JPS6044728A - 予混合燃焼装置 - Google Patents
予混合燃焼装置Info
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- JPS6044728A JPS6044728A JP58153741A JP15374183A JPS6044728A JP S6044728 A JPS6044728 A JP S6044728A JP 58153741 A JP58153741 A JP 58153741A JP 15374183 A JP15374183 A JP 15374183A JP S6044728 A JPS6044728 A JP S6044728A
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- Japan
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- fuel
- combustion
- amount
- mixing chamber
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- Pending
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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
- F23N5/003—Systems for controlling combustion using detectors sensitive to combustion gas properties
- F23N5/006—Systems for controlling combustion using detectors sensitive to combustion gas properties the detector being sensitive to oxygen
-
- 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
- F23N5/12—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using ionisation-sensitive elements, i.e. flame rods
- F23N5/126—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using ionisation-sensitive elements, i.e. flame rods using electrical or electromechanical means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2235/00—Valves, nozzles or pumps
- F23N2235/12—Fuel valves
- F23N2235/14—Fuel valves electromagnetically operated
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Regulation And 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】
［発明の技術分野］
この発明は予混合燃焼装置、特に、燃料と空気の混合比
の正常、異常の判定を行なう酸欠に対する安全装置に関
するものである。
の正常、異常の判定を行なう酸欠に対する安全装置に関
するものである。
［従来技術］
従来の予混合燃焼装置としては、耐熱性金鋼を例えば筒
状に構成し、燃料と空気を予め混合した予混合気を筒の
内側又は外側より供給し、金鋼表面でとの予混合気を燃
焼させ、金銅を赤熱させ。
状に構成し、燃料と空気を予め混合した予混合気を筒の
内側又は外側より供給し、金鋼表面でとの予混合気を燃
焼させ、金銅を赤熱させ。
赤外線を放射するようにしていた。従って、金鋼の赤外
輻射による熱損失のため、火炎温度が極端に低下し、排
ガス中の有害成分の代表である窒素酸化物（ＮＯｘ）が
極めて少ないという特長を有している。しかし、この種
の装置を万一、密閉度の高い部屋で使用し、酸欠状態に
なった場合には、金鋼表面の燃焼が空気不足となり、不
完全燃焼を起こして一酸化炭素（ｃｏ）が多袖に排出さ
れる危険性がある。また、正常雰囲気であっても、空気
の供給管がホコリ等で目づまりした場合罠も同様の問題
が生じる。
輻射による熱損失のため、火炎温度が極端に低下し、排
ガス中の有害成分の代表である窒素酸化物（ＮＯｘ）が
