JPS649528B2 - - Google Patents
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- JPS649528B2 JPS649528B2 JP57107225A JP10722582A JPS649528B2 JP S649528 B2 JPS649528 B2 JP S649528B2 JP 57107225 A JP57107225 A JP 57107225A JP 10722582 A JP10722582 A JP 10722582A JP S649528 B2 JPS649528 B2 JP S649528B2
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- JP
- Japan
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- pressure
- gas
- air
- signal
- memory
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Classifications
-
- 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
- F23N1/022—Regulating fuel supply conjointly with air supply using electronic means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2223/00—Signal processing; Details thereof
- F23N2223/04—Memory
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2225/00—Measuring
- F23N2225/02—Measuring filling height in burners
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2225/00—Measuring
- F23N2225/04—Measuring pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2225/00—Measuring
- F23N2225/08—Measuring temperature
- F23N2225/19—Measuring temperature outlet temperature water heat-exchanger
-
- 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
-
- 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
-
- 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
- F23N2235/16—Fuel valves variable flow or proportional valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2900/00—Special features of, or arrangements for controlling combustion
- F23N2900/05181—Controlling air to fuel ratio by using a single differential pressure detector
Landscapes
- 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)
- Control Of Combustion (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、負荷に応じて燃焼量を自動的に連続
可変すると共に、燃焼用空気量とガス量の比（以
後空燃比と言う）をほぼ一定に保ち燃焼の安定性
を高効率を保つための、特に家庭用機器に用いら
れる高負荷ガス燃焼制御装置に関するものであ
る。
可変すると共に、燃焼用空気量とガス量の比（以
後空燃比と言う）をほぼ一定に保ち燃焼の安定性
を高効率を保つための、特に家庭用機器に用いら
れる高負荷ガス燃焼制御装置に関するものであ
る。
従来のこの種の高負荷燃焼器の燃焼制御装置と
して第１図に示す均圧弁方式（あるいはゼロガバ
ナ方式）がよく知られている。すなわち、送風機
１により送られた燃焼用空気は空気側絞り２を経
て混合部３へガスは均圧弁４を通りガス側絞り５
