JP2008286448A - Flat gas burner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、給湯用熱源機等の熱源として用いられる偏平ガスバーナに関する。 The present invention relates to a flat gas burner used as a heat source for a hot water supply heat source machine or the like.
一般に、熱源機においては、燃焼ファンで燃焼用空気を強制的に供給する燃焼筐内に、上方に開口する細長形状の炎口部を上端部に有する偏平ガスバーナが複数個並設されている。従来、この種の偏平ガスバーナは、炎口部の長尺方向を前後方向、炎口部の短尺方向を横方向としたとき、横方向に対峙する一対の側板で構成されるバーナ本体に、下部の混合管部と、該混合管部に連なり、該混合管部の上側で前後方向に延在する分布管部と、該分布管部と前記炎口部との間の横幅を狭めた絞り部とが形成され、該炎口部内に、横方向に並設した複数の整流板を有する整流部材が装着されている。 In general, in a heat source machine, a plurality of flat gas burners having an elongated flame opening at an upper end thereof are arranged in parallel in a combustion casing forcibly supplying combustion air by a combustion fan. Conventionally, this type of flat gas burner has a burner body composed of a pair of side plates facing each other in the longitudinal direction when the longitudinal direction of the flame port is the front-rear direction and the short direction of the flame port is the horizontal direction. A mixing pipe part, a distribution pipe part connected to the mixing pipe part and extending in the front-rear direction on the upper side of the mixing pipe part, and a throttle part having a narrow lateral width between the distribution pipe part and the flame port part And a rectifying member having a plurality of rectifying plates arranged in parallel in the lateral direction is mounted in the flame opening.
該整流部材は混合気を整流して炎口部から噴出させるために設けられている。ここで、燃焼ファンにより燃焼用空気を強制的に供給する燃焼筐内に偏平ガスバーナを配置する場合、混合管部に強制的に流入する一次空気の影響で乱流が生じ易くなる。そのため、混合気の流れを整流するには、整流部材を構成する整流板の枚数を4枚以上にする必要がある。 The rectifying member is provided to rectify the air-fuel mixture and eject it from the flame opening. Here, when the flat gas burner is disposed in the combustion housing for forcibly supplying the combustion air by the combustion fan, turbulent flow is likely to occur due to the influence of the primary air forcibly flowing into the mixing tube portion. Therefore, in order to rectify the flow of the air-fuel mixture, the number of rectifying plates constituting the rectifying member needs to be four or more.
ところで、一例として、整流板の枚数を4枚としたものでは、各整流板によって3つの炎口流路が画成される。このうち、横方向中央に位置する中央炎口流路上端の炎口からの混合気の噴出速度が、その両側の炎口流路上端の炎口からの混合気の噴出速度よりも遅くなると、炎口部における火炎が不安定となって燃焼騒音が発生し易い。 By the way, as an example, in the case where the number of rectifying plates is four, each rectifying plate defines three flame opening channels. Among these, when the ejection speed of the air-fuel mixture from the upper flame outlet at the upper end of the central flame outlet channel located in the center in the lateral direction becomes slower than the ejection speed of the air-fuel mixture from the upper flame outlet at the upper end of the flame outlet channel, The flame at the mouth becomes unstable and combustion noise is likely to occur.
そこで、中央炎口流路を形成している一対の整流板を、その上下方向中途位置で屈曲させ、この屈曲部を介して上流側の間隔よりも下流側の間隔を狭くして中央炎口流路を通過する混合気の流速を加速するようにしたものが知られている(特許文献1参照)。 Therefore, the pair of rectifying plates forming the central flame channel is bent at the midway position in the vertical direction, and the downstream gap is made narrower than the upstream gap through the bent portion, thereby the central flame outlet. An apparatus that accelerates the flow velocity of the air-fuel mixture passing through the flow path is known (see Patent Document 1).
