DE69400861T2

DE69400861T2 - Elektro-Abscheider

Info

Publication number: DE69400861T2
Application number: DE69400861T
Authority: DE
Inventors: Osamu Kawabata; Sakao Sugiura; Nobuo Teramura
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1993-12-28
Filing date: 1994-12-19
Publication date: 1997-04-03
Anticipated expiration: 2014-12-20
Also published as: CN1117377A; BR9405247A; EP0661100A1; US5575836A; EP0661100B1; CN1078065C; DE69400861D1; JPH07232102A; KR950016886A; KR0137389B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Staubabscheider. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen elektriscnen Staubabscheider, enthaltend: eine Basisstromversorgungsschaltung; eine
Impulsstromversorgungsschaltung zum Überlagern einer Impulsspannung negativer Polarität auf eine Basisspannung negativer Polarität, die durch die Basistromversorgungsschaltung erzeugt wird, wodurch die beiden Spannungen zueinander mit gleicher Polarität addiert werden; eine Entladeelektrode negativer Polarität, der die überlagerte Spannung durch die Impulsstromversorgungs-schaltung zugeführt wird, wobei die Entladungselektrode (41) in einer mit Erde verbundenen Staubabscheidekammer (40) verbunden ist.
Ein derartiger elektrischer Staubabscheider ist aus EP-A-0 044 488 bekannt. Hierbei erfolgt ein Bezug auf die Realisierung einer Impulsstromversorgungsschaltung und einer Basisstromversorgungsschaltung. Weiterhin ist eine Entladeelektrode in einer Staubabscheidekammer angeordnet, und eine Kapazität ist mit dieser verbunden. Ein Ausgangsanschluß der Impulsstromversorgungsschaltung ist mit einer Primärwicklung eines Impulstransformators verbunden.
In US-A-2 280 330 ist ein elektrisches Entstaubungsgerät zum Reinigen von Gasen beschrieben. Dieses Gerät enthält ein Paar komplementärer Elektroden und eine elektrische Schaltung für die Energieversorgung der Elektroden. Diese elektrische Schaltung besteht aus einer Quelle für einen Wechselstrom mit zwei Anschlüssen sowie einer Kapazität. Eine der Elektroden ist mit einem der Anschlüsse in Serie zu der Kapazität angeschlossen und die andere Elektrode ist mit dem anderen Anschluß verbunden. Ein Halbwellengleichrichter ist parallel zu dem Paar Elektroden angeschlossen.
In US-A-3 374 609 ist eine Steuerschaltung für einen elektrostatischen Abscheider beschrieben. Zum Stabilisieren der Betriebsbedingungen eines Abscheiders ist ein sättigbarer Abscheider mit einer sättigbaren Kernreaktanzspule vorgesehen, die eine Hauptwicklung aufweist, die in Serie zwischen einer Stromversorgung und einer Transformatorprimärwicklung des Abscheiders angeschlossen ist, und die auch mit einem Anschlußpaar mit einer Steuerwicklung verbunden ist. Ferner ist ein Steuerspannungsgenerator vorgesehen, der ein Paar gesteuerter Gleichrichter in einer Schaltung enthält, die auf Spannungsschwankungen parallel zu der Transformatorprimärwicklung anspricht. Hier ergeben sich Schwankungen aufgrund eines Überschlags in dem Abscheider.
In US-A-0 093 544 wird zum Verbessern elektrostatischer Abscheider vorgeschlagen, eine Schaltung zum Anwenden in einer Richtung fließender Impulse vorzusehen, zusätzlich zu einem grundlegenden Gleichstromniveau, das durch einen Transformator/Gleichrichter zugeführt wird, der eine Gruppe bestehend aus einem Gleichrichter, einem Inverter oder einem Transformator/Gleichrichter enthält, die zum Laden einer Speicherkapazität angeschlossen ist. Das Entladen wird durch eine Kette von in einer Richtung leitenden Thyristoren gesteuert, die zum Erzielen der gewünschten Spannung der Kapazität gleichzeitig getriggert werden.
Ein weiteres Beispiel eines üblichen elektrischen Staubabscheiders ist schematisch in Fig. 7 dargestellt.
Bei dem elektrischen Staubabscheider wird, wie in Fig. 7B gezeigt ist, eine durch eine Impulsstromversorgungsschaltung 142 erzeugte Impulsspannung einer Gleichspannungbasisspannung überlagert, die durch eine Basisstromversorgungsschaltung 141 erzeugt wird, und zwar durch eine Kopplungskapazität 133, und die überlagerte Spannung wird einer Entladeelektrode 130B zugeführt, die in einer Staubabscheidekammer 130A angeordnet ist.
Eine Signalfom der zugeführten Spannung ist in Fig. 7B gezeigt, und diese weist eine Impulsbreite von 50 bis 200 us und eine Impulsfrequenz von 25 bis 400 pps auf.
Ferner kennzeichnet in Fig. 7A das Bezugszeichen 131 eine Pulsformungskapazität&sub1; das Bezugszeichen 132 eine Umschaltschaltung, das Bezugszeichen 134 einen Kopplungstransformator, die Bezugszeichen 135 und 136 elektrische Energieangleichschaltungen, die Bezugszeichen 137 und 138 einen Transformator und die Bezugszeichen 139 und 140 eine Gleichrichterschaltung.
Die Fig. 8A stellt schematisch einen weiteren üblichen elektrischen Staubabscheider dar.
Bei dem elektrischen Staubabscheider wird, wie in Fig. 8A gezeigt ist, eine durch eine Hochspannungs- Gleichstromversorgung 146 erzeugte Hochspannungs- Gleichspannung einer Impulsspannung einer Inpulsformungskapazität 147 überlagert, ohne Wechselwirkung zwischen einer Kopplungskapazität und einer Entladungselektrode 144B, die in einer Staubabscheidekammer 144A angeordnet ist und mit einer Spannung geladen wird, deren Signalform in Fig. 8B gezeigt ist.
Ferner kennzeichnet in Fig. 8A das Bezugszeichen 143 einen Basisstromversorgungswiderstand, das Bezugszeichen 145 einen Controller und das Bezugszeichen 148 eine Umschalt-Schaltung.
Die Fig. 9A stellt schematisch einen zusätzlichen, weiteren, üblichen elektrischen Staubabscheider dar.
Wie in Fig. 9A gezeigt ist, enthält der elektrische Staubabscheider eine Basisstromversorgungsschaltung 150 und eine Impulsstromversorgungsschaltung 152, sowie eine Impulsformungskapazität 151, die auch die Funktion einer Kopplungskapazität übernimmt.
Eine in einem Staubabscheider 153A angeordnete Entladeelektrode 153B wird mit einer Spannung geladen, deren Signalform in Fig. 9B gezeigt ist.
Ferner kennzeichnet in Fig. 9A das Bezugszeichen 154 eine Ums chalt-Schaltung.
Die Fig. 10A stellt schematisch einen zusätzlichen, weiteren, elektrischen Staubabscheider dar.
Wie in fig. 10A gezeigt ist, enthält der elektrische Staubabscheider eine Impulsgeneratorschaltung 164 mit einer Impulsformungskapazität 161 und eine Hochspannungs-Umschalt- Schaltung 162, und die Impulsformungsschaltung 161 wird durch eine Hochspannungs-Gleichstrom-Stromversorgung 160 geladen.
Erreicht die Spannung bei der Impulsformungsschaltung 161 einen ausreichend hohen Wert, so führt die Umschalt-Schaltung 162 ein Schalten zum Erzeugen einer LC-Resonanz durch, so daß eine in der Fig. 10B gezeigte steile Impulsspannung einer bei einer Entladeelektrode 163B, die in der Staubabscheidekammer 163A angeordnet ist, vorliegenden Restspannung überlagert wird.
