(57)【要約】【課題】可燃性粒子を捕集する場合、負荷電流を計測し火花放電の有無を判定する火花放電検出回路それ自体が異常となると火花放電を検出できなくなり、火花放電が連続的に発生し着火に至るの可能性があったが、この連続的な火花放電の発生を防ぐことができる電気集塵装置を提供することを目的とする。【解決手段】火花放電検出に電圧検出回路を利用して電流検出と電圧検出を併用して火花放電を検出することで、万が一いずれかの検出回路が破損した場合でも残りの検出回路で火花放電を確実に検出しかつ連続的な火花放電の発生を防ぐことができる電気集塵装置が得られる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電電極と対向電極により構成される集塵手段と、前記集塵手段に電圧を印加する電圧印加手段と、前期集塵手段を流れる電流を計測する電流計測手段と、前記集塵手段に印加した電圧を計測する電圧計測手段と、前期電流計測手段で計測した電流と前記電圧計測手段で計測した電圧を取り込み電圧印加手段を制御する制御手段を備え、前記集塵手段で火花放電が発生した場合に、電流計測手段と電圧計測手段２つの計測情報のいずれかにより火花放電の検知とすることを特徴とする電気集塵装置。
【請求項２】
前記電流計測手段にはカレントトランスを使用し、カレントトランスの出力電圧が第１閾値電圧以上となった場合に火花放電の検知とすることを特徴とする請求項１のいずれか一つに記載の電気集塵装置。
【請求項３】
前記カレントトランスの出力に第２のカレントトランスを使用し、カレントトランスの出力電圧と、第２のカレントトランスの出力電圧を合わせて火花放電の有無を判定することを特徴とする請求項１〜２のいずれか一つに記載の電気集塵装置。
【請求項４】
前記電圧検出手段は高抵抗と低抵抗の分圧抵抗より構成され、前記低抵抗の出力電圧が第２閾値電圧以下かつ電圧印加手段ＯＮ状態で火花放電の検知とすることを特徴とする請求項１〜２のいずれか一つに記載の電気集塵装置。
【請求項５】
前記電圧検出手段の分圧後低抵抗の出力にスイッチ手段を接続したことを特徴とする請求項１、２、４のいずれか一つに記載の電気集塵装置。
【請求項６】
前記スイッチ手段の出力がＯＦＦとなった時点で電圧印加手段の出力を停止することを特徴とする請求項１、２、４、５のいずれか一つに記載の電気集塵装置。
【請求項７】
前記電圧印加手段の出力印加開始時に、スイッチ手段の出力を一定時間無視する処理を追加したことを特徴とする請求項１、２、４〜６のいずれか一つに記載の電気集塵装置。
【請求項８】
前記スイッチ手段には機械式リレーを使用することを特徴とする請求項１、２、４〜７のいずれか一つに記載の電気集塵装置。
【請求項９】
電流計測手段の出力が所定の電流値以下では、スイッチ手段の出力がＯＦＦであっても集塵手段への電圧印加を継続することを特徴とする請求項１、２、４〜８のいずれか一つに記載の電気集塵装置。
【請求項１０】
集塵手段に捕集粒子を吸引するための送風手段を備え、火花放電発生を検知した場合に送風手段の風量を調整することを特徴とする請求項１、２、４〜９のいずれか一つに記載の電気集塵装置。
【請求項１１】
計測電圧が所定の電圧値以上かつ計測電流がゼロで集塵手段の異常と判断する請求項１、２、４〜１０のいずれか一つに記載の電気集塵装置。
【請求項１２】
外部に異常を知らしめるための異常出力手段を備えたことを特徴とする請求項１、２、４〜１１のいずれか一つに記載の電気集塵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調及び産業分野で大気塵、室内の粉塵、ほこりなどを集塵する電気集塵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、粒子を捕集する電気集塵装置は放電電極と対向電極の対となる２つ電極より構成され、放電電極には正または負の高電圧を印加して対向電極は接地する。通常気体は絶縁体として扱われるが、放電電極と対向電極との間に高電圧を印加すると、電極間に存在する気体の絶縁が破壊され電流が流れるようになる。これをコロナ放電という。コロナ放電の電流が流れている領域を浮遊粒子が通過すると、コロナ放電領域を移動する電子と浮遊粒子が衝突することで、浮遊粒子が電荷を帯びる。電荷を帯びた浮遊粒子は放電電極と対向電極との間に印加される高電圧により形成される電界の力（ローレンツ力）を受け、帯電した浮遊粒子は対向電極に吸い寄せられ付着し、浮遊粒子は除去される。
