DE3708184A1 - Low pollution gas burner - has perforated curved plate at discharge end, with cylindrical or bottle-shaped tube projecting outwards - Google Patents
Low pollution gas burner - has perforated curved plate at discharge end, with cylindrical or bottle-shaped tube projecting outwardsInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Gasgebläsebrenner mit einem Brennerkopf, der ein Brennerrohr zur Zuleitung eines Gemisches aus Brenngas und Luft in eine Brennkammer aufweist, in dessen Mündungsbereich ein Stauelement angeordnet ist.The invention relates to a gas fan burner with a Burner head, which is a burner tube for supplying a mixture from fuel gas and air into a combustion chamber, in the Mouth area a baffle element is arranged.
Bei der Verbrennung von Brenngas entstehen Stickoxide ver schiedener Oxidationsstufen, die zum Teil sehr giftig sind und deren Bildung aus energetischer Sicht unerwünscht ist, weil sie nicht auf exothermen Reaktionen beruht.Nitrogen oxides are generated during the combustion of fuel gas different oxidation levels, some of which are very toxic and whose formation is undesirable from an energetic point of view because it is not based on exothermic reactions.
Die Stickoxide bilden sich aus dem in der Luft und zum Teil auch im Brenngas enthaltenen Stickstoff und dem in der Luft und ebenfalls zum Teil im Brennstoff enthaltenen Sauer stoff.The nitrogen oxides form in the air and to Part of the nitrogen contained in the fuel gas and in the Air and also some acid contained in the fuel material.
Rein chemisch sind unterschiedliche Maßnahmen denkbar, die bei der Verbrennung von Brenngas zu einer Reduzierung der Stickoxidbildung führen würden. Diese Maßnahmen lassen sich aber entweder praktisch gar nicht oder nur unter erheblichen Schwierigkeiten in einem Gasgebläsebrenner durchführen, oder die Maßnahmen führen bei der Abnahme von Stickoxidbildung zu anderen unerwünschten Nachteilen.Different measures are conceivable purely chemically when burning fuel gas to reduce the Would lead to nitrogen oxide formation. These measures can be but either practically not at all or only with considerable Trouble in a gas forced draft burner, or the measures lead to a decrease in nitrogen oxide formation other undesirable disadvantages.
Beispielsweise könnte die Luftzufuhr soweit gedrosselt wer den, daß nur etwa so viel Luft zugeführt wird, wie für die Ver brennung des Brenngases gerade notwendig ist. Dieser relative Luftmangel führt dann zwar zu einer Verminderung der Stickoxid bildung, gleichzeitig erhöht sich dadurch aber die Kohlenstoff oxidbildung, welche ebenfalls unerwünscht ist, insbesondere weil Kohlenstoffmonooxid ebenfalls sehr giftig ist.For example, the air supply could be throttled so far that only about as much air is supplied as for the Ver combustion of the fuel gas is just necessary. This relative A lack of air then leads to a reduction in nitrogen oxide education, but at the same time this increases carbon oxide formation, which is also undesirable, especially because carbon monoxide is also very toxic.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gasgebläse brenner im Hinblick auf eine Reduzierung der Stickoxidbildung bei der Brenngasverbrennung, möglichst mit einfachen Mitteln, zu verbessern.The invention has for its object a gas blower burner with a view to reducing nitrogen oxide formation when burning fuel gas, if possible with simple means, to improve.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst worden, daß im Mündungsbereich des Brennerrohres auf der dem Gemischstrom abgewandten Seite des Stauelementes im Flammenbereich der in der Brennkammer brennenden Gasflamme ein Verdrängungskörper an geordnet ist.The object has been achieved in that in the mouth of the burner tube on the mixture flow opposite side of the damming element in the flame area of the in a displacer in the combustion chamber burning gas flame is ordered.
Der Verdrängungskörper erstreckt sich vorzugsweise etwa bis in den Bereich der zu erwartenden Flammenspitze. Der zu er wartende Flammenbereich ist dabei einfach zu bestimmen, da die Flamme durch das Stauelement im Bereich der Brennerrohrmündung gehalten wird.The displacement body preferably extends approximately down to the area of the expected flame tip. The one to him waiting flame area is easy to determine because the Flame through the damming element in the area of the burner tube mouth is held.
