KR20120031938A - 전로 내의 온도를 제어하는 시스템 및 방법 - Google Patents

전로 내의 온도를 제어하는 시스템 및 방법 Download PDF

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필립 디. 페리
시. 오스카 성
데일 에이. 게르케
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오웬스-브로크웨이 글라스 컨테이너 인코퍼레이티드
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Abstract

본원은 유리 전로(11) 내의 온도를 제어하는 시스템과 방법을 제공하는 것이다. 1실시예에서, 시스템은 전로에 배치된 적어도 1개의 버너(24)와, 상기 버너에 연결된 매니폴드(22)와, 상기 버너에 연결된 연소연료 공급기(26)와, 주위 압력 공기를 매니폴드(22)로 송출하기 위한 연소 공기 송풍기(20), 및 버너의 작동을 제어하기 위해 버너에 연결된 제어기(30)를 포함한다. 상기 시스템은 송풍기에 의해 매니폴드로 송출된 공기의 온도를 나타내는 온도신호를 제어기로 보내기 위해 송풍기 하류에 연결되어 작동하는 온도센서(36)를 포함한다. 상기 제어기는 매니폴드에 공급된 공기의 유동 온도의 함수로 버너의 작동을 제어하기 위한 온도신호에 응답한다. 또한, 버너의 작동도 이전 기간 동안의 평균 공기온도의 함수로 제어된다.

Description

전로 내의 온도를 제어하는 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING TEMPERATURE IN A FOREHEARTH}
본 발명은 유리제품 성형에 관한 것으로서, 특히 전로(前爐)의 온도를 제어하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
유리제품 제조 시, 1개 이상의 연소버너에 의해 그 온도가 유지되는 유리 전로가 제공되는 것으로 알려져 있다. 상기 버너의 작동은 전로의 1개 이상의 구역의 측벽 채널에 용융된 유리와 접촉하게 배치된 열전쌍(thermocouples)으로부터 얻은 피드백의 함수로 제어된다.
따라서, 내-유리 열전쌍(in-glass thermocouples)에 의해 감지되는 유리 온도의 검출된 변화가 전로의 주어진 구역에서 원하는 유리 온도를 달성하도록 원하는 대로 버너 출력을 변경하는데 사용된다. 상기 방식이 전로 구역의 온도를 조정하는 대체로 정확한 방법이긴 하지만, 내-유리 열전쌍이 비싸며 주어진 전로를 위한 많은 자본투자를 필요로 한다.
본원은 여러 면이 서로 분리 또는 조합되어 실시되는 것이다.
1실시예에서, 1시스템이 전로 내의 온도를 제어하기 위해 제공되며, 상기 전로는 전로 내의 유리를 가열하기 위해 전로에 배치된 적어도 1개의 버너와, 상기 버너에 연결된 매니폴드와, 상기 버너에 연결된 연소연료 공급기와, 압력 주위공기를 매니폴드로 송출하기 위한 연소공기 송풍기, 및 버너의 작동을 제어하기 위해 버너에 연결된 제어기를 포함한다. 상기 시스템은 송풍기 하류에 연결되어 작동하는 온도 센서를 포함하여, 송풍기에 의해 매니폴드로 송출되는 공기 온도를 나타내는 신호를 제어기에 보낸다. 제어기는 이 온도 신호에 응답하여 매니폴드에 공급되는 공기의 유동 온도(current temperature)의 함수(function)로 버너의 작동을 제어한다. 또한, 상기 제어기는 이전(preceding) 기간 동안에 걸친 평균 공기온도의 함수로 버너의 작동도 제어한다. 1형태에서, 평균 공기온도는 사전 결정된 기간 동안의 무빙(moving) 평균 공기온도이다.
