電気集塵装置用の電源制御装置及びこれを備えた電気集塵装置
【課題】スカーフィングで発生したダストの捕集する電気集塵装置用の電源制御装置であって、集塵効率を維持しつつ省エネルギー効果のある電源制御装置及びこれを備えた電気集塵装置を提供する。
【解決手段】湿式電気集塵装置３０用の電源制御装置５０の電源制御手段５２は、スカーフィングにより発生するダストの濃度に応じて、湿式電気集塵装置３０の集塵部３２に対して高電圧電源４０から供給する電力を制御する。
【解決手段】湿式電気集塵装置３０用の電源制御装置５０の電源制御手段５２は、スカーフィングにより発生するダストの濃度に応じて、湿式電気集塵装置３０の集塵部３２に対して高電圧電源４０から供給する電力を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スカーフィングで生じたダストを捕集する電気集塵装置用の電源制御装置及びこれを備えた電気集塵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、鋼材の品質を維持するために、鋼片の表面に生じた傷や不純物を燃焼ガスと酸素で熱化学的に溶削するスカーフィングと呼ばれる作業が行われている（例えば、特許文献１参照）。また、スカーフィング作業の一部として、溶削により生じた鋼片表面のスラグを高圧水や圧縮空気等で除去することも行われている。このスカーフィング作業は、スカーフィング装置のローラテーブル上に鋼片を載置し、この鋼片の移動と停止を繰り返しつつ断続的に行われる。１つの鋼片のスカーフィング作業が終了すると、当該鋼片は新しい鋼片と入れ替えられ、当該新しい鋼片のスカーフィング作業が行われる。このスカーフィング作業によって酸化鉄等のダストを含む排ガスが生じるが、排ガス中のダストは湿式の電気集塵装置（ＥＰ：Electrostatic Precipitator）により取り除かれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２２９６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
スカーフィング作業は断続的に行われるため、スカーフィングによって発生するダスト量は変化する。しかしながら、従来においては、ダスト濃度が低い時であっても電源装置から電気集塵装置に供給される電力を常に高く維持していたため、電力が無駄に消費されるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、スカーフィングで発生したダストを捕集する電気集塵装置用の電源制御装置であって、集塵効率を維持しつつ省エネルギー効果のある電源制御装置及びこれを備えた電気集塵装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る電気集塵装置用の電源制御装置は、スカーフィングにより発生するダストの濃度に応じて、電気集塵装置の放電極と集塵極とで構成される集塵部に対して電源装置から供給する電力を制御する電源制御手段を有することを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、ダスト濃度に応じて電気集塵装置の集塵部に対して電源装置から供給する電力を制御することができるため、集塵効率を維持しつつ省エネルギーを実現することができる。
【０００８】
上記発明において、前記電源制御装置は、スカーフィングにより発生するダストの濃度を計測するダスト濃度計からダスト濃度の計測値を受信するダスト濃度受信手段を備え、前記電源制御手段は、前記ダスト濃度受信手段により受信した計測値が予め定められた閾値を超えた場合に第１の電力を供給し、前記計測値が前記閾値以下となった場合に、前記第１の電力よりも小さい第２の電力を供給するように制御することを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、ダスト濃度の計測値が小さい場合には集塵部に対して電源装置から供給する電力を小さくすることができるため、集塵効率を維持しつつ省エネルギーを実現することができる。
上記発明において、前記電源制御手段は、前記計測値が前記閾値以下となった時から一定時間が経過した後に、前記第２の電力を供給するように制御することを特徴とする。
【００１０】
スカーフィングの終了によりスカーフィングにより生じるダスト濃度が低下しても、スカーフィングが終了する前に発生したダストは排ガス経路長分だけ時間差をおいて電気集塵装置の設置場所に到達する。したがって、計測値が予め定められた閾値以下となった時から一定時間が経過した後に第２の電力を供給するように制御することで、電気集塵装置におけるダスト濃度に合わせて電力を変化させることができ、集塵効率を維持しつつ省エネルギーを実現することができる。
【００１１】
上記発明において、前記電源制御装置は、スカーフィングにより発生するダストの濃度を計測するダスト濃度計からダスト濃度の計測値を受信するダスト濃度受信手段を備え、前記電源制御手段は、前記ダスト濃度受信手段により受信した計測値が小さくなるほど、前記集塵部に供給する電力が小さくなるように制御することを特徴とする。
本発明によれば、計測値が小さくなるほど供給する電力が小さくなるように制御することで、集塵効率を維持しつつ省エネルギーを実現することができる。
【００１２】
また、本発明に係る電気集塵装置用の電源制御装置は、スカーフィングが実施されているスカーフィング期間においては電気集塵装置の放電極と集塵極とで構成される集塵部に対して電源装置から第１の電力を供給し、前記スカーフィング期間外においては前記集塵部に対して前記電源装置から前記第１の電力よりも小さい第２の電力を供給するように制御する電源制御手段を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、スカーフィング期間においてはダスト濃度が高くなり、スカーフィング期間外はダスト濃度が低くなるため、スカーフィング期間に第１の電力を供給し、スカーフィング期間外に前記第１の電力よりも小さい第２の電力を供給するように制御することで、集塵効率を維持しつつ省エネルギーを実現することができる。
【００１４】
上記発明において、スカーフィングが開始される時にスカーフィングコントローラからスカーフィング装置に開始信号が出力され、スカーフィングの終了時に前記スカーフィングコントローラから前記スカーフィング装置に終了信号が出力される場合に、前記開始信号が出力された時にその旨を通知する開始検出信号を受信し、前記終了信号が出力された時にその旨を通知する終了検出信号を受信するスカーフィング状態受信手段を備え、前記電源制御手段は、前記スカーフィング状態受信手段により前記開始検出信号を受信した場合に前記第１の電力を供給し、前記終了検出信号を受信した場合に前記第２の電力を供給するように制御することを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、スカーフィングの開始時と終了時にそれぞれ受信する検出信号に基づいて集塵部に供給する電力を制御することができ、集塵効率を維持しつつ省エネルギーを実現することができる。
上記発明において、前記電源制御手段は、前記終了検出信号を受信した時から一定時間が経過した後に、前記第２の電力を供給するように制御することを特徴とする。
【００１６】
スカーフィングの終了によりスカーフィングにより生じるダスト濃度が低下しても、スカーフィングが終了する前に発生したダストは排ガス経路長分だけ時間差をおいて電気集塵装置の設置場所に到達する。したがって、終了検出信号を受信した時から一定時間が経過した後に第２の電力を供給するように制御することで、電気集塵装置におけるダスト濃度に合わせて電力を変化させることができ、集塵効率を維持しつつ省エネルギーを実現することができる。
【００１７】
また、本発明に係る電気集塵装置は、上記電源制御装置を備えていることを特徴とする。本発明によれば、集塵効率を維持しつつ省エネルギーを実現する電気集塵装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ダスト濃度に応じて電気集塵装置の集塵部に対して電源装置から供給する電力を制御することができるため、集塵効率を維持しつつ省エネルギーを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る集塵システムの全体構成図である。
【図２】同実施形態に係る電源制御装置の機能構成を示すブロック図である。
