JPS58117917A - 燃焼制御装置 - Google Patents
燃焼制御装置Info
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- JPS58117917A JPS58117917A JP57001463A JP146382A JPS58117917A JP S58117917 A JPS58117917 A JP S58117917A JP 57001463 A JP57001463 A JP 57001463A JP 146382 A JP146382 A JP 146382A JP S58117917 A JPS58117917 A JP S58117917A
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- Japan
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- combustion chamber
- solid
- flame
- filter
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N5/00—Systems for controlling combustion
- F23N5/02—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium
- F23N5/08—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using light-sensitive elements
- F23N5/082—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using light-sensitive elements using electronic means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N1/00—Regulating fuel supply
- F23N1/02—Regulating fuel supply conjointly with air supply
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N1/00—Regulating fuel supply
- F23N1/08—Regulating fuel supply conjointly with another medium, e.g. boiler water
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2223/00—Signal processing; Details thereof
- F23N2223/08—Microprocessor; Microcomputer
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2225/00—Measuring
- F23N2225/08—Measuring temperature
- F23N2225/18—Measuring temperature feedwater temperature
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2233/00—Ventilators
- F23N2233/06—Ventilators at the air intake
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Combustion (AREA)
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
【発明の詳細な説明】
本発明は固体撮像素子を用い、燃焼を監視する燃焼制御
装置に関するものである。
装置に関するものである。
従来、燃焼装置は、その安全性と省エネルギーが要求さ
れ、数々の燃焼制御装置が提案されているが、いまだに
すべての要求を満たすものはなく、例えば、あるものは
、火災の温度を検知し、あるいは、火災のイオン電流を
検知することによって燃焼の４４無を判断しているＶこ
すぎなか−・た１、こ７しらは１．述のごとく、燃焼の
イＩ’ Ｊ！！ｌ、をｉ４１断−することはできるが、
火災からの（′ＩＩＩ報：、１は・しなく、最適の燃焼
状態で燃焼装置が働いているかに、 ％、！、極めるこ
とは難しか一部た４、 一方、近年のエレクトロニクスの発展は目覚ましく、マ
イコン等は安価に使用可能にな−）てきた。
れ、数々の燃焼制御装置が提案されているが、いまだに
すべての要求を満たすものはなく、例えば、あるものは