적어도 1실시예에 따라서, 전로 내의 유리를 가열하기 위해 전로와 연관된 적어도 1개의 버너와, 상기 버너에 연결된 매니폴드와, 상기 버너에 연결된 연소연료 공급기, 및 상기 매니폴드에 압력 주위공기를 송출하는 송풍기를 포함하는 전로 내의 유리 온도를 제어하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 버너에 제공된 연소공기 압력을 나타내는 신호를 제어기에 제공하는 단계와, 송풍기 하류의 공기온도를 나타내는 신호를 제어기에 보내는 단계, 및 상기 압력과 온도 신호의 함수로 버너의 출력을 제어하는 단계를 포함한다. 적어도 1형태에서, 연소 공기/연료 혼합물의 질량유량은 연소 공기온도를 변경하는 동안 일정하게 유지되어 적어도 예를 들어 주위 공기온도의 변화에 영향을 감소시킨다.
적어도 1실시예에 따라서, 전로 내의 유리를 가열하기 위해 전로와 연관된 적어도 1개의 버너와, 상기 버너에 연결된 매니폴드와, 상기 버너에 연결된 연소연료 공급기와, 상기 매니폴드에 압력 주위공기를 송출하는 연소공기 송풍기, 및 상기 매니폴드와 연통하는 냉각공기 공급기를 포함하는 전로 내의 유리 온도를 제어하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 매니폴드에 제공된 냉각공기 양의 함수로 공칭 버너 압력곡선을 발생시키는 단계를 포함하며, 상기 압력곡선은 원하는 온도조건의 제1범위에 걸쳐 버너의 하류 온도가 적어도 우선적으로(primarily) 시스템에 제공된 냉각공기의 양을 조정하여 제어되는 제1부분과, 제1범위와는 다른 원하는 온도조건의 제2범위에 걸쳐 버너의 하류 온도가 적어도 우선적으로 버너 압력을 조정하여 제어되는 제2부분을 포함한다. 상기 방법은 또한, 공칭 버너 압력곡선의 함수로 버너 압력을 제어하는 단계도 포함한다. 1형태에서, 버너압력은 송풍기의 하류 유동 공기온도의 함수로 제어되며, 또한 이전 기간 동안의 송풍기의 하류 평균 공기온도의 함수로 제어될 수도 있다.
이하, 본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점을 첨부 도면을 참고로 하여 설명한다.
도1은 전로를 포함하는 유리성형 시스템의 일부를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도2는 주위 공기온도의 변화에 대한 보상(compensation)을 하지 않은 주위 공기온도의 함수로 서로 다른 전로 구역에서의 유리온도의 그래프이다.
도3은 주위 공기온도의 변화에 대한 보상을 한 주위 공기온도의 함수로 서로 다른 전로 구역에서의 유리온도의 그래프이다.
도4는 유입 공기온도의 함수로 연소버너 압력제어를 포함하는 유리 전로용 제어 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도5는 유입 공기온도의 함수로 연소 버너압력 제어부를 포함하며 사전 결정된 열 냉각 곡선에 기초한 전로 제어 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도6은 도5의 제어 시스템에 사용되는 것과 같은 대표적인 열-냉각 곡선을 나타낸 도면이다.
이하, 첨부 도면을 참고로 하여 설명한다. 도1은 유리제품을 제조하는 동안 그것을 통해 용융된 유리가 흐르는 유리 전로(11)를 포함하는 유리제품 성형 시스템(10)의 일 부분을 나타낸 도면이다. 상기 전로(11)는 후방, 중간, 및 전방 유체흐름 통과 구역(12, 14, 16)을 포함하며, 그 각각은 예를 들어 여러 구역(12, 14, 16) 내에서 온도의 피드백 제어를 하기 위한 1개 이상의 열전쌍(18)을 포함한다. 팬(fan) 또는 연소공기 송풍기(20)는 연소공기를 여러 구역(12, 14, 16)으로 전하는 메인 헤더 또는 매니폴드(22)로 주위 압력 공기가 강제 유동하여 흘러가게 한다. 각 구역(12-16)은 1개 이상의 연소 버너(24)를 포함하거나, 그 안에 수취하거나, 또는 다르게 연관되어 있다. 매니폴드(22)는 연료 공급기(26)로부터 나온 연료와 연소 송풍기(20)로부터 나온 공기의 가연성 혼합물을 연소 버너(24)로 분배한다. 주어진 연소버너(24)를 통과하는 가연성 혼합물의 유량은 밸브(28)에 의해 제어되며, 밸브의 위치 또는 개방 정도는 적절한 제어기(30)에 의해 설정 및 제어된다. 또한, 상기 제어기(30)는 송풍기(20)의 작동, 연료 공급기(26)로부터 매니폴드로의 유량(예를 들어, 밸브(32)에 의한), 전로 구역(12, 14, 16)으로의 냉각공기 공급기(31)의 유량(예를 들어, 1개 이상의 냉각공기 공급기 밸브(33)의 제어에 의한) 및 유리성형 시스템(10) 내의 그 밖의 많은 다른 작용들을 제어한다. 물론, 다중 제어기에는 각각이 소망에 따라 처리되는 임의적인 과제가 주어질 수 있으며, 연료 공급기(26)는 매니폴드(22)를 통하거나 매니폴드(22)의 하류에서 버너에 연결된다.