しかし、このように、中央炎口流路を形成している整流板の上下方向中途位置に屈曲部を設けると、混合気の流動方向が屈曲部によって急激に変えられて渦流が発生する。その結果、整流板による混合気の整流作用に渦流による悪影響が及び、燃焼騒音を十分に低減できなくなる。更には、屈曲部による渦流の影響で炎口流路に流れる混合気の通過抵抗が大きくなり、中央炎口流路における混合気の流速を十分に加速することができない不都合がある。また、整流板の前後方向にわたる屈曲部を設けるために整流板に対する加工工数が増加し、製造コストが増加する不都合がある。
本発明は、以上の点に鑑み、燃焼騒音を低減することができ、しかも、製造コストの増加を防止することができる偏平ガスバーナを提供することをその課題としている。 This invention makes it the subject to provide the flat gas burner which can reduce a combustion noise and can prevent the increase in manufacturing cost in view of the above point.
かかる目的を達成するために、本発明は、上方に開口する細長形状の炎口部を上端部に有し、炎口部の長尺方向を前後方向、炎口部の短尺方向を横方向として、横方向に対峙する一対の側板で構成されるバーナ本体に、下部の混合管部と、混合管部に連なり、混合管部の上側で前後方向に延在する分布管部と、分布管部と炎口部との間の横幅を狭めた絞り部とが形成され、炎口部内に、横方向に並設した複数の整流板を有する整流部材が装着されている偏平ガスバーナにおいて、前記炎口部の横幅中央に位置して横方向に隣り合う一対の整流板は、その下端から上端にかけて次第に接近する方向に直線的に傾斜して設けられていることを特徴とする。 In order to achieve such an object, the present invention has an elongated flame mouth portion opening upward at the upper end portion, the longitudinal direction of the flame mouth portion being the front-rear direction, and the short direction of the flame mouth portion being the lateral direction. A burner body composed of a pair of side plates facing each other in the lateral direction, a lower mixing tube portion, a distribution tube portion connected to the mixing tube portion and extending in the front-rear direction above the mixing tube portion, and a distribution tube portion A flat gas burner in which a narrowing portion having a narrow lateral width is formed between the flaming portion and a rectifying member having a plurality of rectifying plates arranged side by side in the flaming portion. The pair of rectifying plates adjacent to each other in the lateral direction located in the center of the lateral width of the portion is provided so as to be inclined linearly in a direction gradually approaching from the lower end to the upper end.
本発明によれば、前記炎口部の横幅中央に位置して横方向に隣り合う一対の整流板を傾斜させたことにより、両整流板の横方向の間隔が下端(上流側端)よりも上端(下流側端)で狭くなる。これにより、両整流板によって形成された炎口流路の混合気の流速を加速することができる。そして、両整流板は直線的に傾斜しているので、両整流板による炎口流路の混合気に渦流を形成させることなく円滑に混合気を加速することができる。また、両整流板を傾斜させて設けるだけでよいので、構造が簡単となりその製造コストも低く抑えることができる。 According to the present invention, since the pair of current plates adjacent to each other in the lateral direction is inclined at the center of the width of the flame opening, the horizontal distance between both current plates is lower than the lower end (upstream end). Narrow at the upper end (downstream end). Thereby, the flow velocity of the air-fuel mixture in the flame opening channel formed by both rectifying plates can be accelerated. Since both the rectifying plates are linearly inclined, the air-fuel mixture can be smoothly accelerated without forming a vortex in the air-fuel mixture in the flame channel by the both rectifying plates. In addition, since it is only necessary to incline both the current plates, the structure becomes simple and the manufacturing cost can be kept low.
ところで、絞り部を横方向一方に片寄った位置に設けることも可能である。しかし、この場合には、バーナ本体がその横幅中心に対し非対称な形状になり、製造が面倒になる。従って、絞り部は、その横幅の中心がバーナ本体の横幅の中心に一致するように形成されていることが望ましい。そして、この場合に、前記傾斜する一対の整流板は、前記絞り部の横幅中心を通って上方に延びる中心線を介して横方向に対向させて設けられていることが好ましい。こうすることにより、両整流板による炎口流路の下端が絞り部の直上部に位置するので、絞り部からの十分な量の混合気を両整流板の間に円滑に案内することができ、不要な乱流を防止して燃焼騒音を低減することができる。 By the way, it is also possible to provide the aperture portion at a position offset to one side in the lateral direction. However, in this case, the burner body has an asymmetric shape with respect to the center of the lateral width, and the production becomes troublesome. Therefore, it is desirable that the narrowed portion is formed so that the center of the width thereof coincides with the center of the width of the burner body. In this case, it is preferable that the pair of inclined rectifying plates are provided so as to oppose each other in the lateral direction via a center line extending upward through the lateral width center of the throttle portion. By doing so, the lower end of the flame opening channel by both rectifying plates is located immediately above the restricting part, so that a sufficient amount of air-fuel mixture from the restricting part can be smoothly guided between the two rectifying plates, which is unnecessary. Turbulent flow can be prevented and combustion noise can be reduced.