Bei dem erfindungsgemäßen Gasgebläsebrenner nimmt der Ver drängungskörper sehr schnell die Flammentemperatur an und be wirkt aufgrund seiner hohen Temperatur eine starke Strahlungs wärmeabgabe in die Brennkammer. Dies reduziert die Flammtempe ratur und dadurch mit Vorteil die Stickoxidbildung. Dabei ist bezeichnend, daß schon wenige zig Grad bei der Temperatur des Verbrennungskörpers genügen, um eine merkliche Reduzierung der Stickoxidbildung zu erreichen.In the gas fan burner according to the invention, the Ver pressing body very quickly the flame temperature and be has a strong radiation due to its high temperature heat emission into the combustion chamber. This reduces the flame temperature temperature and therefore advantageously the formation of nitrogen oxides. It is significant that a few tens of degrees at the temperature of the The combustion body suffices to achieve a noticeable reduction in the To achieve nitrogen oxide formation.
Außerdem wird durch den Verdrängungskörper in Folge reiner Verdrängungswirkung die Flammengeschwindigkeit erhöht, wodurch die Verweilzeit der Verbrennungsprodukte im Flammenbereich kleiner wird und die Oberfläche der Flamme sich vergrößert. Durch diesen zweiten Effekt tritt mit Vorteil ebenfalls eine Reduzierung der Stickoxidbildung ein.In addition, the displacer becomes cleaner in a row Displacement effect increases the flame speed, causing the dwell time of the combustion products in the flame area becomes smaller and the surface of the flame increases. This second effect also advantageously results in one Reduction of nitrogen oxide formation.
Vorhandene Gasgebläsebrenner können in einfacher Weise zu einem erfindungsgemäßen Gasgebläsebrenner umgerüstet werden, indem an entsprechender Stelle ein kostengünstig zu fertigen der und einzusetzender Verdrängungskörper angeordnet wird.Existing gas forced draft burners can easily a gas fan burner according to the invention can be converted, by producing a cheap one at the appropriate place the and to be used displacement body is arranged.
Vorzugsweise ist der Verdrängungskörper mit dem Stauele ment verbunden, so daß der Verdrängungskörper mit Vorteil Be standteil des Brennerkopfes ist, der vom Brennergehäuse, bei spielsweise zu Reinigungs- oder Reparaturzwecken, abgenommen werden kann.The displacement body is preferably with the dam ment connected so that the displacement body with advantage Be is part of the burner head, that of the burner housing, at for example, for cleaning or repair purposes can be.
Vorzugsweise ist der Verbrennungskörper länglich ausgebil det und erstreckt sich im wesentlichen koaxial zum Brenner rohr, wodurch eine vorteilhafte Flammenausbildung mit längli cher vergrößerter Oberfläche erreicht wird, bei der eine Redu zierung der Stickoxidbildung auftritt. Bei gekrümmter Flammen achse ist vorzugsweise auch der Verbrennungskörper so ausgebil det, daß er in seiner Längserstreckung dieser Flammenachse folgt. Bei einer bevorzugten Ausbildung ist der Verdrängungs körper zur Erreichung einer regelmäßigen Flammenausbildung ro tationssymmetrisch ausgebildet. In einem einfachen Fall kann der Verbrennungkörper beispielsweise zylindrisch ausgebildet sein, er kann aber z.B. auch etwa flaschenförmig ausgebildet sein, wobei der flaschenhalsförmige Teil des Verdrängungskör pers dem Stauelement zugewandt ist. Auch andere Formen, bei spielsweise eine Tropfenform, können sich günstig auf eine Re duzierung der Stickoxidbildung auswirken. Mittels einer von der Zylinderform abweichenden Form des Verdrängungskörpers wird mit Vorteil sowohl die Geschwindigkeit des Temperaturan stieges nach dem Brennerstart, als auch die Turbulenz im Flam menbereich erhöht, was sich beides günstig auf die Stickoxidre duzierung auswirkt.The combustion body is preferably elongate det and extends substantially coaxially to the burner tube, which creates an advantageous flame formation with elongated cher enlarged surface is achieved, in which a Redu ornamentation of nitrogen oxide formation occurs. With curved flames The combustion body is preferably also designed in this way det that he is in its longitudinal extension of this flame axis follows. In a preferred embodiment, the displacement body to achieve regular flame training ro station symmetrical. In a simple case it can the combustion body is cylindrical, for example be, but it can e.g. also approximately bottle-shaped be, the bottle neck-shaped part of the displacement body is facing the dam element. Other shapes, too for example a teardrop shape, can favorably affect a re effect on the reduction of nitrogen oxide formation. Using one of the shape of the displacement body deviating from the cylindrical shape will benefit both the speed of the temperature increased after the burner started, as well as the turbulence in the flame increased, both of which are beneficial to nitrogen oxide reduction affects.
