(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス溶融炉の中に配列され、ガラスを溶融させるため燃焼サイクルと非燃焼サイクルを実行するために交互に使用される一連のバーナと、微粉砕燃料を貯蔵し供給する少なくとも１つの貯蔵サイロと、前記ガラス溶融プロセス中に前記バーナの各々に対して前記微粉砕燃料の流れを提供するため、前記微粉砕燃料が充填および排出される少なくとも１つの微粉砕燃料供給装置（ＳＤ−５、ＳＤ−６、ＳＤ−７）と、前記微粉砕燃料供給装置（ＳＤ−５、ＳＤ−６、ＳＤ−７）によって貯蔵および供給されている微粉砕燃料の量の測定とモニタリングとに基づいて前記微粉砕燃料供給装置の充填と排出とを制御する手段［（１１８；１２０；１２２）もしくは（２７４、２７６）］と、を含むタイプのガラス溶融炉用の制御装置において、前記制御装置が、
各々がガラス溶融プロセス中に互いに異なった変数を検出する複数のセンサー（２７８、２８０、２８１、２８２、２８４、２８６、２８８、２９０、２９２、２９４、２９６、２９８、３００）の内の少なくとも１つのセンサーに基づく、前記ガラス溶融炉に関する少なくとも１つの動作変数をモニタする手段と、
少なくとも２つの分配パイプに燃料−空気又はガスの混合気を分配して、微粉砕燃料−空気又はガスの混合気を、燃焼サイクルと非燃焼サイクルを交互に動作させて前記バーナの各々に供給する手段（１８４、１８６、１８８）であり、前記燃料−空気又はガスの混合気の供給が、前記微粉砕燃料のモニタリングおよび各バーナに対するその供給とに基づき、また、前記ガラス溶融プロセスの前記動作変数に基づいている、前記手段と、
制御手段であり、前記制御手段が、前記微粉砕燃料供給装置の充填と排出とを制御する前記手段と、前記ガラス溶融炉の少なくとも１つの関連する動作変数をモニタする手段と、前記ガラス溶融炉中で前記バーナの燃焼サイクルと非燃焼サイクル間で少なくとも２つの分配パイプ中に燃料−空気又はガスの混合気を提供して、前記燃料−空気又はガスの混合気を前記少なくとも２つの分配パイプに提供し、これで前記微粉砕された燃料−空気又はガスの混合気を燃焼サイクルと非燃焼サイクルを交互に動作させて前記バーナの各々に対して供給する手段に接続されている、前記制御手段と、
を具備することを特徴とする前記制御装置。
【請求項２】
前記微粉砕燃料供給装置中の前記微粉砕燃料の充填と排出とを制御する前記手段［（１１８；１２０；１２２）もしくは（２７４，２７６）］が、前記微粉砕燃料供給装置中の微粉砕材料の上方レベルと下方レベルをモニタしてこれらの信号を生成するレベルセンサー（２７４，２７６）を含む、請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記制御装置が、前記微粉砕燃料供給装置中に貯蔵されている微粉砕燃料の重量に基づいて制御される、前記微粉砕燃料供給装置中の前記微粉砕燃料の充填と排出を制御する手段［（１１８；１２０；１２２）もしくは（２７４，２７６）］を具備することを特徴とする、請求項１に記載の制御装置。
【請求項４】
前記制御装置が、好ましくない粉塵条件をモニタするために前記微粉砕燃料供給装置中に置かれている集塵装置を制御する手段を具備する、請求項１に記載の制御装置。
【請求項５】
前記制御装置が、少なくとも１つの不活性装置をトリガーして前記サイロの内部環境を保護するため、各貯蔵サイロ（５６，５８）の一酸化炭素の濃度を決定する手段（Ｓ）を具備することを特徴とする、請求項１に記載の制御装置。
【請求項６】
前記微粉砕燃料供給装置の充填と排出を制御する前記手段が、
空気ブロア（２１４）中の空気の圧力と温度と同様に空気の流量を測定してモニタする手段（２７５）と、
空気伝達手段（１６０，１６２，１６４）中の空気の流量と圧力をモニタする手段（２７７）と、
ロータリバルブ（２７９）の速度を制御する手段と、
を具備することを特徴とする、請求項１に記載の制御装置。
【請求項７】
制御手段が、
各バーナ中での前記微粉砕燃料の流れをモニタする手段（２８０）と、
各パイプ中での前記微粉砕燃料の供給速度をモニタする手段（２８２）と、
送風機中の空気供給速度をモニタする手段（２８４）と、
前記送風機中の空気圧をモニタする手段（２８６）と、
前記ガラス溶融炉の内部の圧力と温度をモニタする手段（２９０，２９６）と、
環境制御手段中の燃焼ガスをモニタする手段（２９４）と、
を具備することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項８】
ガラス溶融炉と、前記ガラス溶融炉の中に配列され、ガラスを溶融させるため燃焼サイクルと非燃焼サイクルを実行するために交互に使用される一連のバーナと、微粉砕燃焼を貯蔵し供給する少なくとも１つの貯蔵サイロと、前記ガラス溶融プロセス中に前記バーナの各々に対して前記微粉砕燃料の一定流を提供するため、前記微粉砕燃料が充填および排出される少なくとも１つの微粉砕燃料供給装置（ＳＤ−５，ＳＤ−６，ＳＤ−７）と、を含むタイプの微粉砕燃料を供給して燃焼させる装置を制御する方法において、前記方法が、
各々がガラス溶融プロセス中に互いに異なった変数を検出する複数のセンサーの内の少なくとも１つのセンサーに基づく、前記ガラス溶融炉に関する少なくとも１つの動作変数をモニタし、
前記微粉砕燃料供給装置の充填と排出を、前記微粉砕燃料の一定流を前記バーナの各々に対して供給する前記微粉砕燃料供給装置中に貯蔵される微粉砕燃料の量に基づいてモニタして制御し、
少なくとも２つの分配パイプに燃料−空気又はガスの混合気を提供して、微粉砕燃料−空気又はガスの混合気を、燃焼サイクルと非燃焼サイクルを交互に動作させて前記バーナの各々に供給し、前記燃料−空気又はガスの混合気の供給が、前記微粉砕燃料のモニタリングおよび供給に基づき、また、前記ガラス溶融プロセスの前記動作変数に基づいており、
前記バーナの前記燃焼サイクルと非燃焼サイクルの交互動作をリアルタイムで計算する、
ことを含むことを特徴とする前記方法。
【請求項９】
燃料−空気又はガスを少なくとも２つの分配パイプ中に提供し、微粉砕燃料−空気又はガスの混合気を前記ガラス溶融炉のバーナの各々に対して供給する前記工程が、
前記ガラス溶融炉の第１の側に置かれた少なくとも１つの第１のバーナ（４８ｆ、４８ｇ、４８ｈ）に対して前記微粉砕燃料供給装置から微粉砕燃料と空気との混合物の流れが供給されることをモニタし、
前記ガラス溶融炉中の前記少なくとも１つの第１のバーナ（４８ｆ、４８ｇ、４８ｈ）の反対側に置かれた少なくとも第２のバーナ（５０ｆ、５０ｇ、５０ｈ）に対して前記微粉砕燃料と空気との混合物の流れが供給されないことをモニタし、
第１のサイクルタイムを開始して、前記微粉砕燃料と空気との混合物を前記少なくとも第１のバーナ（４８ｆ、４８ｇ、４８ｈ）に提供し、これにより、前記ガラスを溶融するため前記ガラス溶融炉中で第１の燃焼工程を実行し、
前記第１の燃焼工程の前記第１のサイクルタイムの終了を検出して、前記第１のバーナ（４８ｆ、４８ｇ、４８ｈ）に対する微粉砕燃料の供給を終了させるが、前記第１のバーナの清浄化のために短時間にわたって空気の供給を維持し、
微粉砕燃料と空気との流れが前記少なくとも第１のバーナ（４８ｆ、４８ｇ、４８ｈ）から前記ガラス溶融炉の前記第２の側にある前記少なくとも第２のバーナ（５０ｆ、５０ｇ、５０ｈ）に変更されている間に、微粉砕燃料の供給を前記微粉砕燃料供給装置に向けて返却することによって前記微粉砕燃料供給装置中での微粉砕燃料の供給を連続的に維持し、これにより、第２の燃焼サイクルを実行し、
第２のサイクルタイムを開始して、前記微粉砕燃料と空気との混合物を前記微粉砕燃料装置から少なくとも第２のバーナ（５０ｆ、５０ｇ、５０ｈ）に提供し、これにより、前記ガラスを溶融するため前記ガラス溶融炉中で第１の燃焼工程を実行し、
ガラスの溶融のための前記ガラス溶融炉中の前記少なくとも第１のバーナ（４８ｆ、４８ｇ、４８ｈ）の反対側に置かれた前記少なくとも第２のバーナ（５０ｆ、５０ｇ、５０ｈ）中の前記微粉砕燃料と空気との混合物の供給をモニタし、
前記第２の燃焼工程の前記第２のサイクルタイムの終了を検出して、前記第２のバーナ（５０ｆ、５０ｇ、５０ｈ）に対する前記微粉砕燃料装置からの微粉砕燃料の供給を終了させるが、前記第２のバーナの清浄化のために短時間にわたって空気の供給を維持し、
前記燃焼サイクルが、前記少なくとも第２のバーナ（５０ｆ、５０ｇ、５０ｈ）から前記ガラス溶融炉の前記第１の側にある前記少なくとも第１のバーナ（４８ｆ、４８ｇ、４８ｈ）に変更されている間に、微粉砕燃料の供給を前記微粉砕燃料供給装置に向けて返却することによって前記微粉砕燃料供給装置中での微粉砕燃料の供給を連続的に維持し、これにより、第１の燃焼サイクルを実行し、
ガラスを溶融するため、前記少なくとも第１のバーナ（４８ｆ、４８ｇ、４８ｈ）と前記少なくとも第２のバーナ（５０ｆ、５０ｇ、５０ｈ）から間の前記燃焼サイクルと非燃焼サイクルを自動的に変更する、
ことを含むことを特徴とする、請求項８に記載の微粉砕燃料を供給して燃焼させる装置を制御する方法。
【請求項１０】