更に、この場合には、傾斜する一対の整流板を、前記中心線を介して対称に設けることで、バーナ本体の横幅中心に関する対称性を確保して、炎口部からの混合気の噴出量の横方向分布の均等化を図ることができる。これにより、火炎を安定させて確実に燃焼騒音を低減することができる。 Furthermore, in this case, by providing a pair of inclined current plates symmetrically with respect to the center line, symmetry about the horizontal center of the burner body is ensured, and the amount of air-fuel mixture ejected from the flame port Can be made uniform in the horizontal distribution. Thereby, a flame can be stabilized and a combustion noise can be reduced reliably.
また、本発明においては、前記傾斜する一対の整流板は、その上端から傾斜方向に沿って上方に延びる延長線同士が0.3°〜1°の角度をもって交わることを特徴とする。本発明者は、一対の整流板の良好な傾斜角度を見出すべく、各種の試験を行なった結果、上記延長線同士の交わる角度が0.3°より小さいと、両整流板の間を通過する混合気に十分な加速が得られず、1°より大きくても、両整流板の上端側で混合気の急激な集束によりやはり混合気に十分な加速が得られないことを知見した。更に、上記延長線同士の交わる角度が1°より大きい場合には、両整流板の下端が比較的大きく横方向に広がるために、バーナ本体内に収容することが困難となる。これらの知見に基づき、上記延長線同士の交わる角度を0.3°〜1°とし、整流板をコンパクトとしてしかも十分に混合気の加速が得られるものとした。 In the present invention, the pair of inclined rectifying plates are characterized in that extended lines extending upward from the upper end along the inclined direction intersect with each other at an angle of 0.3 ° to 1 °. The present inventor has conducted various tests in order to find a good inclination angle of the pair of rectifying plates. As a result, when the angle between the extension lines is smaller than 0.3 °, the air-fuel mixture passing between the rectifying plates is obtained. It was found that sufficient acceleration could not be obtained in the air-fuel mixture due to the rapid focusing of the air-fuel mixture at the upper end sides of both rectifying plates even if it was larger than 1 °. Furthermore, when the angle at which the extension lines intersect is greater than 1 °, the lower ends of both rectifying plates are relatively large and spread in the lateral direction, making it difficult to accommodate in the burner body. Based on these findings, the angle at which the extension lines cross each other is set to 0.3 ° to 1 °, the rectifying plate is made compact, and the mixture is sufficiently accelerated.
また、本発明において、前記傾斜する一対の整流板の夫々の横方向外側には、傾斜する各整流板に平行に対向する他の整流板が設けられていることを特徴とする。他の整流板は、傾斜する整流板の横方向外側に平行に設けられているので、傾斜する整流板とその外側の他の整流板との間隔は下端側と上端側とで同じであり、通過する混合気は加速されない。これにより、傾斜する両整流板の間から噴出する混合気の速度よりも、その両側から噴出する混合気の速度が遅くなるので、炎口部における火炎が安定し、燃焼騒音の発生が低減される。 Further, in the present invention, another rectifying plate is provided on each laterally outer side of the pair of inclined rectifying plates so as to face each of the inclined rectifying plates in parallel. Since the other rectifying plate is provided in parallel to the laterally outer side of the inclined rectifying plate, the interval between the inclined rectifying plate and the other rectifying plate outside thereof is the same on the lower end side and the upper end side, The passing air-fuel mixture is not accelerated. As a result, the speed of the air-fuel mixture ejected from both sides becomes slower than the speed of the air-fuel mixture ejected from between the two rectifying plates that are inclined, so that the flame at the flame opening is stabilized and the generation of combustion noise is reduced.
