Processing

Please wait...

Settings

Settings

Goto Application

1. KR1020140066699 - 유리 용융 장치 및 방법

Note: Text based on automatic Optical Character Recognition processes. Please use the PDF version for legal matters

[ KO ]
유리 용융 장치 및 방법 {GLASS-MELTING EQUIPMENT AND PROCESS}
기 술 분 야
 본 발명은 생성된 배기 가스로부터의 열 에너지를 연소 산화제를 예열시키기 위해 회수하고, 산소-농후 연소 산화제를 사용하는 유리 용융 방법 및 용융로에 관한 것이다.
배경기술
 산소 함량이 80 부피% 이상인 산화제와 같은 산소-농후 연소 산화제가 특히 용융로의 오염물 (NO x, 먼지) 방출과 에너지 소비를 감소시키기 위해 유리 용융로에 사용될 수 있다는 것이 알려져 있다.
 US-A-6071116에  기재된  특히  유리한  기술에  따르면,  용융로의  경제  수지는  버너의  상류에서  적어도  하나의  반응제  (연소  산화제  및/또는  연료)를  예열시켜  개선된다.    이는  용융로  연소  챔버  하류의  배기  가스  회로에  하나  또는  수  개의  열교환기를  배치함으로써  이루어지며,  열교환기  내에서는  안전한  중간  유체,  예를  들어,  공기,  CO 2, 질소 및 증기가 연소 챔버로부터의 따뜻한 배기 가스 배출물과의 열교환에 의해 가열되며, 적어도 하나의 반응제는 가열된 중간 유체와의 열교환에 의해 예열된다.
 주위  공기가  풍부하여  일반적으로  충분한  공급이  문제가  되지  않는  공기를  연소  산화제로  사용하는  용융로와는  달리,  산소-농후  연소  산화제를  사용하는  용융로는  용융로에  근접한  연소  산화제의  대형  전용  공급원,  예컨대,  파이프라인,  에어  가스  분리  장치  또는  충분한  대용량의  연소  산화제  저장고를  필요로  한다.    그러나,  이는,  예를  들어,  기술적  또는  수송상의  문제  발생  후에  산소-농후  연소  산화제의  공급이  중단되는  것을  방지하지  못한다.
 산소-농후  연소  산화제  공급이  중단된  후에  용융로가  가동정지되는  경우  일어날  수  있는  주요  손실을  고려하여,  용융로  근처에  산소-농후  연소  산화제의  저장을  위한  예비  저장고를  설치할  수  있다는  것이  알려져  있다.    그와  같은  예비  저장에  의해  종종  저하된  작동  모드에서  용융로의  연속  가동이  가능하거나,  산소-농후  연소  산화제의  정상적인  공급이  실패하는  경우에도  간편하게  용융로  온도를  유지할  수  있다.    그러나,  예비  저장은  특히  "부유”용융로와  같은  높은  톤수  (tonnage)의  용융로의  경우에  시간에  있어서  매우  제한된  자율  가동  (autonomy)만을  허용한다.
 US-A-6071116은  공기가  중간  유체로서  사용되는  경우  중간  유체를  통한  배기  가스와의  열교환에  의해  적어도  하나의  연소  반응제를  예열시키는  것을  포함하는  해결책을  제시한다.    이  해결책에  따르면,  산소-농후  연소  산화제  공급이  중단된  경우,  가열된  중간  공기  흐름이  연소  산화제로서  버너로  직접  도입되어  용융로의  연장된  자율  가동을  가능하게  한다.
 그러나,  이러한  방법을  적용하는  것은  문제가  있다.    공기  중  연소에  의해  생성되는  배기  가스의  양은,  동일한  화력인  경우에,  옥시-연소에  의해  생성되는  배기  가스의  양보다  훨씬  크다.    따라서,  옥시-연소에  의해  가동되도록  설계된  용융로는  일반적으로  유사한  화력에서  공기  연소  가동  중에  생성된  배기  가스의  높은  유량을  처리하지  못하므로,  공기  연소의  경우에는  용융로를  매우  저하된  작동  모드로  가동할  필요가  있다.    또  다른  문제점은  산소-농후  연소  산화제로  가동시키도록  설계된  버너는  공기가  연소  산화제로  사용되는  경우,  일반적으로  효율적이고  신뢰성  있게  가동시키지  못한다.    산소-농후  연소  산화제  뿐만  아니라  공기로도  가동될  수  있도록  설계된  이중  연소  산화제  버너가  있지만,  그러한  버너는  가격이  더  비싸고,  복잡하기  때문에  유리  용융로의  연소  챔버와  같은  특히  열악한  환경에서는  신뢰성이  떨어진다.
발명의 상세한 설명
   해결하려는 과제
 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 적어도 부분적으로 극복하기 위한 것이다.
 본 발명은 후술하는 바와 같은 본 발명에 따른 방법과 장치에 의해 이와 같은 목적을 달성한다.
   과제의 해결 수단
 본  발명은  특히  제1  산화제와  제2  산화제를  사용하여  용융로  중에서  유리를  용융시키는  방법에  관한  것이다.    제1  산화제는  공기  및  산소-농후  공기로부터  선택된다.    제2  산화제는  산소  함량이  80  부피%  내지  100  부피%,  바람직하게는  90  부피%  내지  100  부피%이며,  제2  산화제의  산소  함량은  제1  산화제의  산소  함량보다  크다.
 본 발명에 따라서, 유리는 용융 챔버 및 예열 장치를 포함하는 용융로 중에서 용융된다.