사용 시, 연소버너(24)에 공급된 주위 연소공기의 온도는 변경되며, 연소버너(24)를 통해 흐르는 공기의 밀도도 변경될 수 있다. 따라서, 공기온도의 변화에 따라 연소 버너(24)를 통해 흐르는 가스와 공기의 질량유량이 밸브(28)의 주어진 위치에 대해 변화할 수 있다. 이런 방식으로, 연소 버너(24)의 출력은 제어밸브의 주어진 설정점(즉, 밸브의 주어진 위치)에 걸쳐 변화할 수 있고, 따라서, 유사하게 전로 구역 내의 온도를 변경할 수 있다.
또한, 연소 송풍기(20)의 배출 압력은 시스템이 송풍기(20)로부터 흡입하는 공기의 양과, 송풍기(20)로 공급되는 공기의 주위온도의 함수로 변화한다. 유리 온도에 기초한 피드백 제어와 같은 자동 온도제어를 사용하는 시스템에서는 공급압력의 변화를 발생시키는 연소 송풍기(20)로부터의 용량 변화 요구(varying volume demand)가 있다. 단일 송풍기(20)가 단일 전로(11)상의 연소 구역(12, 14, 16)중의 1개 구역 이상 또는 전체 구역으로 공기를 제공하기 때문에, 전로(11) 내의 어떤 단일 구역(12, 14, 16)에서 원하는 용량의 변화는 다른 구역과 상호 작용하며 다른 구역으로의 공급압력에 영향을 미칠 수 있다. 또한, 송풍기(20)의 유입구의 주위 공기온도는 주어진 파워 요구에 대한 송풍기(20)의 배출구 압력에 역효과를 갖는다. 배출구 압력에 대한 이 효과는 전로(11) 내의 모든 연소구역(12, 14, 16)에 공동으로 동일한 방향으로(즉, 압력 증가 또는 감소 방향) 미칠 것이다. 따라서, 송풍기(20)를 통해 흐르는 공기온도가 증가하면, 송풍기(20)의 배출구 공급압력은 감소하며, 그 역도 같다.
또한, 송풍기(20)에 공급된 주위 공기의 온도변화는 송풍기에서 공기 밀도의 변화를 가져온다. 그리고, 송풍기(20) 자체는 시스템(10)의 요구의 함수로 변화하는 송풍기에 의해 공기에 적용된 일(work) 또는 열(heat) 량으로 공기를 가열할 수 있다. 일반적으로, 송풍기(20)로부터의 다량의 공기 요구는 공기가 송풍기에 짧은 기간 동안 체류하여 송풍기에 의해 덜 가열되게 하는 반면에, 시스템(10)에 의한 소량의 요구는 공기가 송풍기(20)에 의해 더 가열되게 함을 의미한다. 따라서, 송풍기(20)에 의해 일어나는 온도변화와 주위 온도변화는 송풍기(20)의 배출 조건과 송풍기로부터 매니폴드(22)로 방출되는 공기밀도에 영향을 미친다.
