JPH0549888B2 - - Google Patents
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- JPH0549888B2 JPH0549888B2 JP63260701A JP26070188A JPH0549888B2 JP H0549888 B2 JPH0549888 B2 JP H0549888B2 JP 63260701 A JP63260701 A JP 63260701A JP 26070188 A JP26070188 A JP 26070188A JP H0549888 B2 JPH0549888 B2 JP H0549888B2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/02—Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
- F23D14/72—Safety devices, e.g. operative in case of failure of gas supply
- F23D14/74—Preventing flame lift-off
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- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/20—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone
-
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- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/34—Burners specially adapted for use with means for pressurising the gaseous fuel or the combustion air
-
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- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
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- F23C2201/20—Burner staging
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Pre-Mixing And Non-Premixing Gas Burner (AREA)
- Incineration Of Waste (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はダクト内を高速で流れる空気や他の燃
焼補助ガスを加熱するため該ダクトに配置すべく
考案したバーナーに関し、本質的には、下流方向
に向けて燃料ガスの噴射を起こし得る孔、あるい
は噴射器と嵌合した該孔を設けた燃料ガス送出管
と該管に固着され、多岐管の下流で炎が発生でき
る保護領域を造るために、燃焼補助ガスの流れを
逸らす役割りを行う偏向装置とを含む該バーナー
に関する。
焼補助ガスを加熱するため該ダクトに配置すべく
考案したバーナーに関し、本質的には、下流方向
に向けて燃料ガスの噴射を起こし得る孔、あるい
は噴射器と嵌合した該孔を設けた燃料ガス送出管
と該管に固着され、多岐管の下流で炎が発生でき
る保護領域を造るために、燃焼補助ガスの流れを
逸らす役割りを行う偏向装置とを含む該バーナー
に関する。
この種バーナーの炎を安定させるため、燃焼領
域の上流で、燃料の１部とダクトを流れる空気ま
たは燃焼補助混合ガスとを予め混合することが従