Nach einer nächsten Weiterbildung, für die auch selbständi ger Schutz beansprucht wird, weist der Verdrängungskörper we nigstens eine Gemischleitung auf.After a further training, for which also self-employed ger protection is claimed, the displacement body we at least one mixture line.
Durch die Gemischleitung des Verbrennungskörpers kann ein Brenngas-Luft-Gemisch strömen, bzw. auch reine Luft strömen, wobei dieses Gemisch oder die Luft in einer Entfernung zum Stauelement in der Brennkammer aus der Gemischleitung aus tritt. Da Brenngas und Luft sowohl um das Stauelement herum in die Brennkammer eingeleitet wird, als auch Brenngas und Luft oder nur Luft durch die Gemischleitung des Verdrängungskörpers in einen anderen Flammenbereich in die Brennkammer eingeleitet wird, wird eine stufige Verbrennung des Brenngases erreicht. Bei dieser stufigen Verbrennung des Brenngases wird dem Brenn gas im Bereich des Stauelementes, an dem die Flamme in der Brennkammer ansetzt, zunächst weniger Luft zugefügt, als für die vollständige Verbrennung des Brenngases eigentlich notwen dig ist. Durch die Gemischleitung des Verdrängungskörpers wird in einer zweiten Stufe in einem Abstand zum Stauelement weiter im Spitzenbereich der Flamme dann soviel Luft zugeführt, daß insgesamt ein Luftüberschuß vorhanden ist, also mehr Luft vor handen ist, als für eine vollständige Verbrennung des Brennga ses notwendig ist. Bei dieser stufigen Verbrennung wird mit Vorteil die Stickoxidbildung reduziert, gleichzeitig aber auch verhindert, daß die Kohlenstoffmonooxidbildung ansteigt.Through the mixture line of the combustion body, a Flowing fuel gas-air mixture, or also flowing pure air, this mixture or the air at a distance from the Damming element in the combustion chamber from the mixture line occurs. Since fuel gas and air both in around the dam element in the combustion chamber is introduced, as well as fuel gas and air or only air through the mixture line of the displacer introduced into another flame area in the combustion chamber stage combustion of the fuel gas is achieved. With this stage combustion of the fuel gas, the combustion gas in the area of the damming element where the flame in the Combustion chamber attaches, initially less air added than for the complete combustion of the fuel gas is actually necessary dig is. Through the mixture line of the displacer in a second stage at a distance from the baffle element so much air is then supplied in the tip region of the flame that there is an overall excess of air, i.e. more air in front act as for a complete combustion of the Brennga this is necessary. With this staged combustion with Benefit reduces nitrogen oxide formation, but at the same time also prevents carbon monoxide formation from increasing.
