JPH10196401A - コージェネレーションシステム - Google Patents
コージェネレーションシステムInfo
- Publication number
- JPH10196401A JPH10196401A JP359297A JP359297A JPH10196401A JP H10196401 A JPH10196401 A JP H10196401A JP 359297 A JP359297 A JP 359297A JP 359297 A JP359297 A JP 359297A JP H10196401 A JPH10196401 A JP H10196401A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- combustor
- fuel
- steam
- liquid fuel
- premixer
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
- F23K5/00—Feeding or distributing other fuel to combustion apparatus
- F23K5/02—Liquid fuel
- F23K5/08—Preparation of fuel
- F23K5/10—Mixing with other fluids
- F23K5/12—Preparing emulsions
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K21/00—Steam engine plants not otherwise provided for
- F01K21/04—Steam engine plants not otherwise provided for using mixtures of steam and gas; Plants generating or heating steam by bringing water or steam into direct contact with hot gas
- F01K21/047—Steam engine plants not otherwise provided for using mixtures of steam and gas; Plants generating or heating steam by bringing water or steam into direct contact with hot gas having at least one combustion gas turbine
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
- Spray-Type Burners (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】燃焼器に噴射される蒸気はNOx低減のため、
燃焼温度を低減させるという点においては寄与していた
が、液体燃料の微粒化は、燃焼ノズルでの圧力噴霧によ
って実施されており、燃料供給圧力は高圧になってしま
うという問題があった。 【解決手段】液体燃料と、廃熱回収ボイラにて発生した
蒸気の一部とを予め撹拌混合させる予混合器を燃焼器の
上流側に設ける。 【効果】以上のように構成することにより、液体燃料を
微細化してガスタービン燃焼器内に噴射しているので、
燃料供給圧力を低減させることができ、さらにNOx生
成量,ばい塵生成量及び煙色レベルを低くすることがで
きる。
燃焼温度を低減させるという点においては寄与していた
が、液体燃料の微粒化は、燃焼ノズルでの圧力噴霧によ
って実施されており、燃料供給圧力は高圧になってしま
うという問題があった。 【解決手段】液体燃料と、廃熱回収ボイラにて発生した
蒸気の一部とを予め撹拌混合させる予混合器を燃焼器の
上流側に設ける。 【効果】以上のように構成することにより、液体燃料を
微細化してガスタービン燃焼器内に噴射しているので、
燃料供給圧力を低減させることができ、さらにNOx生
成量,ばい塵生成量及び煙色レベルを低くすることがで
きる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液体燃料を燃料と
するガスタービンと廃熱回収ボイラによって構成され、
特に、燃料供給圧力とNOx生成量を低減させるのに好
適なコージェネレーションシステムに関する。
するガスタービンと廃熱回収ボイラによって構成され、
特に、燃料供給圧力とNOx生成量を低減させるのに好
適なコージェネレーションシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、電気と熱を同時に供給できエネル
ギー効率に優れた、いわゆるコージェネレーションシス
テムの開発が行われている。
ギー効率に優れた、いわゆるコージェネレーションシス
テムの開発が行われている。
【0003】このコージェネレーションシステムは特開
平6−207528 号公報に記載のように、燃焼器と空気圧縮
機とタービンとを有するガスタービンと、廃熱回収ボイ
ラとで構成されており、燃焼器で発生させた燃焼ガスに