、火災の温度を検知し、あるいは、火災のイオン電流を
検知することによって燃焼の４４無を判断しているＶこ
すぎなか−・た１、こ７しらは１．述のごとく、燃焼の
イＩ’ Ｊ！！ｌ、をｉ４１断−することはできるが、
火災からの（′ＩＩＩ報：、１は・しなく、最適の燃焼
状態で燃焼装置が働いているかに、 ％、！、極めるこ
とは難しか一部た４、 一方、近年のエレクトロニクスの発展は目覚ましく、マ
イコン等は安価に使用可能にな−）てきた。
−また、人間の１１の機能を有するＣ ９ Ｄ （Ｃｈ
ａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）、ＢＢＤ（
ＢｕｃｋｅｔＢｒｉｇａｄｅ Ｄｅｖｉｃｅ）などの
固体撮像素子も天川段階に人−Ｊてきた。
ａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）、ＢＢＤ（
ＢｕｃｋｅｔＢｒｉｇａｄｅ Ｄｅｖｉｃｅ）などの
固体撮像素子も天川段階に人−Ｊてきた。
本発明は、最先端技術である固体撮像素Ｊ′−と−Ｊイ
コンを使い、従来の情報小Ｒ−にＬる燃焼制用１の欠如
をなくし、安全でかつ、最も省工不ノシ・ギーな燃焼状
態を常時作り−ヒげる燃焼制銅１装置を提案することを
１−１的とするものである。。
コンを使い、従来の情報小Ｒ−にＬる燃焼制用１の欠如
をなくし、安全でかつ、最も省工不ノシ・ギーな燃焼状
態を常時作り−ヒげる燃焼制銅１装置を提案することを
１−１的とするものである。。
上記目的を達成するために本発明（・１、燃焼室の一部
に可視光線が通過するフィルタ一部を設け、前記フィル
タ一部の燃焼室外側に、火災と対向させて固体撮像素子
の感光部を配置し、＋ｉｉＪ Ｈピ固体撮像素子からの
信号を電子制御部を介して燃焼用空気、及び燃料比例制
御駆動部と連結しである。
に可視光線が通過するフィルタ一部を設け、前記フィル
タ一部の燃焼室外側に、火災と対向させて固体撮像素子
の感光部を配置し、＋ｉｉＪ Ｈピ固体撮像素子からの
信号を電子制御部を介して燃焼用空気、及び燃料比例制
御駆動部と連結しである。
この構成によって、火災の形状認識を固体撮像素子によ
り行ない、マイコンを含む電子制御部で火災長、内炎長
、バーナがらの浮上シ状態、火炎の色等を判断し、予め
計算しである最適燃焼状態との比較を行ない、差異を是
正し燃焼用空気と燃料比例制御駆動部を駆動させ、常時
最適燃焼状態を作りあげるものである。
り行ない、マイコンを含む電子制御部で火災長、内炎長
、バーナがらの浮上シ状態、火炎の色等を判断し、予め
計算しである最適燃焼状態との比較を行ない、差異を是
正し燃焼用空気と燃料比例制御駆動部を駆動させ、常時
最適燃焼状態を作りあげるものである。
以下、本発明の一実施例を給湯機に適用した例で、第１
〜第３図の図面を用いて説明する。
〜第３図の図面を用いて説明する。
１はバーナでバーナ炎孔２と、燃料と１次空気の混合部
３及び２次空気通路４とから成っている。
３及び２次空気通路４とから成っている。
バーナ１の上部には燃焼室６が、燃焼室６の上部にはフ
ィンパイプ式の熱交換器６があり、排気筒７と連ってい
る。なお熱交換器６の給湯用パイプ８は湯温検出用セ／
す９が取付けである。
ィンパイプ式の熱交換器６があり、排気筒７と連ってい
る。なお熱交換器６の給湯用パイプ８は湯温検出用セ／
す９が取付けである。
排気筒７上方には燃焼用空気を供給する燃焼用ファ／１
０が設置してあり、燃焼用空気比例制御部として１次空
気比例制御駆動部１１，２次空気比例制却駆動部１２を
有している。さらに前言己排筒７後流には排気トップ１
３がある。
０が設置してあり、燃焼用空気比例制御部として１次空
気比例制御駆動部１１，２次空気比例制却駆動部１２を
有している。さらに前言己排筒７後流には排気トップ１
３がある。
またバーナ部１．燃焼室６．熱交換器６は断熱材１４で
覆われており、省エネルギ一対策が施されている。
覆われており、省エネルギ一対策が施されている。
燃焼室５の一部には可視光線が通過するフィルタ１６が
設けてあり、燃焼室６外側のフィルタ１６近傍には本発
明の一実施例である固体撮像素子１６を使用した火炎検
出部１７が取付けられている。火炎検出部１７はマイコ
ン搭載の電子制御部１８と連っている。本発明では、固
体撮像素子としてＣＯＤ （Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐ
ｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）の−次元固体撮像索子１９を
使用しでいる９、ここで、Ｃ０Ｄ−次元固体撮像素子は
ＰＮフォトダイオードとＭＯＳキャパシタからなる感光
部（受光１）２０、ならびにＣＯＤアナログシフトレジ
スタからなる転送部２１そして出力回路部２２により構
