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Die vorliegende Erfindung betrifft eine
Hochspannungsimpuls-Generatorschaltung und einen diese aufweisenden
elektrostatischen Abscheider des Impulsladungstyps, und insbesondere
eine mindestens eine magnetische Impulskompressionsstufe
umfassende Hochspannungsimpuls-Generatorschaltung sowie einen
elektrostatischen Abscheider mit einer solchen
Hochspannungsimpuls-Generatorschaltung.
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Ein Impulsladungssystem ist ein System, bei dem durch
die Lade/Entlade-Funktion eines Kondensators eine
Impulsspannung erzeugt und zu einer von einer Gleichspannungsquelle
gelieferten Gleichspannung hinzuaddiert wird. Bei einem mit
diesem System arbeitenden elektrostatischen Abscheider wird
eine dichte Korona erzeugt, um Staub nur dann wirksam zu
laden, wenn ein Impuls anliegt.
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Da ferner nicht immer eine Korona erzeugt wird, kann der
durchschnittliche Strompegel auf einem Minimum gehalten
werden, so daß der Energieverbrauch niedrig ist und jegliche
Verringerung der Rückwärtsspannung wirksam verhindert wird.
Folglich läßt sich Staub mit einem hohen spezifischen
elektrischen Widerstand, der nicht durch ein anderes Verfahren,
wie zum Beispiel durch ein intermittierendes
Ladungsverfahren, gesammelt werden kann, durch ein Impulsladungssystem
sammeln.
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Ein typischer herkömmlicher elektrostatischer Abscheider
eines Impulsladungstyps ist in der japanischen
Patentveröffentlichung Nr. 57-43062 sowie in den japanischen
Offenlegungsschriften Nr. 59-159671 und Nr. 61-185350 offenbart.
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Der elektrostatische Abscheider des Impulsladungstyps,
offenbart in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 57-
43062 und in ähnlicher Weise in "Instruments and Experimental
Techniques", Band 27, Nr. 1, Januar 1984, Seiten 141-142, auf
den sich die Formulierung des ersten Teils des Anspruchs 1
stützt, umfaßt eine Hochspannungsimpuls-Generatorschaltung,
wie in Fig. 7 dargestellt, die eine
Hochspannungs-Generatorschaltung für Gleichspannung und eine unabhängige
Eingangsleistungsversorgung der
Hochspannungsimpuls-Generatorschaltung aufweist. In Fig. 7 bezeichnet das Bezugszeichen 51 die
Eingangsleistungsversorgung der
Hochspannungsimpuls-Generatorschaltung; 52 eine Induktanz zum Laden eines dem Speichern
einer Eingangsenergie dienenden Hauptkondensators 53; 54 ein
Schaltelement zum Freisetzen der im Hauptkondensator 53
gespeicherten Ladung; 55 ein Gleichrichterelement, das die
Rückführung von Energie von einem aus
Staubabscheiderelektroden 64 bestehenden Kondensator zum Hauptkondensator 51
ermöglicht; 56 ein Induktanzelement, das zusammen mit einem
Kondensator 59 und dem aus den Staubabscheiderelektroden 64
bestehenden Kondensator eine LC-Resonanz hervorruft. Der
Kondensator 59 dient dazu, einen Gleichstrom am Fließen von
einer Hochspannungs-Generatorschaltung für Gleichspannung,
bestehend aus dem Hauptkondensator 53, einer
Hochspannungsversorgung für Gleichspannung 62 und einer Induktanz 63, zu der
Hochspannungsimpuls-Generatorschaltung zu hindern, wenn das
Schaltelement 54 eingeschaltet ist. Das Induktanzelement 56
ist üblicherweise ein Transformator zum Erhöhen der an den
Staubabscheiderelektroden 64 anliegenden Impulsspannung und
umfaßt eine Primärwicklung 57 und eine Sekundärwicklung 50.
