JPH09170723A - Burner - Google Patents
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- JPH09170723A JPH09170723A JP32881296A JP32881296A JPH09170723A JP H09170723 A JPH09170723 A JP H09170723A JP 32881296 A JP32881296 A JP 32881296A JP 32881296 A JP32881296 A JP 32881296A JP H09170723 A JPH09170723 A JP H09170723A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、家庭用や小型業務
用等の小型の燃焼装置に使用されるバーナに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a burner used in a small-sized combustion device for home use, small-sized business use, or the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】各種燃焼装置のバーナの燃焼ガスに含ま
れる窒素酸化物（ＮＯX ）は、それ自体に毒性があって
有害であり、外気に放出された場合には酸性雨や光化学
スモッグの原因とされている。燃焼装置に使用するバー
ナには、このＮＯX の発生量を低減するための種々の対
策が施されている。2. Description of the Related Art Nitrogen oxides (NO x ) contained in the combustion gas of burners of various combustion devices are toxic and harmful in themselves, and when released into the atmosphere, acid rain and photochemical smog are generated. It is supposed to be the cause. The burner used in a combustion device, various measures to reduce the generation amount of NO X is applied.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】従来、ＮＯX の低減対
策は、法的な規制から主として産業用等の大型燃焼装置
に対して行われており、家庭用や小型業務用等の燃焼装
置では、その対策が騒音を発生させる等の問題があり、
十分な対策が施されていない。Conventionally, measures for reducing NO X have been mainly applied to large-scale combustors for industrial use due to legal regulations. , There is a problem that the measures generate noise,
Not enough measures have been taken.
【０００４】大型の燃焼装置では、燃焼用ファンの静圧
を大きくとれるため、燃焼用ガスや空気の流れの制御が
容易であり、バーナのレイアウトに自由度が高く、騒音
対策も容易であり、しかも、騒音に対する対策条件が緩
やかであり、また燃焼室が大きくとれるため、いわゆる
緩慢燃焼によるＮＯX 低減対策を施しても完全燃焼させ
易いという利点がある。これに対し、小型の燃焼装置
は、大型の燃焼装置と比較してＮＯX 低減対策が難し
い。In a large-sized combustion apparatus, since the static pressure of the combustion fan can be made large, it is easy to control the flow of combustion gas and air, the burner layout has a high degree of freedom, and noise countermeasures are easy. Moreover, since the conditions for countermeasures against noise are lenient and the combustion chamber can be large, there is an advantage that even if a NO X reduction countermeasure by so-called slow combustion is taken, complete combustion is easy. In contrast, small combustion device, it is difficult NO X reduction measures as compared to large combustion apparatus.
【０００５】そこで、本発明は、濃淡ガスの複合的な燃
焼によって窒素酸化物の発生を抑制したバーナを提供す
ることを目的とする。Therefore, an object of the present invention is to provide a burner in which the generation of nitrogen oxides is suppressed by the combined combustion of rich and dark gases.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明のバーナは、図１
〜図５に例示するように、隣接した炎孔（微小炎孔２及
び炎孔６）から燃料希薄な混合ガスと燃料濃厚な混合ガ
スを個別に吹き出させて複合燃焼させることにより、燃
焼の安定化とともに窒素酸化物の低減を図ったものであ
る。The burner of the present invention is shown in FIG.
As illustrated in FIG. 5, stable combustion is achieved by individually blowing out the fuel-lean mixed gas and the fuel-rich mixed gas from the adjacent flame holes (the minute flame holes 2 and the flame holes 6) to perform combined combustion. This is intended to reduce the amount of nitrogen oxides.
