JP2639401B2 - 温水方法およびその装置 - Google Patents
温水方法およびその装置Info
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- JP2639401B2 JP2639401B2 JP62329306A JP32930687A JP2639401B2 JP 2639401 B2 JP2639401 B2 JP 2639401B2 JP 62329306 A JP62329306 A JP 62329306A JP 32930687 A JP32930687 A JP 32930687A JP 2639401 B2 JP2639401 B2 JP 2639401B2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28C—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA COME INTO DIRECT CONTACT WITHOUT CHEMICAL INTERACTION
- F28C3/00—Other direct-contact heat-exchange apparatus
- F28C3/06—Other direct-contact heat-exchange apparatus the heat-exchange media being a liquid and a gas or vapour
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24V—COLLECTION, PRODUCTION OR USE OF HEAT NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F24V40/00—Production or use of heat resulting from internal friction of moving fluids or from friction between fluids and moving bodies
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- Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)
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- Thermotherapy And Cooling Therapy Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、水槽内の水を、周囲に汲み上げ放出する回
転体を強制回転せしめて汲み上げ放出された水槽内の水
を略半円形を呈する熱気室内に導入された加温熱気とと
もに水槽内の水中深く投擲突入せしめて熱気泡を発生さ
せながら直接熱交換を営ませることで、水槽内の水を速
やかに温水とすることができる温水方法およびその装置
に関する。
転体を強制回転せしめて汲み上げ放出された水槽内の水
を略半円形を呈する熱気室内に導入された加温熱気とと
もに水槽内の水中深く投擲突入せしめて熱気泡を発生さ
せながら直接熱交換を営ませることで、水槽内の水を速
やかに温水とすることができる温水方法およびその装置
に関する。
［従来の技術］ 従来、高温燃焼ガスを直接液中に噴出せしめることで
高温燃焼ガスと液との直接熱交換作用ににより液加熱を
行うことができる液中燃焼加熱装置は、本出願前例えば
実公昭52−18440号公報に記載されており、その内容を
第13図を用いて説明する。すなわち、バーナ１の混合室
４から同芯状に連設させた燃焼室兼用の高温燃焼ガス噴
出管２を、液タンク５内の中央部で適当水深箇所に差込
んで管２内で燃焼した高温燃焼ガスを管２の先端に連設
した傘型分散板６に突設した多数の小孔７から細く分散
噴出させ、もって、液３中に発生する気泡によって液に
活発な撹拌を起こして直接熱交換により液加熱を行うよ
うに構成したものである。
高温燃焼ガスと液との直接熱交換作用ににより液加熱を
