JPS61138016A - ガス化バーナ - Google Patents
ガス化バーナInfo
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- JPS61138016A JPS61138016A JP60243008A JP24300885A JPS61138016A JP S61138016 A JPS61138016 A JP S61138016A JP 60243008 A JP60243008 A JP 60243008A JP 24300885 A JP24300885 A JP 24300885A JP S61138016 A JPS61138016 A JP S61138016A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
- C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
- C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
- C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
- C01B3/36—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using oxygen or mixtures containing oxygen as gasifying agents
- C01B3/363—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using oxygen or mixtures containing oxygen as gasifying agents characterised by the burner used
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
- C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
- C10J3/48—Apparatus; Plants
- C10J3/50—Fuel charging devices
- C10J3/506—Fuel charging devices for entrained flow gasifiers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/12—Heating the gasifier
- C10J2300/1223—Heating the gasifier by burners
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- General Health & Medical Sciences (AREA)
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- Gas Burners (AREA)
- Regulation And Control Of Combustion (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、同質または異質の反応物質のための供給管と
、バーナ頭部の範囲に周方向に配置された、特に合成ガ
スを作るためのバーナ冷却室とを有するバーナに関する
。
、バーナ頭部の範囲に周方向に配置された、特に合成ガ
スを作るためのバーナ冷却室とを有するバーナに関する
。
このようなバーナは公知である
（ＥＰ−Ｏ８００９８０４８）。
容易に沸騰する製品の獲得の際に、または重油または石
炭のような補充原料の開発の際に通常の石油をいっそう
良く利用するために、範囲の増大する中で転化過程が開
発されて応用されｍ−□− ている。
炭のような補充原料の開発の際に通常の石油をいっそう
良く利用するために、範囲の増大する中で転化過程が開
発されて応用されｍ−□− ている。
発生する問題の一つは、同時に発生する転化残渣の廃棄
物処理であり、この転化残渣は、装入製品特性が低下し
かつ転化速度かいりそう高くなると共に、重金属ならび
に固体物質のような有害な内容物質のいっそう高くなる
含有量を有する。
物処理であり、この転化残渣は、装入製品特性が低下し
かつ転化速度かいりそう高くなると共に、重金属ならび
に固体物質のような有害な内容物質のいっそう高くなる
含有量を有する。
一体物質部分を、例えば分解するまたは精製する水素添
加の方法におい千触媒付加によセ、同時に生ずる残渣に
到達させることができ、その際固体物質部分が転化過程
の間集中される。。
加の方法におい千触媒付加によセ、同時に生ずる残渣に
到達させることができ、その際固体物質部分が転化過程