より発電機を駆動して電気を出力すると共に、ガスター
ビンから発生する排ガスを廃熱回収ボイラにて熱回収し
て蒸気を発生させ、発生蒸気をプロセス蒸気として利用
している。
平6−207528 号公報に記載のように、燃焼器と空気圧縮
機とタービンとを有するガスタービンと、廃熱回収ボイ
ラとで構成されており、燃焼器で発生させた燃焼ガスに
より発電機を駆動して電気を出力すると共に、ガスター
ビンから発生する排ガスを廃熱回収ボイラにて熱回収し
て蒸気を発生させ、発生蒸気をプロセス蒸気として利用
している。
【0004】また従来技術では、ガスタービンの燃焼装
置に燃料を送り込むには、ガスタービン内の燃焼器、あ
るいは燃焼器が収まっている車室内に噴射する蒸気噴射
方式で行っており、この蒸気噴射方式は、燃焼温度を低
減させることができるため、NOxの排出を少なくする
ことができる。
置に燃料を送り込むには、ガスタービン内の燃焼器、あ
るいは燃焼器が収まっている車室内に噴射する蒸気噴射
方式で行っており、この蒸気噴射方式は、燃焼温度を低
減させることができるため、NOxの排出を少なくする
ことができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】蒸気従来技術では、噴
射される蒸気はNOxのため、燃焼温度を低減させると
いう点においては寄与していたが、液体燃料の微粒化
は、燃焼ノズルでの圧力噴霧によって実施されており、
燃料供給圧力は高圧になってしまうという問題があっ
た。また、蒸気負荷の少ないプラントでは、廃熱回収ボ
イラで発生させた蒸気はプロセス蒸気としてプラントで
使用されているが、一部は余剰蒸気分として捨てられて
おり、熱効率の向上については配慮されていない。
射される蒸気はNOxのため、燃焼温度を低減させると
いう点においては寄与していたが、液体燃料の微粒化
は、燃焼ノズルでの圧力噴霧によって実施されており、
燃料供給圧力は高圧になってしまうという問題があっ
た。また、蒸気負荷の少ないプラントでは、廃熱回収ボ
イラで発生させた蒸気はプロセス蒸気としてプラントで
使用されているが、一部は余剰蒸気分として捨てられて
おり、熱効率の向上については配慮されていない。
【0006】本発明の目的は、燃料供給圧力を低減し、
信頼性が高く、且つ、保守を容易としたコージェネレー
ションシステムを供給することである。
信頼性が高く、且つ、保守を容易としたコージェネレー
ションシステムを供給することである。
【0007】また、本発明の他の目的は、NOx生成
量,ばい塵生成量及び煙色レベルを低くしたコージェネ
レーションシステムを供給することにある。
量,ばい塵生成量及び煙色レベルを低くしたコージェネ
レーションシステムを供給することにある。
【0008】さらに、本発明の他の目的は、余剰蒸気を
有効利用したコージェネレーションシステムを供給する
ことにある。
有効利用したコージェネレーションシステムを供給する
ことにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】燃料を燃焼させる燃焼器
と該燃焼器に空気を圧縮して供給する空気圧縮機と前記
燃焼器からの燃焼ガスによって駆動されるタービンとを
有するガスタービンと、該タービンにより駆動されて発
電する発電機と、前記ガスタービンから排出される排ガ
スから熱回収し蒸気を発生する廃熱回収ボイラと、該廃
熱回収ボイラから発生する蒸気を燃料と混合させ、前記
燃焼器に混合した燃料を供給する予混合器とを備えるも
のである。
と該燃焼器に空気を圧縮して供給する空気圧縮機と前記
燃焼器からの燃焼ガスによって駆動されるタービンとを
有するガスタービンと、該タービンにより駆動されて発
電する発電機と、前記ガスタービンから排出される排ガ
スから熱回収し蒸気を発生する廃熱回収ボイラと、該廃
熱回収ボイラから発生する蒸気を燃料と混合させ、前記
燃焼器に混合した燃料を供給する予混合器とを備えるも
のである。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について図
面を用いて説明する。
面を用いて説明する。
【0011】図1は、本発明の一実施例であるコージェ
ネレーションシステムの系統図、図2は予混合器の構造
を示す縦断面図である。
ネレーションシステムの系統図、図2は予混合器の構造
を示す縦断面図である。
【0012】図1において、コージェネレーションシス
テムの主要部であるガスタービン1は、液体燃料を燃焼
させる燃焼器11と、空気を圧縮して燃焼器11に空気
を供給するための空気圧縮機13と、燃焼器11により
燃焼したガスにより駆動されるタービン14で構成され
ている。燃焼器11で発生させた燃焼ガスによりタービ
ン14は回転され、空気圧縮機13の主軸を回転すると
共に減速器4で減速して発電機3を駆動する。タービン
14を出た排ガスは排ガスダクト9を通り、廃熱回収ボ
イラ2に導かれる。排ガスの熱は水管22にて回収さ
れ、ドラム21で飽和蒸気となる。水管22及びドラム
21で発生させた飽和蒸気は、プロセス蒸気としてプラ
ントで使用されるが、一部は廃熱回収ボイラ2の水管2
2より上流側に設置された過熱器23で加熱されて過熱
蒸気となり、蒸気流量調整弁7で流量調整され予混合器