전로 시스템(10) 내의 공기 상태의 변화에 적응하도록, 1개 이상의 매니폴드 압력센서(34) 및/또는 주위공기 온도센서(36)로부터의 피드백을 사용하는 제어 방식으로 연소 버너(24)를 제어할 수 있다. 매니폴드 압력센서(34)는 매니폴드에 연결되며, 매니폴드(22) 내의 압력을 나타내는 제어기로 신호를 보내게 작동한다. 온도센서(36)는 송풍기(20)의 하류에 연결되어 작동하여, 주위 공기온도의 변화 만이 아니라 송풍기 자체에 의해 일어나는 공기온도의 변화에도 응답한다. 따라서, 상기 온도 피드백은 연소버너 밸브로 송출되는 공기의 온도와 밀도 변화의 함수로 연소버너 밸브(28)를 통과하는 유량을 변경하는데 사용될 수 있다. 1실시예에서, 연소버너(24)는 전로(11)의 각 구역(12, 14, 16)으로 가스와 공기 연소 혼합물의 대체로 일정한 질량유량을 제공하도록 제어된다. 1실시예에서, 각 전로의 연소 구역에 대한 온도 보상된 대체로 일정한 질량유량의 제어를 사용하는 전로의 작동은 약 75%의 주위 온도의 영향을 감소시킨다. 버너 밸브(28)의 개방 정도를 제어함에 더하거나 대신하여, 송풍기(20)가 제어기에 의해 변경되는 가변형 배출을 하여 버너 밸브(28) 및/또는 연소 버너(24)를 통과하는 유량을 제어할 수 있다.
온도 보상된 질량유량의 제어는 온도 센서(36)(도1)로부터 제공된 온도 피드백의 함수로 유도된 보상 인수(factor)(38)(도4 및 도5)로 연소버너 밸브(28)의 작동을 증가시키어 실시된다. 이 방식에서, 연소버너 밸브 설정점(즉, 밸브(28)가 개방되는 정도)은 온도 피드백 데이터에 응답하여 제어기(30)에 의해 변경된다. 이를 도4에 개략적으로 나타냈으며, 공칭 연소버너 밸브 제어값(40)과 온도센서(36)로부터의 온도 데이터(42)는 제어기(30)(도1)에 입력되며, 제어기(30)는 온도 보상 인수(38)에 의한 공칭 값과는 다른, 온도센서 데이터에 따르는, 배출 연소버너 제어 값(44)을 제공한다.
1실시예(도4)에서, 온도 보상 인수(38)는 연소 버너 밸브(28)를 가로지르는 차압(differential pressure)의 함수로 유도된다. 이것은 어느 정도 전로(11)의 내부 압력과 동등한 버너(24)의 방출압력이 연소 버너(24)에 이르는 매니폴드(22)의 상류 압력과 비교하여 매우 낮다고 추정하게 한다. 이 추정으로, 연소 버너 밸브(28)를 가로질러 흐르는 온도-보정된 질량유량은 다음과 같이 나타낼 수 있다.
Figure pct00001
여기서, Q는 질량유량이고, K는 흐름 보정(calibration) 상수이고, h는 연소버너를 가로지른 차압이고, Td는 설계 온도(절대 단위)이고, 그리고 Tf는 감지된 온도(절대 단위)이다. 이로부터, 특정한 질량유량에 대해 요구되는 버너 압력은 다음의 방정식으로 주어진다.
Figure pct00002
질량유량(Q)이 바람직하게 상수 값을 유지하므로, 다른 상수에 의해 나누어진 한 상수의 제곱은 제3상수(K2)로서 또는 다음과 같이 나타낼 수 있다.
Figure pct00003
이로부터, 연소버너 밸브의 작동은 필요에 따라 제어기(30)에 의해 조정되어 원하는 연소버너 작동압력을 구하여 송풍기(20)에 의해 발생된 변화 또는 주위 온도의 변화로 인한 공기온도의 변경이 있더라도 버너를 통과하는 원하는 유량을 구할 수 있다.