を経て混合部３へ入り空気とガスが混合されバー
ナ６で燃焼する。
して第１図に示す均圧弁方式（あるいはゼロガバ
ナ方式）がよく知られている。すなわち、送風機
１により送られた燃焼用空気は空気側絞り２を経
て混合部３へガスは均圧弁４を通りガス側絞り５
を経て混合部３へ入り空気とガスが混合されバー
ナ６で燃焼する。
均圧弁の背圧室７には空気側絞り２の上流の圧
力が導かれており、均圧弁４は均圧弁出口のガス
圧力を背圧室の圧力と等しくなる様に自動調節す
る。ここで、空気側絞りの上流の圧力をPA、空
気量をQA、ガス側絞りの上流の圧力をPG、ガス
量をQG、混合部の圧力をPMとすると、空燃比
QA／QGは K1，K2は定数 の関係がある。
力が導かれており、均圧弁４は均圧弁出口のガス
圧力を背圧室の圧力と等しくなる様に自動調節す
る。ここで、空気側絞りの上流の圧力をPA、空
気量をQA、ガス側絞りの上流の圧力をPG、ガス
量をQG、混合部の圧力をPMとすると、空燃比
QA／QGは K1，K2は定数 の関係がある。
均圧弁が理想的にPG＝PAに調節できれば上式
より となりQAを変化させても空燃比は常に一定とな
るが、しかし均圧弁はダイアフラム８でPAとPG
の差圧を受けて弁９を機械的に動かすものである
から、ダイアフラムの剛性、変位に伴うダイアフ
ラムの有効面積変化などにより必ず圧力設定誤差
ΔPGが生じる。すなわち、PG＝PA＋ΔPGであるの
で となる。すなわち誤差ΔPGによる空燃比の誤差は
PA−PMの絶対値が小さくなるほど大きくなる。
したがつて一定の空燃比誤差の範囲で燃焼量調節
比を大きくするためには、PA−PMを大きくする
か又は、均圧弁のダイアフラムを大きくしてΔPG
を小さくしなければならない。
より となりQAを変化させても空燃比は常に一定とな
るが、しかし均圧弁はダイアフラム８でPAとPG
の差圧を受けて弁９を機械的に動かすものである
から、ダイアフラムの剛性、変位に伴うダイアフ
ラムの有効面積変化などにより必ず圧力設定誤差
ΔPGが生じる。すなわち、PG＝PA＋ΔPGであるの
で となる。すなわち誤差ΔPGによる空燃比の誤差は
PA−PMの絶対値が小さくなるほど大きくなる。
したがつて一定の空燃比誤差の範囲で燃焼量調節
比を大きくするためには、PA−PMを大きくする
か又は、均圧弁のダイアフラムを大きくしてΔPG
を小さくしなければならない。
このため、燃焼量調節比を１／５ないし１／10
に取ろうとするれば、きわめて大きな送風機や均
圧弁が必要となり、機器が大型になり、また燃焼
量調節範囲を大きくした空気側絞りの発生差圧
（PA−PM）を大きくすると、ガス供給圧力の低い
特に都市ガス等の家庭用ガス燃料では使えないな
ど、家庭用燃焼装置への適用は難しかつた。
に取ろうとするれば、きわめて大きな送風機や均
圧弁が必要となり、機器が大型になり、また燃焼
量調節範囲を大きくした空気側絞りの発生差圧
（PA−PM）を大きくすると、ガス供給圧力の低い
特に都市ガス等の家庭用ガス燃料では使えないな
ど、家庭用燃焼装置への適用は難しかつた。
本発明はそのような従来の欠点を除去するもの
で、送風機や弁装置を大型化することなく、燃焼
量調節比が大きく、かつ空燃比安定性の良い燃焼
制御装置を提供することを目的とする。
で、送風機や弁装置を大型化することなく、燃焼
量調節比が大きく、かつ空燃比安定性の良い燃焼
制御装置を提供することを目的とする。
この目的を達成するために本発明は、温度検出
器で検出した被加熱体の温度に応じた電気信号に
より風量可変機構を制御して燃焼用空気量を調節
するとともに、混合部の上流にそれぞれ設けられ
た空気側絞りとガス側絞りのそれぞれの上流の圧
力を圧力切替器を介して絶対圧型又は相対圧型圧
力検出器で交互に測定し、圧力検出器の圧力切替
器の動作に連動させて切替え空気圧メモリー及び
ガス圧メモリーにそれぞれの信号を記憶させてお
き各メモリーから読み出したそれぞれの信号の差
から求められる圧力信号に応じてその圧力差信号
が零となる様にガス比例弁を制御するものであ
る。
器で検出した被加熱体の温度に応じた電気信号に
より風量可変機構を制御して燃焼用空気量を調節
するとともに、混合部の上流にそれぞれ設けられ
た空気側絞りとガス側絞りのそれぞれの上流の圧
力を圧力切替器を介して絶対圧型又は相対圧型圧
力検出器で交互に測定し、圧力検出器の圧力切替
器の動作に連動させて切替え空気圧メモリー及び
ガス圧メモリーにそれぞれの信号を記憶させてお
き各メモリーから読み出したそれぞれの信号の差
から求められる圧力信号に応じてその圧力差信号
が零となる様にガス比例弁を制御するものであ
る。
この構成によつて、負荷に応じた燃焼量に自動
調節され、かつ、空燃比も安定に保たれる。ま
た、２つの圧力を同一の圧力検出器で測定しそれ
ぞれ記憶された圧力信号の差をとることで、その
圧力差信号から温度検出器自身の温度ドリフト、