極めて少ないという特長を有している。しかし、この種
の装置を万一、密閉度の高い部屋で使用し、酸欠状態に
なった場合には、金鋼表面の燃焼が空気不足となり、不
完全燃焼を起こして一酸化炭素（ｃｏ）が多袖に排出さ
れる危険性がある。また、正常雰囲気であっても、空気
の供給管がホコリ等で目づまりした場合罠も同様の問題
が生じる。
従って酸欠に対する安全装置として、従来は例えば燃焼
火炎のイオン電流（ｉｆ値と記す。）を検出し、空気と
燃料の混合比を測定して酸欠検知が行なわれている。し
かしながら、このｉｆ値は空気と燃料の混合比のみなら
ず、燃焼は、バーナや電極温度、燃料の種類等によって
大巾にその値が変化するため、酸欠検知時には、燃焼計
と一定値に合わせたり、燃料種ごとに１ｆの設定値を変
更する必要があった。
火炎のイオン電流（ｉｆ値と記す。）を検出し、空気と
燃料の混合比を測定して酸欠検知が行なわれている。し
かしながら、このｉｆ値は空気と燃料の混合比のみなら
ず、燃焼は、バーナや電極温度、燃料の種類等によって
大巾にその値が変化するため、酸欠検知時には、燃焼計
と一定値に合わせたり、燃料種ごとに１ｆの設定値を変
更する必要があった。
［発明の概要］
この発明は、上記のような従来のものの欠点を除去する
ため釦なされたもので、燃料と空気の混合比によって非
直線型に変化する特性値を検出する検出器、空気ｌ又は
燃料量を変化させる可変手段、及びこの可変手段に動作
信号を出力するとともに上記変化前後の上記特性値を比
較し、酸欠判断を行う制御器で、酸欠を検知する安全装
置を構成することにより、酸欠検知に対する信頼性を高
めようとするものである。
ため釦なされたもので、燃料と空気の混合比によって非
直線型に変化する特性値を検出する検出器、空気ｌ又は
燃料量を変化させる可変手段、及びこの可変手段に動作
信号を出力するとともに上記変化前後の上記特性値を比
較し、酸欠判断を行う制御器で、酸欠を検知する安全装
置を構成することにより、酸欠検知に対する信頼性を高
めようとするものである。
［発明の実施例］
以下、この発明の実施例を図について説明する。
第１図はこの発明による予混合燃焼装置の一実施例を示
す構成図であり、 （１１、（２）は円筒状及び半球状
に形成された金鋼の主バーナ及び副バーナであり、各々
−空気気供給口＋３１ ＋４１に接続されている。
す構成図であり、 （１１、（２）は円筒状及び半球状
に形成された金鋼の主バーナ及び副バーナであり、各々
−空気気供給口＋３１ ＋４１に接続されている。
燃料供給は例えばガバナ（９）を介して、各々主ノズル
（５）、副ノズル（６）より行なわれ、供給管閉止用電
磁弁（７１ｔｅｌが各々に接続されている。これら（５
）〜（９）により燃料供給装置６Ｉを構成する。（Ｉｌ
ｌは空気と燃料の混合室、０３はこの混合室に続き９．
主バーナ（り。
（５）、副ノズル（６）より行なわれ、供給管閉止用電
磁弁（７１ｔｅｌが各々に接続されている。これら（５
）〜（９）により燃料供給装置６Ｉを構成する。（Ｉｌ
ｌは空気と燃料の混合室、０３はこの混合室に続き９．
主バーナ（り。
副バーナ（２）で形成される燃焼空間、（１漕は主バー
ナ（１）の周囲をかこむ外筒で、その下端より燃焼空間
０邊における燃焼状態を示す特性値を検出する検出器Ｉ
が主パーす（１）、副バーナ（２）に沿って取りつけら
れている。検出される特性値は、燃料と空気の混合比に
よって非直線型に変化するもので９例えば、ここでは、
燃焼火炎のイオン電流（１ｆ）が検出される。
ナ（１）の周囲をかこむ外筒で、その下端より燃焼空間
０邊における燃焼状態を示す特性値を検出する検出器Ｉ
が主パーす（１）、副バーナ（２）に沿って取りつけら
れている。検出される特性値は、燃料と空気の混合比に
よって非直線型に変化するもので９例えば、ここでは、
燃焼火炎のイオン電流（１ｆ）が検出される。
０引ま点火電極である。ｈｅは空気量、又は燃料量を変
化させる可変手段で９例えば、ここでは、燃焼装置に設
けた室内対流用送風機（１６１）への印加電圧を変化さ
せて空気の吸引量を変化させるようにしている。αηは
この可変手段ｕｅに動作信号を出力すると共に、印加電
圧を変化させる前後の特性値（ここではｉｆ値）を比較
し、酸欠判断を行う制御器である。これらＱ→、 ＋ｌ
ｉｅ 、 Ｑηにより酸欠に対する安全装置α梯を構成
する。次に動作について説明する。第１図において、送
風機（１６１）の回転と同時に電磁弁（８）が開放され
、ガバナ１９）により所定圧力に調節された燃料がノズ
ル（６）より噴出し、エジェクター作用と送風機（１６
１）の吸引力により周囲空気を吸引し、燃焼に必要な全
空気が供給される。
化させる可変手段で９例えば、ここでは、燃焼装置に設
けた室内対流用送風機（１６１）への印加電圧を変化さ
せて空気の吸引量を変化させるようにしている。αηは