 용융  챔버에는  챔버  내에서  연료를  연소시키기  위한  n개의  버너가  장착되어  있으며,  버너의  수는  1  이상이다  (n≥1).    이와  같은  n개의  버너는  열  에너지,  및  챔버의  배출구에서의  온도가  1000  ℃  내지  1600  ℃인  고온의  배기  가스  흐름을  생성한다.
 n개의 버너는 소위 "제1 버너"인 m개의 버너를 포함하며, 제1 버너의 갯수 m은 1 이상 내지 용융 챔버 내의 버너의 갯수 n 이하이다 (1≤m≤n).
 본  발명에  따라서,  고체  원료가  용융  챔버  내에서  용융되어  용융  유리를  형성한다.    챔버로부터의  고온의  배기  가스  흐름은  예열  장치로  도입되어  고온의  배기  가스  흐름  중에  존재하는  열  에너지의  일부를  열전달  유체를  통해  회수한다.
 이와 같이, 열전달 유체의 흐름은 예열 장치 중 제1 열교환기 내에서 고온의 배기 가스 흐름과의 열교환에 의해 가열되어, 첫째로는 냉각된 배기 가스 흐름을 생성하고, 둘째로는 가열된 열전달 유체의 흐름을 생성하며, 상기 가열된 열전달 유체는 제1 열교환기 배출구에서의 온도가 600 ℃ 내지 900 ℃이다.
 본 발명에서, "열교환기"란 그러한 용어의 통상의 기술적 의미로 사용되며, 즉, 온도가 서로 다른 적어도 두 가지 유체가 분리된 챔버 내에서 순환하면서 그들 사이에 열을 전달하도록 하는 장치를 이른다.
 용융  공정의  제1상에서,  공기  또는  산소-농후  공기로  이루어진  제1  산화제가  열전달  유체로서  사용된다.    산소가  제1  산화제보다  풍부한  제2  산화제의  흐름은  예열  장치  중  제2  열교환기  내에서  가열된  열전달  유체  흐름과의  열교환에  의해  예열되어,  제2  열교환기  배출구에서의  온도가  400  ℃  내지  650  ℃인  예열된  제2  산화제  흐름  및  제2  열교환기  출구에서의  온도가  350  ℃  내지  650  ℃인  중간  온도의  열전달  유체  흐름을  생성한다.
 이와 같은 공정의 제1상에서, 예열된 제2 산화제 ("농후 산화제")의 유량 DO1이 m개의 제1 버너에 연소 산화제로서 공급된다 (DO1 > 0 Nm 3/h).
 그와 같이 예열된 산소-농후 연소 산화제를 사용함으로써 오염물 방출을 줄이고, 우수한 에너지 효율을 제공할 수 있다.
 본 발명에서, 가스 부피는 표준 입방 미터 (Nm 3)로 표시되며, 1 Nm 3는 1 atm에서 1 m 3를 차지하는 가스의 양에 해당한다.
 본 발명에 따른 방법은 또한 제2 산화제 (농후 산화제)의 유량 DO2가 m개의 제1 버너에 공급되는 제2상을 포함하며, DO2는 0 Nm 3/h보다  크지만  공정의  제1상  중  m개의  제1  버너에  공급되는  제2  산화제  (농후  산화제)의  유량  DO1보다는  작다.    공정의  제2상  중에,  제1  산화제의  유량  DA2가  또한  m개의  제1  버너에  연소  산화제로서  공급된다  (DA2  >  0  Nm 3/h).
 본 발명에 따르면, 제1 산화제의 유량 DA2는 m개의 제1 버너에 연소 산화제로서 상응하는 분율의 가열된 열전달 유체 흐름의 형태로 공급된다.
 제2상에서, 제2 산화제의 유량 DO2는 m개의 제1 버너에 다음과 같은 세 가지 방식 중 어느 하나로 공급될 수 있다:
 i) m개의 제1 버너(first burner)에 공급되는 제1 산화제의 유량 DA2와 완전히 분리되는 방식,
 ii) m개의 제1 버너에 공급되는 제1 산화제의 유량 DA2와 완전히 혼합되는 방식, 또는
 iii) 제1 산화제의 유량 DA2와 부분적으로 혼합되고, 제1 산화제의 유량 DA2와 부분적으로 분리되는 방식.
 첫번째 경우에 (제1 버너로의 제1 산화제 및 제2 산화제 (농후 산화제)의 공급이 완전히 분리됨), 제1 산화제는 제2상에서 열전달 유체로서 사용되고, 다시 말해서, 제2상 중에 제1 산화제는 제1 열교환기 중에서 고온의 배기 가스 흐름과의 열교환에 의해 가열된다.
 다른  두  경우에  (제1  버너로의  제1  산화제  및  제2  산화제  (농후  산화제)의  공급이  완전히  또는  부분적으로  혼합됨),  제2상  중에  제1  열교환기  중에서  고온의  배기  가스  흐름과의  열교환에  의해  가열된  열전달  유체의  성질은  제1  및  제2  산화제의  (부분적  또는  완전한)  혼합이  이루어지는  위치에  따라  달라진다.    제2  산화제  (농후  산화제)의  유량  DO2가  예열  장치  중  제1  열교환기  상류에서  제1  산화제와  부분적으로  또는  완전히  혼합되는  경우  (즉,  두  개의  산화제  공급원과  제1  열교환기  사이에서),  제1  열교환기  상류에서  그와  같이  얻어진  혼합물은  열전달  유체로  사용된다.    한편,  제2  산화제의  유량  DO2가  제1  열교환기  상류에서  제1  산화제의  유량  DA2와  전혀  혼합되지  않고  단지  제1  열교환기  하류에서만  혼합되는  경우,  제1  산화제가  공정의  제2상에서  열전달  유체로서  사용된다.