【図３】スカーフィング期間とスカーフィング期間外における、ダスト濃度の変化と湿式電気集塵装置の集塵部に供給される電力の変化を示すグラフである。
【図４】同実施形態に係る電源制御装置による電力制御の手順を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の第２実施形態に係る集塵システムの全体構成図である。
【図６】同実施形態に係る電源制御装置の機能構成を示すブロック図である。
【図７】同実施形態に係る電源制御装置による電力制御の手順を説明するためのフローチャートである。
【図８】ダスト濃度の変化と湿式電気集塵装置の集塵部に供給される電力の変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に、本発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る集塵システム１の全体構成図である。集塵システム１は、スカーフィングにより発生したダストを捕集して、ダストを除去した清浄な空気を排出するシステムである。
【００２１】
図１に示すように、集塵システム１は、鋼片のスカーフィングを実施するスカーフィング装置１０と、スカーフィング装置１０の稼働を制御するスカーフィングコントローラ２０と、スカーフィングにより発生したダストを捕集する湿式電気集塵装置３０と、湿式電気集塵装置３０に電力を供給する電源装置としての高電圧電源４０と、高電圧電源４０を制御する電源制御装置５０と、を備えている。
【００２２】
スカーフィングコントローラ２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ、入出力インターフェース等を備えており、スカーフィング装置１０及び電源制御装置５０と電気的に接続されている。スカーフィングコントローラ２０は、スカーフィング装置１０に制御信号を出力して、スカーフィング装置１０におけるスカーフィングの開始と終了を制御することにより、断続的にスカーフィングを実施させる。
【００２３】
具体的には、スカーフィングコントローラ２０は、作業者により稼働スイッチ（不図示）がオンされると、開始信号と終了信号を順番にスカーフィング装置１０に出力する。
スカーフィングコントローラ２０がスカーフィング装置１０に開始信号を出力すると、スカーフィング装置１０はスカーフィングを開始する。一方、スカーフィングコントローラ２０がスカーフィング装置１０に終了信号を出力すると、スカーフィング装置１０はスカーフィングを終了する。
【００２４】
また、スカーフィングコントローラ２０は、スカーフィング装置１０に開始信号を出力した時に、その旨を通知する開始検出信号を電源制御装置５０に対して送信する。一方、スカーフィングコントローラ２０は、スカーフィング装置１０に終了信号を出力した時に、その旨を通知する終了検出信号を電源制御装置５０に対して送信する。
【００２５】
スカーフィング装置１０は、噴射口（不図示）を備えた掘削火口（不図示）を有する。噴射口には、溶削用の酸素供給管（不図示）と燃料供給管（不図示）とが連結されている。また、掘削火口付近には鋼片の表面に水と空気の混合流体を噴射するノズル（不図示）が設けられている。
【００２６】
スカーフィング装置１０は、スカーフィングコントローラ２０から開始信号を受信すると、スカーフィングを開始する。具体的には、酸素供給管と燃料供給管とからそれぞれ供給される酸素と燃料との混合気を噴射口から鋼片の表面に向けて噴射し、この混合気に点火して得られた火炎により鋼片の表面を加熱しつつ、溶削火口と鋼片の表面とを相対移動させることにより、鋼片の表面の溶削を行う。さらに、ノズルから水と空気の混合流体を噴射して、溶削により生じたスラグを除去する。
【００２７】
一方、スカーフィング装置１０は、スカーフィングコントローラ２０から終了信号を受信すると、スカーフィングを終了する。具体的には、酸素供給管への酸素の供給と、燃料供給管への燃料の供給と、ノズルからの水と空気の混合流体の供給とを停止し、溶削火口と鋼片との相対移動を停止させる。
【００２８】
スカーフィング装置１０の上方には、スカーフィングにより発生した酸化鉄の粉塵等のダストを含む排ガスを収集するための円錐形状のフード６０が設けられている。
フード６０の頂点は煙道管７０の一端に連結されている。煙道管７０は湿式電気集塵装置３０の設置場所まで延長されている。スカーフィングにより発生した排ガスは、フード６０から煙道管７０を通って湿式電気集塵装置３０に導入される。
【００２９】
湿式電気集塵装置３０は、排ガス中のダストを帯電させて捕集する集塵部３２を備えており、この集塵部３２は排ガスを取り込むケーシング３４内に収められている。集塵部３２は放電極３２ａと集塵極３２ｂとで構成されている。放電極３２ａは高電圧電源４０の負極側に電気的に接続され、集塵極３２ｂは接地されている。ケーシング３４の一方の側面には、スカーフィング装置１０から発生した排ガスを導入する入口煙道３４ａが設けられており、他方の側面にはダスト除去後の清浄ガスを排出する出口煙道３４ｂが設けられている。
【００３０】
ケーシング３４内の集塵部３２の上方には、集塵極３２ｂに付着したダストを洗浄除去するためのスプレーノズル３６が設けられている。スプレーノズル３６にはポンプ３８から水が給水される。集塵部３２の下方には、ダスト回収用のホッパ３９が設けられている。
【００３１】
電源制御装置５０は、高電圧電源４０から湿式電気集塵装置３０の集塵部３２に供給する電力を制御する制御盤であり、スカーフィングコントローラ２０及び高電圧電源４０と信号線で電気的に接続されている。
図２には電源制御装置５０の機能構成を示す。電源制御装置５０は電源制御手段５２とスカーフィング状態受信手段５４とを備えている。
【００３２】
電源制御手段５２は、電源制御装置５０が備えるＣＰＵ（不図示）がメモリ（不図示）に記憶された制御プログラムを実行することにより実現される機能である。電源制御手段５２は、スカーフィングコントローラ２０から送られてくる制御信号に応じて、高電圧電源４０から湿式電気集塵装置３０の集塵部３２に供給する電力を制御する。具体的には、電源制御手段５２は、スカーフィングコントローラ２０がスカーフィング装置１０に開始信号を出力した時にその旨を通知する開始検出信号を送信してきた場合に、定格（１００％）の電力（第１の電力）を高電圧電源４０から湿式電気集塵装置３０の集塵部３２に供給するための開始制御信号を、高電圧電源４０に送信する。
【００３３】
また、電源制御手段５２は、スカーフィングコントローラ２０がスカーフィング装置１０に終了信号を出力した時にその旨を通知する終了検出信号を送信してきた場合に、内部時計により時間を計時し、当該終了検出信号を受信した時点から一定時間が経過した後に、定格の３０％の電力（第２の電力）を高電圧電源４０から湿式電気集塵装置３０の集塵部３２に供給するための終了制御信号を、高電圧電源４０に送信する。
【００３４】
ここで、「一定時間」は、電源制御装置５０の入力インターフェース（不図示）から電源制御装置５０のメモリに予め記憶されたものが用いられる。この「一定時間」として、煙道管７０の径や長さ、煙道管７０中を通る排ガスの速度等に基づいて、スカーフィングにより発生した排ガスが煙道管７０中を完全に通過する時間を予め算出し、当該時間と等しいか又はそれよりも長い時間を設定しておくのが好ましい。スカーフィングの終了によりスカーフィングにより生じるダスト濃度が低下しても、スカーフィングが終了する前に発生したダストは時間差をおいて湿式電気集塵装置３０の設置場所に到達するため、このように「一定時間」を設定しておくことにより、スカーフィングが終了する前にスカーフィングにより放出されたダストを含む排ガスが煙道管７０を完全に通過しないうちに湿式電気集塵装置３０の集塵効率が低下するのを防ぐことができる。
【００３５】
なお、スカーフィングの終了時のみならずスカーフィングの開始時においてもスカーフィング装置１０と湿式電気集塵装置３０との設置場所間でダスト濃度に時間差が生じるため、上述したスカーフィング終了時と同様の制御を行ってもよい。すなわち、スカーフィングコントローラ２０から開始検出信号を受信した時点で即座に電源制御手段５２から開始制御信号を送信せずに、開始検出信号を受信してから一定時間が経過した時に開始制御信号を送信するようにしてもよい。
【００３６】
スカーフィング状態受信手段５４は、スカーフィングコントローラ２０との入出力インターフェースであり、スカーフィングコントローラ２０から開始検出信号や終了検出信号を受信し、これらの受信した信号を電源制御手段５２に転送する。
