(57)【要約】【課題】集塵極及び放電極に供給される電力の調整の改善を可能にする方法及び電気集塵機を提供する。【解決手段】電気集塵機の変圧器のためのパルス発生パターンを計算するための方法であって、ａ）電気集塵機の集塵極及び放電極に供給される電力を表すターゲットパラメータを決定するステップと、ｂ）１つの追加のパルスが発生される場合に、計算されているパルス発生パターンを用いて集塵極及び放電極に供給される電力を表す第１のパラメータを計算するステップと、ｃ）２つの追加の連続パルスが発生されない場合に、計算されているパルス発生パターンを用いて集塵極及び放電極に供給される電力を表す第２のパラメータを計算するステップと、ｄ）第１のパラメータ又は第２のパラメータに基づいて少なくとも１つのパターン成分を選択するステップと、ｅ）ステップｂ）、ｃ）、ｄ）、ｅ）を繰り返すステップとを含む方法。【選択図】図５
2017013050.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気集塵機の変圧器のためのパルス発生パターンを計算するための方法であって、
ａ）電気集塵機の集塵極及び放電極に供給される電力を表すターゲットパラメータを決定するステップと、
ｂ）１つの追加のパルスが発生される場合に、計算されているパルス発生パターンを用いて集塵極及び放電極に供給される電力を表す第１のパラメータを計算するステップと、
ｃ）２つの追加の連続パルスが発生されない場合に、計算されているパルス発生パターンを用いて集塵極及び放電極に供給される電力を表す第２のパラメータを計算するステップと、
ｄ）第１のパラメータ又は第２のパラメータに基づいて少なくとも１つのパターン成分を選択するステップと、
ｅ）ステップｂ）、ｃ）、ｄ）及びｅ）を繰り返すステップと
を含む方法。
【請求項２】
少なくとも１つのパターン成分を選択するステップが、第１のパラメータ又は第２のパラメータからターゲットパラメータにより近いパラメータを選択することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
少なくとも１つのパターン成分を選択するステップが、第１のパラメータ及び第２のパラメータがターゲットパラメータから等しく離れているときに所定のパターン成分を選択することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
ステップｅ）が、ステップａ）を繰り返すことも含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
ｆ）パルス発生パターンの長さを決定するステップ、及び
ｇ）パルス発生パターンの長さに基づいて第１のパラメータ及び第２のパラメータを計算するステップ
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
ｈ）パルス発生パターンの長さを決定するステップ、及び
ｉ）パルス発生パターンの長さに基づいて第１のパラメータ及び第２のパラメータを計算するステップ
をさらに含み、
パルス発生パターンが、最初及び最後を有し、追加の成分は、パルス発生パターンの最後に加えられ、
パルス発生パターンの長さに基づいて第１のパラメータ及び第２のパラメータを計算するステップが、
パルス発生パターンの長さ及び１つの追加の第１成分を有し、かつ最初の１つの成分が取り除かれたパルス発生パターンを用いて、電気集塵機に供給される電力を表す第１のパラメータを計算すること、並びに
パルス発生パターンの長さ及び２つの追加の第２成分を有し、かつ最初の２つの成分が取り除かれたパルス発生パターンを用いて、電気集塵機に供給される電力を表す第２のパラメータを計算すること
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法を実施する命令を含むコンピュータ可読メモリ媒体。
【請求項８】
電気集塵機であって、
電力入力に接続されたフィルタであって、パルス発生パターンに応じて入力電力をフィルタリングして、パルス電力を生成するためのフィルタと、