来提案されている。例えば米国特許第3649211号
及び同第3494712号は、この種のバーナーを開示
する。従来の解決法ではすべて、予め混合するの
に使用する空気または燃焼補助混合ガスは偏向装
置に設けた開口部か、該偏向装置と管の間に設け
た通路を介して導入され、その流量は本質的にそ
れら開口部や通路の断面と、空気または燃焼補助
混合ガスのダクト内での速度とに係わる。その結
果、要望に応じて燃料ガスの流量を変更したり、
あるいは加熱されるガスの流速が変化する場合、
混合体の空気係数が変わつて炎の安定性を低下さ
せる虞れがある。
域の上流で、燃料の１部とダクトを流れる空気ま
たは燃焼補助混合ガスとを予め混合することが従
来提案されている。例えば米国特許第3649211号
及び同第3494712号は、この種のバーナーを開示
する。従来の解決法ではすべて、予め混合するの
に使用する空気または燃焼補助混合ガスは偏向装
置に設けた開口部か、該偏向装置と管の間に設け
た通路を介して導入され、その流量は本質的にそ
れら開口部や通路の断面と、空気または燃焼補助
混合ガスのダクト内での速度とに係わる。その結
果、要望に応じて燃料ガスの流量を変更したり、
あるいは加熱されるガスの流速が変化する場合、
混合体の空気係数が変わつて炎の安定性を低下さ
せる虞れがある。
本発明の目的は、燃料流量及び／または加熱さ
れるガスの速度の変化に関係なく、空気−燃料混
合体の事実上一定した空気係数を提供することに
よつて、前述の欠点を排除することである。
れるガスの速度の変化に関係なく、空気−燃料混
合体の事実上一定した空気係数を提供することに
よつて、前述の欠点を排除することである。
上記の目的を達成するために本発明は、
燃焼補助ガスの流れと交叉して配置され、燃料
補助ガスの流れの下流に向けて燃焼ガスの噴射流
を生成する噴射器となる複数の孔が穿設された燃
料ガスを供給する管と、 該管の下流に設けられ、偏向装置を形成する二
つの未広の翼を有し、燃料補助ガスの流れを上流
の領域から遮蔽して下流の領域を画定する炎安定
装置と、 複数の孔が穿設された前方壁によつて、前記管
の前方に画定される空間と、 該空間と前記上流の領域とを連通するために前
記管と前記炎安定装置の翼の後端部との間に設け
られた開口部と、 からなる、高速で流れる燃料補助ガス流を加熱す
るバーナーにおいて、 前記前方壁に穿設された複数の孔が先細−未広
のノズルであり、前記管の孔又は噴射器と同軸に
配置され、孔又は噴射器からのガスの噴射流が前
記ノズルの入口で負圧を作り、 前記開口部が前記管又は前記管を取り巻く空気
供給導管によつて前記燃焼補助ガスの流れから遮
蔽され、該開口部を通してノズルが吸引するガス
の流量が燃焼補助ガスの動圧の影響を受けないよ
うに配置されている構成を特徴としている。
補助ガスの流れの下流に向けて燃焼ガスの噴射流
を生成する噴射器となる複数の孔が穿設された燃
料ガスを供給する管と、 該管の下流に設けられ、偏向装置を形成する二
つの未広の翼を有し、燃料補助ガスの流れを上流
の領域から遮蔽して下流の領域を画定する炎安定
装置と、 複数の孔が穿設された前方壁によつて、前記管
の前方に画定される空間と、 該空間と前記上流の領域とを連通するために前
記管と前記炎安定装置の翼の後端部との間に設け
られた開口部と、 からなる、高速で流れる燃料補助ガス流を加熱す
るバーナーにおいて、 前記前方壁に穿設された複数の孔が先細−未広
のノズルであり、前記管の孔又は噴射器と同軸に
配置され、孔又は噴射器からのガスの噴射流が前
記ノズルの入口で負圧を作り、 前記開口部が前記管又は前記管を取り巻く空気
供給導管によつて前記燃焼補助ガスの流れから遮
蔽され、該開口部を通してノズルが吸引するガス
の流量が燃焼補助ガスの動圧の影響を受けないよ
うに配置されている構成を特徴としている。
前記前方壁と管の間の室が燃焼補助ガス流と平
行な二つの壁要素で閉じられ、前記開口部が該壁