【００３７】
なお、開始検出信号と終了検出信号、開始制御信号と終了制御信号は、これらを受信する電源制御装置５０や高電圧電源４０が区別できる信号であればよく、例えばオン（“１”）とオフ（“０”）であっても、Ｈ（ハイレベル信号）とＬ（ロウレベル信号）であってもよい。
【００３８】
図１に示す高電圧電源４０は、電源制御装置５０からの制御信号に従って所定の電力を湿式電気集塵装置３０の集塵部３２に供給する。
高電圧電源４０は、交流電源（不図示）から入力した交流電圧を位相制御するサイリスタ等の電力制御素子（不図示）と、電力制御素子によって位相制御された電圧を昇圧する変圧器（不図示）と、変圧器で昇圧された電圧を直流に整流し直流高電圧を生成する整流器（不図示）とを備えている。
【００３９】
高電圧電源４０は、スカーフィングが開始された時に電源制御装置５０から開始制御信号を受信すると、電力制御素子により位相制御を行い、定格の電力を湿式電気集塵装置３０の集塵部３２に供給する。
一方、高電圧電源４０は、スカーフィングが終了して電源制御装置５０から終了制御信号を受信した場合には、定格の３０％の電力を湿式電気集塵装置３０の集塵部３２に供給する。
【００４０】
図３に、スカーフィングコントローラ２０から開始信号が出力されてから終了信号が出力されるまでの期間であるスカーフィング期間と当該スカーフィング期間外における、スカーフィング装置１０周辺のダスト濃度の変化と湿式電気集塵装置３０の集塵部３２に供給される電力の変化を示す。本実施形態では、例えば、スカーフィング期間は７０〜８０秒であり、スカーフィング期間外の期間は２０〜３０秒である。図３に示すように、スカーフィング期間にはスカーフィング装置１０周辺のダスト濃度が上昇し、例えば６０ｋＶの電圧が高電圧電源４０から湿式電気集塵装置３０の集塵部３２の放電極３２ａに印加される。また、スカーフィング期間以外にはスカーフィング装置１０周辺のダスト濃度が低下し、例えば２０ｋＶの電圧が高電圧電源４０から湿式電気集塵装置３０の集塵部３２の放電極３２ａに印加される。
【００４１】
このように、スカーフィング期間外に集塵部３２に供給する電力を３０％とすることで、最低の捕集能力を維持することが可能となり、スカーフィング期間外に湿式電気集塵装置３０の集塵部３２付近に未だ残留しているダストを捕集することができる。また、スカーフィング期間外に集塵部３２に供給する電力を０％としないことで、スカーフィング開始時に電圧を昇圧させるまでの時間を短くすることができる。
【００４２】
なお、本実施形態では、スカーフィング期間外に供給する電力を３０％としたが、これに限定されることはなく、スカーフィング期間外の集塵部３２付近におけるダスト濃度が高い場合には４０％であってもよいし、ダスト濃度が低く集塵する必要がない場合には１０％や０％であってもよい。また、スカーフィング期間に供給する電力についても１００％に限定されることはなく、例えば７０％でも８０％でもよい。
【００４３】
要するに、スカーフィング期間外に供給される第２の電力が、スカーフィング期間に供給される第１の電力よりも小さくなるように制御すればよく、これにより集塵効率を維持しつつ省エネルギーを実現することが可能となる。
【００４４】
また、本実施形態に係る湿式電気集塵装置３０では、コロナ放電を発生させるために高電圧を集塵部３２に印加しており、ここでは電圧の制御を行う例を示したが、電流の制御を行ってもよい。
【００４５】
次に、上記構成を有する集塵システム１における動作を説明する。まず、スカーフィングの作業者は、鋼片をスカーフィング装置１０のローラテーブル上に鋼片を載置し、スカーフィングコントローラ２０の稼働スイッチをオンする。これにより、スカーフィングコントローラ２０は開始信号をスカーフィング装置１０に出力するとともに、開始信号が出力された旨を通知する開始検出信号を電源制御装置５０に送信する。
【００４６】
スカーフィング装置１０は開始信号を受信すると鋼片のスカーフィングの実施を開始し、図３に示すスカーフィング期間となる。スカーフィング期間においては、スカーフィング装置１０周辺のダスト濃度が上昇し、スカーフィングにより発生したダストを含む排ガスは、フード６０、煙道管７０、湿式電気集塵装置３０の入口煙道３４ａを経由してケーシング３４内に導入される。
【００４７】
一方、電源制御装置５０は、図４に示すように、スカーフィング状態受信手段５４によりスカーフィングコントローラ２０から開始検知信号を受信し（ステップＳ１０１のＹｅｓ）、電源制御手段５２により開始制御信号を高電圧電源４０に出力する。
【００４８】
開始制御信号を受信した高電圧電源４０は、供給する電力を１００％に設定し、当該１００％の電力を湿式電気集塵装置１の集塵部３２に供給し、当該供給する電力を維持する（ステップＳ１０２）。湿式電気集塵装置３０の放電極３２ａと集塵極３２ｂとの間には高電圧が印加され、放電極３２ａではコロナ放電が発生して放電極３２ａと集塵極３２ｂとの間に電流が流れる。スカーフィング装置１０からの排ガスが両極間を通過すると、放電極３２ａから放出される負イオンが排ガス中のダストに付着して負に帯電する。当該ダストは、接地されている集塵極３２ｂに捕集される。捕集されたダストは、集塵極３２ｂの上方に設けられたスプレーノズル３６からの洗浄水により、集塵極３２ｂから洗い流される。そして、ダストは洗浄水と共に、下部のホッパ３９より湿式電気集塵装置３０の外部へ放流される。ダストが除かれた排ガスは、出口煙道３４ｂより排出される。
【００４９】
スカーフィングコントローラ２０は、開始信号を出力してから７０〜８０秒経過した後に終了信号をスカーフィング装置１０に出力するとともに、終了信号が出力された旨を通知する終了検知信号を電源制御装置５０に送信する。
【００５０】
スカーフィング装置１０は終了信号を受信すると、鋼片のスカーフィングを終了し、図３に示すスカーフィング期間は中断する。スカーフィング期間外にはスカーフィング装置１０周辺のダスト濃度は低下し、煙道管７０から湿式電気集塵装置３０に導入される排ガス中のダスト濃度は減少する。
【００５１】
一方、電源制御装置５０は、図４に示すように、スカーフィング状態受信手段５４により終了検知信号を受信すると（ステップＳ１０３のＹｅｓ）、当該終了検知信号を受信してから一定時間が経過した後に、電源制御手段５２により終了制御信号を高電圧電源４０に出力する。
【００５２】
終了制御信号を受信した高電圧電源４０は、供給する電力を３０％に設定し、当該３０％の電力を湿式電気集塵装置３０の集塵部３２に供給し、当該供給する電力を維持する。湿式電気集塵装置３０の放電極３２ａと集塵極３２ｂとの間には低電圧が印加されて、放電極３２ａではコロナ放電は発生するものの放電極３２ａと集塵極３２ｂとの間に電流がほとんど流れない状態となる。しかしながら、残留している排ガスが両極間を通過すれば、排ガス中のダストは集塵極３２ｂに捕集される。
【００５３】
スカーフィングコントローラ２０は、終了信号を出力してから２０〜３０秒経過した後に開始信号をスカーフィング装置１０に出力し、上述した動作を繰り返す。
以上のように、湿式電気集塵装置３０の集塵部３２に供給する電力を常に一定に維持せずに、スカーフィング期間外のダスト濃度が低くなる期間については供給する電力を小さくすることで、集塵効率を維持しつつ省エネルギーを実現することができる。
【００５４】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。以下では第１実施形態と異なる構成のみ説明し、重複した説明を省略する。
第１実施形態では、スカーフィング期間とそれ以外の期間でダスト濃度が変化することを利用して、スカーフィング期間とそれ以外の期間とで湿式電気集塵装置３０の集塵部３２に供給する電力を変化させたが、第２実施形態では、スカーフィング装置１０の周辺にダスト濃度計を設置して、スカーフィングにより発生するダスト濃度を直接計測し、当該計測値に応じて電力を制御する。
【００５５】
図５は、本発明の第２実施形態に係る集塵システム１ａの全体構成図である。第２実施形態では、第１実施形態に係る集塵システム１に対してダスト濃度計８０が新たな構成要素として追加されている。
【００５６】
第２実施形態に係る電源制御装置５０ａはダスト濃度計８０と電気的に接続しており、第１実施形態のようにスカーフィングコントローラ２０とは接続していない。ダスト濃度計８０は、ダスト濃度を計測し、計測値を電源制御装置５０ａに送信する。
【００５７】
図６には、第２実施形態に係る電源制御装置５０ａの機能構成を示す。電源制御装置５０ａは、電源制御手段５２ａと、ダスト濃度受信手段５６とを備えている。