この可変手段ｕｅに動作信号を出力すると共に、印加電
圧を変化させる前後の特性値（ここではｉｆ値）を比較
し、酸欠判断を行う制御器である。これらＱ→、 ＋ｌ
ｉｅ 、 Ｑηにより酸欠に対する安全装置α梯を構成
する。次に動作について説明する。第１図において、送
風機（１６１）の回転と同時に電磁弁（８）が開放され
、ガバナ１９）により所定圧力に調節された燃料がノズ
ル（６）より噴出し、エジェクター作用と送風機（１６
１）の吸引力により周囲空気を吸引し、燃焼に必要な全
空気が供給される。
混合室０１）で混合された空気と燃料の混合気Ｉｌｌは
副バーナ（２）の表面で点火電極（１つの放電により着
火し。
副バーナ（２）の表面で点火電極（１つの放電により着
火し。
安定した火炎を形成する。火炎形成により検出器（ここ
ではイオン′電極）（１４を流れるイオン電流により着
火が確認される。着火が確認された後、主電磁弁（７）
が開放され、主バーナ（１）に混合気ＯＩが供給される
と主、副同時燃焼が始まる。燃焼ガス（イ）は送風機（
１６１）Ｋ吸引された室内空気ｃ２０と送風機（１６１
）内で回転・混合され、均一な温度分布で室内暖房に利
用される。第２図はイオン電極（１４により検出される
燃焼火炎イオン電流１ｆと燃料に対する空気比μとの関
係を示す特性図である。曲線Ａ。
ではイオン′電極）（１４を流れるイオン電流により着
火が確認される。着火が確認された後、主電磁弁（７）
が開放され、主バーナ（１）に混合気ＯＩが供給される
と主、副同時燃焼が始まる。燃焼ガス（イ）は送風機（
１６１）Ｋ吸引された室内空気ｃ２０と送風機（１６１
）内で回転・混合され、均一な温度分布で室内暖房に利
用される。第２図はイオン電極（１４により検出される
燃焼火炎イオン電流１ｆと燃料に対する空気比μとの関
係を示す特性図である。曲線Ａ。
Ｂ、Ｏは燃焼計や燃料種なとの柿々の要因を変えた際の
１ｆとμの特性曲線を示すが９曲線Ａ、Ｂ。
１ｆとμの特性曲線を示すが９曲線Ａ、Ｂ。
Ｃいずれも、μ＝０．９〜１．０でピークを持つ山形の
特性を示す、、この実施例は、燃焼に必要な空気を全て
ノルズ（５１（６）のエジェクター効果と送風機の吸引
により供給し、予混合する全−次タイブのもので、第２
図において、空気比が１．０以上の領域Ｅの特性を示す
ものである。従って、空気比μが領域Ｅにあれば酸欠検
知動作時に、制御器０ηからの動作信号により送風機（
１６１）への印加電圧を低下させると、風量が低下し、
空気の吸引量が減り。
特性を示す、、この実施例は、燃焼に必要な空気を全て
ノルズ（５１（６）のエジェクター効果と送風機の吸引
により供給し、予混合する全−次タイブのもので、第２
図において、空気比が１．０以上の領域Ｅの特性を示す
ものである。従って、空気比μが領域Ｅにあれば酸欠検
知動作時に、制御器０ηからの動作信号により送風機（
１６１）への印加電圧を低下させると、風量が低下し、
空気の吸引量が減り。
空気比μが小さい方にずれ、ｉｆ値が増大する。従って
、制御器口ηの動作信号により、電圧低下前の１ｆ値を
検出器Ｉで検出し、制御器０η内の例えばメモリ等に記
憶させ、電圧低下後に検出されるｉｆ値と比較しｅ ’
ｆ値が増大していれば正常燃焼であると判断され、運転
が続けられる。万一、空気供給口（３１（４１０つまり
ゃ酸欠状態で実質的な空気比が領域Ｅよりずれμ＝１．
０近傍にある場合には、上記風量低下動作により１ｆ値
が低下することになり。
、制御器口ηの動作信号により、電圧低下前の１ｆ値を
検出器Ｉで検出し、制御器０η内の例えばメモリ等に記
憶させ、電圧低下後に検出されるｉｆ値と比較しｅ ’
ｆ値が増大していれば正常燃焼であると判断され、運転
が続けられる。万一、空気供給口（３１（４１０つまり
ゃ酸欠状態で実質的な空気比が領域Ｅよりずれμ＝１．
０近傍にある場合には、上記風量低下動作により１ｆ値
が低下することになり。
制御器面は酸欠判断を行い異常を検出する。これにより
、室内に多量のｃｏが排出される前に安全に燃焼を停止
することができる。このような方式による酸欠検知では
、動作の信頼性や早切れ防市を考慮して、空気比が０．
１〜Ｇ−３程度変化するような風量の低下が望ましいこ
とを発明者らは確認している。このように、この発明の
実施例では、１ｆ値そのものからではなく、風量を変化
させて、空気比を変えｉｆ値の変化の仕方により、酸欠
を検知するので、燃焼量や燃料種等に影響されることな
く、容易に、信頼性の高い酸欠検知が行える。
、室内に多量のｃｏが排出される前に安全に燃焼を停止
することができる。このような方式による酸欠検知では
、動作の信頼性や早切れ防市を考慮して、空気比が０．
１〜Ｇ−３程度変化するような風量の低下が望ましいこ
とを発明者らは確認している。このように、この発明の
実施例では、１ｆ値そのものからではなく、風量を変化