【０００７】即ち、本発明のバーナは、燃料ガスに対し
て過剰な空気を混合した第１の混合ガスを燃焼させる複
数の第１の炎孔（微小炎孔２）と、この第１の炎孔に隣
接して形成されて前記第１の混合ガスとは異なる空気比
で燃料ガスと空気とを混合した第２の混合ガスを燃焼さ
せる複数の第２の炎孔（６）とを備え、前記第１の炎孔
と前記第２の炎孔の燃焼量を異ならせ、前記第１及び第
２の炎孔の燃焼の何れか一方を他方の種火として作用さ
せたことを特徴とする。That is, the burner of the present invention has a plurality of first flame holes (micro-flame holes 2) for burning a first mixed gas in which an excess air is mixed with a fuel gas, and the first flame. A plurality of second flame holes (6) formed adjacent to the holes for burning a second mixed gas in which the fuel gas and the air are mixed at an air ratio different from that of the first mixed gas; It is characterized in that the combustion amounts of the first flame hole and the second flame hole are made different, and either one of the combustion of the first flame hole and the combustion of the second flame hole acts as the other pilot flame.
【０００８】このような構成とすれば、第１の炎孔には
燃料ガスに対して過剰な空気と燃料希薄な混合ガスとが
供給されて燃焼する。この燃焼は細分化された燃焼であ
ると共に過剰空気の燃焼であるため、過剰空気の冷却作
用により火炎の温度が低温に維持されてＮＯX の発生が
低減される。一方、第２の炎孔に供給された燃料濃厚な
混合ガスは、第１の炎孔を経て噴出して燃焼する。この
燃焼は酸素分圧が低い状態で行われるので、やはりＮＯ
X の発生が抑制されると共に、安定した火炎が形成され
る。With this structure, excess air and fuel-lean mixed gas are supplied to the first flame holes and burned. The combustion because combustion of the excess air together with a combustion subdivided, generating the temperature of the flame is maintained at a low temperature NO X is reduced by the cooling effect of the excess air. On the other hand, the fuel-rich mixed gas supplied to the second flame holes is ejected through the first flame holes and burned. Since this combustion is performed in a state where the oxygen partial pressure is low, it is NO
Generation of X is suppressed and a stable flame is formed.
【０００９】ところで、燃料希薄な混合ガスによる過剰
空気の燃焼は、単独では火炎の安定性が悪いのである
が、これらの火炎に隣接して上述した燃料濃厚な混合ガ
スによる安定した火炎が混在しているので、これらの安
定した火炎が種火としての作用をして過剰空気の火炎を
安定化する。従って、火炎のリフトや振動燃焼を起さ
ず、騒音の発生が抑制される。また、燃料希薄な混合ガ
スは、燃料濃厚な混合ガスの火炎に対して二次空気を供
給する作用をし、この燃料濃厚な混合ガスの不完全燃焼
を防止できる。By the way, combustion of excess air by a fuel-lean mixed gas has poor flame stability by itself, but stable flames by the above-described fuel-rich mixed gas are mixed adjacent to these flames. As such, these stable flames act as a pilot flame to stabilize the excess air flame. Therefore, flame lift and oscillatory combustion are not caused, and the generation of noise is suppressed. Further, the fuel-lean mixed gas acts to supply secondary air to the flame of the fuel-rich mixed gas, and incomplete combustion of the fuel-rich mixed gas can be prevented.
【００１０】また、本発明のバーナは、図１〜図５に例
示するように、不規則な配列を成す複数の第１の炎孔
（微小炎孔２）と、この第１の炎孔に隣接して規則的に
形成された複数の第２の炎孔（６）と、この第１の炎孔
の周囲部を包囲して前記第１の炎孔側に第１の混合ガス
を導入する第１の混合ガス室（１）と、この第１の混合
ガス導入手段と共通のガス源及び空気を受けて前記第２
の炎孔側に第２の混合ガスを導入する第２の混合ガス室
（４）とを備えて、前記第１及び第２の混合ガス室の導
入部に対してガス供給部の位置を変更することにより燃
料ガスと空気との混合比率を変更したことを特徴とす
る。このような構成とすることにより、燃料ガスに対し
て空気比率を変更した混合ガスを得て、第１の炎孔に過
剰空気を含む燃料希薄な第１の混合ガス、第２の炎孔に
燃料濃厚な第２の混合ガスを形成して供給することがで
きる。Further, the burner of the present invention, as illustrated in FIGS. 1 to 5, has a plurality of first flame holes (micro-flame holes 2) forming an irregular array and the first flame holes. A plurality of second flame holes (6) that are regularly formed adjacent to each other and a peripheral portion of the first flame hole are surrounded, and a first mixed gas is introduced to the first flame hole side. The second mixed gas chamber (1) receives the gas source and air common to the first mixed gas introducing means and the second mixed gas chamber.
