ITTO20130673A1 - GLASS OVEN PROVIDED WITH A HEAT EXCHANGER GROUP - Google Patents

GLASS OVEN PROVIDED WITH A HEAT EXCHANGER GROUP

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Publication number
ITTO20130673A1
ITTO20130673A1 IT000673A ITTO20130673A ITTO20130673A1 IT TO20130673 A1 ITTO20130673 A1 IT TO20130673A1 IT 000673 A IT000673 A IT 000673A IT TO20130673 A ITTO20130673 A IT TO20130673A IT TO20130673 A1 ITTO20130673 A1 IT TO20130673A1
Authority
IT
Italy
Prior art keywords
heat exchanger
combustion air
combustion
post
flow
Prior art date
Application number
IT000673A
Other languages
Italian (it)
Inventor
Giampaolo Bruno
Alessandro Mola
Augusto Santero
Original Assignee
Stara Glass S P A
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Stara Glass S P A filed Critical Stara Glass S P A
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/235Heating the glass
    • C03B5/237Regenerators or recuperators specially adapted for glass-melting furnaces
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/235Heating the glass
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/50Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

del brevetto per invenzione industriale dal titolo: “FORNO DA VETRO PROVVISTO DI UN GRUPPO SCAMBIATORE DI CALORE” di STARA GLASS S.P.A. of the patent for industrial invention entitled: "GLASS OVEN FITTED WITH A HEAT EXCHANGER GROUP" of STARA GLASS S.P.A.

di nazionalità italiana of Italian nationality

con sede: PIAZZA ROSSETTI, 3A/1 with headquarters: PIAZZA ROSSETTI, 3A / 1

GENOVA (GE) GENOA (GE)

Inventori: BRUNO Giampaolo, MOLA Alessandro, SANTERO Augusto Inventors: BRUNO Giampaolo, MOLA Alessandro, SANTERO Augusto

* ;La presente invenzione è relativa ad un forno da vetro provvisto di un gruppo scambiatore di calore. ;Com’è noto, i forni da vetro in continuo lavorano con temperature dell’ordine di 1500-1600 °C e sono provvisti di scambiatori di calore per pre-riscaldare l’aria comburente tramite il calore posseduto dai fumi in uscita dalla camera di combustione del forno. ;Normalmente, per pre-riscaldare l’aria comburente a temperature di circa 1200-1300 °C si utilizzano scambiatori di calore di tipo rigenerativo, i quali comprendono almeno una coppia di camere di rigenerazione realizzate in materiale refrattario ed aventi rispettive bocche superiori che comunicano con la camera di combustione del forno. Tali forni sono denominati anche come “forni a camere”. Se le due camere in materiale refrattario sono disposte posteriormente, il forno viene denominato “endport” o ;;;1 ;Paolo LOVINO (Iscrizione Albo nr.999/B) “forno con fiamma ad U”; se più camere sono disposte sui lati del forno, quest’ultimo viene denominato “sideport”. ;Per quanto riguarda il funzionamento, il flusso di aria comburente da un ingresso dello scambiatore passa in una delle camere di rigenerazione ed infine entra nella camera di combustione del forno; nel contempo, i fumi escono dalla camera di combustione, passano nell’altra camera di rigenerazione, dove cedono calore, ed escono da un’uscita dello scambiatore. Un sistema di valvole è previsto per invertire il flusso di aria comburente ed il flusso di fumi tra le due camere di rigenerazione con cicli di durata determinata (tipicamente di circa 20 minuti), per cui il calore accumulato nella camera di rigenerazione dove fluiscono i fumi viene ceduta all’aria comburente che transita durante il ciclo successivo. ;È sempre più sentita l’esigenza di abbassare le emissioni inquinanti dei fumi, in particolare gli ossidi di azoto, caratteristici in combustioni ad alta temperatura come nel caso del vetro. A tale scopo, si punta a creare, in camera di combustione, condizioni riducenti, immettendo una quantità di aria comburente inferiore a quella prevista dal rapporto stechiometrico. Nel contempo, per limitare la formazione di ossidi di carbonio e di prodotti incombusti, si deve completare la combustione in uno stadio successivo. In questo modo, gran parte della combustione viene ;;;2 ;Paolo LOVINO (Iscrizione Albo nr.999/B) sviluppata in condizioni riducenti in un primo stadio, con un flusso principale di aria comburente, e si completa la combustione in un secondo stadio, con un flusso secondario di aria comburente denominata comunemente “aria di postcombustione” o “aria di staging”. ;Nei sistemi di post-combustione noti, l’aria di postcombustione è prelevata dall’ambiente esterno e quindi ha una temperatura relativamente bassa. Utilizzando tali sistemi, la quantità di calore ceduta ai fumi nel secondo stadio sarebbe relativamente bassa, ed occorrerebbero un tempo ed una quantità di aria relativamente elevati per completare la post-combustione. ;Scopo della presente invenzione è quello di realizzare un forno da vetro provvisto di un gruppo scambiatore di calore, il quale consenta di risolvere in