行うことができる液中燃焼加熱装置は、本出願前例えば
実公昭52−18440号公報に記載されており、その内容を
第13図を用いて説明する。すなわち、バーナ１の混合室
４から同芯状に連設させた燃焼室兼用の高温燃焼ガス噴
出管２を、液タンク５内の中央部で適当水深箇所に差込
んで管２内で燃焼した高温燃焼ガスを管２の先端に連設
した傘型分散板６に突設した多数の小孔７から細く分散
噴出させ、もって、液３中に発生する気泡によって液に
活発な撹拌を起こして直接熱交換により液加熱を行うよ
うに構成したものである。
また、特公昭46−30229号公報の加熱装置を第14図を
用いて説明すると、風車型羽根３に高速の燃焼ガスを衝
突させて、風車羽根３を加熱しながら原動機を使用する
ことなく自転せしめて、液中と液面上とに亘って反復回
動させることにより、加熱された風車型羽根を伝熱固定
媒体として、液の加熱を行わせるように構成したもので
ある。
用いて説明すると、風車型羽根３に高速の燃焼ガスを衝
突させて、風車羽根３を加熱しながら原動機を使用する
ことなく自転せしめて、液中と液面上とに亘って反復回
動させることにより、加熱された風車型羽根を伝熱固定
媒体として、液の加熱を行わせるように構成したもので
ある。
［発明が解決しようとする問題点］ ところで、従前のこの種、前者の液中加熱装置にあっ
ては、バーナにより得られた高温燃焼ガスを液中に差込
んだ噴出管を介し直接液中に噴出させるようにしたもの
であるので、燃焼ガスの噴出圧力を水頭圧以上に上昇さ
せないと、液中で噴出させることができず、その結果、
燃焼ガスの噴出圧力を相当高めるために特別な昇圧装置
が必要となり、装置自体が大型かつ高価となるうえ、利
用範囲も限定されて一般に使用できないものである。
ては、バーナにより得られた高温燃焼ガスを液中に差込
んだ噴出管を介し直接液中に噴出させるようにしたもの
であるので、燃焼ガスの噴出圧力を水頭圧以上に上昇さ
せないと、液中で噴出させることができず、その結果、
燃焼ガスの噴出圧力を相当高めるために特別な昇圧装置
が必要となり、装置自体が大型かつ高価となるうえ、利
用範囲も限定されて一般に使用できないものである。
また後者の加熱装置にあっては、風車型羽根は高温噴
出気流を受けて自転しているので、高温噴出気流の圧力
が微弱な場合は、羽根の自転がほとんどなく、液の加熱
ができないという問題がある。
出気流を受けて自転しているので、高温噴出気流の圧力
が微弱な場合は、羽根の自転がほとんどなく、液の加熱
ができないという問題がある。
本発明は、前記の問題点を解決して、たとえ加温熱気
が高圧でなくても、強制的に略半円形を呈する熱気室内
に導入された加温熱気を、汲み上げ放出させた水ととも
に円滑に水槽内の水中深く投擲突入せしめて熱気泡を多
量に水中に発生させながら熱交換を行い、水を速やかに
温水とすることができる温水方法およびその装置を提供
することを目的とする。
が高圧でなくても、強制的に略半円形を呈する熱気室内
に導入された加温熱気を、汲み上げ放出させた水ととも
に円滑に水槽内の水中深く投擲突入せしめて熱気泡を多
量に水中に発生させながら熱交換を行い、水を速やかに
温水とすることができる温水方法およびその装置を提供
することを目的とする。
［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するための本発明に係る温水方法は、
水槽内の水を、周囲に汲み上げ放出する回転体を強制回
転せしめて略半円形を呈する熱気室内に汲み上げ放出
し、該放出された水を熱気室内に導入された加温熱気と
ともに水槽内の水中へ連続して投擲突入せしめて水中に
熱気泡を発生させながら熱交換を営ませ、水を温水とす
るものである。
水槽内の水を、周囲に汲み上げ放出する回転体を強制回
転せしめて略半円形を呈する熱気室内に汲み上げ放出
し、該放出された水を熱気室内に導入された加温熱気と
ともに水槽内の水中へ連続して投擲突入せしめて水中に
熱気泡を発生させながら熱交換を営ませ、水を温水とす
るものである。
また、上記目的を達成するための本発明に係う温水装
置は、水槽内の水面上に下部開放部を水面に臨ませた略
半円形を呈する熱気室を配設し、上記熱気室内には、水