 연소  산화제로서  감소된  유량의  제2  산화제를  공정의  제2상  중  용융  챔버의  m개의  제1  버너에  예열된  제1  산화제의  흐름과  함께  공급하는  것은,  제2  산화제가  부족한  경우  용융로의  자율  가동  시간을  상당히  증가시킨다.    이와  같이,  본  발명에  따른  방법은  제2  산화제가  부족한  경우  제2상으로  유용하게  사용된다.    제1상으로의  가동은  제2  산화제가  부족하지  않은  경우,  특히  점점  더  엄격해지는  법률에  의해  규제되는  오염물  방출을  감소시키기  위하여  바람직하다.
 제2상 중에 m개의 제1 버너에 제1 및 제2 산화제가 조합되어 공급되며, 결과적으로 전체적으로 공기보다 높은 산소 함량을 갖는 연소 산화제의 조합물이 공급되는 것을 고려하면, 제2상 중 챔버 내에 생성되는 배기 가스의 부피는 제1상 중에 생성되는 배기 가스의 부피와 비교적 유사하다.
 또한,  제1  버너로서  공기  연소  및  옥시-연소  방식으로  모두  가동될  수  있는  고가의  이중  연소  산화제  버너를  사용할  필요가  없다.    다양한  산소  함량의  산소-농후  연소  산화제를  사용하여  가동될  수  있는  버너이면  충분하다.    본  발명에  따른  방법의  또  다른  주된  장점은  제2상  중에  m개의  제1  버너에  의해  생성되는  불꽃의  특성  (크기,  온도  (프로파일),  밝기  등)이  제1상  중에  생성되는  불꽃의  특성과  유사하여,  상  전환이  수득되는  용융된  유리의  특성에  미치는  영향이  제한될  수  있고,  제2상  중  챔버  및  그의  장착물에  대한  손상  위험이  크게  감소된다.
 "제1상"  및  "제2상"은  본  발명에  따른  방법에서  개별적인  단계이다.    그러나,  시간에  있어서  제1상이  제2상을  앞  설  필요는  없다.    그  역이  또한  가능할  수  있으며,  용융로를  수  회의  제1  및/또는  제2상으로  가동시키는  것이  가능하다.    따라서,  장치를  제2상에  따라  가동시킨  후에  제1상으로  가는  것도  가능하다.
 하나의  실시양태에  따라서,  공정의  제2상  중에서  제2  산화제  (농후  산화제)의  흐름은  (제2  열교환기  중  가열된  열전달  유체의  흐름과의  열교환에  의해)  예열되지  않는다.    제2  산화제의  유량  DO2는  제2  열교환기  중에서의  사전  예열없이  m개의  제1  버너에  공급된다.
 하나의  바람직한  실시양태에  따라서,  용융  챔버  중의  모든  버너는  제1  버너이다.    즉,  m  =  n이다.
 제1  산화제는  공기일  수  있으며,  특히  에어  팬  (air  fan)에  의해  공급되는  주위  공기일  수  있다.    이는  중간  온도의  열전달  유체  흐름이  최종적으로  굴뚝을  통해  탈기될  때  특히  적절하다.
 제1  산화제는  산소를  풍부화시킨  공기일  수  있으며,  예를  들어,  팬에  의해  공급되는  공기를  팬의  하류에서  산소로  풍부화시킨  공기일  수  있다.    제1  산화제를  산소로  풍부화시키기  위한  산소는  특히  제2  산화제를  공급하는  제2  공급원에  의해  공급될  수  있다.    이와  같은  실시양태는  중간  온도의  열전달  유체  흐름이  공정의  제1상  중에  예열  장치  하류에서  산화제로  사용될  때  유용할  수  있다.    예를  들어,  열전달  유체의  중간  온도  흐름은  그  위치에  존재하는  보일러  중  연소  산화제로서  사용된다.
 따라서, 제1 산화제의 산소 함량이 21 부피% 내지 40 부피%, 또는 21 부피% 내지 25 부피%일 때, 중간 온도의 열전달 유체 흐름은, 예를 들어, 공기 또는 약간 산소가 풍부한 공기 중에서의 연소를 이용하는 방법 또는 장치에서 제1상 중에 연소 산화제로서 유리하게 사용될 수 있다.
 제1 산화제 중의 산소 함량이 40 부피% 내지 90 부피%이지만 제2 산화제의 산소 함량보다는 항상 작을 때, 열전달 유체는 옥시-연소 공정 또는 장치에서 제1상 중에 연소 산화제로서 유리하게 사용될 수 있다.
 상기한  바와  같이,  제2  산화제  (농후  산화제)의  산소  함량은  80  부피%  내지  100  부피%이다.    바람직하게는,  제2  산화제의  산소  함량은  90  부피%  내지  100  부피%이다.    용융로의  용량,  결과적으로는  그의  제1상  중  제2  산화제  요구량이  매우  낮은  경우,  용융로로의  제2  산화제의  공급은  하나  또는  수  개의  제2  산화제  저장고로부터  이루어질  수  있다.    제2  산화제의  용융로로의  공급은  또한  에어  가스  분리  장치  또는  파이프라인에  의해  이루어질  수  있다.    이  경우에,  에어  가스  분리  장치  또는  파이프라인이  고장날  경우를  대비하여  제2  산화제의  예비  저장고를  제공하는  것이  바람직하다.
 용융로는  수직형  버너  용융로일  수  있다.    이  경우에,  용융로는  전형적으로는  매우  제한된  수의  버너  (예를  들어,  1  ≤  n  ≤  4)를  포함한다.