maniera semplice ed economica gli inconvenienti sopra esposti. ;Secondo la presente invenzione viene realizzato un forno da vetro provvisto di un gruppo scambiatore di calore come definito nella rivendicazione 1. ;L'invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui: ;- la figura 1 illustra in pianta, in modo schematico e parziale, una preferita forma di attuazione del forno da vetro provvisto di un gruppo scambiatore di calore secondo ;;;3 ;Paolo LOVINO (Iscrizione Albo nr.999/B) la presente invenzione; e ;- la figura 2 illustra una variante del forno da vetro della figura 1, che non costituisce parte della presente invenzione. ;In figura 1, con 1 è indicato un forno da vetro (schematicamente illustrato), il quale comprende una camera di combustione 2 (parzialmente illustrata) alimentata tramite gas combustibile oppure olio combustibile in modo noto non descritto in dettaglio. ;Il forno da vetro 1 comprende inoltre un gruppo scambiatore di calore atto a riscaldare un flusso di aria 3 che entra attraverso un ingresso 4 dall’ambiente esterno, ad una temperatura di circa 25 °C. Il calore per riscaldare il flusso di aria 3 viene ceduto da un flusso di fumi 5 che esce dalla camera di combustione 2. ;Il gruppo scambiatore di calore comprende uno scambiatore 10 di calore di tipo rigenerativo, il quale comprende, a sua volta: ;- due camere 11 di rigenerazione, in materiale refrattario, aventi rispettive bocche 12 superiori che sono distinte tra loro e che comunicano con la camera di combustione 2 tramite rispettivi condotti, denominati torrini 13 e realizzati in materiale refrattario; ;- un’uscita 14, la quale è collegata alla parte ;;;4 ;Paolo LOVINO (Iscrizione Albo nr.999/B) inferiore delle camere 11 tramite rispettivi condotti 15 separati e comunica selettivamente con le camere 11 per fare defluire il flusso di fumi 5; ;- un ingresso 16, il quale è collegato ad entrambi i condotti 15 tramite rispettive tubazioni 17 separate e comunica selettivamente con le camere 11 per convogliare un flusso di aria comburente 18; e ;- un insieme di valvole di inversione 19a,19b (schematicamente illustrate), le quali sono disposte nelle tubazioni 17 e, rispettivamente, nei condotti 15 (in posizione intermedia tra l’uscita 14 e l’uscita delle tubazioni 17 nei condotti 15). ;Le valvole 19a,19b sono comandate da una centralina 20 di controllo e comando (schematicamente illustrata) in modo automatico, secondo una strategia non descritta in dettaglio, per essere commutate in maniera sincronizzata tra loro ed invertire il flusso di aria comburente 18 ed il flusso di fumi 5 tra le camere 11 con cicli di durata determinata (ad esempio, di 20 minuti). ;Le valvole 19b dei condotti 15 possono comprendere rispettive paratie o saracinesche mobili (non illustrate), le quali, quando sono in una posizione di chiusura, sono a contatto con i fumi, da un lato, e con aria riscaldata, dall’altro lato. ;Le eventuali paratie sono raffreddate al loro interno ;;;5 ;Paolo LOVINO (Iscrizione Albo nr.999/B) tramite aria, ad esempio aria prelevata dall’aria esterna a temperatura ambiente; oppure ciascuna valvola 19b può essere costituita da una coppia di paratie o saracinesche, le quali sono mobili insieme e definiscono tra loro una intercapedine quando sono in posizione di chiusura. Tale intercapedine, se i regimi termici lo richiedono, può ricevere aria di raffreddamento (ad esempio aria prelevata dall’ambiente esterno) per effetto di una depressione presente naturalmente nell’intercapedine stessa. ;Ancora con riferimento alla figura 1, le camere 11 alloggiano rispettivi fasci di elementi 22 di accumulo termico, di tipo noto e non descritto in dettaglio, i quali accumulano calore durante il ciclo in cui la relativa camera 11 è attraversata dal flusso di fumi 5, e durante il ciclo successivo cedono il calore accumulato al flusso di aria comburente 18 che passa in tale camera 11 in senso opposto prima di entrare nella camera di combustione 2. ;Il gruppo scambiatore di calore comprende, inoltre, uno scambiatore 25 di calore di tipo recuperativo, realizzato preferibilmente in materiale metallico, operante in maniera continua, ossia senza inversioni di flusso tra i fumi e l’aria, e disposto in serie, a monte dello scambiatore 10 considerando il senso di avanzamento del flusso di aria comburente 18. ;Lo scambiatore 25 comprende due passaggi 26 e 27. Il ;;;6 ;Paolo LOVINO (Iscrizione Albo nr.999/B) passaggio 27 riceve il flusso di fumi 5 da un ingresso 30 coincidente con l’uscita 14 e convoglia il flusso di fumi 5 verso un’uscita 31 che comunica con un camino (non illustrato), preferibilmente tramite l’interposizione di un impianto di filtraggio (non illustrato), in modo da scaricare i fumi nell’ambiente. Il passaggio 26 convoglia il flusso di aria 3 dall’ingresso 4 verso un’uscita 28 che comunica