を汲み上げ放出し、該放出水を熱気導入口より熱気室内
に導入された加温熱気とともに水中へ投擲突入せしめる
汲み上げ体を備えた回転体を下部が水中に水没するよう
回転自在に収蔵軸架し、該回転体を強制回転せしめる構
成としたものである。
置は、水槽内の水面上に下部開放部を水面に臨ませた略
半円形を呈する熱気室を配設し、上記熱気室内には、水
を汲み上げ放出し、該放出水を熱気導入口より熱気室内
に導入された加温熱気とともに水中へ投擲突入せしめる
汲み上げ体を備えた回転体を下部が水中に水没するよう
回転自在に収蔵軸架し、該回転体を強制回転せしめる構
成としたものである。
［作用］ 本発明によれば、水槽内の水を強制的に回転体により
略半円形を呈する熱気室内に汲み上げ放出して、この汲
み上げ放出した水を熱気室内の加温空気を伴って水槽内
の水中深く投擲突入させるので、熱気室内に導入した加
温熱気と水槽内の水との間に、他の熱伝導媒体を介する
ことなく直接熱交換が営まれる。このため、熱気室に導
入された加温熱気により効率よく水槽内の水を温水とす
ることができる。また、水槽内から熱気室内に汲み上げ
放出した水により加温熱気を水槽内に伴って水槽内の水
を直接加温するので、温水とする水の量や温度に応じ
て、熱気室に導入する加温熱気の単位時間当たり量と汲
み上げる水の単位時間当たり水量を任意に設定して、多
量の水であっても短時間で所要の温度の温水とすること
ができる。
略半円形を呈する熱気室内に汲み上げ放出して、この汲
み上げ放出した水を熱気室内の加温空気を伴って水槽内
の水中深く投擲突入させるので、熱気室内に導入した加
温熱気と水槽内の水との間に、他の熱伝導媒体を介する
ことなく直接熱交換が営まれる。このため、熱気室に導
入された加温熱気により効率よく水槽内の水を温水とす
ることができる。また、水槽内から熱気室内に汲み上げ
放出した水により加温熱気を水槽内に伴って水槽内の水
を直接加温するので、温水とする水の量や温度に応じ
て、熱気室に導入する加温熱気の単位時間当たり量と汲
み上げる水の単位時間当たり水量を任意に設定して、多
量の水であっても短時間で所要の温度の温水とすること
ができる。
［実施例］ 本発明の好適な実施例を添付図面について説明する。
第１図および第２図は、本発明の一実施例を示し、10
1は、上面開放上の水槽であって、該水槽101内には水Ａ
が収容されている。102は、熱気室であって、該熱気室1
02は、水槽101内の水面上に、下部開放部103を臨ませた
状態のもとに指示体104により水槽101に固定的に配設さ
れており、略半円形状を呈している。上記熱気室102内
には、一方向に回転する回転体105が収納されている。
該回転体105は、下部が水Ａ中に水没して水Ａを熱気室1
02内に汲み上げ放出した後、熱気室102の内壁に沿って
円滑に移送し、さらに下部開放部103より水中深く投擲
突入せしめるとともに熱気導入口106より熱気室102内に
導入された加温熱気を熱気室102内壁に沿って移送した
後、汲み上げ放出させた水とともに水槽101内の水Ａ中
深く投擲突入せしめるものである。107は回転軸、111は
軸受体である。
1は、上面開放上の水槽であって、該水槽101内には水Ａ
が収容されている。102は、熱気室であって、該熱気室1
02は、水槽101内の水面上に、下部開放部103を臨ませた
状態のもとに指示体104により水槽101に固定的に配設さ
れており、略半円形状を呈している。上記熱気室102内
には、一方向に回転する回転体105が収納されている。
該回転体105は、下部が水Ａ中に水没して水Ａを熱気室1
02内に汲み上げ放出した後、熱気室102の内壁に沿って
円滑に移送し、さらに下部開放部103より水中深く投擲
突入せしめるとともに熱気導入口106より熱気室102内に
導入された加温熱気を熱気室102内壁に沿って移送した
後、汲み上げ放出させた水とともに水槽101内の水Ａ中
深く投擲突入せしめるものである。107は回転軸、111は
軸受体である。
前記回転体105は、無孔状の環状円板108と環状円盤10
9との間に多数の汲み上げ放出用の汲み上げ体110を円周
に沿って配列して構成せしめるとともに、環状円板109
側には、加温熱気、例えばバーナの燃焼熱気、水蒸気、
