JP3595404B2 - ガス化炉の固体燃料バーナ - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体燃料をガス化させるためのガス化炉のコンバスタバーナとして用いる固体燃料バーナに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の技術を図8及び図9に基づいて説明する。ここに示す従来の技術は、燃料として微粉炭、ガス化剤として空気を用いた2段噴流床石炭ガス化炉である。
【0003】
ガス化炉1は、圧力容器2内に軽燃室3、コンバスタ4、リダクタ5を有し、水冷管6を有する構造となっている。軽燃室3には起動用の軽油バーナ7、コンバスタ4には石炭をガス化させる為の熱源を提供するコンバスタバーナ8及びチャーバーナ9、リダクタ5にはガス化する石炭を噴射するリダクタバーナ10がそれぞれ複数本設けてある。
【0004】
これらを炉内に貫通させる為、水冷管6を曲げる必要がある。図9にバーナを貫通させるために曲げた水冷管6の一例を示す。
軽油バーナ7には図示していない軽油供給設備から軽油15が供給される。
【0005】
コンバスタバーナ8及びリダクタバーナ10には、図示していない粉砕設備で数μ〜数10μに粉砕された石炭が、それぞれ燃料用石炭11としてコンバスタバーナ8へ、またガス化用石炭12としてリダクタバーナ10へ夫々供給される。また、チャーバーナ9には、図示していないチャー回収設備にて回収されたチャー13が生成ガス14とともに供給される。
【0006】
上記のように構成されたガス化炉1は、以下に示す手順で運転される。
まず、軽燃室3の軽油バーナ7で軽油15を噴霧、燃焼させ、その排ガスをコンバスタ4へ供給する。コンバスタ4内が石炭着火温度以上に達したならば、コンバスタバーナ8から燃料用石炭11を噴射し、コンバスタ4内で高温燃焼させる。その高温排ガス16はリダクタ5に供給される。
【0007】
コンバスタ4内の燃焼が安定したならば、リダクタバーナ10からガス化用石炭12を噴射する。噴射されたガス化用石炭12は高温排ガス16により乾留されガス化する。
【0008】
リダクタ5にて生成されたチャー13及び生成ガス14の一部は図示していないチャー回収設備及びリサイクルガス供給設備によって回収及び再加圧され、チャーバーナ9からコンバスタ4内へ噴射される。噴射されたチャー13及び生成ガス14は燃料用石炭11とともに燃焼する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
前記した従来の2段噴流床ガス化炉においては、軽燃室3、コンバスタ4及びリダクタ5に夫々各種バーナが必要であるため、全体としてバーナ本数が多くなってガス化炉1の構造が複雑となり、制作、制御、メンテナンス等が極めて繁雑となって、コストアップの要因となっていた。
【0010】
また、コンバスタ4で燃焼するチャー13は着火性、保炎性が劣る為、安定燃焼(特に保炎性)が得られにくく、しかもチャー供給設備の変動等が発生するとコンバスタ4内の高温燃焼に悪影響を与える事があった。
【0011】
本発明はこのような従来の装置における不具合を解消し、バーナ本数を減らしてガス化炉の構造を簡単にすると共にチャーの着火性、保炎性を向上させて安定燃焼を行わせ、高効率のガス化運転を可能とした固体燃料バーナを提供することを課題とするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明は、気体搬送された微粉燃料をコンバスタで燃焼させ、その燃焼排ガス中に気体搬送された微粉燃料をリダクタにて投入して乾留させ、ガス化を行なう2段噴流床ガス化炉に用いるための固体燃料バーナにおける前記課題を解決するため、次の構造の固体燃料バーナを提供する。
【0013】
すなわち、本発明による固体燃料バーナでは、起動用の軽油バーナを中心に配置し、そのまわりの同心円上に内側からシール空気ノズル、チャーノズル、石炭ノズル、2次空気ノズルを順に配置する。そしてチャーノズルと石炭ノズルには酸素富化空気管を接続すると共に、前記チャーノズルの先端部には複数個の分割板を配置する。
【0014】
このように本発明ではコンバスタバーナとして用いる固体燃料バーナを一体化バーナにしたことによりガス化炉全体のバーナ本数を減少でき、かつ、従来設けられていた軽燃室が不要となることから、ガス化炉構造がシンプルとなり、コスト低減が計れる。