con l’ingresso 16 tramite una tubazione 29. Il passaggio 26 comprende due intercapedini disposte attorno a rispettivi tubi verticali, che fanno parte del passaggio 27: l’aria ed i fumi fluiscono in controcorrente e scambiare calore attraverso le pareti metalliche dei tubi verticali che separano i passaggi 26,27. ;Preferibilmente, la tubazione 29 ha una derivazione definita da una tubazione 35, grazie alla quale è possibile spillare aria riscaldata 36 dal flusso di aria 3. L’aria riscaldata 36 è “pulita” ossia è convogliata in condotti distinti da quelli dei fumi e può essere utilizzata per scopi diversi, ad esempio per teleriscaldamento, per preriscaldare il combustibile da inviare alla camera di combustione 2 e/o il materiale che deve essere fuso (tale materiale è definito da materie prime, oppure da una miscela di materie prime e di rottami di vetro da riciclare). ;La portata di aria riscaldata 36 spillata viene ;;;7 ;Paolo LOVINO (Iscrizione Albo nr.999/B) regolata da una valvola 37 (schematicamente illustrata) disposta nella tubazione 35 e comandata dalla centralina 20 in funzione di parametri memorizzati e di segnali forniti da sensori (non illustrati), di modo che il flusso di aria comburente 18 rimasta ed entrante nello scambiatore 10 abbia la portata teorica necessaria per ottenere una determinata potenza termica, e/o una determinata temperatura, e/o un determinato rapporto stechiometrico con il combustibile nella camera di combustione. ;Secondo varianti non illustrate, lo scambiatore 25 è costituito da due o più stadi recuperativi disposti in serie, ed eventualmente è previsto uno spillamento di aria riscaldata tra tali stadi. ;In uso, i fumi hanno una temperatura di circa 1500° C in corrispondenza delle bocche 12, una temperatura di 650-1050 °C all’uscita 14 / ingresso 30, e di circa 200 °C in corrispondenza dell’uscita 31; e l’aria ha una temperatura di 300-750 °C all’uscita 28 / ingresso 16, e di circa 1250 °C in corrispondenza delle bocche 12. ;I torrini 13, selettivamente, possono ricevere un flusso di aria di post-combustione 38 per ottenere una post-combustione nei fumi uscenti, dopo che il flusso di aria comburente 18 è stato bruciato con il combustibile in condizioni riducenti nella camera di combustione 2. ;Secondo l’invenzione, il flusso di aria di post- ;;;8 ;Paolo LOVINO (Iscrizione Albo nr.999/B) combustione 38 è formato da aria che è stata riscaldata dal gruppo scambiatore di calore del forno da vetro 1, per cui la temperatura dell’aria di post-combustione è decisamente superiore alla temperatura ambiente. ;Nella forma di attuazione della figura 1, l’aria di post-combustione è derivata da un punto a monte delle camere 11, ossia è definita da aria che è stata riscaldata dallo scambiatore 25. In particolare, l’aria di postcombustione è derivata tramite un condotto 39, il cui ingresso comunica con l’ingresso 16 e l’uscita 28. In altre parole, il condotto 39 è una derivazione che spilla aria di post-combustione dall’aria che è stata pre-riscaldata dall’intero scambiatore 25. ;Il condotto 39 si divide in due rami 40, che terminano rispettivamente nei torrini 13 e sono provvisti di rispettive valvole 19c (schematicamente illustrate) comandate dalla centralina 20 in modo sincronizzato con le valvole 19a e 19b per aprire / chiudere i rami 40 in modo selettivo e lasciare fluire il flusso di aria di postcombustione 38 nel torrino 13 dove passano i fumi, mentre viene bloccato il passaggio di aria verso l’altro torrino 13, dove scorre invece il flusso di aria comburente 18. ;Quando vengono invertiti il flusso di aria comburente 18 ed il flusso di fumi 5 tra le camere 11, le valvole 19c vengono commutate anch’esse (quella che era aperta diventa ;;;9 ;Paolo LOVINO (Iscrizione Albo nr.999/B) chiusa, e quella che era chiusa diventa aperta), in modo da cambiare il torrino 13 dove provocare la post-combustione. ;Preferibilmente, sono previste una o più valvole di regolazione per variare la portata del flusso di aria di post-combustione 38. Convenientemente, le valvole 19c sono configurate in modo da svolgere non solo la funzione di intercettazione, ma anche questa funzione di regolazione della portata, variando il proprio grado di apertura in risposta al comando della centralina 20. ;Nella forma di attuazione della figura 1, l’aria di post-combustione è “pulita”, ossia non è entrata in contatto con i fumi, per cui la sua composizione può essere determinata. ;Secondo una variante non illustrata, lo scambiatore 25 è costituito da più stadi recuperativi disposti in serie, e l’ingresso del condotto 39 comunica con una zona intermedia del passaggio 26 tra tali stadi. ;La figura 2 mostra una variante che non costituisce parte della presente invenzione. I suoi componenti sono indicati ove possibile dai medesimi numeri di riferimento della figura 1. A