フィルタに接続された制御ユニットと、
フィルタに接続された変圧器であって、パルス電力を変圧されたパルス電力に変圧するための変圧器と、
変圧器に接続された整流器であって、変圧されたパルス電力を整流して、整流されたパルス電力を生成するための整流器と、
整流されたパルス電力を受けるために整流器に接続された集塵極及び放電極と
を備え、
制御ユニットが、請求項１に記載の方法を実施するように構成されている電気集塵機。
【請求項９】
ステップｄ）の後及びステップｅ）の前に、制御ユニットが、パターン成分を実施する、請求項８に記載の電気集塵機。
【請求項１０】
コンピュータ可読メモリをさらに備える、請求項８に記載の電気集塵機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気集塵機の変圧器及び電気集塵機のためのパルス発生パターンを計算するための方法に関する。
【０００２】
例えば、電気集塵機は、発電プラント又は産業用途に使用される種類のものである。とはいえ、より小さい電気集塵機を有する他の用途も可能である。
【背景技術】
【０００３】
変圧器に接続されるフィルタを備える電気集塵機であって、さらに変圧器が、整流器に接続される電気集塵機が知られている。一般的に、変圧器及び整流器は、１つの単一ユニットに組み込まれる。フィルタは、電源（配電網など）に接続され、さらに整流器は、集塵極及び放電極に接続される。
【０００４】
動作中、フィルタは、配電網から電力（例えば、この電力は、正弦波形電圧及び電流を有し得る）を受け、パルス発生パターンに応じて電力（例えば、電圧又は電流）の半波の一部を省き、これにより、変圧器に供給されるパルス電力を生成する。
【０００５】
パルス発生パターンは、パルスが発生されることを表す第１成分及びパルスが発生されないことを表す第２成分の列である。パルス発生パターンは、１つの第１成分及び偶数の第２成分を有するパルス周期又はパルス発生パターンの長さとして規定される。したがって、パルス周期は、奇数の成分を有する。
【０００６】
変圧器に、同じ極性（すなわち、正極性又は負極性）の２つ以上の連続パルスを有するパルス電力が供給される場合、このことは、変圧器の飽和のリスクを発生させ得る。このため、従来から使用されているパルス発生パターンは、１つの第１成分及び偶数の第２成分を有する。
【０００７】
加えて、従来、パルス電力の供給は、集塵極及び放電極に送られる電力を燃焼排ガスの特性（例えば、抵抗率に関する）に適合させるように行われるに過ぎなかった。一方、エネルギー管理（集塵極及び放電極に送られる電力を調整する）は、パルスの振幅を調整することによって行われた。
【０００８】
それにもかかわらず、パルス発生パターンを用いるとき、配電網からの電力のすべてではなく一部のみが、集塵極及び放電極に供給されることから、パルス発生パターンは、集塵極及び放電極に供給される電力を制限する。
【０００９】
図１、図２ａ、図２ｂ、図３ａ、図３ｂは、変圧器に供給される電圧又は電流を示している。
【００１０】
図１は、パルス発生パターンが適用されず、配電網からの電力のすべてが変圧器に供給される場合を示している。具体的には、参照符号１は、配電網からフィルタに供給される電圧又は電流を示しており、参照符号２は、フィルタから変圧器に供給される電圧又は電流を示している。この場合、配電網からの電力の１００％が、変圧器に、したがって、集塵極及び放電極に供給される。
【００１１】
図２ａは、図２ｂのパルス発生パターンがフィルタに適用され、配電網からの電力の１／３のみが変圧器に送られる一方で、配電網からの電力の２／３がフィルタで阻止され、変圧器に供給されない場合を示している。この場合もまた、参照符号１は、配電網からフィルタに供給される電圧又は電流を示しており、参照符号２は、フィルタから変圧器に供給される電圧又は電流を示している。波括弧３は、パルス周期又はパルス発生パターンの長さを示している。この場合、配電網からの電力の３３％が、変圧器に、したがって、集塵極及び放電極に供給される。
