[其他]自放电型脉冲充电静电除尘器

说明书

本发明涉及自放电型脉冲充电静电除尘器，特别涉及消除反向电离而增加除尘效率并降低功率装置成本的静电除尘器（简称EP）。

普通的静电除尘器采用负的直流（DC）高压充电方法。对这种普通的静电除尘器，在处理高电阻的灰尘时，在除尘电极上引起该灰尘层绝缘击穿，并产生具有反极性的离子，即发生了反向电离现象，因此除尘效率显著恶化。当灰尘的电阻率ρ_d和灰尘层的电流密度i的乘积ρ_d×i超过该灰尘层的绝缘击穿电压E_dc时引起反向电离现象。

因此，提出一种脉冲充电装置作为获得高除尘效率同时又消掉反向电离的手段。

图4（A）和（B）给出脉冲叠加型充电静电除尘器的例子，它把脉冲电压叠加在直流高压上，图5（A）和（B）为图4（A）和（B）中的电路的电压波形。由变压器1升压的电压经整流器2整流并以电荷的形式贮存在充电电容器3上。图4的电路在高速开关元件4接通时，通过由充电电容器3、耦合电容器6、静电除尘器7所含的电容C_EP和该电路的电感组成的谐振电路产生LC谐振，贮存在电容器3上的电荷经过LC谐振，以便向静电除尘器7提供一个具有陡峭上升沿的高压。在下面开关元件4被断开的情况，这时留在电路上的电荷经波形成形电阻器5除去，以便不让过量的由于贮存在电路中的电荷造成的电流流过静电除尘器7。用这种方法，能通过耦合电容器6把具有陡峭上升沿及短脉冲宽度的电压（如图5（A）和（B）所示）加在静电除尘器7上。此外，为了获得在不产生脉冲时存在的基础电压，把一个直流高压发生器8接在静电除尘器7上。用这种方法，直流充电部分能在抑制电流时将高的峰值电压加在静电除尘器上而不增大脉冲部分的平均电流，从而改进了对高阻灰尘的除尘效果。

然而，上述装置需要两个功率源和充电电容器以外的耦合电容器，所以，功率源的成本很高。因此该装置没有广泛投入实际使用。

作为另一种装置，提出了能量回收型脉冲充电装置。但是，该装置有复杂的电源电路，该功率源的成本也是昂贵的。

因此，提出了一种如图6（A）和（B）所示的自放电型脉冲充电静电除尘器，其中，充电电容器3通过高速开关元件4直接与静电除尘器相连，而除去了耦合电容器6，直流高压发生器8和波形成形电阻器5。对于该静电除尘器，当开关元件4断开时，贮存在静电除尘器7的电容C_EP上的电荷通过静电除尘器的电阻器R_EP（电阻以及类似电晕放电等等）放电。图7（A）和（B）为由图6（A）和（B）的电路获得的电压波形。该装置的特征在于，能经济地获得具有陡峭上升沿的脉冲电压波形，也能获得和现有技术的脉冲充电装置同样形式的均匀的电流密度，并已由实施例证明，与直流充电装置相比，该装置改进了对高阻灰尘的除尘效率。

在图6（A）中，由变压器1升压的电压通过整流器2整流并以电荷的形式贮存在充电电容器3上。因此，当高速开关元件4接通时，图6（A）的电路通过由静电除尘器7的电容C_EP，充电电容器3和电路的电感组成的谐振电路产生LC谐振，使贮存于电容器3上的电荷经过LC谐振，以便获得如图7（A）和（B）所示的具有高上升沿的高压波形。开关元件4断开后，贮存在静电除尘器7的电容C_EP上的电荷通过静电除尘器7的电阻R_EP放电，静电除尘器的电容上的电压逐渐衰减，直至开关元件重新接通。在这一运转过程中，开关元件断开后由于电流流过静电除尘器而使电压开始衰减时的初始电压称为衰减初始电压，而开关元件正要接通前的最低电压称为剩余电压。

不过，普通的廉价自放电型脉冲充电装置有下列问题：

（1）由于自放电型脉冲充电装置只有单个功率源，如果为了改进效率而增加峰值电压的话，衰减初始电压和剩余电压也只能增加。因此，在电压从衰减初始电压向剩余电压衰减时，流过静电除尘器的电流增大，从而引起高阻灰尘的反向电离。特别是，由于流过静电除尘器的电流随着电压的增加呈指数函数的形式增加，在衰减初始电压附近，有大电流流过，由此产生反向电离的临界条件。图8给出峰值电压和本发明人所做的一个实施例得到的除尘效率之间的关系。根据该实施例，已证实除尘效率随峰值电压的增加而增大，并在某峰值电压处有个最大值，当电压超过该确定的峰值电压时，效率降低。