燃料−空気又はガスを少なくとも２つの分配パイプ中に提供し、微粉砕燃料−空気又はガスの混合気を前記ガラス溶融炉のバーナの各々に対して供給する前記工程が、
前記ガラス溶融炉の第１の側に置かれた少なくとも第１のバーナ（４８ｆ、４８ｇ、４８ｈ）に対して前記微粉砕燃料供給装置から微粉砕燃料と空気との混合物の流れが供給されることをモニタし、
前記ガラス溶融炉中の前記少なくとも第１のバーナ（４８ｆ、４８ｇ、４８ｈ）の反対側に置かれた少なくとも１つの第２のバーナ（５０ｆ、５０ｇ、５０ｈ）に対して前記微粉砕燃料と空気との混合物の流れが供給されないことをモニタし、
第１のサイクルタイムを開始して、前記微粉砕燃料と空気との混合物の流れ前記少なくとも第１のバーナ（４８ｆ、４８ｇ、４８ｈ）に提供し、これにより、前記ガラスを溶融するため前記ガラス溶融炉中で第１の燃焼工程を実行し、
前記第１の燃焼工程の前記第１のサイクルタイムの終了を検出して、前記第１のバーナ（４８ｆ、４８ｇ、４８ｈ）に対する微粉砕燃料の供給を終了させるが、前記第１のバーナ（４８ｆ、４８ｇ、４８ｈ）の清浄化のために短時間にわたって空気の流れの供給を維持し、
前記燃焼サイクルが、前記少なくとも第１のバーナ（４８ｆ、４８ｇ、４８ｈ）から前記ガラス溶融炉の前記第２の側にある前記少なくとも第２のバーナ（５０ｆ、５０ｇ、５０ｈ）に変更されている間に、前記微粉砕燃料供給装置中の微粉砕燃料の流れを停止させて、第２の燃焼サイクルを実行し、
第２のサイクルタイムを開始して、前記微粉砕燃料と空気との混合物を前記微粉砕燃料装置から少なくとも第２のバーナに提供し、これにより、前記ガラスを溶融するため前記ガラス溶融炉中で第２の燃焼工程を実行し、
ガラスの溶融のための前記ガラス溶融炉中の前記少なくとも第１のバーナ（４８ｆ、４８ｇ、４８ｈ）の第１の反対側に置かれた前記少なくとも第２のバーナ（５０ｆ、５０ｇ、５０ｈ）中の前記微粉砕燃料と空気との混合物の供給をモニタし、
前記第２の燃焼工程の前記第２のサイクルタイムの終了を検出して、前記第２のバーナ（５０ｆ、５０バーナｈ）に対する前記微粉砕燃料装置からの微粉砕燃料の供給を終了させるが、前記第２のバーナ（５０ｆ、５０ｇ、５０ｈ）の清浄化のために短時間にわたって空気の供給を維持し、
前記燃焼サイクルが、前記少なくとも第２のバーナ（５０ｆ、５０ｇ、５０ｈ）から前記ガラス溶融炉の前記第１の側にある前記少なくとも第１のバーナ（４８ｆ、４８ｇ、４８ｈ）に変更されている間に、前記微粉砕燃料供給装置中の微粉砕燃料の流れを停止させて、第１の燃焼サイクルを実行し、
ガラスを溶融するため、前記少なくとも第１のバーナ（４８ｆ、４８ｇ、４８ｈ）と前記少なくとも第２のバーナ（５０ｆ、５０ｇ、５０ｈ）間の前記燃焼サイクルと非燃焼サイクルを自動的に変更する、
ことを含むことを特徴とする、請求項８に記載の微粉砕燃料を供給して燃焼させる装置を制御する方法。
【請求項１１】
ガラスを溶融するため前記少なくとも第１のバーナと前記少なくとも第２のバーナ間の前記燃焼サイクルと非燃焼サイクルを自動的に変更する前記工程が、工程のシーケンスに基づいていることを特徴とする、請求項９に記載の微粉砕燃料を供給して燃焼させる装置を制御する方法。
【請求項１２】
ガラスを溶融するため前記少なくとも第１のバーナと前記少なくとも第２のバーナ間の前記燃焼サイクルと非燃焼サイクルを自動的に変更する前記工程が、工程のシーケンスに基づいていることを特徴とする、請求項１０に記載の微粉砕燃料を供給して燃焼させる装置を制御する方法。
【請求項１３】
前記第１の燃焼工程の前記第１のサイクルタイムの終了を検出して、前記第１のバーナに対する微粉砕燃料の供給を終了させる前記工程が、前記微粉砕燃料供給装置の停止と再開始とを回避するために、前記燃焼制御装置と同期して、前記微粉砕燃料供給装置の出力部でゲートをスライドさせることを含むことを特徴とする、請求項１０に記載の微粉砕燃料を供給して燃焼させる装置を制御する方法。
【請求項１４】
微粉砕燃料を前記微粉砕燃料供給装置に向けて返却することによって前記供給装置の微粉砕燃料の供給を連続的に維持する工程が、前記燃料が前記各バーナに供給される前に前記微粉砕燃料の供給を検査、較正、およびセットアップする工程を含むことを特徴とする、請求項９に記載の微粉砕燃料を供給して燃焼させる装置を制御する方法。
【請求項１５】
前記微粉砕燃料供給装置の充填と排出とをモニタして制御する前記工程が、前記貯蔵サイロ中の前記微粉砕燃料の充填と排出とを、前記微粉砕燃料供給装置中に貯蔵されている微粉砕燃料のレベルに基づいて制御することを含むことを特徴とする、請求項８に記載の微粉砕燃料を供給して燃焼させる装置を制御する方法。
【請求項１６】
好ましくない粉塵条件をモニタするために前記微粉砕燃料供給装置中に置かれている集塵装置を制御することを含む、ことを特徴とする、請求項８に記載の微粉砕燃料を供給して燃焼させる装置を制御する方法。
【請求項１７】
各貯蔵サイロが少なくとも１つの不活性装置をトリガーして前記サイロの内部環境を保護するため、各貯蔵サイロの一酸化炭素の濃度を決定することを含むことを特徴とする、請求項８に記載の微粉砕燃料を供給して燃焼させる装置を制御する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（発明の背景）
（発明の分野）
本発明は、ガラス溶融炉で微粉砕燃料の供給および燃焼を制御する制御装置に関し、更に具体的には、ガラス溶融炉で微粉砕燃料を供給する制御装置に関する。
【０００２】
（関連技術）
ガラスの溶融は、製品の最終性能によって、また、溶融過程および精製過程の熱効率を考慮して、異なる種類の加熱炉および異なる種類の燃料で行われてきた。ガラスを（ガス燃料によって）溶融させるために、ユニット式溶融炉が使われてきたが、これらの加熱炉には加熱炉の側壁に沿っていくつかのバーナが備わっており、ユニット全体は、供給装置の導入部分の中かまたは加熱炉の端部かのいずれかに配置することのできる、つまり下流へ延びている煙突がある密閉箱のように見える。しかしながら、ガラスが通過する高温稼働用加熱炉には、きわめて大きい熱損失がある。例えば２５００°Ｆでは、煙道ガスの熱量は、天然ガス燃焼炉の入熱の６２パーセントである。
【０００３】
煙道ガスの余熱を利用するために、蓄熱炉と称される、より複雑かつ高価な設計が知られている。ガラス溶融用蓄熱炉を稼働するために、複数のガスバーナが、並んで配置された一対の密閉式蓄熱器に通じている。それぞれの蓄熱器は、下部チャンバと、この下部チャンバの上方に設けられた耐火構造体と、この構造体の上方に設けられた上部チャンバとを備える。それぞれの蓄熱器は、それぞれの上部チャンバとこの加熱炉の溶融・精製チャンバとを接続するためのそれぞれのポートを備える。バーナは、ガラス溶融炉の中で用いられてチャンバ内のガラス製造用材料を溶融しかつ精製するのに適した天然ガス、鉱油、重油または他の気体燃料あるいは液体燃料のような燃料を燃焼させるように構成されている。溶融・精製チャンバは、原料投入口が設置されている一方の端部からガラス製造用材料が供給され、また、他方の端部には、一組のポートを備える溶融体分配器があり、このポートを通過させて、この溶融・精製チャンバから溶融ガラスを除去することができる。
【０００４】
これらのバーナは、多数の可能な構成、例えば通しポート構成、サイドポート構成あるいは下部ポート構成で取り付けることができる。燃料、例えば天然ガスは、バーナから、燃焼サイクルまたは逆転シーケンスの際にそれぞれの蓄熱器から流入してくる「燃焼用空気」とも呼ばれる予熱空気の入来流の中へ供給され、その結果生じた火炎とこの火炎の中で作り出された燃焼生成物とが、溶融ガラスの表面を越えて広がり、溶融・精製チャンバの中のガラスへ熱を伝達する。
【０００５】
稼働中、蓄熱器では、空気燃焼サイクルと熱排出サイクルとが交互に繰り返される。加熱炉の種類に左右されるが、２０分または３０分ごとに、火炎の通路が逆にされる。それぞれの蓄熱器の目的は、通常の周囲温度では達成できない大きい効率と高い火炎温度とを得ることのできる排出熱を蓄積することである。
【０００６】
ガラス溶融炉を運転するため、燃料はバーナへ供給され、燃焼ファンの出口および構造の最上部で生成された空気流と、存在する酸素および可燃性物質の量を測定し、溶融チャンバの内部または溶融チャンバに沿った地点で、供給される燃焼用空気が供給されている燃料の完全燃焼に必要な量よりも少ないことを確実にすることによって、供給される燃焼用空気が制御される。
【０００７】
過去においては、ガラスを溶融するために用いられる燃料は石油の蒸留から得られた重油であった。長年この種の燃料が利用されていたが、環境規制の強化によって、重油の削減が強く求められてきている。その理由は、この種の重油には、硫黄、バナジウム、ニッケルおよび他の重金属のような原油に由来する不純物が存在するためである。この種の重油によって、ＳＯｘ、ＮＯｘおよび微粒子のような汚染物質が作り出される。近年、ガラス工業には清浄ガスとしての天然ガスが用いられてきている。蒸留による石油残留物の液体流に入って来るすべての重金属および硫黄は、天然ガスには含まれていない。しかしながら、天然ガスの火炎の中に生じた高温は、ＮＯｘが他の汚染物質よりも多く作り出されるのにきわめて効果的である。その意味で、天然ガスを燃焼させるための低ＮＯｘバーナを開発するために、多くの努力が行われてきた。加えて、ＮＯｘの生成を防止するために、異なったいくつかの技術が開発されてきた。その一例は、燃焼過程のために空気に代えて酸素を利用する酸素含有燃料法である。この方法には、空気の侵入を防ぐために特別に用意された耐火物を備えるユニット式溶融炉が必要であるという不都合な点がある。酸素の使用によって、より高温の火炎が作り出されるが、窒素が存在しないので、ＮＯｘの生成は大幅に減少する。
