FR2547026A1 - HOT WATER GENERATOR, ESPECIALLY CENTRAL HEATING BOILER, WITH SOLID FUEL, PARTICULARLY FOR THE COMBUSTION OF WOOD LOGS - Google Patents
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Abstract
Description
Générateur d'eau chaude, notamment chaudière de chauffage central, à combuHot water generator, in particular central heating boiler, with combustion
tible solide, en particulier pour la combustion de bûches de bois. solid target, in particular for the combustion of wood logs.
La présente invention se rapporte à un générateur d'eau chaude, notam The present invention relates to a hot water generator, in particular
ment à une chaudière de chauffage central, à combustible solide, en parti- to a central heating boiler, solid fuel, in particular
culier à bois et, le cas échéant, à combustible liquide ou gazeux, compre- wood and, where appropriate, liquid or gaseous fuel,
nant, entouré à distance par une carcasse, un foyer-échangeur entourant un chambre de grande taille, sensiblement en forme de cylindre à axe horizont destinée à recevoir le combustible solide et délimitée latéralement et à l'extrémité arrière par des doubles parois entre lesquelles circule l'eau chauffer et, à l'extrémité avant, par une porte, les doubles parois étant interrompues, dans la partie la plus basse de la chambre, par au moins une nant, surrounded at a distance by a carcass, a heat exchanger surrounding a large chamber, substantially in the shape of a cylinder with a horizontal axis intended to receive solid fuel and delimited laterally and at the rear end by double walls between which circulates the water to heat and, at the front end, by a door, the double walls being interrupted, in the lowest part of the room, by at least one
ouverture garnie d'un bol de combustion. opening lined with a combustion bowl.
Dans un tel générateur du type à combustion à flammes renversées, à 1 fois la paroi intérieure et la paroi extérieure de la chambre à double par servent de surface de chauffe En effet,-la paroi intérieure est chauffée In such a generator of the reverse flame combustion type, once the inner wall and the outer wall of the double chamber are used as a heating surface. In fact, the inner wall is heated.
la chaleur dégagée par la carbonisation du bois, laquelle a lieu à l'inté- the heat given off by the carbonization of the wood, which takes place inside
rieur de la chambre, alors que la paroi extérieure est chauffée par les flammes et les gaz chauds de la combustion proprement dite à flammes renve sées des matières volatiles contenues dans le bois et dégagées par la carb nisation, cette combustion ayant lieu au passage à travers l'ouverture inf rieure de la chambre et dans la partie située en dessous de la chambre, le flammes et les gaz de combustion longeant ensuite la paroi extérieure de 2 chambre vers le haut et vers l'arrière avant de s'échapper dans la chemine Un tel générateur se distingue à la fois par la combustion complète d bois, dû à la combustion à flammes renversées (absence de bistrage, taux d CO minime et de C 02 élevé dans les gaz de combustion) et par le rendement élevé dûu à l'utilisation de la paroi intérieure et de la paroi extérieure laughter of the chamber, while the outer wall is heated by the flames and the hot gases of the combustion proper, with flames returned from the volatile materials contained in the wood and released by the carb nization, this combustion taking place when passing through the lower opening of the chamber and in the part located below the chamber, the flames and the combustion gases then running along the outer wall of the 2 chamber upwards and backwards before escaping into the chimney Such a generator is distinguished both by the complete combustion of wood, due to the combustion with reverse flames (absence of bistrage, minimal CO 2 and CO 2 content in the combustion gases) and by the high efficiency due to the use of the inner wall and the outer wall
corps de chauffe comme surface d'échange de chaleur - heating element as heat exchange surface -
Ce générateur d'eau chaude connu est à foyer-échangeur monobloc et présente plusieurs inconvénients D'une part, la fabrication du foyer-éche geur monobloc en acier implique d'importants travaux de soudure entraînant coût de main-d'oeuvre considérable De plus, dans le cas de chaudières iml tantes, la manutention et le transport du foyer-échangeur assemblé en usil peut poser des problèmes Par ailleurs, du fait de la fabrication du foye: This known hot water generator has a one-piece hearth-exchanger and has several drawbacks. On the one hand, the manufacture of a one-piece steel hearth-exchanger involves significant welding work, resulting in considerable labor cost. , in the case of large boilers, the handling and transport of the hearth-exchanger assembled in the factory can pose problems. Furthermore, due to the manufacture of the furnace:
échangeur en tale d'acier, il existe des risques de corrosion. exchanger in steel sheet, there are risks of corrosion.