【0015】
また、本発明による固体燃料バーナではチャー及び石炭ノズルに、それぞれ酸素富化空気管が接続されていることから、酸化剤としての酸素富化空気と燃料が予混合され噴射されるため、チャー及び石炭の着火性が向上する。酸化剤は、酸素富化空気であるため、空気のみの場合に比べ、着火性は非常に高くなる。
【0016】
更にまた、本発明による固体燃料バーナでは、チャーノズル先端部に分割板を設けたことにより、その後流側に渦流を発生させ、保炎性の劣るチャーの保炎性を向上させることができる。
【0017】
以上の理由によって本発明による一体化した固体燃料バーナを用いると、安定したガス化運転が維持できる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による固体燃料バーナについて図1〜図7に示した実施の一形態に基づいて具体的に説明する。なお、以下の実施の形態において、図8、図9に示した従来の装置と同じ構成の部分には説明を簡単にするため同じ符号を付してある。
【0019】
図1及び図2は、本発明の実施の一形態による固体燃料バーナ(以下、コンバスタバーナという)を設備した2段噴流床ガス化炉を示しており、これらの図に示すように、コンバスタバーナ17はコンバスタ4に4本配置されている。なお、この2段噴流床ガス化炉には、従来設けられていた軽燃室は設備されていない。
【0020】
次に、図3〜図7によってコンバスタバーナ17の構成について説明する。図3、図4に示すように、一体化されたコンバスタバーナ17はその中心にガス化炉起動用の軽油バーナ7を配置し、その同心円上に内側からシール空気ノズル18、チャーノズル19、燃料用石炭ノズル20、2次空気ノズル21が配置されている。
【0021】
図5に示すようにチャーノズル19内にはV字型の分割板22が4ヶ所配置されている。一番外側には、バーナを炉内の高温ガスから保護するため、冷却水23が通水できるジャケット構造となっている。
【0022】
図6に示すように、チャーノズル19には、チャー13と生成ガス14を供給するチャー接続管24と、酸素富化空気を供給するチャー用酸素富化空気接続管25がそれぞれ接線方向に配置されている。また、図7に示すように燃料用石炭ノズル20にも同様に、石炭接続管26と、石炭用酸素富化空気接続管27がそれぞれ接線方向に配置されている。
【0023】
以上説明した本実施形態によるコンバスタバーナ17の作動について説明する。軽油15は、図示していない軽油供給設備から供給され、軽油接続管28より軽油バーナ7に流入し、炉内へ噴射され燃焼する。シール空気29は、ガス化運転中(軽油バーナは消火中)の軽油バーナ7冷却用と、燃焼用空気の一部も兼ねており、シール空気接続管30を介してシール空気ノズル18よりコンバスタ炉内へ噴射される。
【0024】
燃料用石炭11は図示していない燃料用石炭供給設備から供給され、石炭接続管26を介して燃料用石炭ノズル20に流入し、炉内へ噴射される。チャー13も同様に生成ガス14と共に、チャー接続管24を介してチャーノズル19より炉内へ噴射される。一方、チャー及び石炭用酸素富化空気31,32が、それぞれの接続管25,27からチャーノズル19、燃料用石炭ノズル20内に供給される。
【0025】
チャー及び燃料用石炭接続管24,26と、チャー及び石炭用酸素富化空気接続管25,27は、それぞれ接線方向に配置しているため、チャー13とチャー用酸素富化空気31、燃料用石炭11と石炭用酸素富化空気32はそれぞれのノズル内で旋回し、均等に混合された後、コンバスタ炉内へ噴射される。
【0026】
チャーノズル19内に供給されたチャー13と、チャー用酸素富化空気31の混合気体は、分割板22に衝突し、図5に示すようにその後流側に渦流33を発生させる。この渦流によりチャー13の保炎性が向上する。二次空気34は、図示していない二次空気供給設備から供給され、二次空気接続管35を介して二次空気ノズル21より炉内へ噴射される。
【0027】
このコンバスタノズル17をコンバスタ4に設備した図1、図2の2段噴流床ガス化炉は次のように作動される。まず2次空気34、シール空気29を通気し、軽油バーナ7を起動する。コンバスタ4内の温度が石炭着火温度以上に達したならば、燃料用石炭11とチャー13を投入して着火し、着火を確認後、軽油バーナ7を消火する。