バラツキ等の誤差分が相殺される。
調節され、かつ、空燃比も安定に保たれる。ま
た、２つの圧力を同一の圧力検出器で測定しそれ
ぞれ記憶された圧力信号の差をとることで、その
圧力差信号から温度検出器自身の温度ドリフト、
バラツキ等の誤差分が相殺される。
以下本発明の実施例を図面を使つて詳細に説明
する。尚、図中第１図と同一部品については同一
番号を付している。
する。尚、図中第１図と同一部品については同一
番号を付している。
第２図は本発明の１実施例を示す構成図であ
り、主要部分のみ詳細な断面図を示した。
り、主要部分のみ詳細な断面図を示した。
図において、１は燃焼用空気を供給する送風機
でここでは送風機の回転数を制御することにより
風量可変機構を構成している。２は空気通路に設
けられた空気絞りであり、その両端に空気量に応
じた差圧を発生する。５はガス通路に設けられた
ガス側絞りでありその両端にガス量に応じた差圧
を発生する。３は空気とガスの合流する混合部で
ガスと空気が混合されバーナ６に混合ガスを導
く。１１は熱交換器でそのパイプに通された水を
加熱する。１２はサーミスタで熱交換器の出湯温
度に応じた電気信号を発生する。１３はガス比例
弁でありガス側絞りの上流のガス通路に置かれ、
電磁コイルに流す電流に応じてコイル中に置かれ
た可動鉄芯がガス弁の開度を連続的に調節する。
１４は温度設定器であり可変抵抗を手動回動する
ことにより出湯温度を設定する。１５は出湯温制
御回路でありサーミスタ１２と温度設定器１４と
の信号の差を増幅器４１で増幅し回転数制御回路
４２により送風機１の回転数を増減して必要な燃
焼用空気量を自動調節する。
でここでは送風機の回転数を制御することにより
風量可変機構を構成している。２は空気通路に設
けられた空気絞りであり、その両端に空気量に応
じた差圧を発生する。５はガス通路に設けられた
ガス側絞りでありその両端にガス量に応じた差圧
を発生する。３は空気とガスの合流する混合部で
ガスと空気が混合されバーナ６に混合ガスを導
く。１１は熱交換器でそのパイプに通された水を
加熱する。１２はサーミスタで熱交換器の出湯温
度に応じた電気信号を発生する。１３はガス比例
弁でありガス側絞りの上流のガス通路に置かれ、
電磁コイルに流す電流に応じてコイル中に置かれ
た可動鉄芯がガス弁の開度を連続的に調節する。
１４は温度設定器であり可変抵抗を手動回動する
ことにより出湯温度を設定する。１５は出湯温制
御回路でありサーミスタ１２と温度設定器１４と
の信号の差を増幅器４１で増幅し回転数制御回路
４２により送風機１の回転数を増減して必要な燃
焼用空気量を自動調節する。
１６は半導体拡散型の圧力センサであり、圧力
導入口２１が圧力切換器１７の出力孔２２と連結
される。圧力切換器１７は電磁コイル２３に電流
を流すことにより板バネ２４を介してケース２５
に支持された可動鉄片２６が固定鉄芯２７に吸着
され、板バネの先端に取付けられた弾性弁体２８
によりガス圧導入孔２９が閉止され、空気導入孔
３０が開放される。
導入口２１が圧力切換器１７の出力孔２２と連結
される。圧力切換器１７は電磁コイル２３に電流
を流すことにより板バネ２４を介してケース２５
に支持された可動鉄片２６が固定鉄芯２７に吸着
され、板バネの先端に取付けられた弾性弁体２８
によりガス圧導入孔２９が閉止され、空気導入孔
３０が開放される。
電磁コイル非通電時には板バネ２４の復元力に
より反対に空気圧導入孔３０が閉止されガス圧導
入孔２９が開放される。ガス圧導入孔にはガス側
絞りの上流の圧力が、空気圧導入孔には空気側絞
り…上流の圧力がそれぞれ導かれており、電磁コ
イル２３への通電タイミングに合わせて前記２つ
の圧力が交互に圧力センサ１６に導かれる。
より反対に空気圧導入孔３０が閉止されガス圧導
入孔２９が開放される。ガス圧導入孔にはガス側
絞りの上流の圧力が、空気圧導入孔には空気側絞
り…上流の圧力がそれぞれ導かれており、電磁コ
イル２３への通電タイミングに合わせて前記２つ
の圧力が交互に圧力センサ１６に導かれる。
３１は空燃比制御回路であり、圧力センサーの
出力信号を増幅する増幅器３２の出力は切替信号
発生器３３によつて切替えられる切替スイツチを
経て空気圧力アナログメモリー３４及びガス側圧
力アナログメモリ３５とに導かれ切替信号に同期
してそれぞれの値が記憶、更新される。切替信号
発生器からは圧力切換器１７の電磁コイル２３に
も電流が供給される。各メモリ３４，３５からの
出力信号の差が比例弁駆動回路３６で積分演算・
増幅され、メモリ３４，３５の出力信号の差が零
となる様にガス比例弁１３の電磁コイルの電流を
増減してガス量がフイードバツク制御される。
出力信号を増幅する増幅器３２の出力は切替信号
発生器３３によつて切替えられる切替スイツチを
経て空気圧力アナログメモリー３４及びガス側圧
力アナログメモリ３５とに導かれ切替信号に同期
