JPH0733893B2 - パルス燃焼器 - Google Patents
パルス燃焼器Info
- Publication number
- JPH0733893B2 JPH0733893B2 JP63276497A JP27649788A JPH0733893B2 JP H0733893 B2 JPH0733893 B2 JP H0733893B2 JP 63276497 A JP63276497 A JP 63276497A JP 27649788 A JP27649788 A JP 27649788A JP H0733893 B2 JPH0733893 B2 JP H0733893B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- combustion chamber
- air
- combustion
- suction port
- chamber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C15/00—Apparatus in which combustion takes place in pulses influenced by acoustic resonance in a gas mass
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
- F24H1/18—Water-storage heaters
- F24H1/20—Water-storage heaters with immersed heating elements, e.g. electric elements or furnace tubes
- F24H1/205—Water-storage heaters with immersed heating elements, e.g. electric elements or furnace tubes with furnace tubes
- F24H1/206—Water-storage heaters with immersed heating elements, e.g. electric elements or furnace tubes with furnace tubes with submerged combustion chamber
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、燃料の燃焼により熱エネルギを発生させて液
体等の加熱に使用するパルス燃焼器、特にその燃焼室及
びテールパイプの構造に関する。
体等の加熱に使用するパルス燃焼器、特にその燃焼室及
びテールパイプの構造に関する。
(従来の技術) パルス燃焼器には、第4図に示す如く燃焼室1を円筒状
としてその中心線に沿って前壁と後壁に吸入口2及びテ
ールパイプ3を設けたものや、第5図に示す如く燃焼室
5を渦巻ポンプのケーシング形としてその接線方向に吸
入口6を開口し、中心線方向にテールパイプ7の一端を
開口したものがある。此等のパルス燃焼器は、通常は前
壁を除く部分が、加熱すべき液体等を収容する槽内に位
置しているので、点火栓4は吸入口2,6の一側方におい
て前壁を貫通して設けられている。
としてその中心線に沿って前壁と後壁に吸入口2及びテ
ールパイプ3を設けたものや、第5図に示す如く燃焼室
5を渦巻ポンプのケーシング形としてその接線方向に吸
入口6を開口し、中心線方向にテールパイプ7の一端を
開口したものがある。此等のパルス燃焼器は、通常は前
壁を除く部分が、加熱すべき液体等を収容する槽内に位
置しているので、点火栓4は吸入口2,6の一側方におい
て前壁を貫通して設けられている。
(発明が解決しようとする課題) 第4図に示す円筒形の燃焼室のものは、管材や板材の溶
接により容易に製造することができるが、点火栓4は始
動の際に吸入口2から供給される混合気が達しにくい位
置となるので着火に時間がかかり、またパルス燃焼開始
後はテールパイプ3から周期的に逆流する燃焼ガス(破
線矢印で示す)が、燃焼室1内に生じているガス流と丁