成されている。出力回路部２２は電子側（財）部１１．
２次空気比例焼御駆動部１２を駆動する。
設けてあり、燃焼室６外側のフィルタ１６近傍には本発
明の一実施例である固体撮像素子１６を使用した火炎検
出部１７が取付けられている。火炎検出部１７はマイコ
ン搭載の電子制御部１８と連っている。本発明では、固
体撮像素子としてＣＯＤ （Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐ
ｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）の−次元固体撮像索子１９を
使用しでいる９、ここで、Ｃ０Ｄ−次元固体撮像素子は
ＰＮフォトダイオードとＭＯＳキャパシタからなる感光
部（受光１）２０、ならびにＣＯＤアナログシフトレジ
スタからなる転送部２１そして出力回路部２２により構
成されている。出力回路部２２は電子側（財）部１１．
２次空気比例焼御駆動部１２を駆動する。
また、前記電子制御部は、燃焼ファン１０．湯温検出セ
／す９とも連結されている。
／す９とも連結されている。
第３図はＣ０Ｄ−次元固体撮像素子１９のブロック図で
、２４は・／フトパルス、２６はＣＣＤシフトレジスタ
、２６はコンデンサメモリ、２７はリセットスイッチ、
２８は信号出力を表わしている０ 第４図は、燃焼検知の簡単な概略図であり、火炎２９の
内炎３０．外炎３１の高さを矢印人、ＢでＣＣＩ）−次
元固体撮像素子１９へ対応させである。
、２４は・／フトパルス、２６はＣＣＤシフトレジスタ
、２６はコンデンサメモリ、２７はリセットスイッチ、
２８は信号出力を表わしている０ 第４図は、燃焼検知の簡単な概略図であり、火炎２９の
内炎３０．外炎３１の高さを矢印人、ＢでＣＣＩ）−次
元固体撮像素子１９へ対応させである。
次に、上記構成による給湯機により、燃焼制御の動作説
明をする。
明をする。
点火操作により、燃焼可能状態に移行する。その後、給
湯機使用時は、給湯栓（図示せず）を開成することによ
り、燃料と１次空気が混合部３にまた２次空気が２次空
気通路４に供給され、ノ（−す炎孔２で火炎２９を形成
する。火炎２９は燃焼室６で燃焼し、燃焼排ガスとして
、熱交換器６゜排気筒７．燃焼ファ／９を通り、排気ト
ップ１３から外に放出される。一方、熱交換器６には給
湯用パイプ８があり、火炎２９によりあたためられ湯が
得られる。
湯機使用時は、給湯栓（図示せず）を開成することによ
り、燃料と１次空気が混合部３にまた２次空気が２次空
気通路４に供給され、ノ（−す炎孔２で火炎２９を形成
する。火炎２９は燃焼室６で燃焼し、燃焼排ガスとして
、熱交換器６゜排気筒７．燃焼ファ／９を通り、排気ト
ップ１３から外に放出される。一方、熱交換器６には給
湯用パイプ８があり、火炎２９によりあたためられ湯が
得られる。
次に燃焼制御について第２〜第６図の図面により説明す
る。第６図は横軸に湯量、縦軸に湯温Ｔｗと、空気過剰
率ｍを取ってあり、３２は湯温で３３は湯温３２に対応
した燃料消費！ａ３４である。
る。第６図は横軸に湯量、縦軸に湯温Ｔｗと、空気過剰
率ｍを取ってあり、３２は湯温で３３は湯温３２に対応
した燃料消費！ａ３４である。
また３６は空気過剰率で本発明による燃焼制御を行なう
ことにより、一定の値（Ａ線）になる。Ｂ線は従来の給
湯機などで燃焼している場合で、空気過剰率は湯温の減
少に伴ない（ＴｗのＢ、％ｌ）燃料消費量３４も減少す
るため、大きくなっている。
ことにより、一定の値（Ａ線）になる。Ｂ線は従来の給
湯機などで燃焼している場合で、空気過剰率は湯温の減
少に伴ない（ＴｗのＢ、％ｌ）燃料消費量３４も減少す
るため、大きくなっている。
第６図は、空気過剰率ｍとＧｏ／ＣＯ２，熱効率ηとの
関係である。高い熱効率を得るためには、空気過剰率ｍ
を小さくしなければならないが、空気過剰率ｍを小さく
しすぎると、Ｃｏの発生を伴う。従って、ＣＯの発生が
起きないように燃焼を管理する必要がある。そのために
、本発明によれば、第４図に示すごとく、火炎を画像と
してＣＯＤ−次元固体撮像素子１９で直接とらえている
。
関係である。高い熱効率を得るためには、空気過剰率ｍ
を小さくしなければならないが、空気過剰率ｍを小さく
しすぎると、Ｃｏの発生を伴う。従って、ＣＯの発生が
起きないように燃焼を管理する必要がある。そのために
、本発明によれば、第４図に示すごとく、火炎を画像と
してＣＯＤ−次元固体撮像素子１９で直接とらえている
。
火炎から出た光信号は、紫外線、熱輻射を避けるため可
視光線のみ透過させるフィルタを通過しＣ０Ｄ−次元固
体撮像素子１９の感光部２ｏにあるｐｎフォトダイオー
ドで光電変換され、ＭＯＳキャパシタに信号電荷として
蓄積される。その後、この電荷はシフトパルス２４によ
り、、ＣＯＤシフトレジスタ２６に転送され、コンデン
サメモリ２６に送り込まれ、信号出力２８として出力部