또한, 시스템(10)이 계절 평균 온도로 보정 또는 보상되는 낮과 밤의 온도차에 대한 소량의 증분(incremental) 보정을 할 수 있어서, 현재 감지된 공기온도를 무빙 평균 매니폴드 온도에 대비시킬 수 있다. 상기 무빙 평균 온도는 근래 사전결정된 기간 동안에 얻은 온도 데이터를 포함한다. 이 방식에서, 연소버너 밸브 설정점은 주어진 기간 동안 무빙 평균 온도의 함수로 주위 온도에 기초하여 변경될 수 있다. 만일 무빙 평균 온도가 예를 들어 약 2일 미만의 매우 짧은 기간 동안 시험되었으면, 무빙 평균 온도의 변화는 매우 클 것이다. 만일 무빙 평균이 장기간에 걸쳐 취해진 것이면, 온도 변화는 원하는 제어를 제공하기에 크게 충분하진 않을 것이다. 양호한 1실시예에서, 5일 내지 15일 사이의 무빙 평균 온도가 사용된다면, 양호한 1형태는 직전 10일 동안의 평균 온도를 포함한다. 이것은 다음과 같은 식으로 나타낼 수 있다.
Figure pct00004
여기서, hTSP는 일정한 질량유량을 유지하는데 요구되는 보정된 연소버너 압력인 매니폴드 압력 "실제(true) 설정점"이며; hRSP는 이 식의 온도 보상 없이 사용되는 연소버너 밸브 제어 데이터인 매니폴드 압력 "요청된(requested) 설정점"이며; Tf는 연소 매니폴드(22)의 흐름 공기온도이며; Tmovage는 매니폴드 공기온도의 무빙 평균이다.
연소 버너 밸브(28)의 온도 보상된 질량유량 제어의 이점을 도2를 도3에 대비하여 나타내었다. 이들 도면에서, 주위 온도는 라인(46)으로 나타내었고, 전로 구역(12 또는 14 또는 16)의 2개의 섹션(예, 좌측과 우측)에서의 유리 온도는 라인(48, 50)으로 나타내었다. 이들 도면에서, 약 20℉의 주위 온도 강하가 약 4시와 9시 사이에서 일어났다. 주위 온도의 보상을 하지 않은 전로 시스템으로부터의 실험 데이터를 나타낸 도2에서, 2개의 전로 섹션에서의 유리온도는 그 시간 동안 상당히 증가하였다. 대조적으로, 도3에 나타낸 전로 시스템(10)은 본원에 기재된 바와 같은 주위 온도제어를 포함하여 전로 섹션 내의 유리 온도는 유사한 주위 공기 온도의 변화에도 불구하고 거의 일정하게 유지된다. 주위 온도의 상당한 변화에도 불구하고 유리 온도의 이런 매우 향상된 제어는 전로 내의 유리 온도에서 기록된 변화의 거의 전부의 원인이 된다. 그 밖의 인수는 유리 온도의 상대적으로 작은 변화에 기여하며, 다른 근본 원인을 가질 수 있다.
결국, 주위 온도 보상으로 전로 시스템(10)의 추가적인 자동제어가 가능하게, 전로 내에 또는 전로와 연관된 유리 온도 또는 다른 온도를 제어하도록 그래프 또는 일람표를 발생시킬 수 있다. 이 그래프로, 연소버너(24)는 매니폴드(22) 내의 압력(연소 버너(24)에 제공된 압력)에 기초하여 제어되므로, 예를 들면 공기밀도의 변화에 적응된다. 원한다면 매니폴드 압력센서(34)에 추가 또는 대신하여 각각의 버너의 개별 압력센서가 제공될 수 있다. 넓은 범위의 온도조건에 걸친 공칭 연소버너 압력은, (예를 들어, 주위 온도 변화로 인해) 제어기(30)에서 실시된 제어방식에 의해 만들어진 것으로부터의 변화로 어떤 주어진 시스템의 시행착오에 의해 설정될 수 있다.