させて、空気比を変えｉｆ値の変化の仕方により、酸欠
を検知するので、燃焼量や燃料種等に影響されることな
く、容易に、信頼性の高い酸欠検知が行える。
なお、上記実施例は送風機（１６１）への印加電圧を低
下させて空気比を変化させる場合を示したがこれに限る
ものでなく、印加電圧を逆に昇圧して空気比を増大させ
てもよく、また空気供給口＋３１ ｆ４１にダンパー等
の風量調節手段を設けて空気量又は燃料量な変化させる
可変手段（Ｉｆｅとしてもよく、また、ガバナー（９）
の圧力を変化させて燃料量を変化させ、空気比を変化さ
せてｓ’ｆ値の変化を検出し、酸欠判断を行うものでも
よい。更にこの発明は燃焼に必要な空気の一部を予混合
して燃焼させるブンゼン燃焼方式の場合にも利用できる
。すなわち、第２図のＤの領域がブンゼン燃焼方式の特
性をあられしている。図によれば空気比μが０．７〜１
．０の範囲では１ｆがμによって大巾に変化するのに対
しμ≦０．６の領域では変化率が小さくなる。
下させて空気比を変化させる場合を示したがこれに限る
ものでなく、印加電圧を逆に昇圧して空気比を増大させ
てもよく、また空気供給口＋３１ ｆ４１にダンパー等
の風量調節手段を設けて空気量又は燃料量な変化させる
可変手段（Ｉｆｅとしてもよく、また、ガバナー（９）
の圧力を変化させて燃料量を変化させ、空気比を変化さ
せてｓ’ｆ値の変化を検出し、酸欠判断を行うものでも
よい。更にこの発明は燃焼に必要な空気の一部を予混合
して燃焼させるブンゼン燃焼方式の場合にも利用できる
。すなわち、第２図のＤの領域がブンゼン燃焼方式の特
性をあられしている。図によれば空気比μが０．７〜１
．０の範囲では１ｆがμによって大巾に変化するのに対
しμ≦０．６の領域では変化率が小さくなる。
そこで初期の空気比を０．８程度に設定し、前記実施例
と同様に空気比を０．１〜０．２程度減少させると、１
ｆは大巾に減少する。しかし、ノズルがっまつたり、室
内が酸欠状態になって、実質的な空気比がμり０．６程
度になった場合の酸欠検出動作では１ｆ変化が少ない。
と同様に空気比を０．１〜０．２程度減少させると、１
ｆは大巾に減少する。しかし、ノズルがっまつたり、室
内が酸欠状態になって、実質的な空気比がμり０．６程
度になった場合の酸欠検出動作では１ｆ変化が少ない。
このように１ｆ値の変化率の大きさから、燃焼状態を調
べ、酸欠検出を行ってもよい。また１以上は火炎中に挿
入したイオン電極０荀により火炎のイオン電流を検出し
たが、燃焼火炎からの発光管、燃料と空気の混合比によ
って。
べ、酸欠検出を行ってもよい。また１以上は火炎中に挿
入したイオン電極０荀により火炎のイオン電流を検出し
たが、燃焼火炎からの発光管、燃料と空気の混合比によ
って。
その測定値が非直線型に変化するものであれば同様に利
用することができる。特に燃焼火炎のＯＨ”ラジカルに
よる青色の発光量は、第２図に示した１ｆ変化とほぼ同
様な特性を示すので、上記実施例と同様の酸欠検知が可
能である。
用することができる。特に燃焼火炎のＯＨ”ラジカルに
よる青色の発光量は、第２図に示した１ｆ変化とほぼ同
様な特性を示すので、上記実施例と同様の酸欠検知が可
能である。
［発明の効果］
以上述べたように、この発明によれば、燃料と空気の混
合比によって非直線型に変化する特性値を検出する検出
器、空気量又は燃料量を変化させる可変手段、及び、こ
の可変手段に動作信号を出力すると共に、上記変化前後
の上記特性値を比較し、酸欠判断を行う制御器で、酸欠
を検知する安全装置を構成したので、信頼性の高い安全
装置が（９） 得られる効果がある。
合比によって非直線型に変化する特性値を検出する検出
器、空気量又は燃料量を変化させる可変手段、及び、こ
の可変手段に動作信号を出力すると共に、上記変化前後
の上記特性値を比較し、酸欠判断を行う制御器で、酸欠
を検知する安全装置を構成したので、信頼性の高い安全
装置が（９） 得られる効果がある。
第１図は、この発明による予混合燃焼装置の一実施例を
示す構成図、第２図は、燃焼火炎のイオン′市流と燃料
に対する空気比との関係を示す特性図である。 図において、 （３Ｈ４）は空気供給口、Ｈは燃料供給
装置、 ｆｉｌｌは混合室、０３は燃焼空間、ｏ４は検
出器。 （１Ｇは可変手段、０ηは制御器、（２Ｉは安全装置、
（１６１）は室内対流用送風機である。 なお１図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人大岩増雄 （１０） ＩＪ １ 図 第２図 谷気上ヒ（）） 手続補正書（目元） 特許庁長官殿 １、事件の表示 特願昭５８−１５３１４１号２、発明
の名称 予混合燃焼装置 ３、補正をする者 代表者片山仁へ部 ５、補正の対象 細簀の発明の詳細な説明の欄 ６、 補正の内容 （Ｉ） 明細畳第３頁第４行のｒ（Ｃｏ）Ｊをｒ（Ｃｏ