の間集中される。。
石炭の転化の際に、固体物質が一部はすでに出発材料に
いわゆる灰分の形で存在する。例えば、石炭の分解する
水素添加のときに固体物質力ｉ同様に残渣中に増大する
。
いわゆる灰分の形で存在する。例えば、石炭の分解する
水素添加のときに固体物質力ｉ同様に残渣中に増大する
。
炭素を含有する材料の水素添加ならびに１召使、歴青な
どの蒸溜の残渣が、しかも決められ冬鉱油細分自体また
は石炭も部分的な燃焼とガス化によシ転化過程にさらす
ことができる。
どの蒸溜の残渣が、しかも決められ冬鉱油細分自体また
は石炭も部分的な燃焼とガス化によシ転化過程にさらす
ことができる。
ガス化の際に最適な変換を達成するために、装入物質は
できるだけ細かく分割されて反応領域に到達しなければ
ならない。自由な酸素を含むガスでのガス化装入物の酸
化の際に、および同時に加えられた水蒸気および場合に
よってはさらに付加された成分、例えば抑制ガスでの同
時に経過する異質の変換の際に、ガス相と燃料相の間の
接触面の大きさがガス化反応のときに達成可能な変換の
ために大事である。
できるだけ細かく分割されて反応領域に到達しなければ
ならない。自由な酸素を含むガスでのガス化装入物の酸
化の際に、および同時に加えられた水蒸気および場合に
よってはさらに付加された成分、例えば抑制ガスでの同
時に経過する異質の変換の際に、ガス相と燃料相の間の
接触面の大きさがガス化反応のときに達成可能な変換の
ために大事である。
周知のガス化バーナの場合、ガス化反応のできるだけ高
い変換に必要な装入物質の細かい分割は、燃料入口の狭
い狭隘部により、噴霧ノズルにおける相応する高い圧力
損失と高い速度で達成される。転化過程からの固体物質
を含有する残渣懸濁液のような、すり減らし作用をする
媒体の噴霧の際に、最適な噴霧に必要な高いノズル速度
のため、バーナの摩耗が高くなり、かつ寿命が相応して
短かくなる。
い変換に必要な装入物質の細かい分割は、燃料入口の狭
い狭隘部により、噴霧ノズルにおける相応する高い圧力
損失と高い速度で達成される。転化過程からの固体物質
を含有する残渣懸濁液のような、すり減らし作用をする
媒体の噴霧の際に、最適な噴霧に必要な高いノズル速度
のため、バーナの摩耗が高くなり、かつ寿命が相応して
短かくなる。
その他、固体物質懸濁液を狭いノズル横断面を介して噴
霧することにより、ノズルが閉塞する傾向を生じ、搬送
が不均一になり、そして生成ガス組成ならびに量が変動
する。
霧することにより、ノズルが閉塞する傾向を生じ、搬送
が不均一になり、そして生成ガス組成ならびに量が変動
する。
ガス化焔はガス化反応器でバーナ口部の近くにその最も
高い温度を有する。直接バーナ口部に存在する過剰の酸
素により、発熱の、エネルギーを生ずる、部分的な燃料
酸化がそこにしか起らない。高い火焔温度により、輻射
を通じてバーナ口部の強烈な熱負荷が生じる、それが原
因で高められた材料温度と、バーナ近くの酸素を含有す
る大気との間の協働において、高温腐食の恐れまたは最
悪の場合に一不十分な放熱のときに一バーナ尖端が焼き
払われる恐れが生じる。出口速度の増大によシ温度負荷
を減少させることができる。しかしながら、出口速度が
高すぎる場合に、再乱流形成の恐れ、従って再びバーナ
近くでの発火の恐れが強くなって存在する。
高い温度を有する。直接バーナ口部に存在する過剰の酸
素により、発熱の、エネルギーを生ずる、部分的な燃料
酸化がそこにしか起らない。高い火焔温度により、輻射
を通じてバーナ口部の強烈な熱負荷が生じる、それが原
因で高められた材料温度と、バーナ近くの酸素を含有す
る大気との間の協働において、高温腐食の恐れまたは最
悪の場合に一不十分な放熱のときに一バーナ尖端が焼き
払われる恐れが生じる。出口速度の増大によシ温度負荷
を減少させることができる。しかしながら、出口速度が
高すぎる場合に、再乱流形成の恐れ、従って再びバーナ
近くでの発火の恐れが強くなって存在する。
灰を含有した燃料を装入した場合、ガス化のときまたは
合成ガス発生のときに反応器温度が、発生するスラグの
溶融温度の近くにまたは上にある。この理由から、バー
ナ出口開口が徐々にスラグ化する恐れが存在し、それに
依って火焔の形の変化およびガス化過程の妨害または侵
害が生起しうる。
合成ガス発生のときに反応器温度が、発生するスラグの
溶融温度の近くにまたは上にある。この理由から、バー
ナ出口開口が徐々にスラグ化する恐れが存在し、それに
依って火焔の形の変化およびガス化過程の妨害または侵
害が生起しうる。
本発明の課題は、過熱によるバーナのスラグ化およびバ
ーナ尖端またはバーナ口部の損傷を避けることである。
ーナ尖端またはバーナ口部の損傷を避けることである。
特に、バーナ口部における燃料懸濁液の発火が除外され
るように保証しなければならない。
るように保証しなければならない。