【００１２】
図３ａは、図３ｂのパルス発生パターンが適用され、配電網からの電力の１／５が変圧器に送られ、配電網からの電力の４／５がフィルタで阻止され、変圧器に供給されない場合を示している。この場合も同様に、参照符号１は、配電網からフィルタに供給される電圧又は電流を示し、参照符号２は、フィルタから変圧器に供給される電圧又は電流を示し、波括弧３は、パルス周期又はパルス発生パターンの長さを示している。この場合、配電網からの電力の２０％が、変圧器に、したがって、集塵極及び放電極に供給される。
【００１３】
したがって、パルス発生パターンの不使用（図１）とパルス発生パターンの使用（図２ａ、図２ｂ）との間の、集塵極及び放電極への最大電力の供給を可能にする段階が、配電網から供給される電力の６７％に対応することは明らかである。
【００１４】
この大きい電力の段階は、最適な動作を可能にし得ない。なぜなら、処理されるガスの特徴が、配電網から供給される電力の３３％のみが、集塵極及び放電極に供給されることを可能にする場合にしか、パルス発生パターンの使用が可能ではなく、配電網からの電力の３３％の使用が、処理されるガスの特徴のゆえに不可能な場合は、パルス発生パターンを用いない動作が必要とされるからである。言い換えれば、ガスの特徴が、配電網からの電力の例えば５０％に対応するパルス発生パターンの使用を必要とし得る場合、パルス発生パターンを用いる動作は不可能である。なぜなら、パルス発生パターンの使用は、配電網からの電力の３３％が、集塵極及び放電極に供給されることしか可能にしないからである。したがって、パルス発生パターンを用いない動作が必要とされ得る。
【００１５】
加えて、従来から行われているような、振幅減少（電圧及び／又は電流の）によって行われる電力調整は、放電極からのコロナ放電に影響を及ぼし、この結果、塵の帯電（コロナによって発生する）に、したがって、集塵極における集塵に悪影響を及ぼす。
【発明の概要】
【００１６】
本発明の態様は、集塵極及び放電極に供給される電力の調整の改善を可能にする方法及び電気集塵機を提供することを含む。好適には、本発明によれば、微調整が達成され得る。
【００１７】
上記その他の態様は、添付の特許請求の範囲に係る方法及び電気集塵機を提供することによって得られる。
【００１８】
好適には、振幅調整（電圧及び／又は電流の）は、調整のために必要とされず、これにより、振幅調整が、コロナ放電に影響を及ぼさなくなるか、或いは、振幅調整は、コロナ放電に限られた範囲の影響しか及ぼさないように行われ得るようになる。
【００１９】
追加の特性及び利点は、添付図面に非限定的な例として示されているパルス発生パターン及び電気集塵機の非排他的な好ましい実施形態の説明からより明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】パルス発生パターンが使用されない場合の、フィルタに入り、これから出る電圧又は電流を示している（従来技術）。
【図２ａ】図２ｂに示されているパルス発生パターンが使用される場合の、フィルタに入り、これから出る電圧又は電流を示している（従来技術）。
【図２ｂ】パルス発生パターンを示している（従来技術）。
【図３ａ】図３ｂに示されているパルス発生パターンが使用される場合の、フィルタに入り、これから出る電圧又は電流を示している（従来技術）。
【図３ｂ】パルス発生パターンを示している（従来技術）。
【図４】電気集塵機を示している。
【図５】電気集塵機の異なる位置における電圧又は電流を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下では、最初に電気集塵機が説明される。
【００２２】
電気集塵機９は、電力入力１１に接続されたフィルタ１０を備え、フィルタ１０は、パルス発生パターンに応じて電力入力１１からの入力電力をフィルタリングして、パルス電力を生成するために配置されている。
【００２３】
制御ユニット１３は、フィルタ１０を駆動して、パルス発生パターンを実現するためにフィルタ１０に接続されている。例えば、フィルタは、トランジスタ又は他の種類の電子スイッチ１４を備えてもよい。