要素に設けられている構成としたり、前記管が空
気供給導管の内部に納められ、該空気供給導管の
壁の一部が、燃焼補助ガスの流れとほぼ平行な前
記壁部材と前記前方壁とを形成し、前記通路が該
壁部材に形成されている構成としてもよい。
行な二つの壁要素で閉じられ、前記開口部が該壁
要素に設けられている構成としたり、前記管が空
気供給導管の内部に納められ、該空気供給導管の
壁の一部が、燃焼補助ガスの流れとほぼ平行な前
記壁部材と前記前方壁とを形成し、前記通路が該
壁部材に形成されている構成としてもよい。
また、前記前方壁が、下流方向に収束して二面
体を形成する二つの壁要素からなり、その端縁が
ノズルの中心線を含む平面上に位置する構成とし
てもよい。偏向装置を該壁要素に連結でき、該装
置を壁要素とノズルに連結するため、補助リブが
設置可能である。
体を形成する二つの壁要素からなり、その端縁が
ノズルの中心線を含む平面上に位置する構成とし
てもよい。偏向装置を該壁要素に連結でき、該装
置を壁要素とノズルに連結するため、補助リブが
設置可能である。
管に噴射器を装備することも有効で、この場合
該噴射器の位置は各ノズルののどから各噴射器の
距離を変えられるように調整可能である。
該噴射器の位置は各ノズルののどから各噴射器の
距離を変えられるように調整可能である。
加熱されるガスの酸素含有量が十分でない場
合、燃焼に必要な空気の若干は、該管を囲み、そ
の１部が炎安定装置を形成する導管から送出可能
である。
合、燃焼に必要な空気の若干は、該管を囲み、そ
の１部が炎安定装置を形成する導管から送出可能
である。
加熱されたガスの窒素酸化物含有量が特に低い
値で持続する場合、本発明の別の特徴によれば、
管の孔か噴射器から燃料ガスの１部だけを噴出
し、残りの部分を上流のバーナーの炎に噴出する
ことができる。このために該管に連結され、バー
ナーの各側、または片側でバーナーの前端に延び
る分岐管の利用が可能である。代わりに、このガ
ス燃料補助噴出は、孔を設けるか噴射器を固着す
るかしてバーナーの各側または片側にそれぞれ配
置し、主要ガス送出管に連結した１ないし２の管
を使用することで実施可能である。
値で持続する場合、本発明の別の特徴によれば、
管の孔か噴射器から燃料ガスの１部だけを噴出
し、残りの部分を上流のバーナーの炎に噴出する
ことができる。このために該管に連結され、バー
ナーの各側、または片側でバーナーの前端に延び
る分岐管の利用が可能である。代わりに、このガ
ス燃料補助噴出は、孔を設けるか噴射器を固着す
るかしてバーナーの各側または片側にそれぞれ配
置し、主要ガス送出管に連結した１ないし２の管
を使用することで実施可能である。
鋳鋼構造の場合、炎安定装置はモデユール構造
であることが有効であろう。
であることが有効であろう。
添付図面を参照して、本発明の非限定的実施例
の数列を以下に説明する。
の数列を以下に説明する。
第１図、第２図のバーナーはダクトの内側で横
方向に配置された管１０を含み、ダクトの断面は
該管の断面より実質的に大きく、ダクトの中を、
空気または酸素を含む気体が矢印Ａ方向に流れ、
更に該バーナーは管の前端部において管に固着さ
れた炎安定装置を含む。
方向に配置された管１０を含み、ダクトの断面は
該管の断面より実質的に大きく、ダクトの中を、
空気または酸素を含む気体が矢印Ａ方向に流れ、
更に該バーナーは管の前端部において管に固着さ
れた炎安定装置を含む。
管１０は加圧ガス燃料源と結ばれ、基準調整孔
１４を設け、それを通してガス燃料噴出が加熱さ
れるガスの流れ方向（矢印Ａ）に対して平行に下
流へ送られる。
１４を設け、それを通してガス燃料噴出が加熱さ
れるガスの流れ方向（矢印Ａ）に対して平行に下
流へ送られる。
安定装置１２は偏向装置を形成する２つの分岐
する翼１６を装着され、該偏向装置は加熱される
ガス流の流れの方向に対して平行な壁要素１８に
よつて管１０に連結される。翼１６は補強のため