度逆向きとなるので燃焼室1内に激しい乱流を生じ、こ
のため混合気の燃焼が不規則となって部分的な不完全燃
焼を生じ、排気中の有害成分(CO、HC)等が増大する。
これに対し第5図に示す渦巻形の燃焼室のものは、吸入
口6から供給された混合気は燃焼室5内に安定した渦流
を生じ、始動の際には混合気が短時間で確実に点火栓4
に達して着火され、またテールパイプ7から逆流する燃
焼ガスは前記渦流を大きく乱すことがないので混合気が
安定的に燃焼して排気中の有害成分は減少するが、渦巻
形の燃焼室5は耐熱性の鋳物によらなければ製造できな
いので製造コストが増大する。本発明は燃焼室が円筒形
で製造が容易であり、しかも燃焼室内に安定した渦流が
生じて排気中の未燃焼成分も少ないパルス燃焼器を提供
することを目的とする。
接により容易に製造することができるが、点火栓4は始
動の際に吸入口2から供給される混合気が達しにくい位
置となるので着火に時間がかかり、またパルス燃焼開始
後はテールパイプ3から周期的に逆流する燃焼ガス(破
線矢印で示す)が、燃焼室1内に生じているガス流と丁
度逆向きとなるので燃焼室1内に激しい乱流を生じ、こ
のため混合気の燃焼が不規則となって部分的な不完全燃
焼を生じ、排気中の有害成分(CO、HC)等が増大する。
これに対し第5図に示す渦巻形の燃焼室のものは、吸入
口6から供給された混合気は燃焼室5内に安定した渦流
を生じ、始動の際には混合気が短時間で確実に点火栓4
に達して着火され、またテールパイプ7から逆流する燃
焼ガスは前記渦流を大きく乱すことがないので混合気が
安定的に燃焼して排気中の有害成分は減少するが、渦巻
形の燃焼室5は耐熱性の鋳物によらなければ製造できな
いので製造コストが増大する。本発明は燃焼室が円筒形
で製造が容易であり、しかも燃焼室内に安定した渦流が
生じて排気中の未燃焼成分も少ないパルス燃焼器を提供
することを目的とする。
(課題を解決するための手段) このために、本発明によるパルス燃焼器は、添付図面に
例示する如く、吸入口12aを有する燃焼室10と、この燃
焼室に一端部16aが連通されたテールパイプ16を備えて
なるパルス燃焼器において、前記燃焼室10は円筒状の周
壁11とその前後両端に気密に一体的に固着された前壁12
及び後壁13よりなり、前記吸入口12aは前記前壁12に設
け、前記テールパイプ16は複数個設けると共に各テール
パイプの一端部16aを前記燃焼室10の中心線方向におけ
る中央付近またはこれよりも前記吸入口12a側に寄った
位置において前記周壁11にほぼ放射方向に固着したこと
を特徴とするものである。
例示する如く、吸入口12aを有する燃焼室10と、この燃
焼室に一端部16aが連通されたテールパイプ16を備えて
なるパルス燃焼器において、前記燃焼室10は円筒状の周
壁11とその前後両端に気密に一体的に固着された前壁12
及び後壁13よりなり、前記吸入口12aは前記前壁12に設
け、前記テールパイプ16は複数個設けると共に各テール
パイプの一端部16aを前記燃焼室10の中心線方向におけ
る中央付近またはこれよりも前記吸入口12a側に寄った
位置において前記周壁11にほぼ放射方向に固着したこと
を特徴とするものである。
(作用) 吸入口12aから供給された混合気は燃焼室10の中心線に
沿って進み、後壁13に当って外向きに四方に分れて反転
し、周壁11の内面に沿って戻り、前壁12に当って内向き
に反転して吸入口12aからの混合気と合流し、これを繰
り返して燃焼室10内全体にドーナツ状の渦流を生ずる。
したがって点火栓の位置如何に拘らず、始動の際に混合
気は短時間で確実に点火栓に達して着火される。また複
数のテールパイプ16は燃焼室10の中心線方向中央付近ま
たはこれよりも吸入口12a側に寄った位置において放射
方向に設けられているので、パルス燃焼開始後にテール
パイプ16から周期的に逆流する燃焼ガスは燃焼室10内の
渦流を大きく乱すことはなく、したがって混合気は安定
的に燃焼して排気中の有害成分は減少する。
沿って進み、後壁13に当って外向きに四方に分れて反転
し、周壁11の内面に沿って戻り、前壁12に当って内向き
に反転して吸入口12aからの混合気と合流し、これを繰