La présente invention a pour objet un générateur d'eau chaude du type défini ci-dessus qui, tout en conservant les avantages d'une combustion complète et d'un rendement élevé, peut être fabriqué à un prix de revient réduit, permet un transport et une manutention simples en ce qui concerne le foyer-échangeur et élimine ou pour le moins réduit considérablement le risque The present invention relates to a hot water generator of the type defined above which, while retaining the advantages of complete combustion and high efficiency, can be manufactured at a reduced cost price, allows transport and simple handling with regard to the heat exchanger and eliminates or at least considerably reduces the risk
de corrosion chimique (acide sulfurique, acide acétique). chemical corrosion (sulfuric acid, acetic acid).
Dans le générateur d'eau chaude suivant la présente invention, le foyer- In the hot water generator according to the present invention, the hearth-
échangeur du type à double paroi, comporte plusieurs ouvertures dans sa partie basse et est subdivisé suivant sa longueur en plusieurs éléments Ces éléments comprennent plusieurs éléments intermédiaires annulaires creux identiques, délimitant chacun une chambre annulaire fermée autour d'une ouverture de passage centrale Chacun de ces éléments intermédiaires comporte sur un coté frontal un décrochement axial local définissant une partie en retrait axialement Chacun de ces éléments intermédiaires présente en outre deux trous sensiblement opposés dans chacun de ces deux faces frontales Les éléments du foyer-échangeur comprennent en outre un élément d'extrémité double wall type exchanger, has several openings in its lower part and is divided along its length into several elements These elements include several identical hollow annular intermediate elements, each delimiting an annular chamber closed around a central passage opening Each of these intermediate elements comprises on a front side a local axial recess defining an axially recessed part Each of these intermediate elements also has two substantially opposite holes in each of these two front faces The elements of the heat exchanger also include an end element
arrière, creux, constituant un double fond et présentant deux trous sensible- rear, hollow, constituting a double bottom and having two sensitive holes-
ment opposés dans l'une de ses faces frontales, ainsi qu'un raccord menant vers l'extérieur Les éléments du foyer-échangeur comprennent, par ailleurs, un élément d'extrémité avant annulaire creux délimitant, comme les éléments intermédiaires, une chambre annulaire fermée autour d'une ouverture de passage central Cet élément d'extrémité avant qui peut être pourvu ou dépourvu du opposite opposite in one of its front faces, as well as a connection leading towards the outside. The elements of the heat exchanger include, moreover, a hollow annular front end element delimiting, like the intermediate elements, an annular chamber. closed around a central passage opening This front end element which can be provided with or without the
décrochement prévu sur les éléments intermédiaires présente deux trous sensi- recess provided on the intermediate elements has two sensitive holes
blement opposés dans l'une de ses deux faces frontales, ainsi qu'un raccord clearly opposite in one of its two front faces, as well as a fitting
menant vers l'extérieur Les éléments d'extrémité et les éléments intermé- leading outwards The end elements and the intermediate elements
diaires sont placés bout à bout et assemblés de manière que les faces frontales avec décrochement et les faces frontales sans décrochement des éléments successifs se trouvent en alternance en opposition et en regard de sorte que les décrochement se complètent deux à deux pour former une ouverture radiale et que les trous frontaux des éléments successifs coïncident Chacune desdites ouvertures radiales est garnie d'un élément rapporté en forme de chemise, diaries are placed end to end and assembled in such a way that the front faces with recess and the front faces without recess of the successive elements are alternately in opposition and facing each other so that the recesses complement each other two by two to form a radial opening and that the front holes of the successive elements coincide Each of said radial openings is furnished with an insert element in the form of a jacket,
constituant un bol de combustion sans circulation d'eau. constituting a combustion bowl without circulation of water.