Bei den üblichen elektrischen Staubabscheidern treten die folgenden Probleme auf: Bei dem in Fig. 7A gezeigten Staubabscheider:
(1) Da eine Drehstrom-Stromversorgung als Basisstromversorgungsschatlung 141 eingesetzt wird, um die Basisspannung so glatt wie möglich zu machen, ist der Aufbau kompliziert, groß und teuer.
(2) Ferner wird zum Erhöhen des Ladewirkungsgrads der Impulsformungskapazität 131 die Drehstrom-Stromversorgung in der Impulsstromversorgungsschaltung 142 eingesetzt, jedoch führt dies zu einer lediglich begrenzten Verbesserung des Wirkungsgrads.
(3) Da die Richtung des in einer Sekundärwicklung des Kopplungstransformators fließenden Basisstrons mit derjenigen eines in einer Primärwicklung des Kopplungstransformators 134 fließenden Impulsstroms übereinstimmt, stimmen die Richtungen der durch die Ströme erzeugten magnetischen Flüsse überein. Demnach ist es erforderlich, die Sättigung des Kopplungstransformators 134 dadurch zu vermeiden, daß der Eisenkern des Kopplungstransformators 134 außerordentlich groß ausgebildet wird, und ein steiler Impuls mit einer kurzen Implsdauer kann nicht erhalten werden.
Bei dem in Fig. 8A gezeigten elektrischen Staubabscheider:
(1) Da die einzige Hochspannungs-Gleichstrom-Stromversorgung 146 eingesetzt wird und da die Hochspannungs-Gleichstrom- Stromversorgung 146, die Unschalt-Schaltung 148 und die Entladeelektrode 144B immer elektrisch verbunden sind, wird die Basisspannung tendentiell durch elektrische Ladungen der Entladeelektrode 144B beeinflußt und sie ist nicht geglättet.
(2) Da die zugeführte Spannung bei der Impulsformungskapazität 147 im wesentlichen gleich zu der zugeführten Spannung der Staubabscheidekammer (144A) ist, also der Basisspannung, wird der Spitzenwert der Impulsspannung durch die Basisspannung beeinflußt, und demnach lassen sich die Basisspannung und die Impulsspannung nicht unabhängig voneinander steuern. Demnach besteht dann, wenn die Impulsspannung der Basisspannung überlagert wird, eine Möglichkeit dahingehend, daß eine anormale Entladung auftritt.
(3) Da die Energie des durch die Hochspannungs- Gleichstromstromversorgung 146 erzeugten Basisstrons und des durch die Entladeelektrode (144B) erzeugten Resonanzsstroms in dem Basisspannungs-Zuführwiderstand 143 verbraucht wird, muß der Widerstand 143 eine große Kapazität aufweisen. Zusätzlich nehmen Energieverluste zu und dies ist im Hinblick auf die Energieeinsparung sicherlich nicht wünschenswert.
Bei dem in Fig. 9A gezeigten elektrischen Staubabscheider:
(1) Die Basisstromversorgungsschaltung 150 und die Impulsstromversorgungsschaltung 152 sind unabhängig voneinander vorgesehen, während aufgrund der Tatsache, daß ein Ende der Impulsformungskapazität 151 mit der Entladeelektrode 153 verbunden ist, die der Impulsformungskapazität 151 zugeführte Spannung durch die Welligkeit der Basisspannung beeinflußt wird und sich demnach die Impulsspannung nicht unabhängig steuern läßt.
(2) Zum Vermeiden des Einflusses der Welligkeit der Basisspannung ist es erforderlich, die Basisspannung zu erhöhen, während dann, wenn die Basisspannung erhöht wird, eine anormale Entladung auftritt, was im Hinblick auf den Staubabscheidewirkungsgrad nicht gewünscht wird.
(3) Da der Impulsformungskapazität 151 eine Summe der Basisspannung und der Impulsspannung zugeführt wird, ist es erforderlich, deren Kapazität zu erhöhen, um die maximal zulässige Spannung der Impulsformungskapazität (151) zu erhöhen und die Impulsspitzenspannung bei einem Schalten zu erhöhen.
Bei dem in Fig. 10A gezeigten elektrischen Staubabscheider:
(1) Da die Umschaltfunktion und die Isolierfunktion bei der Impulserzeugungsschaltung 164 vorgesehen sind, kann die Impulsspannung unabhängig gesteuert werden. Da jedoch die Basisstronversorgung nicht vorgesehen ist, läßt sich die Basisspannung während der Nichtimpulsperiode nicht steuern.
(2) Da der Resonanzstrom während der Zeitperiode fließt, in der die Unschalt-Schaltung 162 angeschaltet ist, wird die gedämpfte Impulsspannung der Entladungselektrode 1638 mehrfach zugeführt, und demnach läßt sich die Impulsfrequenz nicht exakt steuern.
(3) Die Energie des Resonanzstroms wird hauptsächlich in der Staubabscheidekammer 163A verbraucht. Jedoch wird aufgrund der Tatsache, daß mehrere Impulse zugeführt werden, im Vergleich zu einem einzigen Impuls mehr Energie verbraucht. Dies ist im Hinblick auf den Staubabscheidewirkungsgrad nicht wünschenswert.
Demnach besteht die Aufgabe der Erfindung in der Schaffung eines elektrischen Staubabscheiders, bei dem eine Impulsspannung mit kurzer Impulsdauer, einer steil verlaufenden Impulsform und unabhängig von einer Basisspannung erzielbar ist und bei dem Energie in geringem Umfang verbraucht wird.
Diese Aufgabe wird bei einem elektrischen Staubabscheider vom oben genannten Typ dadurch gelöst, daß der elektrische Staubabscheider ferner eine Kapazität enthält, von der ein Anschluß an die Erde angeschlossen ist und von der der andere Anschluß mit der Entladeelektrode über eine Sekundärwicklung eines Impulstransformators verbunden ist, ein Ausgangsanschluß der Impulsstromversorgungsschaltung mit einer Primärwicklung des Impulstransformators verbunden ist; ein Ausgangsanschluß der Basisstromversorgungsschaltung auf der Seite einer positiven Spannung mit dem erdseitigen Anschluß der Kapazität verbunden ist; und ein Ausgangsanschluß der Basisstromversorgungsschaltung auf der Seite einer negativen Spannung über eine Glättungsschaltung mit dem entladungsseitigen Anschluß der Kapazität verbunden ist.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält die Impulsstromversorgungsschaltung eine Serienentladeschaltung mit einem Schaltelement, einer sättigbaren Reaktanzspule und einer Impulskapazität, die durch eine Gleichstromversorgung geladen wird und die einen impulsförmigen Entladestrom der Primärwicklung des Impulstransformators zuführt, sowie ein Halbleiterelement, das parallel zu dem Schaltelement angeschlossen ist und einen Strom lediglich in einer im Vergleich zu dem Entladestrom rückwärtigen Richtung zuläßt, und das Schaltelement enthält ein Halbleiterelement, das mit einem Leitungssteuersignal zum An- und Abschalten steuerbar ist, das einem Steueranschluß des Halbleiterelements zugeführt wird.