Ferner bezeichnet in Fig. 7 das Bezugszeichen 60 einen mit
einem negativen Eingangsanschluß der
Staubabscheiderelektroden 64 verbundenen negativen Ausgangsanschluß der
Hochspannungsimpuls-Generatorschaltung, und das Bezugszeichen 61
bezeichnet einen mit einem positiven Eingangsanschluß der
Staubabscheiderelektroden 64 verbundenen positiven
Ausgangsanschluß der Hochspannungsimpuls-Generatorschaltung. Die
Induktanz 63 dient zum Laden des aus den
Staubabscheiderelektroden 63 bestehenden Kondensators und verhindert, daß von
der Hochspannungsimpuls-Generatorschaltung erzeugte
Hochspannungsimpulse zur Hochspannungsversorgung für Gleichspannung
62 gelangen.
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Bei dem die obengenannte
Hochspannungsimpuls-Generatorschaltung enthaltenden elektrostatischen Abscheider kann die
an den aus den Staubabscheiderelektroden 64 bestehenden
Kondensator übertragene Energie zum Hauptkondensator 51
zurückgeführt werden, so daß sich die von der
Gleichspannungsversorgung dem Hauptkondensator 51 zugeführte Fnergie sowie
deren Verbrauch verringern läßt. Folglich kann Staub mit hohem
spezifischen elektrischen Widerstand in praktischen Vorgängen
wirksam gesammelt werden.
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Bei der bekannten Hochspannungsimpuls-Generatorschaltung
muß jedoch der Hochspannungs-Impulsausgang der
Hochspannungsimpuls-Generatorschaltung zum Zwecke der Verringerung des
Energieverbrauchs eine geringe Impulsbreite aufweisen,
wodurch der durchschnittliche Ausgangsstrom herabgesetzt wird.
Ferner muß das Schaltelement 54 zum Zwecke der Verlängerung
der Lebensdauer der Vorrichtung eine hohe Lebensdauer und
eine hohe Zuverlässigkeit aufweisen.
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Dementsprechend werden als Schaltelement 54 Halbleiter-
Schaltelemente wie schnelle Thyristoren, GTO-Thyristoren etc.
verwendet, und es werden mehrere derartige
Halbleiter-Schaltelemente in Serie verwendet, um eine hohe
Durchschlagsspannung und einen großen Stromfluß zu erzielen. Werden jedoch
zur Bildung des Schaltelements 54 mehrere
Halbleiter-Schaltelemente in Serie geschaltet, so kann die Impulsbreite des
Hochspannungs-Impulsausgangs der
Hochspannungsimpuls-Generatorschaltung auf nur etwa 30 us verringert werden, da jedes
Halbleiter-Schaltelement des Schaltelements 54 ein kritisches
Stromanstiegsverhältnis in der Größenordnung von höchstens
einigen Hundertstel A/us und eine Einschaltzeit von einigen u
s im Höchstleistungsbetrieb aufweist. Daher läßt sich der
durchschnittliche Ausgangsstrom der
Hochspannungsimpuls-Generatorschaltung nicht ausreichend verringern, wodurch der
Energieverbrauch nicht ausreichend verringert werden kann.
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Andererseits weisen die Halbleiter-Schaltelemente im
Höchstleistungsbetrieb hinsichtlich einem kritischen
Stromanstiegsverhältnis oder einer Einschaltzeit einen ungenügenden
Sicherheitsabstand auf, wenn die Impulsbreite des
Hochspannungsimpulses zum Zwecke der Verringerung des
Energieverbrauchs weiter reduziert wird, was zu einer geringen
Zuverlässigkeit führt.
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Ferner sind die Einzelheiten des mit dem Halbleiter-
Schaltelement arbeitenden elektrostatischen Abscheiders des
Impulsladungstyps in "A Puls Voltage Source For Electrostatic
Precipitators", Conf. Rec. of IEEE/IAS, Annu. Meet., Seiten
23-30, IC (1978), beschrieben.
AUFGABE UND ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Entsprechend der obigen Ausführung ist es eine Aufgabe
der vorliegenden Erfindung, eine
Hochspannungsimpuls-Generatorschaltung zu schaffen, die eine Impulsbreite eines
Hochspannungs-Impulsausgangs verringern kann, ohne daß sich die
Zuverlässigkeit eines Hauptschaltelements verschlechtert, und
die sich bei niedriger Leistungsaufnahme betreiben läßt,
selbst wenn die von der Last unverbrauchte Energie sehr groß
ist.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es,
einen elektrostatischen Abscheider zu schaffen, der eine
derartige Hochspannungsimpuls-Generatorschaltung aufweist.