differenza della figura 1, il gruppo scambiatore di calore potrebbe essere costituito solamente dallo scambiatore 10, ossia essere privo dello scambiatore 25 recuperativo. I due torrini 13 comunicano tra loro attraverso un condotto 42, realizzato preferibilmente in ;;;10 ;Paolo LOVINO (Iscrizione Albo nr.999/B) materiale ceramico. ;Il torrino 13 in cui scorre aria comburente opera naturalmente ad una pressione maggiore di quella nel torrino 13 in cui scorrono i fumi. Pertanto, una parte dell’aria comburente può naturalmente essere spillata attraverso il condotto 42, prima di arrivare alla camera di combustione 2, in risposta alla differenza di pressione tra i due torrini 13, quindi senza necessità di azionare alcuna valvola di intercettazione. ;Preferibilmente, una valvola di regolazione 43 in materiale ceramico è comunque prevista nel condotto 42, al fine di calibrare la portata del flusso di aria di postcombustione 38 che arriva dal torrino 13 adiacente. ;Il flusso di aria di post-combustione 38 viene convogliato in maniera adeguata dalle forme prescelte dal condotto 42, il quale è appositamente dimensionato in modo da garantire la portata in base alle esigenze. Ad esempio, se si ritiene di lavorare nella camera di combustione in condizioni riducenti in forma limitata viene deviata una piccola quota di aria di combustione verso il torrino opposto, convogliandone la gran parte verso la camera di combustione per la combustione primaria. Viceversa, se sono richieste condizioni riducenti più pronunciate, si aumenta la quota inviata direttamente nel torrino dei fumi togliendola da quella prevista per la combustione primaria. ;;;11 ;Paolo LOVINO (Iscrizione Albo nr.999/B) L’impianto di figura 1 mostra l’applicazione della post-combustione ad un forno dotato di sistema di recupero del calore di tipo ibrido rigenerativo/recuperativo, mentre la variante di figura 2 è applicabile anche ad un tradizionale forno di tipo solamente rigenerativo. ;In questa variante, l’aria di post-combustione è “sporcata” dal passaggio nelle camere 11, ma raggiunge una temperatura decisamente più elevata (circa 1250 °C). Inoltre la soluzione è relativamente più compatta e ha un numero minore di componenti, rispetto alla forma di attuazione di figura 1. ;Da quanto sopra esposto, è evidente come il forno da vetro 1 riesca a ridurre l’inquinamento dei fumi da ossidi di azoto generando condizioni riducenti nella camera di combustione 2 e provocando una post-combustione nei fumi uscenti attraverso i torrini 13. ;Il calore provocato dalla post-combustione innalza la temperatura dei fumi, i quali cedono tale calore poi all’aria comburente (e quindi dell’aria di postcombustione) attraverso il gruppo scambiatore di calore. ;L’aria di post-combustione, essendo riscaldata, ha una temperatura decisamente superiore a quella dell’ambiente esterno, per cui la post-combustione può raggiungere facilmente una efficienza elevata ed essere completata in tempi brevi e con quantità d’aria limitate. Nel contempo, ;;;12 ;Paolo LOVINO (Iscrizione Albo nr.999/B) non sono richiesti sistemi di riscaldamento aggiuntivi, oltre al gruppo scambiatore di calore già previsto normalmente nel forno da vetro 1. ;Da quanto precede appare, infine, evidente che al forno da vetro 1 descritto possono essere apportate modifiche e varianti che non esulano dal campo di protezione della presente invenzione, come definita dalle rivendicazioni allegate. ;In particolare, lo scambiatore di tipo recuperativo potrebbe avere caratteristiche costruttive diverse da quelle mostrate a titolo di esempio. Inoltre, le tubazioni 17 potrebbero confluire direttamente nelle camere 11 in parallelo ai condotti 15. ;Inoltre, l’aria di post-combustione potrebbe essere immessa nei torrini 13 in posizione diversa da quella schematicamente indicata, ad esempio tramite un condotto che attraversa la volta o tetto dei torrini 13. ;;;13 ;Paolo LOVINO (Iscrizione Albo nr.999/B) * * The present invention relates to a glass furnace provided with a heat exchanger unit. ; As is known, continuous glass furnaces work with temperatures of the order of 1500-1600 ° C and are equipped with heat exchangers to pre-heat the combustion air by means of the heat possessed by the fumes leaving the chamber. furnace combustion. Normally, to pre-heat the combustion air to temperatures of about 1200-1300 ° C, regenerative type heat exchangers are used, which include at least one pair of regeneration chambers made of refractory material and having respective upper openings which communicate with the combustion chamber of the furnace. These ovens are also referred to as "chamber ovens". If the two chambers in refractory material are placed at the rear, the oven is called "endport" or ;;; 1; Paolo LOVINO (Registration nr. 999 / B) "oven with U-flame"; if several chambers are