공칭 버너압력 곡선(52, 54)을 포함하는 대표적인 온도 제어 그래프(51)를 도6에 나타내었다. 이 그래프(51)에서는 2개의 연소 버너(24)의 제어 데이터 또는 곡선을 나타내었다. 이 예에서, 연소 버너압력은 그래프의 제1부분에 걸쳐 일반적으로 일정하게 유지되며, 시스템의 온도 조건들은 곡선(60)으로 나타낸 바와 같이 시스템에 유입된 냉각공기의 유량을 조정함으로서 변경된다. 그러나, 어떤 지점에서, 공급 밸브(33)를 점차 폐쇄시킴으로써 냉각공기의 유량을 감소하는 것은, 원하는 온도를 유지하거나 도달하는데 충분하지 않으며, 버너 압력은 연소 버너의 출력을 증가시키도록 증가되어야 한다.
대표 그래프에서, 단독으로 또는 우선적으로 냉각공기의 조정에 의한 온도 제어로부터 단독으로 또는 우선적으로 버너 압력의 조정에 의한 온도제어까지의 전이가 제어기 출력의 약 90%에서 일어난다. 제어기 출력의 90%에서, 냉각공기 공급밸브(들)는 약 90% 폐쇄된다(또는 제어기에 의해 폐쇄될 수 있는 정도의 90%). 주어진 작동조건에서, 냉각공기 유량의 감소는 주어진 연소버너의 출력에 대해 전로의 대응하는 부분의 온도를 증가시킬 것이다. 이 제어 그래프가 사용되는 대표적 시스템에서, 제어기 출력 밸브의 90%를 넘는 냉각 공기의 추가적인 감소는 전로에서 원하는 온도를 유지하거나 도달하기에 충분치 않다. 따라서, 연소버너의 압력이 버너 출력을 증가시키도록 증가됨으로써, 전로의 대응하는 부분의 온도를 증가시킨다. 도시된 예에서, 연소버너의 압력이 다른 변화 값과 변화율이 사용될 수 있지만 상기 연소버너의 압력은 최대 시스템 출력 레벨에서 약 2.5inH2O로부터 약 6inH2O에 이를 때까지 증가된다. 또한, 도시된 예에서, 버너 압력이 조정될 때, 냉각공기는 최대 시스템 출력 레벨에 대해 그 제어 밸브의 최대 폐쇄의 약 5 내지 10%의 최소 값에서 또는 그 근방에서 일정하게 유지된다. 전형적인 작동 시, 시스템(10)은 최소 작동 레벨(0% 제어기 출력, 최대 냉각공기 흐름)보다 크고 최대 작동 레벨(100% 제어기 출력, 최소 냉각공기 흐름, 최대 버너압력)보다 작은 레벨을 요구할 것이다. 라인(62)으로 도시된 바와 같은 1예의 상황에서, 시스템은 제어기 출력의 약 47%에서 작동하는데, 이 지점에서 냉각공기 공급밸브(들)가 약 48% 개방되며, 제1연소버너 압력(라인(52)으로 나타냄)은 약 2.8inH2O이며, 제2연소버너 압력(라인(54)으로 나타냄)은 약 2.5inH2O 이다.
도5에 나타낸 바와 같이, 버너압력 곡선이나 도6의 그래프(51)로부터 취해진 값은 주위 온도 보정을 제공하는 제어 방식에서 입력으로 사용된 공칭 값이다. 사용 시, 도6의 그래프(또는 조사표(look-up table) 또는 다른 데이터 수집표와 같은 다른 적절한 소스)로부터 취해진 버너 압력 값이 상술된 온도 보상 인수(38)에 의해 조정되어 원하는 기간 동안의 평균 온도(예, 상술된 10일 무빙 평균 온도)의 함수로 주위 온도 변화를 위해 조정된 일정한 질량유량을 제공한다.