Gemäß einem zusätzlichen weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält die Impulsstromversorgungsschaltung eine Umsetzschaltung zum Umsetzen einer Wechselspannung in eine Gleichspannung, eine Inverterschaltung zum Umsetzen der umgesetzten Gleichspannung in eine gewünschte Hochfrequenz- Wechselspannung, einen Transformator zum Anheben der Hochfrequenz-Wechselspannung, einen Gleichrichter zum Gleichrichten der angehobenen Hochfrequenz-Wechselspannung und eine Impulskapazität, die mit der gleichgerichteten Gleichspannung geladen wird und die einen impulsförmigen Entladestrom der Primärwicklung des Impulstransformators zuführt.
Gemäß einem zusätzlichen, weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der oben beschriebene elektrische Staubabscheider ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsstromversorgungsschaltung eine Serienentladeschaltung enthält, mit einem Schaltelement, einer sättigbaren Reaktanzspule und einer Impulskapazität, die durch eine Gleichstromversorgung geladen wird und die einen impulsförmigen Entladestrom der Primärwicklung des Impulstransformators zuführt, sowie einen ersten Schalter zum An- und Abschalten eines Zuführpfads für ein Leitungssteuersignal, das einem Steueranschluß des Schaltelements zugeführt wird; und die
Basisstromversorgungsschaltung enthält in Rückwärtsrichtung blockierende Thyrister-Trioden, die parallel zueinander und in umgekehrter Richtung zwischen einer Wechselspannungs- Stromversorgung und einem Transformator ausgebildet sind, sowie einen zweiten Schalter zum Schalten eines Leitungssteuersignals, das Steueranschlüssen der Thyristoren zugeführt wird, gemäß einem fortlaufenden Ladesignal oder einem absatzweisen Ladesignal, und einen Gleichrichter zum Gleichrichten einer durch den Transformator angehobenen Wechselspannung; und ein dritter Schalter ist zum Verbinden des Ausgangsanschlusses der Basisstromversorungsschaltung auf der Seite der negativen Spannung zu der Entladeelektrode mit der Entladeelektrode vorgesehen, entweder über die Glättungsschaltung, die Kapazität und die Sekundärwicklung des Impulstransformators zu dem Ausgangsanschluß der Basisstromversorgungsschaltung auf der Seite der negativen Spannung oder direkt durch Umgehung der Glättungsschaltung über die Kapazität und die Sekundärwicklung des Impulstransformators.
Gemäß einem zusätzlichen, weiteren Apsekt der vorliegenden Erfindung enthält die Impulsstromversorgungsschaltung eine Serienentladeschaltung mit einem Schaltelement, das ein Halbleiterelement enthält, das sich durch ein Leitungssteuersignal zum An- und Abschalten steuern läßt, das einem Steueranschluß hiervon zugeführt wird, sowie eine sättigbare Reaktanzspule und eine Impulskapazität, die durch eine Gleichstromquelle geladen wird und die einen impulsförmigen Entladestrom der Primärwicklung des Impulstransformators zuführt, ein Halbleiterschaltelement, das parallel mit dem Schaltelement verbunden ist und einen Strom lediglich in rückwärtiger Richtung im Vergleich zu derjenigen des Entladestroms ermöglicht, und einen ersten Schalter zum An- und Abschalten eines Zuführpfads des Leitungssteuersignals, das dem Steueranschluß des Schaltelements zugeführt wird; und die Basisstromversorgungsschaltung enthält rückwärtig blockierende Thyristor-Trioden, die parallel zueinander in umgekehrter Richtung zwischen einer Wechselspannungs-Stromversorgung und einem Transformator angeordnet sind, einen zweiten Schalter zum Schalten des Leitungssteuersignals, das den Steueranschlüssen der Thyristoren zugeführt wird, gemäß einem fortlaufenden Ladesignal oder einem absatzweisen Ladesignal, und einen Gleichrichter zum Gleichrichten einer durch den Transformator angehobenen Wechselspannung; und ein dritter Schalter ist zum Verbinden des Ausgangsanschlusses der Basisstromversorgungsschaltung auf der Seite der negativen Spannung mit der Entladeelektrode vorgesehen, entweder über die Glättungsschaltung, die Kapazität und die Sekundärwicklung des Impulstransformators oder direkt unter Umgehung der Glättungsschaltung über die Kapazität und die Sekundärwicklung des Impulstransformators.
Gemäß einem weiteren, zusätzlichen Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält die Gleichspannungsquelle einen Gleichrichter zum Gleichrichten einer Hochfrequenz- Wechselspannung, die durch die Umsetzschaltung und die Inverterschaltung in eine gewünschte Hochfrequenzspannung umgesetzt und durch den Transformator angehoben wird.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird dann, wenn elektrische Wechselstromenergie der Wechselstromquelle der Basisstromversorgungsschaltung zugeführt wird, die elektrische Energie durch die rückwärtig blockierenden Thyristor-Trioden gesteuert und die gesteuerte Spannung wird durch den Transformator angehoben. Anschließend wird die angehobene Spannung durch den Gleichrichter derart gleichgerichtet, daß die Basisspannung erzeugt wird. Die Basisspannung wird durch die Glättungsschaltung geglättet, und sie liegt anschließend parallel an der Kapazität an. Gleichzeitig wird die an dem Ausgangsanschluß auf der Seite der negativen Spannung bei der Glättungsschaltung erzeugte negative Spannung über die Sekundärwicklung des Impulstransformators der Entladeelektrode zugeführt.
Andererseits wird dann, wenn elektrische Wechselspannungsenergie der Wechselspannungsquelle der Impulsstromversorgungsschaltung zugeführt wird, die elektrische Energie in eine Gleichspannung in der Umsetzschaltung umgesetzt und anschließend in der Inverterschaltung in eine Hochfrequenz-Wechselspannung umgesetzt. Die Wechselspannung wird durch den Transformator angehoben, und nach dem Gleichrichten der angehobenen Spannung wird die gleichgerichtete Spannung der Impulskapazität über die sättigbare Reaktanzspule zugeführt.
Wird das Schaltelement angeschaltet, so fließt der über die Impulskapazität entladene impulsförmige Strom über die Primärwicklung des Impulstransformators über die sättigbare Reaktanzspule und das Schaltelement, und die auf der Grundlage des impulsförmigen Stroms induzierte Impulsspannung negativer Polarität wird der der Sekundärwicklung des Impulstransformators zugeführten Basisspannung negativer Polarität derart überlagert, daß beide Spannungen miteinander in gleicher Polaritätsrichtung zum Zuführen zu der Entladeelektrode so addiert werden, daß eine Koronaentladung in der Staubabscheidekammer auftritt.
Anschließend werden die in der Staubabscheidekammer angesammelten elektrischen Ladungen über die Entladeelektrode durch die LC-Resonanz entladen, und der Resonanzstrom wird von der Sekundärwicklung zu der Primärwicklung des Impulstransformators übertragen. Anschließend wird der Strom in die Impulskapazität über das Halbleiterelement und die sättigbare Reaktanzspule abgeleitet.