【００２４】
変圧器１６は、フィルタ１０に接続されており、変圧器１６は、フィルタ１０からのパルス電力を変圧されたパルス電力に変圧するために配置されている。
【００２５】
整流器１７は、変圧器１６に接続されており、整流器１７は、変圧されたパルス電力を整流して、整流されたパルス電力を生成するために配置されている。
【００２６】
集塵極及び放電極１９は、整流されたパルス電力を受けるために整流器１７に接続されている。集塵極及び放電極１９は、浄化される燃焼排ガスが通過する通路に差し入れられる。
【００２７】
制御ユニット１０は、パルス発生パターンに応じて、電子スイッチ１４を駆動して導電状態又は非導電状態にする。
【００２８】
パルス発生パターンは、
パルスが発生されることを表す第１成分（これらの成分は、「１」として示される）、
パルスが発生されないことを表す第２成分（これらの成分は、「０」として示される）
を含む。
【００２９】
図５は、電気集塵機９の異なる位置Ａ、Ｂ、Ｃにおける電圧又は電力を示している。
【００３０】
電力入力１１（例えば、配電網）は、電力であって、その電圧又は電流が例えば正弦波形を有する電力を供給する（図６の位置Ａ）。フィルタ１０では、パルス発生パターンの「１」に対応する半波のみが通過することを許される一方で、パルス発生パターンの「０」に対応する半波は阻止される。
【００３１】
図５の位置Ｂは、フィルタ１０の下流かつ変圧器１６の上流の電圧又は電流を示している。
【００３２】
変圧器を過ぎると、電力は、整流器１７で整流される。図５の位置Ｃは、整流器１７の下流の電圧又は電流を示している。
【００３３】
本方法によれば、任意の所望の又は必要な電力は、パルス発生パターンを計算することによって得られ得るため、振幅調整による電力調整は必要ない。
【００３４】
電気集塵機の変圧器のためのパルス発生パターンを計算するための方法は、
ａ）集塵極及び放電極１９に供給される電力を表すターゲットパラメータを決定するステップと、
ｂ）１つの追加のパルスが発生される場合に、計算されているパルス発生パターンを用いて集塵極及び放電極１９に供給される電力を表す第１のパラメータを計算するステップと、
ｃ）２つの追加の連続パルスが発生されない場合に、計算されているパルス発生パターンを用いて集塵極及び放電極１９に供給される電力を表す第２のパラメータを計算するステップと、
ｄ）第１のパラメータ又は第２のパラメータに基づいて１つの第１成分又は２つの第２成分からパターン成分を選択するステップと、
ｅ）ステップｂ）、ｃ）、ｄ）、ｅ）を繰り返すステップと
を含む。
【００３５】
パターン成分の選択は、
第１のパラメータ又は第２のパラメータのどちらのパラメータがターゲットパラメータにより近いかに基づいて行われてもよく、或いは、これが不可能な場合（例えば、第１のパラメータ又は第２のパラメータのどちらもターゲットパラメータに他方よりも近くならない（例えば、第１のパラメータ及び第２のパラメータが、ターゲットパラメータから同じ距離を有する）ことに起因して）は、
所定のパターン成分が選択されてもよい（例えば、この場合、パターン成分「１」が選択されてもよい（或いは、パターン成分「０」を選択することも可能である））。
【００３６】
ステップｅ）に関して、ステップｅ）は、ステップｂ）〜ｅ）を繰り返すことに加えてステップａ）を繰り返すことをさらに含むことも可能である。
【００３７】
この実施形態では、ターゲットパラメータは、任意の時点で例えば制御ユニット１３に供給され、これにより、電気集塵機におい実現されるパルス発生パターンが、集塵極及び放電極１９への電力伝達が常にターゲットパラメータに向かうことを可能にしてもよい。
【００３８】
連続的な繰り返しは、パターン周期又はパルス発生パターンの長さを決定し、パターン周期又はパルス発生パターンの長さに基づいて第１のパラメータ及び第２のパラメータを計算することによって実施されてもよい。
【００３９】
