JP2000234535A - 船舶推進機用排気装置 - Google Patents

船舶推進機用排気装置

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JP2000234535A
JP2000234535A JP11034929A JP3492999A JP2000234535A JP 2000234535 A JP2000234535 A JP 2000234535A JP 11034929 A JP11034929 A JP 11034929A JP 3492999 A JP3492999 A JP 3492999A JP 2000234535 A JP2000234535 A JP 2000234535A
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exhaust
temperature sensor
temperature
cooling water
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Makoto Nagafusa
誠 永房
Takashi Koike
孝 小池
Yoshihiro Gohara
吉広 郷原
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Yamaha Motor Co Ltd
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Yamaha Motor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 排気管用温度センサーの異常が検出されたと
きにエンジンを停止させてエンジンを保護できるように
する。 【解決手段】 エンジン7の運転中に温度センサー24
の異常が検出されたときに、制御装置31によりエンジ
ン7を停止させる。このエンジン7の停止後にエンジン
7を再始動するときに、制御装置31によりエンジン7
が再始動しないようにする。エンジン7の始動前に、温
度センサー24の異常が検出されたときには、制御装置
31によりエンジン7を始動させないようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ウォータージェッ
ト推進機、船外機、船内機などの船舶推進機に用いる船
舶推進機用排気装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の船舶用推進機のうち水上走行船に
用いるウォータージェット推進機は、エンジンでジェッ
トポンプを駆動する構成を採り、船体外から吸入した水
を冷却水として排気管を冷却する排気装置を備えてい
る。上記冷却水は、ジェットポンプのプロペラ室に開口
した冷却水入口からジェットポンプの圧力でエンジン及
び排気管のウォータージャケットに供給している。
【0003】上記排気管のウォータージャケットは、排
気管を二重管構造として内管と外管との間にエンジンの
ウォータージャケットから冷却水を導入し、排気系にお
けるウォーターロックの上流側で冷却水を排気通路中に
排出する構成を採っている。また、近年では、触媒を排
気管内に介装しており、上記ウォータージャケットを触
媒周囲を含む範囲に形成して触媒も冷却する構成を採っ
ている。
【0004】上記ウォータージェット推進機において
は、排気系の過熱を防止するために、触媒下流の排気管
のウォータージャケットを流れる冷却水温度(又は排気
管の壁面温度)を検出する排気管用温度センサー(オー
バーヒートセンサー)を用いている。
【0005】この排気管用温度センサーは、冷却水温度
(又は排気管の壁面温度)を検出することにより、間接
的にウォータージャケットに冷却水が流れているか否か
を検出するものであり、排気管のウォータージャケット
に冷却水が流れていないときには、「オーバーヒート警
告」としてワーニングランプの点滅等で運転者に警告す
ることができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、断線等
による排気管用温度センサーの異常が検出されたときに
も、上記「オーバーヒート警告」と同様の対策を行わな
いと、運転者が気づかずに運転を継続するおそれがあ
る。
【0007】本発明は、上記従来の問題を解決するため
になされたもので、排気管用温度センサーの異常が検出