【0028】
次いで、チャー用酸素富化用空気31、石炭用酸素富化空気32を供給し、コンバスタ4内の運転(燃焼状態)が安定後、直ちにリダクタバーナ10よりガス化用石炭12を投入し、ガス化運転を開始する。なお、チャー及び石炭用酸素富化空気の酸素濃度はコスト及び安全性の面から32〜35vol %とする。
【0029】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による固体燃料バーナでは起動用の軽油バーナを中心に配置し、そのまわりの同心円上に内側からシール空気ノズル、チャーノズル、石炭ノズル、2次空気ノズルを順に配置して一体化しているのでバーナ本数が減少し、かつ、軽燃室を取除くことができるため、ガス化炉の構造がシンプルとなり、これの製作、制御、メンテナンス等の経費を大巾に節減することができる。
【0030】
また、本発明による固体燃料バーナでは、そのチャーノズルと石炭ノズルに対し空気より酸素濃度の高い酸素富化空気(O2 :32〜35vol %)を投入するため、チャー13及び石炭11の着火性が向上する。更に、本発明による固体燃料バーナでは、チャーノズルの先端部に複数個の分割板を配置してあるので、この分割板による渦流発生により、保炎性が増す。
【0031】
以上のとおり、本発明による固体燃料バーナにおいては、着火性、保炎性が劣るチャーも安定燃焼させることができ、コンバスタ内を常に高温に保持でき、高効率のガス化運転が行なえる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態による固体燃料バーナを用いた石炭ガス化炉の構成を示す系統概念図。
【図2】図1のII−II線に沿う断面図。
【図3】本発明の実施の一形態による固体燃料バーナの断面図。
【図4】図3のIV−IV矢視図。
【図5】図3のV−V矢視図。
【図6】図3のVI−VI線に沿う断面図。
【図7】図3のVII −VII 線に沿う断面図。
【図8】従来の石炭ガス化炉の構成を示す系統概念図。
【図9】従来の石炭ガス化炉におけるバーナ取付け状態を示す説明図。
【符号の説明】
1 ガス化炉
4 コンバスタ
5 リダクタ
6 水冷管
7 軽油バーナ
15 軽油
16 高温排ガス
17 一体化したコンバスタバーナ
18 シール空気ノズル
19 チャーノズル
20 燃料用石炭ノズル
21 2次空気ノズル
22 分割板
23 冷却水
24 チャー接続管
25 チャー用酸素富化空気接続管
26 石炭接続管
27 石炭用酸素富化空気接続管
28 軽油接続管
29 シール空気
30 シール空気接続管
31 チャー用酸素富化空気
32 石炭用酸素富化空気
33 渦流
34 二次空気
35 二次空気接続管
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体燃料をガス化させるためのガス化炉のコンバスタバーナとして用いる固体燃料バーナに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の技術を図8及び図9に基づいて説明する。ここに示す従来の技術は、燃料として微粉炭、ガス化剤として空気を用いた2段噴流床石炭ガス化炉である。
【0003】
ガス化炉1は、圧力容器2内に軽燃室3、コンバスタ4、リダクタ5を有し、水冷管6を有する構造となっている。軽燃室3には起動用の軽油バーナ7、コンバスタ4には石炭をガス化させる為の熱源を提供するコンバスタバーナ8及びチャーバーナ9、リダクタ5にはガス化する石炭を噴射するリダクタバーナ10がそれぞれ複数本設けてある。
【0004】
これらを炉内に貫通させる為、水冷管6を曲げる必要がある。図9にバーナを貫通させるために曲げた水冷管6の一例を示す。
軽油バーナ7には図示していない軽油供給設備から軽油15が供給される。
【0005】
コンバスタバーナ8及びリダクタバーナ10には、図示していない粉砕設備で数μ〜数10μに粉砕された石炭が、それぞれ燃料用石炭11としてコンバスタバーナ8へ、またガス化用石炭12としてリダクタバーナ10へ夫々供給される。また、チャーバーナ9には、図示していないチャー回収設備にて回収されたチャー13が生成ガス14とともに供給される。