この課題は、本発明により、特許請求の範囲第１項の特
徴部分に記載された特徴により解決される。
徴部分に記載された特徴により解決される。
これによれば、バーナ冷却室は、燃料の発火がバーナ口
部近くで行なわれず、かつバーナの輻射熱負荷が最小に
なるように形成される。
部近くで行なわれず、かつバーナの輻射熱負荷が最小に
なるように形成される。
バーナランスとしてバーナ冷却室の相応する凹所に装入
されている同軸の導管の構造群に反応物質の供給を集中
することにより、迅速な組立ならびに交換が可能である
。
されている同軸の導管の構造群に反応物質の供給を集中
することにより、迅速な組立ならびに交換が可能である
。
゛有利な実施では、バーナランスが中心管ならびに二つ
の同軸の管で構成され、前記中心管は、付加的な金属管
で囲まれたジャケット導管として形成され、かつバーナ
口部から間隔をおいてかつバーナ口部の上流側で終って
いる。
の同軸の管で構成され、前記中心管は、付加的な金属管
で囲まれたジャケット導管として形成され、かつバーナ
口部から間隔をおいてかつバーナ口部の上流側で終って
いる。
バーナの別の形成において、バーナ口部のジャケット管
が、円錐形のノズル口部を有する軸方向ノズルに移行し
ている。
が、円錐形のノズル口部を有する軸方向ノズルに移行し
ている。
截頭円錐形（円錐形）バーナ予室がその基面でバーナ口
部の平面に存在し、かつ相対する平面でいっそう狭い横
断面を有する開口に、相応して突出してバーナ縦軸線の
方向に傾斜したバーナ冷却室のフランクにより区画され
ている。
部の平面に存在し、かつ相対する平面でいっそう狭い横
断面を有する開口に、相応して突出してバーナ縦軸線の
方向に傾斜したバーナ冷却室のフランクにより区画され
ている。
その際、バーナ予室の傾斜した側方のフランクが、バー
ナ縦軸線へのその仮想延長線でほぼ３０〜６０°の角度
を形成している。
ナ縦軸線へのその仮想延長線でほぼ３０〜６０°の角度
を形成している。
バーナ口部の平面におけるバーナ予室の横断面の直径の
、室の開口の随径に対する比は、約：３：Ｉ−１，５；
１までの間にある。
、室の開口の随径に対する比は、約：３：Ｉ−１，５；
１までの間にある。
同質のまたは異質の反応物質または反応物質の混合物の
軸方向に案内される流れは、例えば相、応して加熱され
た重油、予熱された固体物質を含有した搬送可能なおよ
びポンプ輸送可能な残渣または粉砕された石炭粒子であ
ることができ、隣接した同軸のおよびバーナ口部で環状
流として出る流れは抑制材ガスまたは分離ガスの流れで
あるのが有利である。分離ガスとしては、例えば再循環
された処理ガス、例えばガス洗浄からのストリップを用
いることができる。この場合、バーナの作用時に、バー
ナの反・応領域で、増大した有害なガス°成分が残渣な
くかつ完全に水素、−酸化炭素および窒素に分解される
。場合によっては、ストリップガスに含まれた二酸化炭
素がガス化反応を緩和し、そして部分的に一酸化炭素に
変換される。さらに、例えば精製領域から緩和ガスを分
離ガスとして、軸方向流れに隣接した環状流に用いるこ
とができる。また、緩和ガスを合成メタノールまたは合
成アンモニアのような圧力過程からまたは水素を添加す
る転化過程から有利釦用いることができる。
軸方向に案内される流れは、例えば相、応して加熱され
た重油、予熱された固体物質を含有した搬送可能なおよ
びポンプ輸送可能な残渣または粉砕された石炭粒子であ
ることができ、隣接した同軸のおよびバーナ口部で環状
流として出る流れは抑制材ガスまたは分離ガスの流れで
あるのが有利である。分離ガスとしては、例えば再循環
された処理ガス、例えばガス洗浄からのストリップを用
いることができる。この場合、バーナの作用時に、バー
ナの反・応領域で、増大した有害なガス°成分が残渣な
くかつ完全に水素、−酸化炭素および窒素に分解される
。場合によっては、ストリップガスに含まれた二酸化炭
素がガス化反応を緩和し、そして部分的に一酸化炭素に
変換される。さらに、例えば精製領域から緩和ガスを分
離ガスとして、軸方向流れに隣接した環状流に用いるこ
とができる。また、緩和ガスを合成メタノールまたは合
成アンモニアのような圧力過程からまたは水素を添加す
る転化過程から有利釦用いることができる。
軸方向の中心流れおよびこれに隣接する同軸の流れを囲
む別の同軸の流れに、必要な酸素を自由な酸素の形で含
むガスが外側の環状流として同軸に供給され、その際バ
ーナ口部での流出が、円錐形のバーナ予室の内壁に対し
平行に設けられた出口孔を介して、またはバーナ縦軸線
の方向に傾斜した環状スリットを介してパーナ冷却室の
内壁に対し平行に行なわれる。
む別の同軸の流れに、必要な酸素を自由な酸素の形で含
むガスが外側の環状流として同軸に供給され、その際バ
ーナ口部での流出が、円錐形のバーナ予室の内壁に対し