されたときにエンジンを停止させて、エンジンを保護で
きるようにした船舶推進機用排気装置を提供することを
目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の請求項1は、エンジンの排気系の冷却水温
度を検出する温度センサーが設けられ、エンジンの運転
中に、上記温度センサーの異常が検出されたときに、エ
ンジンを停止させる制御装置が設けられたことを特徴と
する船舶推進機用排気装置を提供するものである。
【0009】請求項1によれば、エンジンの運転中に温
度センサーの異常が検出されたときに、制御装置により
エンジンを停止させることにより、エンジンを保護でき
るようになる。
【0010】上記エンジンの停止は、点火を停止したり
燃料噴射弁の駆動を停止したりすることにより行うこと
ができる。
【0011】請求項2のように、上記エンジンの停止後
にエンジンを再始動するときに、エンジンの再始動を停
止させる制御装置が設けられた構成であると、エンジン
の再始動時に、例えばスタータスイッチをオンしてスタ
ータモータによりエンジンを始動させるような場合、制
御装置により、スタータモータ駆動用回路のリレーを開
成(OPEN)しておくことにより、温度センサーが異
常な状態でエンジンが始動することを防止できる。
【0012】ここで、エンジンの再始動を停止させる手
段としては、スタータモータの停止のほか、点火の停止
又は燃料供給の停止も含まれる。
【0013】本発明の請求項3は、エンジンの排気系の
冷却水温度を検出する温度センサーが設けられ、エンジ
ンの始動前に、上記温度センサーの異常が検出されたと
きに、エンジンの始動を停止させる制御装置が設けられ
ていることを特徴とする船舶推進機用排気装置を提供す
るものである。
【0014】請求項3によれば、エンジンの始動前に、
エンジンの排気系の冷却水温度を検出する温度センサー
の異常が検出されたときには、制御装置によりエンジン
を始動させないようにすることにより、エンジンを保護
できるようになる。
【0015】すなわち、エンジンの始動前に、例えばス
タータスイッチをオンしてスタータモータによりエンジ
ンを始動させるような場合、スタータスイッチをオンし
た時点で温度センサーの異常が検出されたときには、制
御装置により、スタータモータ駆動用回路のリレーを開
成(OPEN)することにより、スタータモータの起動
を阻止してエンジンを始動させないようにする。
【0016】同様に、スタータスイッチをオンしてスタ
ータモータが起動した後に温度センサーの異常が検出さ
れたときには、制御装置により、スタータモータ駆動用
回路のリレーを開成(OPEN)することにより、スタ
ータモータのその後の駆動を阻止してエンジンを始動さ
せないようにする。
【0017】ここで、エンジンを始動させない手段とし
ては、スタータモータの停止の他、点火の停止又は燃料
供給の停止も含まれる。
【0018】請求項4のように、上記温度センサーは、
排気系に配置された触媒下流の排気管のウォータージャ
ケットを流れる冷却水温度又は排気管の壁面温度を検出
するオーバーヒートセンサーである構成であるのが好ま
しい。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。
【0020】図1はジェット推進艇1の側面図、図2は
その平面図であって、ジェット推進艇1の船体2の上部
には中央部よりやや前側における船体中心線上に操舵ハ
ンドル3が設けられ、その後側には船尾方向に延びる跨
座式シート4が設けられ、その両側にはフートステップ
2aが形成されている。
【0021】上記船体2の内部には、前側にエンジン室
5、後側にポンプ室6がそれぞれ形成され、このエンジ
ン室5内には、上記シート4の下方であって船体2の左
右方向の中央部にエンジン7が設置され、その前側には
燃料タンク8が設置されている。
【0022】上記エンジン7は、3個の気筒7a〜7c
が船体2の前後方向に並べられた水冷式の2サイクル3
気筒形式であって、このエンジン7は、上記ポンプ室6
内に設けられたジェットポンプ9を駆動するように連結
されて、このジェットポンプ9とともにジェット推進艇
1を駆動するウォータジェット推進機が構成されてい
る。上記エンジン7は、ジェットポンプ9のプロペラ室
9aから船体外の水を吸入してエンジン冷却水として利
用するように構成され、このエンジン冷却水をエンジン
7に導くための圧力は、プロペラ室9aの圧力を利用し
ている。