 그러나,  본  발명은  특히  수평형  버너를  갖는  용융로,  특히  "부유"  용융로  타입의  수평형  버너를  갖는  용융로에  유용하다.    그와  같은  "부유"  타입  용융로의  경우에,  버너의  구조는  용융  챔버의  세로축에  수직으로  배치된  다수의  버너로  이루어지는  것이  통상적이다.    각  버너의  화력은  용융  챔버에  요구되는  온도  프로파일을  설정하도록  개별적으로  또는  일군의  버너에  의해  조절된다.
 유리 용융로 중 버너의 총 화력은 용융로의 톤수 (용융 유리 흐름)의 함수로서 조절된다.
 용융로는  수  개의  예열  장치를  포함할  수  있다.    예를  들어,  용융로는  두  개의  예열  장치를  포함할  수  있으며,  용융로의  양측에  각각  하나의  장치를  포함할  수  있다.    이는  특히  "부유"  용융로에  유용하다.    이  경우에,  각  예열  장치는  일군의  m i 제1 버너(∑ m i≤n)에 연소 산화제를 제공한다.
 예열  장치는  또한  수  개의  제2  열교환기를  포함할  수  있다.    이  경우에,  각  제2  열교환기는  제1상  중에  일군의  m j 제1 버너(∑ m j≤n)에 고온의 제2 산화제 흐름을 제공할 것이다.
 따라서,  예열  장치는  챔버로부터의  배기  가스  배출구에  근접하게  배치된  제1  열교환기  및  적어도  하나의  제2  열교환기를  용융로의  양측에  포함할  수  있다.    예를  들어,  챔버로부터의  배기  가스  배출구  좌측의  하나의  제1  버너  및  우측의  또  다른  제1  버너에  의해  가열되는  루프가  있는  용융로의  경우에,  예열  장치는  배기  가스  배출구에  근접한  상류벽  뒤에  제1  열교환기,  및  상류벽  뒤의  제1  열교환기  각측의  제2  열교환기를  포함할  수  있으며,  각  제2  열교환기는  두  개의  제1  버너  중  하나에  근접하게  배치된다.    각  제2  열교환기는  제1  열교환기에,  가열된  열전달  유체  흐름의  일부가  공정의  제1상  중에  제2  열교환기로  공급되도록  연결된다.
 마찬가지로,  특히  양측의  벽에  장착된  버너에  의해  가열되는  "부유"  용융로와  같은  용융로의  경우에,  배기  가스  배출구에  근접하게  배치된  제1  열교환기  및  용융로의  각  측벽에  인접한  제2  열교환기를  포함하는  예열  장치를  사용할  수  있다.    제2  열교환기  각각은  제1  열교환기에  공정의  제1상  중,  열전달  유체  흐름의  가열된  일부가  예열  장치  중  각  제2  열교환기에  공급되도록  연결된다.
 본  발명의  하나의  유리한  실시양태에서,  예열  장치는  또한  버너의  상류에서,  따라서  용융  챔버의  상류에서  연료를  예열하는데  사용된다.    연료는  따라서  고온의  배기  가스  흐름과의  열교환에  의해서  및/또는  가열된  열전달  유체와의  열교환에  의해서  예열될  수  있다.
 본  발명  방법의  하나의  실시양태에  따라서,  제2  공급원에  의해  용융로로  공급될  수  있는  제2  산화제의  유량  (유량  또는  전체  유량)은  연속적으로  또는  비연속적으로  검사된다.    제2  산화제의  이용할  수  있는  양은  용융로의  (공급될)  제2  산화제  필요량과  비교된다.    비교한  결과를  사용하여  용융로가  가동되어야  할  상  (제1상  또는  제2상)을  결정하고/거나,  공정의  제2상  중  적용되어야  할  DO2/DA2  비율을  결정한다.    따라서,  용융로가  제1상으로  가동되고,  제2  산화제의  부족이  관찰될  때  (현재  또는  예측상),  본  발명에  따른  방법은  제2상으로  전환된다.    마찬가지로,  용융로가  제2상으로  가동되고,  제2  산화제가  부족하지  않거나  더  이상  부족하지  않은  경우  (현재  또는  예측상),  공정을  제1상으로  전환시키는  것이  유용하다.    용융로  톤수의  감소  또는  심지어  용융  유리  생산의  정지와  같은  다른  수단이  또한  제2  산화제  (농후  산화제)가  부족한  경우에  필요할  수  있는  것으로  밝혀졌다.
 바람직하게는, 자동화 과정을 채용하여 먼저 제2 공급원에 의해 용융로로 공급될 수 있는 제2 산화제의 유량 (유량 또는 전체 유량)을 연속적으로나 비연속적으로 검사한 다음, 이와 같은 제2 산화제의 이용할 수 있는 유량을 용융로의 제2 산화제 요구량과 비교하여, 그 결과를 가동 상 (제1상 또는 제2상)의 조절 또는 선택에 사용하고/거나 제2상 중 DO2/DA2 비율을 조절하는데 사용할 수 있다.
 하나의 특정 실시양태에 따라서, 제2 산화제는 공정의 제1상 중에 제2 산화제의 주된 공급원 (전형적으로는 파이프라인 또는 에어 가스 분리 장치)에 의해 공급되고, 제2상 중에 제2 산화제는 예비 저장고에 의해 공급된다.
 본 발명은 또한 본 발명의 방법에 사용될 수 있는 유리 용융 장치에 관한 것이다.
 본 발명에 따른 용융 장치는 특히 연료 공급원, 공기 또는 산소-농후 공기로 이루어진 제1 산화제의 제1 공급원, 및 산소 함량이 80 부피% 내지 100 부피%, 바람직하게는 90 부피% 내지 100 부피%로서 제1 산화제의 산소 함량보다 큰 제2 산화제 (농후 산화제)의 제2 공급원이 있는 공급 장치를 포함한다.