【０００３】
電気集塵装置の放電電極と対向電極間において、各極板間の歪み、各極板に付着した粉塵の堆積、また導電性を持った異物の混入、といったことが原因となり放電電極と対向電極間の距離が短縮されると気体の絶縁破壊が一気に進み、放電電極と対向電極の間で火花放電と言われる放電現象が発生する。火花放電発生時には非常に短い時間ではあるが過渡的な大電流が流れ、サージ電圧も発生する。
【０００４】
火花放電時の過渡的な大電流とサージ電圧は、集塵負荷に電圧を印加するための高圧回路や高圧ケーブルといった高圧系統全般に電気的なストレスを与え、高圧回路部品、絶縁保護材、高圧ケーブルの絶縁劣化や寿命劣化を促進する。よって火花放電発生時にはそれを確実に検出しかつ集塵負荷への高電圧印加を遮断する必要がある。また次回印加電圧復帰時には、連続的に火花放電を発生させないような工夫も必要となる。
【０００５】
可燃性粒子を捕集する目的で使用される電気集塵装置においては、火花放電が発生すると可燃性粒子に着火する可能性があり、火花放電は極力発生させないことが望ましい。万が一火花放電が発生した場合でも火花放電の発生を確実に検出し、その後は電圧印加を確実に遮断する必要がある。
【０００６】
また万が一火花放電の検出回路が破損した場合は、火花放電の発生を検知することができないため連続的に火花放電が発生する恐れがある。よって可燃性粒子を捕集する電機集塵装置の火花放電の検出回路には万が一検出回路が壊れても継続的な火花放電を発生させないような配慮が必要となる。
【０００７】
従来このような電気集塵装置の火花放電を検出する方法としては、図５に示すような電気集塵装置がある。
【０００８】
図５の電気集塵装置は、集塵負荷１０１、この集塵負荷１０１に高電圧を印加するための高圧電源１０２、前記集塵負荷１０１に流れる電流を検出するための電流検出抵抗１０３、電流検出抵抗１０３の両端電圧と比較設定電圧を比較判定する比較判定器１０４、比較判定器用電源１０５より構成される。集塵負荷１０１に流れる電流は電流検出抵抗１０３の両端電圧として計測確認することができる。比較設定電圧を火花放電発生時の負荷電流に設定し、電流検出抵抗１０３の両端電圧が比較設定電圧を上回るかどうかで火花放電の有無を判定していた（たとえば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−１４２２６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このような従来の火花放電の検出回路は単発の回路構成であり、検出回路自体が損傷すると火花放電の検出ができなくなる。火花放電検出回路の破損を想定した回路構成、保護回路が考慮されていないと継続的に火花放電が発生する可能性がある、という課題がある。
【００１０】
そこで火花放電検出回路を２重化することで火花放電の電流検出回路が破損しても、残りの検出回路で火花放電を検出することで連続的な火花放電の発生を防ぐことができる。
【００１１】
また電流検出抵抗の両端をそのまま制御回路に接続すると、火花放電時に発生する過渡的な大電流、サージ電圧により制御回路へ電気的なストレスがかかる、という課題がある。
【００１２】
そこで電流検出にはカレントトランスを使用することで、電流が流れるラインと制御回路を絶縁し、火花放電時の制御回路への電気的なストレスを緩和することができる。
【００１３】
またカレントトランスを負荷電流検出に使用した場合、カレントトランスに異常があった場合、集塵負荷への印加電圧、印加電流が成り行きとなり火花放電が連続的に発生しかねない、という課題がある。
【００１４】
そこでカレントトランスの出力に第２にカレントトランスを使用し、カレントトランスの状態を第２のカレントトランスで監視することで、カレントトランスが正常である状態で火花放電の検出を確実に行うことができる。
【００１５】
また印加電圧を分圧抵抗で検出し、分圧抵抗の低圧側の電圧と高圧印加指令状態ＯＮ状態を合わせて比較判定することで、火花放電の発生の有無を判断することができる。
【００１６】
また分圧抵抗の低圧側出力を直接制御回路に接続すると、火花放電時のサージ電圧により制御回路に電気的なストレスがかかる、という課題がある。
【００１７】