arranged on the sides of the oven, the latter is called "sideport". As regards operation, the flow of combustion air from an inlet of the exchanger passes into one of the regeneration chambers and finally enters the combustion chamber of the furnace; at the same time, the fumes leave the combustion chamber, pass into the other regeneration chamber, where they release heat, and come out from an outlet of the exchanger. A system of valves is provided to reverse the flow of combustion air and the flow of fumes between the two regeneration chambers with cycles of specific duration (typically about 20 minutes), so that the heat accumulated in the regeneration chamber where the fumes flow it is released to the combustion air which passes during the next cycle. ; The need is increasingly felt to lower the polluting emissions of fumes, in particular nitrogen oxides, which are characteristic in high-temperature combustion as in the case of glass. For this purpose, the aim is to create reducing conditions in the combustion chamber by introducing a quantity of combustion air lower than that foreseen by the stoichiometric ratio. At the same time, to limit the formation of carbon oxides and unburnt products, the combustion must be completed at a later stage. In this way, a large part of the combustion is ;;; 2; Paolo LOVINO (Registration No. 999 / B) developed in reducing conditions in a first stage, with a main flow of combustion air, and combustion is completed in a second stage, with a secondary flow of combustion air commonly referred to as “afterburning air” or “staging air”. ; In known post-combustion systems, the post-combustion air is taken from the external environment and therefore has a relatively low temperature. Using such systems, the amount of heat released to the fumes in the second stage would be relatively low, and it would take a relatively long time and amount of air to complete the post-combustion. The object of the present invention is that of realizing a glass furnace provided with a heat exchanger unit, which allows the above mentioned drawbacks to be solved in a simple and economical way. According to the present invention, a glass furnace is provided which is provided with a heat exchanger assembly as defined in claim 1. The invention will now be described with reference to the attached drawings, which illustrate a non-limiting embodiment thereof, in which: ; - figure 1 is a schematic and partial plan view of a preferred embodiment of the glass kiln provided with a heat exchanger unit according to ;;; 3; Paolo LOVINO (Registration No. 999 / B) the present invention; and; - Figure 2 illustrates a variant of the glass furnace of Figure 1, which does not form part of the present invention. In Figure 1, 1 indicates a glass furnace (schematically illustrated), which comprises a combustion chamber 2 (partially illustrated) fed by fuel gas or fuel oil in a known way not described in detail. ; The glass furnace 1 also comprises a heat exchanger unit suitable for heating a flow of air 3 that enters through an inlet 4 from the external environment, at a temperature of about 25 ° C. The heat to heat the air flow 3 is released by a flue gas flow 5 that comes out of the combustion chamber 2. The heat exchanger assembly comprises a regenerative heat exchanger 10, which in turn comprises:; - two regeneration chambers 11, made of refractory material, having respective upper openings 12 which are distinct from each other and which communicate with the combustion chamber 2 through respective ducts, called turrets 13 and made of refractory material; ; - an outlet 14, which is connected to the lower part ;;; 4; Paolo LOVINO (Registration No. 999 / B) of the chambers 11 through respective separate ducts 15 and selectively communicates with the chambers 11 to let the flow flow of fumes 5; - an inlet 16, which is connected to both ducts 15 by respective separate pipes 17 and selectively communicates with the chambers 11 to convey a flow of combustion air 18; and; - a set of reversing valves 19a, 19b (schematically illustrated), which are arranged in the pipes 17 and, respectively, in the pipes 15 (in an intermediate position between the outlet 14 and the outlet of the pipes 17 in the pipes 15 ). ; The valves 19a, 19b are controlled by a control and command unit 20 (schematically illustrated) in an automatic way, according to a strategy not described in detail, to be switched in a synchronized manner and to invert the flow of combustion air 18 and the flue gas flow 5 between chambers 11 with cycles of specific duration (for example, 20 minutes). ; The valves 19b of the ducts 15 can comprise respective movable bulkheads or gate valves (not shown), which, when in a closed position, are in contact with the fumes, on one side, and with heated air, on the other side. . ; Any