 용융  장치는  또한  챔버  내에서  열  에너지와  고온의  배기  가스  흐름을  생성시키기  위해  연소  산화제로  연료를  연소시키시  위한  n개의  버너가  장착되어  있는  용융  챔버를  포함하는  용융로를  포함한다.    챔버는  적어도  하나의  버너를  포함한다  (n  ≥  1).    상기  용융  챔버에는  또한  챔버  외부로  고온의  배기  가스  흐름을  탈기시키기  위한  배기  가스  배출구가  장착되어  있다.
 용융로는 또한 하기하는 바와 같은 예열 장치를 포함한다.
 본 발명에 따른 용융 장치는 또한 공급 장치, 예열 장치 및 용융 챔버를 연결시키는 파이프의 네트워크를 포함한다.
 본 발명에 따라서, n개의 버너 중 m개는 제1 버너이다 (1 ≤ m ≤ n).
 예열  장치는  제1  열교환기  및  제2  열교환기를  포함한다.    제1  열교환기는  제1  산화제를  함유하는  열전달  유체의  흐름을  상기  열전달  유체와  고온의  배기  가스  흐름  사이의  열교환에  의해  가열시키도록  설계되었으며,  파이프  네트워크는  (a)  용융  챔버로부터의  배기  가스  배출구를  상기  제1  열교환기의  고온의  배기  가스  흐름의  주입구에  연결시키고,  (b)  제1  공급원을  상기  제1  열교환기로부터  가열될  열전달  유체의  주입구에  연결시킨다.    제2  열교환기는  제2  산화제  (농후  산화제)의  흐름을  가열된  열전달  유체  흐름과의  열교환에  의해  예열하도록  설계되어  있으며,  파이프  네트워크는  (a)  (제2  산화제의)  제2  공급원을  제2  열교환기의  제2  산화제  주입구에  연결시키고,  (b)  제1  열교환기로부터의  가열된  열전달  유체  흐름의  배출구를  제2  열교환기의  가열된  열전달  유체  흐름의  주입구에  연결시키며,  (c)  제2  열교환기의  고온의  제2  산화제  (농후  산화제)  흐름의  베출구를  m개의  제1  버너의  연소  산화제  주입구와  연결시킨다.
 본 발명에 따라서, 파이프 네트워크는 또한 제1 열교환기로부터의 가열된 열전달 유체 흐름의 배출구를 m개의 제1 버너의 연소 산화제 주입구에 연결시킨다.
 또한, 파이프 네트워크에는 제1 산화제의 m개의 제1 버너로의 흐름을 조절 및 분배하고, 제2 산화제의 m개의 제1 버너로의 흐름을 조절 및 분배하기 위한 조절 및 분배 시스템이 제공되어 있다.
 이들 흐름은 먼저 용융로의 요구량, 특히 용융로 톤수 및 용융될 원재료 및 수득될 용융 유리의 특성에 의해 결정된다.
 따라서 본원에서, 본 발명에서 네트워크가 두 요소 사이의 유체 흐름을 가능하게 하는 경우, 장치의 두 개의 요소가 파이프 네트워크에 "연결되어 있다"고 이해되며, 조절 장치가 그와 같이 연결된 일부 요소들 사이의 흐름을, 예컨대, 밸브 또는 부분적 또는 완전한 차단이 있는 다른 수단에 의해 차단할 수 있는 경우일지라도 연결되어 있는 것으로 이해된다.
 조절  및  분배  시스템은  조절  장치를  포함할  수  있다.    조절  장치는  바람직하게는  제2  산화제를  공급하는  제2  공급원에  연결된다.    조절  장치는  제1  및  제2  산화제의  m개의  제1  버너로의  흐름을,  조절  장치에  의해  검출된  제2  산화제의  이용가능한  흐름의  함수로서  조절할  수  있다.    조절  장치는  이러한  방식으로  제2  산화제의  정상적  공급이  제2  공급원에  의해  방해받는  경우,  용융로의  가동을  적정화할  수  있다.
 본 발명에 따른 장치 중의 공급 장치는 유리하게는 제2 산화제를 함유하는 예비 저장고를 포함하며, 예비 저장고는 제2 공급원에 의한 제2 산화제의 공급이 원활하지 못한 경우, 특히 제2 공급원에 의한 공급이 장기적으로 상당하게 또는 총체적으로 방해받는 경우에 제2 산화제의 예비 공급원으로서 사용될 수 있다.
 파이프 네트워크는 또한 예비 저장고를 m개의 제1 버너에 연결시킨다.
 유리하게는, 예비 저장고에 의한 제2 산화제의 부분적 또는 총 공급은 조절 장치에 의해 조절된다.
 유리하게는, 파이프 네트워크는 제1 열교환기로부터의 가열된 열전달 유체 흐름의 배출구를 m개의 제1 버너의 연소 산화제 주입구에 제2 열교환기를 경유하지 않고 연결시킨다.
 m개의  제1  버너는  용융로  내로  수  회의  연소  산화제  제트를  주입함으로써  단계적으로  연소시키기  위하여  수  개의  연소  산화제  주입구를  포함할  수  있다.    예를  들어,  m개의  제1  버너는  제2  산화제를  위한  하나의  주입구  및  열전달  유체  흐름을  위한  하나의  주입구를  포함할  수  있다.