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Diese Aufgaben werden durch die Erfindung nach den
Ansprüchen 1 und 4 gelöst.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Fig. 1 ist ein Schaltplan, der eine Hochspannungsimpuls-
Generatorschaltung entsprechend einem Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung darstellt;
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Fig. 2 ist ein Schaltplan, der eine Hochspannungsimpuls-
Generatorschaltung entsprechend einem weiteren
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
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Fig. 3 ist ein Schaltplan, der eine Schaltung für einen
elektrostatischen Abscheider entsprechend einem weiteren
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
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Fig. 4 ist ein Schaltplan, der eine Schaltung für einen
elektrostatischen Abscheider entsprechend einem weiteren
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
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Fig. 5 ist ein Schaltplan, der eine Schaltung für einen
elektrostatischen Abscheider entsprechend einem weiteren
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
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Fig. 6 ist ein Schaltplan, der eine Schaltung für einen
elektrostatischen Abscheider entsprechend einem weiteren
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
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Fig. 7 ist ein Schaltplan, der eine herkömmliche
Schaltung für einen elektrostatischen Abscheider darstellt; und
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Fig. 8 ist eine herkömmliche
Hochspannungsimpuls-Generatorschaltung, die eine magnetische Impulskompressionsstufe
aufweist.
GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Bei der vorliegenden Erfindung wird zum Zwecke der
Verringerung einer Impulsbreite eine mindestens eine sogenannte
magnetische Impulskompressionsstufe aufweisende
Hochspannungsimpuls-Generatorschaltung verwendet.
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Die Einzelheiten der magnetische
Impulskompressionsstufen aufweisenden Hochspannungsimpuls-Generatorschaltung sind
beschrieben in: "The Use of Saturable Reactors As Discharge
Devices for Pulse Generators", M.S. Melville, Proceedings of
the Institute of Electrical Engineers, London, Band 98, Teil
3, Nr. 53, Seiten 185-207 (1951); D. Birx, E. Cook, S.
Hawkins, S. Poor, L. Reginato, J. Schmidt und M. Smith: "The
Application of Magnetic Switches as Pulse Sources for
Induction Linacs", IEEE-Transactions on Nuclear Science, Band NS-
30, Nr. 4, Seiten 2763-2768 (1903); U.S.-Patent 4,730,166.
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Vor der Betrachtung der Einzelheiten der
erfindungsgemäßen Hochspannungsimpuls-Generatorschaltung wird unter
Bezugnahme auf Fig. 8 eine typische
Hochspannungsimpuls-Generatorschaltung mit zwei magnetischen Impulskompressionsstufen
erläutert. Bei dieser Hochspannungsimpuls-Generatorschaltung
ist der energetische Wirkungsgrad extrem niedrig, besonders
wenn die Last 100 ein Höchstmaß an Energie nicht verbraucht,
wie bei einem elektrostatischen Abscheider des
Impulsladungstyps etc., da von einer Last 100 unverbrauchte Energie nicht
zur Eingangsseite zurückgeführt werden kann. Daher kann sie
in der Praxis nicht verwendet werden.
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Weist die Hochspannungsimpuls-Generatorschaltung nur
eine magnetische Impulskompressionsstufe auf, ist es möglich,
die unverbrauchte Energie über ein Gleichrichterelement von
der Last 100 zum Hauptkondensator 83 zurückzuführen. Eine
ausreichende Energie-Rückgewinnung kann jedoch aufgrund des
Energieverlusts in einer die magnetische
Impulskompressionsstufe bildenden sättigbaren Drossel und einem Transformator
nicht erwartet werden.
