JPH04244512A - 燃焼器 - Google Patents
燃焼器Info
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- JPH04244512A JPH04244512A JP848391A JP848391A JPH04244512A JP H04244512 A JPH04244512 A JP H04244512A JP 848391 A JP848391 A JP 848391A JP 848391 A JP848391 A JP 848391A JP H04244512 A JPH04244512 A JP H04244512A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel injection
- injection valve
- opening area
- fuel
- air introduction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガスタービンエンジン
等に使用される燃焼器に関し、特に小型化を促進するた
めの技術に関する。
等に使用される燃焼器に関し、特に小型化を促進するた
めの技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の燃焼器としては、例えば
図７に示すようなものがある （ＳＡＥ８２１７５
Ａ Ｌｏｗ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｍｂｕｓｔｅｒ
ｆｏｒ ａｎ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ｇａｓ Ｔｕ
ｒｂｉｎｅ 又は実開平２−７２３３４号公報等参照）
。概要を説明すると、燃焼器の入口近傍には第１燃料
噴射ノズル４１と第２燃料噴射ノズル４２とを内装した
燃料噴射弁４３が装着され、第１燃料噴射ノズル４１か
ら噴射された燃料は、蒸発用空気導入孔４４から導入さ
れた蒸発用空気により蒸発されつつ混合されて燃焼筒４
５に導かれ、点火栓４６により着火して燃焼が行われる
。
図７に示すようなものがある （ＳＡＥ８２１７５
Ａ Ｌｏｗ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｍｂｕｓｔｅｒ
ｆｏｒ ａｎ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ｇａｓ Ｔｕ
ｒｂｉｎｅ 又は実開平２−７２３３４号公報等参照）
。概要を説明すると、燃焼器の入口近傍には第１燃料
噴射ノズル４１と第２燃料噴射ノズル４２とを内装した
燃料噴射弁４３が装着され、第１燃料噴射ノズル４１か
ら噴射された燃料は、蒸発用空気導入孔４４から導入さ
れた蒸発用空気により蒸発されつつ混合されて燃焼筒４
５に導かれ、点火栓４６により着火して燃焼が行われる
。
【０００３】また、第１燃料噴射ノズル４１で噴射され
る最大噴射量より要求燃料量の方が大きくなる運転時に
は、第２燃料噴射ノズル４２からも燃料を噴射して拡散
燃焼を行う。一方、希釈用空気を導入する空気導入孔４
７，４８が２重筒構造の燃焼筒４５と外側筒部材４９に
重合して形成され、空燃比を一定とした燃焼を行わせる
ため、アクチュエータ５０により軸回りに回転するロッ
ド５１及びギア機構５２を介して外側筒部材４９を軸回
りに回転させて空気導入孔４７，４８の重合開口面積を
可変に制御するようにしている。
る最大噴射量より要求燃料量の方が大きくなる運転時に
は、第２燃料噴射ノズル４２からも燃料を噴射して拡散
燃焼を行う。一方、希釈用空気を導入する空気導入孔４
７，４８が２重筒構造の燃焼筒４５と外側筒部材４９に
重合して形成され、空燃比を一定とした燃焼を行わせる
ため、アクチュエータ５０により軸回りに回転するロッ
ド５１及びギア機構５２を介して外側筒部材４９を軸回
りに回転させて空気導入孔４７，４８の重合開口面積を