例えば、最初及び最後が、パルス発生パターンにおいて決定されてもよい（最初は、パルス発生パターンに最初に加えられる成分に対応し、最後は、パルス発生パターンに最後に加えられる成分に対応する（すなわち、追加の成分が、パルス発生パターンの最後に加えられる）。
【００４０】
したがって、パターン周期に基づいて第１のパラメータ及び第２のパラメータを計算することは、
パルス発生パターンであって、
決定されたパルス周期又はパルス発生パターンの長さ、及び
最後に１つの追加の第１成分を有し、かつ
最初の１つの成分が取り除かれた
パルス発生パターンを用いて、電気集塵機に供給される電力を表す第１のパラメータを計算することと、
パルス発生パターンであって、
決定されたパルス周期、及び
最後に２つの追加の第２成分を有し、かつ
最初の２つの成分が取り除かれた
パルス発生パターンを用いて、電気集塵機に供給される電力を表す第２のパラメータを計算することと
を含んでもよい。
【００４１】
当然ながら、連続再計算（上記のステップｅ）によって実施される）は、ステップａ）を繰り返すことなく実施されてもよい。
【００４２】
以下では、本方法の実施の例が詳細に説明される。この例では、パターン周期又はパルス発生パターンの長さは５に等しいと想定される（これは単純化に過ぎず、実際の場合は、パターン周期は、千又は万のオーダー（例えば、１００００以上） であってもよく、また、長いパターン周期又はパルス発生パターンの長さは、計算されているパルス発生パターンに関連する電力をターゲットパラメータに一致させる（例えば、最大で小数第２位の精度で又はこれを上回る精度で）のに役立つ）。以下の例では、ステップａ） は繰り返されない。
【００４３】
ステップａ）
配電網から供給される電力の例えば５０％（集塵極及び放電極１９に供給される）というターゲットパラメータが決定される。
【００４４】
ターゲットパラメータは、浄化されるガスの特徴に基づいて決定されてもよく、及び／又は手で入力されてもよい（例えば、ガスは、発電プラント又は産業プラントに由来する）。
【００４５】
この段階において、パルス発生パターンは、第１成分「１」又は第２成分「０」のどちらも含まない。
【００４６】
ステップｂ）
１つの追加のパルスが発生される（すなわち、パルス発生パターン「１」が実施されて、電力入力１１からの電力のすべてが変圧器１６に送られる）場合、電力入力１１からの電力の１００％が、電極１９に供給される。
【００４７】
ステップｃ）
２つの追加のパルスが発生されない（すなわち、パルス発生パターン「０、０」が実施される）場合、電力入力１１からの電力の０％が、電極１９に供給される。
【００４８】
ステップｄ）
１００％の電力に対応する成分「１」が、パルス発生パターンのために選択される。したがって、第１のサイクルの後、計算されているパルス発生パターンは、「１」となる。      
【００４９】
したがって、１つのパルスが、集塵極及び放電極１９に送られ得る。
【００５０】
ステップｅ）（ステップｂ）の１回目の繰り返し）
１つの追加のパルスが発生される（すなわち、パルス発生パターン「１、１」が実施される（この場合もまた、電力入力１１からの電力のすべてが変圧器１６に送られる））場合、電力入力１１からの電力の１００％が、電極１９に供給される。
【００５１】
ステップｅ）（ステップｃ）の１回目の繰り返し）
２つの追加のパルスが発生されない（すなわち、パルス発生パターン「１、０、０」が実施される）場合、電力入力１１からの電力の３３％が、電極１９に供給される。
【００５２】
ステップｅ）（ステップｄ）の１回目の繰り返し）
３３％の電力に対応する成分「０、０」が、パルス発生パターンのために選択される。したがって、１回目のサイクルの後、計算されているパルス発生パターンは、「１、０、０」となる。したがって、２つのパルスは、集塵極及び放電極１９に送られない。
【００５３】
ステップｅ）（ステップｂ）の２回目の繰り返し）
１つの追加のパルスが発生される（すなわち、パルス発生パターン「１、０、０、１」が実施される）場合、電力入力１１からの電力の５０％が、電極１９に供給される。