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Es wurde festgestellt, daß zur Erzielung einer wirksamen
Rückgewinnung von unverbrauchter Energie von der Last in der
Hochspannungsimpuls-Generatorschaltung mit magnetischen
Impulskompressionsstufen eine eine magnetische
Impulskompressionsstufe bildende sättigbare Drossel auf der Lastseite mit
einer Energie-Rückgewinnungswicklung versehen sein sollte,
die mit einem Gleichrichterelement verbunden ist, das
wiederum mit einem Hauptkondensator zur Rückführung unverbrauchter
Energie von der Last zur Eingangsseite verbunden ist.
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Mittels dem oben beschriebenen Aufbau kann die
Impulsbreite des Ausgangsimpulses verringert werden, was bei der
HochspanNungsimpuls-Generatorschaltung des
Ladungsübertragungstyps mit magnetischen Impulskompressionsstufen, wie in
der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 57-43062
offenbart, schwierig ist.
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Außerdem kann Impulsenergie, nachdem sie der Last
zugeführt wurde, zum Hauptkondensator zurückgeführt werden, ohne
den Transformator zu durchlaufen. Auf diese Weise lassen sich
die der herkömmlichen HochspanNungsimpuls-Generatorschaltung
des Ladungsübertragungstyps mit magnetischen
Impulskompressionsstufen eigenen Probleme lösen. Mittels dem Aufbau der
erfindungsgemäßen HochspanNungsimpuls-Generatorschaltung kann
der Energieverbrauch drastisch gesenkt werden, wodurch sich
eine HochspanNungsimpuls-Generatorschaltung mit hohem
Wirkungsgrad ergibt.
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Bei der vorliegenden Erfindung sind die Ausgangswicklung
und die Energie-Rückgewinnungswicklung in der sättigbaren
Drossel gegeneinander isoliert, so daß eine wirksame
Energierückgewinnung erzielt werden kann. Sind hingegen die
Ausgangswicklung und die Energie-Rückgewinnungswicklung nicht
gegeneinander isoliert, so liegt am Gleichrichterelement, das
mit der Energie-Rückgewinnungswicklung verbunden ist, eine
hohe Spannung an, so daß ein Gleichrichterelement mit einer
hohen Spannungsdurchschlagsfestigkeit verwendet werden
sollte. Dementsprechend kann kein schneller und zugleich
verlustarmer Betrieb erwartet werden.
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Ferner ist es bei der vorliegenden Erfindung möglich,
die an dem mit der Energie-Rückgewinnungswicklung in Reihe
geschalteten Gleichrichterelement anliegende
Rückwärtsspannung zu verringern, indem man die Anzahl der Windungen der
Energie-Rückgewinnungswicklung so festlegt, daß sie kleiner
als die Anzahl der Windungen der Ausgangswicklung ist.
Dementsprechend kann ein schnelles und zugleich verlustarmes
Gleichrichterelement verwendet werden, was zur Verringerung
des Energieverbrauchs und zu einer hohen Zuverlässigkeit
führt.
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Bei der vorliegenden Erfindung kann die magnetische
Impulskompressionsschaltung aus zwei oder mehreren sättigbaren
Drosseln aufgebaut sein. In diesem Fall ist eine Energie-
Rückgewinnungswicklung in zumindest einer sättigbaren Drossel
auf der Seite einer Last erforderlich.
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Bei der erfindungsgemäßen
Hochspannungsimpuls-Generatorschaltung läßt sich der Zeitpunkt der Sättigung der
sättigbaren Drossel steuern, wenn die die magnetische
Impulskompressionsschaltung bildende sättigbare Drossel mit einem
Rückstellkreis zum Ändern der Betriebs-Magnetflußdichte der
sättigbaren Drossel in Abhängigkeit von der Versorgungsspannung
am Eingang versehen ist. Dementsprechend kann Impulsenergie
auch dann wirksam zugeführt werden, wenn die
Versorgungsspannung am Eingang variiert.