【0006】
上記のように構成されたガス化炉1は、以下に示す手順で運転される。
まず、軽燃室3の軽油バーナ7で軽油15を噴霧、燃焼させ、その排ガスをコンバスタ4へ供給する。コンバスタ4内が石炭着火温度以上に達したならば、コンバスタバーナ8から燃料用石炭11を噴射し、コンバスタ4内で高温燃焼させる。その高温排ガス16はリダクタ5に供給される。
【0007】
コンバスタ4内の燃焼が安定したならば、リダクタバーナ10からガス化用石炭12を噴射する。噴射されたガス化用石炭12は高温排ガス16により乾留されガス化する。
【0008】
リダクタ5にて生成されたチャー13及び生成ガス14の一部は図示していないチャー回収設備及びリサイクルガス供給設備によって回収及び再加圧され、チャーバーナ9からコンバスタ4内へ噴射される。噴射されたチャー13及び生成ガス14は燃料用石炭11とともに燃焼する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
前記した従来の2段噴流床ガス化炉においては、軽燃室3、コンバスタ4及びリダクタ5に夫々各種バーナが必要であるため、全体としてバーナ本数が多くなってガス化炉1の構造が複雑となり、制作、制御、メンテナンス等が極めて繁雑となって、コストアップの要因となっていた。
【0010】
また、コンバスタ4で燃焼するチャー13は着火性、保炎性が劣る為、安定燃焼(特に保炎性)が得られにくく、しかもチャー供給設備の変動等が発生するとコンバスタ4内の高温燃焼に悪影響を与える事があった。
【0011】
本発明はこのような従来の装置における不具合を解消し、バーナ本数を減らしてガス化炉の構造を簡単にすると共にチャーの着火性、保炎性を向上させて安定燃焼を行わせ、高効率のガス化運転を可能とした固体燃料バーナを提供することを課題とするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明は、気体搬送された微粉燃料をコンバスタで燃焼させ、その燃焼排ガス中に気体搬送された微粉燃料をリダクタにて投入して乾留させ、ガス化を行なう2段噴流床ガス化炉に用いるための固体燃料バーナにおける前記課題を解決するため、次の構造の固体燃料バーナを提供する。
【0013】
すなわち、本発明による固体燃料バーナでは、起動用の軽油バーナを中心に配置し、そのまわりの同心円上に内側からシール空気ノズル、チャーノズル、石炭ノズル、2次空気ノズルを順に配置する。そしてチャーノズルと石炭ノズルには酸素富化空気管を接続すると共に、前記チャーノズルの先端部には複数個の分割板を配置する。
【0014】
このように本発明ではコンバスタバーナとして用いる固体燃料バーナを一体化バーナにしたことによりガス化炉全体のバーナ本数を減少でき、かつ、従来設けられていた軽燃室が不要となることから、ガス化炉構造がシンプルとなり、コスト低減が計れる。
【0015】
また、本発明による固体燃料バーナではチャー及び石炭ノズルに、それぞれ酸素富化空気管が接続されていることから、酸化剤としての酸素富化空気と燃料が予混合され噴射されるため、チャー及び石炭の着火性が向上する。酸化剤は、酸素富化空気であるため、空気のみの場合に比べ、着火性は非常に高くなる。
【0016】
更にまた、本発明による固体燃料バーナでは、チャーノズル先端部に分割板を設けたことにより、その後流側に渦流を発生させ、保炎性の劣るチャーの保炎性を向上させることができる。
【0017】
以上の理由によって本発明による一体化した固体燃料バーナを用いると、安定したガス化運転が維持できる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による固体燃料バーナについて図1〜図7に示した実施の一形態に基づいて具体的に説明する。なお、以下の実施の形態において、図8、図9に示した従来の装置と同じ構成の部分には説明を簡単にするため同じ符号を付してある。
【0019】
図1及び図2は、本発明の実施の一形態による固体燃料バーナ(以下、コンバスタバーナという)を設備した2段噴流床ガス化炉を示しており、これらの図に示すように、コンバスタバーナ17はコンバスタ4に4本配置されている。なお、この2段噴流床ガス化炉には、従来設けられていた軽燃室は設備されていない。