Le mode de construction suivant l'invention du foyer-échangeur permet d'assembler ce dernier à partir de plusieurs éléments de taille réduite qui se prêtent sans problème à une fabrication par moulage en fonte les travaux The construction method according to the invention of the hearth-exchanger makes it possible to assemble the latter from several elements of reduced size which lend themselves without problem to a manufacture by casting in cast iron the works
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de soudure sont donc superflus, le montage se résumant à des travaux d'as semblage simples Cet assemblage peut être effectué au lieu d'installation générateur particulièrement pour les fortes puissances, d'o une simplifi tion du transport et de la manutention A partir d'un modèle d'éléments, est possible de réaliser des générateurs d'eau chaude de différentes puis par l'utilisation d'un nombre plus ou moins important d'éléments interméd: Enfin, la réalisation des éléments en fonte réduit très largement les ris are therefore superfluous, the assembly being summed up in simple assembly work This assembly can be carried out at the place of generator installation particularly for high powers, hence a simplification of transport and handling From '' a model of elements, it is possible to produce hot water generators of different then by the use of a more or less significant number of intermed elements: Finally, the realization of cast iron elements very largely reduces the ris
de corrosion par rapport à un foyer-échangeur en tôle d'acier. corrosion compared to a sheet steel heat exchanger.
Suivant un mode de réalisation de l'invention, les trous dans les fai frontales des éléments du foyer-échangeur sont taraudées et les éléments assemblés à l'aide de manchons filetés vissés dans lesdits trous Suivant autre mode de réalisation, les éléments sont assemblés à l'aide de manchot biconiques emmanchés à la presse dans les trous lisses des éléments du foi échangeur. Il s'agit là de deux modes d'assemblage simples qui permettent, par ailleurs, de remplacer sans difficulté un élément éventuellement défaillai L'arrivée de l'air de combustion dans la chambre définie par le foye: échangeur s'effectue de façon usuelle à l'extrémité avant du corps de chai Afin d'assurer néanmoins une combustion uniforme de l'avant à l'arrière di foyer-échangeur, il est avantageux de prévoir des obturateurs pour réduir E section de passage d'une partie des bols de combustion rapportés dans les According to one embodiment of the invention, the holes in the front beams of the elements of the hearth-exchanger are tapped and the elements assembled using threaded sleeves screwed into said holes. According to another embodiment, the elements are assembled to using biconical penguins press-fitted into the smooth holes of the elements of the authentic exchanger. These are two simple assembly methods which, moreover, make it possible to easily replace any element that may have failed. The arrival of combustion air in the chamber defined by the furnace: exchanger is carried out in the usual way at the front end of the cellar body In order, however, to ensure uniform combustion from the front to the rear of the hearth-exchanger, it is advantageous to provide shutters to reduce the cross section of part of the bowls of combustion reported in
ouvertures inférieures du foyer-échangeur. lower openings of the heat exchanger.
En se référant au dessin annexé, on va décrire ci-après plus en déta: un mode de réalisation illustratif et non limitatif d'un générateur d'eau chaude suivant l'invention; sur le dessin: la fig l est une vue en élévation latérale, partiellement en coupe longitudinale verticale, d'un foyer-échangeur conforme à l'invention inst; dans une chaudière; la fig 2 est une vue en élévation frontale d'un élément intermédiai: 3 ( du corps de chauffe; les fig 3 et 4 sont des coupes suivant III-III et IV-VI de la fig. La chaudière de chauffage central à combustion à flammes renversées illustrée par la fig 1 comprend un foyer-échangeur l qui se présente sout Referring to the appended drawing, there will be described below in more detail: an illustrative and nonlimiting embodiment of a hot water generator according to the invention; in the drawing: FIG. 1 is a side elevation view, partially in vertical longitudinal section, of a heat exchanger according to the invention inst; in a boiler; FIG. 2 is a front elevation view of an intermediate element: 3 (of the heating body; FIGS. 3 and 4 are sections along III-III and IV-VI of FIG. The central heating boiler with combustion reverse flames illustrated in fig 1 includes a heat exchanger l which is presented sout
forme d'un cylindre circulaire, elliptique ou analogue, à axe horizontal. shape of a circular, elliptical or similar cylinder, with horizontal axis.