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Bei dem mit einer Hochspannungsimpuls-Generatorschaltung
arbeitenden elektrostatischen Abscheider des
Impulsladungstyps läßt sich die Impulsbreite des an die
Staubabscheiderelektroden angelegten Hochspannungsimpulses leicht
verringern, um die Effizienz des Sammelns von Staub mit einem hohen
spezifischen elektrischen Widerstand zu vergrößern. Ferner
kann Energie von den Staubabscheiderelektroden wiedergewonnen
werden. Dementsprechend läßt sich der durchschnittliche Strom
der Hochspannungs-Leistungsversorgung für Gleichstrom ohne
eine Verschlechterung der Zuverlässigkeit verringern.
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Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen genauer erläutert.
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Fig. 1 zeigt eine Hochspannungsimpuls-Generatorschaltung
gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Bei dieser Hochspannungsimpuls-Generatorschaltung bildet ein
Halbleiter-Schaltelement, wie zum Beispiel ein schneller
Thyristor, ein GTO-Thyristor etc., ein Schaltelement 4 zum
Freisetzen von in einem Kondensator 3 gespeicherten Ladungen.
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Nach Fig. 1 umfaßt die
Hochspannungsimpuls-Generatorschaltung eine Hochspannungs-Gleichstromversorgung 1, einen
Hauptkondensator 3 zum Speichern von Eingangsenergie, eine
zwischen die Hochspannungs-Gleichstromversorgung 1 und den
Hauptkondensator 3 geschaltete Induktanz 2 zum Laden des
Hauptkondensators 3, ein mit dem Hauptkondensator 3
verbundenes Halbleiter-Schaltelement 4 zum Freisetzen von in
Hauptkondensator 3 gespeicherten Ladungen, ein parallel zu dem
Hauptkondensator 3 und dem einen Rückwärtsstrom zum
Hauptkondensator 3 ermöglichendes Gleichrichterelement 4 geschaltetes
Gleichrichterelement 5 und einen Transformator 6 zum Erhöhen
einer am Kondensator 9 anzulegenden Impulsspannung. Der
Transformator 6 dient als Induktanzelement, das zusammen mit
dem Hauptkondensator 3 und dem Kondensator 9 eine LC-Resonanz
hervorruft, wenn das Halbleiter-Schalteleraent 4 eingeschaltet
ist. Der Transformator 6 umfaßt eine Primärwicklung 7 und
eine Sekundärwicklung 8. Der Kondensator 9 ist zu den beiden
Anschlüssen des Transformators 6 parallelgeschaltet. Die
Hochspannungsimpuls-Generatorschaltung umfaßt ferner eine
erste sättigbare Drossel 10 zur magnetischen Impulskompression,
die eine Ausgangswicklung 11 und eine Rückstellwicklung 12
aufweist, einen zu der ersten sättigbaren Drossel 10
parallelgeschalteten Kondensator 13, eine zweite sättigbare
Drossel 14 zur magnetischen Impulskompression, die eine
Ausgangswicklung 15, eine Rückstellwicklung 16 und eine
Energie-Rückgewinnungswicklung 17 zum Zurückführen unverbrauchter Energie
von einer Last 20 zum Hauptkondensator 3 aufweist, einen mit
einem negativen Eingangsanschluß der Last 20 verbundenen
negativen Ausgangsanschluß 18 und einen mit einem positiven
Eingangsanschluß der Last 20 verbundenen positiven
Ausgangsanschluß 19. Die Rückstellwicklungen 12 und 16 sind in Reihe
geschaltet. Außerdem sind den Rückstellwicklungen 12 und 16
eine Gleichspannungsquelle 21 zum Liefern eines
Rückstellstromes an die erste und zweite sättigbare Drossel 10 und 14,
ein Widerstand 22 zur Begrenzung des Rückstellstromes und
eine Induktanz 23 zum Auffangen von in den Rückstellwicklungen
12 und 16 induzierten Spannungsstößen in Reihe geschaltet.