平行に設けられた出口孔を介して、またはバーナ縦軸線
の方向に傾斜した環状スリットを介してパーナ冷却室の
内壁に対し平行に行なわれる。
軸方向導管を介しての燃料供給と、外側の同軸の導管を
介しての自由な酸素を含むガスの供給の間を、内側の同
軸の導管を介して供給された分離ガスまたは調節ガスに
より分離することにより、特に灰を含む残渣懸濁液の場
合に、再乱流の際にバーナ口部がスラグで詰まる恐れを
減少させる。また、バーナ口部における高温腐食の恐れ
も、付加的になお冷却機能を引受けることができる分離
ガスまたは調節ガスの予め与えられた流れにより、およ
びこれにより実現される燃料供給と酸素供給の分離によ
り付加的に減少される。
介しての自由な酸素を含むガスの供給の間を、内側の同
軸の導管を介して供給された分離ガスまたは調節ガスに
より分離することにより、特に灰を含む残渣懸濁液の場
合に、再乱流の際にバーナ口部がスラグで詰まる恐れを
減少させる。また、バーナ口部における高温腐食の恐れ
も、付加的になお冷却機能を引受けることができる分離
ガスまたは調節ガスの予め与えられた流れにより、およ
びこれにより実現される燃料供給と酸素供給の分離によ
り付加的に減少される。
当面のバーナの別の有利な発展において、中心管内を軸
線方向に案内された燃料の流れにジャケット管を介して
蒸気または他の調節ガスがインゼクタ状に混合される。
線方向に案内された燃料の流れにジャケット管を介して
蒸気または他の調節ガスがインゼクタ状に混合される。
この場合、固体物質が蒸気ガスまたは調節ガスにより加
速されて噴霧される。燃料の周シに供給される外側のジ
ャケット状の蒸気流により、高い出口速度にもかかわら
ず軸方向の噴霧ノズルの摩耗が減少する。
速されて噴霧される。燃料の周シに供給される外側のジ
ャケット状の蒸気流により、高い出口速度にもかかわら
ず軸方向の噴霧ノズルの摩耗が減少する。
外側の同軸の導管を介して供給される自由な酸素が捩れ
ながらまたは捩れないで入ることができる。環状の配置
により、酸素が、噴霧された残渣を冷却された室の内壁
から離しておく。
ながらまたは捩れないで入ることができる。環状の配置
により、酸素が、噴霧された残渣を冷却された室の内壁
から離しておく。
冷却水導入部と冷却水排出部を介してバーナ冷却室に導
かれた水流によりバーナ冷却の外壁の温度が十分に下が
り、その際バーナ冷却室がバーナ口部から流出側に間隔
をおいて別の環状の横断面に移行している。その横断面
の拡大により、バーナ口部が反応領域の輻射に対し防護
される。
かれた水流によりバーナ冷却の外壁の温度が十分に下が
り、その際バーナ冷却室がバーナ口部から流出側に間隔
をおいて別の環状の横断面に移行している。その横断面
の拡大により、バーナ口部が反応領域の輻射に対し防護
される。
水冷されたバーナ冷却室により輻射熱を遮蔽することＫ
より温度が十分に低く留まって、反応物質の十分な速度
と協働してすでにバーナ冷却室で混合物の発大を確実に
避ける。
より温度が十分に低く留まって、反応物質の十分な速度
と協働してすでにバーナ冷却室で混合物の発大を確実に
避ける。
本発明による実施例を縦断面で図面に示す。
部品に付した参照数字１は反応器、２はバーナ冷却室、
３は外側の環状導管、４は外側の環状導管のための環状
スリットまたは出偽孔、５は内側の環状導管、６，６“
は冷却水流入導管、流出導管、７咳中心管のためのジャ
ケット導管、８は中心管、９は出口ノズル、１０はバー
ナ予室である。
３は外側の環状導管、４は外側の環状導管のための環状
スリットまたは出偽孔、５は内側の環状導管、６，６“
は冷却水流入導管、流出導管、７咳中心管のためのジャ
ケット導管、８は中心管、９は出口ノズル、１０はバー
ナ予室である。
出口孔または環状ダクト４を有する外側の環を有するジ
ャケット導管７で組立てられたバーナランスの構造ユニ
ットが、系に同軸に対応して形成された管要素で構成さ
れ、この管要素が技術状態に相応して間隔ホルダと溶接
結合によりコンパクトで形状の安定した構造ユニットを
形成す名。中心管８を囲む一ジャケット導管７は、バー
ナの内部の゛中心管の流出側端部で、ほぼ中心管８の横
断面に対応して減少されたいっそう細い横断面に移行し
、かつ場合によってはさらに出口ノズル９の出口横断面
へ先細になっている。
ャケット導管７で組立てられたバーナランスの構造ユニ
ットが、系に同軸に対応して形成された管要素で構成さ
れ、この管要素が技術状態に相応して間隔ホルダと溶接
結合によりコンパクトで形状の安定した構造ユニットを
形成す名。中心管８を囲む一ジャケット導管７は、バー
ナの内部の゛中心管の流出側端部で、ほぼ中心管８の横
断面に対応して減少されたいっそう細い横断面に移行し
、かつ場合によってはさらに出口ノズル９の出口横断面
へ先細になっている。
図面は本発明によるバーナの実施例の縦断面図である。
Claims (8)