【０００８】
酸素含有燃料法の他の不都合な点は、酸素自体の費用である。その費用をより安くするために、加熱炉の他に、溶融過程に必要な酸素を供給する酸素設備を配置しなければならない。
【０００９】
しかしながら、エネルギー費用（主として天然ガス）の継続的急騰によって、大手のフロートガラス製造業者は、トラック何台分もの板ガラスに「追加料金」を加えるのを余儀なくされた。天然ガスの価格は、事前の予測を大きく上回ってこの１年で１２０％以上（メキシコだけで、あるいは他の国でも）高くなった。
【００１０】
ガラス工業の業界関係者の間における全体的合意は、流通業者がこれらの新しい「追加料金」を監視せざるを得ないであろうし、また、その「追加料金」を認めざるを得ない可能性が最も高いであろう、ということである。
【００１１】
従来技術を考慮に入れると、本発明は、環境に影響の少ない方法でガラス製造に用いるために、石油コークスのような、蒸留塔の石油残留物に由来する固体燃料を用いて、異なった技術を適用して溶融費用を削減することに関するものである。
【００１２】
この種の重油と天然ガスとの主な相違点は物質の物理的状態であり、重油が液相であり、天然ガスが気相であり、一方石油コークスが例えば固体である。重油と石油コークスとは、これらの両方が原油の蒸留塔の石油残留物に由来しているので、同種の不純物を有している。大きな相違点は、これらのそれぞれに含有された不純物の量である。石油コークスは、ディレート、フルードおよびフレキシと称される、異なった３種の過程において製造される。蒸留過程からの残留物は、ドラムの中に入れられた後に、その残留物から残留揮発性物質の大部分を取り除くために、９００°Ｆ〜１０００°Ｆに至るまで最大３６時間、加熱される。これらの揮発性物質はコークス化ドラムの頂部から引き出されるが、そのドラムの中の残留物質は、約９０パーセントの炭素と、残部である使われた原油からの全不純物とからなる堅い岩状物質である。この岩状物質は油圧ドリルとウォーターポンプとを使ってそのドラムから引き出される。
【００１３】
石油コークスの典型的な組成は次のように与えられる。炭素が約９０％、水素が約３％、窒素が約２〜４％、酸素が約２％、硫黄が約０．０５〜６％、他の成分が約１％である。
【００１４】
（石油コークスの使用）
石油固体燃料は、セメント工業と蒸気発電産業とにおいてすでに使用されてきている。ペース・コンサルタンツ株式会社（Ｐａｃｅ Ｃｏｎｓｕｌｔａｎｔｓ Ｉｎｃ．）によれば、１９９９年における石油コークスの使用は、セメント工業と蒸気発電産業について、それぞれ４０％および１４％であった。
【００１５】
両産業において、石油コークスの燃焼が直接燃焼装置として用いられており、燃料の燃焼によって作り出された雰囲気はその生成物と直接接触している。セメント製造の場合には、生成物が熱によって輪郭形成されるためにロータリーキルンが必要である。このロータリーキルンの中では、溶融セメントの殻が常に形成されるが、これは、燃焼ガスや火炎とキルンの耐火物との直接接触を防止して、耐火物の破壊を防止するためである。この場合において、焼成製品（セメント）は、ロータリーキルンの中のバナジウム、ＳＯ３およびＮＯｘの侵食作用および研磨作用を防止するために、燃焼ガスを吸収する。
【００１６】
しかしながら、硫黄およびバナジウムの含有率が高いために、また、耐火物の構造体や環境問題に悪い作用を及ぼすために、燃料としての石油コークスの使用は、ガラス工業では一般的ではない。
【００１７】
（耐火物に関する問題点）
ガラス工業ではいくつかの種類の耐火物材料が用いられ、これらの材料の大部分は、相異なる機能、すなわち、温熱条件だけでなく、耐薬品性や、化石燃料によって含有された不純物に起因する機械的侵食に対する耐食性も達成するために用いられる。
【００１８】
主なエネルギー源として化石燃料を用いるということは、五酸化バナジウム、酸化鉄、酸化クロム、コバルトなどのような、燃料中に含有された相異なる種類の重金属が加熱炉に投入されることを意味している。燃焼過程では、たいていの重金属は、金属酸化物の蒸気圧が低く、また、溶融炉の温度が高いために蒸発する。
【００１９】
加熱炉から流出する煙道ガスの化学的性質は、化石燃料に由来する硫黄の含有率が高いために、たいてい酸性である。また、五酸化バナジウムは硫黄煙道ガスのような酸性性質を呈する。酸化バナジウムは、気体状態におけるこの酸化物の酸性性質のために、塩基性耐火物への損傷の原因となる金属の１つである。この五酸化バナジウムが酸化カルシウムと激しく反応して１２７５℃でケイ酸二カルシウムを形成することはよく知られている。
【００２０】
このケイ酸二カルシウムは、マーウィナイトの相からモンチセライトの相、そして最後に、五酸化バナジウムと反応してバナジウム三カルシウムの融点を低くするフォルステライトの相を形成するまで、損傷を与え続ける。
【００２１】
塩基性耐火物に引き起こされる損傷を緩和するただ１つの方法は、耐火物が破壊されるまで五酸化バナジウムと反応し続けるケイ酸二カルシウムの生成を防止するために、主な塩基性耐火物の中における酸化カルシウムの量を減らすことである。
【００２２】
一方、石油コークスの使用に伴う主な問題点は、加熱炉の中における耐火物の構造に悪影響を及ぼす硫黄とバナジウムの含有率が高いということに関係がある。耐火物に要求される最も重要な性質は、長時間にわたって高温にさらされるのに耐えられることである。加えて、温度の急激な変化に耐え、溶融ガラスの侵食作用、ガスの腐食作用および雰囲気中にある粒子の摩耗力に対して耐えられることである。
【００２３】
耐火物に対するバナジウムの影響は、いろいろな論文において研究されてきている。すなわち、Ｔｈｅ ＧｌａｓｓＩｎｄｕｓｔｒｙ Ｍａｇａｚｉｎｅ の１９７８年１１月号および１２月号のＲｏｙ Ｗ．ＢｒｏｗｎとＫａｒｌ Ｈ．Ｓａｎｄｍｅｙｅｒによる論文「上部構造体の耐火物に対するバナジン酸ナトリウムの影響」第１部および第２部等である。この論文では、ガラスタンクの上部構造体に普通に使われるアルミナ−ジルコニア−シリカ（ＡＺＳ）、α−βアルミナ、αアルミナおよびβアルミナのような、流動性鋳造組成物の中におけるバナジウム侵食を克服するように中心に配置された相異なる鋳造耐火物が試験された。
【００２４】
Ｊ．Ｒ．ＭｃｌａｒｅｎおよびＨ．Ｍ．Ｒｉｃｈａｒｄｓｏｎによる論文「ケイ酸アルミニウム耐火物に対する五酸化バナジウムの作用」には、アルミナ含有率が７３％、４２％および９％のレンガからなる粉砕された数組の試料であって、それぞれの試料が五酸化バナジウムの混和材を単独でまたは酸化ナトリウムあるいは酸化カルシウムと組み合わされて含有している試料の組に関して、コーン変形の行われる一連の実験についての記載がある。
【００２５】
これらの結果の考察は、五酸化バナジウムの作用、五酸化バナジウムと酸化ナトリウムの作用、および五酸化バナジウムと酸化カルシウムの作用に焦点が当てられた。結論は次のとおりである。
【００２６】
１．ムライトによって、１７００℃までの温度で五酸化バナジウムの作用が制限された。
【００２７】
２．結晶状組成物、五酸化バナジウムとアルミナとの固溶体、あるいは五酸化バナジウムとシリカとの固溶体の形成についての証拠は認められなかった。
【００２８】
３．五酸化バナジウムは、オイルアッシュ（ｏｉｌ  ａｓｈ）によるアルミノケイ酸塩のスラグ形成の際に鉱化剤として作用することがあるが、これは主なスラグ形成因子ではない。
【００２９】
４．低融点化合物が、五酸化バナジウムと酸化ナトリウムあるいは酸化カルシウムとの間に、特に五酸化バナジウムと酸化ナトリウムとの間に、形成される。
【００３０】
５．バナジン酸ナトリウムあるいはバナジン酸カルシウムとアルミノケイ酸塩との反応では、アルミナの多いレンガよりもシリカの多いレンガに低融点スラグが形成される。
【００３１】
Ｇｌａｓｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ の１９７９年４月号である第２０巻のＴ．Ｓ．ＢｕｓｂｙとＭ．Ｃａｒｔｅｒによる論文「塩基性耐火物の結合鉱物に対するＳＯ３、Ｎａ２ＳＯ４およびＶ２Ｏ５の影響」では、塩基性耐火物の結合鉱物であるいくつかの尖晶石およびケイ酸塩が、ともにＮａ２ＳＯ４およびＶ２Ｏ５を添加して、また、添加することなく、６００〜１４００℃の硫黄雰囲気において試験された。これらの鉱物におけるＭｇＯあるいはＣａＯは、いくらか硫酸塩に変化することがわかった。その反応速度は、Ｎａ２ＳＯ４あるいはＶ２Ｏ５の存在によって増大した。これらの結果によれば、塩基性耐火物におけるＣａＯおよびＭｇＯは、廃ガス中に硫黄が存在している加熱炉の中で用いられるときには硫酸塩に変化するおそれがあることが示されている。硫酸カルシウムの形成は１４００℃未満で起こり、硫酸マグネシウムの形成は約１１００℃未満で起きる。