【0020】
次に、図3〜図7によってコンバスタバーナ17の構成について説明する。図3、図4に示すように、一体化されたコンバスタバーナ17はその中心にガス化炉起動用の軽油バーナ7を配置し、その同心円上に内側からシール空気ノズル18、チャーノズル19、燃料用石炭ノズル20、2次空気ノズル21が配置されている。
【0021】
図5に示すようにチャーノズル19内にはV字型の分割板22が4ヶ所配置されている。一番外側には、バーナを炉内の高温ガスから保護するため、冷却水23が通水できるジャケット構造となっている。
【0022】
図6に示すように、チャーノズル19には、チャー13と生成ガス14を供給するチャー接続管24と、酸素富化空気を供給するチャー用酸素富化空気接続管25がそれぞれ接線方向に配置されている。また、図7に示すように燃料用石炭ノズル20にも同様に、石炭接続管26と、石炭用酸素富化空気接続管27がそれぞれ接線方向に配置されている。
【0023】
以上説明した本実施形態によるコンバスタバーナ17の作動について説明する。軽油15は、図示していない軽油供給設備から供給され、軽油接続管28より軽油バーナ7に流入し、炉内へ噴射され燃焼する。シール空気29は、ガス化運転中(軽油バーナは消火中)の軽油バーナ7冷却用と、燃焼用空気の一部も兼ねており、シール空気接続管30を介してシール空気ノズル18よりコンバスタ炉内へ噴射される。
【0024】
燃料用石炭11は図示していない燃料用石炭供給設備から供給され、石炭接続管26を介して燃料用石炭ノズル20に流入し、炉内へ噴射される。チャー13も同様に生成ガス14と共に、チャー接続管24を介してチャーノズル19より炉内へ噴射される。一方、チャー及び石炭用酸素富化空気31,32が、それぞれの接続管25,27からチャーノズル19、燃料用石炭ノズル20内に供給される。
【0025】
チャー及び燃料用石炭接続管24,26と、チャー及び石炭用酸素富化空気接続管25,27は、それぞれ接線方向に配置しているため、チャー13とチャー用酸素富化空気31、燃料用石炭11と石炭用酸素富化空気32はそれぞれのノズル内で旋回し、均等に混合された後、コンバスタ炉内へ噴射される。
【0026】
チャーノズル19内に供給されたチャー13と、チャー用酸素富化空気31の混合気体は、分割板22に衝突し、図5に示すようにその後流側に渦流33を発生させる。この渦流によりチャー13の保炎性が向上する。二次空気34は、図示していない二次空気供給設備から供給され、二次空気接続管35を介して二次空気ノズル21より炉内へ噴射される。
【0027】
このコンバスタノズル17をコンバスタ4に設備した図1、図2の2段噴流床ガス化炉は次のように作動される。まず2次空気34、シール空気29を通気し、軽油バーナ7を起動する。コンバスタ4内の温度が石炭着火温度以上に達したならば、燃料用石炭11とチャー13を投入して着火し、着火を確認後、軽油バーナ7を消火する。
【0028】
次いで、チャー用酸素富化用空気31、石炭用酸素富化空気32を供給し、コンバスタ4内の運転(燃焼状態)が安定後、直ちにリダクタバーナ10よりガス化用石炭12を投入し、ガス化運転を開始する。なお、チャー及び石炭用酸素富化空気の酸素濃度はコスト及び安全性の面から32〜35vol %とする。
【0029】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による固体燃料バーナでは起動用の軽油バーナを中心に配置し、そのまわりの同心円上に内側からシール空気ノズル、チャーノズル、石炭ノズル、2次空気ノズルを順に配置して一体化しているのでバーナ本数が減少し、かつ、軽燃室を取除くことができるため、ガス化炉の構造がシンプルとなり、これの製作、制御、メンテナンス等の経費を大巾に節減することができる。
【0030】
また、本発明による固体燃料バーナでは、そのチャーノズルと石炭ノズルに対し空気より酸素濃度の高い酸素富化空気(O2 :32〜35vol %)を投入するため、チャー13及び石炭11の着火性が向上する。更に、本発明による固体燃料バーナでは、チャーノズルの先端部に複数個の分割板を配置してあるので、この分割板による渦流発生により、保炎性が増す。
【0031】