【００５４】
ステップｅ）（ステップｃ）の２回目の繰り返し）
２つの追加のパルスが発生されない（すなわち、パルス発生パターン「１、０、０、０、０」が実施される）場合、電力入力１１からの電力の２０％が、電極１９に供給される。
【００５５】
ステップｅ）（ステップｄ）の２回目の繰り返し）
５０％の電力に対応する成分「１」が、パルス発生パターンのために選択され、２回目のサイクルの後、パルス発生パターンは、「１、０、０、１」となる。 したがって、１つのパルスが、集塵極及び放電極１９に送られ得る。
【００５６】
ステップｅ）（ステップｂ）の３回目の繰り返し）
１つの追加のパルスが発生される（すなわち、パルス発生パターン「１、０、０、１、１」が実施される）場合、電力入力１１からの電力の６０％が、電極１９に供給される。
【００５７】
ステップｅ）（ステップｃ）の３回目の繰り返し）
２つの追加のパルスが発生されない（すなわち、パルス発生パターン「０、０、１、０、０」が実施される）場合、電力入力１１からの電力の２０％が、電極１９に供給される。
【００５８】
ステップｅ）（ステップｄ）の３回目の繰り返し）
６０％の電力に対応する成分「１」が、パルス発生パターンのために選択され、したがって、３回目のサイクルの後、計算されているパルス発生パターンは、「１、０、０、１、１」となる。 したがって、１つのパルスが、集塵極及び放電極１９に送られ得る。
【００５９】
ステップｅ）（ステップｂ）の４回目の繰り返し）
１つの追加のパルスが発生される（すなわち、パルス発生パターン「０、０、１、１、１」が実施される）場合、電力入力１１からの電力の６０％が、電極１９に供給される。
【００６０】
ステップｅ）（ステップｃ）の４回目の繰り返し）
２つの追加のパルスが発生されない（すなわち、パルス発生パターン「０、１、１、０、０」が実施される）場合、電力入力１１からの電力の４０％が、電極１９に供給される。
【００６１】
ステップｅ）（ステップｄ）の４回目の繰り返し）
６０％の電力に対応する所定の成分「１」が、パルス発生パターンのために選択され、４回目のサイクルの後、パルス発生パターンは、「０、０、１、１、１」となる。 したがって、１つのパルスが、集塵極及び放電極１９に送られ得る。
【００６２】
この後、ステップｂ）〜ｅ）が連続的に実施される。
【００６３】
したがって、パルス発生パターンは連続的に生成され得る。これにより、ターゲットパラメータに等しい又はターゲットパラメータに可能な限り近いパルス発生パターンに達することが可能となる。加えて、これにより、ターゲットパラメータを変更すること及びターゲットパラメータに一致する又はターゲットパラメータに近いパルス発生パターンを決定することが可能となる。
【００６４】
上記の例のステップａ）がさらに繰り返される場合、ターゲットパラメータが変更されるというわずかな違いはあるものの、上記の工程は同じままである。
【００６５】
制御ユニット１３は、本方法を実施し、好ましくは、本方法を実施する命令を含むコンピュータ可読メモリ媒体を有する。
【００６６】
当然ながら、説明されている特徴は、互いに独立して提供されてもよい。
【符号の説明】
【００６７】
１  配電網からフィルタに供給される電圧又は電流
２  フィルタから変圧器に供給される電圧又は電流
３  パルス発生パターンの長さ
９  電気集塵機
１０  フィルタ
１１  電力入力
１３  制御ユニット
１４  電子スイッチ
１６  変圧器
１７  整流器
１９  集塵極及び放電極
Ａ、Ｂ、Ｃ  位置
【図１】
2017013050.tif 000003
【図２ａ】
2017013050.tif 000004
【図２ｂ】
2017013050.tif 000005
【図３ａ】
2017013050.tif 000006
【図３ｂ】
2017013050.tif 000007
【図４】
2017013050.tif 000008
【図５】
2017013050.tif 000009
【外国語明細書】
2017013050000001.pdf