【００３２】
しかしながら、先に説明したように、耐火物に対するバナジウムの影響によって、全体として解決されなかったガラス加熱炉における多くの問題点が生じている。
【００３３】
（石油コークスおよびその環境）
石油コークスの使用に関する別の問題点は環境に関係する。石油コークスの燃焼によって生じた硫黄とニッケルおよびバナジウムのような金属の含有率が高いことで、環境問題が引き起こされるに至った。しかしながら、硫黄含有率の高い（重量で５％を超える）石油コークスを減らしたり脱硫したりするための成果がすでに存在している。例えば、１９８３年６月２１日にＣｈａｒｌｅｓ Ｐ．Ｇｏｆｏｒｔｈに発行された米国特許第４３８９３８８号は、石油コークスの脱硫に関するものである。石油コークスは硫黄含有量を減らすために処理される。粉砕されたコークスは、加圧条件下で約２〜６０秒の滞留時間だけ、加熱水素と接触する。脱硫されたコークスは冶金学的な用途あるいは電極の用途に適している。
【００３４】
１９８９年８月１５日にＲｏｌｆ Ｈａｕｋに発行された米国特許第４８５７２８４号は、還元シャフト炉の廃ガスから硫黄を除去するための処理に関するものである。この特許には、ガス状化合物に含まれた硫黄を、鉄鉱石のための還元シャフト炉における廃ガスの少なくとも一部からの吸着により除去する新規な処理が記載されている。この廃ガスは、スクラバーにおいてまず清浄化されて冷却され、その後、硫黄吸着剤が還元シャフト炉の中で作られた海綿鉄の一部によって構成される際に、脱硫される。脱硫は、３０℃〜６０℃の範囲内の温度で行われるのが好ましい。脱硫は、シャフト炉ガスから分離されたＣＯ２で、また、搬出ガスとして用いられたシャフト炉ガス部分で行われるのが好ましい。
【００３５】
１９９０年１月１６日にＡｒｔｕｒｏ Ｌａｚｃａｎｏ−Ｎａｖａｒｒｏらに発行された米国特許第４８９４１２２号は、初期硫黄含有率が約５重量パーセントよりも大きいコークス粒子の形態の石油蒸留残留物を脱硫するための方法に関するものである。脱硫は、コークス粒子が連続的に導入される、順次連結された複数の流動床に基づいた連続式電熱法によって行われる。コークス粒子を脱硫するために必要な発熱は、流動化コークス粒子の中へ延びる一対の電極を用意し、これらの電極および流動化コークス粒子に電流を流すことで、それぞれの流動床における電気抵抗としてそれらのコークス粒子を用いることによって得られる。硫黄の水準が約１重量パーセントよりも小さくなるまで低下した後に、脱硫されたコークス粒子を冷却するために電極のない最終流動床が設けられている。
【００３６】
１９９３年１１月９日にＲｉｃｈａｒｄ Ｂ．Ｇｒｅｅｎｗａｌｔに発行された米国特許第５２５９８６４号は、石油コークスと硫黄とその中に含有された重金属とからなる環境上好ましくない物質を処分することと、溶銑すなわち鋼鉄の半製品と、上部の燃料充填端部、還元ガス排出端部、下部の溶融金属・スラグ収集端部、およびこの溶融ガス発生機の中へ鉄材を充填するための入口をもたらす手段を有している溶融ガス発生機の中における還元ガスとを作る過程のための燃料を供給することとの両方の方法に関するものであり、この方法は、石油コークスを溶融ガス発生機の中へその上部の燃料充填端部で導入し、酸素含有ガスを石油コークスの中へ吹き込んで石油コークスからコークス粒子の少なくとも第１流動床を形成し、溶融ガス発生機の中へ入口手段を介して鉄材を導入し、石油コークス、酸素および粒子状鉄材を反応させて石油コークスの大部分を燃焼させることで還元ガスと石油コークスの燃焼により遊離した重金属を含有している溶銑すなわち鋼鉄の半製品と石油コークスの燃焼により遊離した硫黄を含有しているスラグとを作り出すことからなる。
【００３７】
ガラス工業において考慮すべき付加的な要因は、環境、すなわち主に大気汚染の防止である。溶融炉は、ガラス工場からの総排出量のうちの微粒子およびガス状汚染物質の両方の９９％超を占めている。ガラス溶融炉からの燃料廃ガスは主に、二酸化炭素、窒素、水蒸気、硫黄酸化物および窒素酸化物からなっている。溶融炉から放出された廃ガスは主に、燃料によって発生した燃焼ガスと、この時間内に起きる化学反応にも左右されるバッチの溶融から生じるガスとからなっている。もっぱら火炎加熱された加熱炉からのバッチガスの割合は全ガス量の３〜５％に相当する。
【００３８】
燃料廃ガス中の大気汚染成分の割合は、燃焼燃料の種類、その発熱量、燃焼用空気の温度、バーナの設計、火炎の形状、および過剰給気量によって決まる。ガラス溶融炉の廃ガス中の硫黄酸化物は、溶融バッチからと同様に、使われた燃料から作り出される。
【００３９】
これらの金属酸化物および金属水酸化物の揮発が含まれるさまざまな機構が提案された。いずれにしても、粒状物質の化学分析の結果として、その物質の７０％以上がナトリウム化合物であり、約１０％〜１５％がカルシウム化合物であり、残りの大部分がマグネシウム、鉄、ケイ素およびアルミナである。
【００４０】
ガラス溶融炉における別の重要な考慮事項はＳＯ２の排出である。ＳＯ２の排出は、原材料および燃料の中に導入された硫黄の作用である。操業度が向上した後のような溶融炉を加熱する際に、多量のＳＯ２が排出される。ＳＯ２の排出割合は、溶融したガラス１トン当り約２．５ポンドからトン当り５ポンドまでにわたる。排気ガス中のＳＯ２濃度は、天然ガスでの溶融において一般に１００〜３００ｐｐｍの範囲にある。硫黄含有率の高い燃料を使うと、燃料中の硫黄の１％ごとに、ガラス１トン当りおよそ４ポンドのＳＯ２が加わる。
【００４１】
これに対して、燃焼過程の結果としてのＮＯｘの生成について、研究が行われ、何人かの著者（Ｚｅｌｄｏｖｉｃｈ、Ｊ．による「燃焼および爆発の際における窒素の酸化」、Ａｃｔａ．Ｐｈｙｓｉｏｃｈｅｍ．、１９４６年、２１（４）巻、Ｅｄｗａｒｄｓ、Ｊ．Ｂ．による「燃焼：微量核種の形成および放出」、Ａｎｎ Ａｒｂｏｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ、１９７４年、３９頁）によって説明されてきた。これらは、Ｚｅｌｄｏｖｉｃｈによる均一なＮＯｘ形成とＥｄｗａｒｄｓによる経験式の提示とが含まれる「ガラス製造業からのＮＯｘの排出」に関する彼らの報告書で、米国環境保護庁の大気保全計画基準局の排出基準部によって承認された。Ｚｅｌｄｏｖｉｃｈは、高温燃焼の結果としてのＮＯおよびＮＯ２の生成についての速度定数を展開した。
【００４２】
最後に、火炎が適切に調整されかつ加熱炉に燃焼用空気が不足していない通常の稼働条件下では、化石燃料の不完全燃焼に起因するＣＯあるいは残留物は排気ガスの中にほとんど認められなかった。これらの核種のガス濃度は、１００ｐｐｍよりも小さく、おそらく５０ｐｐｍよりも小さいであろうし、また、生成率は０．２％／トンよりも小さいであろう。これらの汚染物質についての規制は適切な燃焼設定をすることだけである。
【００４３】
排気ガスの減少についての処理技術は基本的に、燃焼燃料および原材料の適切な選択に限定され、また、加熱炉の設計および操作に限定される。１９９１年１０月１日にＭｉｃｈａｅｌ Ｂｕｘｅｌらに発行された米国特許第５０５３２１０号公報には、煙道ガスの浄化のための方法および装置について記載されており、とりわけ、粒状の重力流移動床における多段吸着と触媒反応による煙道ガスの脱硫およびＮＯｘ除去おいて、粒状の炭素含有物質がガスの横断状蒸気と接し、ＮＯｘ除去が第２の移動床つまり任意の下流側移動床で行われように、２つの移動床の最低部がガス経路に関して直列に配置されている。工業炉からの大量の煙道ガスを精製しなければならない場合、精製は二酸化硫黄濃度が大きく変化するガスストリークの形成によって悪影響を受ける。この不利な点は、最初の移動床を出て、局所的に可変の二酸化硫黄濃度勾配を有する精製された煙道ガスが、アンモニアがＮＯｘ除去のための反応剤として添加される前に繰り返し混合されることで解消される。
【００４４】
１９９７年６月３日にＪｅｎｇ−Ｓｙａｎらに発行された米国特許第５６３６２４０号は、溶融炉の廃ガス出口において使うためのガラス溶融炉の大気汚染防止方法および大気汚染防止装置に関するものであり、廃ガス中の硫酸塩を吸着剤（ＮａＯＨ）の噴霧によって除去し、排気ガスの不透過率を減少させるために、廃ガスを噴霧型中和塔に通すことと、空気式粉末供給装置を採用して、前記噴霧型中和塔とバッグハウスとの間の通路に飛散灰すなわち水酸化カルシウムを定期的に供給し、前記バッグハウスの中におけるフィルターバッグの機能を維持することとを含む。
【００４５】