そこで低抵抗の出力電圧を、スイッチ手段を介して制御回路に接続することで、火花放電時のサージ電圧による制御回路への電気的なストレスを緩和することができる。
【００１８】
またスイッチ手段の出力がＯＦＦとなった場合に、出力を停止することで火花放電発生時に確実に集塵負荷への電圧印加を遮断することができる。
【００１９】
また集塵負荷への電圧印加開始時には印加電圧が低いため、印加電圧に応じて駆動するスイッチ手段の出力がＯＦＦ状態となる、という課題がある。
【００２０】
そこで集塵負荷への電圧印加開始時には、火花放電発生の判定からスイッチ手段の状態監視を無視するようにし、電圧印加の立ち上がりをスムーズに行えるようにする。
【００２１】
またスイッチ手段に機械式リレーを用いることで、負荷電流の流れるラインと制御回路の絶縁を確保し、火花放電発生時のサージ電圧による制御回路への電気的ストレスを緩和することができる。
【００２２】
また集塵負荷を洗浄した場合、洗浄水に集塵負荷が濡れることにより放電電極と対向電極との間の絶縁が低下し、負荷インピーダンスが低下し電流が流れやすい状態となる。この絶縁の低下の度合いによっては印加電圧が低下するため、スイッチ手段の出力がＯＦＦになる場合がある、という課題がある。
【００２３】
そこで計測電流値が所定の電流値以上の場合は、スイッチ手段の出力を無視するようにすることで、集塵負荷への継続的に電圧を印加することができる。
【００２４】
また、火花放電発生時に高圧印加を停止しても送風手段を停止せず風量を維持または調整することで換気または送風循環を継続することができる。
【００２５】
また、集塵負荷に電圧が印加されていても電流が流れていない状況は、回路異常、負荷への高圧ケーブル断線、無負荷状態が想定されるため、その時点で異常と判断する。
【００２６】
また異常状態を外部へ出力する異常出力手段を備えることで、外部へ電機集塵装置の状況を知らせることができ、必要に応じた対応を取ることができる。
【００２７】
本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、火花放電の検出回路を２重化することで火花放電検出回路に異常が発生しても残りの検出回路で確実に火花放電を検出することで、連続的な火花放電を防ぐことができる電機集塵装置を提供することを目的としている。
【００２８】
また電流検出抵抗の両端をそのまま制御回路に接続すると、火花放電時に発生する過渡的な大電流、サージ電圧により制御回路へ電気的なストレスがかかるため、電流検出にはカレントトランスを使用することで、電流が流れるラインと制御回路を絶縁し、火花放電時の制御回路への電気的なストレスを緩和することを目的としている。
【００２９】
またカレントトランスを負荷電流検出に使用した場合、カレントトランスに異常があった場合、集塵負荷への印加電圧、印加電流が成り行きとなり火花放電が連続的に発生しかねないため、カレントトランスの出力に第２にカレントトランスを使用しカレントトランスの状態を第２のカレントトランスで監視することで、カレントトランスが正常で状態ある状態で火花放電の検出を確実に行うことを目的としている。
【００３０】
また印加電圧を分圧抵抗で検出し、分圧抵抗の低圧側の電圧と高圧印加指令状態ＯＮ状態を合わせて比較判定することで、火花放電の発生の有無を判断することを目的としている。
【００３１】
また分圧抵抗の低圧側出力を直接制御回路に接続すると、火花放電時のサージ電圧により制御回路に電気的なストレスがかかるため、低抵抗の出力電圧をスイッチ手段を介して制御回路に接続することで、火花放電時のサージ電圧による制御回路への電気的なストレスを緩和することを目的としている。
【００３２】
またスイッチ手段の出力がＯＦＦとなった場合に、出力を停止することで火花放電発生時に確実に集塵負荷への電圧印加を遮断することを目的としている。
【００３３】
また集塵負荷への電圧印加開始時には印加電圧が低いため、印加電圧に応じて駆動するスイッチ手段の出力がＯＦＦ状態となるため、集塵負荷への電圧印加開始時には火花放電発生の判定からスイッチ手段の状態監視を無視して電圧印加の立ち上がりをスムーズに行えるようにすることを目的としている。
【００３４】
またスイッチ手段に機械式リレーを用いることで、負荷電流の流れるラインと制御回路の絶縁を確保し、火花放電発生時のサージ電圧による制御回路への電気的ストレスを緩和することを目的としている。
【００３５】