可変に制御するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の予
蒸発予混合稀薄燃焼器では、ＮＯｘ低減や吹き消えを防
止するために、予蒸発部の空燃比をエンジンの広い運転
範囲に亘って一定値付近に保つ必要がある。そのために
何らかの方法で空気導入孔の開口面積を可変に制御する
必要があり、従来は、前述したように開口面積可変制御
用のロッドを用いて動かしている。
蒸発予混合稀薄燃焼器では、ＮＯｘ低減や吹き消えを防
止するために、予蒸発部の空燃比をエンジンの広い運転
範囲に亘って一定値付近に保つ必要がある。そのために
何らかの方法で空気導入孔の開口面積を可変に制御する
必要があり、従来は、前述したように開口面積可変制御
用のロッドを用いて動かしている。
【０００５】しかしながら、従来の燃焼器にあっては、
複数の燃料噴射ノズル用の燃料配管，微粒化用空気配管
及び空気導入孔の開口面積可変制御用のロッドを燃焼器
の蓋部を貫通させて配設した構造となっていたため、燃
焼器入口空気温度が１０００°Ｃ近くになるセラミック
化の進んだガスタービンエンジンにおいては、噴射弁回
りではその熱を燃料やエンジンに伝えないように十分な
遮熱， 冷却構造を必要とし、ロッド部も遮熱構造及び
耐熱性の高い摺動構造を必要とする。また、セラミック
がボルト締めしにくい材料であるため、その支持には弾
性的支持方法も工夫する必要がある。
複数の燃料噴射ノズル用の燃料配管，微粒化用空気配管
及び空気導入孔の開口面積可変制御用のロッドを燃焼器
の蓋部を貫通させて配設した構造となっていたため、燃
焼器入口空気温度が１０００°Ｃ近くになるセラミック
化の進んだガスタービンエンジンにおいては、噴射弁回
りではその熱を燃料やエンジンに伝えないように十分な
遮熱， 冷却構造を必要とし、ロッド部も遮熱構造及び
耐熱性の高い摺動構造を必要とする。また、セラミック
がボルト締めしにくい材料であるため、その支持には弾
性的支持方法も工夫する必要がある。
【０００６】これらの影響により、燃焼器蓋部回りが複
雑で大きな構造となってしまうという問題点があった。 本発明はこのような従来の問題点に鑑みなされたもので
、燃料噴射弁を介して空気導入孔の開口面積を制御する
構成とすることにより上記問題点を解決した燃焼器を提
供することを目的とする。
雑で大きな構造となってしまうという問題点があった。 本発明はこのような従来の問題点に鑑みなされたもので
、燃料噴射弁を介して空気導入孔の開口面積を制御する
構成とすることにより上記問題点を解決した燃焼器を提
供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】このため本発明に係る燃
焼器は、燃料噴射弁を軸回りに回転自由に装着すると共
に、燃料噴射弁と燃焼筒の回転側筒部材とを一体に回転
されるように係合し、且つ、燃料噴射弁を軸回りに回転
駆動するアクチュエータを備えた構成とする。
焼器は、燃料噴射弁を軸回りに回転自由に装着すると共
に、燃料噴射弁と燃焼筒の回転側筒部材とを一体に回転
されるように係合し、且つ、燃料噴射弁を軸回りに回転
駆動するアクチュエータを備えた構成とする。
【０００８】
【作用】アクチュエータにより燃料噴射弁を回転駆動す
ると、燃料噴射弁と一体に燃焼筒の一方の筒部材が回転
し、これにより固定側筒部材と回転側筒部材とに形成さ
れる空気導入孔の重合開口面積を可変に制御することが
できる。
ると、燃料噴射弁と一体に燃焼筒の一方の筒部材が回転
し、これにより固定側筒部材と回転側筒部材とに形成さ
れる空気導入孔の重合開口面積を可変に制御することが
できる。
【０００９】
【実施例】以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。第１の実施例の構成を示す図１〜図３において、
燃料噴射弁１は予蒸発用噴孔１ａと始動及び加速用噴孔
１ｂとを有し、該燃料噴射弁１の噴孔部を同心状に内包
する燃焼筒が、主ライナ２と、希釈用空気量制御用円筒
３と、蒸発筒４と、スワラー下板５と、スワーラ本体６