【0023】図3に詳細に示すように、上記エンジン7
は、クランクケースの船体右舷側に吸気装置(不図示)
を備え、また、シリンダブロックの船体左舷側に排気装
置11を備えている。
【0024】上記排気装置11として、エンジン7のシ
リンダブロックの船体左舷側には、各気筒7a〜7cか
ら導出された排気管を1本に集合させる排気マニホール
ド12が接続されると共に、この排気マニホールド12
の下流端部に接続されてエンジン7の前上方をU字状に
迂回する第1排気膨張室13と、この排気膨張室13の
後端部に接続されてエンジン7の右舷側上方で後方に延
びる第2排気膨張室14と、この第2排気膨張室14の
後端部に接続されてエンジン7の後方で、船体後面視で
斜め左下方に延びる排気管15と、図1及び図2に示し
たように、この排気管15の後端部にゴムホース16を
介して接続されたウォータロック17と、このウォータ
ロック17の上部から上方に延びた後、ジェットポンプ
9の上方を横切り、右舷側を後下がりに延びてポンプ室
6の側壁に接続された排出管18とを備えている。上記
ゴムホース16は、上記排気管15のテールパイプ15
aとウォータロック17の入口パイプ17aとの間を連
結して、バンド22,23でそれぞれ締め付け固定され
ている。
【0025】一方、上記ジェットポンプ9のプロペラ室
9aから船体外の水を吸入してエンジン冷却水として利
用するために、冷却水分配(デリパリ)パイプ(不図
示)から排気マニホールド12のウォータージャケット
に冷却水Wが供給され、このウォータージャケットから
エンジン7のシリンダブロックとシリンダヘッドの各ウ
ォータージャケットを経由してこれらを冷却した後に、
シリンダヘッドの隣り合う気筒7a〜7cの間の2個所
から連結パイプ27a,27bを介して第1排気膨張室
13と排気マニホールド12との間の入口管13aのウ
ォータージャケットに冷却水Wが供給され、このウォー
タージャケットから第1排気膨張室13と第2排気膨張
室14の各ウォータージャケット30を経由してこれら
を冷却した後に、図4に示したように、排気管15のテ
ールパイプ15aのウォータージャケット30からゴム
ホース16内に供給されて、この冷却水Wにより、ゴム
ホース16とともに排気ガスGを冷却しながら、冷却水
Wを排気ガスGとともに上記ポンプ室6から船体外に排
出するようになっている。
【0026】上記ゴムホース16の上流側近傍のテール
パイプ15aのフランジ部15bには、上記排気管15
のウォータージャケット30の冷却水Wがかかる場所に
位置して、冷却水の温度を検出する排気管用温度センサ
ー(オーバーヒートセンサー)24が設けられている。
なお、この排気管用温度センサー24は、排気管15の
ウォータージャケット30の近傍の壁面温度を検出する
構成であっても良い。
【0027】また、第2排気膨張室14の触媒20の下
流側の壁部には、触媒20の下流側の排気ガスの温度を
検出する排気ガス用温度センサー25が設けられてい
る。この排気ガス用温度センサー25の先端には感知部
が設けられており、この感知部に直接排気ガスが当たる
ことにより、排気ガスの温度を検出するようになる。
【0028】上記両温度センサー24,25は、図5に
示すように制御装置31に接続している。この制御装置
31は、警告(ワーニング)装置と過熱(オーバーヒー
ト)防止装置の両方の機能を合わせ持つように構成され
て、警告装置としては、船体上部の操舵ハンドル3より
船体前側であって、運転者が目視できる位置に配設した
表示パネル32のワーニングランプ(LED)やブザー
で運転者に警告できるようになっている。また、過熱防
止装置としては、エンジン7の点火系制御(CDI)ユ
ニット34を制御して過熱を防止するようにしている。
【0029】上記のように構成したジェット推進艇1に
おける過熱防止システムを図6及び図7に示すフローチ
ャートを参照しながら説明する。なお、図6及び図7の
フローチャートは一連のものであり、図6の〜は、
図7の〜にそれぞれ連なるものである。また、二点
鎖線枠内は「オーバーヒート警告」であり、破線枠内は
「排気温度警告」である。
【0030】ステップS1でスタートスイッチをオンす
れば、ステップS2で点火系制御(CDI)ユニット3
4がパワーオンされると共に、ステップS3でスタータ
ーリレーの接点がオンされ、スターター(セル)モータ
が起動する。ステップS4で補助リレーのリレーNC接
点(CLOSE)により、ステップS5でスターターモ