ダスト濃度受信手段５６は、ダスト濃度計８０からの入力インターフェースであり、ダスト濃度計８０からダスト濃度の計測値を受信し、電源制御手段５２ａに転送する。
【００５８】
電源制御手段５２ａは、電源制御装置５０ａが備えるＣＰＵ（不図示）がメモリ（不図示）に記憶された制御プログラムを実行することにより実現される機能であり、ダスト濃度受信手段５６から送信されてきた計測値に応じて、高電圧電源４０から湿式電気集塵装置３０の集塵部３２に供給する電力を制御する。
【００５９】
具体的には、図７に示すように、電源制御装置５０ａは、ダスト濃度受信手段５６によりダスト濃度計８０からダスト濃度の測定値を定期的に受信し（ステップＳ２０１）、当該測定値を逐次メモリに記憶している。ダスト濃度計８０から測定値を受信すると、電源制御手段５２ａは、受信した計測値と、予め定められてメモリに予め記憶されたダスト濃度の閾値と、メモリに記憶しておいた前回の計測値とを比較する（ステップＳ２０２）。比較した結果、今回の計測で計測値が閾値を超えたと判断した場合（ステップＳ２０３のＹｅｓ）、電源制御手段５２ａは開始制御信号を高電圧電源４０に出力する。
【００６０】
開始制御信号を受信した高電圧電源４０は、供給する電力を１００％に設定して、当該１００％の電力を湿式電気集塵装置３０の集塵部３２に供給し、当該電力を維持する（ステップＳ２０４）。
【００６１】
一方、今回の計測で計測値が予め定められた閾値以下となったと判断した場合（ステップＳ２０５のＹｅｓ）、電源制御手段５２ａはその時点から一定時間が経過した後に、終了制御信号を高電圧電源４０に出力する。
【００６２】
終了制御信号を受信した高電圧電源４０は、供給する電力を３０％に設定して、当該３０％の電力を湿式電気集塵装置３０の集塵部３２に供給し、当該電力を維持する（ステップＳ２０６）。以降、これらの操作がスカーフィング作業の間、繰り返される。
【００６３】
図８には、ダスト濃度計８０により計測されたダスト濃度と高電圧電源４０により供給される電力パターンとの関係を示す。このように、ダスト濃度に応じて高電圧電源４０から湿式電気集塵装置３０の集塵部３２に対して供給する電力を制御することができるため、集塵効率を維持しつつ省エネルギーを実現することができる。また、スカーフィングが終了してスカーフィング装置１０周辺のダスト濃度が低下しても、湿式電気集塵装置３０内のダスト濃度はすぐには低下しないため、ダスト濃度が閾値よりも低下した時から一定時間が経過した後に電力を１００％から３０％に低下させることで、湿式電気集塵装置３０におけるダスト濃度に合わせて電力を変化させることができる。
【００６４】
なお、上述した実施形態では、ダスト濃度が閾値を超えているか否かによって電力を制御したが、電力の制御方法はこれに限定されることはなく、例えば、閾値を用いずに、ダスト濃度の計測値が小さくなるほど電力が小さくするように、すなわち、ダスト濃度と電力が比例するように制御してもよい。
【００６５】
あるいは、ダスト濃度の閾値を複数設けておいて、ダスト濃度が当該複数の各閾値を超える毎に電力を大きくするように制御してもよい。すなわち、ダスト濃度に応じて電力を段階的に変化させるようにしてもよい。
【００６６】
また、上述した実施形態では、スカーフィング装置１０の周辺にダスト濃度計８０を設置して、スカーフィングにより発生したダストをリアルタイムで計測できるようにしたが、ダスト濃度計８０の設置場所はこれに限定されることはなく、例えば、ダスト濃度計８０を煙道管７０内や湿式電気集塵装置３０の入口煙道３４ａ内に設けてもよい。この場合には、ダストがダスト濃度計８０を設けた位置から湿式電気集塵装置３０の集塵部３２に到達するまでの時間と等しいかそれより長い時間を、上述した「一定時間」として設定するように調整する必要がある。
【００６７】
なお、スカーフィングで生じる排ガス中のダストには酸化鉄が含まれており、酸化鉄は、粒径が１μ程度で電気抵抗率が１０１２〜１０１３Ω・ｃｍと電気抵抗率が高いため、乾式電気集塵装置を用いた場合、逆電現象が生じて集塵効率が低下する。このため、本実施形態では、洗浄水を使用する湿式電気集塵機３０を使用して、集塵効率を向上させている。しかしながら、集塵効率は低くなるが、湿式電気集塵機３０に替えて乾式電気集塵装置を使用することもあり得るし、他の種類の電気集塵機を使用することも可能である。
【００６８】
なお、上述した電源制御装置５０、５０ａの機能を高電圧電源４０と一体に設けてもよい。また、上述した電源制御装置５０、５０ａにおける電力の制御機構は一例に過ぎず、公知の任意の電力制御機構、例えばインバータ等を用いた制御機構を用いてもよい。
【００６９】
また、電源制御装置５０、５０ａに対して、高電圧電源４０の制御機能に加えて、スプレーノズル３６が接続された水配管の途中に設けられた電磁弁（不図示）のオン／オフを制御し、スプレーノズル３６から噴霧される水の量を調整する機能を設けてもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１、１ａ………集塵システム、１０………スカーフィング装置、２０………スカーフィングコントローラ、３０………湿式電気集塵装置、３２………集塵部、３２ａ………放電極、３２ｂ………集塵極、３４………ケーシング、３４ａ………入口煙道、３４ｂ………出口煙道、３６………スプレーノズル、３８………ポンプ、３９………ホッパ、４０………高電圧電源、５０、５０ａ………電源制御装置、５２、５２ａ………電源制御手段、５４………スカーフィング状態受信手段、５６………ダスト濃度受信手段、６０………フード、７０………煙道管、８０………ダスト濃度計。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スカーフィングで生じたダストを捕集する電気集塵装置用の電源制御装置及びこれを備えた電気集塵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、鋼材の品質を維持するために、鋼片の表面に生じた傷や不純物を燃焼ガスと酸素で熱化学的に溶削するスカーフィングと呼ばれる作業が行われている（例えば、特許文献１参照）。また、スカーフィング作業の一部として、溶削により生じた鋼片表面のスラグを高圧水や圧縮空気等で除去することも行われている。このスカーフィング作業は、スカーフィング装置のローラテーブル上に鋼片を載置し、この鋼片の移動と停止を繰り返しつつ断続的に行われる。１つの鋼片のスカーフィング作業が終了すると、当該鋼片は新しい鋼片と入れ替えられ、当該新しい鋼片のスカーフィング作業が行われる。このスカーフィング作業によって酸化鉄等のダストを含む排ガスが生じるが、排ガス中のダストは湿式の電気集塵装置（ＥＰ：Electrostatic Precipitator）により取り除かれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２２９６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
スカーフィング作業は断続的に行われるため、スカーフィングによって発生するダスト量は変化する。しかしながら、従来においては、ダスト濃度が低い時であっても電源装置から電気集塵装置に供給される電力を常に高く維持していたため、電力が無駄に消費されるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、スカーフィングで発生したダストを捕集する電気集塵装置用の電源制御装置であって、集塵効率を維持しつつ省エネルギー効果のある電源制御装置及びこれを備えた電気集塵装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る電気集塵装置用の電源制御装置は、スカーフィングにより発生するダストの濃度に応じて、電気集塵装置の放電極と集塵極とで構成される集塵部に対して電源装置から供給する電力を制御する電源制御手段を有することを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、ダスト濃度に応じて電気集塵装置の集塵部に対して電源装置から供給する電力を制御することができるため、集塵効率を維持しつつ省エネルギーを実現することができる。
【０００８】