 하나의  실시양태에  따라서,  파이프  네트워크는  또한  제1  열교환기  하류에서  제2  산화제  공급원을  가열된  열전달  유체  흐름의  배출구와  연결시킨다.    특히,  공정의  제2상  중에,  제2  산화제  (농후  산화제)의  적어도  일부를  가열된  열전달  유체의  적어도  일부와  혼합하며,  이와  같이  수득된  혼합물이  m개의  제1  버너에  연소  산화제로서  공급될  수  있다.    파이프  네트워크에는  상기  혼합물을  조절하기  위한  하나  또는  수  개의  잠금  장치,  예컨대,  바람직하게는  조절  장치에  의하거나  수동  잠금  장치에  의해  조절되는  하나  이상의  밸브가  제공될  수  있다.    일부  밸브,  특히  조절  장치에  의해  작동될  수  있는  밸브는  다양한  시간  간격  동안  가열된  열전달  유체  및  예열된  제2  산화제  (농후  산화제)와  같은  고온의  산화제  흐름을  조절하기에  매우  적절한  것은  아니다.    이러한  경우에는  고온의  산화제를  수송하는  파이프를  위한  보다  강건한  다른  잠금  장치,  특히  수동  잠금  장치를  사용하는  것이  유용할  수  있다.
 파이프  네트워크는  또한  제2  산화제  공급원을  제1  열교환기의  열전달  유체  주입구에  연결시킨다.    이는  특히  공정의  제2상  중에,  제2  산화제가  적어도  부분적으로  제1  산화제와  혼합되어,  이와  같이  수득된  혼합물이  제1  열교환기  중에서  열전달  유체로  사용되어,  이러한  열전달  유체의  가열된  흐름이  m개의  제1  버너에  연소  산화제로  공급될  수  있다는  것을  의미한다.    파이프  네트워크에는  상기  혼합물의  조절을  위한  하나  또는  수  개의  잠금  장치,  예컨대,  바람직하게는  조절  장치에  의하거나  수동  잠금  장치에  의해  조절되는  하나  또는  수  개의  밸브가  제공될  수  있다.
 파이프  네트워크는  또한  바람직하게는  제1  열교환의  가열된  열전달  유체  흐름의  배출구를  m개의  제1  버너의  연소  산화제  주입구에  연결시키며,  가열된  열전달  유체  흐름은  제2  열교환기를  경유하지  않는다.    이  경우에,  파이프  네트워크에는  유리하게는,  먼저  특히  본  발명에  따른  공정의  제1상에서,  가열된  열전달  유체가  제2  열교환기를  통과하지  않고  m개의  제1  버너의  연소  산화제  주입구로  흐르는  것을  부분적으로  또는  완전히  차단하고,  두번째로는  특히  본  발명에  따른  공정의  제2상에서  가열된  열전달  유체가  제2  열교환기로  흐르는  것을  부분적으로  또는  완전히  차단하는  잠금  장치가  제공된다.    상기  잠금  장치는  바람직하게는  조절  장치에  의해  조절되거나  수동  잠금  장치에  의해  조절되는  밸브일  수  있다.
 용융  챔버는  또한  제1  버너가  아닌  버너를  포함할  수  있다.    이  경우에,  m  <  n  이다.    바람직하게는,  용융  챔버  중의  모든  버너는  상기한  바와  같은  예열  장치에  연결된  제1  버너이다.    이  경우에,  m  =  n이다.
 버너, 특히 제1 버너는 상표명 올글래스 썬 (ALGLASS SUN) ®으로 출원인에 의해 시판되고 있는 것과 같은 단계적 연소 버너일 수 있다.
 제1 산화제가 공기인 경우, 제1 산화제 공급원은 바람직하게는 주위 공기 팬 또는 컴프레서 (compressor)를 포함한다.
 제2  산화제  (농후  산화제)의  공급을  위해서,  제2  산화제  공급원은  전형적으로는  에어  가스  분리  장치,  제2  산화제의  파이프라인  또는  저장고를  포함한다.    바람직하게는,  제2  산화제  공급원은  제2  산화제의  주된  공급원으로서  에어  가스  분리  장치  또는  파이프라인,  및  제2  산화제의  보조  공급원으로서,  특히  제2  산화제의  주된  공급원의  고장시에  제2  산화제의  예비  저장고를  포함한다.
 제1 산화제가 산소-농후된 공기인 경우, 제1 산화제 공급원은 유리하게는 하나 또는 수 개의 주위 공기 팬 또는 컴프레서, 및 본 발명에 따른 제1 산화제를 형성하는 혼합물을 수득하기 위하여 조절된 양의 제2 산화제와 공기를 혼합할 수 있는, 제1 산화제 공급원과 제2 산화제 공급원 사이의 유체 연결부를 포함할 수 있다.
 바람직하게는,  장치의  조절  장치는  조절된  양의  제2  산화제가  공기와  혼합되어,  산소  함량이  21  부피%  내지  40  부피%,  21  부피%  내지  25  부피%,  또는  많게는  40  부피%  내지  90  부피%이나,  제2  산화제의  산소  함량보다는  낮은  제1  산화제를  수득하도록  조절할  수  있다.    제1  열교환기  및/또는  제2  열교환기는  튜브형  열교환기일  수  있다.
 제1  열교환기는  제1  외피  (shell)에  의해  둘러싸이고,  제2  열교환기는  제1  외피와  분리된  제2  외피에  의해  둘러싸일  수  있으며,  제1  및  제2  열교환기는  용융  챔버에  대하여  다른  위치에  배치될  수  있다.    또  다른  실시양태에  따르면,  제1  및  제2  열교환기는  동일한  외피에  의해  둘러싸인다.
 용융로는 수직형 버너를 갖는 용융로 또는 "부유" 용융로와 같이 수평형 버너를 갖는 용융로일 수 있다.