Zwischen die Energie-Rückgewinnungswicklung 17 und den
Hauptkondensator 3 ist ein Gleichrichterelement 24 geschaltet, das
die Rückführung unverbrauchter Energie von der Last 20 zum
Hauptkondensator 3 ermöglicht.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel bildet die in der zweiten
sättigbaren Drossel 14 vorgesehene
Energie-Rückgewinnungswicklung 17 mit der in Fig. 1 dargestellten Polarität
zusammen mit dem Gleichrichterelement 24, das mit der Energie-
Rückgewinnungswicklung 17 in Reihe geschalteten ist, einen
Energie-Rückgewinnungskreis zum Zurückführen unverbrauchter
Energie von der Last 20 zum Hauptkondensator 3. Durch diesen
Energie-Rückgewinnungskreis kann die unverbrauchte Energie
der Last 20 mit einem hohen Wirkungsgrad wiederverwendet
werden, wodurch der Wirkungsgrad der
Hochspannungsimpuls-Generatorschaltung selbst steigt. In diesem Fall läßt sich der
Wirkungsgrad
der Rückgewinnung der unverbrauchten Energie von
der Last über die Energie-Rückgewinnungswicklung 17 der
zweiten sättigbaren Drossel 14 erheblich steigern, indem die
Magnetflußdichte der zweiten sättigbaren Drossel 14 so
eingesstellt wird, daß sie nur während der Phase gesättigt ist, in
der der Last 20 Energie zugeführt wird, und ungesättigt, wenn
unverbrauchte Energie von der Last 20 wiedergewonnen wird.
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Ferner kann durch Verwendung der zweistufigen
magnetischen Impulskompressionsstufen, die jeweils eine sättigbare
Drossel aufweisen, ein schneller Hochspannungsimpuls mit
einer Wellenhöhe in der Größenordnung von bis zu 100 kV oder
mehr und einer Impulsbreite von etwa 10 us oder weniger an
die Last 20 gelegt werden. Dementsprechend läßt sich das
kritische Stromanstiegsverhältnis des Halbleiter-Schaltelements
erheblich herabsetzen. Daher ist es leicht, einen
ausreichenden Sicherheitsabstand hinsichtlich der Stromwellenhöhe und
des kritischen Stromanstiegsverhältnisses und somit einen
sicheren Betrieb des Halbleiter-Schaltelements zu erzielen, was
zu einer höheren Zuverlässigkeit der
HochspanNungsimpuls-Generatorschaltung führt. Ferner lassen sich Elemente mit einer
relativ geringen Stromwellenhöhe oder einem relativ kleinen
kritischen Stromanstiegsverhältnis als
Halbleiter-Schaltelement verwenden, oder die Anzahl der in Reihe oder parallel
geschalteten Schaltelemente kann herabgesetzt werden.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die
Rückstellwicklungen 12 und 16 der beiden sättigbaren Drosseln 10 und 14
durch einen einzigen Rückstellkreis zurückgestellt. Die
sättigbaren Drosseln können jedoch mit separaten
Rückstellkreisen ausgestattet werden, um hinsichtlich des Wirkungsgrades
der Energieübertragung von dem Hauptkondensator 3 zur Last 20
immer das Optimum zu erhalten, selbst wenn die
Versorgungsspannung am Eingang schwankt.
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Die Magnetkerne der sättigbaren Drosseln 10 und 14 in
den magnetischen Impulskompressionsstufen können aus amorphen
magnetischen Metallegierungsbändern oder feinen kristallinen
Metallegierungsbändern auf der Basis von Eisen bestehen, wie
in den japanischen Offenlegungsschriften Nr. 64-65889 und Nr.
1-110713 offenbart, mit Polymerfilmen oder MgO-Überzügen
zwischen benachbarten Metallegierungs-Bandschichten.
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Fig. 2 stellt eine
Hochspannungsimpuls-Generatorschaltung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung dar. Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht das
Schaltelement zum Freisetzen von in dem Hauptkondensator 3
gespeicherten Ladungen aus einem
Entladungsröhren-Schaltelement wie einem Thyratron. Eine Induktanz 26 ist mit dem
Entladungsröhren-Schaltelement 25 verbunden, um den Anstieg des
Anodenstroms des Entladungsröhren-Schaltelements 25 zu
steuern. Hinsichtlich der anderen Elemente ist das
Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 mit dem nach Fig. 1 identisch.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 können
zusätzlich zu den beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 erzielten
Wirkungen die nachfolgend genannten Wirkungen erzielt werden.