上記発明において、前記電源制御装置は、スカーフィングにより発生するダストの濃度を計測するダスト濃度計からダスト濃度の計測値を受信するダスト濃度受信手段を備え、前記電源制御手段は、前記ダスト濃度受信手段により受信した計測値が予め定められた閾値を超えた場合に第１の電力を供給し、前記計測値が前記閾値以下となった場合に、前記第１の電力よりも小さい第２の電力を供給するように制御することを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、ダスト濃度の計測値が小さい場合には集塵部に対して電源装置から供給する電力を小さくすることができるため、集塵効率を維持しつつ省エネルギーを実現することができる。
上記発明において、前記電源制御手段は、前記計測値が前記閾値以下となった時から一定時間が経過した後に、前記第２の電力を供給するように制御することを特徴とする。
【００１０】
スカーフィングの終了によりスカーフィングにより生じるダスト濃度が低下しても、スカーフィングが終了する前に発生したダストは排ガス経路長分だけ時間差をおいて電気集塵装置の設置場所に到達する。したがって、計測値が予め定められた閾値以下となった時から一定時間が経過した後に第２の電力を供給するように制御することで、電気集塵装置におけるダスト濃度に合わせて電力を変化させることができ、集塵効率を維持しつつ省エネルギーを実現することができる。
【００１１】
上記発明において、前記電源制御装置は、スカーフィングにより発生するダストの濃度を計測するダスト濃度計からダスト濃度の計測値を受信するダスト濃度受信手段を備え、前記電源制御手段は、前記ダスト濃度受信手段により受信した計測値が小さくなるほど、前記集塵部に供給する電力が小さくなるように制御することを特徴とする。
本発明によれば、計測値が小さくなるほど供給する電力が小さくなるように制御することで、集塵効率を維持しつつ省エネルギーを実現することができる。
【００１２】
また、本発明に係る電気集塵装置用の電源制御装置は、スカーフィングが実施されているスカーフィング期間においては電気集塵装置の放電極と集塵極とで構成される集塵部に対して電源装置から第１の電力を供給し、前記スカーフィング期間外においては前記集塵部に対して前記電源装置から前記第１の電力よりも小さい第２の電力を供給するように制御する電源制御手段を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、スカーフィング期間においてはダスト濃度が高くなり、スカーフィング期間外はダスト濃度が低くなるため、スカーフィング期間に第１の電力を供給し、スカーフィング期間外に前記第１の電力よりも小さい第２の電力を供給するように制御することで、集塵効率を維持しつつ省エネルギーを実現することができる。
【００１４】
上記発明において、スカーフィングが開始される時にスカーフィングコントローラからスカーフィング装置に開始信号が出力され、スカーフィングの終了時に前記スカーフィングコントローラから前記スカーフィング装置に終了信号が出力される場合に、前記開始信号が出力された時にその旨を通知する開始検出信号を受信し、前記終了信号が出力された時にその旨を通知する終了検出信号を受信するスカーフィング状態受信手段を備え、前記電源制御手段は、前記スカーフィング状態受信手段により前記開始検出信号を受信した場合に前記第１の電力を供給し、前記終了検出信号を受信した場合に前記第２の電力を供給するように制御することを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、スカーフィングの開始時と終了時にそれぞれ受信する検出信号に基づいて集塵部に供給する電力を制御することができ、集塵効率を維持しつつ省エネルギーを実現することができる。
上記発明において、前記電源制御手段は、前記終了検出信号を受信した時から一定時間が経過した後に、前記第２の電力を供給するように制御することを特徴とする。
【００１６】
スカーフィングの終了によりスカーフィングにより生じるダスト濃度が低下しても、スカーフィングが終了する前に発生したダストは排ガス経路長分だけ時間差をおいて電気集塵装置の設置場所に到達する。したがって、終了検出信号を受信した時から一定時間が経過した後に第２の電力を供給するように制御することで、電気集塵装置におけるダスト濃度に合わせて電力を変化させることができ、集塵効率を維持しつつ省エネルギーを実現することができる。
【００１７】
また、本発明に係る電気集塵装置は、上記電源制御装置を備えていることを特徴とする。本発明によれば、集塵効率を維持しつつ省エネルギーを実現する電気集塵装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ダスト濃度に応じて電気集塵装置の集塵部に対して電源装置から供給する電力を制御することができるため、集塵効率を維持しつつ省エネルギーを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る集塵システムの全体構成図である。
【図２】同実施形態に係る電源制御装置の機能構成を示すブロック図である。
【図３】スカーフィング期間とスカーフィング期間外における、ダスト濃度の変化と湿式電気集塵装置の集塵部に供給される電力の変化を示すグラフである。
【図４】同実施形態に係る電源制御装置による電力制御の手順を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の第２実施形態に係る集塵システムの全体構成図である。
【図６】同実施形態に係る電源制御装置の機能構成を示すブロック図である。
【図７】同実施形態に係る電源制御装置による電力制御の手順を説明するためのフローチャートである。
【図８】ダスト濃度の変化と湿式電気集塵装置の集塵部に供給される電力の変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に、本発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る集塵システム１の全体構成図である。集塵システム１は、スカーフィングにより発生したダストを捕集して、ダストを除去した清浄な空気を排出するシステムである。
【００２１】
図１に示すように、集塵システム１は、鋼片のスカーフィングを実施するスカーフィング装置１０と、スカーフィング装置１０の稼働を制御するスカーフィングコントローラ２０と、スカーフィングにより発生したダストを捕集する湿式電気集塵装置３０と、湿式電気集塵装置３０に電力を供給する電源装置としての高電圧電源４０と、高電圧電源４０を制御する電源制御装置５０と、を備えている。
【００２２】
スカーフィングコントローラ２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ、入出力インターフェース等を備えており、スカーフィング装置１０及び電源制御装置５０と電気的に接続されている。スカーフィングコントローラ２０は、スカーフィング装置１０に制御信号を出力して、スカーフィング装置１０におけるスカーフィングの開始と終了を制御することにより、断続的にスカーフィングを実施させる。
【００２３】
具体的には、スカーフィングコントローラ２０は、作業者により稼働スイッチ（不図示）がオンされると、開始信号と終了信号を順番にスカーフィング装置１０に出力する。
スカーフィングコントローラ２０がスカーフィング装置１０に開始信号を出力すると、スカーフィング装置１０はスカーフィングを開始する。一方、スカーフィングコントローラ２０がスカーフィング装置１０に終了信号を出力すると、スカーフィング装置１０はスカーフィングを終了する。
【００２４】
また、スカーフィングコントローラ２０は、スカーフィング装置１０に開始信号を出力した時に、その旨を通知する開始検出信号を電源制御装置５０に対して送信する。一方、スカーフィングコントローラ２０は、スカーフィング装置１０に終了信号を出力した時に、その旨を通知する終了検出信号を電源制御装置５０に対して送信する。
【００２５】
スカーフィング装置１０は、噴射口（不図示）を備えた掘削火口（不図示）を有する。噴射口には、溶削用の酸素供給管（不図示）と燃料供給管（不図示）とが連結されている。また、掘削火口付近には鋼片の表面に水と空気の混合流体を噴射するノズル（不図示）が設けられている。
【００２６】
スカーフィング装置１０は、スカーフィングコントローラ２０から開始信号を受信すると、スカーフィングを開始する。具体的には、酸素供給管と燃料供給管とからそれぞれ供給される酸素と燃料との混合気を噴射口から鋼片の表面に向けて噴射し、この混合気に点火して得られた火炎により鋼片の表面を加熱しつつ、溶削火口と鋼片の表面とを相対移動させることにより、鋼片の表面の溶削を行う。さらに、ノズルから水と空気の混合流体を噴射して、溶削により生じたスラグを除去する。