り返して燃焼室10内全体にドーナツ状の渦流を生ずる。
したがって点火栓の位置如何に拘らず、始動の際に混合
気は短時間で確実に点火栓に達して着火される。また複
数のテールパイプ16は燃焼室10の中心線方向中央付近ま
たはこれよりも吸入口12a側に寄った位置において放射
方向に設けられているので、パルス燃焼開始後にテール
パイプ16から周期的に逆流する燃焼ガスは燃焼室10内の
渦流を大きく乱すことはなく、したがって混合気は安定
的に燃焼して排気中の有害成分は減少する。
(発明の効果) 上述の如く、本発明によれば始動時の着火が短時間で確
実に行われると共に排気中の有害成分も減少し、しかも
燃焼室は両端を閉じた単純な円筒状であるので容易に製
造することができる。
実に行われると共に排気中の有害成分も減少し、しかも
燃焼室は両端を閉じた単純な円筒状であるので容易に製
造することができる。
(実施例) 以下に、添付図面に示す実施例により本発明の説明をす
る。
る。
先ず、第2図及び第3図により、パルス燃焼器全体の説
明をすれば、パルス燃焼器Aは、溶接等により一体結合
された燃焼室10、テールパイプ16、デカップラ17及び排
気管18と、燃焼室10の吸入側に設けた混合室20並びにバ
ルブ組立体24を主要な構成部材としている。第1図及び
第2図に示す如く、燃焼室10は円筒状の周壁11とその前
後両端に気密に溶接された前壁12及び後壁13よりなり、
前壁12は重合溶接された補強板12cを有し、外方に平面
状に延びて円形の取付板14を形成している。前壁12の略
中心に固定したバーナヘッド12bには、周壁11と同心的
に吸入口12aが設けられ、また前壁12及び補強板12cの外
周部一側には点火栓15が斜めにねじ込み固定されてい
る。取付板14には、加熱すべき液体を収容する槽(図示
省略)にパルス燃焼器Aをねじ止めするための多数の取
付孔14aが設けられている。なお、バーナヘッド12は前
壁12の中心でなくても差し支えない。
明をすれば、パルス燃焼器Aは、溶接等により一体結合
された燃焼室10、テールパイプ16、デカップラ17及び排
気管18と、燃焼室10の吸入側に設けた混合室20並びにバ
ルブ組立体24を主要な構成部材としている。第1図及び
第2図に示す如く、燃焼室10は円筒状の周壁11とその前
後両端に気密に溶接された前壁12及び後壁13よりなり、
前壁12は重合溶接された補強板12cを有し、外方に平面
状に延びて円形の取付板14を形成している。前壁12の略
中心に固定したバーナヘッド12bには、周壁11と同心的
に吸入口12aが設けられ、また前壁12及び補強板12cの外
周部一側には点火栓15が斜めにねじ込み固定されてい
る。取付板14には、加熱すべき液体を収容する槽(図示
省略)にパルス燃焼器Aをねじ止めするための多数の取
付孔14aが設けられている。なお、バーナヘッド12は前
壁12の中心でなくても差し支えない。
燃焼室10の周壁11には軸線方向中央よりやや吸入口12a
側に寄った位置に、燃焼室10内部と連通する6本のテー
ルパイプ16の一端部16aが放射状に溶接され、各テール
パイプ16は周壁11の中心線と平行(すなわち取付板14と
直角)となるように後方に屈曲されている。デカップラ
17は両端を閉じた円筒状に形成され、燃焼室10と同心的
にその後側に配置されている。前述の如く屈曲された各
テールパイプ16はデカップラ17の外周に接近してその後
端付近まで延びた後、180度屈曲して再びデカップラ17
の外周に接近して前方に戻り、内側に屈曲して他端部16
bがデカップラ17の前端面に溶接されてデカップラ17の
内部と連通している。デカップラ17の後部にはその内部
と連通する排気管18の一端18aが溶接され、排気管18は
デカップラ17の中心線と平行となるように前方に屈曲さ
れ、デカップラ17の外周に接近して2本のテールパイプ
16の間を通って前方に延び、取付板14を貫通して他端18
bは前側に導出され、貫通部は取付板14と気密に溶接さ
れている。デカップラ17は燃焼室10に比して相当大きい
容積を有する膨張室であり、燃焼室10とテールパイプ16