ーターの駆動が持続されて、ステップS6エンジン7が
始動する。なお、ステップS4で補助リレーのリレーN
C接点が開成(OPEN)されたときには、ステップS
7でスターターモータが停止される。
【0031】ステップS6でエンジン7が始動して運転
が継続されると、排気ガスGがシリンダーブロックから
排気装置11の排気マニホールド12へ排出されて各排
気膨張室13,14内で膨張する。そして、この排気ガ
スGの全量が触媒19を通って下流側の排気管15内に
流入し、ここからゴムホース16、ウォーターロック1
7及び排出管18を通って船体外へ排出される。
【0032】また、エンジン7が運転されることによっ
て、エンジン冷却水がシリンダーブロックから排気装置
11のウォータージャケット30に供給される。この冷
却水Wは、一部が排気管15の分岐管15cから捨て水
として排水されるものの、大部分が排気マニホールド1
2→各排気膨張室13,14→排気管15→ゴムホース
16→ウォーターロック17という順に流れ、上記各部
材及び触媒19を冷却する。
【0033】また、エンジン始動後は、排気ガス用温度
センサー25及び排気管用温度センサー24が検出した
温度と予め定めた温度とを制御装置31で比較して、温
度に応じて各種の制御が行われる。
【0034】制御装置31においては、排気ガス用温度
センサー24が検出した排気ガス温度から排気温度警告
が行われる。
【0035】ステップS8で、エンジン始動後に排気ガ
ス用温度センサー25が検出した排気ガス温度が触媒活
性温度(X2…例えば350℃)よりも高い警告温度
(X1…例えば950℃)に達したときには(YE
S)、「排気温度警告」として、ステップS9で、表示
パネル32のワーニングランプLEDが点滅されるとと
もにブザーが断続的に鳴動されるようになる。
【0036】また、ステップS10で、触媒20が確実
に活性化しているエンジン運転条件、例えば、エンジン
回転数(RPM)が警告回転数(P2…例えば4000
rpm)以上、かつこの持続時間(秒)が警告時間(S
4…例えば120秒)以上に達して(YES)、ステッ
プS11で、排気ガス用温度センサー25が検出した排
気ガス温度が触媒活性温度(X2…例えば350℃)以
下であるときには、断線等により排気ガス用センサー2
5が異常であると判断して、「排気ガス用温度センサー
断線警告」として、上記「排気温度警告」と同様に、ス
テップS9で、表示パネル32のワーニングランプLE
Dが点滅されるとともにブザーが断続的に鳴動されるよ
うになる。
【0037】この「排気ガス用温度センサー断線警告」
及び上記「排気温度警告」の対策としては、ステップS
12で、運転者がスロットルレバーを閉方向に操作して
エンジン回転数を落としながら着岸等して、速やかに触
媒19及び排気ガス用温度センサー25の点検・修理を
行う。
【0038】一方、ステップS2で点火系制御(CD
I)ユニット34がパワーオンされると、ステップS1
3で排気管用温度センサー24の断線検出が行われる。
すなわち、排気管用温度センサー24の検出温度がT2
(例えば、100℃)以上かT3(例えば−28℃)以
下かを検出する。
【0039】検出温度がT2以上の異常な高温になると
いうことは、ジェットポンプ9に開口する冷却水入口が
砂や海藻などで閉塞されて、ウォータージャケット30
に冷却水Wが流れなくなったことを意味する。
【0040】ところで、排気管用温度センサー24が断
線していると、その抵抗値が無限となるので排気管用温
度センサー24は異常な低温を検出することになる。す
なわち、検出温度が通常ではあり得ない低温T3、例え
ば−28℃以下となるということは、排気管用温度セン
サー24が断線していることを意味する。
【0041】そして、排気管用温度センサー24の検出
温度がT2以上かT3以下を検出すると、ステップS4
に戻って補助リレーのリレーNC接点が開成(OPE
N)され、スタータモータの起動を阻止するか、スター
タモータが起動した後ではその後の駆動を阻止すること
により、スタータモータを停止させてエンジン7が始動
しないようにする。
【0042】同時にステップS20で「オーバーヒート
第2警告」が行われて、表示パネル32のワーニングラ
ンプLEDが点灯されるとともにブザーが連続的に鳴動
される。また、ステップS21において、点火系制御
(CDI)ユニット34を制御して、点火間引きを行い
ながら、XX秒(例えば10秒)後に点火カット(点火
を完全に停止)してエンジン7を停止させる。この点火