後端部で折曲される。管１０の前方空間は先細に
集中する２つの壁要素が構成する前壁によつて閉
ざされ、これら壁要素は管と共に室２２を画定す
る。
する翼１６を装着され、該偏向装置は加熱される
ガス流の流れの方向に対して平行な壁要素１８に
よつて管１０に連結される。翼１６は補強のため
後端部で折曲される。管１０の前方空間は先細に
集中する２つの壁要素が構成する前壁によつて閉
ざされ、これら壁要素は管と共に室２２を画定す
る。
この室２２は管の中心線に垂直な壁によつて、
バーナーの両端部で閉ざされ、これらの壁に平行
する仕切りで分離され得る。壁要素１８に形成し
た開口部２４は室２２と、加熱されるガスが流れ
るダクトの内側の空間とを結ぶ。先細−未広のノ
ズル２６は、管１０の孔１４と同軸に、壁要素２
０に取り付けられ、ノズルの中心線が加熱される
空気の流れ方向に平行な面を画定する。該組立体
はリブ２８、同３０によつて補強可能である。
バーナーの両端部で閉ざされ、これらの壁に平行
する仕切りで分離され得る。壁要素１８に形成し
た開口部２４は室２２と、加熱されるガスが流れ
るダクトの内側の空間とを結ぶ。先細−未広のノ
ズル２６は、管１０の孔１４と同軸に、壁要素２
０に取り付けられ、ノズルの中心線が加熱される
空気の流れ方向に平行な面を画定する。該組立体
はリブ２８、同３０によつて補強可能である。
多様な安定装置構成要素を溶接によつて組立て
ることができる。溶接などを用いて管１０に並列
して固着した複数の同一のモデユール要素によつ
ても、安定装置は形成可能であり、各モデユール
要素は単一の鋳造パーツである。
ることができる。溶接などを用いて管１０に並列
して固着した複数の同一のモデユール要素によつ
ても、安定装置は形成可能であり、各モデユール
要素は単一の鋳造パーツである。
ノズル２６において、孔１４から発射する燃料
ガス噴射のエネルギーは、開口部２４から一定流
量率の空気または燃焼補助ガスを導入し、ノズル
２６の取出口で燃焼する可燃混合体を準備するの
に利用される。この構造故に、ノズル上流で空気
または燃焼補助ガスをガス燃料と予め混合する必
要がなくなり、該領域での燃焼事故、従つて室２
２の壁の過熱や煤の付着が防げる。
ガス噴射のエネルギーは、開口部２４から一定流
量率の空気または燃焼補助ガスを導入し、ノズル
２６の取出口で燃焼する可燃混合体を準備するの
に利用される。この構造故に、ノズル上流で空気
または燃焼補助ガスをガス燃料と予め混合する必
要がなくなり、該領域での燃焼事故、従つて室２
２の壁の過熱や煤の付着が防げる。
完全燃焼に必要な燃焼補助ガスの量に対する導
入燃焼補助ガス量の比率、若しくはそれが空気で
ある場合要求される空気係数は、孔１４の直径、
ノズルのどの直径、及び該孔とノズルのど間の距
離によるが、燃焼補助ガスの流量が変わる際、比
率はわずかしか変化しない。この比率は最適値に
おける構造により決定可能である。代わりに、炎
の直径及び／または長さを変更するなどの目的
で、空気係数の調整を可能にするためノズルのど
からの距離が調整できる噴射器を管１０に装備す
ることも可能である。空気または燃焼補助ガスの
流れ方向Ａに対して平行な面、またはわずかに傾
斜した面に開口部２４を配置することにより、空
気の動圧は空気係数にあまり影響を与えず、バー
ナーの作動は空気流または燃焼補助ガス流の速度
変化によつて阻害されない。他の手段、即ち開口
部２４の上流に配置した偏向装置は、ノズルから
導入されるガスの流量に対する加熱されるガスの
動圧の影響を除去するため使用可能であろう。
入燃焼補助ガス量の比率、若しくはそれが空気で
ある場合要求される空気係数は、孔１４の直径、
ノズルのどの直径、及び該孔とノズルのど間の距
離によるが、燃焼補助ガスの流量が変わる際、比
率はわずかしか変化しない。この比率は最適値に
おける構造により決定可能である。代わりに、炎