してそれぞれの値が記憶、更新される。切替信号
発生器からは圧力切換器１７の電磁コイル２３に
も電流が供給される。各メモリ３４，３５からの
出力信号の差が比例弁駆動回路３６で積分演算・
増幅され、メモリ３４，３５の出力信号の差が零
となる様にガス比例弁１３の電磁コイルの電流を
増減してガス量がフイードバツク制御される。
第３図は半導体拡散型圧力センサの印加圧力対
出力電圧の一例を示すグラフである。
出力電圧の一例を示すグラフである。
同図ａは定常時の印加圧力に対する出力の関係
でｂはオフセツトであり印加圧力が零の時の出力
電圧である。この値の圧力センサー製品間でのバ
ラツキがある。同図ｃは圧力センサの周囲温度が
変化したときの特性の一例で、オフセツト及び圧
力に対する感度も変化する。これは半導体素子の
温度特性に依存するもので、ここで測定しようと
している圧力差のレベルに対してはるかに大きな
変動をするのが一般である。外部回路や内部素子
のトリミング等によりある程度補正できるがコス
トアツプの割には完全に補正できるものではな
い。
でｂはオフセツトであり印加圧力が零の時の出力
電圧である。この値の圧力センサー製品間でのバ
ラツキがある。同図ｃは圧力センサの周囲温度が
変化したときの特性の一例で、オフセツト及び圧
力に対する感度も変化する。これは半導体素子の
温度特性に依存するもので、ここで測定しようと
している圧力差のレベルに対してはるかに大きな
変動をするのが一般である。外部回路や内部素子
のトリミング等によりある程度補正できるがコス
トアツプの割には完全に補正できるものではな
い。
本実施例では印加圧力ｄおよびｅの圧力差を検
出する場合、同一圧力センサで短い時間の間に交
互切替えて検出するためメモリ回路の出力信号の
差は同図ｆおよびｇとなり、オフセツトｂもその
変動も相殺される。さらに積分要素を持つた空燃
比制御回路により、ｆ及びｇが限りなく小さくな
る様制御されるので圧力センサの印加圧力の変動
や、直線性の変動等にもほとんど影響されなくな
る。
出する場合、同一圧力センサで短い時間の間に交
互切替えて検出するためメモリ回路の出力信号の
差は同図ｆおよびｇとなり、オフセツトｂもその
変動も相殺される。さらに積分要素を持つた空燃
比制御回路により、ｆ及びｇが限りなく小さくな
る様制御されるので圧力センサの印加圧力の変動
や、直線性の変動等にもほとんど影響されなくな
る。
以上の構成により差圧検出の精度を高くするこ
とができ、空気及びガス側の絞りの圧力差を大き
くすることなく、燃焼量調節比を大きくとつても
空燃比を安定に保つことができる。
とができ、空気及びガス側の絞りの圧力差を大き
くすることなく、燃焼量調節比を大きくとつても
空燃比を安定に保つことができる。
以上のように本発明のガス燃焼制御装置によれ
ば、空気ガス混合部の上流にそれぞれ空気側絞り
とガス側絞りを設け、それぞれの絞りの上流の圧
力を圧力切替器を介して同一の圧力検出器で交互
に検出してそれぞれの圧力信号をそれぞれメモリ
ーに記憶させその出力信南の差を零とする様ガス
比例弁を制御することによつて (1) 圧力検出器の誤差成分が相殺されるので、誤
差補正をしない安価な圧力検出器を使つて精度
の高い空燃比制御が可能であり、燃焼量調節比
が大きくとれる。圧力検出器は差圧型の必要が
ないので構造が簡単になる。
ば、空気ガス混合部の上流にそれぞれ空気側絞り
とガス側絞りを設け、それぞれの絞りの上流の圧
力を圧力切替器を介して同一の圧力検出器で交互
に検出してそれぞれの圧力信号をそれぞれメモリ
ーに記憶させその出力信南の差を零とする様ガス
比例弁を制御することによつて (1) 圧力検出器の誤差成分が相殺されるので、誤
差補正をしない安価な圧力検出器を使つて精度
の高い空燃比制御が可能であり、燃焼量調節比
が大きくとれる。圧力検出器は差圧型の必要が
ないので構造が簡単になる。
(2) 前記により空気存びガス通路の絞りの発生圧
力を小さくできるため、送風機を小型化でき、
かつガス供給圧力の低い家庭用ガス燃料にも適
用が可能になる。
力を小さくできるため、送風機を小型化でき、
かつガス供給圧力の低い家庭用ガス燃料にも適
用が可能になる。
(3) 積分要素を付加することによりさらに上記の
効果は増大する。
効果は増大する。
前記の理由で、特性変動の大きい半導体圧力セ
ンサーでも使えるため、圧力センサの寸法が極め
て小型になり、機器の小型化ができ、部品配置の
自由度が増大される等の効果は大である。
ンサーでも使えるため、圧力センサの寸法が極め
て小型になり、機器の小型化ができ、部品配置の
自由度が増大される等の効果は大である。
第１図は従来のガス燃焼制御装置を示す構成
図、第２図は本発明の一実施例のガス燃焼制御装
置を示す構成図、第３図は本発明の一実施例に使
用の半導体拡散形圧力センサの印加圧力対出力電