よりなる燃焼部に安定したパルス燃焼を生ぜしめ、また
膨張によりパルス燃焼に伴う騒音の消音を行うものであ
る。デカップラ17はテールパイプ16及び排気管18を介し
て取付板14に支持されている。
側に寄った位置に、燃焼室10内部と連通する6本のテー
ルパイプ16の一端部16aが放射状に溶接され、各テール
パイプ16は周壁11の中心線と平行(すなわち取付板14と
直角)となるように後方に屈曲されている。デカップラ
17は両端を閉じた円筒状に形成され、燃焼室10と同心的
にその後側に配置されている。前述の如く屈曲された各
テールパイプ16はデカップラ17の外周に接近してその後
端付近まで延びた後、180度屈曲して再びデカップラ17
の外周に接近して前方に戻り、内側に屈曲して他端部16
bがデカップラ17の前端面に溶接されてデカップラ17の
内部と連通している。デカップラ17の後部にはその内部
と連通する排気管18の一端18aが溶接され、排気管18は
デカップラ17の中心線と平行となるように前方に屈曲さ
れ、デカップラ17の外周に接近して2本のテールパイプ
16の間を通って前方に延び、取付板14を貫通して他端18
bは前側に導出され、貫通部は取付板14と気密に溶接さ
れている。デカップラ17は燃焼室10に比して相当大きい
容積を有する膨張室であり、燃焼室10とテールパイプ16
よりなる燃焼部に安定したパルス燃焼を生ぜしめ、また
膨張によりパルス燃焼に伴う騒音の消音を行うものであ
る。デカップラ17はテールパイプ16及び排気管18を介し
て取付板14に支持されている。
第1図及び第2図に示す如く、燃焼室10の前壁12の外側
には吸入装置組立体24を有する混合室20がねじ止め固定
され、混合室20と前壁12の補強板12cの間に挟持された
バーナヘッド12b及びフレームトラップ21を介して、燃
焼室10と混合室20の内部は連通されている。吸入装置組
立体24のケース25には中央部にガス吸入口26が、またそ
の周囲に空気吸入口25aが設けられ、ガス吸入口26は混
合室20内からの逆流を阻止する逆止弁27を有し、空気吸
入口25aの内側には環状に配置された多数の放射状スリ
ット28aと混合室20内からの逆流抵抗を増大させるデフ
レクタ29を有する座板28が設けられている。ガス吸入口
26にはガスチャンバ44(一部のみを図示)を示してガス
供給管(図示省略)が接続され、取付板14には混合室2
0、吸入装置組立体24、ガスチャンバ44等を気密に覆う
エアチャンバ(図示省略)が設けられ、このエアチャン
バには空気供給管を介して送風ファン(何れも図示省
略)が接続されている。
には吸入装置組立体24を有する混合室20がねじ止め固定
され、混合室20と前壁12の補強板12cの間に挟持された
バーナヘッド12b及びフレームトラップ21を介して、燃
焼室10と混合室20の内部は連通されている。吸入装置組
立体24のケース25には中央部にガス吸入口26が、またそ
の周囲に空気吸入口25aが設けられ、ガス吸入口26は混
合室20内からの逆流を阻止する逆止弁27を有し、空気吸
入口25aの内側には環状に配置された多数の放射状スリ
ット28aと混合室20内からの逆流抵抗を増大させるデフ
レクタ29を有する座板28が設けられている。ガス吸入口
26にはガスチャンバ44(一部のみを図示)を示してガス
供給管(図示省略)が接続され、取付板14には混合室2
0、吸入装置組立体24、ガスチャンバ44等を気密に覆う
エアチャンバ(図示省略)が設けられ、このエアチャン
バには空気供給管を介して送風ファン(何れも図示省
略)が接続されている。
次に、第1図により、本発明の作用の説明をする。ガス
供給管からのガスは逆止弁27を経て、また送風ファンか
らの空気は多数のスリット28aを経て混合室20内に供給
され、混合気となってフレームトラップ21及びバーナヘ
ッド12b中央の吸入口12aより燃焼室10内に供給される。
この混合気の混合比がパルス燃焼に適した所定の値とな
るように各部の形成寸法及び送風ファンの特性は定めら
れている。吸入口12aから供給された混合気は、第1図
の実線の矢印に示す如く、燃焼室10の中心線に沿って進
み、後壁13に当って外向きに四方に分れて反転し、周壁