foyer-échangeur 1 est entouré à distance, à sa moitié supérieure et à l'a hearth-exchanger 1 is surrounded at a distance, at its upper half and at the
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par une carcasse 2 qui peut être de préférence en tôle d'acier soudée La by a carcass 2 which may preferably be of welded sheet steel La
carcasse 2 comprend une paroi latérale 3 qui est sensiblement demi-cylin- carcass 2 comprises a side wall 3 which is substantially half-cylinder
drique dans sa partie supérieure et est prolongée verticalement vers le bas jusqu'à une paroi de base 4 La carcasse 2 comprend par ailleurs une paroi arrière 5 munie d'une buse 6 destinée au raccordement de la chaudière à un conduit de cheminée La carcasse 2 comprend enfin une paroi avant 7 munie en dessous du corps de chauffe 1, d'une arrivée d'air secondaire 8 a et d'une porte de décentrage 8 b La paroi de base 4 est garnie sur sa face supérieure drique in its upper part and is extended vertically downwards to a base wall 4 The carcass 2 also comprises a rear wall 5 provided with a nozzle 6 intended for the connection of the boiler to a chimney flue The carcass 2 finally comprises a front wall 7 provided below the heating body 1, with a secondary air inlet 8 a and an off-center door 8 b The base wall 4 is lined on its upper face
d'une couche 9 de matière réfractaire. a layer 9 of refractory material.
La carcasse 2 est avantageusement entourée d'une jaquette calorifuge non représentée. Le corps de chauffe 1 est composé d'une succession d'éléments, à savoir d'un élemat d'extrémité avant 10, de plusieurs éléments intermédiaires 11 et d'un élément d'extrémité arrière 12 se raccordant les uns aux autres suivant des plans verticaux perpendiculaires à l'axe longitudinal horizontal du The carcass 2 is advantageously surrounded by an insulating jacket (not shown). The heating body 1 is composed of a succession of elements, namely a front end element 10, several intermediate elements 11 and a rear end element 12 which are connected to one another in accordance with vertical planes perpendicular to the horizontal longitudinal axis of the
foyer-échangeur 1.hearth-exchanger 1.
L'élément d'extrémité avant 10 et les éléments intermédiaires il sont chacun constitués par un élément annulaire creux délimitant une chambre The front end element 10 and the intermediate elements 11 each consist of a hollow annular element delimiting a chamber
annulaire 13, 14, respectivement, de section carrée ou rectangulaire. annular 13, 14, respectively, of square or rectangular section.
Sur la face frontale avant de l'élément d'extrémité avant 10 est articu- On the front end face of the front end element 10 is articulated
lée une porte 15 présentant une ouverture centrale 16 de forme carrée ou door 15 having a central opening 16 of square shape or
rectangulaire 16 susceptible d'être obturée par une porte de changement 17. rectangular 16 capable of being closed by a change door 17.
Cette porte 17 comporte une ouverture d'admission d'air primaire 18 commandée par un volet d'air primaire 19 sous l'action d'un régulateur de tirage non représenté qui détecte de façon usuelle la température de l'eau au départ This door 17 has a primary air intake opening 18 controlled by a primary air flap 19 under the action of a draft regulator not shown which usually detects the temperature of the water at the start.
vers les radiateurs de l'installation de chauffage central. to the radiators of the central heating installation.
La chambre annulaire 13 de l'élément d'extrémité avant 10 présente une The annular chamber 13 of the front end element 10 has a
section constante sur toute la circonférence. constant section over the entire circumference.
Chaque élément intermédiaire 11 présente sur un côté frontal, en partie basse, un décrochement axial local 20 définissant une partie en retrait (voir fig 2 à 4) Ce décrochement 20 provoque une réduction locale de la section Each intermediate element 11 has on a front side, in the lower part, a local axial recess 20 defining a recessed part (see fig 2 to 4) This recess 20 causes a local reduction of the section
par ailleurs constante de la chambre annulaire 14 - otherwise constant of the annular chamber 14 -
L'élément d'extrémité arrière 12 est un élément creux sans ouverture centrale comme les éléments 10 et 11, constituant un fond double pour le The rear end element 12 is a hollow element without central opening like the elements 10 and 11, constituting a double bottom for the
foyer-échangeur 1.hearth-exchanger 1.