상기 연소 버너 압력은 그래프(51)의 제1부분에 걸쳐 원하는 대로 (즉, 냉각 공기흐름의 조정이 단독적으로 또는 우선적으로 온도제어를 위해 사용될 때) 변경될 수 있으며, 예에서 나타낸 바와 같이 일정하게 유지될 필요는 없다. 적어도 일부 실시예에서, 연소 버너 압력의 변화율은 전로 작동 상태의 제1범위에 대응하는 그래프(51)의 제1부분에 걸친 냉각공기의 변화율보다 작을 수 있다. 냉각공기의 흐름은 유사하게 일정한 위치나 그 근방에 밸브를 유지하기보다 그래프(51)의 제2부분에서(즉, 연소버너의 조정이 온도제어용으로 단독으로 또는 우선적으로 사용될 때) 변화될 수 있다. 적어도 일부 실시예에서, 냉각공기의 변화율은 온도 조건의 제2범위에 대응하는 그래프(51)의 제2부분에 걸친 연소버너 압력의 변화율보다 작을 수 있다. 또한, 버너 압력의 조정이 단독적으로 또는 우선적으로 온도를 제어하는데 사용되는 지점은 원하는 대로 그래프를 따른 장소이며, 버너압력은 냉각공기의 흐름이 여전히 감소되는 동안 또는 원하는 대로 냉각공기 흐름의 최종 감소 전에, 증가될 것이다.
본원은 여러 실시예와 관련하여 기재하였으며, 추가적인 개조 및 변경기술도 기재하였지만, 그 밖의 다른 개조 및 변경이 당업자에 의해 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 용이하게 이루어질 수 있는 것이다. 예를 들면, 제한적이지 않은 기재로, 상기 시스템과 방법은 원하는 바에 따라 분리된 송풍기가 각각의 전로 구역에 사용되며, 가연성 연료 공급기가 메인 헤더 또는 매니폴드의 하류에 제공되는 구성을 포함하는 다른 전로 구성을 사용할 수도 있다. 따라서, 본원은 첨부 청구범위의 정신을 이탈하지 않는 범위 내에서 이루어지는 본 발명을 개조 또는 변경한 발명을 포함하는 것이다.

Claims (22)

  1. 전로 내의 유리를 가열하기 위해 전로와 연관된 적어도 1개의 버너(24)를 포함하며, 상기 버너에 연결된 매니폴드(22)와, 상기 버너에 연결된 연소연료 공급기(26)와, 주위 압력공기를 매니폴드로 송출하기 위한 연소공기 송풍기(20), 및 버너의 작동을 제어하기 위해 버너에 연결된 제어기(30)도 포함하는 유리 전로(11) 내의 온도를 제어하는 시스템에 있어서, 상기 시스템은:
    상기 송풍기에 의해 매니폴드로 송출된 연소공기의 온도를 나타내는 온도신호를 제어기에 보내기 위해 송풍기의 하류에 연결되어 작동하는 온도센서(36)를 포함하며;
    상기 제어기(30)는 매니폴드에 공급된 연소공기의 유동 온도의 함수로 버너의 작동을 제어하기 위한 온도신호에 응답하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어기(30)는 이전 기간 동안에 걸친 평균 공기온도의 함수로 상기 버너(24)의 작동을 제어하기 위한 온도신호에 응답하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 평균 공기온도는 무빙 평균 공기온도인 것을 특징으로 하는 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 무빙 평균 공기온도는 적어도 2일간의 이전 기간에 걸친 것인 것을 특징으로 하는 시스템.
  5. 제3항에 있어서, 상기 무빙 평균 공기온도는 5일 내지 15일간의 이전 기간에 걸친 것인 것을 특징으로 하는 시스템.