【００２７】
一方、スカーフィング装置１０は、スカーフィングコントローラ２０から終了信号を受信すると、スカーフィングを終了する。具体的には、酸素供給管への酸素の供給と、燃料供給管への燃料の供給と、ノズルからの水と空気の混合流体の供給とを停止し、溶削火口と鋼片との相対移動を停止させる。
【００２８】
スカーフィング装置１０の上方には、スカーフィングにより発生した酸化鉄の粉塵等のダストを含む排ガスを収集するための円錐形状のフード６０が設けられている。
フード６０の頂点は煙道管７０の一端に連結されている。煙道管７０は湿式電気集塵装置３０の設置場所まで延長されている。スカーフィングにより発生した排ガスは、フード６０から煙道管７０を通って湿式電気集塵装置３０に導入される。
【００２９】
湿式電気集塵装置３０は、排ガス中のダストを帯電させて捕集する集塵部３２を備えており、この集塵部３２は排ガスを取り込むケーシング３４内に収められている。集塵部３２は放電極３２ａと集塵極３２ｂとで構成されている。放電極３２ａは高電圧電源４０の負極側に電気的に接続され、集塵極３２ｂは接地されている。ケーシング３４の一方の側面には、スカーフィング装置１０から発生した排ガスを導入する入口煙道３４ａが設けられており、他方の側面にはダスト除去後の清浄ガスを排出する出口煙道３４ｂが設けられている。
【００３０】
ケーシング３４内の集塵部３２の上方には、集塵極３２ｂに付着したダストを洗浄除去するためのスプレーノズル３６が設けられている。スプレーノズル３６にはポンプ３８から水が給水される。集塵部３２の下方には、ダスト回収用のホッパ３９が設けられている。
【００３１】
電源制御装置５０は、高電圧電源４０から湿式電気集塵装置３０の集塵部３２に供給する電力を制御する制御盤であり、スカーフィングコントローラ２０及び高電圧電源４０と信号線で電気的に接続されている。
図２には電源制御装置５０の機能構成を示す。電源制御装置５０は電源制御手段５２とスカーフィング状態受信手段５４とを備えている。
【００３２】
電源制御手段５２は、電源制御装置５０が備えるＣＰＵ（不図示）がメモリ（不図示）に記憶された制御プログラムを実行することにより実現される機能である。電源制御手段５２は、スカーフィングコントローラ２０から送られてくる制御信号に応じて、高電圧電源４０から湿式電気集塵装置３０の集塵部３２に供給する電力を制御する。具体的には、電源制御手段５２は、スカーフィングコントローラ２０がスカーフィング装置１０に開始信号を出力した時にその旨を通知する開始検出信号を送信してきた場合に、定格（１００％）の電力（第１の電力）を高電圧電源４０から湿式電気集塵装置３０の集塵部３２に供給するための開始制御信号を、高電圧電源４０に送信する。
【００３３】
また、電源制御手段５２は、スカーフィングコントローラ２０がスカーフィング装置１０に終了信号を出力した時にその旨を通知する終了検出信号を送信してきた場合に、内部時計により時間を計時し、当該終了検出信号を受信した時点から一定時間が経過した後に、定格の３０％の電力（第２の電力）を高電圧電源４０から湿式電気集塵装置３０の集塵部３２に供給するための終了制御信号を、高電圧電源４０に送信する。
【００３４】
ここで、「一定時間」は、電源制御装置５０の入力インターフェース（不図示）から電源制御装置５０のメモリに予め記憶されたものが用いられる。この「一定時間」として、煙道管７０の径や長さ、煙道管７０中を通る排ガスの速度等に基づいて、スカーフィングにより発生した排ガスが煙道管７０中を完全に通過する時間を予め算出し、当該時間と等しいか又はそれよりも長い時間を設定しておくのが好ましい。スカーフィングの終了によりスカーフィングにより生じるダスト濃度が低下しても、スカーフィングが終了する前に発生したダストは時間差をおいて湿式電気集塵装置３０の設置場所に到達するため、このように「一定時間」を設定しておくことにより、スカーフィングが終了する前にスカーフィングにより放出されたダストを含む排ガスが煙道管７０を完全に通過しないうちに湿式電気集塵装置３０の集塵効率が低下するのを防ぐことができる。
【００３５】
なお、スカーフィングの終了時のみならずスカーフィングの開始時においてもスカーフィング装置１０と湿式電気集塵装置３０との設置場所間でダスト濃度に時間差が生じるため、上述したスカーフィング終了時と同様の制御を行ってもよい。すなわち、スカーフィングコントローラ２０から開始検出信号を受信した時点で即座に電源制御手段５２から開始制御信号を送信せずに、開始検出信号を受信してから一定時間が経過した時に開始制御信号を送信するようにしてもよい。
【００３６】
スカーフィング状態受信手段５４は、スカーフィングコントローラ２０との入出力インターフェースであり、スカーフィングコントローラ２０から開始検出信号や終了検出信号を受信し、これらの受信した信号を電源制御手段５２に転送する。
【００３７】
なお、開始検出信号と終了検出信号、開始制御信号と終了制御信号は、これらを受信する電源制御装置５０や高電圧電源４０が区別できる信号であればよく、例えばオン（“１”）とオフ（“０”）であっても、Ｈ（ハイレベル信号）とＬ（ロウレベル信号）であってもよい。
【００３８】
図１に示す高電圧電源４０は、電源制御装置５０からの制御信号に従って所定の電力を湿式電気集塵装置３０の集塵部３２に供給する。
高電圧電源４０は、交流電源（不図示）から入力した交流電圧を位相制御するサイリスタ等の電力制御素子（不図示）と、電力制御素子によって位相制御された電圧を昇圧する変圧器（不図示）と、変圧器で昇圧された電圧を直流に整流し直流高電圧を生成する整流器（不図示）とを備えている。
【００３９】
高電圧電源４０は、スカーフィングが開始された時に電源制御装置５０から開始制御信号を受信すると、電力制御素子により位相制御を行い、定格の電力を湿式電気集塵装置３０の集塵部３２に供給する。
一方、高電圧電源４０は、スカーフィングが終了して電源制御装置５０から終了制御信号を受信した場合には、定格の３０％の電力を湿式電気集塵装置３０の集塵部３２に供給する。
【００４０】
図３に、スカーフィングコントローラ２０から開始信号が出力されてから終了信号が出力されるまでの期間であるスカーフィング期間と当該スカーフィング期間外における、スカーフィング装置１０周辺のダスト濃度の変化と湿式電気集塵装置３０の集塵部３２に供給される電力の変化を示す。本実施形態では、例えば、スカーフィング期間は７０〜８０秒であり、スカーフィング期間外の期間は２０〜３０秒である。図３に示すように、スカーフィング期間にはスカーフィング装置１０周辺のダスト濃度が上昇し、例えば６０ｋＶの電圧が高電圧電源４０から湿式電気集塵装置３０の集塵部３２の放電極３２ａに印加される。また、スカーフィング期間以外にはスカーフィング装置１０周辺のダスト濃度が低下し、例えば２０ｋＶの電圧が高電圧電源４０から湿式電気集塵装置３０の集塵部３２の放電極３２ａに印加される。
【００４１】
このように、スカーフィング期間外に集塵部３２に供給する電力を３０％とすることで、最低の捕集能力を維持することが可能となり、スカーフィング期間外に湿式電気集塵装置３０の集塵部３２付近に未だ残留しているダストを捕集することができる。また、スカーフィング期間外に集塵部３２に供給する電力を０％としないことで、スカーフィング開始時に電圧を昇圧させるまでの時間を短くすることができる。
【００４２】
なお、本実施形態では、スカーフィング期間外に供給する電力を３０％としたが、これに限定されることはなく、スカーフィング期間外の集塵部３２付近におけるダスト濃度が高い場合には４０％であってもよいし、ダスト濃度が低く集塵する必要がない場合には１０％や０％であってもよい。また、スカーフィング期間に供給する電力についても１００％に限定されることはなく、例えば７０％でも８０％でもよい。
【００４３】
要するに、スカーフィング期間外に供給される第２の電力が、スカーフィング期間に供給される第１の電力よりも小さくなるように制御すればよく、これにより集塵効率を維持しつつ省エネルギーを実現することが可能となる。
【００４４】
また、本実施形態に係る湿式電気集塵装置３０では、コロナ放電を発生させるために高電圧を集塵部３２に印加しており、ここでは電圧の制御を行う例を示したが、電流の制御を行ってもよい。
【００４５】