Das dem Steueranschluß des Schaltelements zugeführte Leitungssteuersignal wird durch den ersten Schalter an- oder abgeschaltet, und das dem Steueranschluß des Thyristors zugeführte Leitungssteuersignal wird umgeschaltet, gemäß dem fortlaufenden Ladesignal oder dem absatzweisen Ladesignal, und zwar mit Hilfe des zweiten Schalters. Zusätzlich läßt sich der dritte Schalter zum Verbinden des Ausgangsanschlusses der Basisstromversorgungsschaltung auf der Seite der negativen Spannung mit der Entladeelektrode schalten, und zwar entweder über die Glättungsschaltung, die Kapazität und die Sekundärwicklung des Impulstransformators oder direkt unter Umgehung der Glättungsschaltung über die Kapazität und die Sekundärwicklung des Impulstransformators, so daß zahlreiche Modi auswählbar sind, wie ein Impulsladevorgang, ein vollständiger Gleichspannungsladevorgang, der absatzweise Ladevorgang und der Ladevorgang mit einer Welligkeit bei dem Gleichspannungssignal.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Kapazität vorgesehen, von der ein Ende mit der Erde und das andere Ende über die Sekundärwicklung des Impulstransformators mit der Entladeelektrode verbunden ist, und der Ausgangsanschluß auf der Seite der positiven Spannung der Basisstromversorgungsschaltung ist mit dem Anschluß auf der Seite der Erde der Kapazität verbunden. Der Ausgangsanschluß auf der Seite der negativen Spannung der Basisstromversorgungschaltung ist über die Glättungsschaltung mit dem Anschluß auf der Seite der Entladeelektrode der Kapazität verbunden, und der Ausgangsanschluß der Impulsstromversorgungsschaltung ist mit der Primärwicklung des Impulstransformators verbunden. Demnach kann die Basisspannung geglättet werden, und die Basisspannung und die Impulsspannung lassen sich unabhängig voneinander steuern. Weiterhin läßt sich ein steiler Impuls mit großer Ausgangsleistung durch die Entladeelektrode bei einem kompakt aufgebauten Impulstransformator erzeugen.
Ferner enthält gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung die Impulsstromversorgungsschaltung die Serienentladeschaltung, mit dem Schaltelement, der sättigbaren Reaktanzspule und der Impulskapazität, die durch die Gleichstromquelle geladen wird, und die den impulsförmigen Entladestrom der Primärwicklung des Impulstransformators zuführt, und das parallel an dem Schaltelement angeschlossene Halbleiterlement ermöglicht einen Strom lediglich in die im Vergleich zu dem Entladestrom rückwärtig ausgerichtete Richtung. Das Schaltelement enthält das Halbleiterelement, das sich zum An- und Abschalten durch das Leitungssteuersignal steuern läßt, das dem Steueranschluß hiervon zugeführt wird, und der rückwärtig von der Entladeelektrode zu der Impulsstromversorgungsschaltung fließende Strom kann in die Impulskapazität abgeführt werden. Gemäß einem derartigen Aufbau läßt sich der Energieeinsatz verbessern, und die der Entladeelektrode zugeführte Impulsfrequenz läßt sich exakt steuern.
Zusätzlich enthält gemäß einem zusätzlichen, weiteren Aspekt der Erfindung die Impulsstromversorgungsschaltung die Umsetzschaltung zum Umsetzen der Wechselspannung in die Gleiöhspannung, die Inverterschaltung zum Umsetzen der umgesetzten Gleichspannung in die gewünschte Hochfrequenz- Wechselspannung, den Transformator zum Anheben der Hochfrequenz-Wechselspannung, den Gleichrichter zum Gleichrichten der angehobenen Hochfrequenz-Wechselspannung und die Impulskapazität, die mit der gleichgerichteten Gleichspannung geladen wird und die den impulsförmigen Entladestrom der Primärwicklung des Impulstransformators zuführt. Bei einem solchen Aufbau kann der Ladewirkungsgrad und die Ladegeschwindigkeit der Impulskapazität verbessert werden.
Ferner kann die Impulsstromversorgungsschaltung die Serienentladeschaltung enthalten, mit dem Schaltelement, der sättigßaren Reaktanzspule und der Impulskapazität, die durch die Gleichstromquelle geladen wird und die den impulsförmigen Entladestrom der Primärwicklung des Impulstransformators zuführt, und den ersten Schalter zum An- und Abschalten des Zuführpfads des Leitungssteuersignals, das den Steueranschluß des Schaltelements zugeführt wird. Weiterhin kann die Basisstromversorgungsschaltung rückwärtig blockierende Thyristor-Trioden enthalten, die parallel zueinander in umgekehrter Richtung zwischen der Wechselstromquelle und dem Transformator angeordnet sind, sowie den zweiten Schalter zum Schalten des Leitungssteuersignals, das den Steueranschlüssen der Thyristoren zugeführt wird, gemäß dem fortlaufenden Ladesignal oder dem absatzweisen Ladesignal, und die Gleichrichter zum Gleichrichten der durch den Transformator angehobenen Wechselspannung. Zusätzlich ist ein dritter Schalter vorgesehen, und zwar zum Verbinden des Ausgangsanschlusses der Basisstromversorgungsschaltung auf der Seite der negativen Spannung mit der Entladeelektrode, und zwar entweder über die Glättungsschaltung, die Kapazität und die Sekundärwicklung des Impulstransformators, oder direkt unter Umgehung der Glättungsschaltung über die Kapazität und die Sekundärwicklung des Impulstransformators. Demnach kann aufgrund der Tatsache, daß jeder der zahlreichen Modi einschließlich des Impulsladevorgangs, des vollständigen Gleichspannungsladevorgangs, dem absatzweisen Ladevorgang und dem Ladevorgang mit Gleichspannung bei Welligkeit auswählbar ist, der Staubabscheidewirkungsgrad unabhängig von Schwankungen des spezifischen elektrischen Widerstands des in dem zu verarbeitenden Gas vorliegenden Staubs verbessert werden, und der Energieverbrauch läßt sich reduzieren.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Fig. 1 zeigt ein schematisches Diagramm zum Darstellen einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 zeigt ein Zeitdiagramm zum Darstellen des Betriebs der Impulsstromversorgungsschaltung der ersten Aus führungs form;
Fig. 3 zeigt ein schematisches Diagramm zum Darstellen einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 zeigt ein schematisches Diagramm zum Darstellen eines Beispiels eines Schaltmechanismus für das Zündwinkelsignal und das Ladestromstärkensignal bei der zweiten Ausführungsfom;
Fig. 5 zeigt ein schematisches Diagramm zum Darstellen einer anderen Ausführungsform des Zündwinkelsignals und des Ladestromstärkensignals bei der zweiten Aus führungs form;
Fig. 6A 6D zeigen Zeitabläufe zum Darstellen des Gate-Stroms und der Ausgangsspannung des Thyristors und der Spannung bei der Entladeelektrode bei der zweiten Ausführungsform. Die Fig. 6A zeigt den Impulslademodus, die Fig. 6B zeigt den Modus mit vollständiger Ladung bei Gleichstrom, die Fig. 6C zeigt den absatzweisen Lademodus und die Fig. 6D den Lademodus mit Gleichspannung und Welligkeit;
Fig. 7A zeigt ein schematisches Diagramm zum Darstellen eines Beispiels eines üblichen elektrischen Staubabscheiders, und