  6. 제3항에 있어서, 유동 온도는 상기 무빙 평균 공기온도에 의해 나누어져 온도 보상 인수를 제공하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 버너(24)는 버너를 통과하는 가연성 혼합물의 흐름을 제어하도록 작동하는 밸브(28) 또는 가변속도 송풍기(30)를 포함하며, 상기 제어기(30)는 밸브의 작동과 버너를 통과하는 유량을 제어하도록 상기 밸브 또는 상기 송풍기에 연결되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 매니폴드 내의 압력을 나타내는 제어기로 신호를 보내기 위해 상기 매니폴드(22)와 상기 제어기(30)에 연결된 압력센서(34)도 포함하며, 상기 제어기는 상기 압력센서로부터의 신호에 응답하여 매니폴드 압력의 함수로 상기 밸브 작동 또는 송풍기 속도를 변경하여 상기 버너를 통과하는 일정한 질량유량을 제공하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  9. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어기(30)는 상기 버너를 통과하는 일정한 질량유량을 유지하게 작동하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 전로에 연결된 냉각공기 공급기(31)도 포함하며, 상기 제어기(30)는 상기 냉각공기 공급기에 연결되어 상기 전로로의 냉각공기의 유량을 제어하여 상기 버너(24)를 통과하는 질량유량은 일정하게 유지되는 동안 상기 전로 내의 온도를 제어할 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제어기(30)는 전로 작동조건의 제1범위에 걸쳐 냉각공기 유량을 변경하게 작동하며, 상기 버너(24)를 통과하는 질량유량은 전로 작동조건의 제2범위 동안 증가되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  12. 전로 내의 유리를 가열하기 위해 전로와 연관된 적어도 1개의 버너(24)와, 버너에 연결된 매니폴드(22)와, 상기 버너에 연결된 연소연료 공급기(26)와, 주위 압력 공기를 매니폴드로 송출하기 위한 연소공기 송풍기(20), 및 전로와 연통하는 냉각공기 공급기(31)를 포함하는 전로(11) 내의 유리온도를 제어하는 방법에 있어서, 상기 방법은:
    매니폴드로 송출된 냉각공기 양의 함수로 공칭 버너압력 곡선을 발생시키는 단계와;
    공칭 버너 압력곡선의 함수로 버너 압력을 제어하는 단계를 포함하며;
    상기 압력곡선은 원하는 온도조건의 제1범위에 걸쳐 버너의 하류의 유리온도가 시스템에 제공된 냉각공기의 양을 조정하여 적어도 부분적으로 제어되는 제1부분과, 제1범위와는 다른 원하는 온도조건의 제2범위에 걸쳐 버너의 하류의 온도가 버너 압력을 조정하여 적어도 우선적으로 제어되는 제2부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 압력곡선의 제2부분 동안, 냉각공기의 변화율은 버너압력의 변화율보다 작은 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 냉각공기는 압력곡선의 제2부분 동안 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제12항에 있어서, 상기 압력곡선의 제1부분 동안, 버너압력의 변화율은 냉각공기의 변화율보다 작은 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제12항에 있어서, 상기 버너압력은 압력곡선의 제1부분 동안 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 전로 내의 유리를 가열하기 위해 전로와 연관된 적어도 1개의 버너(24)와, 버너에 연결된 매니폴드(22)와, 상기 버너에 연결된 연소연료 공급기(26)와, 주위 압력 공기를 매니폴드로 송출하기 위한 연소공기 송풍기(20)를 포함하는 전로(11) 내의 유리온도를 제어하는 방법에 있어서, 상기 방법은:
    상기 버너에 제공된 연소 공기압력을 나타내는 신호를 제어기(30)에 보내는 단계와;
    송풍기의 하류 연소공기의 온도를 나타내는 신호를 제어기(30)에 보내며, 상기 매니폴드로 송출하는 단계와;
    상기 압력과 온도신호의 함수로 상기 버너의 출력을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 버너를 통과하는 질량유량은 온도와 압력신호의 함수로 상기 제어기에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제17항에 있어서, 상기 버너의 출력도 이전 기간에 걸친 평균 연소 공기온도의 함수로 제어되는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 평균 공기압력은 사전 선택된 이전 기간 동안에 걸친 무빙 평균 연소 공기온도인 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 무빙 평균 연소 공기온도는 적어도 2일 동안의 이전 기간에 걸친 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제19항에 있어서, 상기 무빙 평균 연소 공기온도는 5일 내지 15일간의 이전 기간 동안에 걸친 것을 특징으로 하는 방법.
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