Bei einer bevorzugten Ausbildung ist der Verdrängungskör per hohl ausgebildet, wobei sein innerer Hohlraum die Gemisch leitung bildet, weist der Verdrängungskörper an seiner dem Stauelement zugewandten Stirnseite eine Gemischeintrittsöff nung auf und weist er in einem Abstand zur Gemischeintrittsöff nung wenigstens eine Gemischaustrittsöffnung auf. Das Stauele ment weist vorzugsweise eine Durchtrittsöffnung auf, die mit der Gemischeintrittsöffnung des Verdrängungskörpers korrespon diert. Dabei ist der Verdrängungskörper vorzugsweise direkt an das Stauelement angesetzt, so daß ein Teil des durch das Bren nerrohr strömenden Brenngas-Luft-Gemisches um das Stauelement herumgeleitet wird und ein anderer Teil dieses Gemisches durch die Durchtrittsöffnung des Stauelementes, die vorzugsweise gleichzeitig die Gemischeintrittsöffnung des Verdrängungskör pers ist, in den Verdrängungskörper eintritt und in einem Ab stand hinter dem Stauelement wieder austritt und der Flamme in der Brennkammer zur Verfügung steht. Die Gemischaustrittsöff nung des Verdrängungskörpers ist vorzugsweise in der dem Stau element abgewandten Stirnseite des Verdrängungskörpers angeord net. Der Verdrängungskörper kann stattdessen oder zusätzlich auch über seine Länge verteilt angeordnete Gemischaustrittsöff nungen aufweisen, wobei diese Gemischaustrittsöffnungen ein zeln oder auch in Gruppen angeordnet sein können.In a preferred embodiment, the displacement body formed by hollow, its inner cavity the mixture forms line, the displacer points to the The end face facing the dam element has a mixture inlet opening opening and it is at a distance from the mixture inlet opening at least one mixture outlet opening. The traffic jam ment preferably has a passage opening that with the mixture inlet opening of the displacement body correspon dated. The displacement body is preferably directly on the baffle element so that part of the by the Bren fuel gas-air mixture flowing around the dam element is passed around and another part of this mixture the passage opening of the baffle element, which preferably at the same time the mixture inlet opening of the displacement body pers is, enters the displacement body and in an ab stood behind the damming element and emerges in the flame the combustion chamber is available. The mixture outlet opening tion of the displacer is preferably in the jam element facing away from the displacer net. The displacement body can instead or in addition also arranged mixture outlet opening distributed over its length have openings, these mixture outlet openings individual or can be arranged in groups.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist der Verdrän gungskörper wenigstens eine Gruppe von Gemischaustrittsöffnun gen auf, welche radial, senkrecht zur Brennerrohrachse, am Um fang des Verdrängungskörper angeordnet sind. Aufgrund dieser am Umfang des Verdrängungskörpers angeordneten Gemischaus trittsöffnungen, die einfache Bohrungen sein können, wird der Flamme auf ihrem gesamten Umfang relativ gleichmäßig Gemisch aus dem Verdrängungskörper zugeführt. Eine andere Weiterbil dung der Erfindung sieht vor, daß die Gemischaustrittsöffnun gen jeweils einer Gruppe von Gemischaustrittsöffnungen in ei ner gemeinsamen, um den Verdrängungskörper umlaufenden, äuße ren Ringnut einmünden. Aufgrund der Ringnut erhöht sich die Turbulenz im Austrittsbereich des aus dem Verdrängungskörper austretenen Gas-Luft-Gemisches bzw. der austretenden Luft, wo durch mit Vorteil eine bessere Vermischung der Flammenströmung mit diesem austretenden Gemisch, und damit eine gleichmäßigere Verbrennung erreicht wird.According to a development of the invention, the displacement has supply body at least one group of mixture outlet openings gen, which is radial, perpendicular to the burner tube axis, at Um catch the displacement body are arranged. Based on these mixture arranged on the circumference of the displacer openings, which can be simple holes, the Flame mixture relatively evenly over its entire circumference fed from the displacer. Another development extension of the invention provides that the mixture outlet opening a group of mixture outlet openings in each egg ner common, revolving around the displacement body, outer open the ring groove. Due to the ring groove, the Turbulence in the exit area of the displacement body escaping gas-air mixture or the exiting air where by advantageously a better mixing of the flame flow with this emerging mixture, and thus a more uniform Combustion is achieved.