Fig. 7B zeigt ein Ausgangssignalformdiagramm hierfür;
Fig. 8A zeigt ein schematisches Diagramm zum Darstellen eines anderen Beispiels eines üblichen elektrischen Staubabscheiders, und
Fig. 8B zeigt ein Ausgangssignalformdiagramm hierfür;
Fig. 9A zeigt ein schematisches Diagramm zum Darstellen eines zusätzlichen, weiteren Beispiels eines üblichen elektrischen Staubabscheiders, und
Fig. 9B zeigt ein Ausgangssignaldiagramm hierfür; und
Fig. 10A zeigt ein schematisches Diagramm zum Darstellen eines zusätzlichen, weiteren Beispiels eines üblichen, elektrischen Staubabscheiders, und
Fig. 10B zeigt ein Ausgangssignalformdiagramm.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist schematisch in den Fig. 1 und 2 gezeigt.
In der Fig. 1 kennzeichnet das Bezugszeichen 30 eine Basisstromversorgungsschaltung, die ein Paar von rückwärts blockierenden Thyristor-Trioden 31 enthält (im folgenden als Thyristoren bezeichnet), die parallel zueinander und in rückwärtiger Richtung angeordnet sind, sowie einen Transformator 33, einen Gleichrichter 34 und einen Controller 32.
Wird elektrische Wechselspannungsenergie von einer Wechselspannungsstromversorgung der Basisstromversorgungsschatlung zugeführt, so wird die elektrische Energie derart reguliert, daß eine gewünschte Basisspannung durch die Thyristoren 31 erhalten wird.
Insbesondere wird ein Leitungssteuersignal (fortlaufendes Ladesignal oder absatzweises Ladesignal) des Controllers 32 den Kontrollanschlüssen der Thyristoren 31 zugeführt, und die Zündzeit, d.h., die Zeit der Leitfähigkeit der Thyristoren 31, wird gesteuert, um hierdurch einen Strom und eine Spannung zu regulieren, d.h. die elektrische Energie.
Das Leitungssteuersignal wird nun detailliert beschrieben. Werden die Thyristoren 31 mit einem vorgegebenen Zündwinkel (Leitwinkel) bei jeder Halbwelle der Wechselspannungs- Stromversorgungsfrequenz (Ladegrad = 1) gezündet, so wird ein derartiger Betrieb als fortlaufender Ladevorgang bezeichnet. Werden die Thyristoren 31 mit einem vorgegebenen Zündwinkel einmal in jeder vollständigen Periodendauer der Wechselspannungs-Versorgungsfrequenz (Ladegrad = 1/2) oder einmal während 1 1/2 Perioden (Ladegrad = 1/3) der Wechelspannungs-Stromversorgungsfrequenz gezündet, so wird ein derartiger Betrieb als absatzweiser Ladevorgang bezeichnet.
Demnach werden beispielsweise im Fall des Leitungssteuersignals mit dem Zündwinkel von 60º und der Ladegrad von 1/3 die Thyristoren 31 wiederholt derart betrieben, daß die Thyristoren 31 bei 60º während einer Halbperiode gezündet (angeschaltet) werden und nicht während der nächsten Vollperiode (2 x eine Halbperiode), und sie werden erneut bei 60º einer der nächsten Halbperioden gezündet.
Der Zündwinkel und der Ladegrad lassen sich frei festlegen und durch den Controller 32 verändern.
Der durch die Thyristoren 31 geregelte Wechselstrom wird durch den Transformator 33 angehoben und anschließend durch den Gleichrichter 34 gleichgerichtet.
Ein Ausgangssignal des Gleichrichters 34 wird zu einer im wesentlichen vollständigen Gleichspannung durch eine Glättungsschaltung 25 geglättet, die aus einer Glättungskapazität 18 und Reaktanzspule 19 und 21 aufgebaut ist und parallel zu einer Kapazität 20 angeschlossen ist.
Ein Anschluß auf der Seite der positiven Polarität der Kapazität 20 ist mit Erde verbunden, und ein Anschluß auf der Seite der negativen Polarität der Kapazität 20 ist über eine Sekundärwicklung eines Impulstransformators 16 mit einer Entladeelektrode 41 derart verbunden, daß die Entladeelektrode 41 mit einer negativen Spannung geladen wird.
Andererseits enthält eine Impulsstromversorgungsschaltung 1 eine Umsetzschaltung 2, eine Reaktanzspule 3, eine Kapazität 4, eine Sicherung 5, eine durch eine Transistorbrücke gebildete Inverterschaltung 6, einen Transformator 10, einen Gleichrichter 11, einen GTO-Thyristor (GTO-Thyrister: Schaltelement) 12, eine Diode (Halbleiterelement) 13, eine sättigbare Reaktanzspule 14, eine Impulskapazität 15 und Controller 7, 8, 9 und 17. Die Basisstromversorgungsschaltung 30 ist von der Entladeelektrode 41 mit Hilfe des Impulstransformators 16 isoliert.
Wird eine Drehstromwechselspannung von einer Wechselstrom- Stromversorgung der Impulsstromversorgungsschaltung 1 zugeführt, so wird die Spannung durch die Umsetzschaltung 2 in einen pulsierenden Strom auf der Grundlage eines Signals des Controllers 7 umgesetzt und anschließend durch die Reaktanzspule 3 geglättet. Die durch die Reaktanzspule 3 geglättete Spannung wird der Kapazität 4 zugeführt.
Die Gleichspannung der Kapazität 4 wird in eine gewünschte Hochfrequenz-Wechselspannung durch die Inverterschaltung 6 auf der Grundlage eines Signals des Controllers 8 umgesetzt, und die Wechselspannung wird dann durch den Transformator 10 angehoben. Anschließend wird die angehobene Spannung durch den Gleichrichter 11 gleichgerichtet, und die gleichgerichtete Spannung wird anschließend der Impulskapazität 15 über die sättigbare Reaktanzspule 14 zugeführt.
In diesem Zeitpunkt ist der GTO-Thyristor 12 im Ansprechen auf einen Befehl des Controllers 17 abgeschaltet.
Die Spannung der Impulskapazität 15 wird durch ein (nicht gezeigtes) Voltmeter detektiert. Wird bei dem Controller 9 ein Signal eingegeben, das anzeigt, daß die Impulskapazität 15 bis auf eine festgelegte Spannung aufgeladen ist, so wird das Signal des Controllers 8 durch einen Befehl des Controllers 9 abgeschaltet.
Anschließend wird dann, wenn im GTO-Thyristor 12 ein Anschaltbefehl zugeführt wird, d.h. das Leitungssteuersignal des Controllers 17, der GTO-Thyristor 12 angeschaltet, damit die Impulskapazität 15 so entladen wird, daß der Entladestrom von der Impulskapazität 15 über die sättigbare Reaktanzspule 14 und den GTO-Thyristor 12 (Serienentladeschaltung) zu der Primärwicklung des Impulstransformators 16 fließt.
Demnach wird eine Impulsspannung negativer Polarität bei der Sekundärwicklung des Impulstransformators 16 gebildet, und sie wird der Basisspannung der negativen Polarität überlagert, die immer der Sekundärwicklung zugeführt wird, so daß die beiden Spannungen einander in gleicher Polaritätsrichtung zum Bilden einer Spannung Ve und eines Stroms le addiert werden, die der Entladeelektrode 41 zugeführt werden.
Die Richtung des durch die Primärwicklung des Impulstransformators 16 vom unteren Ende zum oberen Ende fließenden Stroms ist im Vergleich zu derjenigen des Basisstroms, der durch die Sekundärwicklung von dem oberen Ende zu dem unteren Ende fließt, entgegengesetzt.