あるいは廃熱利用の温熱風等からなる加温熱気を回転体
105へ向け導入させるための熱気導入口106を臨ませてあ
る。112は、前記回転体105を強制的に回転させるための
伝動装置であって該伝動装置112は、電動機113と回転軸
107に直結した受動プーリ114と伝動プーリ115とにより
構成されている。
9との間に多数の汲み上げ放出用の汲み上げ体110を円周
に沿って配列して構成せしめるとともに、環状円板109
側には、加温熱気、例えばバーナの燃焼熱気、水蒸気、
あるいは廃熱利用の温熱風等からなる加温熱気を回転体
105へ向け導入させるための熱気導入口106を臨ませてあ
る。112は、前記回転体105を強制的に回転させるための
伝動装置であって該伝動装置112は、電動機113と回転軸
107に直結した受動プーリ114と伝動プーリ115とにより
構成されている。
116は、水槽101内に所定量の水を注入するための注入
管であり、117は、一定水位を保つための排水管であ
る。
管であり、117は、一定水位を保つための排水管であ
る。
以上のように構成された温水装置においては、熱気室
102内で強制回転する回転体105により水槽101内の水Ａ
を熱気室102内に汲み上げ放出し、該汲み上げ放出され
た水は熱気室102内に導入された加温熱気を強制的に伴
って下部開放部103より水槽101内の水中深く投擲突入せ
しめるので、水槽101内の水Ａ中深く熱気泡Ｂを生じさ
せながら加温熱気と水との間で直接熱交換が営まれ、水
槽101内の水Ａが温水となる。
102内で強制回転する回転体105により水槽101内の水Ａ
を熱気室102内に汲み上げ放出し、該汲み上げ放出され
た水は熱気室102内に導入された加温熱気を強制的に伴
って下部開放部103より水槽101内の水中深く投擲突入せ
しめるので、水槽101内の水Ａ中深く熱気泡Ｂを生じさ
せながら加温熱気と水との間で直接熱交換が営まれ、水
槽101内の水Ａが温水となる。
この実施例において、回転体105は第９図ないし第12
図に示すような構成のものであってもよい。すなわち、
第９図に示した回転体105は、回転軸107に直結したボス
筒124の周面に断面山形状の汲み上げ体125を多数放射状
に植設した構成であるが、この汲み上げ体125は、例え
ば第10図（イ）のように断面冂型状、同図（ロ）のよう
に断面半円弧状、あるいは同図（ハ）のように断面水平
状の棒状を呈するものでってもよい。また、回転体105
は、第11図に示すように、ボス筒124の周面に金網板、
または第12図に示すように、多孔板からなる複数の汲み
上げ体125を放射状に植設した構成としてもよい。
図に示すような構成のものであってもよい。すなわち、
第９図に示した回転体105は、回転軸107に直結したボス
筒124の周面に断面山形状の汲み上げ体125を多数放射状
に植設した構成であるが、この汲み上げ体125は、例え
ば第10図（イ）のように断面冂型状、同図（ロ）のよう
に断面半円弧状、あるいは同図（ハ）のように断面水平
状の棒状を呈するものでってもよい。また、回転体105
は、第11図に示すように、ボス筒124の周面に金網板、
または第12図に示すように、多孔板からなる複数の汲み
上げ体125を放射状に植設した構成としてもよい。
第３図ないし第６図は、本発明に係る温水装置の他の
実施例を示している。
実施例を示している。
この実施例のものにあっては、回転体105は水槽101内
を貫通するように水平に軸架した回転軸107に直結せし
めるとともに回転軸107と汲み上げ体110とに亘り支架さ
れ、しかも円周に沿って配列された多数の汲み上げ体11
0の適所周面に複数の撹拌片119を外側に向けて突設した
構成以外は、第１図および第２図に示された実施例のも
のと同構成である。前記撹拌片119の形状は、第６図に
示された断面山形状に限らず、その形状は任意である。
を貫通するように水平に軸架した回転軸107に直結せし
めるとともに回転軸107と汲み上げ体110とに亘り支架さ
れ、しかも円周に沿って配列された多数の汲み上げ体11
0の適所周面に複数の撹拌片119を外側に向けて突設した
構成以外は、第１図および第２図に示された実施例のも