Der Verdrängungskörper ist vorzugsweise hoch hitzebestän dig ausgebildet. Bei einer bevorzugten Ausbildung weist der Verdrängungskörper einen inneren Grundkörper aus wärmeleitfähi gem, hitzebeständigem Material, vorzugsweise aus Stahl, auf und einen Mantel aus wärmeisolierendem, hitzebeständigem Mate rial, vorzugsweise aus einem keramischen Material. Um ein Ab platzen des Mantels aufgrund unterschiedlicher Wärmeausdeh nungskoeffizienten des Grundkörpers und des Mantels zu verhin dern, ist der Mantel vorzugsweise drahtbewehrt.The displacement body is preferably highly heat-resistant dig trained. In a preferred embodiment, the Displacer an inner base made of thermally conductive gem, heat-resistant material, preferably made of steel and a jacket made of heat-insulating, heat-resistant mate rial, preferably made of a ceramic material. To an Ab bursting of the jacket due to different thermal expansion Coefficient of the basic body and the jacket to prevent the jacket is preferably wire-reinforced.
Zur weiteren Verminderung der Bildung von Schadstoffen bei der Verbrennung des Brenngases ist dem Mantelmaterial nach ei ner Weiterbildung des erfindungsgemäßen Gasgebläsebrenners ein katalytisch wirkender Stoff, vorzugsweise Platin oder bei spielsweise auch Vanadium, zugesetzt. Zur Vergrößerung der Oberfläche des Mantelmaterials und zur besseren Einbindung des katalytisch wirkenden Stoffes in den Mantel ist das Mantelma terial vorzugsweise strukturell porös.To further reduce the formation of pollutants the combustion of the fuel gas is according to the jacket material ner further development of the gas fan burner according to the invention catalytically active substance, preferably platinum or for example, vanadium added. To enlarge the Surface of the jacket material and for better integration of the The coat material is the catalytically active substance in the coat preferably structurally porous.
Ausführungsbeispiele, aus denen sich weitere erfinderische Merkmale ergeben, sind in der Zeichnung dargestellt. Es zei gen:Embodiments from which further inventive Characteristics result are shown in the drawing. It shows gene:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Brennerrohrmündung mit einem Stauelement und einem ersten Ausführungs beispiel eines Verdrängungskörpers, Fig. 1 shows a longitudinal section through a burner pipe opening with a storage element and a first execution example of a displacement body,
Fig. 2 eine Brennerrohrmündung mit einem zweiten Ausfüh rungsbeispiel eines Verdrängungskörpers, Fig. 2 is a burner pipe opening with a second exporting approximately for a displacement body,
Fig. 3 eine Brennerrohrmündung mit einem dritten Ausfüh rungsbeispiel eines Verdrängungskörpers und Fig. 3 shows a burner tube mouth with a third example of a Ausfüh displacement body and
Fig. 4 die in Fig. 3 mit IV bezeichnete Einzelheit in vergrößertem Maßstab. Fig. 4 shows the detail denoted by IV in Fig. 3 on an enlarged scale.
Die Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch den Mündungsab schnitt eines Brennerrohres 1, durch welches in der durch Pfei le angedeuteten Richtung ein Brenngas-Luft-Gemisch in die Brennkammer eines Gasgebläsebrenners eingeleitet wird. Im Mün dungsbereich 2 des Brennerrohres 1 ist ein Stauelement 3 ange ordnet, welches auf einer koaxial durch das Brennerrohr verlau fenden Achse 4 sitzt, die in einem Lager 5 gelagert ist. Am Stauelement 3 setzt eine Flamme 6 bei der Verbrennung des Brenngas-Luft-Gemisches an, die mit ihrer Flammenspitze bis in die Brennkammer hineinreicht. Fig. 1 shows a longitudinal section through the Mündungsab section of a burner tube 1 , through which a fuel gas-air mixture is introduced into the combustion chamber of a gas fan burner in the direction indicated by Pfei le. In the Mün tion area 2 of the burner tube 1 , a baffle element 3 is arranged, which sits on a coaxial through the burner tube duri fenden axis 4 , which is mounted in a bearing 5 . A flame 6 starts at the baffle element 3 during the combustion of the fuel gas-air mixture, and its flame tip extends into the combustion chamber.
An das Stauelement 3 ist ein zylindrischer Verbrennungskör per 7 koaxial zum Brennerrohr 1 angeordnet, der sich vom Stau element 3 bis etwa in den Bereich der Flammenspitze erstreckt. Der Verdrängungskörper 7 kann beispielsweise ein Endabschnitt der Achse 4 sein.At the baffle element 3 , a cylindrical combustion body is arranged 7 coaxially to the burner tube 1 , which extends from the baffle element 3 to approximately in the area of the flame tip. The displacement body 7 can be an end section of the axis 4 , for example.