また集塵負荷を洗浄した場合、洗浄水に集塵負荷が濡れることにより放電電極と対向電極との間の絶縁が低下し、負荷インピーダンスが低下し電流が流れやすい状態となる。この絶縁の低下の度合いによっては印加電圧が低下するため、スイッチ手段の出力がＯＦＦになる場合があるため計測電流値が所定の電流値以上の場合は、スイッチ手段の出力を無視するようにすることで、集塵負荷への継続的に電圧を印加できるようにすることを目的としている。
【００３６】
また、火花放電発生時に高圧印加を停止しても送風手段を停止せず風量を維持または調整することで換気または送風循環を継続することができる。
【００３７】
また、集塵負荷に電圧が印加されていても電流が流れていない状況は、回路異常、負荷への高圧ケーブル断線、無負荷状態が想定されるため、その時点で異常と判断することを目的としている。
【００３８】
また異常状態を外部へ出力する異常出力手段を備えることで、外部へ電機集塵装置の状況を知らせることができ、必要に応じた対応を取ることができるようにすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００３９】
本発明の電気集塵装置は上記目的を達成するために、放電電極と対向電極により構成される集塵手段と、前記集塵手段に電圧を印加する電圧印加手段と、前期集塵手段を流れる電流を計測する電流計測手段と、前記集塵手段に印加した電圧を計測する電圧計測手段と、前期電流計測手段で計測した電流と前記電圧計測手段で計測した電圧を取り込み電圧印加手段を制御する制御手段を備え、前記集塵手段で火花放電が発生した場合に、電流計測手段と電圧計測手段２つの計測情報のいずれかにより火花放電の検知とすることを特徴とする。
【００４０】
そして本発明によれば、火花放電の検出回路を２重化することで火花放電検出回路に異常が発生しても残りの検出回路で確実に火花放電を検出することで、連続的な火花放電を防ぐことができる電機集塵装置が得られる。
【００４１】
また前記電流計測手段にはカレントトランスを使用し、カレントトランスの出力電圧が第１閾値電圧以上となった場合に火花放電の検知とすることを特徴とする。
【００４２】
そして本発明によれば、電流検出にはカレントトランスを使用することで電流が流れるラインと制御回路を絶縁し、火花放電時の制御回路への電気的なストレスを緩和することができる電気集塵装置が得られる。
【００４３】
また前記カレントトランスの出力に第２のカレントトランスを使用し、カレントトランスの出力電圧と、第２のカレントトランスの出力電圧を合わせて火花放電の有無を判定することを特徴とする。
【００４４】
そして本発明によれば、カレントトランスを負荷電流検出に使用した場合、カレントトランスに異常があった場合、集塵負荷への印加電圧、印加電流が成り行きとなり火花放電が連続的に発生しかねないため、カレントトランスの出力に第２にカレントトランスを使用しカレントトランスの状態を第２のカレントトランスで監視することで、カレントトランスが正常で状態ある状態で火花放電の検出を確実に行うことができる電気集塵装置が得られる。
【００４５】
また前記電圧検出手段は高抵抗と低抵抗の分圧抵抗より構成され、前記低抵抗の出力電圧が第２閾値電圧以下かつ電圧印加手段ＯＮ状態で火花放電の検知とすることを特徴とする。
【００４６】
そして本発明によれば、印加電圧を分圧抵抗で検出し、分圧抵抗の低圧側の電圧と高圧印加指令状態ＯＮ状態を合わせて比較判定することで、火花放電の発生の有無を判断することができる電気集塵装置が得られる。
【００４７】
また前記電圧検出手段の分圧後低抵抗の出力にスイッチ手段を接続したことを特徴とする。
【００４８】
そして本発明によれば、分圧抵抗の低圧側出力を直接制御回路に接続すると、火花放電時のサージ電圧により制御回路に電気的なストレスがかかるため、低抵抗の出力電圧をスイッチ手段を介して制御回路に接続することで、火花放電時のサージ電圧による制御回路への電気的なストレスを緩和することができる電気集塵装置が得られる。
【００４９】
また、前記スイッチ手段の出力がＯＦＦとなった時点で電圧印加手段の出力を停止することを特徴とする。
【００５０】
そして本発明によれば、スイッチ手段の出力がＯＦＦとなった場合に、出力を停止することで火花放電発生時に確実に集塵負荷への電圧印加を遮断することができる電気集塵装置が得られる。
【００５１】