とで構成されている。主ライナ２と希釈用空気量制御用
円筒３との下部には、夫々希釈用空気導入孔２ａ， ３
ａが重合して開口されている。希釈用空気量制御用円筒
３は、主ライナ２下部の鍔部２ｂとスワーラ下板５とに
挟まれ、スワーラ下板５とシール部材７を貫通したスワ
ーラ本体６下端の爪部６ａによりスワーラ本体６と一体
に軸回りに回転できるようになっている。尚、スワーラ
下板５の爪部６ａを貫通する孔は周方向に長い長孔５ａ
となっており、スワーラ本体６が後述する所定範囲回転
してもスワーラ下板５は回転しない。
する。第１の実施例の構成を示す図１〜図３において、
燃料噴射弁１は予蒸発用噴孔１ａと始動及び加速用噴孔
１ｂとを有し、該燃料噴射弁１の噴孔部を同心状に内包
する燃焼筒が、主ライナ２と、希釈用空気量制御用円筒
３と、蒸発筒４と、スワラー下板５と、スワーラ本体６
とで構成されている。主ライナ２と希釈用空気量制御用
円筒３との下部には、夫々希釈用空気導入孔２ａ， ３
ａが重合して開口されている。希釈用空気量制御用円筒
３は、主ライナ２下部の鍔部２ｂとスワーラ下板５とに
挟まれ、スワーラ下板５とシール部材７を貫通したスワ
ーラ本体６下端の爪部６ａによりスワーラ本体６と一体
に軸回りに回転できるようになっている。尚、スワーラ
下板５の爪部６ａを貫通する孔は周方向に長い長孔５ａ
となっており、スワーラ本体６が後述する所定範囲回転
してもスワーラ下板５は回転しない。
【００１０】スワーラ本体６の外側には蒸発用空気導入
孔８ａを開口した蒸発用空気導入用円筒８が嵌挿され、
該蒸発用空気導入用円筒８の上端に係合する心出し部材
９と燃焼器蓋１０との間に介装されたスプリング１１の
付勢力により、これら燃焼筒を下流側の図示しないター
ビンスクロールに押しつけて弾性支持している。スワー
ラ本体６には、前記蒸発用空気導入孔８ａと重合して開
口し、蒸発用空気をスワールを生成させる方向に案内す
る形状を有したスワール生成孔６ｂが形成されている
（図３参照） 。
孔８ａを開口した蒸発用空気導入用円筒８が嵌挿され、
該蒸発用空気導入用円筒８の上端に係合する心出し部材
９と燃焼器蓋１０との間に介装されたスプリング１１の
付勢力により、これら燃焼筒を下流側の図示しないター
ビンスクロールに押しつけて弾性支持している。スワー
ラ本体６には、前記蒸発用空気導入孔８ａと重合して開
口し、蒸発用空気をスワールを生成させる方向に案内す
る形状を有したスワール生成孔６ｂが形成されている
（図３参照） 。
【００１１】また、前記燃料噴射弁１は、燃焼器蓋１０
の内側に固体潤滑材１２， シール材１３， シール押
さえ部材１４， シール材１５， シール押さえ部材１
６， 皿バネ１７， 皿バネ押さえ部材１８を介してシ
ール性を確保しつつ軸回り回転自由に嵌挿支持される。 更に、燃料噴射弁１の外周壁に固定した突起部１ｃ
を、スワーラ本体６の内周壁に形成した溝６ｃに係合さ
せることにより、燃料噴射弁１と一体にスワーラ本体６
を介してシール部材７及び希釈用空気量制御用円筒３が
軸回りに回転するようになっている。尚、スワール本体
５及びこれに係合する蒸発用空気導入用円筒８及び主ラ
イナ２は、燃料噴射弁１及びスワール本体６が回転して
も前記長孔５ａにより回転しない。
の内側に固体潤滑材１２， シール材１３， シール押
さえ部材１４， シール材１５， シール押さえ部材１
６， 皿バネ１７， 皿バネ押さえ部材１８を介してシ
ール性を確保しつつ軸回り回転自由に嵌挿支持される。 更に、燃料噴射弁１の外周壁に固定した突起部１ｃ
を、スワーラ本体６の内周壁に形成した溝６ｃに係合さ
せることにより、燃料噴射弁１と一体にスワーラ本体６
を介してシール部材７及び希釈用空気量制御用円筒３が
軸回りに回転するようになっている。尚、スワール本体
５及びこれに係合する蒸発用空気導入用円筒８及び主ラ
イナ２は、燃料噴射弁１及びスワール本体６が回転して
も前記長孔５ａにより回転しない。
【００１２】更に、燃焼器蓋１０のブラケット部１０ａ
に連結されたアクチュエータ１９の出力ロッド１９ａの