２２から電子制御部１Ｂに入力される。
視光線のみ透過させるフィルタを通過しＣ０Ｄ−次元固
体撮像素子１９の感光部２ｏにあるｐｎフォトダイオー
ドで光電変換され、ＭＯＳキャパシタに信号電荷として
蓄積される。その後、この電荷はシフトパルス２４によ
り、、ＣＯＤシフトレジスタ２６に転送され、コンデン
サメモリ２６に送り込まれ、信号出力２８として出力部
２２から電子制御部１Ｂに入力される。
火炎２９は、このように画像としてとらえられるため、
内炎高さア、外炎高さイ、バーナ炎孔２からの浮上りを
電子制御部１８内のマイコンにより判断する。
内炎高さア、外炎高さイ、バーナ炎孔２からの浮上りを
電子制御部１８内のマイコンにより判断する。
電子側脚部１８に入力された信号は、内炎高さの信号と
、代炎高さの信号により燃料消費量と１次空気比、空気
過剰率を計算し、差異があれば、１次空気比例制却駆動
部１１及び２次空気比例制御駆動部１２を駆動し、予め
設定された空気過剰°゛ 率に合わせる。ここで、燃料
消費量と内炎高さ、外炎高さの関係はマイコン内に記憶
しである。
、代炎高さの信号により燃料消費量と１次空気比、空気
過剰率を計算し、差異があれば、１次空気比例制却駆動
部１１及び２次空気比例制御駆動部１２を駆動し、予め
設定された空気過剰°゛ 率に合わせる。ここで、燃料
消費量と内炎高さ、外炎高さの関係はマイコン内に記憶
しである。
このようにすることにより、最小の空気過剰率で燃焼さ
せることができ、高い熱効率を得る。
せることができ、高い熱効率を得る。
次に湯量を変化させても湯温を一定にするためには、湯
温検出用センサからの信号により、燃料比例制用１駆動
部を駆動させ燃料消費ＩＩトを変化させる。この時も火
炎を一次元固体撮像素子１９により直接画像により監視
しているため、即座に最適燃焼状態に移行し高い熱効率
を得る。
温検出用センサからの信号により、燃料比例制用１駆動
部を駆動させ燃料消費ＩＩトを変化させる。この時も火
炎を一次元固体撮像素子１９により直接画像により監視
しているため、即座に最適燃焼状態に移行し高い熱効率
を得る。
また、ＣＣＤ−次元固体撮像素子１９は、火炎の吹飛び
、黄火、逆火等の異常現象に対しても検知が可能である
ことは言うまでもない。
、黄火、逆火等の異常現象に対しても検知が可能である
ことは言うまでもない。
以上の説明は燃焼検知を一次元の固体撮像素子で行なっ
てきたが、二次元の固体撮像素子を使用することにより
、バーナ長手方向に連なる火炎すべてを画像処理し、よ
り細かな燃焼側斜も行なうことは可能である。
てきたが、二次元の固体撮像素子を使用することにより
、バーナ長手方向に連なる火炎すべてを画像処理し、よ
り細かな燃焼側斜も行なうことは可能である。
以上説明してきたように、燃焼室の一部に固体撮像素子
の損傷がないように紫外線、赤外線の通過量が少ない可
視光線のみ通過するフィルターを設け、前記フィルター
の燃焼室外側に、火炎と対向させてＣＯＤ 、ＢＢＤ等
の固体撮像素子を配置し燃焼状態を検知することにより
、あらゆる燃料消費量Ｋｉいて（広い幅（７）Ｔ Ｄ
Ｒ（Ｔｕｒｎ ｄｏｗｎｒａｔｉｏ））低い空気過剰
率で燃焼させる空燃比制御ができる。また、逆火安全装
置、吹飛び防止装置、黄火等の異常燃焼検知など種々の
安全装置を１つの素子で検出できるものである。従って
従来のように温度検知等では得られなかった多くの情報
を得て安全な制御を可能としたものである。
の損傷がないように紫外線、赤外線の通過量が少ない可
視光線のみ通過するフィルターを設け、前記フィルター
の燃焼室外側に、火炎と対向させてＣＯＤ 、ＢＢＤ等
の固体撮像素子を配置し燃焼状態を検知することにより
、あらゆる燃料消費量Ｋｉいて（広い幅（７）Ｔ Ｄ
Ｒ（Ｔｕｒｎ ｄｏｗｎｒａｔｉｏ））低い空気過剰
率で燃焼させる空燃比制御ができる。また、逆火安全装
置、吹飛び防止装置、黄火等の異常燃焼検知など種々の
安全装置を１つの素子で検出できるものである。従って
従来のように温度検知等では得られなかった多くの情報
を得て安全な制御を可能としたものである。
第１図は本発明の一実施例の燃焼制御装置を給湯機に適
用した概略斜視図、第２図は本発明の燃焼制御部のブロ
ック図、第３図はＣ０Ｄ−次元固体撮像素子のブロック
図、第４図は燃焼検知部の構成図、第６図は湯量と空気
過剰率及び湯温の関係を示す図、第６図は空気過剰率と
ＣＯ／ ＣＯ２及び熱効率の関係を示す図である。 １・・・・・・バーナ、６・・・・・・燃焼室、１６・
・・・・・フィルタ、−１１６・・・・・・固体撮像素
子。 第１図 ＊２ｒｌｌ 第 ４ 図
用した概略斜視図、第２図は本発明の燃焼制御部のブロ
ック図、第３図はＣ０Ｄ−次元固体撮像素子のブロック
図、第４図は燃焼検知部の構成図、第６図は湯量と空気
過剰率及び湯温の関係を示す図、第６図は空気過剰率と