上記の全てのことを考慮して、本発明と同じ出願人の米国特許出願第０９／８１６２５４号は、ガラス溶融炉の中で微粉砕石油コークスを供給および燃焼させる方法および装置に関する。この発明において、炭素、硫黄、窒素、バナジウム、鉄、およびニッケルから構成される種類の微粉砕石油コークスが、板ガラスまたはガラス容器製造用のガラス原料を溶融するサイドポート型ガラス溶融炉で燃焼される。ガラス溶融サイクルの間に微粉砕燃料を燃焼するため、前記ガラス溶融炉のガラス溶融領域の複数の第１および第２のサイドポートの各々の１つの傍に配列された少なくとも１つのバーナへ微粉砕燃料を供給する手段が設けられ、前記ガラス溶融炉は、溶融ガラスの浸食作用、燃焼ガスの腐食作用、および加熱炉における前記微粉砕燃料の燃焼によって刺激されたガス体の粒子の研磨力に抵抗するため、ガラス溶融炉の蓄熱器に耐火手段を含む。最後に、微粉砕燃料の燃焼がガラス溶融炉で実行された後、空気汚染を制御する手段が廃ガス出口に設けられる。空気汚染を制御する前記手段は、硫黄、窒素、バナジウム、鉄、およびニッケル化合物の大気への排出を減少させる。
【００４６】
しかし、ガラス溶融サイクルでガラス溶融炉における微粉砕燃料の供給および燃焼を制御するため、本発明は、ガラス溶融炉における前記微粉砕燃料の供給および燃焼を制御する制御装置に関する。制御は、石油コークスが使用されるときの加熱炉の動作具合を分析するため、プロセスに関連する異なった変数またはパラメータ、例えば、各々のバーナのガス流、微粉砕燃料供給速度、ブロアの速度、ブロアの圧力、輸送空気流、加熱炉の内圧、煙突のガス抽出速度、環境制御装置の出口および入口におけるガス圧力、加熱炉の温度、燃焼室の温度、加熱炉の中の温度プロファイルを連続的にモニタすることによって行われる。これらの全ての因子は、加熱炉の特性に依存して２０分ごと、または３０分ごとに交互作動する空気燃焼サイクルおよび熱排出サイクルを加熱炉の中で実行するため、プログラマブルコントローラによってモニタおよび同期化される。更に、加熱炉の中の温度をモニタする手段によって、自動サイクルがプログラム可能コントローラに前もって設定された温度サイクルに従って実行される。
【００４７】
（発明の要約）
本発明によれば、本発明の第１の目的は、微粉砕燃料をガラス溶融炉へ供給するための制御装置であって、加熱炉への微粉砕燃料の供給を自動的に制御する制御装置を提供することである。
【００４８】
本発明の他の目的は、ガラス溶融炉へ微粉砕燃料を供給するための制御装置であって、ガラス溶融プロセスの全ての変数をモニタおよび制御し、ガラス炉の中の燃料、燃焼空気、および排気ガスサイクルの同期運転を実行するための制御装置を提供することである。
【００４９】
本発明の他の目的は、ガラス溶融炉へ微粉砕燃料を供給するための制御装置であって、ガラス溶融炉で微粉砕燃料を貯蔵、取扱、輸送、供給、燃焼、および廃棄する全体のプロセスに沿って相互に作用する全ての異なった装置の間で、統合された動作シーケンスを可能にする制御装置を提供することである。プロセスの異なった段階および機器で操作および検出される全ての変数のデータ交換を実行し、蓄熱型ガラス溶融炉の一対の密閉式蓄熱器に関連づけられた複数のバーナへ微粉砕燃料を供給するため、制御装置の相互作用は、供給制御装置を有する燃焼制御装置、溶融制御装置、環境制御装置、廃棄物処理装置、および貯蔵並びに輸送制御装置の間で起こる。
【００５０】
本発明の他の目的は、ガラス溶融炉へ微粉砕燃料を供給するための制御装置であって、溶融チャンバにバーナを配列して石油コークス、軽油または重油を燃焼させることのできる制御装置を提供することである。
【００５１】
本発明の、これらおよび他の目的および利点は、添付の図面で示される本発明の以下の詳細な説明から当業者に明らかであろう。
【００５２】
（発明の詳細な説明）
特定の実施形態に関して本発明を説明する。ここで同じ部分には同じ参照番号を付し、図１および図２は蓄熱型ガラス溶融炉の平面図を示す。この溶融炉は、溶融チャンバ１０、精製チャンバ１２、調質チャンバ１４、および精製チャンバ１２と調質チャンバ１４との間のスロート１６を含む。精製チャンバ１２の前方端部１８には、溶融ガラスが精製チャンバ１２から取り出される一組の前床接続部２０が備えられている。溶融チャンバ１０の後方端部２２には投入口２４が含まれており、この投入口を介してガラス製造用材料がバッチ式投入器２６によって供給される。溶融チャンバ１０の各側面には、一対の蓄熱器２８、３０が設けられている。蓄熱器２８、３０には燃焼ポート３２、３４が設けられており、これらの燃焼ポート３２、３４によってそれぞれの蓄熱器２８、３０が溶融チャンバ１０に接続されている。蓄熱器２８、３０には、ガス蓄熱チャンバ３６と空気蓄熱チャンバ３８とが設けられている。両方のチャンバ３６、３８は下部チャンバ４０に接続されており、下部チャンバ４０は、ダンパー４２によって排気ガスのための煙道４４および煙突４６へ向かって連通するように構成されている。バーナ４８ａ、４８ｂ、４８ｃ、４８ｄ、４８ｅ、４８ｆ、４８ｇ、４８ｈと、バーナ５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄ、５０ｅ、５０ｆ、５０ｇ、５０ｈとは、ガラス溶融炉の中で使うための天然ガス、石油コークスあるいは他種の燃料を燃焼させるために、それぞれの燃焼ポート３２、３４の首部分５２、５４におけるそれぞれのポート３２、３４によって配置されている。
【００５３】
それゆえ、ガラス製造用材料が溶融チャンバ１０の後方端部における投入口２４から供給されるとき、溶融用ガラスは、バーナ４８ａ〜４８ｈ、５０ａ〜５０ｈによって溶融されるとともに、完全に溶融して溶融チャンバ１０から調質チャンバ１４へ広がるまで、前方方向へ流れていく。この加熱炉の稼働中に、蓄熱器２８、３０は、空気燃焼サイクルと排気サイクルとが交互に繰り返される。加熱炉の特性によって左右されるが、２０分あるいは３０分ごとに、一連のバーナ４８ａ〜４８ｈあるいは５０ａ〜５０ｈにおける火炎の経路が切り換えられる。それゆえ、それぞれのバーナ４８ａ〜４８ｈ、５０ａ〜５０ｈの中で作り出された火炎と燃焼生成物とは、溶融用ガラスの表面を越えて延びるとともに、溶融チャンバ１０および精製チャンバ１２におけるガラスへ熱を伝達する。
【００５４】
（微粉砕石油コークスの供給）
ここで、図３、４および図５を参照すると、ガラス溶融炉における、微粉砕燃料を供給して燃焼させる装置は、このガラス溶融炉の中で使用する微粉砕燃料あるいは他の種類の燃料を貯蔵しておくための第１の貯蔵用サイロあるいは貯蔵用タンク５６、５８を備えている。貯蔵用サイロ５６、５８へはワゴン車あるいは貨車６０から第１導入管６２によって供給されるが、この第１導入管６２は貨車６０とサイロ５６、５８とに接続されている。この第１主管６２は第１分岐管６４、６６を有し、これらの第１分岐管６４、６６は、サイロ５６、５８を充填するために、サイロ５６、５８にそれぞれ接続されている。それぞれのサイロ５６、５８の充填量を調節するために、第１分岐管６４、６６のそれぞれにバルブ６８、７０が接続されている。それぞれのサイロ５６、５８は真空ポンプ７１の真空作用により充填されるが、この真空ポンプ７１は第１排出管７２に通じている。第１排出管７２は、それぞれのサイロ５６、５８に接続される第２分岐管７４、７６を有する。それぞれのサイロ５６、５８を充填するために真空ポンプ７０によってもたらされた真空作用を調節するために、バルブ７８、８０が第２分岐管７４、７６のそれぞれに接続されている。
【００５５】
それぞれのサイロ５６、５８の底部には円錐状部分８２、８４と重量測定式燃料供給装置８６、８８とが含まれており、これらは、微粉砕燃料を流動化させるためと、微粉砕材料が固体燃料供給装置ＳＤ−５、ＳＤ−６、ＳＤ−７へ送られる第２排出管９０の中へ微粉砕燃料を一様に排出させるためのものである。サイロ５６、５８は、サイロの内部環境を保護するための不活性化装置のトリガとなる微粉砕燃料の一酸化炭素濃度を決定するためのセンサＳを含む。第２排出管９０は、それぞれのサイロあるいはタンク５６、５８における円錐状部分８２、８４の底部に接続された第３分岐管９２、９４を含む。第２排出管９０への微粉砕燃料の流れを調節するために、第３分岐管９２、９４のそれぞれにバルブ９６、９８が取り付けられている。
【００５６】
（微粉砕燃料の供給装置）
本発明による供給装置について述べると、微粉砕燃料は、第２排出管９０を通って固体燃料供給装置ＳＤ−５、ＳＤ−６、ＳＤ−７のそれぞれに収容される。第２排出管９０には、第１のサイロあるいはタンク５６、５８の微粉砕燃料を固体燃料供給装置ＳＤ−５、ＳＤ−６、ＳＤ−７へ輸送するために、第４分岐管１００、１０２、１０４が接続されている。固体燃料投入装置ＳＤ−５、ＳＤ−６、ＳＤ−７のそれぞれは、第２組のサイロあるいはタンク１０６、１０８、１１０を含む。これら第２組のサイロあるいはタンク１０６、１０８、１１０は、円錐状部分１１２、１１４、１１６と、微粉砕燃料に加重するロードセルを重量測定式供給装置の一部分として含む重量測定式供給装置１１８、１２０、１２２、空気混入装置１２４、１２６、１２８、供給装置１３０、１３２、１３４、および集塵装置１３６、１３８、１４０を含む。集塵装置１３６、１３８、１４０は、好ましくない粉塵状態をモニタするセンサＤＣを含む。各々の固体燃料供給装置ＳＤ−５、ＳＤ−６、およびＳＤ−７は、後で説明するように、微粉砕燃料を一様に排出させ、またプロセスによって必要とされる微粉砕燃料／空気の正しい量がバーナ４８ｆ、４８ｇ、４８ｈ、およびバーナ５０ｆ、５０ｇ、および５０ｈの各々へ供給されるようにする。