間引きにより、エンジン回転数が徐々に低下されてから
エンジン7が停止されるので、エンジン停止時に船体2
の姿勢が急変することがなくなる。なお、上記エンジン
7の停止方法としては、点火系への給電を絶つ方法を採
用したが、気化器(キャブレータ)への供給する燃料を
絶つ方法も採用することができる。
【0043】この「オーバーヒート第2警告」が行われ
た場合には、速やかにジェットポンプ9に開口する冷却
水入口あるいは排気管用温度センサー24などの点検・
修理を行う。
【0044】ステップS13でNOであれば、ステップ
S14で無負荷運転であるか否かを判断する。無負荷運
転とは陸上レーシングを行うことである。陸上レーシン
グは、ウォータージェット推進艇1を陸上から海上に下
ろす前に、陸上においてエンジン7を運転させ、スロッ
トル弁を全開にしながらエンジン7を点検するときに行
われる。また、ジェット推進艇1を海上から陸上に上げ
た時に、陸上においてエンジン7を運転させ、スロット
ル弁を全開にしながらエンジン7の排気管等に溜まった
冷却水を抜くときにも行われる。
【0045】このような陸上レーシングにおいては、ウ
ォータージャケット30に冷却水Wが流れないことか
ら、排気管用温度センサー24が異常な高温を検出する
ことになる。そこで、この対策として、ステップS14
において、エンジン回転数がP1(例えば7000rp
m)以上、排気ガス用温度センサー25の検出温度がX
4(例えば300℃)以上、持続時間がS4(例えば5
秒)以上かを判断して、NOであれば、無負荷運転(陸
上レーシング)でないとしてステップS15に移行する
と共に、YESであれば、無負荷運転であるとしてステ
ップS20で「オーバーヒート第2警告」を行う。
【0046】そして、ステップS15において、排気管
用温度センサー24の検出温度がT1(例えば、95
℃)未満か、T1以上T2未満か、T3以下か、T2以
上かを判断して、T1未満であると、排気管用温度セン
サー24に異常がなくかつウォータージャケット30に
冷却水Wが正常に流れていると判断してステップS13
に戻り、T1以上T2未満であると、排気管用温度セン
サー24は正常であるもののウォータージャケット30
を流れる冷却水Wの量が減りつつあると判断してステッ
プS16に移行する。また、T3以下であると、排気管
用温度センサー24が断線するなどして異常であると判
断して、ステップS20で「オーバーヒート第2警告」
を行い、T2以上であると、ステップS19で持続時間
がS2(例えば2秒)以上であるか否かを判断してS2
以上であると(YES)、ウォータージャケット30を
流れる冷却水Wが不足していると判断して、ステップS
20で「オーバーヒート第2警告」を行う。
【0047】ステップS16では、T1以上T2未満の
検出温度の持続時間がS1(例えば1秒)以上であるか
否かを判断して、NOであれば、ウォータージャケット
30に冷却水Wが正常に流れているとしてステップS1
3に戻り、YESであると、冷却水Wがウォータージャ
ケット30内を流れなくなる可能性があることから、
「オーバーヒート第1警告」として、上記ステップS9
と同様にして、ステップS17で、表示パネル32のワ
ーニングランプLEDが点滅されるとともにブザーが断
続的に鳴動されるようになる。
【0048】この「オーバーヒート第1警告」の対策と
しては、ステップS18で、運転者がスロットルレバー
を閉方向に操作してエンジン回転数を落としながら着岸
等して、速やかにジェットポンプ9に開口する冷却水入
口などの点検・修理を行う。
【0049】なお、上記各警告が同時に発生した場合の
優先順位は、「オーバーヒート第2警告」、「オーバー
ヒート第1警告」、「排気温度警告」の順とするのが好
ましい。
【0050】上記構成では、エンジン7の運転中に排気
管用温度センサー24の異常が検出された、すなわち、
ステップS15において排気管用温度センサー24の検
出温度がT3以下のときに、ステップS20において
「オーバーヒート第2警告」を行うと同時に、ステップ
S21において、制御装置31によりエンジン7を停止
させるから、エンジン7を保護することができる。
【0051】同様に、エンジン7の始動時に、スタータ
スイッチをオンしてスタータモータが起動した後に排気
管用温度センサー24の異常が検出された、すなわち、
ステップS13において排気管用温度センサー24の検
出温度はT3以下のときにも、ステップS20において