ＣＯ／ ＣＯ２及び熱効率の関係を示す図である。 １・・・・・・バーナ、６・・・・・・燃焼室、１６・
・・・・・フィルタ、−１１６・・・・・・固体撮像素
子。 第１図 ＊２ｒｌｌ 第 ４ 図
Claims (1)
- バーナと、このバーナによりで形成される火災を囲う燃
焼室と、燃焼用空気及び燃料ガスの比例制御駆動部を有
し、前記燃焼室の一部に可視光線を通過させ得るフィル
ターを設けるとともに、前記フィルタ部の燃焼室外側近
傍にＣＯＤ 、ＢＢＤ等の固体撮像素子の感光部に火災
と対向配置し、前記固体撮像素子の信号により燃料及び
燃焼用空気を制御する燃焼制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57001463A JPS58117917A (ja) | 1982-01-07 | 1982-01-07 | 燃焼制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57001463A JPS58117917A (ja) | 1982-01-07 | 1982-01-07 | 燃焼制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58117917A true JPS58117917A (ja) | 1983-07-13 |
Family
ID=11502150
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57001463A Pending JPS58117917A (ja) | 1982-01-07 | 1982-01-07 | 燃焼制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58117917A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5944519A (ja) * | 1982-09-03 | 1984-03-13 | Hitachi Ltd | 燃焼状態診断方法 |
| JP2016504552A (ja) * | 2013-09-25 | 2016-02-12 | 韓国生産技術研究院Ｋｏｒｅａ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｏｆ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ | 光センサを含む空燃比計測システム |
| JP2023075786A (ja) * | 2021-11-19 | 2023-05-31 | 東京瓦斯株式会社 | 燃焼設備 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50121833A (ja) * | 1974-03-12 | 1975-09-25 | ||
| JPS5332786A (en) * | 1976-09-08 | 1978-03-28 | Hitachi Ltd | Measuring method of light spot strength distribution |
| JPS567030A (en) * | 1979-06-29 | 1981-01-24 | Fujitsu Ltd | Infrared image pickup device |
| JPS5623630A (en) * | 1979-08-02 | 1981-03-06 | Babcock Hitachi Kk | Diagnostic method for flame in combustion device |
-
1982
- 1982-01-07 JP JP57001463A patent/JPS58117917A/ja active Pending
Patent Citations (4)
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| JPH0316564B2 (ja) * | 1982-09-03 | 1991-03-05 | Hitachi Ltd | |
| JP2016504552A (ja) * | 2013-09-25 | 2016-02-12 | 韓国生産技術研究院Ｋｏｒｅａ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｏｆ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ | 光センサを含む空燃比計測システム |
| JP2023075786A (ja) * | 2021-11-19 | 2023-05-31 | 東京瓦斯株式会社 | 燃焼設備 |
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