Les éléments intermédiaires Il sont placés bout à bout de manière qu( les faces frontales avec décrochement et les faces frontales sans décroch E ment des éléments successifs se trouvent en alternance en regard et en opl sition, les décrochements 20 en regard se complétant sous la forme d'une ouverture radiale ayant une section double de celle de chaque décrochement 20. Chaque élément intermédiaire Il présente deux trous 21, 22 sensiblem E opposés, l'un en partie haute et l'autre en partie basse, dans chacune de deux faces frontales (voir fig 2 à 4) L'élément d'extrémité avant 10 et l'élément d'extrémité arrière 12 présentent chacun deux trous correspondar dans sa face frontale tournée vers les éléments intermédiaires 11 et, de préférence mais non pas obligatoirement, deux trous correspondants dans sc The intermediate elements It are placed end to end so that (the front faces with recess and the front faces without detachment of successive elements are alternately opposite and in opl sition, the recesses 20 opposite complement each other in the form a radial opening having a section twice that of each recess 20. Each intermediate element It has two opposite holes 21, 22 sensiblem E, one at the top and the other at the bottom, in each of two front faces (see fig 2 to 4) The front end element 10 and the rear end element 12 each have two corresponding holes in its front face facing the intermediate elements 11 and, preferably but not necessarily, two holes correspondents in sc
autre face frontale.other front face.
Les deux faces frontales planes des éléments intermédiaires 11 sont rectifiées, tandis que les éléments d'extrémité 10 et 12 sont rectifiés st The two flat front faces of the intermediate elements 11 are rectified, while the end elements 10 and 12 are rectified st
leur face frontale plane tournée vers les éléments intermédiaires 11. their flat front face facing the intermediate elements 11.
Pour l'assemblage du foyer-échangeur 1 à partir des éléments 10, 11 E 12, on place lesdits éléments bout à bout de manière que les trous 21, 22 différents éléments coïncident, en intercalant une matière d'étanchéité réfractaire entre les faces frontales en regard des éléments 10, 11 et 12, on assemble les différents éléments en les maintenant serrés les uns conti les autres Ainsi, les chambres 13 et 14 des éléments 10 et 11 et la chaml de l'élément 12 communiquent entre elles par les trous 21 et 22 Par conse le foyer-échangeur 1 peut être intercalé dans un circuit de chauffage au moyen d'un raccord 23 prévu sur l'élément d'extrémité avant 10 et d'un rac For the assembly of the hearth-exchanger 1 from the elements 10, 11 E 12, the said elements are placed end to end so that the holes 21, 22 different elements coincide, by interposing a refractory sealing material between the front faces opposite the elements 10, 11 and 12, the various elements are assembled by keeping them tight one against the other Thus, the chambers 13 and 14 of the elements 10 and 11 and the chamber of the element 12 communicate with each other through the holes 21 and 22 As a result, the heat exchanger 1 can be inserted in a heating circuit by means of a connector 23 provided on the front end element 10 and a rac
24 prévu sur l'élément d'extrémité arrière 12. 24 provided on the rear end element 12.
Chaque ouverture inférieure formée dans le foyer-échangeur 1 par les décrochements 20 de deux éléments intermédiaires 11 dont les décrochement< se complètent est garnie d'une chemise 25 rapportée depuis le haut, dépase Each lower opening formed in the heat exchanger 1 by the recesses 20 of two intermediate elements 11 whose recesses <complement each other is provided with a jacket 25 attached from the top,
le foyer-échangeur 1 vers le bas Cette chemise 25 sert de "bol de combus- the heat exchanger 1 down This jacket 25 serves as a "fuel bowl"
On reconnaît sur la fig 1 que le bol de combustion 25 le plus proche l'ouverture d'admission d'air primaire 18 comporte un obturateur 26 réduis la section de passage du bol 25 Le bol 25 suivant comporte lui aussi un obturateur 27 qui réduit la section de passage du bol 25 dans une plus fa: mesure que l'obturateur 26 Cette réduction progressive de la section de passage des bols de combustion au fur et à mesure que l'on s'approche de l'ouverture d'admission d'air primaire 18 assure une répartition uniforme de l'air de combustion primaire sur les différentes ouvertures inférieures du foyer-échangeur 1, d'o une combustion régulière à travers les différents bols de combustion, malgré les éloignements différents de ces bols pdr rapport à l'ouverture d'admission d'air primaire, et malgré l'utilisation d'éléments It is recognized in FIG. 1 that the combustion bowl 25 closest to the primary air intake opening 18 comprises a shutter 26 reduces the passage section of the bowl 25 The next bowl 25 also includes a shutter 27 which reduces the passage section of the bowl 25 in a more fa: measure that the shutter 26 This progressive reduction of the passage section of the combustion bowls as we approach the intake opening d primary air 18 ensures a uniform distribution of the primary combustion air over the different lower openings of the hearth-exchanger 1, hence regular combustion through the different combustion bowls, despite the different distances of these bowls pdr compared to the primary air intake opening, and despite the use of elements
intermédiaires 11 tous identiques et de bols de combustion 25 identiques. intermediate 11 all identical and 25 identical combustion bowls.