bulkheads are cooled inside them ;;; 5; Paolo LOVINO (Registration No. 999 / B) by air, for example air taken from the outside air at room temperature; or each valve 19b can be constituted by a pair of bulkheads or gate valves, which are movable together and define a gap between them when they are in the closed position. This cavity, if the thermal regimes require it, can receive cooling air (for example air drawn from the external environment) as a result of a depression naturally present in the cavity itself. Still with reference to Figure 1, the chambers 11 house respective bundles of thermal storage elements 22, of a known type and not described in detail, which accumulate heat during the cycle in which the relative chamber 11 is crossed by the flow of fumes 5 , and during the next cycle they release the accumulated heat to the combustion air flow 18 which passes into said chamber 11 in the opposite direction before entering the combustion chamber 2.; The heat exchanger assembly also comprises a heat exchanger 25 of recovery type, preferably made of metallic material, operating continuously, ie without flow reversals between the fumes and the air, and arranged in series, upstream of the exchanger 10 considering the direction of advancement of the combustion air flow 18.; The exchanger 25 includes two passages 26 and 27. Il ;;; 6; Paolo LOVINO (Registration nr. 999 / B) passage 27 receives the flue gas flow 5 from an inlet 30 coinciding with the outlet 14 and c it encourages the flow of fumes 5 towards an outlet 31 which communicates with a chimney (not shown), preferably through the interposition of a filtering system (not shown), in order to discharge the fumes into the environment. The passage 26 conveys the flow of air 3 from the inlet 4 to an outlet 28 which communicates with the inlet 16 through a pipe 29. The passage 26 comprises two air spaces arranged around respective vertical pipes, which are part of the passage 27: the air and fumes flow counter-current and exchange heat through the metal walls of the vertical pipes that separate the passages 26,27. Preferably, the pipe 29 has a derivation defined by a pipe 35, thanks to which it is possible to bleed heated air 36 from the air flow 3. The heated air 36 is "clean" that is, it is conveyed into ducts distinct from those of the fumes and can be used for different purposes, for example for district heating, to preheat the fuel to be sent to the combustion chamber 2 and / or the material to be melted (this material is defined by raw materials, or by a mixture of raw materials and glass cullet to be recycled). ; The flow rate of heated air 36 tapped is ;;; 7; Paolo LOVINO (Registration No. 999 / B) regulated by a valve 37 (schematically illustrated) arranged in pipe 35 and controlled by the control unit 20 as a function of memorized parameters and signals supplied by sensors (not shown), so that the remaining combustion air flow 18 entering the exchanger 10 has the theoretical flow rate necessary to obtain a certain heat output, and / or a certain temperature, and / or a certain stoichiometric ratio with the fuel in the combustion chamber. According to variants that are not shown, the exchanger 25 is made up of two or more recovery stages arranged in series, and possibly a tapping of heated air between these stages is provided. ; In use, the fumes have a temperature of about 1500 ° C at the vents 12, a temperature of 650-1050 ° C at the outlet 14 / inlet 30, and about 200 ° C at the outlet 31; and the air has a temperature of 300-750 ° C at the outlet 28 / inlet 16, and of about 1250 ° C at the outlets 12.; The roof fans 13, selectively, can receive a flow of post-combustion air 38 to obtain a post-combustion in the outgoing fumes, after the combustion air flow 18 has been burned with the fuel under reducing conditions in the combustion chamber 2. According to the invention, the post-combustion air flow; 8; Paolo LOVINO (Registration No. 999 / B) combustion 38 is formed by air that has been heated by the heat exchanger unit of the glass furnace 1, so the temperature of the post-combustion air is decidedly higher than the temperature environment. In the embodiment of Figure 1, the post-combustion air is derived from a point upstream of the chambers 11, i.e. it is defined by air which has been heated by the exchanger 25. In particular, the post-combustion air is derived through a duct 39, the inlet of which communicates with the inlet 16 and the outlet 28. In other words, the duct 39 is a branch that draws post-combustion air from the air that has been pre-heated by the entire exchanger 25.; The duct 39 is divided into two branches 40, which respectively terminate in the roof fans 13 and are provided with respective valves 19c (schematically illustrated) controlled by the control unit 20 in