圧特性を示すグラフである。 １……送風機、３……混合部、２……空気側絞
り、５……ガス側絞り、６……バーナ、１１……
熱交換器、１３……ガス比例弁、１２……サーミ
スタ、１６……圧力センサ、１７……圧力切換
器、３４……空気圧メモリー、３５……ガス圧メ
モリ、４２……回転数制御回路。
図、第２図は本発明の一実施例のガス燃焼制御装
置を示す構成図、第３図は本発明の一実施例に使
用の半導体拡散形圧力センサの印加圧力対出力電
圧特性を示すグラフである。 １……送風機、３……混合部、２……空気側絞
り、５……ガス側絞り、６……バーナ、１１……
熱交換器、１３……ガス比例弁、１２……サーミ
スタ、１６……圧力センサ、１７……圧力切換
器、３４……空気圧メモリー、３５……ガス圧メ
モリ、４２……回転数制御回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 燃焼用空気を供給する送風機と、ガスと燃焼
用空気とを混合する混合部と、バーナと、被加熱
体を加熱する熱交換器とを有し、混合部の上流の
空気通路及びガス通路にそれぞれ空気側絞りとガ
ス側絞りと、さらにガス通路に電気信号に応じて
ガス供給量を連続可変するガス比例弁と、電気信
号に応じて空気量を連続可変する空気量可変機構
と、絶対圧型又は相対圧型の圧力検出器と、空気
側絞りの上流の圧力とガス側圧力とを交互に切替
えて前記圧力検出器に導く圧力切替器と、前記圧
力切換器の動作に連動して空気側絞り上流圧力信
号とガス側絞り上流圧力信号とをそれぞれ電気的
に記憶する空気圧メモリーとガス圧メモリーと、
熱交換器出口の被加熱体の温度を検出する温度検
出器と、被加熱体の熱交換器出口温度を設定する
温度設定器とを有し、前記温度検出器の信号と温
度設定器の信号との差に応じて前記空気量可変機
構を制御し、前記空気圧メモリーの信号とガス圧
メモリーの信号との差に応じてその差が零となる
様に前記ガス比例弁を制御する燃焼制御装置。 ２ 圧力検出器が半導体拡散型圧力センサーであ
る特許請求の範囲第１項記載の燃焼制御装置。 ３ ガス比例弁を、積分要素を介して制御した特
許請求の範囲第１項又は第２項記載の燃焼制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57107225A JPS58224226A (ja) | 1982-06-21 | 1982-06-21 | 燃焼制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57107225A JPS58224226A (ja) | 1982-06-21 | 1982-06-21 | 燃焼制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58224226A JPS58224226A (ja) | 1983-12-26 |
| JPS649528B2 true JPS649528B2 (ja) | 1989-02-17 |
Family
ID=14453658
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57107225A Granted JPS58224226A (ja) | 1982-06-21 | 1982-06-21 | 燃焼制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58224226A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11403099B2 (en) | 2015-07-27 | 2022-08-02 | Sony Interactive Entertainment LLC | Backward compatibility by restriction of hardware resources |
| US11474833B2 (en) | 2016-03-30 | 2022-10-18 | Sony Interactive Entertainment Inc. | Deriving application-specific operating parameters for backwards compatibility |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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1982
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58224226A (ja) | 1983-12-26 |
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