によって設定された荷電電圧低下閾値とを比較することにより火花発生の有無を判定する判定手段と、を備えたことを特徴とする電気集塵装置の火花検出装置。
【請求項２】 前記閾値設定手段は、前記電圧検出手段によって検出された荷電電圧値を分圧する分圧抵抗器と、前記荷電電圧値又は分圧された電圧値を所定の時間遅延させる遅れ要素とを有することを特徴とする請求項１の電気集塵装置の火花検出装置。
【請求項３】 前記集塵極と放電極との間を流れる放電電流を検出する電流検出手段を有し、前記判定手段は、前記荷電電圧値が前記荷電電圧低下閾値以下となり、かつ前記電流検出手段によって検出された放電電流値が所定の放電電流超過閾値以上になったときに火花発生があったと判別することを特徴とする請求項１又は２の電気集塵装置の火花検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０００−１１７１４６（Ｐ２０００−１１７１４６Ａ）
【公開日】平成１２年４月２５日（２０００．４．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願平１０−２９６９５６
【出願日】平成１０年１０月１９日（１９９８．１０．１９）
【出願人】（０００００５４５２）日立プラント建設株式会社 (1,767)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１２年４月２５日（２０００．４．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１０年１０月１９日（１９９８．１０．１９）
【出願人】（０００００５４５２）日立プラント建設株式会社 (1,767)
【Ｆターム（参考）】
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