以上のとおり、本発明による固体燃料バーナにおいては、着火性、保炎性が劣るチャーも安定燃焼させることができ、コンバスタ内を常に高温に保持でき、高効率のガス化運転が行なえる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態による固体燃料バーナを用いた石炭ガス化炉の構成を示す系統概念図。
【図2】図1のII−II線に沿う断面図。
【図3】本発明の実施の一形態による固体燃料バーナの断面図。
【図4】図3のIV−IV矢視図。
【図5】図3のV−V矢視図。
【図6】図3のVI−VI線に沿う断面図。
【図7】図3のVII −VII 線に沿う断面図。
【図8】従来の石炭ガス化炉の構成を示す系統概念図。
【図9】従来の石炭ガス化炉におけるバーナ取付け状態を示す説明図。
【符号の説明】
1 ガス化炉
4 コンバスタ
5 リダクタ
6 水冷管
7 軽油バーナ
15 軽油
16 高温排ガス
17 一体化したコンバスタバーナ
18 シール空気ノズル
19 チャーノズル
20 燃料用石炭ノズル
21 2次空気ノズル
22 分割板
23 冷却水
24 チャー接続管
25 チャー用酸素富化空気接続管
26 石炭接続管
27 石炭用酸素富化空気接続管
28 軽油接続管
29 シール空気
30 シール空気接続管
31 チャー用酸素富化空気
32 石炭用酸素富化空気
33 渦流
34 二次空気
35 二次空気接続管
Claims (1)
- 気体搬送された微粉燃料をコンバスタで燃焼させ、その燃焼排ガス中に気体搬送された微粉燃料をリダクタにて投入して乾留させガス化を行なう2段噴流床ガス化炉に用いる固体燃料バーナであって、起動用の軽油バーナを中心に配置し、そのまわりの同心円上に内側からシール空気ノズル、チャーノズル、石炭ノズル、2次空気ノズルを順に配置し、前記チャーノズルと石炭ノズルには酸素富化空気管を接続すると共に、前記チャーノズルの先端部には複数個の分割板を配置したことを特徴とするガス化炉の固体燃料バーナ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3954496A JP3595404B2 (ja) | 1996-02-27 | 1996-02-27 | ガス化炉の固体燃料バーナ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP3954496A JP3595404B2 (ja) | 1996-02-27 | 1996-02-27 | ガス化炉の固体燃料バーナ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09236250A JPH09236250A (ja) | 1997-09-09 |
JP3595404B2 true JP3595404B2 (ja) | 2004-12-02 |
Family
ID=12556004
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3954496A Expired - Fee Related JP3595404B2 (ja) | 1996-02-27 | 1996-02-27 | ガス化炉の固体燃料バーナ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3595404B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101918726B1 (ko) | 2017-06-08 | 2018-11-14 | 한국지역난방공사 | 원료 미립화가 가능한 버너 |
-
1996
- 1996-02-27 JP JP3954496A patent/JP3595404B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101918726B1 (ko) | 2017-06-08 | 2018-11-14 | 한국지역난방공사 | 원료 미립화가 가능한 버너 |
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JPH09236250A (ja) | 1997-09-09 |
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