次に、上記構成を有する集塵システム１における動作を説明する。まず、スカーフィングの作業者は、鋼片をスカーフィング装置１０のローラテーブル上に鋼片を載置し、スカーフィングコントローラ２０の稼働スイッチをオンする。これにより、スカーフィングコントローラ２０は開始信号をスカーフィング装置１０に出力するとともに、開始信号が出力された旨を通知する開始検出信号を電源制御装置５０に送信する。
【００４６】
スカーフィング装置１０は開始信号を受信すると鋼片のスカーフィングの実施を開始し、図３に示すスカーフィング期間となる。スカーフィング期間においては、スカーフィング装置１０周辺のダスト濃度が上昇し、スカーフィングにより発生したダストを含む排ガスは、フード６０、煙道管７０、湿式電気集塵装置３０の入口煙道３４ａを経由してケーシング３４内に導入される。
【００４７】
一方、電源制御装置５０は、図４に示すように、スカーフィング状態受信手段５４によりスカーフィングコントローラ２０から開始検知信号を受信し（ステップＳ１０１のＹｅｓ）、電源制御手段５２により開始制御信号を高電圧電源４０に出力する。
【００４８】
開始制御信号を受信した高電圧電源４０は、供給する電力を１００％に設定し、当該１００％の電力を湿式電気集塵装置１の集塵部３２に供給し、当該供給する電力を維持する（ステップＳ１０２）。湿式電気集塵装置３０の放電極３２ａと集塵極３２ｂとの間には高電圧が印加され、放電極３２ａではコロナ放電が発生して放電極３２ａと集塵極３２ｂとの間に電流が流れる。スカーフィング装置１０からの排ガスが両極間を通過すると、放電極３２ａから放出される負イオンが排ガス中のダストに付着して負に帯電する。当該ダストは、接地されている集塵極３２ｂに捕集される。捕集されたダストは、集塵極３２ｂの上方に設けられたスプレーノズル３６からの洗浄水により、集塵極３２ｂから洗い流される。そして、ダストは洗浄水と共に、下部のホッパ３９より湿式電気集塵装置３０の外部へ放流される。ダストが除かれた排ガスは、出口煙道３４ｂより排出される。
【００４９】
スカーフィングコントローラ２０は、開始信号を出力してから７０〜８０秒経過した後に終了信号をスカーフィング装置１０に出力するとともに、終了信号が出力された旨を通知する終了検知信号を電源制御装置５０に送信する。
【００５０】
スカーフィング装置１０は終了信号を受信すると、鋼片のスカーフィングを終了し、図３に示すスカーフィング期間は中断する。スカーフィング期間外にはスカーフィング装置１０周辺のダスト濃度は低下し、煙道管７０から湿式電気集塵装置３０に導入される排ガス中のダスト濃度は減少する。
【００５１】
一方、電源制御装置５０は、図４に示すように、スカーフィング状態受信手段５４により終了検知信号を受信すると（ステップＳ１０３のＹｅｓ）、当該終了検知信号を受信してから一定時間が経過した後に、電源制御手段５２により終了制御信号を高電圧電源４０に出力する。
【００５２】
終了制御信号を受信した高電圧電源４０は、供給する電力を３０％に設定し、当該３０％の電力を湿式電気集塵装置３０の集塵部３２に供給し、当該供給する電力を維持する。湿式電気集塵装置３０の放電極３２ａと集塵極３２ｂとの間には低電圧が印加されて、放電極３２ａではコロナ放電は発生するものの放電極３２ａと集塵極３２ｂとの間に電流がほとんど流れない状態となる。しかしながら、残留している排ガスが両極間を通過すれば、排ガス中のダストは集塵極３２ｂに捕集される。
【００５３】
スカーフィングコントローラ２０は、終了信号を出力してから２０〜３０秒経過した後に開始信号をスカーフィング装置１０に出力し、上述した動作を繰り返す。
以上のように、湿式電気集塵装置３０の集塵部３２に供給する電力を常に一定に維持せずに、スカーフィング期間外のダスト濃度が低くなる期間については供給する電力を小さくすることで、集塵効率を維持しつつ省エネルギーを実現することができる。
【００５４】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。以下では第１実施形態と異なる構成のみ説明し、重複した説明を省略する。
第１実施形態では、スカーフィング期間とそれ以外の期間でダスト濃度が変化することを利用して、スカーフィング期間とそれ以外の期間とで湿式電気集塵装置３０の集塵部３２に供給する電力を変化させたが、第２実施形態では、スカーフィング装置１０の周辺にダスト濃度計を設置して、スカーフィングにより発生するダスト濃度を直接計測し、当該計測値に応じて電力を制御する。
【００５５】
図５は、本発明の第２実施形態に係る集塵システム１ａの全体構成図である。第２実施形態では、第１実施形態に係る集塵システム１に対してダスト濃度計８０が新たな構成要素として追加されている。
【００５６】
第２実施形態に係る電源制御装置５０ａはダスト濃度計８０と電気的に接続しており、第１実施形態のようにスカーフィングコントローラ２０とは接続していない。ダスト濃度計８０は、ダスト濃度を計測し、計測値を電源制御装置５０ａに送信する。
【００５７】
図６には、第２実施形態に係る電源制御装置５０ａの機能構成を示す。電源制御装置５０ａは、電源制御手段５２ａと、ダスト濃度受信手段５６とを備えている。
ダスト濃度受信手段５６は、ダスト濃度計８０からの入力インターフェースであり、ダスト濃度計８０からダスト濃度の計測値を受信し、電源制御手段５２ａに転送する。
【００５８】
電源制御手段５２ａは、電源制御装置５０ａが備えるＣＰＵ（不図示）がメモリ（不図示）に記憶された制御プログラムを実行することにより実現される機能であり、ダスト濃度受信手段５６から送信されてきた計測値に応じて、高電圧電源４０から湿式電気集塵装置３０の集塵部３２に供給する電力を制御する。
【００５９】
具体的には、図７に示すように、電源制御装置５０ａは、ダスト濃度受信手段５６によりダスト濃度計８０からダスト濃度の測定値を定期的に受信し（ステップＳ２０１）、当該測定値を逐次メモリに記憶している。ダスト濃度計８０から測定値を受信すると、電源制御手段５２ａは、受信した計測値と、予め定められてメモリに予め記憶されたダスト濃度の閾値と、メモリに記憶しておいた前回の計測値とを比較する（ステップＳ２０２）。比較した結果、今回の計測で計測値が閾値を超えたと判断した場合（ステップＳ２０３のＹｅｓ）、電源制御手段５２ａは開始制御信号を高電圧電源４０に出力する。
【００６０】
開始制御信号を受信した高電圧電源４０は、供給する電力を１００％に設定して、当該１００％の電力を湿式電気集塵装置３０の集塵部３２に供給し、当該電力を維持する（ステップＳ２０４）。
【００６１】
一方、今回の計測で計測値が予め定められた閾値以下となったと判断した場合（ステップＳ２０５のＹｅｓ）、電源制御手段５２ａはその時点から一定時間が経過した後に、終了制御信号を高電圧電源４０に出力する。
【００６２】
終了制御信号を受信した高電圧電源４０は、供給する電力を３０％に設定して、当該３０％の電力を湿式電気集塵装置３０の集塵部３２に供給し、当該電力を維持する（ステップＳ２０６）。以降、これらの操作がスカーフィング作業の間、繰り返される。
【００６３】
図８には、ダスト濃度計８０により計測されたダスト濃度と高電圧電源４０により供給される電力パターンとの関係を示す。このように、ダスト濃度に応じて高電圧電源４０から湿式電気集塵装置３０の集塵部３２に対して供給する電力を制御することができるため、集塵効率を維持しつつ省エネルギーを実現することができる。また、スカーフィングが終了してスカーフィング装置１０周辺のダスト濃度が低下しても、湿式電気集塵装置３０内のダスト濃度はすぐには低下しないため、ダスト濃度が閾値よりも低下した時から一定時間が経過した後に電力を１００％から３０％に低下させることで、湿式電気集塵装置３０におけるダスト濃度に合わせて電力を変化させることができる。
【００６４】
なお、上述した実施形態では、ダスト濃度が閾値を超えているか否かによって電力を制御したが、電力の制御方法はこれに限定されることはなく、例えば、閾値を用いずに、ダスト濃度の計測値が小さくなるほど電力が小さくするように、すなわち、ダスト濃度と電力が比例するように制御してもよい。
【００６５】
あるいは、ダスト濃度の閾値を複数設けておいて、ダスト濃度が当該複数の各閾値を超える毎に電力を大きくするように制御してもよい。すなわち、ダスト濃度に応じて電力を段階的に変化させるようにしてもよい。
【００６６】
また、上述した実施形態では、スカーフィング装置１０の周辺にダスト濃度計８０を設置して、スカーフィングにより発生したダストをリアルタイムで計測できるようにしたが、ダスト濃度計８０の設置場所はこれに限定されることはなく、例えば、ダスト濃度計８０を煙道管７０内や湿式電気集塵装置３０の入口煙道３４ａ内に設けてもよい。この場合には、ダストがダスト濃度計８０を設けた位置から湿式電気集塵装置３０の集塵部３２に到達するまでの時間と等しいかそれより長い時間を、上述した「一定時間」として設定するように調整する必要がある。