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図1は、給湯用熱源機の熱源として用いる濃淡燃焼式の偏平ガスバーナを示している。図示省略するが、熱源機は、燃焼ファンにより燃焼用空気を強制的に供給する燃焼筐を備えており、この燃焼筐内に偏平ガスバーナが複数個並設される。 An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a lean combustion type flat gas burner used as a heat source of a hot water supply heat source machine. Although not shown, the heat source device includes a combustion casing that forcibly supplies combustion air by a combustion fan, and a plurality of flat gas burners are arranged in parallel in the combustion casing.
図1に示す偏平ガスバーナは、バーナ本体1と、バーナ本体1の上部に被せられたバーナキャップ2とを備えている。バーナ本体1の上端部には、上方に開口する細長形状の炎口部3が形成されている。また、バーナキャップ2により炎口部3の両脇に位置するスリット状の袖火炎口部4が形成されている。そして、理論空燃比より燃料の割合が希薄な混合気(エアリッチ混合気)を炎口部3から噴出させると共に、理論空燃比より燃料の割合が濃い混合気(ガスリッチ混合気)を袖火炎口部4から噴出させ、所謂濃淡燃焼を行うことによりNOxの発生を低減できるようにしている。
The flat gas burner shown in FIG. 1 includes a burner body 1 and a
以下、炎口部3の長尺方向を前後方向、炎口部3の短尺方向を横方向として、偏平ガスバーナの構成について説明する。バーナ本体1は、図2及び図3に示すように、横方向に対峙する一対の側板1aで構成されている。なお、両側板1aは連続する1枚の板で形成されており、この板をバーナ本体1の下縁となる折曲げ線で合掌状態に折り曲げることによりバーナ本体1が形成される。そして、各側板1aのプレス加工により、バーナ本体1には、上端部の炎口部3と、下部の混合管部5と、混合管部5に連なり、混合管部5の上側で前後方向に延在する分布管部6と、分布管部6と炎口部3との間の横幅を狭めた絞り部7とが形成されている。
Hereinafter, the configuration of the flat gas burner will be described with the longitudinal direction of the flame port 3 as the front-rear direction and the short direction of the flame port 3 as the horizontal direction. As shown in FIGS. 2 and 3, the burner body 1 is composed of a pair of side plates 1a facing each other in the lateral direction. The both side plates 1a are formed of a single continuous plate, and the burner body 1 is formed by bending the plates into a palm-joined state along a fold line that becomes the lower edge of the burner body 1. Then, by pressing each side plate 1 a, the burner body 1 is connected to the upper end flame port portion 3, the lower
混合管部5は、バーナ本体1の下部後縁に位置する開口端5aから前方に延びており、その前端部が上方に屈曲して分布管部6に連通している。また、バーナ本体1の後部には、混合管部5と分布管部6との間に位置させて、袖火用の混合管部8が形成されている。この混合管部8は、バーナ本体1の後縁に位置する開口端8aから前方に少し延びて終端しており、その前部の側面に通気孔8bが複数形成されている。両混合管部5,8には、その開口端5a,8aに臨ませた各別のガスノズル(図示せず)から燃料ガスが供給される。同時に、燃焼ファンからの空気(一次空気)が供給されることにより、各混合管部5,8で燃料ガスと一次空気とが混合されて混合気が生成される。
The
混合管部5の開口端5aは比較的大きく形成されている。そのため、混合管部5では一次空気の流入量が多くなってエアリッチ混合気が生成される。一方、袖火用混合管部8の開口端8aは比較的小さく形成されている。そのため、この混合管部8では一次空気の流入量が少なくなってガスリッチ混合気が生成される。
The opening end 5a of the
図1及び図3に示すように、バーナキャップ2は、バーナ本体1の一対の側板1aの外側に被せられる一対の側板2aと、両側板2aをその上縁で連結する複数のブリッジ部2bとで構成されている。そして、バーナ本体1の側板1aとバーナキャップ2の側板2aとの間には、上端部の袖火炎口部4と、袖火用混合管部8から通気孔8bを介してバーナ本体1の外側に流出する混合気を袖火炎口部4に導く通路とが形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 3, the