）Ｊに訂正する。 （２１同第３頁第１４行の１燃焼量と」を「燃焼量を」
に訂正する。 （３）同第１頁第１３行のｒｏｏがＪ’ｋｒＯＯが」に
訂正する。 ） 同第８頁＄１行〜第８行に「又は燃焼量」−Ｑるの
を削除する。 以上
示す構成図、第２図は、燃焼火炎のイオン′市流と燃料
に対する空気比との関係を示す特性図である。 図において、 （３Ｈ４）は空気供給口、Ｈは燃料供給
装置、 ｆｉｌｌは混合室、０３は燃焼空間、ｏ４は検
出器。 （１Ｇは可変手段、０ηは制御器、（２Ｉは安全装置、
（１６１）は室内対流用送風機である。 なお１図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人大岩増雄 （１０） ＩＪ １ 図 第２図 谷気上ヒ（）） 手続補正書（目元） 特許庁長官殿 １、事件の表示 特願昭５８−１５３１４１号２、発明
の名称 予混合燃焼装置 ３、補正をする者 代表者片山仁へ部 ５、補正の対象 細簀の発明の詳細な説明の欄 ６、 補正の内容 （Ｉ） 明細畳第３頁第４行のｒ（Ｃｏ）Ｊをｒ（Ｃｏ
）Ｊに訂正する。 （２１同第３頁第１４行の１燃焼量と」を「燃焼量を」
に訂正する。 （３）同第１頁第１３行のｒｏｏがＪ’ｋｒＯＯが」に
訂正する。 ） 同第８頁＄１行〜第８行に「又は燃焼量」−Ｑるの
を削除する。 以上
Claims (4)
- （１）燃料供給装置と空気供給孔、燃料と空気の混合室
、この混合室に続く燃焼空間、及びこの燃焼空間におけ
る燃焼状態を示す特性値を検出し。 酸欠を検知する安全装置を備えるものにおいて。 上記安全装置は、上記燃料と上記空気の混合比によって
非直線型に変化する上記特性値を検出する検出器、上記
空気量又は上記燃料量を変化させる可変手段、及びこの
可変手段に動作信号を出力すると共に上記変化前後の上
記特性値を比較し、酸欠判断を行う制御器で構成したこ
とを特徴とする予混合燃焼装置。 - （２）検出器は燃焼火炎のイオン電流を検出したことを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の予混合燃焼装置
。 - （３）検出器は燃焼火炎のＯＨフジカルによる青色発光
量を検出したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の予混合燃焼装置。 - （４）室内対流用送風機により混合室への空気の吸引を
行ない、上記送風機への印加電圧を変化させ、上記空気
の吸引鼠を変化させて可変手段としたことを特徴とする
特許請求の範囲第１項ないし第３項記載の予混合燃焼装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58153741A JPS6044728A (ja) | 1983-08-23 | 1983-08-23 | 予混合燃焼装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58153741A JPS6044728A (ja) | 1983-08-23 | 1983-08-23 | 予混合燃焼装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6044728A true JPS6044728A (ja) | 1985-03-09 |
Family
ID=15569090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58153741A Pending JPS6044728A (ja) | 1983-08-23 | 1983-08-23 | 予混合燃焼装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6044728A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60162123A (ja) * | 1984-01-31 | 1985-08-23 | Rinnai Corp | 燃焼器の燃焼安全装置 |
-
1983
- 1983-08-23 JP JP58153741A patent/JPS6044728A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60162123A (ja) * | 1984-01-31 | 1985-08-23 | Rinnai Corp | 燃焼器の燃焼安全装置 |
| JPS6223215B2 (ja) * | 1984-01-31 | 1987-05-21 | Rinnai Kk |
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