a synchronized manner with the valves 19a and 19b to open / close the branches 40 selectively and let the afterburner air flow 38 flow into the flue 13 where the fumes pass, while the passage of air to the other flue 13 is blocked, where the combustion air flow 18 flows instead. the flow of combustion air 18 and the flow of fumes 5 between the chambers 11, the valves 19c are also switched (the one that was open becomes ;;; 9; Paolo LOVINO (Registration No. 999 / B) closed, and the one that was closed becomes open), in order to change the fan 13 where to cause the post-combustion. Preferably, one or more regulating valves are provided to vary the flow rate of the post-combustion air flow 38. Conveniently, the valves 19c are configured so as to perform not only the interception function, but also this function of regulating the flow rate, by varying its degree of opening in response to the command of the control unit 20.; In the embodiment of figure 1, the post-combustion air is "clean", that is, it has not come into contact with the its composition can be determined. According to a variant not shown, the exchanger 25 consists of several recovery stages arranged in series, and the inlet of the duct 39 communicates with an intermediate area of the passage 26 between these stages. Figure 2 shows a variant which does not form part of the present invention. Its components are indicated where possible by the same reference numbers as in Figure 1. Unlike Figure 1, the heat exchanger assembly could consist only of the exchanger 10, that is, without the recuperative exchanger 25. The two towers 13 communicate with each other through a conduit 42, preferably made of ;;; 10; Paolo LOVINO (Registration No. 999 / B) ceramic material. ; The tower 13 in which the combustion air flows naturally operates at a higher pressure than that in the tower 13 in which the fumes flow. Therefore, a part of the combustion air can naturally be tapped through the duct 42, before reaching the combustion chamber 2, in response to the pressure difference between the two roof fans 13, therefore without the need to operate any shut-off valve. Preferably, a regulation valve 43 made of ceramic material is in any case provided in the duct 42, in order to calibrate the flow rate of the post-combustion air flow 38 arriving from the adjacent roof fan 13. The post-combustion air flow 38 is suitably conveyed by the chosen shapes by the duct 42, which is specially sized so as to guarantee the flow rate according to the needs. For example, if you think you are working in the combustion chamber in limited reducing conditions, a small amount of combustion air is diverted to the opposite fan, conveying most of it towards the combustion chamber for primary combustion. Vice versa, if more pronounced reducing conditions are required, the quota sent directly to the flue gas tower is increased, removing it from that foreseen for primary combustion. ;;; 11; Paolo LOVINO (Registration No. 999 / B) The plant in figure 1 shows the application of post-combustion to a furnace equipped with a hybrid regenerative / recuperative heat recovery system, while the variant of figure 2 is also applicable to a traditional furnace of the purely regenerative type. ; In this variant, the post-combustion air is "dirty" by the passage in the chambers 11, but reaches a much higher temperature (about 1250 ° C). Furthermore, the solution is relatively more compact and has fewer components than the embodiment of figure 1.; From the above, it is evident that the glass furnace 1 is able to reduce the pollution of the fumes from nitrogen oxides generating reducing conditions in the combustion chamber 2 and causing a post-combustion in the fumes exiting through the roof towers 13.; The heat caused by the post-combustion raises the temperature of the fumes, which then transfer this heat to the combustion afterburning air) through the heat exchanger assembly. ; The post-combustion air, being heated, has a much higher temperature than that of the external environment, so the post-combustion can easily reach a high efficiency and be completed in a short time and with limited quantities of air. At the same time, ;;; 12; Paolo LOVINO (Registration nr. 999 / B) no additional heating systems are required, in addition to the heat exchanger unit already normally provided in the glass furnace 1.; From the foregoing it appears, finally, It is clear that modifications and variations may be made to the glass furnace 1 described which do not go beyond the scope of the present invention, as defined by the attached claims. In particular, the recuperative type exchanger could have constructive characteristics different from those shown by way of example. Furthermore, the pipes 17 could flow directly into the chambers 11 in parallel with the ducts 15.; Furthermore, the post-combustion air could be introduced into the roof fans 13 in a position other than that schematically indicated, for example through a duct that crosses the vault. o roof of the towers 13. ;;; 13; Paolo LOVINO (Registration nr. 999 / B) *