また、前記電圧印加手段の出力印加開始時に、スイッチ手段の出力を一定時間無視する処理を追加したことを特徴とする。
【００５２】
そして本発明によれば、集塵負荷への電圧印加開始時には印加電圧が低いため、印加電圧に応じて駆動するスイッチ手段の出力がＯＦＦ状態となるため、集塵負荷への電圧印加開始時には火花放電発生の判定からスイッチ手段の状態監視を無視して電圧印加の立ち上がりをスムーズに行えるようにすることができる電気集塵装置が得られる。
【００５３】
また、前記スイッチ手段には機械式リレーを使用することを特徴とする。
【００５４】
そして本発明によれば、スイッチ手段に機械式リレーを用いることで、負荷電流の流れるラインと制御回路の絶縁を確保し、火花放電発生時のサージ電圧による制御回路への電気的ストレスを緩和することができる電気集塵装置が得られる。
【００５５】
また、電流計測手段の出力が所定の電流値以下では、スイッチ手段の出力がＯＦＦであっても集塵手段への電圧印加を継続することを特徴とする。
【００５６】
そして本発明によれば、集塵負荷を洗浄した場合、洗浄水に集塵負荷が濡れることにより放電電極と対向電極との間の絶縁が低下し、負荷インピーダンスが低下し電流が流れやすい状態となる。この絶縁の低下の度合いによっては印加電圧が低下するため、スイッチ手段の出力がＯＦＦになる場合があるため計測電流値が所定の電流値以上の場合は、スイッチ手段の出力を無視するようにすることで、集塵負荷への継続的に電圧を印加できるようにすることができる電機集塵装置が得られる。
【００５７】
また、集塵手段に捕集粒子を吸引するための送風手段を備え、火花放電発生を検知した場合に送風手段の風量を調整することを特徴とする。
【００５８】
そして本発明によれば、火花放電発生時に高圧印加を停止しても送風手段を停止せず風量を維持または調整することで換気または送風循環を継続することができる電気集塵装置が得られる。
【００５９】
また、計測電圧が所定の電圧値以上かつ計測電流がゼロで集塵手段の異常と判断する。
【００６０】
そして本発明によれば、集塵負荷に電圧が印加されていても電流が流れていない状況は、回路異常、負荷への高圧ケーブル断線、無負荷状態が想定されるため、その時点で異常と判断することができる電気集塵装置が得られる。
【００６１】
また、外部に異常を知らしめるための異常出力手段を備えたことを特徴とする。
【００６２】
そして本発明によれば、異常状態を外部へ出力する異常出力手段を備えることで、外部へ電機集塵装置の状況を知らせることができ、必要に応じた対応を取ることができる電気集塵装置が得られる。
【発明の効果】
【００６３】
本発明によれば、火花放電の検出回路を２重化することで火花放電検出回路に異常が発生しても残りの検出回路で確実に火花放電を検出することで、連続的な火花放電を防ぐことができる電機集塵装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６４】
本発明の請求項１記載の発明は、上記目的を達成するために、放電電極と対向電極により構成される集塵手段と、前記集塵手段に電圧を印加する電圧印加手段と、前期集塵手段を流れる電流を計測する電流計測手段と、前記集塵手段に印加した電圧を計測する電圧計測手段と、前期電流計測手段で計測した電流と前記電圧計測手段で計測した電圧を取り込み電圧印加手段を制御する制御手段を備え、前記集塵手段で火花放電が発生した場合に、電流計測手段と電圧計測手段２つの計測情報のいずれかにより火花放電の検知とすることを特徴としたものであり、火花放電の検出回路を２重化することで火花放電検出回路に異常が発生しても残りの検出回路で確実に火花放電を検出することで、連続的な火花放電を防ぐことができるという作用を有する。
【００６５】
本発明の請求項２記載の発明は、上記目的を達成するために、前記電流計測手段にはカレントトランスを使用し、カレントトランスの出力電圧が第１閾値電圧以上となった場合に火花放電の検知とすることを特徴としたものであり、電流検出にはカレントトランスを使用することで電流が流れるラインと制御回路を絶縁し、火花放電時の制御回路への電気的なストレスを緩和することができるという作用を有する。
【００６６】