Différents modes de réalisation sont possibles pour l'assemblage des Different embodiments are possible for assembling the
éléments 10, 1 l et 12 sous la forme d'un foyer-échangeur 1. elements 10, 1 l and 12 in the form of a heat exchanger 1.
Un mode de réalisation particulièrement avantageux consiste à assembler lesdits éléments à la manière des éléments d'un radiateur en fonte A cet effet, les trous 21, 22 des éléments 10, 11, 12 peuvent être taraudés et les éléments voisins sont alors serrés les uns contre les autres à l'aide de manchons filetés 28 vissés dans les trous taraudés prévus dans les faces frontales en regard des éléments voisins, chaque manchon 28 présentant un filetage à gauche et un filetage à droite Une autre possibilité consiste à utiliser des manchons 28 biconiques lisses et à emmancher ces manchons à la A particularly advantageous embodiment consists in assembling said elements in the manner of elements of a cast iron radiator. For this purpose, the holes 21, 22 of the elements 10, 11, 12 can be tapped and the neighboring elements are then tightened together. against the others using threaded sleeves 28 screwed into the tapped holes provided in the front faces opposite the neighboring elements, each sleeve 28 having a left-hand thread and a right-hand thread Another possibility is to use biconical sleeves 28 smooth and fit these sleeves
presse dans les trous 21, 22 lisses des éléments 10, 11 et 12. press in the smooth holes 21, 22 of the elements 10, 11 and 12.
Dans les deux cas, l'un au moins des éléments d'extrémité 10 et 12 doit comporter des trous 21, 22 dans ses deux faces frontales afin de permettre un tel assemblage qui se fait de l'intérieur Les trous des éléments d'extrémité , 12 ne recevant pas de manchons 28 peuvent être obturés à l'aide de bouchons ou servir au raccordement du foyer-échangeur 1 au circuit de chauffage, comme cela est représenté par le raccord 23 de l'élément d'extrémité avant 10 selon la fig 1 Il est également possible d'utiliser cette ouverture pour raccorder d'autres accessoires, par exemple un régulateur de tirage agissant sur le In both cases, at least one of the end elements 10 and 12 must have holes 21, 22 in its two front faces in order to allow such an assembly which is done from the inside The holes of the end elements , 12 not receiving sleeves 28 can be closed with plugs or used to connect the hearth-exchanger 1 to the heating circuit, as shown by the connector 23 of the front end element 10 according to the fig 1 It is also possible to use this opening to connect other accessories, for example a draft regulator acting on the
volet 19 d'admission d'air primaire. flap 19 for primary air intake.
Lors de l'assemblage à l'aide de manchons emmanchés à la presse, il est préférable de prévoir, à l'extérieur du foyer-échangeur, plusieurs tirants When assembling using press-fitted sleeves, it is preferable to provide, outside the hearth-exchanger, several tie rods
axiaux pour serrer les éléments 10, 11 et 12. axial to tighten elements 10, 11 and 12.
Bien que la chaudière telle que décrite ci-dessus et représentée sur le dessin annexé, du type à combustion à flammes renversées, soit conçue plus particulièrement pour l'utilisation de bois et notamment de bûches de bo: tant que combustible, il va de soi qu'elle peut également être équipée à titre complémentaire d'un brûleur à combustible liquide monté sur la por Although the boiler as described above and shown in the accompanying drawing, of the reverse flame combustion type, is designed more particularly for the use of wood and in particular of firewood logs: as fuel, it goes without saying that it can also be equipped as a complement with a liquid fuel burner mounted on the por
17, ou d'un brûleur à gaz.17, or a gas burner.
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DE3460861D1 (en) | 1986-11-06 |
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ATE22610T1 (en) | 1986-10-15 |
FR2547026B1 (en) | 1985-08-23 |
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