先端が燃料噴射弁１の頂壁に偏心して連結され、該出力
ロッド１９ａがストロークすることにより、燃料噴射弁
１及びこれと一体に希釈用空気量制御用円筒３が軸回り
に所定範囲回転され、２つの希釈用空気導入孔２ａ，
３ａが重合する開口面積を可変に制御できるようになっ
ている。そして、燃料噴射弁１の２種類の噴孔１ａ，
１ｂに夫々燃料と空気を独立して導くための燃料配管２
０， ２１及び微粒化用空気配管２２， ２３が、燃料
噴射弁１の所定範囲の回転を許容すべくフレキシブルな
配管で形成されている。
に連結されたアクチュエータ１９の出力ロッド１９ａの
先端が燃料噴射弁１の頂壁に偏心して連結され、該出力
ロッド１９ａがストロークすることにより、燃料噴射弁
１及びこれと一体に希釈用空気量制御用円筒３が軸回り
に所定範囲回転され、２つの希釈用空気導入孔２ａ，
３ａが重合する開口面積を可変に制御できるようになっ
ている。そして、燃料噴射弁１の２種類の噴孔１ａ，
１ｂに夫々燃料と空気を独立して導くための燃料配管２
０， ２１及び微粒化用空気配管２２， ２３が、燃料
噴射弁１の所定範囲の回転を許容すべくフレキシブルな
配管で形成されている。
【００１３】また、燃焼器入口温度は熱交換器付きセラ
ミックガスタービンの場合には１０００°Ｃ近くにまで
達するため、その高温を遮熱するための断熱材２４，
２５が取り付けられている。次に作用を説明する。要求
燃料量の比較的小さい運転時には、予蒸発用噴孔１ａの
みから燃料が噴射供給され、該噴射燃料が蒸発用空気導
入孔８ａ及びスワール生成孔６ｂを介して導入されたス
ワール空気流によって蒸発， 混合しつつ希釈用空気導
入孔２ａ，３ａを介して導かれる希釈用空気を得て燃焼
する。
ミックガスタービンの場合には１０００°Ｃ近くにまで
達するため、その高温を遮熱するための断熱材２４，
２５が取り付けられている。次に作用を説明する。要求
燃料量の比較的小さい運転時には、予蒸発用噴孔１ａの
みから燃料が噴射供給され、該噴射燃料が蒸発用空気導
入孔８ａ及びスワール生成孔６ｂを介して導入されたス
ワール空気流によって蒸発， 混合しつつ希釈用空気導
入孔２ａ，３ａを介して導かれる希釈用空気を得て燃焼
する。
【００１４】一方、アクチュエータ１９により燃料噴射
弁１と一体に回転するスワール本体６及び希釈用空気量
制御用円筒３によって蒸発用空気導入孔８ａ，スワール
生成孔６ｂが重合する開口面積及び希釈用空気導入孔２
ａ， ３ａが重合する開口面積が夫々供給燃料量に合わ
せて制御され、これにより、供給燃料量に見合った量の
空気が供給されるので略一定の空燃比を保ちながら燃焼
が行われる。
弁１と一体に回転するスワール本体６及び希釈用空気量
制御用円筒３によって蒸発用空気導入孔８ａ，スワール
生成孔６ｂが重合する開口面積及び希釈用空気導入孔２
ａ， ３ａが重合する開口面積が夫々供給燃料量に合わ
せて制御され、これにより、供給燃料量に見合った量の
空気が供給されるので略一定の空燃比を保ちながら燃焼
が行われる。
【００１５】ここで、本発明では、元々燃料のコーキン
グを防ぐ意味から遮熱， 冷却構造が必然である燃料噴
射弁１に、空気導入孔の開口面積制御機構の機能を持た
せ、燃料噴射弁１を回転させることで別にロッド等の制
御部材を設けることなく、開口面積の制御を行えるよう
にしたため、部品点数を減らせると共に、ライナ径の外
側に制御部材が無くなった分だけ燃焼器蓋部回りが小型
， 単純化される。
グを防ぐ意味から遮熱， 冷却構造が必然である燃料噴
射弁１に、空気導入孔の開口面積制御機構の機能を持た
せ、燃料噴射弁１を回転させることで別にロッド等の制
御部材を設けることなく、開口面積の制御を行えるよう
にしたため、部品点数を減らせると共に、ライナ径の外
側に制御部材が無くなった分だけ燃焼器蓋部回りが小型
， 単純化される。
【００１６】しかも燃料噴射弁１回りは燃料によりエン
ジン運転中比較的低温に保たれ、エンジン停止後もパー
ジ及び冷却用エアを確保しやすい部位であるため、耐熱
性が比較的劣った燃料噴射弁１の摺動回転構造の採用も