And a second mixed gas chamber (4) for introducing the second mixed gas to the flame hole side of the first gas mixture unit and changing the position of the gas supply unit with respect to the introduction unit of the first and second mixed gas chambers. It is characterized in that the mixing ratio of the fuel gas and the air is changed. With such a configuration, a mixed gas in which the air ratio is changed with respect to the fuel gas is obtained, and the first flame mixed fuel-lean first mixed gas containing excess air is supplied to the second flame holes. A fuel rich second gas mixture can be formed and supplied.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示した実施
形態を参照して詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings.
【００１２】図１〜図３は、本発明のバーナの一実施形
態を示している。このバーナの第１の混合ガス室１の下
流側には、無数の第１の炎孔として微小炎孔２が形成さ
れた炎孔板３が設置されている。この第１の混合ガス室
１内には、炎孔板３の上流側に第２の混合ガス室４が設
置されている。この第２の混合ガス室４には多数の噴出
管５が突設されており、それらの先端を炎孔板３に当接
させると共に、炎孔板３には夫々の噴出管５に対応する
第２の炎孔として炎孔６が形成されている。この第２の
混合ガス室４は、第１の混合ガス室１の壁との間に混合
ガス流通空間７を有する。また、第１の混合ガス室１に
隣接して混合ガス導入室８を構成しており、夫々第１の
混合ガス室１、第２の混合ガス室４に対応する第１の混
合ガス導入部９、第２の混合ガス導入部１０を構成して
いる。第１の混合ガス導入部９は、適宜の混合装置によ
って混合した燃料希薄な混合ガスを、そのまま第１の混
合ガス室１に導入する構成としており、また第２の混合
ガス導入部１０は、混合用スロート部１１を有する混合
ガス導入口１２に向かって燃料ガス噴出部１３を設けて
構成している。なお、上記の混合ガス導入部９、１０の
具体的構成は、上記の構成の他、適宜に構成することが
できる。1 to 3 show an embodiment of the burner of the present invention. On the downstream side of the first mixed gas chamber 1 of this burner, a flame hole plate 3 in which minute flame holes 2 are formed as innumerable first flame holes is installed. In the first mixed gas chamber 1, a second mixed gas chamber 4 is installed on the upstream side of the flame hole plate 3. A large number of ejection pipes 5 project from the second mixed gas chamber 4, and the tips of the ejection pipes 5 are brought into contact with the flame hole plate 3 and the flame hole plate 3 corresponds to the respective ejection pipes 5. A flame hole 6 is formed as a second flame hole. The second mixed gas chamber 4 has a mixed gas flow space 7 between itself and the wall of the first mixed gas chamber 1. Further, a mixed gas introducing chamber 8 is formed adjacent to the first mixed gas chamber 1, and a first mixed gas introducing portion corresponding to the first mixed gas chamber 1 and the second mixed gas chamber 4, respectively. 9 and the second mixed gas introducing section 10 are configured. The first mixed gas introducing unit 9 is configured to introduce the fuel-lean mixed gas mixed by an appropriate mixing device into the first mixed gas chamber 1 as it is, and the second mixed gas introducing unit 10 is A fuel gas ejection portion 13 is provided toward a mixed gas introduction port 12 having a mixing throat portion 11. The specific configurations of the mixed gas introducing units 9 and 10 can be appropriately configured in addition to the above configurations.