「オーバーヒート第2警告」を行うと同時に、ステップ
S21において、制御装置31によりエンジン7を停止
させるから、エンジン7を保護することができる。
【0052】この場合、ステップS4において、スター
タモータ駆動用回路のリレーを開成(OPEN)してお
くから、ステップS1においてスタータスイッチをオン
してスタータモータによりエンジン7を再始動させるよ
うなとき、スタータモータの起動を阻止してエンジン7
の再始動を停止させる、つまりエンジン7を始動させな
いようにするので、この点からもエンジン7を保護する
ことができる。
【0053】これらにより、排気管用温度センサー24
が異常な状態でエンジン7が始動することを防止でき
る。
【0054】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の請求項1は、エンジンの運転中に温度センサーの異
常が検出されたときに、制御装置によりエンジンを停止
させることにより、エンジンを保護できるようになる。
【0055】また、エンジンの停止後にエンジンを再始
動するときに、エンジンの再始動を停止させる制御装置
が設けられた構成であると(請求項2)、エンジン停止
後の再始動も停止できるから、この点からもエンジンを
保護できるようになる。
【0056】本発明の請求項3は、エンジンの始動前
に、エンジンの排気系の冷却水温度を検出する温度セン
サーの異常が検出されたときには、制御装置によりエン
ジンを始動させないようにすることにより、エンジンを
保護できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 ジェット推進艇の側面図である。
【図2】 図1の平面図である。
【図3】 エンジンの平面図である。
【図4】 図3のA−A線断面図である。
【図5】 制御ブロック図である。
【図6】 制御フローチャートの前半図である。
【図7】 制御フローチャートの後半図である。
【符号の説明】
7 エンジン 19 触媒 24 排気管用温度センサー(オーバーヒートセンサ
ー) 25 排気ガス用温度センサー 31 制御装置 34 点火制御ユニット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02D 29/02 F02D 29/02 A K 321 321C 321B 45/00 305 45/00 305A 360 360D 360B 360C (72)発明者 郷原 吉広 静岡県磐田市新貝2500番地 ヤマハ発動機 株式会社内 Fターム(参考) 3G084 AA08 BA12 BA13 BA16 BA29 BA33 CA01 DA30 EA07 EA11 EB22 FA20 FA27 3G092 AA03 AC10 BA10 BB10 CA02 EA08 EA14 EA17 EB04 FB02 FB06 FB07 GA01 HD01Z HF05X HF05Z 3G093 AA19 AB03 BA11 BA22 BA24 CA01 CA12 DA04 DA05 DB23 EA05 EA12 EB00 FA11 FB02 FB05

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジンの排気系の冷却水温度を検出す
    る温度センサーが設けられ、エンジンの運転中に、上記
    温度センサーの異常が検出されたときに、エンジンを停
    止させる制御装置が設けられたことを特徴とする船舶推
    進機用排気装置。
  2. 【請求項2】 上記エンジンの停止後にエンジンを再始
    動するときに、エンジンの再始動を停止させる制御装置
    が設けられた請求項1に記載の船舶推進機用排気装置。
  3. 【請求項3】 エンジンの排気系の冷却水温度を検出す
    る温度センサーが設けられ、エンジンの始動前に、上記
    温度センサーの異常が検出されたときに、エンジンの始
    動を停止させる制御装置が設けられていることを特徴と
    する船舶推進機用排気装置。
  4. 【請求項4】 上記温度センサーは、排気系に配置され
    た触媒下流の排気管のウォータージャケットを流れる冷
    却水温度又は排気管の壁面温度を検出するオーバーヒー
    トセンサーである請求項1〜請求項3のいずれかに記載
    の船舶推進機用排気装置。
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