Claims (1)

RIVENDICAZIONI 1.- Forno da vetro (1) comprendente: - una camera di combustione (2); - un gruppo scambiatore di calore atto a pre-riscaldare aria comburente tramite calore di fumi prodotti nella detta camera di combustione (2); detto gruppo comprendendo un primo scambiatore di calore (10), il quale è di tipo rigenerativo e comprende: a) almeno due camere di rigenerazione (11) comunicanti con detta camera di combustione (2) attraverso rispettivi torrini (13); b) mezzi valvolari di inversione (19a,19b) comandabili in modo da invertire un flusso di aria comburente (18) ed un flusso di fumi (5) tra le dette camere di rigenerazione (11) con cicli di durata determinata; - mezzi di convogliamento (39) terminanti in detti torrini (13) per immettere aria di post-combustione (38); detti mezzi di convogliamento (39) derivando detta aria di post-combustione da aria comburente che è stata preriscaldata da detto gruppo scambiatore di calore; caratterizzato dal fatto che detto gruppo scambiatore di calore comprende un secondo scambiatore di calore (25), il quale è di tipo recuperativo ed è disposto a monte del detto primo scambiatore di calore (10); detti mezzi di 14 Paolo LOVINO (Iscrizione Albo nr.999/B) convogliamento comprendendo un condotto (39), che deriva detta aria di post-combustione da un punto a monte delle dette camere di rigenerazione (11) e che si divide in due rami (40); detti rami (40) terminando rispettivamente in detti torrini (13) ed essendo provvisti di rispettive valvole di intercettazione (19c); dette valvole di intercettazione (19c) essendo comandate in modo sincronizzato con detti mezzi valvolari di inversione (19a,19b) per aprire/chiudere detti rami (40) in modo selettivo ed immettere detta aria di post-combustione nei fumi uscenti dalla detta camera di combustione (2). 2.- Forno da vetro secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che dette valvole di intercettazione definiscono anche rispettive valvole di regolazione della portata. 3.- Forno da vetro secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detto secondo scambiatore di calore (25) comprende un’uscita d’aria comburente (28) collegata con un ingresso d’aria comburente (16) del detto primo scambiatore di calore (10) e comunicante con un ingresso del detto condotto (39). p.i.: STARA GLASS S.P.A. Paolo LOVINO 15 Paolo LOVINO (Iscrizione Albo nr.999/B)CLAIMS 1.- Glass oven (1) comprising: - a combustion chamber (2); - a heat exchanger unit adapted to pre-heat combustion air by means of the heat of the fumes produced in the said combustion chamber (2); said group comprising a first heat exchanger (10), which is of the regenerative type and comprises: a) at least two regeneration chambers (11) communicating with said combustion chamber (2) through respective towers (13); b) inversion valve means (19a, 19b) controllable so as to reverse a flow of combustion air (18) and a flow of fumes (5) between the said regeneration chambers (11) with cycles of predetermined duration; - conveying means (39) terminating in said towers (13) for introducing post-combustion air (38); said conveying means (39) deriving said post-combustion air from combustion air which has been preheated by said heat exchanger assembly; characterized in that said heat exchanger assembly comprises a second heat exchanger (25), which is of the recuperative type and is arranged upstream of said first heat exchanger (10); said means of 14 Paolo LOVINO (Registration nr. 999 / B) conveyor including a duct (39), which derives said post-combustion air from a point upstream of said regeneration chambers (11) and which divides into two branches (40) ; said branches (40) ending respectively in said towers (13) and being provided with respective shut-off valves (19c); said shut-off valves (19c) being controlled in a synchronized manner with said inversion valve means (19a, 19b) to selectively open / close said branches (40) and introduce said post-combustion air into the fumes exiting from said chamber combustion (2). 2.- Glass furnace according to Claim 1, characterized in that said shut-off valves also define respective valves for regulating the flow rate. 3.- Glass furnace according to Claim 1 or 2, characterized in that said second heat exchanger (25) comprises a combustion air outlet (28) connected to a combustion air inlet (16) of said first heat exchanger (10) and communicating with an inlet of said duct (39). p.i .: STARA GLASS S.P.A. Paolo LOVINO 15 Paolo LOVINO (Registration nr. 999 / B)
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