- （１）同質のまたは異質の反応物質のための供給管と、
バーナ頭部の範囲に周方向に配置されたバーナ冷却室と
を有するバーナにおいて、バーナが、冷却媒体流入およ
び流出導管を備えたバーナ冷却室と、バーナ冷却室の対
応する凹所に装入可能でありかつ反応物質の供給をバー
ナ口部まで引受けるバーナランスとから組立てられてい
ること、およびバーナ口部を越えて流出方向に引き出さ
れたバーナ冷却室が、バーナ口部の流出側から出発して
いつそう小さい横断面に円錐形に狭まつていることによ
り、截頭円錐形の、流出側で開放したバーナ予室が形成
されていることを特徴とするバーナ。 - （２）円錐形の横断面を有するバーナ口部でバーナ予室
へ出て行く軸方向に案内された、同質のまたは異質の反
応物質または反応物質の混合物の流れと、同軸に案内さ
れていて、かつバーナ口部で、軸方向に案内された流れ
の直径よりいつそう大きい中間の直径で環状流としてバ
ーナ予室へ出て行く反応物質または調節材、特に調節ガ
スの流れと、同軸に案内されていて、かつバーナ口部で
、最初に述べた同軸に案内された環状流の中間の直径よ
りいつそう大きい中間の直径でバーナ予室へ出て行く別
の反応物質の別の流れとを有する、特許請求の範囲第１
項に記載のバーナ。 - （３）軸方向に案内される流れが中心管により案内され
、中心管が、付加的なジャケット管で囲まれたジャケッ
ト導管として形成され、その際中心管の壁がバーナ口部
から間隔をおいてかつその上流側で終つている、特許請
求の範囲第２項に記載のバーナ。 - （４）ジャケット管が、バーナ口部の円錐形のノズル口
部を有する軸方向ノズルに移行している、特許請求の範
囲第３項に記載のバーナ。 - （５）ほぼバーナ口部の高さから、バーナ縦軸線の方向
に傾斜したバーナ冷却室の側方のフランクが、バーナ縦
軸線へのその仮想延長線でほぼ３０〜６０°の角度を囲
む、特許請求の範囲第１項から第４項までのうちのいず
れか一つに記載のバーナ。 - （６）バーナ口部の高さにおけるバーナ予室の横断面の
直径の、室の開放した最小横断面の直径に対する比がほ
ぼ３：１〜１．５：１の間になる、特許請求の範囲第１
項から第５項までのうちのいずれか一つに記載のバーナ
。 - （７）外側環状流として同軸に案内された反応物質が、
相応して分配されていてバーナ縦軸線の方向に傾斜した
出口孔により、円錐形のバーナ冷却室の内壁に対し平行
にバーナ口部からバーナ予室へ出て行く、特許請求の範
囲第１項から第６項までのうちのいずれか一つに記載の
バーナ。 - （８）外側の環状流として同軸に案内された反応物質が
、バーナ縦軸線の方向に傾斜した環状スリットにより円
錐形のバーナ冷却室の内壁に対し平行にバーナ口部から
バーナ予室へ出て行く、特許請求の範囲第１項から第６
項までのうちのいずれか一つに記載のバーナ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19843440088 DE3440088A1 (de) | 1984-11-02 | 1984-11-02 | Brenner |
| DE3440088.5 | 1984-11-02 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61138016A true JPS61138016A (ja) | 1986-06-25 |
| JPH07117222B2 JPH07117222B2 (ja) | 1995-12-18 |
Family
ID=6249343
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60243008A Expired - Lifetime JPH07117222B2 (ja) | 1984-11-02 | 1985-10-31 | ガス化バーナ |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP0180249B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07117222B2 (ja) |
| AT (1) | ATE54160T1 (ja) |
| CA (1) | CA1255582A (ja) |
| DE (2) | DE3440088A1 (ja) |
| ZA (1) | ZA858420B (ja) |
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- 1985-10-31 JP JP60243008A patent/JPH07117222B2/ja not_active Expired - Lifetime
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