【００５７】
空気圧駆動式空気圧縮機１４２と空気タンク１４４とが第２主管１４６によって接続されている。第２主管１４６には第１導入分岐管１４８、１５０、１５２が接続されているが、これらは、微粉砕燃料を第２組のサイロあるいはタンク１０６、１０８、１１０のそれぞれの内部へ輸送するために、濾過された空気―フィルター１３６、１３８、１４０を通過した空気―を供給するためのものである。第２主管１４６には、後に説明するように、空気混入装置１２４、１２６、１２８のそれぞれに接続されて第３排出管１６０、１６２、１６４へ微粉砕燃料を適切に流すための第１戻し分岐管１５４、１５６、１５８もまた含む。さらに、第２主管１４６は、空気タンク１４４の後ろに、第２導入管１６６が接続されており、この第２導入管１６６には、サイロあるいはタンク５６、５８の上部に接続されてそれぞれのサイロあるいはタンク５６、５８の内部へ空気を吹き込むための第２導入分岐管１６８、１７０を含む。
【００５８】
固体燃料投入装置ＳＤ−５、ＳＤ−６、ＳＤ−７は、それぞれの供給装置１３０、１３２、１３４の下方に接続された第４排出管１７２、１７４、１７６を含む。これらの第４排出管１７２、１７４、１７６のそれぞれには３方向調節バルブ１７８、１８０、１８２が第１方向を開けて接続されており、第２方向は、逆転サイクルの間に微粉砕燃料を第２組のサイロあるいはタンク１０６、１０８、１１０のそれぞれへ戻すための第１戻し管１７９、１８１、１８３に接続される。逆転サイクルは加熱炉の中で点火が起こらない時間に対応する。第３方向は、第３排出管１６０、１６２、１６４に接続されており、ここで説明されるように、燃焼装置に関連した４方向管１８４、１８６、１８８の構成体へ空気−燃料混合気を供給するために使われる。
【００５９】
（燃焼装置）
ここで、燃焼装置について述べると、この燃焼装置は、それぞれの固体燃料投入装置ＳＤ−５、ＳＤ−６、ＳＤ−７におけるそれぞれの第３排出管１６０、１６２、１６４に接続された４方向管１８４、１８６、１８８の第１方向を開けて固体燃料投入装置ＳＤ−５、ＳＤ−６、ＳＤ−７に接続されている。第２方向は、供給された空気−燃料の混合気をバーナ４８ｈ、４８ｇ、４８ｆへ供給するための第４排出管１９０、１９２、１９４にそれぞれ通じている。４方向管１８４、１８６、１８８の第３方向は、前記の空気−燃料の混合気をバーナ５０ｈ、５０ｇ、５０ｆへ供給するための第５排出管１９６、１９８、２００に通じており、４方向管１８４、１８６、１８８の第４方向は、微粉砕燃料を第２組のサイロあるいはタンク１０６、１０８、１１０のそれぞれへ戻すための第２戻し管２０２、２０４、２０６に通じている。４方向管１８４、１８６、１８８には、４方向管１８４、１８６、１８８の接続部と第４排出管１９０、１９２、１９４との間におけるボールバルブ２０８Ａ〜２０８Ｃ、２１０Ａ〜２１０Ｃ、２１２Ａ〜２１２Ｃ、または他のバルブのセットを有し、このバルブのセットは左側から戻し管路ヘ、また加熱炉の右側へ、４方向管１８４、１８６、および１８８の接続部分と、第4排出管１９０、１９２、１９４、第５排出管１９６、１９８、２００、および第２戻し管２０２、２０４、２０６との間で、輸送用空気および微粉砕燃料混合気の方向を変える。
【００６０】
このようにされているので、この加熱炉が稼働する際に、バーナ４８ａ〜４８ｈあるいは５０ａ〜５０ｈは、燃焼サイクルと非燃焼サイクルとの間で交互に繰り返される。加熱炉の特性によって左右されるが、２０分あるいは３０分ごとに、一連のバーナ４８ａ〜４８ｈあるいは５０ａ〜５０ｈにおける火炎の経路が逆にされる。第３排出管１６０、１６２、１６４を通って来る空気−燃料の混合気は、バーナ４８ａ〜４８ｈとバーナ５０ａ〜５０ｈとの間に空気−燃料の混合気を交互に吹き込むために、４方向管１８４、１８６、１８８とボールバルブ２０８Ａ〜２０８Ｃ、２１０Ａ〜２１０Ｃ、２１２Ａ〜２１２Ｃとによって調節される。バーナ４８ａ〜４８ｈとバーナ５０ａ〜５０ｈとの間でサイクルが交互に行われるとき、ある量の空気−燃料の混合気は第２戻し管２０２、２０４、２０６によって第２組のサイロあるいはタンク１０６、１０８、１１０へ戻される。
【００６１】
第３排出管１６０、１６２、１６４を通して供給された供給空気は、バーナ４８ａ〜４８ｈおよび５０ａ〜５０ｈのそれぞれのノズルへ、微粉砕燃料を輸送するためと、高速で吹き込みを行うために使われる。微粉砕燃料の輸送空気は、空気圧駆動式空気ブロア２１４によって第３主管２１６から供給される。
【００６２】
第３主管２１６と第３排出管１６０、１６２、１６４とには、バーナ４８ａ〜４８ｈおよび５０ａ〜５０ｈへ供給される燃料−空気の混合気の高温関係を維持するために、第４排出管２１８、２２０、２２２が接続されている。
【００６３】
バーナ４８ａ〜４８ｈあるいは５０ａ〜５０ｈの燃焼サイクルを行うために、バーナ４８ａ〜４８ｈあるいは５０ａ〜５０ｈのそれぞれには、空気−燃料の混合気が別々に供給される。この混合気は、バーナ４８ａ〜４８ｈあるいは５０ａ〜５０ｈのそれぞれの内側管を通して供給され、かつ、バーナ４８ａ〜４８ｈあるいは５０ａ〜５０ｈのそれぞれのさまざまな吹き込みノズルへ分配されるために分配チャンバへ到達する。
【００６４】
バーナ４８ａ〜４８ｈあるいは５０ａ〜５０ｈのそれぞれの中における微粉砕燃料と予熱燃焼用空気との流れの乱流および混合気を増やすために、バーナ４８ａ〜４８ｈあるいは５０ａ〜５０ｈのそれぞれの吹き込みノズルを通った圧力の下で供給される一次空気が一次空気ブロア２２４から吹き込まれる。このため、バーナ４８ａ〜４８ｈあるいは５０ａ〜５０ｈの作動には、高温関係にある濃密空気での、また約４％の化学量論的空気の関係にある一次空気での空気圧駆動式輸送による微粉砕燃料の吹き込みがある。
【００６５】
一次空気ブロア２２４には、第６排出管２２６と第７排出管２２８とが接続されている。第６排出管２２６は第５分岐管２３０、２３２、２３４に接続されており、第７排出管２２８は第６分岐管２３６、２３８、２４０に接続されている。第５および第６分岐管２３０、２３２、２３４、２３６、２３８、２４０におけるそれぞれの出口端部は、バーナ４８ｆ〜４８ｈあるいは５０ｆ〜５０ｈのそれぞれと直接接続されている。第５および第６分岐管２３０、２３２、２３４、２３６、２３８、２４０のそれぞれにおける一次空気の流れは、第１グローブバルブ２４２、第１ボールバルブ２４４および第２グローブバルブ２４６からなる構成体によって別々に調節される。
【００６６】
さらに、第６排出管２２６は第７排出管２４８、２５０、２５２を含み、これらの第７排出管は第５排出管１９６、１９８、２００にそれぞれ接続されている。また、第７排出管２２８は第６排出管２５４、２５６、２５８を含み、これらの第６排出管は第４排出管１９０、１９２、１９４にそれぞれ接続されている。第６および第７の排出管２４８、２５０、２５２、２５４、２５６、２５８のそれぞれは、チェックバルブ２６０とボールバルブ２６２とを有する。
【００６７】
先に説明されたような構成によって、一次空気ブロア２２４は、第６排出管２２６および第７排出管２２８を通してかつ第５および第６分岐管２３０、２３２、２３４、２３６、２３８、２４０のそれぞれにより、一次空気をバーナ４８ｆ〜４８ｈ（左側のバーナ）あるいはバーナ５０ｆ〜５０ｈへ供給する。空気ブロア２２４は、冷却すべきより良好な条件を保障するために、バーナ４８ｆ〜４８ｈあるいはバーナ５０ｆ〜５０ｈのそれぞれが作動する際に最大量の空気流を供給するように作動し、一方では、第６および第７の排出管２４８、２５０、２５２、２５４、２５６、２５８のそれぞれによっては作動しないバーナ４８ｆ〜４８ｈあるいはバーナ５０ｆ〜５０ｈへ最小量の空気流を供給する。
【００６８】
本発明は３つのバーナ４８ｆ、４８ｇ、４８ｈおよびバーナ５０ｆ、５０ｇ、５０に基づいて説明されたが、本発明で説明された装置はすべてのバーナ４８ａ〜４８ｈおよび５０ａ〜５０ｈに適用されるということを理解すべきである。図5は、バーナ４８ｆ、第6分岐管２３６、第4の排出管１９４、および第7の排出管２２８の特定の配列を示す。最後の排出管２２８は、本発明に従って微粉砕燃料を供給および燃焼させるため一次空気ブロア２２４に接続される。バーナ４８ｆは、燃料、例えば天然ガス、石油燃料、またはガラス溶融炉で使用される他の種類の燃料を燃焼させるため、燃焼ポート３２のネック部分５２に置かれる。
【００６９】
本発明の追加の実施形態では、ガラスの溶融は２種類あるいは３種類の燃料で行うことができ、例えば、図１において、バーナ４８ａ〜４８ｄおよび５０ａ〜５０ｄに微粉砕燃料を供給することができ、バーナ４８ｅ〜４８ｈおよび５０ｅ〜５０ｈに軽油あるいは重油を供給することができる。本発明の第３実施形態では、バーナ４８ａ〜４８ｄおよび５０ａ〜５０ｄに微粉砕燃料を供給することができ、バーナ４８ｅ〜４８ｆおよび５０ｅ〜５０ｆに軽油を供給することができ、バーナ４８ｇ〜４８ｈおよび５０ｇ〜５０ｈに重油を供給することができる。これらの組み合わせは、軽油あるいは重油をガラス溶融のための主要燃料として使うガラス溶融炉が今日すでに存在しているということと、これらのガスおよび重油の性質が従来技術でよく知られているということを考慮したものである。