なお、バーナキャップ2の側板2aには、バーナ本体1の分布管部6の前後方向中間部分の外側面に当接して、通気孔8aからの混合気の流れを前後方向に振り分ける凹部2cと、バーナ本体1の炎口部3の外側面に当接して、袖火炎口部4を前後複数の区域に仕切る上下方向に長手の複数の凹部2dとが形成されている。
The
バーナ本体1の炎口部3内には整流部材9が装着されている。整流部材9は、図3に示すように、横方向に並設した4枚の整流板10,11,12,13を有しており、各整流板10,11,12,13間に横幅の狭い炎口流路14,15,16が画成される。これらの整流板10,11,12,13は、図2に示すように、その上部の前後複数箇所の当接部17において当接重合されており、炎口流路14,15,16が前後複数の区域に仕切られる。なお、図1に示すように、バーナキャップ2のブリッジ部2bは当接部17の真上に位置する。また、図2及び図3に示すように、バーナ本体1の炎口部3には、その上下方向中間部に位置させて、整流部材9を横方向両側から挟み込む狭窄部3aが形成されている。これにより、狭窄部3aの上側の側板1aの部分と整流部材9の最外側の整流板10,13(他の整流板)との間に混合気が流れない盲空隙3bが画成される。
A rectifying member 9 is mounted in the flame opening 3 of the burner body 1. As shown in FIG. 3, the rectifying member 9 has four rectifying
バーナ本体1の混合管部5において生成された混合気は、分布管部6と絞り部7とを介して炎口部3に流れ、4枚の整流板10,11,12,13間の3つの炎口流路14,15,16を経て炎口部3の上方に噴出し、燃焼する。絞り部7の横幅は、前方部分から後方に向けて次第に広がっており、炎口部3に流入する混合気の前後方向の流量分布が均等化される。また、絞り部7は、その横幅の中心がバーナ本体1の横幅の中心に一致するように形成されている。
The air-fuel mixture generated in the mixing
図3に示すように、整流部材9の4枚の整流板10,11,12,13のうち炎口部3の横幅中央に位置して隣り合う整流板11,12は、絞り部7の横幅中心を通って上方に延びる中心線xを介して対向し、絞り部7の真上に位置して中央炎口流路15を形成する。中央位置の両整流板11,12は、上端に向かって次第に接近する方向に直線的に傾斜して設けられている。最外側(中央位置の整流板11,12の両外側)に位置する他の整流板10,13は、中央位置の整流板11,12に沿って平行に傾斜して設けられ、夫々が中央炎口流路15の両外側に沿った外側炎口流路14,16を形成する。
As shown in FIG. 3, among the four rectifying
更に詳しく説明すれば、図3に示すように、中央位置の両整流板11,12は互いに中心線xを介して対称とされ、両整流板11,12の傾斜は、その上端から傾斜方向に沿って上方に延びる延長線r同士が交わる角度θが0.3°〜1°となるように設定されている。なお、図3においては、説明の便宜上、両整流板11,12の傾斜を誇張して示している。従って、図示された角度θは1°を越えているが、実際には0.3°〜1°の範囲内に収められているものとする。これにより、中央位置の両整流板11,12の上端(中央炎口流路15の下流端)の間隔寸法は、下端(中央炎口流路15の上流端)の間隔寸法より狭くなっている。また、最外側の両整流板10,13は、各々に隣り合う中央位置の両整流板11,12に平行であることにより、上端(外側炎口流路14,16の下流端)と下端(外側炎口流路14,16の上流端)とで同一の間隔寸法とされている。
More specifically, as shown in FIG. 3, both the rectifying
整流板10,11,12,13は、互いに連設された状態で整流部材9を構成している。即ち、図4(a)に示すように、金属板材から打抜き形成された状態では、中央位置の両整流板11,12同士が前後一対の連結部18を介して互いに連設され、各整流板11,12の外側には複数の連結部19を介して整流板10,13が夫々連設されている。中央位置の両整流板11,12の上端側には、当接部17となる隆起部20が形成されており、両整流板11,12の上下方向中途部には、図5に示すように、互いに当接して両整流板11,12間に傾斜をつける突出部21が対向方向に突出形成されている。また、外側の整流板10,13の上端側には、各整流板11,12に当接して前記当接部17となる隆起部22が形成され、その下端側には、各整流板11,12に当接して各整流板10,13を隣接している夫々の整流板11,12に対して平行とする隆起部23が形成されている。整流部材9を形成するときには、図4(b)に示すように、中央位置の両整流板11,12の間の連結部18を山折りに折り曲げ、外側の整流板10,13をその連結部19を介して谷折りに折り曲げる。これにより、図4(c)に示すように、組み付け状態に形成された整流部材9が形成される。このとき、図5に示すように、中央位置の両整流板11,12は、突出部21同士の当接によって互いに傾斜して対向する。なお、突出部21の突出量を、前述の傾斜角度θが得られるように予め設定しておくことで、中央位置の両整流板11,12の傾斜状態を極めて容易に形成することができる。また、各整流板11,12の外側の整流板10,13は、当接部17となる隆起部22とその下方の隆起部23とによって各整流板11,12に対して平行に対向する。そして、図4(c)に示す組み付け状態となった整流部材9が、図2に示すように、炎口部3内に装着される。
The rectifying