Ist eine Sättigungszeit der sättigbaren Reaktanzspule 14 verstrichen, nachdem die der Entladeelektrode 41 zugeführte Spannung Ve einen Spitzenwert erreicht, so werden in der Staubabscheidekammer 40 geladene elektrische Ladungen von der Entladeelektrode 41 durch die LC-Resonanz als Resonanzstron mit einer umgekehrt zur obigen Richtung verlaufenden Richtung entladen.
Der Strom wird von der Sekundärwicklung zu der Primärwicklung des Impulstransformators 16 übertragen und fließt in die Impulskapazität 15 über die Diode 13, die parallel zu dem GTO- Thyristor 12 in im Vergleich zur Richtung des Thyristors 12 umgekehrter Richtung verbunden ist, sowie die sättigbare Reaktanzspule 14.
Durch Abschalten des GTO-Thyristors 12 mit einem Befehl des Controllers 17 bis zu dem Zeitpunkt, in dem der Resonanzstrom nicht nehr fließt, nachdem die Spannung Ve den Spitzenwert erreicht, werden die zu der Impulskapazität 15 fließenden elektrischen Ladungen in der Impulskapazität 15 rückgewonnen, ohne daß sie erneut als Resonanzstrom entladen werden.
Der Controller 9 führt Signale den Controllern 7, 8 und 17 zu, und die Anschalt/Abschaltzeitpunkte der Umrichterschaltung 2, der Inverterschaltung 6 und des GTO-Thyristors 12 werden durch den Controller 9 gesteuert.
Der Controller 9 ist mit dem Controller 32 der Basisstromversorgungsschaltung 30 zusammengeschlossen, und die Impulsstromversorgungsschaltung 1 wirkt mit der Basisstromversorgungsschaltung 30 während des Betriebs zusammen.
Das Zeitablaufdiagramm zum Darstellen des Betriebs der Impulsstromversorgungsschaltung 1 ist in Fig. 2 gezeigt.
Demnach wird aufgrund der Tatsache, daß die Impulsstromversorgungsschaltung 1 von der Basisstromversorgungsschaltung 30 und der Entladeelektrode 41 isoliert ist, die Basisspannung in eine im wesentlichen perfekte Gleichspannung durch die Glättungsschaltung 25 umgesetzt, und die Basisspannung und die Impulsspannung lassen sich ziemlich unabhängig voneinander steuern. Demnach tritt dann, wenn die Impulsspannung der Basisspannung überlagert wird, keine Möglichkeit dahingehend auf, daß eine anormale Entladung auftritt.
Ferner ist der obige Effekt deutlicher ausgebildet, wenn die Kapazität der Glättungsschaltung 25 größer ist als diejenige der Staubabscheidekammer 40 (ungefähr um das Zehnfache).
Zusätzlich ist die Richtung des durch die Primärwicklung des Impulstransformators 16 fließenden Impulsstroms im Vergleich zu derjenigen des durch die Sekundärwicklung des Transformators fließenden Basisstroms umgekehrt, und die Richtungen der in dem Impulstransformator 16 durch beide Ströme erzeugten magnetischen Flüsse sind zum Vermeiden der Sättigung eines Eisenkerns des Impulstransformators umgekehrt.
Demnach läßt sich eine steil verlaufende impulförmige Spannung mit hoher Ausgangsleistung selbst bei einem kompakten Impulstransformator erzielen.
Ferner läßt sich der Einsatz der Energie aufgrund der Tatsache verbessern, daß der rückwärtig von der Entladeelektrode 41 zu der Impulsstromversorgungsschaltung 1 fließende Strom in die aus der Primärwicklung des Impulstransformators 16, der Diode 13 und der sättigbaren Reaktanzspule 14 und der Impulskapazität 15 gebildete geschlossene Schaltung geführt wird und daß er über die Impulskapazität 15 wiedergewonnen wird, und gleichzeitig läßt sich die der Entladeelektrode 41 zugeführte Impulsfrequenz exakt steuern.
Zusätzlich läßt sich der Ladewirkungsgrad bei der Impulskapazität 15 verbessern, da die gewünschte Hochfrequenz- Wechselspannung erzeugt wird, nachdem die Wechselspannung einmal in die Gleichspannung durch die Umsetzschaltung 2 und die Inverterschaltung 6 umgesetzt ist.
Ferner läßt sich aufgrund der Tatsache, daß die Impulskapazität 15 durch den GTO-Thyristor 12 zum An- und Abschalten gesteuert wird, die Impulsbreite in der Größenordnung von mehreren zehn µs (mehrere 10 µs) steuern.
Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezug auf die Fig. 3 bis 6 beschrieben.
In Fig. 3 kennzeichnet das Bezugszeichen 52 einen ersten Schalter zum Schalten eines Zuführungspfads des Leitungssteuersignals, das von dem Controller 9 an den GTO- Thyristor 12 ausgegeben wird. Ist der Schalter 52 angeschaltet, so ist der GTO-Thyristor 12 angeschaltet oder abgeschaltet, und zwar durch das Leitungssteuersignal des Controllers 17, während dann, wenn der Schalter abgeschaltet ist, der Thyristor 12 nicht angeschaltet ist und sich immer im nichtleitenden Zustand befindet, selbst wenn das Leitungssteuersignal von dem Controller 9 ausgegeben wird.
Das Bezugszeichen 53 kennzeichnet einen zweiten Schalter zum Schalten des Leitungssteuersignals, das dem Thyristor 31 zugeführt wird, gemäß dem fortlaufenden oder dem absatzweisen Ladesignal. Ist der Schalter 53 angeschaltet, so wird das Leitungssteuersignal zu dem absatzweisen Ladesignal geschaltet, und ist der Schalter 53 abgeschaltet, so wird das Leitungssteuersignal auf das fortlaufende Ladesignal umgestellt.
Die Fig. 4 zeigt schematisch den Umstellmechanismus.
Ein Zündwinkelsignal und ein Ladegradsignal werden dem Controller 32 extern zugeführt, und ein Schalter S wird durch das Ladegradsignal geschaltet.
Insbesondere wird das Zündwinkelsignal dem Thyristor 31 über den Schalter S zugeführt, der immer angeschaltet ist, während dann, wenn der Ladegrad beispielsweise 1/3 beträgt, der Schalter S durch das Ladegradsignal während einer vollständigen Periode (zweimal eine Halbperiode) abgeschaltet ist, während der der Thyristor 31 nicht gezündet ist, und der Ladevorgang wird in der Schwebe gehalten.
Demnach ist das durch den Controller 32 bei geöffneten Schalter 53 erzeugte Leitungssteuersignal das absatzweise Ladesignal mit einem gewissen Zündwinkel. Andererseits ist das Ladegradsignal zum Schalten des Schalters S bei geöffnetem Schalter 52 unterbrochen. Anschließend verbleibt der Schalter S geöffnet, und das von dem Controller 32 ausgegebene Leitungssteuersignal ist das fortlaufende Ladesignal mit einem bestimmten Zündwinkel.
Die Bezugszeichen 50 und 51 kennzeichnen dritte Schalter, die aneinandergekoppelt sind. Werden die Schalter von der P-Seite zu der D-Seite geschaltet, so werden die Sekundärwicklung des Impulstransformators 16 und die Entladeelektrode 41 voneinander durch den in Fig. 1 gezeigten Zustand getrennt, und die Entladeelektrode 41 überbrückt die Sekundärwicklung des Impulstransformators 16 und die Glättungsschaltung 25, und sie ist direkt mit dem Ausgangsanschluß der Basisstromversorgungsschaltung 30 auf der Seite der negativen Spannung verbunden.
Andere Teile sind in derselben Weise vorgesehen, wie in der Fig. 1 gezeigt. Zugeordnete Elemente sind durch dieselben Bezugszeichen gekennzeichnet, und sie werden hier nicht beschrieben.