6に供給される。
テムの主要部であるガスタービン1は、液体燃料を燃焼
させる燃焼器11と、空気を圧縮して燃焼器11に空気
を供給するための空気圧縮機13と、燃焼器11により
燃焼したガスにより駆動されるタービン14で構成され
ている。燃焼器11で発生させた燃焼ガスによりタービ
ン14は回転され、空気圧縮機13の主軸を回転すると
共に減速器4で減速して発電機3を駆動する。タービン
14を出た排ガスは排ガスダクト9を通り、廃熱回収ボ
イラ2に導かれる。排ガスの熱は水管22にて回収さ
れ、ドラム21で飽和蒸気となる。水管22及びドラム
21で発生させた飽和蒸気は、プロセス蒸気としてプラ
ントで使用されるが、一部は廃熱回収ボイラ2の水管2
2より上流側に設置された過熱器23で加熱されて過熱
蒸気となり、蒸気流量調整弁7で流量調整され予混合器
6に供給される。
【0013】予混合器6では、燃料ポンプ8で昇圧され
た液体燃料と過熱蒸気とを撹拌混合し、エマルジョン燃
料とする。エマルジョン燃料は、燃料ノズル12で燃焼
器11内に微粒化され噴霧される。また、タービン1
4,排ガスダクト9を経由して、廃熱回収ボイラ2を出
た排ガスは、煙突5を通り大気に放出される。
た液体燃料と過熱蒸気とを撹拌混合し、エマルジョン燃
料とする。エマルジョン燃料は、燃料ノズル12で燃焼
器11内に微粒化され噴霧される。また、タービン1
4,排ガスダクト9を経由して、廃熱回収ボイラ2を出
た排ガスは、煙突5を通り大気に放出される。
【0014】図2は、噴流接触方式の予混合器の構造を
示す縦断面図である。図1に示す燃料ポンプ8で昇圧さ
れた液体燃料は、容器入口623より予混合器容器62
1に入る。蒸気は撹拌用蒸気ノズル622を通り液体燃
料に噴射され、その際に起こる乱流によって撹拌され
る。また、撹拌用蒸気ノズル622後方に設けるインペ
ラー625は、液体燃料及び蒸気の流れによって自動で
回転し、撹拌混合を更に良好にする働きがある。
示す縦断面図である。図1に示す燃料ポンプ8で昇圧さ
れた液体燃料は、容器入口623より予混合器容器62
1に入る。蒸気は撹拌用蒸気ノズル622を通り液体燃
料に噴射され、その際に起こる乱流によって撹拌され
る。また、撹拌用蒸気ノズル622後方に設けるインペ
ラー625は、液体燃料及び蒸気の流れによって自動で
回転し、撹拌混合を更に良好にする働きがある。
【0015】以上本実施例によれば、予混合器6におい
て液体燃料と蒸気を撹拌混合させることにより、液体燃
料を燃焼ノズル12において微粒化して噴射することが
可能となる。これにより、液体燃料と空気の接触面積が
増大し、液体燃料が液相から気相に速やかに移動し、N
Ox生成量を極めて少なくすることができる。また、液
体燃料を微粒化することで未燃分も極めて少なくなり、
ばい塵量及び煙色を低下させることができる。さらに、
液体燃料と蒸気を撹拌混合させることにより、液体燃料
の粘度を低くすることができ、圧力噴霧する必要をなく
すことが可能となる。このため液体燃料供給圧力を低減
でき、システムの信頼性向上及び保守を容易にすること
ができる。
て液体燃料と蒸気を撹拌混合させることにより、液体燃
料を燃焼ノズル12において微粒化して噴射することが
可能となる。これにより、液体燃料と空気の接触面積が
増大し、液体燃料が液相から気相に速やかに移動し、N
Ox生成量を極めて少なくすることができる。また、液
体燃料を微粒化することで未燃分も極めて少なくなり、
ばい塵量及び煙色を低下させることができる。さらに、
液体燃料と蒸気を撹拌混合させることにより、液体燃料
の粘度を低くすることができ、圧力噴霧する必要をなく
すことが可能となる。このため液体燃料供給圧力を低減
でき、システムの信頼性向上及び保守を容易にすること
ができる。
【0016】図3は、他の実施例の予混合器の構造を示
す縦断面図である。本実施例では、液体燃料は液体燃料
入口635より予混合器容器631に入り容器内を満た
す。蒸気は、予混合器容器631の底部に設けられた蒸
気入口636より気泡となり容器内に入る。撹拌用イン
ペラー632は、モータ634により回転され、液体燃
料及び蒸気を良好に撹拌する。また、邪魔板633は蒸
気気泡が旋回流れ中心に集まるのを防ぐ働きをする。
す縦断面図である。本実施例では、液体燃料は液体燃料
入口635より予混合器容器631に入り容器内を満た
す。蒸気は、予混合器容器631の底部に設けられた蒸
気入口636より気泡となり容器内に入る。撹拌用イン
ペラー632は、モータ634により回転され、液体燃
料及び蒸気を良好に撹拌する。また、邪魔板633は蒸
気気泡が旋回流れ中心に集まるのを防ぐ働きをする。
【0017】次に図4に示す、本発明の他の実施例につ
いて説明する。図4は、本実施例のコージェネレーショ
ンシステムの系統図である。本実施例のコージェネレー
ションシステムは図1に示すものと同様に構成されてい
るが、本実施例のものは燃料ポンプ101を予混合器6
と燃焼器11との間に設置している。このように構成し
た場合、過熱蒸気圧力が液体燃料圧力より低い場合に燃
料ポンプ101に昇圧して燃焼器11に供給することが
できる。
いて説明する。図4は、本実施例のコージェネレーショ
ンシステムの系統図である。本実施例のコージェネレー