【００１３】以上の構成に於いて、第１の混合ガス導入
部９から第１の混合ガス室１に供給された燃料希薄な混
合ガスは、上記混合ガス流通空間７を通り、また多数の
噴出管５間の間隙を通って炎孔板３に至り、この炎孔板
３に形成した無数の微小炎孔２から噴出する。一方、第
２の混合ガス導入部１０から第２の混合ガス室４に供給
された燃料濃厚な混合ガスは、噴出管５を経て炎孔板３
に至り、この炎孔板３に形成した炎孔６から噴出する。
このようにして、炎孔板３の無数の微小炎孔２から燃料
希薄な混合ガスが噴出すると共に、この微小炎孔２に混
在して形成されている炎孔６から燃料濃厚な混合ガスが
噴出して燃焼が行われる。In the above structure, the fuel-lean mixed gas supplied from the first mixed gas introducing portion 9 to the first mixed gas chamber 1 passes through the mixed gas circulation space 7 and a large number of jets. It reaches the flame hole plate 3 through the gap between the tubes 5, and ejects from the numerous minute flame holes 2 formed in the flame hole plate 3. On the other hand, the fuel-rich mixed gas supplied from the second mixed gas introducing portion 10 to the second mixed gas chamber 4 passes through the ejection pipe 5 and the flame hole plate 3
And is ejected from the flame holes 6 formed in the flame hole plate 3.
In this manner, the fuel-lean mixed gas is ejected from the numerous minute flame holes 2 of the flame hole plate 3, and the fuel-rich mixed gas is emitted from the flame holes 6 mixedly formed in the minute flame holes 2. It is jetted and burned.
【００１４】無数の微小炎孔２から噴出した燃料希薄な
混合ガスによる燃焼は、細分化された燃焼であると共に
過剰空気の燃焼であるため、過剰空気の冷却作用により
火炎の温度が低温に維持されてＮＯX の発生が低減され
る。一方、微小炎孔２と混在している炎孔６から噴出し
た燃料濃厚な混合ガスによる燃焼は、酸素分圧が低い状
態で行われるので、やはりＮＯX の発生が抑制されると
共に、安定した火炎を形成する。Combustion by the fuel-lean mixed gas ejected from the innumerable minute flame holes 2 is not only fragmented combustion but also combustion of excess air. Therefore, the flame temperature is kept low by the cooling action of excess air. As a result, the generation of NO X is reduced. On the other hand, the combustion by the fuel rich mixture gas ejected from the flame holes 6 which are mixed with small burner ports 2, the oxygen partial pressure is performed in a low state, also the generation of the NO X is suppressed, stable Form a flame.
【００１５】上記燃料希薄な混合ガスによる過剰空気の
燃焼は、単独では火炎の安定性が悪いのであるが、これ
らの火炎に隣接して上述した燃料濃厚な混合ガスによる
安定した火炎が混在しているので、これらの安定した火
炎が種火としての作用をして過剰空気の火炎を安定化す
る。従って火炎のリフトや振動燃焼を起さず、騒音の発
生が抑制される。また上記微小炎孔２から噴出する燃料
希薄な混合ガスは、前記燃料濃厚な混合ガスの火炎に対
して二次空気を供給する作用をし、この燃料濃厚な混合
ガスの燃焼に於ける不完全燃焼の発生を防止することが
できる。Combustion of excess air by the above-mentioned fuel-lean mixed gas has a poor flame stability by itself, but the stable flame due to the above-mentioned fuel-rich mixed gas is mixed adjacent to these flames. As such, these stable flames act as a pilot flame to stabilize the excess air flame. Therefore, no flame lift or oscillating combustion occurs, and the generation of noise is suppressed. Further, the fuel-lean mixed gas ejected from the minute flame holes 2 acts to supply secondary air to the flame of the fuel-rich mixed gas, and incomplete combustion of the fuel-rich mixed gas results. Occurrence of combustion can be prevented.
【００１６】上記の構成においては、第１の混合ガス室
１への混合ガスの供給は、第２の混合ガス室４の設置位
置よりも上流側から行う構成であるが、図５に示すよう
に第２の混合ガス室４の下流側から行うようにすること
もできる。また上記の構成において第２の混合ガス室４
は、図４に示すように複数に分割して第１の混合ガス室
１内に設置して、この第２の混合ガス室４間にも混合ガ
ス流通空間７を設けることができる。また、このように
第２の混合ガス室４を複数設置して独立的に混合ガスを
供給可能に構成すれば、燃焼の切り換えを行うことがで
きる。In the above structure, the mixed gas is supplied to the first mixed gas chamber 1 from the upstream side of the installation position of the second mixed gas chamber 4, as shown in FIG. Alternatively, it can be performed from the downstream side of the second mixed gas chamber 4. In the above structure, the second mixed gas chamber 4
4 can be divided into a plurality of parts and installed in the first mixed gas chamber 1 as shown in FIG. 4, and the mixed gas flow space 7 can be provided between the second mixed gas chambers 4. Further, if a plurality of second mixed gas chambers 4 are installed in this way and the mixed gas can be supplied independently, combustion can be switched.