도면의 간단한 설명
 본 발명 및 그의 장점은 제1 내지 5도를 참조하여 하기 실시양태를 통해 더욱 상세히 기재된다:
도 1은 본 발명에 따른 방법의 제1상 중 본 발명에 따른 용융 장치의 가동을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2 내지 4는 제2상 중 도 1에 따른 장치의 세 가지 상이한 가동 형태를 개략적으로 도시한 것이다.
도 5는 일부 파이프에 수동 잠금 장치가 장착되어 있는, 본 발명에 따른 또 다른 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
 도  1에  도시된  장치는  다수의  제1  버너  (110)  (하나의  제1  버너만  도시)와  배기  가스  배출구  (120)가  장착되어  있는  용융  챔버  (100)가  있는  용융로를  포함한다.    용융로는  또한  제1  열교환기  (210)  및  제2  열교환기  (220)를  포함하는  예열  장치를  포함한다.    파이프  네트워크는  제1  열교환기  (210),  제2  열교환기  (220),  제1  버너  (110)  및  용융  챔버  (100)로부터의  배기  가스  배출구  (120)를  연결시킨다.
 가스  연료와  같은  연료  공급원  (10)은  파이프  (310)를  통해  제1  버너  (110)의  연료  주입구에  연결된다.    이러한  공급원  (10)은  연료를  제1  버너  (110)에  공급한다.
 도시된  공정에서  제1  산화제로서  사용되는  공기  공급원  (20)은  파이프  (320)를  통해  제1  열교환기  (210)의  열전달  유체  주입구에  연결된다.    용융  챔버  (100)로부터의  배기  가스  배출구  (120)는  파이프  (330)를  통하여  제1  열교환기  (210)의  배기  가스  주입구에  연결된다.    제1  열교환기  (210)  내부에서는,  용융로  배출구에서의  온도가  1000  ℃  내지  1600  ℃인  배기  가스가  열교환에  의해  열전달  유체  (공기)를  가열시킨다.    결과적으로,  제1  열교환기  (210)로부터  파이프  (335)를  통해  냉각된  배기  가스가  흐르고,  제1  열교환기  (210)로부터  파이프  (350)를  통해  가열된  열전달  유체  (공기)가  흐른다.
 제2 산화제, 전형적으로는 90 부피%의 산소를 함유하는 가스의 공급원 (30)은 파이프 (340)를 통해 제2 열교환기 (220)의 제2 산화제 주입구로 이송되는 제2 산화제의 흐름을 공급한다.
 장치  내의  파이프  네트워크는  또한  조절  장치  (400)를  포함한다.    이  조절  장치  (400)는  제2  산화제의  공급원  (30)에  연결되어  이용할  수  있는  제2  산화제의  흐름  또는  부피를  검출한다.
 조절  장치는  또한  파이프  네트워크의  조절  밸브에도  연결되며,  특히  제2  열교환기  (220)  및  제1  버너  (110)로의  열전달  유체의  흐름  (제1  산화제의  경우가  도시됨)  및  제1  버너  (110)로의  제2  산화제의  흐름을  조절하는  밸브에  연결된다.    따라서,  조절  장치는  제1  버너로의  제1  및  제2  산화제의  흐름을  조절한다.    특히,  현재의  또는  예상되는  제2  산화제의  부족이  검출되는  경우,  조절  장치는  장치  내에서의  제1  및  제2  산화제의  흐름을  적정화할  것이다  (이하,  보다  상세히  설명됨).
 도 1에 도시된 바와 같은 공정의 제1상에서, 600 ℃ 내지 900 ℃의 고온 열전달 유체 (공기) 흐름은 파이프 (350)의 브랜치 (351)를 통해 제2 열교환기 (220)의 열전달 유체 주입구로 전달되며, 이 브랜치 (351)에는 브랜치 (351)를 부분적으로 또는 완전히 막아서 제2 열교환기 (220)로 들어가는 고온 열전달 유체의 흐름을 조절할 수 있는 밸브 (451)가 제공되어 있다.
 제2  열교환기  (220)  내부에서는,  제2  산화제  (농후  산화제)가  고온  열전달  유체와의  열교환에  의해  400  ℃  내지  650  ℃의  온도로  예열된다.    열전달  유체는  제2  열교환기  (220)로부터  파이프  (360)를  통해  350  ℃  내지  650  ℃의  중간  온도로  배출된다.    예열된  제2  산화제는  제2  열교환기  (220)로부터  파이프  (370)를  통해  배출된다.    이  파이프  (370)는  예열된  제2  산화제를  제1  버너  (110)의  연소  산화제  주입구로  전달한다.
 도  1에  도시된  바와  같은  공정의  제1상에서,  제1상  중  제1  버너  (110)로의  제1  산화제  (공기)의  공급은  없다.    상기  제1  버너  (110)는  용융  챔버  (100)에서  연료의  저  NO x-산소 연소를 발생시키기 위하여 예열된 제2 산화제와 연료를 합한다.
 도  2에  도시된  제2상의  적용  타입에  따라서,  파이프  (350)의  브랜치  (351)는  밸브  (451)에  의해  완전히  잠궈지고,  고온의  열전달  유체  흐름이  이  파이프  (350)의  브랜치  (352,  353)에  의해  제2  열교환기  (220)의  제2  산화제  배출구를  제1  버너  (110)에  연결시키는  파이프  (370)로  유입된다.    브랜치  (353)에는  또한  브랜치  (353)를  부분적으로  또는  완전히  잠궈서  파이프  (370)으로의  고온의  열전달  유체의  흐름을  조절할  수  있는  밸브  (453)가  장착되어  있다.