11の内面に沿って戻り、前壁12に当って内向きに反転し
て吸入口12aからの混合気と合流して燃焼室10内全体に
ドーナツ状の渦流を生ずる。なお混合気の一部はこの渦
流から分流して各テールパイプ16内に入る。
供給管からのガスは逆止弁27を経て、また送風ファンか
らの空気は多数のスリット28aを経て混合室20内に供給
され、混合気となってフレームトラップ21及びバーナヘ
ッド12b中央の吸入口12aより燃焼室10内に供給される。
この混合気の混合比がパルス燃焼に適した所定の値とな
るように各部の形成寸法及び送風ファンの特性は定めら
れている。吸入口12aから供給された混合気は、第1図
の実線の矢印に示す如く、燃焼室10の中心線に沿って進
み、後壁13に当って外向きに四方に分れて反転し、周壁
11の内面に沿って戻り、前壁12に当って内向きに反転し
て吸入口12aからの混合気と合流して燃焼室10内全体に
ドーナツ状の渦流を生ずる。なお混合気の一部はこの渦
流から分流して各テールパイプ16内に入る。
始動の際には、点火装置(図示省略)が所定時間作動し
て点火栓15の燃焼室10内側先端部に火花を生じ、混合気
は前記ドーナツ状の渦流により短時間で確実に点火栓15
の先端部付近に達して着火され、燃焼室10及びテールパ
イプ16よりなる共鳴系と、混合気の逆流を実質的に阻止
する吸入装置組立体24の作用によりパルス燃焼を開始す
る。パルス燃焼開始後は、第1図の破線の矢印に示す如
く、テールパイプ16から周期的に高温の燃焼ガスが逆流
して燃焼室10内の混合気に着火する。燃焼室10内に逆流
した燃焼ガスは周壁11内面に沿った混合気の流れを横切
って中心線に沿った流れに合流するので、テールパイプ
16の一端部16aの周壁11への固着部よりも吸入口12a側の
渦流は多少乱すが、同固着部付近及びこれより後壁13側
の渦流はむしろ強めることになり、本実施例においては
前記固着部は中心線方向における燃焼室10の中央付近よ
りも吸入口12a側に寄っているので、燃焼室10内のドー
ナツ状の渦流を全体として乱すことはない。従って混合
気は安定的に燃焼して排気中の有害成分は減少する。ま
た、燃焼室10は両端を閉じた単純な円筒状であるので、
管材や板材の溶接等により容易に製造することができ
る。
て点火栓15の燃焼室10内側先端部に火花を生じ、混合気
は前記ドーナツ状の渦流により短時間で確実に点火栓15
の先端部付近に達して着火され、燃焼室10及びテールパ
イプ16よりなる共鳴系と、混合気の逆流を実質的に阻止
する吸入装置組立体24の作用によりパルス燃焼を開始す
る。パルス燃焼開始後は、第1図の破線の矢印に示す如
く、テールパイプ16から周期的に高温の燃焼ガスが逆流
して燃焼室10内の混合気に着火する。燃焼室10内に逆流
した燃焼ガスは周壁11内面に沿った混合気の流れを横切
って中心線に沿った流れに合流するので、テールパイプ
16の一端部16aの周壁11への固着部よりも吸入口12a側の
渦流は多少乱すが、同固着部付近及びこれより後壁13側
の渦流はむしろ強めることになり、本実施例においては
前記固着部は中心線方向における燃焼室10の中央付近よ
りも吸入口12a側に寄っているので、燃焼室10内のドー
ナツ状の渦流を全体として乱すことはない。従って混合
気は安定的に燃焼して排気中の有害成分は減少する。ま
た、燃焼室10は両端を閉じた単純な円筒状であるので、
管材や板材の溶接等により容易に製造することができ
る。
なお、上記実施例においては、燃焼室10内における周期
的燃焼に伴う瞬間時圧力上昇によるエアチャンバ側への
逆流をデフレクタ29により防止しているが、このような
デフレクタ29の代りに座板28の混合室20側に接離して逆
流を阻止するフラッパバルブを設けてもよい。フラッパ
バルブを設ければ、始動時以外は送風ファンの運転を停
止することが可能となるが、吸気騒音が多少増大し、耐
久性が多少低下する。また、テールパイプ16の数は図示
の如く6本に限らず任意であり、テールパイプ16の屈曲
形状も任意である。
的燃焼に伴う瞬間時圧力上昇によるエアチャンバ側への
逆流をデフレクタ29により防止しているが、このような