Bei der Hochspannungsimpuls-Generatorschaltung dieses
Ausführungsbeispiels kann das Entladungsröhren-Schaltelement einen
erheblich kleineren Schaltverlust aufweisen, da ein das
eingeschaltete Entladungsröhren-Schaltelement 25 durchfließender
Strom eine geringere Wellenhöhe und eine größere Impulsbreite
haben kann. Dementsprechend läßt sich das Problem der kurzen
Lebensdauer des Entladungsröhren-Schaltelements, das dieser
Art von Schaltelement eigen ist, lösen.
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Ferner kann zur Erzielung der gleichen Wirkungen
anstelle eines Entladungsröhren-Schaltelements eine rotierende
Funkenstrecke, wie zum Beispiel in der japanischen
Offenlegungsschrift Nr. 61-185350 offenbart, verwendet werden.
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Fig. 3 stellt einen elektrostatischen Abscheider gemäß
einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
dar. Der elektrostatische Abscheider dieses
Ausführungsbeispiels ist wie bei dem in der japanischen
Patentveröffentlichung Nr. 57-43062 offenbarten System aus einer
Hochspannungs-Generatorschaltung für Gleichspannung, einer
Hochspannungsimpuls-Generatorschaltung und Staubabscheiderelektroden
aufgebaut.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Hochspannungs
impuls-Generatorschaltung mit der in Fig. 1 dargestellten
identisch. In dieser Hinsicht ist der in Fig. 3 dargestellte
elektrostatische Abscheider von dem in der japanischen
Patentveröffentlichung Nr. 57-43062 dargestellten
unterscheidbar. Die Hochspannungs-Generatorschaltung für Gleichspannung
nach Fig. 3 besteht aus einer
Hochspannungs-Gleichstromversorgung 31 und einer zwischen die
Hochspannungs-Gleichstromversorgung 31 und einen Anschluß der
Staubabscheiderelektroden 34 geschaltete Induktanz 32, die verhindern soll, daß die
von der Hochspannungsimpuls-Generatorschaltung gelieferten
Hochspannungsimpulse zur Hochspannungs-Gleichstromversorgung
31 gelangen. Wie in Fig. 3 dargestellt, ist ein Kondensator
33 derart geschaltet, daß ein Fließen eines von der
Hochspannungs-Gleichstromgeneratorschaltung gelieferten
Ausgangsgleichstroms in die Hochspannungsimpuls-Generatorschaltung
verhindert wird.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel können gleichzeitig eine
Verringerung der Impulsbreite der Ausgangsspannung der
Hochspannungsimpuls-Generatorschaltung, eine hohe Zuverlässigkeit
und eine lange Lebensdauer des Halbleiter-Schaltelements
erzielt werden, was bei herkömmlichen, mit einem Halbleiter-
Schaltelement arbeitenden elektrostatischen Abscheidern
problematisch ist. So läßt sich ein Betrieb mit geringer
Leistungsaufnahme und eine hohe Zuverlässigkeit erzielen.
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Fig. 4 stellt einen elektrostatischen Abscheider gemäß
einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
dar. Der elektrostatische Abscheider gemäß diesem
Ausführungsbeispiel ist ebenfalls, in derselben Weise wie in Fig. 3
dargestellt, aus einer
Hochspannungs-Gleichstromgeneratorschaltung, einer Hochspannungsimpuls-Generatorschaltung und
Staubabscheiderelektroden aufgebaut.
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Abgesehen von der Verwendung eines Entladungsröhren-
Schaltelements anstelle des Halbleiter-Schaltelements ist der
elektrostatische Abscheider nach Fig. 4 mit dem nach Fig. 3
identisch. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann eine höhere
Zuverlässigkeit und eine lange Lebensdauer des
Entladungsröhren-Schaltelements erzielt werden, was bei dem herkömmlichen,
mit einem Entladungsröhren-Schaltelement arbeitenden
elektrostatischen Abscheider des Impulsladungstyps problematisch
ist. So läßt sich ein Betrieb mit geringer Leistungsaufnahme
und eine hohe Zuverlässigkeit erzielen.