 도시된  실시  형태에서,  공정의  제2상  중에  제2  열교환기  (220)로의  고온의  열전달  유체의  공급은  없다.    결과적으로,  공급원  (30)에  의해  제2  열교환기  (220)로  공급되는  제2  산화제  (농후  산화제)의  흐름은  제2  열교환기  (220)  중에서  예열되지  않는다.    따라서,  결과적으로  비-예열된  제2  산화제  (농후  산화제)가  제2  열교환기  (220)  하류에서  고온의  열전달  유체와  혼합되며,  이  혼합물이  파이프  (370)를  통해  제1  버너  (110)의  연소  산화제  주입구로  전달된다.
 도  3에  도시된  제2상의  실시양태에서,  마찬가지로  제2  열교환기  (220)로의  고온의  열전달  유체의  공급은  없으며,  파이프  (370)는  비-예열된  제2  산화제  (농후  산화제)의  흐름을  제1  버너  (110)의  연소  산화제  주입구로  전달한다.    고온의  열전달  유체  (공기)는  파이프  (350)의  브랜치  (352)  및  (354)를  통해  제1  버너  (110)의  또  다른  연소  산화제  주입구로  전달된다.    브랜치  (354)에는  또한  브랜치  (354)를  부분적으로  또는  완전히  잠궈서  브랜치  (354)를  통해  제1  버너  (110)로  전달되는  산화제  흐름을  조절할  수  있는  밸브  (454)가  장착되어  있다.    파이프  (370)의  브랜치  (371)는  파이프  (370)를  파이프  (350)의  브랜치  (354)에  연결하여  제2  산화제의  일부를  브랜치  (354)  내로  유입시켜,  열전달  유체가  연소  산화제로서  제1  버너에  도달되기  전에  비-예열된  제2  산화제의  일부를  고온의  열전달  유체  (공기)와  혼합한다.    브랜치  (370)에는  또한  브랜치  (371)를  부분적으로  또는  완전히  잠궈서,  먼저  고온의  제1  산화제  (공기)와  혼합되지  않고서  제1  버너  (110)로  공급되는  제2  산화제  (농후  산화제)  부분과,  고온의  제1  산화제  (공기)와  혼합된  후에  제1  버너  (110)로  공급되는  제2  산화제  (농후  산화제)  부분을  조절할  수  있는  밸브  (471)가  제공되어  있다.
 도  4에  도시된  제2상의  실시양태에서,  제1  버너  (110)  상류에서  고온의  제1  산화제  (공기)와  제2  산화제  (농후  산화제)의  혼합은  없다.    제1  버너는  단계적  연소  버너로서,  제1  및  제2  산화제  중  하나는  제1  버너에  주된  연소  산화제로서,  다른  하나는  제2  연소  산화제로서  공급된다.
 상기한  바와  같이,  고온의  산화제  플럭스를  수송하는  파이프에  조절  장치에  의해  작동될  수  있는  밸브  대신에  보다  강건한  잠금  장치를  사용하는  것이  유용할  수  있다.    고온의  산화제  플럭스를  조절할  수  있는  개선된  잠금  장치는  특히  FR-A-2863678  및  2010년  12월  21일에  제출된  유럽  특허  출원  제10306477.0호에  개시되어  있다.
 도 5는 특히 강력한 수동 잠금 장치를 보여준다.
 도시된  실시양태에서,  파이프  네트워크의  브랜치  (351)  및  (353)에는  각각  서로  이격되어  있는  두  개의  플랜지가  장착되어  있다.    브랜치가  완전히  잠겼을  때,  잠금판  (closing  plate)이  두  개의  플랜지에  밀폐  방식으로  설치된다.    상기  브랜치  (351)  및  (353)  중  어느  하나를  통해  고온의  산화제를  수송할  필요가  있을  때,  두  플랜지  사이에서  잠금판이  제거되고  거리  (451')  또는  (453')에  해당하는  길이의  파이프  섹션  (455)으로  교체되어  상기  각  브랜치  (351)  또는  (353)를  통해  유체가  흐를  수  있도록  한다.    내경이  다른  파이프  섹션  (455)을  선택함으로써,  브랜치를  통한  유량을  변화시킬  수  있다.
 브랜치  (354)에는  또  다른  수동  잠금  장치가  제공되어  있다.    브랜치  (354)는  서로  근접해  있는  두  개의  플랜지를  포함한다.    두  개의  플랜지  사이에는  본질적으로  두  플랜지  사이의  거리에  상응하는  두께를  가지며,  하나  또는  수  개의  눈금이  있는  개구가  있는  판  (454')이  있다.    두  플랜지  사이로  판  (454')을  옮길  때,  브랜치  (354)를  통한  흐름은  완전히  차단될  수  있거나  (판의  개구가  없는  부분이  브랜치  (354)의  연장부에  놓일  때),  다양한  유량으로  조절될  수  있다  (다양한  크기의  눈금이  있는  개구가  브랜치  (354)의  연장부에  놓일  때).
 본 발명에 따라서, 용융로의 자율 가동 시간은 산소-농후 산화제의 공급에 있어서 가능한 경우보다 훨씬 더 길어질 수 있다.
 또한, 산소-농후 산화제가 부족한 경우일지라도, 본 발명에 따른 방법 및 장치는 제2상에서 용융로를 매우 유연하게 가변적으로 가동시킬 수 있으므로, 제2상 중에 요구되는 주된 효과 (최대 톤수 유지, 용융 유리의 특성을 유지하면서 감소된 톤수, 연장된 온도 유지 등)에 따라 용융로 가동을 적정화시킬 수 있다.