の直径及び／または長さを変更するなどの目的
で、空気係数の調整を可能にするためノズルのど
からの距離が調整できる噴射器を管１０に装備す
ることも可能である。空気または燃焼補助ガスの
流れ方向Ａに対して平行な面、またはわずかに傾
斜した面に開口部２４を配置することにより、空
気の動圧は空気係数にあまり影響を与えず、バー
ナーの作動は空気流または燃焼補助ガス流の速度
変化によつて阻害されない。他の手段、即ち開口
部２４の上流に配置した偏向装置は、ノズルから
導入されるガスの流量に対する加熱されるガスの
動圧の影響を除去するため使用可能であろう。
第３図は本発明によるバーナーの実施例の１形
態の横断面図を示し、該バーナーは加熱されるガ
スの酸素含有量が比較的少ないときに使用でき
る。燃焼に必要な空気の１部は、安定装置１２′
の壁要素１８′，２０′と半円筒形の胴部４２とに
よつて部分的に形成された導管４０を通して送ら
れる。
態の横断面図を示し、該バーナーは加熱されるガ
スの酸素含有量が比較的少ないときに使用でき
る。燃焼に必要な空気の１部は、安定装置１２′
の壁要素１８′，２０′と半円筒形の胴部４２とに
よつて部分的に形成された導管４０を通して送ら
れる。
ガス送出管１０′を導管４０の内側に配置し、
該管１０′に噴射器４４を取り付ける。
該管１０′に噴射器４４を取り付ける。
噴射器４４が発射する燃料ガス噴射によつてノ
ズル２６′に発生する負圧のため、加熱されるガ
スの１部も導管４０によつて送りこまれる空気と
同様に、開口部２４′から導入される。
ズル２６′に発生する負圧のため、加熱されるガ
スの１部も導管４０によつて送りこまれる空気と
同様に、開口部２４′から導入される。
第４図は第１図のバーナーの改変例を示し、こ
れは加熱されたガスの窒素酸化物含有量を低値に
維持できるようにする。この目的に沿つて、送出
管１０″に送る燃料ガス総流量の１部分のみが孔
１４″から噴出され、他の部分はバーナーの全長
にわたつて隔置した折曲管５０を用いて、バーナ
ーの前端で噴出される。噴射器の取り付けが可能
なこれらの管の先端は、安定装置１２″の翼の前
縁部と大体同一平面に、またこの翼の外側にあ
る。
れは加熱されたガスの窒素酸化物含有量を低値に
維持できるようにする。この目的に沿つて、送出
管１０″に送る燃料ガス総流量の１部分のみが孔
１４″から噴出され、他の部分はバーナーの全長
にわたつて隔置した折曲管５０を用いて、バーナ
ーの前端で噴出される。噴射器の取り付けが可能
なこれらの管の先端は、安定装置１２″の翼の前
縁部と大体同一平面に、またこの翼の外側にあ
る。
図示の例では、唯一列の管がバーナーの片側に
設けられるが、バーナーのどちら側にも配置でき
る。代わりに、バーナー前端における燃料ガスの
１部の噴出は、安定装置の外側で、該装置の１方
の翼または両翼の縁部付近で、管１０″に平行に
配置し該管１０″に連結し、孔を設けるか、噴射
器を取り付けた１ないし２の管を利用することに
より、実施可能であろう。
設けられるが、バーナーのどちら側にも配置でき
る。代わりに、バーナー前端における燃料ガスの
１部の噴出は、安定装置の外側で、該装置の１方
の翼または両翼の縁部付近で、管１０″に平行に
配置し該管１０″に連結し、孔を設けるか、噴射
器を取り付けた１ないし２の管を利用することに
より、実施可能であろう。
主として燃料ガス送出管及び炎安定装置の形状
と寸法とそれらの相対的配置に関する限り、上記
の実施方法には多数の変更が可能である。なお、
これらの改変及び技術的同等手段の代替から生ず
る結果すべてが、本発明の範囲に包含されること
は明白である。
と寸法とそれらの相対的配置に関する限り、上記
の実施方法には多数の変更が可能である。なお、
これらの改変及び技術的同等手段の代替から生ず
る結果すべてが、本発明の範囲に包含されること
は明白である。
第１図は本発明によるバーナーの横断面図、第
２図は第１図のＦ方向に見たバーナーの断片図、