本発明の請求項３記載の発明は、上記目的を達成するために、前記カレントトランスの出力に第２のカレントトランスを使用し、カレントトランスの出力電圧と、第２のカレントトランスの出力電圧を合わせて火花放電の有無を判定することを特徴としたものであり、カレントトランスを負荷電流検出に使用した場合、カレントトランスに異常があった場合、集塵負荷への印加電圧、印加電流が成り行きとなり火花放電が連続的に発生しかねないため、カレントトランスの出力に第２にカレントトランスを使用しカレントトランスの状態を第２のカレントトランスで監視することで、カレントトランスが正常で状態ある状態で火花放電の検出を確実に行うことができるという作用を有する。
【００６７】
本発明の請求項４記載の発明は、上記目的を達成するために、前記電圧検出手段は高抵抗と低抵抗の分圧抵抗より構成され、前記低抵抗の出力電圧が第２閾値電圧以下かつ電圧印加手段ＯＮ状態で火花放電の検知とすることを特徴としたものであり、印加電圧を分圧抵抗で検出し、分圧抵抗の低圧側の電圧と高圧印加指令状態ＯＮ状態を合わせて比較判定することで、火花放電の発生の有無を判断することができるという作用を有する。
【００６８】
本発明の請求項５記載の発明は、上記目的を達成するために、前記電圧検出手段の分圧後低抵抗の出力にスイッチ手段を接続したことを特徴としたものであり、分圧抵抗の低圧側出力を直接制御回路に接続すると、火花放電時のサージ電圧により制御回路に電気的なストレスがかかるため、低抵抗の出力電圧をスイッチ手段を介して制御回路に接続することで、火花放電時のサージ電圧による制御回路への電気的なストレスを緩和することができるという作用を有する。
【００６９】
本発明の請求項６記載の発明は、上記目的を達成するために、前記スイッチ手段の出力がＯＦＦとなった時点で電圧印加手段の出力を停止することを特徴としたものであり、スイッチ手段の出力がＯＦＦとなった場合に、出力を停止することで火花放電発生時に確実に集塵負荷への電圧印加を遮断することができるという作用を有する。
【００７０】
本発明の請求項７記載の発明は、上記目的を達成するために、前記電圧印加手段の出力印加開始時に、スイッチ手段の出力を一定時間無視する処理を追加したことを特徴としたものであり、集塵負荷への電圧印加開始時には印加電圧が低いため、印加電圧に応じて駆動するスイッチ手段の出力がＯＦＦ状態となるため、集塵負荷への電圧印加開始時には火花放電発生の判定からスイッチ手段の状態監視を無視して電圧印加の立ち上がりをスムーズに行えるようにすることができるという作用を有する。
【００７１】
本発明の請求項８記載の発明は、上記目的を達成するために、前記スイッチ手段には機械式リレーを使用することを特徴としたものであり、スイッチ手段に機械式リレーを用いることで、負荷電流の流れるラインと制御回路の絶縁を確保し、火花放電発生時のサージ電圧による制御回路への電気的ストレスを緩和することができるという作用を有する。
【００７２】
本発明の請求項９記載の発明は、上記目的を達成するために、電流計測手段の出力が所定の電流値以下では、スイッチ手段の出力がＯＦＦであっても集塵手段への電圧印加を継続することを特徴としたものであり、集塵負荷を洗浄した場合、洗浄水に集塵負荷が濡れることにより放電電極と対向電極との間の絶縁が低下し、負荷インピーダンスが低下し電流が流れやすい状態となる。この絶縁の低下の度合いによっては印加電圧が低下するため、スイッチ手段の出力がＯＦＦになる場合があるため計測電流値が所定の電流値以上の場合は、スイッチ手段の出力を無視するようにすることで、集塵負荷への継続的に電圧を印加できるようにすることができるという作用を有する。
【００７３】
本発明の請求項１０記載の発明は、上記目的を達成するために、集塵手段に捕集粒子を吸引するための送風手段を備え、火花放電発生を検知した場合に送風手段の風量を調整することを特徴としたものであり、火花放電発生時に高圧印加を停止しても送風手段を停止せず風量を維持または調整することで換気または送風循環を継続することができるという作用を有する。
【００７４】
本発明の請求項１１記載の発明は、上記目的を達成するために、計測電圧が所定の電圧値以上かつ計測電流がゼロで集塵手段の異常と判断することを特徴としたものであり、集塵負荷に電圧が印加されていても電流が流れていない状況は、回路異常、負荷への高圧ケーブル断線、無負荷状態が想定されるため、その時点で異常と判断することができるという作用を有する。
【００７５】