【００７０】
（環境調節）
最後に、ガラス溶融炉の中で微粉砕燃料の燃焼が実施された後に、大気汚染と、硫黄、窒素、バナジウム、鉄およびニッケルの化合物の大気中への排出を減少させるとともに規制する設備が、煙道４４の端部に配置されて排気ガスのための煙突４６に接続される。本発明による汚染規制装置はガラス溶融炉の廃ガス出口に適合されている。
【００７１】
汚染物質排出の規制については、ガラス溶融炉の粒状物質の軽減を良好に行うために、静電集塵器が改良されてきた。ガラス溶融炉の微細粒状物質は静電集塵器に対して何も問題がない。
【００７２】
粒状物質の除去に加えてＳＯ２の除去が必要な場合には、乾式スクラバーあるいは一部湿式スクラバーが静電集塵器あるいは繊維性フィルターへの良好な補完物になる。実際のところ、高酸性ガスの条件下では、侵食性ガスの濃度を低下させるためにスクラバーが必要である。新しい燃料を使用する場合には、ＳＯ２の含有量を低下させるためにスクラバーが必要であろう。それらは、侵食を防止するための装置にとって利点として働くだけでなく、排気ガスの温度を下げ、それによってガス容積を減少させるのにも役立つ。
【００７３】
乾式スクラバー（乾式反応粉体の吹き込み）と半湿式スクラバーとは、静電集塵器の上流側における大きい反応チャンバの中で行われる。これらの乾式スクラバーおよび半湿式スクラバーの両方において、スクラバー用物質には、Ｎａ２ＣＯ３、Ｃａ（ＯＨ）２、ＮａＨＣＯ３あるいはその他が含まれる。結果としての反応物質は、ガラス製造過程への原料であり、したがって、一般にある程度再生利用可能なものである。経験則によると、燃料中の硫黄１％ごとに、溶融したガラス１トン当たりＳＯ２は約４ポンド生じると言われている。このため、高硫黄燃料については、多量の乾燥廃棄物、例えばＮａＳＯ４が存在する。この廃棄物の量は、捕獲率と再生利用することのできる物質の量とによって変わるが、その数字はかなりのものとなる。高硫黄燃料によるフロート式加熱炉の稼働については、廃棄物は一日当たり５トンに達するであろう。
【００７４】
スクラバーの性能水準は、乾燥したＮａＨＣＯ３を使用するかあるいは半分湿ったＮａ２ＣＯ３を使用するかによって、５０％から９０％まで変わる。すべてのスクラバーで温度調節が重要であり、目標反応温度はスクラバー用物質上で約２５０℃から４００℃の範囲で選択される。
【００７５】
湿式スクラバーは、ほとんど無数の形状、寸法および用途で提供されている。ガラス製造に関する２つの主な用途は、ガス（ＳＯ２）を集める用途と、粒状物質を捕獲する用途である。
【００７６】
（制御装置の詳細な説明）
ここで本発明の制御装置について述べると、この制御装置は、図１から図５で説明された微粉砕燃料の供給および燃焼装置と組み合わせて説明され、微粉砕燃料の交互燃焼サイクルに従って前記供給および燃焼装置の全ての動作シーケンスを制御する。
【００７７】
本発明の制御装置ＣＳは、図６で示されるように以下のものを備える。即ち、各々のサイロ５６、５８の充填をモニタする受入れ貯蔵および運搬制御装置ＲＣＳを備える。この受入れ貯蔵および運搬制御装置ＲＣＳは、各々のサイロ５６、５８の微粉砕燃料の上位レベルおよび下位レベルを検出するレベルセンサ２７０を含む。微粉砕燃料の上位レベルおよび下位レベルが各々のサイロ５６、５８で検出されると、各々のサイロ５６、５８で充填動作を停止または開始するための信号が受入れ貯蔵および運搬制御装置ＲＣＳへ送られる。更に、各々のサイロ５６、５８は、各々のサイロ５６、５８の内部雰囲気を不活性化する安全手順のトリガとなる一酸化炭素の濃度を測定するための、各々のサイロの最上部に置かれたセンサ２７２を含む。
【００７８】
供給制御装置ＦＣＳは、第２の一連のサイロ１０６、１０８、１１０の充填および排出を交互に制御するため、固体燃料供給装置ＳＤ−５、ＳＤ−６、およびＳＤ−７に関連づけられる。供給制御装置ＦＣＳは、１つまたは２つの実施形態で微粉砕物質の充填を自動的に制御する。第１の実施形態では、装置ＳＤ−５、ＳＤ−６、およびＳＤ−７における微粉砕物質のレベル制御は、重量測定式供給装置１１８、１２０、１２２を介して実行される。即ち、供給制御は、時間に対する、サイロ１０６、１０８、および１１０で検出される微粉砕物質の重量を考慮して計算される。したがって、微粉砕燃料の最少重量が各々のサイロ１０６、１０８、および１１０で検出される度に、これらのサイロは微粉砕物質を充填される。第２の実施形態では、微粉砕物質のレベル制御は、レベルセンサを使用して制御される。少なくとも第１のレベルセンサ２７４が、固体燃料供給装置ＳＤ−５、ＳＤ−６、およびＳＤ−７の上部に置かれ、少なくとも第２のレベルセンサ２７６が、固体燃料供給装置ＳＤ−５、ＳＤ−６、およびＳＤ−７の下部に置かれる。第１のレベルセンサ２７４および第２のレベルセンサ２７６は、微粉砕物質のレベル信号を受け取って生成し、固体燃料供給装置ＳＤ−５、ＳＤ−６、およびＳＤ−７を充填するために、供給制御装置ＦＣＳに関連づけられる。供給制御装置ＦＣＳは、更に、空気流および一次空気ブロア２１４の空気圧をモニタするセンサ２７５、および空気流および管１６０、１６２、および１６４の輸送空気の空気圧および温度をモニタするセンサ２７７を含む。重量測定式供給装置１１８、１２０、１２２、またはセンサ２７４、２７５、２７６、および２７７によって、一連の変数が検出される。これらの変数は、例えば、空気温度を伝達し、空気圧を伝達し、空気の流量、ロータリバルブフィードバック速度２７９、固体燃料供給装置ＳＤ−５、ＳＤ−６、およびＳＤ−７の微粉砕燃料の重量を伝達し、空気ブロアの制御開始／停止などを伝達する。
【００７９】
溶融制御装置ＭＣＳは、ガラス溶融炉の臨界変数を処理する。この溶融制御装置ＭＣＳは、複数のセンサ、例えば、加熱炉の内部温度をモニタするセンサ２７８および全ての加熱炉の温度分布をモニタするセンサ２８１に関連づけられている。
【００８０】
環境制御装置ＥＣＳは、安全かつ制御された方法で、燃焼ガスの抽出を処理する。この安全かつ制御された方法として、ガスの抽出が実行されたときガラス溶融炉の内圧に直接の影響が与えられるので、燃焼制御装置ＣＣＳ（後で説明する）が溶融制御装置ＭＣＳと環境制御装置ＥＣＳとの間の相互作用を調整して、蓄熱炉の空気燃焼および熱排出サイクルで燃焼ガスを抽出する間に中間変数を計算して加熱炉の中の変動を最少にすることが、ここで非常に重要である。
【００８１】
環境制御装置ＥＣＳに関連づけられた環境サービス制御装置ＥＳＣＳは、環境制御装置ＥＣＳによって要求される比率の反応物質を生成し、環境制御装置ＥＣＳの各々で回収された固体廃棄物を処理する。
【００８２】
最後に、燃焼制御装置ＣＣＳは、ガラス溶融炉における空気燃焼サイクルと熱排出サイクルとの交互作動（加熱炉の特性によって２０分ごと、または３０分ごと）を制御する。燃焼制御装置ＣＣＳは、前述した全ての制御装置（受入れ貯蔵および運搬制御装置ＲＣＳ、供給制御装置ＦＣＳ、溶融制御装置ＭＣＳ、環境制御装置ＥＣＳ、および環境サービス制御装置ＥＳＣＳ）に接続され、各々の制御、例えば、各々のバーナの中のガス流をモニタするセンサ２８０、管９０の中の微粉砕燃料供給速度をモニタするセンサ２８２、一次空気ブロア２２４の中の空気供給速度をモニタするセンサ２８４、一次空気ブロア２２４の中の空気圧をモニタするセンサ２８６、第６排出管２２６および第７排出管２２８の中の輸送空気流をモニタするセンサ２８８、燃焼室の内圧をモニタするセンサ２９０、煙突の中のガス抽出速度をモニタするセンサ２９２、環境制御装置ＥＣＳの出口および入口のガス圧をモニタするセンサ２９４、加熱炉の内部温度をモニタするセンサ２９６、燃焼室の中の温度をモニタするセンサ２９８、および全ての加熱炉中の温度分布を決定するセンサ３００に関連する全ての制御変数を受け取って処理する。燃焼制御装置ＣＣＳは各々のセンサに接続され、前述した全てのセンサからフィードバック信号を受け取って、微粉砕燃料の供給および燃焼装置の大部分の臨界変数の動作を正確に制御する。この燃焼制御装置ＣＣＳは次の動作を実行する。即ち、直接燃焼制御、燃焼制御装置ＣＣＳと溶融燃焼制御装置ＭＣＳとの間の相互作用（逆転同期）、全てのプロセス変数、例えば、加熱炉からの内圧および目標値、燃焼空気の流量および目標値、過剰Ｏ２の％、およびガス流量および目標値のモニタリング、燃焼制御装置ＣＣＳと供給制御装置ＦＣＳとの間の相互作用、および燃焼制御装置ＣＣＳと環境制御装置ＥＣＳとの間の相互作用である。
【００８３】
前記燃焼制御装置ＣＣＳの動作シーケンスは、加熱炉の動作との正確な同期を確立し、空気燃焼および熱排出サイクルに従ってガラス溶融炉の正しい側に微粉砕燃料を導入するため、炉ゲートＦＧの位置およびトンネルゲートＴＧの位置を参照として取ることによって開始される。
【００８４】
センサの全ておよび各々は、制御を可能にして、炉ゲートＦＧに置かれたセンサ２９８によって生成された信号に基づいて各々の一連のバーナの動作サイクルの持続時間を計算するため、通信ネットワークＣＮを介して燃焼制御装置ＣＣＳへ信号を送る。