第３図は本発明の別の実施例の横断面図、第４図
は第１図に示したバーナーの改変例の横断面図で
ある。 １０，１０″……管、１２，１２″……安定装
置、１４，１４″……孔、１６……翼、１８，１
８″，２０，２０″……壁要素、２２……室、２
４，２４″……開口部、２６……ノズル、２８，
３０……補強リブ、４０……導管、４２……胴
部、４４……噴射器、５０……折曲管。
２図は第１図のＦ方向に見たバーナーの断片図、
第３図は本発明の別の実施例の横断面図、第４図
は第１図に示したバーナーの改変例の横断面図で
ある。 １０，１０″……管、１２，１２″……安定装
置、１４，１４″……孔、１６……翼、１８，１
８″，２０，２０″……壁要素、２２……室、２
４，２４″……開口部、２６……ノズル、２８，
３０……補強リブ、４０……導管、４２……胴
部、４４……噴射器、５０……折曲管。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 燃焼補助ガスの流れと交叉して配置され、燃
料補助ガスの流れの下流に向けて燃焼ガスの噴射
流を生成する噴射器となる複数の孔が穿設された
燃料ガスを供給する管と、 該管の下流に設けられ、偏向装置を形成する二
つの未広の翼を有し、燃料補助ガスの流れを上流
の領域から遮蔽して下流の領域を画定する炎安定
装置と、 複数の孔が穿設された前方壁によつて、前記管
の前方に画定される空間と、 該空間と前記上流の領域とを連通するために前
記管と前記炎安定装置の翼の後端部との間に設け
られた開口部と、 からなる、高速で流れる燃料補助ガス流を加熱す
るバーナーにおいて、 前記前方壁２０，２０′に穿設された複数の孔
が先細−未広のノズル２６，２６′，２６″であ
り、前記管１０，１０′，１０″の孔１４，１４″
又は噴射器４４と同軸に配置され、孔又は噴射器
からのガスの噴射流が前記ノズルの入口で負圧を
作り、 前記開口部２４，２４′，２４″が前記管１０，
１０″又は前記管１０′を取り巻く空気供給導管４
０によつて前記燃焼補助ガスの流れから遮蔽さ
れ、該開口部を通してノズルが吸引するガスの流
量が燃焼補助ガスの動圧の影響を受けないように
配置されていることを特徴とするバーナー。 ２ 前記前方壁２０と管１０の間の室２２が燃焼
補助ガス流と平行な二つの壁要素１８で閉じら
れ、前記加工部２４が回壁要素に設けられている
ことを特徴とする請求項１記載のバーナー。 ３ 前記管１０′が空気供給導管４０の内部に納
められ、該空気供給導管の壁の一部が、燃焼補助
ガスの流れとほぼ平行な前記壁部材１８′と前記
前方壁２０′とを形成し、前記開口部２４′が該壁
部材に形成されていることを特徴とする請求項１
記載のバーナー。 ４ 送出管１０″に供給する燃料ガス総流量の１
部分を引き出すための手段５０を有し、該部分を
バーナーの炎に噴射することを特徴とする請求項
１から３のいずれかに記載のバーナー。 ５ 前記バーナーの炎に噴射する手段が、前記管
１０″に連結された分岐管５０からなり、該分岐
管の先端が炎安定装置１２″の翼のほぼ縁部平面
上で、かつその外側に配置されることを特徴とす
る請求項４記載のバーナー。 ６ 前記前方壁が、下流方向に収束して二面体を
形成する二つの壁要素２０，２０′からなり、そ
の端縁がノズルの中心線を含む平面上に位置する
ことを特徴とする請求項２又は３記載のバーナ
ー。 ７ 炎安定装置１２，１２′の翼１６，１６′が、
前記壁要素１８，１８′と一体であることを特徴
とする請求項２、３又は６のいずれかに記載のバ
ーナー。 ８ 炎安定装置１２，１２′が、前記管１０，１
０′上に並列状に固着された若干数のモジユール
要素で構成され、各モジユール要素が１ないし数
個のノズルを含むことを特徴とする請求項１から
７のいずれかに記載のバーナー。
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