以上のように各整流板10,11,12,13を配設すると、絞り部7からの混合気は、中央炎口流路15と外側炎口流路14,16を円滑に流れて各整流板10,11,12,13により整流された状態となる。このとき、中央炎口流路15を流動する混合気は、中央位置の両整流板11,12が傾斜して中央炎口流路15の間隔が下流側に向かって次第に狭くなることによって加速する。一方、両外側炎口流路14,16を流動する混合気は、上流側と下流側とで間隔が変わらないので加速されない。これによって、中央炎口流路15の上端から噴出される混合気の流速は、外側炎口流路14,16の上端から噴出される混合気の流速よりも早くなる。その結果、炎口部3において形成される火炎は、炎口部3の横方向中央部がその両側よりも大きくなり、振動燃焼しにくい安定した火炎が形成される。
When the
以上、整流部材9を構成する整流板10,11,12,13の枚数を4枚とした実施形態について説明したが、それ以外には、図示しないが、整流板を5枚以上にしても良い。なお、整流板を奇数枚とする場合には、絞り部7の中心線xに沿って1枚の整流板を位置させ、その両側に対向する一対の整流板同士をその下端から上端にかけて次第に接近する方向に直線的に傾斜させて配設すればよい。
Although the embodiment in which the number of the rectifying
また、上記実施形態の偏平バーナはバーナキャップ2を備える濃淡燃焼式バーナであるが、バーナキャップ2を省略した濃淡燃焼式でない偏平ガスバーナにも同様に本発明を適用できる。
Moreover, although the flat burner of the said embodiment is a concentration combustion type burner provided with the
1…バーナ本体、1a…側板、3…炎口部、5…混合管部、6…分布管部、7…絞り部、9…整流部材、10,11,12,13…整流板、11,12…傾斜する一対の整流板、10,13…外側の整流板(他の整流板)、x…中心線、θ…角度。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Burner main body, 1a ... Side plate, 3 ... Flame port part, 5 ... Mixing pipe part, 6 ... Distribution pipe part, 7 ... Restriction part, 9 ...
Claims (5)
前記炎口部の横幅中央に位置して横方向に隣り合う一対の整流板は、その下端から上端にかけて次第に接近する方向に直線的に傾斜して設けられていることを特徴とする偏平ガスバーナ。 The upper end has an elongated flame opening that opens upward, and consists of a pair of side plates facing each other in the lateral direction, with the longitudinal direction of the flame opening being the front-rear direction and the short direction of the flame opening being the lateral direction. The burner body is connected to the lower mixing tube, the distribution tube that extends in the front-rear direction on the upper side of the mixing tube, and the width between the distribution tube and the flame opening is reduced. In the flat gas burner in which a throttle part is formed, and a rectifying member having a plurality of rectifying plates arranged in parallel in the lateral direction is mounted in the flame opening part,
A flat gas burner characterized in that a pair of rectifying plates adjacent to each other in the lateral direction located in the lateral width center of the flame opening portion are linearly inclined in a direction gradually approaching from the lower end to the upper end.
前記傾斜する一対の整流板は、前記絞り部の横幅中心を通って上方に延びる中心線を介して横方向に対向することを特徴とする請求項1記載の偏平ガスバーナ。 The throttle part is formed such that the center of the width of the throttle part coincides with the center of the width of the burner body,
2. The flat gas burner according to claim 1, wherein the pair of rectifying plates that are inclined face each other in a lateral direction through a center line that extends upward through the lateral width center of the throttle portion.
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