次级空气湿度控制器和使用此控制器的玻璃熔炉制造技术

本发明专利技术揭示了一种次级空气湿度控制器和使用它的玻璃熔炉。此次级空气湿度控制器包括：湿度传感器，它检测玻璃熔炉中用于燃烧的次级空气的湿度；以及增湿器，它安装在湿度传感器的上风位置，它对次级空气提供水分，使来自湿度传感器的输出达到预定的值。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

Secondary air humidity controller and glass furnace using the same

A secondary air humidity controller and a glass furnace using the same are disclosed. Secondary air humidity controller comprises a humidity sensor, which detects the humidity in secondary air for combustion in a glass melting furnace; and a humidifier, it installed upstream of the humidity sensor, which provides water to the secondary air, the output from the humidity sensor reaches a predetermined value.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于制造玻璃的熔炉的次级空气湿度控制器。在具有蓄热室的玻璃制造熔炉中，废气通过蓄热室使其中的蓄热耐火砖吸收热量。当以后改变燃烧方向时，用于燃烧的次级空气又通过处于高温下的蓄热室，将次级空气预热并回收废热。为了保持熔炉制造的玻璃制品的高品质，希望熔炉的工作条件是稳定的。有许多妨害操作稳定，改变熔炉操作条件的因素。其中一个因素是鼓风进入熔炉用于燃烧的次级空气的温度(鼓风温度)发生变化。人们曾认为大气温度的变化是鼓风温度变化的因素。在蓄热室入口处次级空气的温度主要与大气温度成正比地变化，引起了鼓风温度的变化。已知有一种措施，它是使用通过热交换器的热空气，并控制此热空气和大气的混合比，使蓄热室入口处的次级空气的温度调节恒定，从而使鼓风温度稳定，以防止大气温度变化引起鼓风温度变化。然而，本专利技术人近来发现，在一些情况下空气湿度的变化和大气温度的变化一样也会影响熔炉中的温度。这个现象的发现是基于出现了在下雨时熔炉中温度上升的情况。因为它妨害了熔炉的稳定操作，所以这是不希望有的现象。仔细研究的结果表明，在玻璃熔体的产量大约是200吨/天的熔炉中，由于大气湿度变化引起的鼓风温度变化，其变化范围可高达10℃，视一天中湿度变化的情况而异。虽然湿度变化对熔炉影响的机理尚不清楚，但可作如下推测在蓄热室中热量从炽热的耐火砖传给次级空气，使次级空气加热，这主要是通过接触的对流热传递而实现的。因为大部分蓄热耐火砖的温度超过1000℃，所以可以认为，随同水蒸汽浓度(即湿度)变化，水蒸汽幅射的热量就变化，因而使总的热传递产生变化。具体说来，可以认为H2O浓度高，因幅射引起的从蓄热耐火砖向次级空气的热传递就增加，H2O浓度低，则因幅射引起的热传递就减少，结果导致通过蓄热室的次级空气温度产生变化。虽然大气中含有CO2作为其它的幅射组分，但因为大气中CO2含量的变化很小，不象蒸汽那样，所以CO2不能成为次级空气温度变化的一个因素。本专利技术的目的就是防止由于大气湿度的变化引起的熔炉中虽微小但有害的温度变化，其原因虽然尚未搞清楚，但却是需要解决的。本专利技术就是解决上述问题的，本专利技术提供了一种次级空气湿度控制器，它包括一湿度传感器，用于检测玻璃熔炉中燃烧用的次级空气的湿度；还包括一增湿器，它安装在湿度传感器的上风位置，对次级空气提供水分，从而使湿度传感器的输出信号达到预定的值。在本专利技术中，湿度传感器最好是通过供给次级空气的风道的管壁安装进去，而增湿器最好则是通过风道的管壁在湿度传感器的上风位置安装进去。为了控制湿度引起的幅射传热，从而稳定次级空气温度的变化，宜控制增湿器使来自湿度传感器的输出指示在5-25g/Nm3的绝对湿度，1Nm3是指标准状态下1m3的体积。具体说来，在室外空气温度较低且湿度较低的日本冬季以及在室外空气具有这样条件的情况下，宜控制增湿器使绝对湿度达到大约5-10g/Nm3。在日本的春季或秋季以及在室外空气象春季或秋季的情况，宜控制增湿器使绝对湿度达到大约10-20g/Nm3。在室外空气温度较高且湿度较高的日本夏季以及在室外空气具有这样条件的情况下，宜控制增湿器使绝对湿度达到大约20-25g/Nm3。