In Fig. 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines Ver drängungskörpers 7 dargestellt. Der Verdrängungskörper 7 ist etwa flaschenförmig ausgebildet, wobei der halsförmige Ab schnitt 8 des Verdrängungskörpers 7 dem Stauelement 3 zuge wandt ist.In Fig. 2, a second embodiment of a displacement body 7 Ver is shown. The displacer 7 is approximately bottle-shaped, the neck-shaped section 8 of the displacer 7 facing the baffle element 3 .
Der Verdrängungskörper 7 ist hohl ausgebildet, und das Stauelement 3 weist eine Durchtrittsöffnung 9 auf, die gleich zeitig eine stirnseitige Gemischeintrittsöffnung des Verdrän gungskörpers 7 ist. An seiner dem Stauelement 3 abgewandten Stirnseite hat der Verdrängungskörper 7 eine Gemischaustritts öffnung 10. The displacement body 7 is hollow, and the baffle element 3 has a passage opening 9 , which is at the same time an end-face mixture inlet opening of the displacement body 7 . On its end facing away from the baffle element 3 , the displacement body 7 has a mixture outlet opening 10 .
In Fig. 3 ist ein drittes Ausführungsbeispiel eines Ver drängungskörpers 7 dargestellt, der ebenfalls hohl aber zylin drisch ausgebildet ist. Gleiche Bauelemente sind mit den glei chen Bezugszahlen bezeichnet wie in Fig. 2.In Fig. 3, a third embodiment of a Ver displacement body 7 is shown, which is also hollow but cylin drical. The same components are designated with the same reference numbers as in FIG. 2.
Der Verdrängungskörper 7 weist ebenfalls an seiner dem Stauelement 3 abgewandten Stirnseite Gemischaustrittsöffnungen 10 auf. Er hat aber zusätzlich noch in Gruppen über seine Län ge verteilt angeordnete radial angesetzte Gemischaustrittsöff nungen 11. Die Gemischaustrittsöffnungen 11 sind am Umfang des Verdrängungskörpers 7 verteilt angeordnet, wobei die Gemisch austrittsöffnungen 11 jeweils einer Gruppe in einer gemeinsa men, um den Verdrängungskörper 7 umlaufenden Ringnut 12 nach außen münden.The displacer 7 likewise has mixture outlet openings 10 on its end face facing away from the baffle element 3 . However, it also has groups arranged over its length, arranged radially arranged mixture outlet openings 11 . The mixture outlet openings 11 are arranged distributed around the circumference of the displacer 7 , the mixture outlet openings 11 in each case in a group in a common men, around the displacer 7 surrounding annular groove 12 open to the outside.
In Fig. 4 ist eine solche Ringnut 12 im Querschnitt in ver größertem Maßstab dargestellt, und es ist eine in die Ringnut 12 einmündende Gemischaustrittsöffnung 12 zu erkennen.In Fig. 4 such an annular groove 12 is shown in cross section on a larger scale, and it can be seen in the annular groove 12 opening mixture outlet opening 12 .
Claims (19)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873708184 DE3708184A1 (en) | 1987-03-13 | 1987-03-13 | Low pollution gas burner - has perforated curved plate at discharge end, with cylindrical or bottle-shaped tube projecting outwards |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE3708184A1 true DE3708184A1 (en) | 1988-09-22 |
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ID=6322994
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DE19873708184 Ceased DE3708184A1 (en) | 1987-03-13 | 1987-03-13 | Low pollution gas burner - has perforated curved plate at discharge end, with cylindrical or bottle-shaped tube projecting outwards |
Country Status (1)
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DE (1) | DE3708184A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7204688B2 (en) * | 2001-07-19 | 2007-04-17 | Lg Electronics Inc. | Gas burner for dryer |
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AT92336B (en) * | 1919-08-30 | 1923-04-25 | Hugo Kohorn | Gas burner insert for heating devices with incandescent bodies. |
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1987
- 1987-03-13 DE DE19873708184 patent/DE3708184A1/en not_active Ceased
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