デフレクタ29の代りに座板28の混合室20側に接離して逆
流を阻止するフラッパバルブを設けてもよい。フラッパ
バルブを設ければ、始動時以外は送風ファンの運転を停
止することが可能となるが、吸気騒音が多少増大し、耐
久性が多少低下する。また、テールパイプ16の数は図示
の如く6本に限らず任意であり、テールパイプ16の屈曲
形状も任意である。
第1図〜第3図は本発明によるパルス燃焼器の一実施例
を示し、第1図は要部の縦断面図、第2図は一部を破断
した全体側面図、第3図は第2図のIII視図、第4図及
び第5図はそれぞれ異なる従来技術の燃焼室付近の縦断
面図である。 符号の説明 10……燃焼室、11……周壁、12……前壁、12a……吸入
口、13……後壁、16……テールパイプ、16a……一端
部。
を示し、第1図は要部の縦断面図、第2図は一部を破断
した全体側面図、第3図は第2図のIII視図、第4図及
び第5図はそれぞれ異なる従来技術の燃焼室付近の縦断
面図である。 符号の説明 10……燃焼室、11……周壁、12……前壁、12a……吸入
口、13……後壁、16……テールパイプ、16a……一端
部。
Claims (1)
- 【請求項1】吸入口を有する燃焼室と、この燃焼室に一
端部が連通されたテールパイプを備えてなるパルス燃焼
器において、前記燃焼室は円筒状の周壁とその前後両端
に気密に固着された前壁及び後壁よりなり、前記吸入口
は前記前壁に設け、前記テールパイプは複数個設けると
共に各テールパイプの一端部を前記燃焼室の中心線方向
における中央付近またはこれよりも前記吸入口側に寄っ
た位置において前記周壁にほぼ放射方向に固着したこと
を特徴とするパルス燃焼器。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63276497A JPH0733893B2 (ja) | 1988-11-01 | 1988-11-01 | パルス燃焼器 |
US07/429,643 US5044928A (en) | 1988-11-01 | 1989-10-31 | Pulse combustion device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63276497A JPH0733893B2 (ja) | 1988-11-01 | 1988-11-01 | パルス燃焼器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02122102A JPH02122102A (ja) | 1990-05-09 |
JPH0733893B2 true JPH0733893B2 (ja) | 1995-04-12 |
Family
ID=17570287
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63276497A Expired - Lifetime JPH0733893B2 (ja) | 1988-11-01 | 1988-11-01 | パルス燃焼器 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5044928A (ja) |
JP (1) | JPH0733893B2 (ja) |
Families Citing this family (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0810728Y2 (ja) * | 1991-10-18 | 1996-03-29 | パロマ工業株式会社 | パルス燃焼器の燃焼室 |
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US6295951B1 (en) | 1995-04-04 | 2001-10-02 | Srp 687 Pty. Ltd. | Ignition inhibiting gas water heater |
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