本発明の請求項１２記載の発明は、上記目的を達成するために外部に異常を知らしめるための異常出力手段を備えたことを特徴としたものであり、異常状態を外部へ出力する異常出力手段を備えることで、外部へ電機集塵装置の状況を知らせることができ、必要に応じた対応を取ることができるという作用を有する。
【００７６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００７７】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１による電気集塵装置の構成を示している。図１に示すように放電電極１と対向電極２より構成される集塵負荷３、電圧印加手段としての高圧電源４、電流検出手段としてのカレントトランス５、電圧検出手段としての分圧高抵抗６、分圧低抵抗７、制御手段としてのコントローラ８より構成されている。
【００７８】
カレントトランス５と分圧低抵抗７の出力はコントローラ８に接続され、コントローラ８で出力電流と出力電圧を監視する。
【００７９】
対向電極２は接地されているためその定常電位は接地電位と同電位となる。よってカレントトランス５は一般的には制御回路の耐圧を考慮しなくてよい対向電極２側に設置される。
【００８０】
また分圧高抵抗６と分圧低抵抗７は直列に接続された状態で、放電電極１と対向電極２との間に並列に配置される。
【００８１】
電気集塵装置ではその規模に応じて、集塵負荷に定常時３０００Ｖ〜１２０００Ｖの電圧を印加し、数ｍＡ〜数百ｍＡの電流を流す。よって今回の集塵負荷３の定常電流はｍＡオーダーだが、火花放電が発生した場合は少なくとも定常電流の百倍以上の過渡電流が流れる。ただその過渡電流の流れる時間はμｓｅｃオーダーと非常に短く高周波成分を多分に含んだ正負に振動した電流波形となる。カレントトランス５とコントローラ８の間には火花放電時のサージ対策としてさまざまなノイズ対策回路が設置されるため、高周波成分がカットされてしまうことで、検出できるエネルギーはさほど大きくない場合がある。
【００８２】
よって火花放電発生時のカレントトランス５の出力に関しては定常状態の電流とは十分な区別がつくように火花放電発生の有無を判定するための第１閾値電圧を設定する必要がある。
【００８３】
コントローラ８に第１閾値電圧を設定し、カレントトランス５の出力と比較してカレントトランス５の出力が第一閾値電圧を上回った時点で火花放電の発生と判断する。
【００８４】
また火花放電発生時は放電電極１と対向電極２の間では絶縁破壊短絡がおこる。これにより放電電極１と対向電極２に蓄積された電荷が絶縁破壊短絡ルートを通じて中和されゼロとなるため、火花放電が発生した瞬間の放電電極１の電位は接地電位と同電位＝ゼロ電位となる。よってコントローラ８に第２閾値電圧を設定し、その電圧値以下となった場合に火花放電の有無を判定する。電圧印加停止時は当然分圧低抵抗７の出力電圧は第２閾値以下となるため、電圧印加指令ＯＮ状態との積の条件で火花放電の有無を判定する必要がある。
【００８５】
上記のとおり火花放電の発生は電流条件、電圧条件いずれでも検出が可能だが、電圧条件電流条件双方を利用して火花放電の検出回路を２重化する。これにより万が一いずれかの火花放電検出回路が破損した場合でも、残りの検出回路で確実に火花放電を検出することができ、かつ火花放電検出時には確実に電圧印加を停止することで連続的な火花放電の発生を防ぐことができる。
【００８６】
従来の火花放電の検出は電流による検出が一般的であり、電圧による検出を付加することは一見コスト増につながる、と考えられる。しかし印加電圧の検出回路はもともと集塵負荷への印加電圧を監視制御するためにもともと設置されていることが多く、特に産業機器用の電気集塵設備や印加電圧を正確に制御監視する必要のある電気集塵システムにおいてはほぼ確実に電圧検出回路が高圧回路の中に組み込まれ設置されている。よって火花放電検出専用に電圧検出回路付加する必要はなく、従来回路をそのまま流用することで電圧条件をもとに火花放電の発生を判断することができる。
【００８７】
また印加電圧が所定の電圧値以上、かつ電流がゼロという状態になった場合は、高圧電源４と集塵負荷３を接続する接続ラインが断線した可能性があり、無負荷状態と同じである可能性がある。この場合放電電極１と対向電極２の間に電流が流れていないため浮遊粒子に荷電することができず電気集塵装置が集塵機としての性能を発揮できていない可能性があるため、電気集塵装置自体の異常と判断し電圧印加を停止するようにする。
【００８８】
（実施の形態２）