可能となり、コスト低減に繋がる。図４〜図６は第２の
実施例を示す。この実施例では、主ライナ３１に形成さ
れた希釈用空気導入孔３１ａの開口面積の制御は無くし
、蒸発用空気導入用円筒３２に形成された蒸発用空気導
入孔３２ａとスワーラ本体３３に形成されたスワール生
成孔３３ａとの重合する開口面積のみを可変制御する方
式としたものである。
ジン運転中比較的低温に保たれ、エンジン停止後もパー
ジ及び冷却用エアを確保しやすい部位であるため、耐熱
性が比較的劣った燃料噴射弁１の摺動回転構造の採用も
可能となり、コスト低減に繋がる。図４〜図６は第２の
実施例を示す。この実施例では、主ライナ３１に形成さ
れた希釈用空気導入孔３１ａの開口面積の制御は無くし
、蒸発用空気導入用円筒３２に形成された蒸発用空気導
入孔３２ａとスワーラ本体３３に形成されたスワール生
成孔３３ａとの重合する開口面積のみを可変制御する方
式としたものである。
【００１７】この方式によれば、前記実施例における希
釈用空気量制御用円筒を廃止でき、これに伴い、シール
部材やスワール本体の爪部及び該爪部の貫通孔が不要と
なるため、部品点数，加工行程が減少し、レイアウトも
すっきりしたものとなる。但し、本実施例の場合には蒸
発用空気導入孔３２ａとスワール生成孔３３ａとの重合
開口面積の制御精度が前記実施例に比較して要求される
ので、図示のように蒸発用空気導入孔３２ａの開口形状
を略三角形状として閉まりぎわのスワーラ本体３３のセ
ッティング精度が多少甘くとも開口面積制御精度は十分
確保できるようにする。その他の構成部品については、
第１の実施例と同様であり、同一符号を付してある。
釈用空気量制御用円筒を廃止でき、これに伴い、シール
部材やスワール本体の爪部及び該爪部の貫通孔が不要と
なるため、部品点数，加工行程が減少し、レイアウトも
すっきりしたものとなる。但し、本実施例の場合には蒸
発用空気導入孔３２ａとスワール生成孔３３ａとの重合
開口面積の制御精度が前記実施例に比較して要求される
ので、図示のように蒸発用空気導入孔３２ａの開口形状
を略三角形状として閉まりぎわのスワーラ本体３３のセ
ッティング精度が多少甘くとも開口面積制御精度は十分
確保できるようにする。その他の構成部品については、
第１の実施例と同様であり、同一符号を付してある。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、空
気導入孔の開口面積を可変制御するために回転させる燃
焼筒の筒部材を、燃料噴射弁を介して回転駆動させる構
成としたため、燃焼筒の外側に特別に開口面積制御用の
制御部材や該制御部材の遮熱，摺動機構を設ける必要が
なく、燃焼器蓋部及びその周辺部の構造を小型，単純化
できると共に、燃料噴射弁の摺動回転機構の耐熱レベル
も下げられ、これらに伴いコスト低減も図れるものであ
る。
気導入孔の開口面積を可変制御するために回転させる燃
焼筒の筒部材を、燃料噴射弁を介して回転駆動させる構
成としたため、燃焼筒の外側に特別に開口面積制御用の
制御部材や該制御部材の遮熱，摺動機構を設ける必要が
なく、燃焼器蓋部及びその周辺部の構造を小型，単純化
できると共に、燃料噴射弁の摺動回転機構の耐熱レベル
も下げられ、これらに伴いコスト低減も図れるものであ
る。
【図１】本発明の第１の実施例に係る燃焼器構造の縦断
面図。
面図。
【図２】同上構造の要部分解斜視図。
【図３】同上構造のスワール生成部の平面図。
【図４】本発明の第２の実施例に係る燃焼器構造の縦断
面図。
面図。
【図５】同上構造の要部分解斜視図。
【図６】同上構造のスワール生成部の平面図。
【図７】従来例に係る燃焼器構造の縦断面図。
１ 燃料噴射弁
２ 主ライナ
２ａ 希釈用空気導入孔
６ スワーラ本体
６ｂ スワール生成孔
８ 蒸発用空気導入孔
８ａ 蒸発用空気導入孔
１９ アクチュエータ
Claims (1)
- 【請求項１】燃料噴射弁と、該燃料噴射弁の噴孔部を同
心状に内包する燃焼筒とを含んで構成され、燃焼筒は空
気導入孔が重合して開口された内外２重筒構造を有し、
内外いずれかの筒部材を回転することにより前記空気導