【００６７】
なお、スカーフィングで生じる排ガス中のダストには酸化鉄が含まれており、酸化鉄は、粒径が１μ程度で電気抵抗率が１０１２〜１０１３Ω・ｃｍと電気抵抗率が高いため、乾式電気集塵装置を用いた場合、逆電現象が生じて集塵効率が低下する。このため、本実施形態では、洗浄水を使用する湿式電気集塵機３０を使用して、集塵効率を向上させている。しかしながら、集塵効率は低くなるが、湿式電気集塵機３０に替えて乾式電気集塵装置を使用することもあり得るし、他の種類の電気集塵機を使用することも可能である。
【００６８】
なお、上述した電源制御装置５０、５０ａの機能を高電圧電源４０と一体に設けてもよい。また、上述した電源制御装置５０、５０ａにおける電力の制御機構は一例に過ぎず、公知の任意の電力制御機構、例えばインバータ等を用いた制御機構を用いてもよい。
【００６９】
また、電源制御装置５０、５０ａに対して、高電圧電源４０の制御機能に加えて、スプレーノズル３６が接続された水配管の途中に設けられた電磁弁（不図示）のオン／オフを制御し、スプレーノズル３６から噴霧される水の量を調整する機能を設けてもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１、１ａ………集塵システム、１０………スカーフィング装置、２０………スカーフィングコントローラ、３０………湿式電気集塵装置、３２………集塵部、３２ａ………放電極、３２ｂ………集塵極、３４………ケーシング、３４ａ………入口煙道、３４ｂ………出口煙道、３６………スプレーノズル、３８………ポンプ、３９………ホッパ、４０………高電圧電源、５０、５０ａ………電源制御装置、５２、５２ａ………電源制御手段、５４………スカーフィング状態受信手段、５６………ダスト濃度受信手段、６０………フード、７０………煙道管、８０………ダスト濃度計。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スカーフィングにより発生するダストの濃度に応じて、電気集塵装置の放電極と集塵極とで構成される集塵部に対して電源装置から供給する電力を制御する電源制御手段を有することを特徴とする電気集塵装置用の電源制御装置。
【請求項２】
スカーフィングにより発生するダストの濃度を計測するダスト濃度計からダスト濃度の計測値を受信するダスト濃度受信手段を備え、
前記電源制御手段は、前記ダスト濃度受信手段により受信した計測値が予め定められた閾値を超えた場合に第１の電力を供給し、前記計測値が前記閾値以下となった場合に、前記第１の電力よりも小さい第２の電力を供給するように制御することを特徴とする請求項１に記載の電気集塵装置用の電源制御装置。
【請求項３】
前記電源制御手段は、前記計測値が前記閾値以下となった時から一定時間が経過した後に、前記第２の電力を供給するように制御することを特徴とする請求項２に記載の電気集塵装置用の電源制御装置。
【請求項４】
スカーフィングにより発生するダストの濃度を計測するダスト濃度計からダスト濃度の計測値を受信するダスト濃度受信手段を備え、
前記電源制御手段は、前記ダスト濃度受信手段により受信した計測値が小さくなるほど、前記集塵部に供給する電力が小さくなるように制御することを特徴とする請求項１に記載の電気集塵装置用の電源制御装置。
【請求項５】
スカーフィングが実施されているスカーフィング期間においては電気集塵装置の放電極と集塵極とで構成される集塵部に対して電源装置から第１の電力を供給し、
前記スカーフィング期間外においては前記集塵部に対して前記電源装置から前記第１の電力よりも小さい第２の電力を供給するように制御する電源制御手段を有することを特徴とする電気集塵装置用の電源制御装置。
【請求項６】
スカーフィングが開始される時にスカーフィングコントローラからスカーフィング装置に開始信号が出力され、スカーフィングの終了時に前記スカーフィングコントローラから前記スカーフィング装置に終了信号が出力される場合に、
前記開始信号が出力された時にその旨を通知する開始検出信号を受信し、前記終了信号が出力された時にその旨を通知する終了検出信号を受信するスカーフィング状態受信手段を備え、
前記電源制御手段は、前記スカーフィング状態受信手段により前記開始検出信号を受信した場合に前記第１の電力を供給し、前記終了検出信号を受信した場合に前記第２の電力を供給するように制御することを特徴とする請求項５に記載の電気集塵装置用の電源制御装置。
【請求項７】
前記電源制御手段は、前記終了検出信号を受信した時から一定時間が経過した後に、前記第２の電力を供給するように制御することを特徴とする請求項６に記載の電気集塵装置用の電源制御装置。
【請求項８】
請求項１から７の何れか１項に記載の電源制御装置を備えた電気集塵装置。
【請求項１】
スカーフィングにより発生するダストの濃度に応じて、電気集塵装置の放電極と集塵極とで構成される集塵部に対して電源装置から供給する電力を制御する電源制御手段を有することを特徴とする電気集塵装置用の電源制御装置。
【請求項２】
スカーフィングにより発生するダストの濃度を計測するダスト濃度計からダスト濃度の計測値を受信するダスト濃度受信手段を備え、
前記電源制御手段は、前記ダスト濃度受信手段により受信した計測値が予め定められた閾値を超えた場合に第１の電力を供給し、前記計測値が前記閾値以下となった場合に、前記第１の電力よりも小さい第２の電力を供給するように制御することを特徴とする請求項１に記載の電気集塵装置用の電源制御装置。
【請求項３】
前記電源制御手段は、前記計測値が前記閾値以下となった時から一定時間が経過した後に、前記第２の電力を供給するように制御することを特徴とする請求項２に記載の電気集塵装置用の電源制御装置。
【請求項４】
スカーフィングにより発生するダストの濃度を計測するダスト濃度計からダスト濃度の計測値を受信するダスト濃度受信手段を備え、
前記電源制御手段は、前記ダスト濃度受信手段により受信した計測値が小さくなるほど、前記集塵部に供給する電力が小さくなるように制御することを特徴とする請求項１に記載の電気集塵装置用の電源制御装置。
【請求項５】
スカーフィングが実施されているスカーフィング期間においては電気集塵装置の放電極と集塵極とで構成される集塵部に対して電源装置から第１の電力を供給し、
前記スカーフィング期間外においては前記集塵部に対して前記電源装置から前記第１の電力よりも小さい第２の電力を供給するように制御する電源制御手段を有することを特徴とする電気集塵装置用の電源制御装置。
【請求項６】
スカーフィングが開始される時にスカーフィングコントローラからスカーフィング装置に開始信号が出力され、スカーフィングの終了時に前記スカーフィングコントローラから前記スカーフィング装置に終了信号が出力される場合に、
前記開始信号が出力された時にその旨を通知する開始検出信号を受信し、前記終了信号が出力された時にその旨を通知する終了検出信号を受信するスカーフィング状態受信手段を備え、
前記電源制御手段は、前記スカーフィング状態受信手段により前記開始検出信号を受信した場合に前記第１の電力を供給し、前記終了検出信号を受信した場合に前記第２の電力を供給するように制御することを特徴とする請求項５に記載の電気集塵装置用の電源制御装置。
【請求項７】
前記電源制御手段は、前記終了検出信号を受信した時から一定時間が経過した後に、前記第２の電力を供給するように制御することを特徴とする請求項６に記載の電気集塵装置用の電源制御装置。
【請求項８】
請求項１から７の何れか１項に記載の電源制御装置を備えた電気集塵装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１７９５２８（Ｐ２０１２−１７９５２８Ａ）
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４３２０８（Ｐ２０１１−４３２０８）
【出願日】平成２３年２月２８日（２０１１．２．２８）
【出願人】（０００００５４５２）株式会社日立プラントテクノロジー (1,767)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２８日（２０１１．２．２８）
【出願人】（０００００５４５２）株式会社日立プラントテクノロジー (1,767)
【Ｆターム（参考）】
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