図２は本発明の実施の形態２による電気集塵装置の構成を示している。図１の構成に加え、第２のカレントトランスとしてカレントトランス９をカレントトランス５の出力に接続する。
【００８９】
定常状態においてカレントトランス５の出力ラインには、集塵負荷３に流れている電流に応じた２次電流が流れている。カレントトランス５に流れる２次電流をカレントトランス９の出力で判断することでカレントトランス５の正常異常を判断し、カレントトランス５が正常である場合のみ、火花放電の検出を判定するようにする。これにより火花放電の検出を確実に行い、かつ連続的な火花放電の発生を防ぐことができる。
【００９０】
（実施の形態３）
図３は本発明の実施の形態３による電気集塵装置の構成を示している。図１の構成に加え、分圧低抵抗７の出力に接続するスイッチ手段としてのリレー１０より構成されている。
【００９１】
リレー１０の出力はコントローラ８に接続される。分圧低抵抗７の出力にリレー１０の駆動部（コイル部）を接続し、分圧低抵抗７の出力に応じてリレー１０を駆動するようにする。
【００９２】
火花放電時、放電電極１の電位がゼロとなるため分圧低抵抗７の出力もゼロとなり、リレー１０の出力は駆動部の状態に応じて定常状態から反転する。
【００９３】
リレー１０の出力が反転したことを検知したコントローラ８は、火花放電の発生を判定するが、電圧印加ＯＮ状態であることを前提条件に火花放電の発生の有無を判定する。
【００９４】
また集塵負荷３を洗浄するシステムを採用する電気集塵装置では、洗浄時乾燥が十分でないと洗浄水により集塵負荷が水に濡れているため絶縁が低下した状態となる。絶縁が低下すると負荷インピーダンスが低下し、この状態で高電圧を印加すると大電流が流れるため、印加電圧を低下させ一定の電流で維持するようにする。
【００９５】
印加電圧を下さがるとリレー１０の出力が定常状態と比較して反転するため、火花放電が発生したと判定されてしまう可能性がある。よって洗浄システムを採用する電気集塵装置では火花放電の検出にはさらに所定の電流値以上ではリレー１０の出力が定常と比較して反転状態であっても火花放電が発生したとしない、という制御が必要となる。
【００９６】
また、スイッチ手段としては機械式のリレーを採用することで火花放電発生時の電圧サージがコントローラ８に直接影響を与えることを防ぎ、コントローラ８への電気的ストレスを緩和することができる。
【００９７】
（実施の形態４）
図３は本発明の実施の形態３による電気集塵装置の構成を示している。図１の構成に加え、送風手段としての送風機１１、及び異常出力手段としてのリレー１２より構成されている。
【００９８】
火花放電検出時、電気集塵装置の異常と判断し、通常は送風機１１も停止させることが考えられるが、可燃性の粒子を捕集する場合には火花放電発生時に逆に送風を停止させず、風量を落とさずにそのまま送風を継続した方が着火に至らず安全である場合もある。
【００９９】
よって可燃性粒子を捕集する電気集塵装置であっても、火花放電発生時送風量を自由に調整できるように設定しておけば、高風速の電気集塵装置においては安全性をさらに高めることができる。また火花放電が発生して電圧印加が停止しても送風が継続している状態は一見電気集塵装置が正常動作していると見間違える可能性があるため、異常出力手段としてのリレー１２を介して外部に電気集塵装置の異常として火花放電の発生を知らしめることで、必要とされる対応を取ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明は、可燃性浮遊粒子を捕集する電気集塵装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の実施例による電気集塵装置の構成図
【図２】本発明の実施例による電気集塵装置の構成図
【図３】本発明の実施例による電気集塵装置の構成図
【図４】本発明の実施例による電気集塵装置の構成図
【図５】従来例の電気集塵装置の構成図
【符号の説明】
【０１０２】
１  放電電極
２  対向電極
３  集塵負荷
４  高圧電源
５  カレントトランス
６  分圧高抵抗
７  分圧低抵抗
８  コントローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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