のと同構成である。前記撹拌片119の形状は、第６図に
示された断面山形状に限らず、その形状は任意である。
この実施例のものにおいては、回転体105の汲み上げ
体110の周面に複数の撹拌片119を突設したことにより、
第１図および第２図に示した実施例のものに比べて、水
Ａの汲み上げ放出量が増大し、水槽101内の撹拌作用が
促進されるので、温水効率が一層向上する。
体110の周面に複数の撹拌片119を突設したことにより、
第１図および第２図に示した実施例のものに比べて、水
Ａの汲み上げ放出量が増大し、水槽101内の撹拌作用が
促進されるので、温水効率が一層向上する。
第７図および第８図には、本発明に係る温水装置のさ
らに他の実施例が示されている。
らに他の実施例が示されている。
この実施例の温水装置は、面積が広いプール、温泉、
池等に貯えられた大容量の水Ａを効率よく温水とするこ
とができるようにしたものであって、下部を開放した筺
体120の左右両側下部に一対の浮揚体121,121を装着し
て、筺体120を水面上の任意の位置に浮揚せしめるとと
もに、該筺体120の内部には、下部を開放した熱気室102
を筺体120側の軸受ボス122と、浮揚体121と筺体120とに
亘り架設した軸受部材123とで回転自在となるよう水平
に軸架した回転軸107の軸受ボス122に固着された下部を
開放した熱気室102を収設せしめるとともに、熱気室102
内には第１図および第２図に示した実施例のものと同構
成の回転体105を回転軸107に直結して、回転体105を矢
印方向に向け回転できるように構成せしめてある。
池等に貯えられた大容量の水Ａを効率よく温水とするこ
とができるようにしたものであって、下部を開放した筺
体120の左右両側下部に一対の浮揚体121,121を装着し
て、筺体120を水面上の任意の位置に浮揚せしめるとと
もに、該筺体120の内部には、下部を開放した熱気室102
を筺体120側の軸受ボス122と、浮揚体121と筺体120とに
亘り架設した軸受部材123とで回転自在となるよう水平
に軸架した回転軸107の軸受ボス122に固着された下部を
開放した熱気室102を収設せしめるとともに、熱気室102
内には第１図および第２図に示した実施例のものと同構
成の回転体105を回転軸107に直結して、回転体105を矢
印方向に向け回転できるように構成せしめてある。
なお、この実施例の温水装置においては、電動機113
を軸受部材123上に設置して、回転軸107に直結された受
動プーリ114を伝動ベルト115を介して伝動して回転体10
5を矢印方向に向け回転せしめるので、筺体120、熱気室
102および回転体105はともに一体となって水面上を自由
な位置に移動して温水作業を能率的に行わせることがで
きる。
を軸受部材123上に設置して、回転軸107に直結された受
動プーリ114を伝動ベルト115を介して伝動して回転体10
5を矢印方向に向け回転せしめるので、筺体120、熱気室
102および回転体105はともに一体となって水面上を自由
な位置に移動して温水作業を能率的に行わせることがで
きる。
［発明の効果］ 本発明によれば、水槽内の水を強制的に回転体により
略半円形を呈する熱気室内に汲み上げ放出して、この汲
み上げ放出した水を熱気室内の加温熱気を強制的に伴っ
て水槽内の水中深く投擲突入させるので、熱気室内に導
入した加温熱気が高圧でなくても、加温熱気を水槽内の
水中深く熱気泡を生じさせながら加温熱気と水との間で
直接熱交換を営ませることができ、効率よく水槽内の水
を温水とすることができるばかりか、温水とする水の量
や温度に応じて、熱気室に導入する加温熱気の単位時間
当たり量と汲み上げる水の単位時間当たり水量を任意に
設定して、多量の水であっても短時間で所要の温度の温
水とすることができる効果を奏する。
略半円形を呈する熱気室内に汲み上げ放出して、この汲
み上げ放出した水を熱気室内の加温熱気を強制的に伴っ
て水槽内の水中深く投擲突入させるので、熱気室内に導
入した加温熱気が高圧でなくても、加温熱気を水槽内の
水中深く熱気泡を生じさせながら加温熱気と水との間で
直接熱交換を営ませることができ、効率よく水槽内の水
を温水とすることができるばかりか、温水とする水の量