【００８５】
受入れ貯蔵および運搬制御装置ＲＣＳは、更に、各々のサイロ５６、５８の微粉砕燃料量をモニタする２４時間サイロモニタ装置ＤＳＭＳを含む。
【００８６】
制御装置ＳＣは、更に、全体的な燃焼および生産プロセスを最適化するために使用されるエキスパートシステムおよび製造実行装置ＥＳＭＥＳを含む。
【００８７】
この配列のもとで、バーナの各々へ微粉砕物質を供給することは、２つの実施形態で実行可能である。
【００８８】
（間欠逆転シーケンス）
第１の実施形態では、微粉砕燃料は間欠シーケンスで加熱炉の中へ供給される。この場合、第１の工程では、燃焼サイクルが加熱炉の１つの側で終了すると、バーナ、例えば、バーナ４８ｆ、４８ｇ、４８ｈの各々への固体燃料供給装置ＳＤ−５、ＳＤ−６、およびＳＤ−７による微粉砕燃料の供給は停止される。しかし、前記の管１９２、１９４、および１９６を清掃するための「パージ」として、輸送用空気の連続流が短時間の間維持される。この実施形態では、微粉砕燃料流は、固体燃料供給装置ＳＤ−５、ＳＤ−６、およびＳＤ−７で全面的に停止するが、その間に燃焼サイクルは、第２の燃焼サイクルを実行するためバーナ４８ｆ、４８ｇ、４８ｈからバーナ５０ｆ、５０ｇ、５０ｈへ切り替えられる。この工程では、炉ゲートＦＧは、例えばバーナ５０ｆ、５０ｇ、５０ｈへ微粉砕燃料の供給を開始するように開かれる。この第２の工程では、加熱炉の反対側が燃焼プロセスを開始する準備を完了すると、バルブ２４２、２４４、および２４６の配列が開かれ、輸送用空気が固体燃料供給装置ＳＤ−５、ＳＤ−６、およびＳＤ−７によって管の中に存在すると、微粉砕燃料の供給が固体燃料供給装置ＳＤ−５、ＳＤ−６、およびＳＤ−７を介して再開始される。切り替えプロセスは、ガラス溶融炉の中で空気燃焼サイクルと熱排出サイクルとの間を２０分または３０分ごとに反復される。更に、この場合、固体燃料供給装置ＳＤ−５、ＳＤ−６、およびＳＤ−７は、前記固体燃料供給装置ＳＤ−５、ＳＤ−６、およびＳＤ−７の出力部にスライドゲートＳＧを含んでもよい。このスライドゲートＳＧは、固体燃料供給装置ＳＤ−５、ＳＤ−６、およびＳＤ−７の停止および再開始を避けるため、燃焼制御装置ＣＣＳと同期される。
【００８９】
（連続逆転シーケンス）
第２の実施形態では、固体燃料供給装置ＳＤ−５、ＳＤ−６、およびＳＤ−７の動作は連続形式に維持され、微粉砕燃料を各々のバーナへ供給するとき大きくて良好な安定性を維持する。配列は前の例と類似しているが、前述した４方向バルブ１８４、１８６、１８８が使用されるか、同じ動作を実行する３方向切換バルブが使用される（図示せず）。この実施形態によって、微粉砕燃料の供給を前記燃料がバーナ４８ａ〜４８ｈまたは５０ａ〜５０ｈの各々へ供給される前に検査、較正、およびセットアップすることができる。
【００９０】
このようにして、第３排出管１６０、１６２、１６４を介して到着する空気燃料混合気は、バーナ４８ａ〜４８ｈおよび５０ａ〜５０ｈの間で空気燃料混合気を交互に吹き込むためにバルブ１８４、１８６、１８８およびボールバルブ２０８Ａ〜２０８Ｃ、２１０Ａ〜２１０Ｃ、２１２Ａ〜２１２Ｃの４方向セットによって調節される。したがって、サイクルの切り替え中に、炉ゲートＦＧが開かれて加熱炉の第１の側で微粉砕燃料の供給を開始する間、微粉砕燃料は管１６０、１６２、および１６４を介して連続的に供給されているが、この微粉砕燃料は、第２戻し管２０２、２０４、２０６によって第２の一連のサイロまたはタンク１０６、１０８、１１０へ戻される。反対側の加熱炉が燃焼開始の準備を整えると、バーナの各々の１つへ微粉砕燃料を供給するため、バルブ１８４、１８６、および１８８が自動的に活性化される。
【００９１】
燃焼制御装置ＣＣＳで逆転ルーチンを実行する基本シーケンスは、図７のフローチャートで示される。逆転シーケンスは燃焼制御装置ＣＣＳによって制御される。空気微粉砕燃料の混合気は、バルブ１８４、１８６、および１８８を介して１つの一連のバーナから他の一連のバーナへ切り替えられ、空気微粉砕燃料の混合気が各々の一連のバーナへ供給される。炉ゲートＦＧの位置に基づいて逆転燃焼中の良好な供給安定性を達成する特別な制御方策を実行するため、制御装置によって検出された信号が供給制御装置ＦＣＳによって使用される。
【００９２】
ステップのシーケンスにおいて、制御装置ＳＣがサイクルタイムを開始または停止する内部または外部信号を受け取るとき、逆転ルーチンが開始される（ステップＣ１）。逆転を参照するため、信号が受け取られ、連続的に動作して５００ミリ秒の方形波信号を発生するタイマへ送られる（ステップＣ２）。ステップＣ３では、制御装置ＳＣのプロセッサからの全体的走査を同期するため、前記信号の各々の正の遷移が「リアルタイム」で１秒のパルスを発生するように使用される。ステップＣ４では、切り替え（加熱炉の特性によって２０分ごと、または３０分ごとに、火炎の経路が逆転される）を開始するための残りの秒、逆転を開始するための残りの分、逆転後に経過した分、および逆転後に経過した秒を設定するため、各々の秒が使用される。ステップＣ５では、同期信号および経過した時間が、切り替えの推定時間以上かどうかがチェックされる。もしイエスであれば、切り替えの開始を強制する信号が生成される（ステップＣ６）。もしノーであれば、切り替えを開始する信号がステップＣ７へ送られる。このルーチンに示されない追加の安全インターロックが、逆転シーケンスの誤トリガを防止する。この同期ルーチンは、炉ゲートＦＧの各々について実行される。ステップＣ５およびステップＣ６の後で、逆転を開始するか逆転を強制する信号がステップＣ７で受け取られると、これらの信号は切り替えの持続時間に関して比較される。もしノーであれば、切り替えを開始する許可を取得するため次のステップ（ステップＣ８）へ進む。もしこれらの信号が等しければ、炉ゲートＦＧの位置に従ってカウンタを設定するためルーチンはステップＣ９へ続き、ステップＣ１０へ続く。ステップＣ１０では、左側炉ゲートＦＧの位置が比較される。もし左側炉ゲートＦＧの位置が正しければ、燃焼位置は左側であり（ステップＣ１１）、ステップＣ１２へ続く。もしノーであれば、右側炉ゲートＦＧの位置が比較される（ステップＣ１２）。ステップＣ１２では、右側ゲートＦＧの位置が比較される。もし右側ゲートＦＧの位置が正しければ、燃焼位置は右側であり（ステップＣ１３）、ステップＣ１４へ続く。もしノーであれば、ステップＣ１４へ続く。ステップＣ１４では、炉ゲートが非定義位置にある可能性を避けるため、炉ゲートＦＧ（左側ゲートおよび右側ゲート）の比較が実行される。もし炉ゲートＦＧの位置が正しくなければ、１つの炉ゲートＦＧから他の炉ゲートへ、例えば、右側炉ゲートから左側炉ゲートへ、切り替えシーケンスを実行する動作を開始するため、ステップＣ８へ続く。もしノーであれば、ステップＣ１５へ進む。このステップＣ１５では、炉ゲートＦＧの位置の誤りが検出されると、炉ゲートＦＧの位置切り替えの許可は手動で実行される。シーケンスはステップＣ８へ続く。
【００９３】
ステップＣ８では、炉ゲートＦＧの切り替えを開始する許可が要求される。もし切り替えシーケンスが許可されると、切り替えの持続時間を測定するステップＣ１６へ続き、ステップＣ１７へ続く。もしノーであれば、自動動作モードが比較されるステップＣ１７へ直接進む。ステップＣ１７では、もし動作モードが自動であれば、バルブ１８４、１８６、１８８の始動を開始するステップＣ１８へ進み、ステップＣ１９へ続く（そこでは、手動動作モードが比較される）。ステップＣ１９では、もし動作モードが手動であれば、バルブ１８４、１８６、１８８の手動動作を開始するステップＣ２０へ進む。ステップＣ２０の後では、炉ゲートＦＧの切り替えを開始する許可が位置ＯＦＦにあるステップＣ２１へ進む。ステップＣ２２では、ポートの切り替え持続時間の測定が要求される。もしポートの切り替え持続時間がＯＮであれば、切り替えシーケンスが開始され（ステップＣ２３）、その後でプログラムは終了する（Ｃ２４）。もしポートの切り替え持続時間がＯＮでなければ、プロセスは終了する（ステップＣ２４）。
【００９４】
これまでの説明によって、ガラス溶融炉で微粉砕燃料の供給および燃焼を制御する制御装置が説明された。多くの他の特徴または改善が可能であり、それらは特許請求の範囲内にあることは、当業者には明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】蓄熱型ガラス溶融炉の平面図である。
【図２】図１で示された加熱炉の概略長手方向図である。
【図３】本発明に従って微粉砕燃料を供給および燃焼させる装置の概略図である。
【図４】蓄熱型ガラス溶融炉と組み合わされた、微粉砕燃料を供給および燃焼させる装置の側面図である。
【図５】本発明に従って微粉砕燃料を供給および燃焼させるバーナの配列の詳細図である。
【図６】本発明に従って構築される制御装置の主要部分のブロック図である。
【図７】図６で示された制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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