本专利技术也提供了一种采用此种次级空气湿度控制器的玻璃熔炉。具有此种次级空气湿度控制器的玻璃熔炉可以最终稳定次级空气温度的变化，使熔炉操作稳定，它的优点是燃料减少节约了能源，稳定的操作减少了玻璃熔体中的缺陷。在本专利技术中，玻璃熔炉最好采用蓄热室，在燃烧前对次级空气加热。本专利技术也可使用一种间壁换热式玻璃熔炉，由热交换器对次级空气加热，炉内没有蓄热室。本专利技术还可使用一种既装有蓄热室也装有热交换器的玻璃熔炉。在本专利技术的次级空气湿度控制器中，增湿器最好安装在供给次级空气的风道中，而湿度传感器最好安装在风道中增湿器的下风位置，对增湿作用实行反馈控制。也可用其它的结构或方法控制增湿作用。对于增湿器，蒸汽最好是从一喷嘴喷出，因为如果次级空气的量很大，则需要大量增湿。也可使用其它装置，只要它们具有足够的增湿容量。确定安装湿度传感器的位置，需使得由增湿器所加的水份与次级空气充分混合，使其中湿度均匀。虽然理想的是将所需的湿度设定为绝对湿度，但如果次级空气的温度控制恒定，则它也可设定为相对湿度。如果目标是要补偿大气湿度变化的影响，则设定为所需湿度的绝对湿度应整年不变化。可把日本盛夏的高湿度下雨气候作为归零校正，从而将所需湿度设定为大约25g/Nm3。于是，所需用的湿度控制范围就得很宽，增湿器也应具有足够的容量，因为在日本冬季低湿度的气候条件下，绝对湿度大约只有1g/Nm3。例如，如果次级空气的流量是15000Nm3/h，则增湿容量必须是15000×25＝375kg/h。设定为所需湿度的绝对湿度最好可以随季节或其它因素而变化。例如，当增湿器的容量有限因而不能获得所需湿度的情况，或次级空气的温度太低以致会引起风道中水份冷凝的情况。在此情况下，最低限度应可将湿度的控制变量设定得能补偿大约5-7g/Nm3，它是雨天和晴天大气湿度之差。湿度控制容量至少需为5g/Nm3，最好大于10g/Nm3。例如，如果次级空气的流量是15000Nm3/h，则湿度容量必须是15000×10＝150kg/h。本专利技术的次级空气湿度控制器不仅广泛适用于补偿大气湿度中的变化，将湿度进行恒定控制，而且可用于其它控制，例如通过提高蓄热室中的废热回收效率来节约能源，或调整预热的次级空气所携带的显热进行熔炉温度的控制。依据本专利技术，当加入次级空气的H2O分子通过蓄热室和热交换器等次级空气加热器或通过处于高温的次级空气风道时，分子就从蓄热耐火砖热交换器的内壁或加热到超过1000℃的次级空气热风道的内壁接受辐射传来的热量。这是因为分子是幅射性组分。可把次级空气中H2O的浓度调节恒定，从而使辐射所传输的热量的量恒定，防止鼓风温度的变化。通过结合附图的以下详细描述，不难对本专利技术以及它带来的许多优点获得更好的了解以及更充分的评价。附图说明图1是本专利技术次级空气湿度控制器一种实施例的方框图；图2是依据此实施例对次级空气增湿时，玻璃熔炉顶部温度变化的图；图3是依据此实施例对次级空气增湿时，次级空气鼓风温度变化的图(其中鼓风温度之间的差＝经增湿时的鼓风温度—没有增湿时的鼓风温度；增湿时的绝对湿度是7.0g/Nm3，没有增湿时的绝对湿度是1.0g/Nm3)。现在，参考附图所示的较佳实施例详细描述本专利技术。图1表示的是本专利技术次级空气湿度控制器一个实施例示意结构的方框图。在图1中，标号1代表一喷嘴型增湿器，它是蒸汽喷射型的。有一根保持热量用的蒸汽管道2与增湿器管道紧靠着，它的作用是防止冷却产生冷凝水。增湿器1的喷嘴部分通过风道的侧壁插入次级空气风道3，进行对次级空气增湿。温度和湿度传感器4是安装远在增湿器1的下风位置(大约15m距离)，也是通过侧壁装入风道的，传感器之所以装在下风位置，是因为它最好是要检测来自增湿器的蒸汽与要调节其湿度的次级空气5充分混合后的湿度。传感器提供以相对湿度表示的湿度输出6。湿度输出与来自传感器的温度输出一起被输入指示控制器8，此湿度输出然后转换成绝对湿度。指示控制器8计算出所得绝对湿度和所需值之间的偏差，以确定输出到蒸汽调节阀10的控制变量9。指示控制器8中有一个系统，在湿度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种次级空气湿度控制器，其特征在于，它包括：湿度传感器，检测玻璃熔炉中用于燃烧的次级空气中的湿度；以及增湿器，安装在湿度传感器的上风位置，对次级空气提供水分，使得来自湿度传感器的输出达到预定的值。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：等等力宏，寺尾一郎，
申请(专利权)人：旭硝子株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]