や温度に応じて、熱気室に導入する加温熱気の単位時間
当たり量と汲み上げる水の単位時間当たり水量を任意に
設定して、多量の水であっても短時間で所要の温度の温
水とすることができる効果を奏する。
第１図および第２図は本発明の一実施例を示し、第１図
は温水装置の縦断正面図、第２図は第１図II−II線矢視
方向の断面図、第３図ないし第６図は他の実施例を示
し、第３図は温水装置の縦断正面図、第４図は第３図IV
−IV線矢視方向の断面図、第５図は一部を破断した回転
体の拡大斜視図、第６図は撹拌片の拡大断面図、第７図
および第８図はさらに他の実施例を示し、第７図は温水
装置の縦断正面図、第８図は第７図VIII−VIII線矢視方
向の断面図、第９図は一部を切欠した回転体の斜視図、
第10図（イ）、（ロ）、（ハ）は汲み上げ体の他例を示
す拡大断面図、第11図は金網板からなる汲み上げ体を備
えた回転体の一部を切欠した斜視図、第12図は多孔板か
らなる汲み上げ体を備えた回転体の一部を切欠した斜視
図、第13図は従来の液中燃焼加熱装置の縦断正面図、第
14図は従来の他の加熱装置の縦断正面図である。 101……水槽、102……熱気室、103……下部開放部、105
……回転体、106……熱気導入口、107……回転軸、110
……汲み上げ体、119……撹拌片、121,121……一対の浮
揚体、125……汲み上げ体、Ａ……水、Ｂ……熱気泡
は温水装置の縦断正面図、第２図は第１図II−II線矢視
方向の断面図、第３図ないし第６図は他の実施例を示
し、第３図は温水装置の縦断正面図、第４図は第３図IV
−IV線矢視方向の断面図、第５図は一部を破断した回転
体の拡大斜視図、第６図は撹拌片の拡大断面図、第７図
および第８図はさらに他の実施例を示し、第７図は温水
装置の縦断正面図、第８図は第７図VIII−VIII線矢視方
向の断面図、第９図は一部を切欠した回転体の斜視図、
第10図（イ）、（ロ）、（ハ）は汲み上げ体の他例を示
す拡大断面図、第11図は金網板からなる汲み上げ体を備
えた回転体の一部を切欠した斜視図、第12図は多孔板か
らなる汲み上げ体を備えた回転体の一部を切欠した斜視
図、第13図は従来の液中燃焼加熱装置の縦断正面図、第
14図は従来の他の加熱装置の縦断正面図である。 101……水槽、102……熱気室、103……下部開放部、105
……回転体、106……熱気導入口、107……回転軸、110
……汲み上げ体、119……撹拌片、121,121……一対の浮
揚体、125……汲み上げ体、Ａ……水、Ｂ……熱気泡
Claims (6)
- 【請求項１】水槽内の水を、周囲に汲み上げ放出する回
転体を強制回転せしめて略半円形を呈する熱気室内に汲
み上げ放出し、該放出された水を熱気室内に導入された
加温熱気とともに水槽内の水中へ連続して投擲突入せし
めて水中に熱気泡を発生させながら熱交換を営ませ、水
を温水とすることを特徴とする温水方法。 - 【請求項２】水槽内の水面上に下部開放部を水面に臨ま
せた略半円形を呈する熱気室を配設し、上記熱気室内に
は、水を汲み上げ放出し、該放出水を熱気導入口より熱
気室内に導入された加温熱気とともに水中へ投擲突入せ
しめる汲み上げ体を備えた回転体を下部が水中に水没す
るよう回転自在に収蔵軸架し、該回転体を強制回転せし
める構成としたことを特徴とする温水装置。 - 【請求項３】汲み上げ体は、その周囲に複数の撹拌片を
突設したことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
温水装置。 - 【請求項４】熱気室は、下部開放部が水面に臨むよう浮
揚体により水面上に浮揚せしめたことを特徴とする特許
請求の範囲第２項または第３項記載の温水装置。 - 【請求項５】回転体は、二枚の環状円板間に多数の汲み
上げ体を円周に沿って配列して構成したことを特徴とす
る特許請求の範囲第２項、第３項および第４項のいずれ
か１項に記載の温水装置。 - 【請求項６】回転体は、ボス筒の周囲に多数の汲み上げ
体を放射状に植設して構成したことを特徴とする特許請
求の範囲第２項、第３項および第４項のいずれか１項に
記載の温水装置。
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