Bei dem elektrischen Staubabscheider von diesem Typ verändert sich bei einer Zunahme des elektrischen spezifischen Widerstands des Staubs in dem zu verarbeitenden Gas in der Staubabscheidekammer 40 die Ladebedingung fortlaufend ausgehend von einem normalen Ladevorgang zu einem oftmaligen Auftreten von Funken, einer umgekehrten Ionisierung bei einer relativ hohen Spannung und einer umgekehrten Ionisierung bei einer niedrigen Spannung und mit einem hohen Strom.
Demnach ergibt sich bei einem Schalten des Lademodus in der Reihenfolge eines Ladevorgangs mit Gleichspannung und Welligkeit, eines perfekten Gleichspannungsladevorgangs, eines absatzweisen Ladevorgangs und eines Impulsladevorgangs in Übereinstimmung mit der Veränderung der Ladebedingung somit eine Verbesserung des Staubabscheidewirkungsgrads.
Werden die dritten Schalter 50 und 51 mit der P-Seite verbunden und ist der erste Schalter 52 angeschaltet, so wird die durch die Basisstromversorgungsschaltung 30 erzeugte Basisspannung durch den Schalter 50 und die Glättungsschaltung geglättet und anschließend der Entladeelektrode 41 über die Sekundärwicklung des Impulstransformators 16 zugeführt. Da der erste Schalter 52 angeschaltet ist, wird der GTO-Thyristor 12 durch das Leitungssteuersignal des Controllers 17 geschaltet. Der Impulsstrom wird anschließend erzeugt. Der in der Sekundärwicklung des Impulstransformators 16 bei Fließen dieses Impulsstroms über die Primärwicklung des Impulstransformators 16 induzierte Impulsspannung wird der Basisspannung überlagert. Die überlagerte Spannung wird der Entladeelektrode 41 der Staubabscheidekammer 40 zugeführt, und der Impulslademodus wird erzielt.
Die Fig. 6A zeigt ein Zeitablaufdiagramm zum Darstellen eines Gate-Strons und einer Ausgangsspannung des Thyristors 31, und eine Spannung der Entladeelektrode 41 in dem Impulslademodus.
Da sich die Spannungsanlegezeit in der Größenordnung von Mikrosekunden während dem Impulslademodus angleichen läßt, ist der Impulslademodus im Hinblick auf die umgekehrte Ionisierung mit einer sehr kurzen Zeitkonstante wirksam. Da die Spannungszuführzeit sehr kurz ist, läßt sich der Energieverbrauch stark reduzieren.
Wird der erste Schalter 52 abgeschaltet, während die dritten Schalter 50 und 51 auf der P-Seite verbleiben, so wird der Zuführpfad für das Leitungssteuersignal zu dem GTO-Thyristor 12 derart abgetrennt, daß der GTO-Thyristor 12 nicht angeschaltet wird, und die Impulskapazität 15 nicht entladen wird. Demnach wird die Impulsspannung nicht erzeugt.
Andererseits wird die durch die Basisspannungsschaltung 30 erzeugte Basisspannung der Entldeelektrode 41 über die Glättungsschaltung 25 zugeführt.
Demnach weist die der Entladeelektrode 41 zugeführte Basisspannung eines Signalform auf, bei der Wellenanteile durch die Glättungsschaltung 25 entfernt sind, und es läßt sich der sogenannte perfekte Gleichspannungs-Lademodus erzielen.
Die Fig. 6B zeigt ein Zeitablaufdiagramm zum Darstellen des Gate-Strons und der Ausgangsspannung des Thyristors 31 und der Spannung der Entladeelektrode 41 in dem perfekten Gleichspannungs-Lademodus.
Da bei dem perfekten Gleichspannungs-Lademodus keine Wellenanteile auftreten, läßt sich das Auftreten einer Funkenentladung selbst unter Bedingungen vermeiden, in denen Funken oft auftreten.
Sind die dritten Schalter 50 und 51 beide zu der D-Seite geschaltet, und ist der zweite Schalter 53 angeschaltet, so ist die Entladeelektrode 41 direkt mit der Basisstromversorgungsschaltung 30 verbunden, und durch den Controller 32 wird das absatzweise Ladesignal erzeugt, so daß die Thyristoren 31 mit einem vorgegebenen Zündwinkel und einer vorgegebenen Laderate angeschaltet werden. In diesem Fall weist die der Entladeelektrode 41 zugeführte Basisspannung eine Signalfom mit einem Spitzenwert während der Leitfähigkeit der Thyristoren 31 auf, und der sogenannte absatzweise Lademodus läßt sich erzielen.
Die Fig. 6C zeigt ein Zeitablaufdiagramm zum Darstellen des Gate-Stroms und der Ausgangsspannung des Thyristors 31 und der Spannung bei der Entladeelektrode 41 bei dem absatzweisen Lademodus.
Bei dem absatzweisen Lademodus kann die Spannungszuführzeit in der Größenordnung von Millisekunden angeglichen werden. Demnach eignet er sich für die umgkehrte Ionisierung mit einem Auftreten mit kurzer Zeitkonstante, und da die Spannungszuführzeit kurz ist, läßt sich der Leistungsverbrauch reduzieren.
Ist der zweite Schalter 43 abgeschaltet, während die dritten Schalter 50 und 51 bei der D-Seite verbleiben, so ist das Ladegradsignal zum Schalten des Schalters S der Fig. 4 unterbrochen, und demnach wird das fortlaufende Ladesignal mit einem vorgegebenen Zündwinkel durch den Controller 32 erzeugt.
Demnach weist die der Entladeelektrode 42 zugeführte Basisspannung eine Signalfom mit einer Welligkeit auf, und es wird das sogenannte Gleichspannungs-Modus mit Wellenanteil erzielt.
Die Fig. 6D zeigt ein Zeitablaufdiagramm zum Darstellen des Gate-Stroms und der Ausgangsspannung des Thyristors 31 und der Spannung der Entlädeelektrode 41 in dem Gleichspannungs- Lademodus mit Welligkeit.
Der Gleichspannungs-Lademodus mit Welligkeit ist ein übliches Ladeverfahren, das mit zufriedenstellenden Ergebnissen eingesetzt wurde. Bei dem Gleichspannungs-Lademodus mit Welligkeit ist eine Analyse der Eigenschaften einfach, und der Staubabscheidewirkungsgrad ist unter normalen Ladebedingungen gut.
Ferner werden beim Schalten der Modi der Zündwinkel und der Ladegrad in dem Controller 32 derart festgelegt, daß die der Entladeelektrode 41 zugeführte Spannung einen festgelegten Wert annimmt.
Wie oben beschrieben, läßt sich aufgrund der Tatsache, daß der Betrieb in den Impulslademodus, den perfekten Gleichspannungs- Lademodus, den absatzweisen Lademodus und den Gleichspannungs Lademodus mit Welligkeit durch Umschalten der Schalter 50, 51 und 52 umschalten läßt, der optimale Lademodus in Übereinstimmung mit den Ladebedingungen auswählen (normal, mit oftmaligem Auftreten von Funkenentladungen und mit umgekehrter lonisierung), gemäß einer Varuerung des elektrischen spezifischen Widerstands des in dem zu bearbeitenden Gas enthaltenen Staubs, so daß sich der Staubabscheidewirkungsgrad verbessern und der Leistungsverbrauch reduzieren läßt.
Ferner ist der zweite Schalter 53 so aufgebaut, daß er den Zuführpfad des Ladegradsignals unterbricht, während sich der Controller 32, wie in Fig. 5 gezeigt ist, die Schaltungsfunktion für das absatzweise Laden und die Schaltungsfunktion für das fortlaufende Laden unterteilen läßt, und jede Schaltung kann durch den Schalter 53 gewählt werden.
Der Betrieb zum An- oder Abschalten des Schalters S gemäß Fig. stimmt mit demjenigen des in Fig. 4 gezeigten Schalters überein.