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Ferner kann zur Erzielung der gleichen Wirkungen
anstelle des bei diesem Ausführungsbeispiel verwendeten
Entladungsröhren-Schaltelements ein anderer Streckenschalter wie eine
rotierende Funkenstrecke verwendet werden.
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Fig. 5 stellt einen elektrostatischen Abscheider gemäß
einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
dar. Bei diesem elektrostatischen Abscheider dient eine
Stromversorgung 41 der Hochspannungsimpuls-Generatorschaltung
auch als Stromversorgung einer
Hochspannungs-Gleichstromgeneratorschaltung. Hinsichtlich des übrigen Aufbaus ist dieser
elektrostatische Abscheider mit dem in Fig. 3 dargestellten
identisch.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel kann gleichzeitig eine
Verringerung der Impulsbreite der Ausgangsspannung der
Hochspannungsimpuls-Generatorschaltung sowie eine hohe
Zuverlässigkeit und eine lange Lebensdauer des
Halbleiter-Schaltelements erzielt werden, was bei dem herkömmlichen, mit einem
Halbleiter-Schaltelement arbeitenden elektrostatischen
Abscheider des Impulsladungstyps problematisch ist. So läßt
sich ein Betrieb mit geringer Leistungsaufnahme und eine hohe
Zuverlässigkeit erzielen.
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Fig. 6 stellt einen elektrostatischen Abscheider gemäß
einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
dar. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Ausgangsspannung
der Hochspannungsimpuls-Generatorschaltung veränderlich. Der
elektrostatische Abscheider dieses Ausführungsbeispiels weist
einen wesentlichen Schaltungsaufbau auf, der mit dem nach
Fig. 3 identisch ist, abgesehen davon, daß eine
Hochspannungs-Gleichstromversorgung 42 der
Hochspannungsimpuls-Generatorschaltung variabel ist und sättigbare Drosseln 10 und
14, die jeweils eine magnetische Impulskompressionsstufe
bilden, getrennte Rückstellkreise aufweisen, so daß der
Rückstellstrom variabel ist.
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Der Rückstellkreis der sättigbaren Drossel 10 besteht
aus einer Rückstellwicklung 12, einer variablen
Gleichspannungsquelle 43 zum Liefern eines Rückstellstroms und einer
Induktanz 45 zum Hemmen eines in der Rückstellwicklung 12
induzierten Stromtoßes. Die Spannung der variablen
Gleichspannungsquelle ist in Abhängigkeit von dem Spannungspegel der
Hochspannungs-Gleichstromquelle 42 veränderlich, um den
Rückstellstrom zu ändern, so daß die sättigbare Drossel 10 dann
gesättigt ist, wenn von dem Hauptkondensator 3 über ein
Schaltelement 4 und einen Transformator 6 nach Einschalten
eines Schaltelements 4 dem Kondensator 9 ein Maximum an
Ladungen zugeführt wird.
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Hinsichtlich des Rückstellkreises der sättigbaren
Drossei 14 weist die sättigbare Drossel 14 die gleiche Funktion
auf wie die sättigbare Drossel 10.
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Dieses Ausführungsbeispiel liefert einen
elektrostatischen Abscheider mit veränderlicher Ausgangsspannung und
einem hohen Wirkungsgrad.
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Wie oben ausführlich beschrieben, kann erfindungsgemäß
unverbrauchte Energie von der Last wiedergewonnen werden,
wobei der Wirkungsgrad der Energie- Rückgewinnung groß und die
Zuverlässigkeit hoch ist. Insbesondere bei Verwendung der
genannten Hochspannungsimpuls-Generatorschaltung in einem
elektrostatischen Abscheider des Ladungsübertragungstyps läßt
sich die Impulsbreite des Ausgangsimpulses ohne
Verschlechterung der Zuverlässigkeit verringern, was beim bekannten Stand
der Technik problematisch war. So weist der erfindungsgemäße
elektrostatische Abscheider die Vorteile eines niedrigen
Energieverbrauchs und einer hohen Zuverlässigkeit auf.