【００１７】次に、図６は本発明のバーナの実施結果を
示している。この実施結果は図１〜図３で示すバーナに
於いて、燃料濃厚な混合ガスの空気比を、λ＝０．７〜
０．７５またはλ＝０．６５と設定すると共に、全体の
空気比が図中横軸に示す値となるように燃料希薄な混合
ガスの空気比を調節して燃焼させた場合のＮＯX の発生
量を表したものである。尚、この実施結果に対応するバ
ーナに於いては、微小炎孔２及び炎孔６の個々の径は夫
々φ１．２、φ３．０としており、これらによる全炎孔
面積和と炎孔板３の面積との比を略１：４．７、また微
小炎孔２の炎孔面積和と炎孔６の炎孔面積和との比を略
１：１．３としている。そして、かかる構成に於いて、
燃料希薄な混合ガスによる燃焼量と、燃料濃厚な混合ガ
スによる燃焼量の比は、７：３としている。勿論これら
の値は適宜に設定し得ることは言うまでもないことであ
る。Next, FIG. 6 shows the result of implementation of the burner of the present invention. The results of this implementation show that in the burner shown in FIGS. 1 to 3, the air ratio of the fuel-rich mixed gas is λ = 0.7-
When 0.75 or λ = 0.65 is set and the air ratio of the fuel-lean mixed gas is adjusted so that the overall air ratio becomes the value shown on the horizontal axis in the figure, the NO x It represents the amount generated. In the burner corresponding to this execution result, the individual diameters of the fine flame holes 2 and flame holes 6 are φ1.2 and φ3.0, respectively. The ratio of the total area of the flame holes 2 to the total area of the flame holes 6 is approximately 1: 1.3. And in such a configuration,
The ratio of the combustion amount of the fuel-lean mixed gas to the combustion amount of the fuel-rich mixed gas is 7: 3. Of course, it goes without saying that these values can be set appropriately.
【００１８】以上の通り、本発明によるバーナでは、従
来の予混合バーナと比較してＮＯXの発生量が大幅に低
減されていることがわかる。また、本発明のバーナで
は、従来の予混合バーナと比較して騒音も低いことが確
認された。As described above, in the burner according to the present invention, it is understood that the amount of NO x generated is greatly reduced as compared with the conventional premixed burner. It was also confirmed that the burner of the present invention has lower noise than the conventional premix burner.
【００１９】[0019]
【発明の効果】本発明は以上の通り、燃料希薄な混合ガ
スと燃料濃厚な混合ガスとの複合燃焼を行わせることが
できるので、燃料濃厚な混合ガスの燃焼によるＮＯX 発
生量の低減作用と、燃料希薄な混合ガスによるＮＯX 発
生量の低減作用とを併存させることができ、火炎の安定
性を向上させて騒音の発生を抑制すると共に、不完全燃
焼の発生を防止することができ、騒音の増大を来すこと
なく、窒素酸化物の発生量を低減させることができる。The present invention As described above, according to the present invention, it is possible to perform combined combustion of lean fuel gas mixture with the fuel rich mixture gas, reducing action of the NO X generation amount due to the combustion of the fuel rich mixture gas And the effect of reducing the amount of NO x generated by the fuel-lean mixed gas can be coexistent, the stability of the flame can be improved, the generation of noise can be suppressed, and the occurrence of incomplete combustion can be prevented. The amount of nitrogen oxides generated can be reduced without increasing noise.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図１】本発明のバーナの一実施形態を示す一部切欠き
平面図である。FIG. 1 is a partially cutaway plan view showing an embodiment of a burner of the present invention.