Claims

1. Elektrischer Staubabscheider, enthaltend:

a) eine Basisstromversorgungsschaltung (30);

b) eine Impulsstromversorgungsschaltung (1) zum Überlagern einer Impulsspannung negativer Polarität auf eine Basisspannung negativer Polarität, die durch die Basistromversorgungsschaltung (30) erzeugt wird, wodurch die beiden Spannungen zueinander mit gleicher Polarität addiert werden;

c) eine Entladeelektrode (41) negativer Polarität, der die überlagerte Spannung durch die Impulsstromversorgungsschaltung (1) zugeführt wird, wobei die Entladungselektrode (41) in einer mit Erde verbundenen Staubabscheidekammer (40) verbunden ist; dadurch gekennzeichnet, daß

d) der elektrische Staubabscheider ferner eine Kapazität (20) enthält, von der ein Anschluß an die Erde angeschlossen ist und von der der andere Anschluß mit der Entladeelektrode (41) über eine Sekundärwicklung eines Impulstransformators (16) verbunden ist;

e) ein Ausgangsanschluß der Impulsstromversorgungsschaltung (1) mit einer Primärwicklung des Impulstransformators (16) verbunden ist;

f) ein Ausgangsanschluß der Basisstromversorgungsschaltung (30) auf der Seite einer positiven Spannung mit dem erdseitigen Anschluß der Kapazität (20) verbunden ist; und

g) ein Ausgangsanschluß der Basisstromversorgungsschaltung (30) auf der Seite einer negativen Spannung über eine Glättungsschaltung (25) mit dem entladungsseitigen Anschluß der Kapazität (20) verbunden ist.

2. Elektrischer Staubabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsstromversorgungsschaltung (1) enthält:

a) eine Serienentladeschaltung, die ein Schaltelement (12) enthält, sowie eine sättigbare Reaktanzspule (14) und eine Impulskapazität (15), derart, daß die Serienentladeschaltung einen impulsförmigen Entladestrom der Primärwicklung des Impulstransformators (16) zuführt; und

b) ein Halbleiterelement (13), das parallel zu dem Schaltelement (12) verbunden ist und einen Strom lediglich in einer umgekehrt zu der Richtung des impulsförmigen Entladestroms laufenden Richtung zuläßt; wobei

c) das Schaltelement (12) zum An- und Abschalten durch ein Leitungssteuersignal gesteuert wird, das einem Steueranschluß des Schaltelements (12) zugeführt wird.

3. Elektrischer Staubabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsstromversorgungsschaltung (1) enthält:

a) eine Umsetzschaltung (2) zum Umsetzen einer Wechselspannung in eine Gleichspannung;

b) eine Inverterschaltung (6) zum Umsetzen der umgesetzten Gleichspannung in eine gewünschte Hochfrequenzwechsel spannung;

c) einen Transformator (10) zum Anheben der Hochfrequenzwechsel spannung;

d) einen Gleichrichter (11) zum Gleichrichten der angehobenen Hochfrequenzwechselspannung; und

e) eine Impulskapazität (15), die mit der gleichgerichteten Gleichspannung geladen wird, derart, daß die Impulskapazität (15) einen impulsförmigen Entladestrom der Primärwicklung des Impulstransformators (16) zuführt.

4. Elektrischer Staubabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Impulsstromversorgungsschaltung (1) eine Serienentladeschaltung enthält, mit einem Schaltelement (12), mit einer sättigbaren Reaktanzspule (14) und einer Impulskapazität (15), die durch eine Wechselspannungsquelle geladen wird, derart, daß die Impulskapazität (15) einen impulsförmigen Entladestrom der Primärwicklung des Impulstransformators (16) zuführt, sowie einen ersten Schalter (52) zum An- oder Abschalten eines Zuführpfads für ein Leitungssteuersignal, das einem Steueranschluß des Schaltelements (12) zugeführt wird; und

b) die Basisstromversorgungsschaltung (30) ferner rückwärtssperrende Thyristortrioden (31) enthält, die parallel zueinander in umgekehrter Richtung zwischen einer Wechselstrom-Stromversorgung und einem Transformator (33) angeschlossen sind, sowie einen zweiten Schalter (53) zum Schalten eines Leitungssteuersignals, das den Steueranschlüssen der Thyriostoren (31) zugeführt wird, gemäß einem fortlaufenden Ladesignal oder einem absatzweisen Ladesignal, und einen Gleichrichter (34) zum Gleichrichten einer durch den Transformator (33) angehobenen Wechselspannung; und

c) ein dritter Schalter (50, 51) zum Verbinden des Ausgangsanschlusses der Basisstromversorgungsschaltung (30) auf der Seite der negativen Spannung mit der Entladungselektrode (41) vorgesehen ist, entweder über die Glättungsschaltung (25), die Kapazität (20) und die Sekundärwicklung des Impulstransformators (16) oder direkt durch Umgehung der Glättungsschaltung (25), der Kapazität (20) und der Sekundärwicklung des Impulstransformators (16).

5. Elektrischer Staubabscheider nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß

a) das Schaltelement (12) durch ein einem Steueranschluß des Schaltelements zugeführten Leitungssteuersignal an- und abschaltbar ist; und

b) ein Halbleiterelement (13) vorgesehen ist, das parallel mit dem Schaltelement (12) verbunden ist und einen Strom in bezogen auf die Richtung des Entladestroms lediglich rückwärtiger Richtung ermöglicht.

6. Elektrischer Staubabscheider nach Anspruch 2, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsstromversorgungsschaltung (1) einen Gleichrichter (11) zum Gleichrichten einer Hochfrequenzwechselspannung enthält, die in eine gewünschte Hochfrequenzspannung durch eine Umsetzerschaltung (2) und eine Inverterschaltung (6) umgesetzt und durch einen Transformator (10) angehoben ist.