ションシステムは図1に示すものと同様に構成されてい
るが、本実施例のものは燃料ポンプ101を予混合器6
と燃焼器11との間に設置している。このように構成し
た場合、過熱蒸気圧力が液体燃料圧力より低い場合に燃
料ポンプ101に昇圧して燃焼器11に供給することが
できる。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ガ
スタービン燃焼器より上流側で液体燃料と蒸気を撹拌混
合させ、液体燃料を微粒化してガスタービン燃焼器内に
噴射しているので、燃料供給圧力を低減させることがで
きるため、信頼性を高く、且つ、保守を容易にすること
ができる。
スタービン燃焼器より上流側で液体燃料と蒸気を撹拌混
合させ、液体燃料を微粒化してガスタービン燃焼器内に
噴射しているので、燃料供給圧力を低減させることがで
きるため、信頼性を高く、且つ、保守を容易にすること
ができる。
【0019】また、本実施例では液体燃料と蒸気を撹拌
混合させることにより、特に蒸気負荷の少ないプラント
で、余剰蒸気として捨てられていたものを有効に使用す
ることができ、プラントの熱効率に大きく貢献すること
ができる。
混合させることにより、特に蒸気負荷の少ないプラント
で、余剰蒸気として捨てられていたものを有効に使用す
ることができ、プラントの熱効率に大きく貢献すること
ができる。
【0020】また、本発明によれば、液体燃料と蒸気を
ガスタービン燃焼器より上流側で撹拌混合させることに
より、NOx生成量,ばい塵生成量及び煙色レベルを低
くすることができるので、これまでNOx等の公害規制
が厳しいため、都市部での導入が厳しかった液体燃料焚
き、特に、重油などの低質燃料焚きガスタービンコージ
ェネレーションシステムを、脱硝装置等の付帯設備なし
に導入することができるようになる。
ガスタービン燃焼器より上流側で撹拌混合させることに
より、NOx生成量,ばい塵生成量及び煙色レベルを低
くすることができるので、これまでNOx等の公害規制
が厳しいため、都市部での導入が厳しかった液体燃料焚
き、特に、重油などの低質燃料焚きガスタービンコージ
ェネレーションシステムを、脱硝装置等の付帯設備なし
に導入することができるようになる。
【図1】本発明の一実施例であるコージェネレーション
システムの系統図である。
システムの系統図である。
【図2】本発明の一実施例を示す予混合器の縦断面図で
ある。
ある。
【図3】本発明の他の実施例を示す予混合器の縦断面図
である。
である。
【図4】本発明の他の実施例を示すコージェネレーショ
ンシステムの系統図である。
ンシステムの系統図である。
1…ガスタービン、2…排熱回収ボイラ、3…発電機、
4…減速機、5…煙突、6…予混合器、7…蒸気流量調
整弁、8,101…燃料ポンプ、9…排ガスダクト、1
1…燃焼器、12…燃料ノズル、13…空気圧縮機、1
4…タービン、21…ドラム、22…水管、23…過熱
器、100…供給ポンプ、621,631…予混合器容
器、622…撹拌用蒸気ノズル、623…容器入口、6
24,637…容器出口、625…インペラー、632…
撹拌用インペラー、633…邪魔板、634…モータ、
635…液体燃料入口、636…蒸気入口。
4…減速機、5…煙突、6…予混合器、7…蒸気流量調
整弁、8,101…燃料ポンプ、9…排ガスダクト、1
1…燃焼器、12…燃料ノズル、13…空気圧縮機、1
4…タービン、21…ドラム、22…水管、23…過熱
器、100…供給ポンプ、621,631…予混合器容
器、622…撹拌用蒸気ノズル、623…容器入口、6
24,637…容器出口、625…インペラー、632…
撹拌用インペラー、633…邪魔板、634…モータ、
635…液体燃料入口、636…蒸気入口。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F23C 11/00 333 F23C 11/00 333 F23D 11/10 F23D 11/10 C F23R 3/28 F23R 3/28 A
Claims (3)
- 【請求項1】燃料を燃焼させる燃焼器と該燃焼器に空気
を圧縮して供給する空気圧縮機と前記燃焼器からの燃焼
ガスによって駆動されるタービンとを有するガスタービ
ンと、該タービンにより駆動されて発電する発電機と、
前記ガスタービンから排出される排ガスから熱回収し蒸
気を発生する廃熱回収ボイラと、該廃熱回収ボイラから
発生する蒸気を燃料と混合させ、前記燃焼器に混合した
燃料を供給する予混合器とを備えることを特徴とするコ
ージェネレーションシステム。 - 【請求項2】前記予混合器で混合された燃料を前記燃焼
器に供給する燃料ポンプとを備えた請求項1に記載のコ
ージェネレーションシステム。 - 【請求項3】前記予混合器と前記燃焼器を燃料ポンプを
介して接続した、請求項1に記載のコージェネレーショ
ンシステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP359297A JPH10196401A (ja) | 1997-01-13 | 1997-01-13 | コージェネレーションシステム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP359297A JPH10196401A (ja) | 1997-01-13 | 1997-01-13 | コージェネレーションシステム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10196401A true JPH10196401A (ja) | 1998-07-28 |
Family
ID=11561747
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP359297A Pending JPH10196401A (ja) | 1997-01-13 | 1997-01-13 | コージェネレーションシステム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10196401A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001038699A1 (en) * | 1999-11-29 | 2001-05-31 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Sequential use of steam |
| US7987616B2 (en) * | 2006-12-15 | 2011-08-02 | Lg Electronics Inc. | Laundry machine |
| JP2011220669A (ja) * | 2010-04-06 | 2011-11-04 | General Electric Co <Ge> | 環状リングマニホルド四次燃料分配器 |
| CN106481377A (zh) * | 2016-11-22 | 2017-03-08 | 吴�民 | 一种余热回收发电装置 |
| US10330050B2 (en) | 2013-10-11 | 2019-06-25 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Fuel injection device for gas turbine |
| US10443853B2 (en) | 2013-10-11 | 2019-10-15 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Fuel injection device for gas turbine |
| CN115672116A (zh) * | 2022-11-16 | 2023-02-03 | 东莞市金龙珠宝首饰有限公司 | 燃气产生装置 |
-
1997
- 1997-01-13 JP JP359297A patent/JPH10196401A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001038699A1 (en) * | 1999-11-29 | 2001-05-31 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Sequential use of steam |
| US7987616B2 (en) * | 2006-12-15 | 2011-08-02 | Lg Electronics Inc. | Laundry machine |
| JP2011220669A (ja) * | 2010-04-06 | 2011-11-04 | General Electric Co <Ge> | 環状リングマニホルド四次燃料分配器 |
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| US10443853B2 (en) | 2013-10-11 | 2019-10-15 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Fuel injection device for gas turbine |
| DE112014004655B4 (de) * | 2013-10-11 | 2020-03-12 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Brennstoffeinspritzvorrichtung für eine Gasturbine |
| DE112014004695B4 (de) | 2013-10-11 | 2022-08-04 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Brennstoffeinspritzvorrichtung für eine Gasturbine |
| CN106481377A (zh) * | 2016-11-22 | 2017-03-08 | 吴�民 | 一种余热回收发电装置 |
| CN115672116A (zh) * | 2022-11-16 | 2023-02-03 | 东莞市金龙珠宝首饰有限公司 | 燃气产生装置 |
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