【図２】図１のＸ−Ｘ線縦断面図である。FIG. 2 is a vertical cross-sectional view taken along line XX of FIG.
【図３】図１のＹ−Ｙ線縦断面図である。3 is a vertical cross-sectional view taken along line YY of FIG.
【図４】本発明の他の実施形態を示すバーナの縦断面図
である。FIG. 4 is a vertical sectional view of a burner showing another embodiment of the present invention.
【図５】本発明の他の実施形態を示すバーナの縦断面図
である。FIG. 5 is a vertical sectional view of a burner showing another embodiment of the present invention.
【図６】本発明のバーナのＮＯX 発生量を従来の予混合
バーナと比較して示した図である。FIG. 6 is a diagram showing the NO x generation amount of the burner of the present invention in comparison with a conventional premixed burner.
１ 第１の混合ガス室 ２ 微小炎孔（第１の炎孔） ４ 第２の混合ガス室 ６ 炎孔（第２の炎孔） 1 1st mixed gas chamber 2 Micro flame hole (1st flame hole) 4 2nd mixed gas chamber 6 Flame hole (2nd flame hole)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 望月 公雄 静岡県富士市西柏原新田201番地 高木産 業株式会社内 (72)発明者 秋山 茂俊 静岡県富士市西柏原新田201番地 高木産 業株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Kimio Mochizuki 201 Nishi-Kashiwara Nitta, Fuji City, Shizuoka Prefecture Inside Takagi Industries Co., Ltd. (72) Inventor Shigetoshi Akiyama 201 Nishi-Kashiwara Nitta, Fuji City, Shizuoka Prefecture Takagi Inside the corporation
Claims (2)
第１の混合ガスを燃焼させる複数の第１の炎孔と、 この第１の炎孔に隣接して形成されて前記第１の混合ガ
スとは異なる空気比で燃料ガスと空気とを混合した第２
の混合ガスを燃焼させる複数の第２の炎孔と、 を備え、前記第１の炎孔と前記第２の炎孔の燃焼量を異
ならせ、前記第１及び第２の炎孔の燃焼の何れか一方を
他方の種火として作用させたことを特徴とするバーナ。1. A plurality of first flame holes for burning a first mixed gas in which an excess air is mixed with a fuel gas, and the first flame holes formed adjacent to the first flame holes. Second, in which the fuel gas and the air are mixed at an air ratio different from that of the mixed gas
A plurality of second flame holes for burning the mixed gas of, and making the combustion amounts of the first flame hole and the second flame hole different, A burner characterized in that one of them acts as a pilot fire for the other.
と、 この第１の炎孔に隣接して規則的に形成された複数の第
２の炎孔と、 前記第１の炎孔の周囲部を包囲して前記第１の炎孔側に
第１の混合ガスを導入する第１の混合ガス室と、 この第１の混合ガス導入手段と共通のガス源及び空気を
受けて前記第２の炎孔側に第２の混合ガスを導入する第
２の混合ガス室と、 を備えて、前記第１及び第２の混合ガス室の導入部に対
してガス供給部の位置を変更することにより燃料ガスと
空気との混合比率を変更したことを特徴とするバーナ。2. A plurality of first flame holes forming an irregular array, a plurality of second flame holes regularly formed adjacent to the first flame holes, and the first flame. A first mixed gas chamber which surrounds the peripheral portion of the hole and introduces the first mixed gas into the first flame hole side; and a gas source and air common to the first mixed gas introducing means. A second mixed gas chamber for introducing a second mixed gas to the second flame hole side; and a position of the gas supply unit with respect to the introduction unit of the first and second mixed gas chambers. A burner characterized by changing the mixing ratio of the fuel gas and air by changing it.
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|---|---|---|---|
| JP32881296A JP2942207B2 (en) | 1996-12-09 | 1996-12-09 | Burner |
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1996
- 1996-12-09 JP JP32881296A patent/JP2942207B2/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JP2942207B2 (en) | 1999-08-30 |
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Legal Events
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