入孔の重合する開口面積を可変に制御するようにした燃
焼器において、燃料噴射弁を軸回りに回転自由に装着す
ると共に、燃料噴射弁と前記回転側の筒部材とを一体に
回転されるように係合し、且つ、燃料噴射弁を軸回りに
回転駆動するアクチュエータを設けたことを特徴とする
燃焼器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP848391A JPH04244512A (ja) | 1991-01-28 | 1991-01-28 | 燃焼器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP848391A JPH04244512A (ja) | 1991-01-28 | 1991-01-28 | 燃焼器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04244512A true JPH04244512A (ja) | 1992-09-01 |
Family
ID=11694359
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP848391A Pending JPH04244512A (ja) | 1991-01-28 | 1991-01-28 | 燃焼器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04244512A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003044433A1 (en) * | 2001-11-20 | 2003-05-30 | Volvo Aero Corporation | A device for a combustion chamber of a gas turbine |
| JP2005265380A (ja) * | 2004-03-22 | 2005-09-29 | Japan Aerospace Exploration Agency | ガスタービン燃焼器用空気流量調節弁 |
| JP2018521287A (ja) * | 2015-05-27 | 2018-08-02 | ドゥサン ヘヴィー インダストリーズ アンド コンストラクション カンパニー リミテッド | 回転可能な空気誘導キャップが設けられた燃焼器チャンバー |
-
1991
- 1991-01-28 JP JP848391A patent/JPH04244512A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003044433A1 (en) * | 2001-11-20 | 2003-05-30 | Volvo Aero Corporation | A device for a combustion chamber of a gas turbine |
| US7096675B2 (en) | 2001-11-20 | 2006-08-29 | Volvo Aero Corporation | Device for a combustion chamber in a gas turbine for controlling the intake of gas to a combustion zone |
| JP2005265380A (ja) * | 2004-03-22 | 2005-09-29 | Japan Aerospace Exploration Agency | ガスタービン燃焼器用空気流量調節弁 |
| JP2018521287A (ja) * | 2015-05-27 | 2018-08-02 | ドゥサン ヘヴィー インダストリーズ アンド コンストラクション カンパニー リミテッド | 回転可能な空気誘導キャップが設けられた燃焼器チャンバー |
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