JP2019188304A - 空気清浄機 - Google Patents

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豊寿 上▲柳▼
Toyohisa Kamiyanagi
豊寿 上▲柳▼
定好 松田
Sadayoshi Matsuda
定好 松田
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Abstract

【課題】作業台上の空気を効率良く吸引することができ、かつ、作業台上の作業スペースを広く確保することができる空気清浄機を提供する。【解決手段】空気清浄機1は、ファンとフィルタとを有し、ファンにより吸気口12から吸引した空気を、フィルタを通過させたうえで排気口11から排出する装置本体10と、吸気口12に接続された吸気ダクト70と、排気口11に接続された排気ダクト30と、吸気ダクト70に接続されたプルフード60と、排気ダクト30に接続されたプッシュフード40とを備える。空気清浄機1は、装置本体10から排出された空気をプッシュフード40から吹き出し、プッシュフード40から吹き出した空気の少なくとも一部を含む空気をプルフード60から吸引可能である。【選択図】図1

Description

この発明は、空気清浄機に関し、特に、作業台上の空気を清浄することができる空気清浄機に関する。
従来、空気清浄用のフィルタを備え、吸入した空気をフィルタを用いて浄化し、浄化された空気を排出する空気清浄機が用いられている(例えば、下記特許文献1参照)。このような空気清浄機は、例えば、ユーザが作業台上で作業(例えば、半田付け等の煙が発生する作業や、粉末を取り扱う作業や、揮発性の薬品を取り扱う作業など)を行う場合に発生する空気を吸引し、浄化する用途に用いることができる。
特開2011−167683号公報
ところで、特許文献1に記載されているような空気清浄機を用いて作業台上の空気を吸引するには、吸引用のダクトの先端部や、ダクトに取り付けた吸引用のフード等を作業台の近くに位置させればよい。しかしながら、この場合、ダクトの先端部やフード等の近傍の空気を吸引できるものの、比較的離れた部位の空気を十分に吸引できない場合がある。
作業台上の空気を吸引することができる他の手段として、いわゆるクリーンベンチやドラフトチャンバ等を挙げることができる。しかしながら、このような装置は一般的に大掛かりな装置であるため、設置作業、撤去作業や、用途に応じて移動させたりすることなどが行いにくくなるという問題がある。また、一般的なクリーンベンチやドラフトチャンバ等では、作業台上で空気を清浄された状態に保つ空間がパネル等により囲われている。ユーザが作業を行うことができる空間が区切られるため、作業を行いにくくなる場合がある。
この発明はそのような問題点を解決するためになされたものであり、作業台上の空気を効率良く吸引することができ、かつ、作業台上の作業スペースを広く確保することができる空気清浄機を提供することを目的としている。
上記目的を達成するためこの発明のある局面に従うと、空気清浄機は、ファンとフィルタとを有し、ファンにより吸気口から吸引した空気を、フィルタを通過させたうえで排気口から排出する装置本体と、吸気口に接続された吸気ダクトと、排気口に接続された排気ダクトと、吸気ダクトに接続されたプルフードと、排気ダクトに接続されたプッシュフードとを備え、装置本体から排出された空気をプッシュフードから吹き出し、プッシュフードから吹き出した空気の少なくとも一部を含む空気をプルフードから吸引可能である。
好ましくは、プルフードから吸引される空気の量は、プッシュフードから吹き出される空気の量よりも多い。
好ましくは、吸気ダクトとプルフードとの接続構造、排気ダクトとプッシュフードとの接続構造、吸気ダクトと装置本体との接続構造、及び排気ダクトと装置本体との接続構造のうち少なくとも1つは、繰り返し着脱可能な構造である。
好ましくは、装置本体は、フィルタよりも上流側の吸引した空気の圧力とフィルタよりも下流側の空気の圧力との差の計測結果を表示する差圧計を有する。
好ましくは、装置本体は、風量設定部を有し、ファンは、風量設定部の設定結果に対応する回転数で回転する。
好ましくは、プッシュフードは、装置本体から排出された空気を吹き出す方向とは異なる方向に面する壁部により構成された洞部と、洞部の内側から外側に貫通するように洞部に設けられた孔部とを有し、装置本体から排出された空気と共に、孔部を通して洞部の外側から内側に流れ込む空気を、プッシュフードから吹き出す。
好ましくは、プッシュフードは、環状の吹出部を有し、装置本体から排気された空気を吹出部から吹き出す。
これらの発明に従うと、作業台上の空気を効率良く吸引することができ、かつ、作業台上の作業スペースを広く確保することができる空気清浄機を提供することができる。
本発明の第1の実施の形態における空気清浄機を示す斜視図である。 空気清浄機の構成を模式的に示す図である。 第1の実施の形態の一変形例における空気清浄機を示す斜視図である。 第2の実施の形態における空気清浄機に用いられるプッシュフードの正面図である。 図4のA−A線断面図である。
以下、本発明の実施の形態における空気清浄機について説明する。
[第1の実施の形態]
図1は、本発明の第1の実施の形態における空気清浄機1を示す斜視図である。
空気清浄機1は、例えば、作業台90の近くに設置して用いることができるものである。図1において、作業台90は二点鎖線で示されており、実際には作業台90により隠れる隠れ線が実線で示されている。
図1に示されるように、空気清浄機1は、大まかに、装置本体10と、排気ダクト30と、プッシュフード40と、プルフード60と、吸気ダクト70とを有している。空気清浄機1は、プッシュフード40から吹き出した空気をプルフード60から吸引し、吸引した空気を装置本体10で浄化した後に再びプッシュフード40から吹き出すように構成されている。
図2は、空気清浄機1の構成を模式的に示す図である。
図2において、一点鎖線は、空気の流れを示す。
図2に示されるように、装置本体10は、排気口11と、吸気口12と、ファン13と、フィルタ14とを有している。装置本体10の内部には、吸気口12から排気口11まで空気が流れる空間が設けられており、ファン13及びフィルタ14は、その空間に配置されている。
ファン13は、モータによりインペラを回転させることにより、吸気口12から吸い込んだ空気を排気口11に送る。フィルタ14は、ファン13よりも上流側(吸気口12側)に配置されており、吸気口12から吸い込まれた空気は、排気口11から排出されるまでに、フィルタ14を透過する。すなわち、装置本体10は、ファン13により吸気口12から吸引した空気をフィルタ14を通過させたうえで排気口11から排出する。
本実施の形態において、フィルタ14としては、種々のものを用いることができる。フィルタ14として、空気清浄機1により吸引する空気に含まれる除去対象に対応するものを用いればよい。例えば、においや空気以外のガスを浄化する場合には、活性炭フィルタを用いることができる。また、煙や集塵効果に期待する場合には、不織布フィルタやエレクトレットフィルタなどを用いることができる。除去するガスの種類等に応じて、触媒を添加したフィルタを用いてもよい。フィルタは1つに限られず、複数の種類のフィルタを適宜の組合せで重畳して配置したり、複数層のフィルタを用いたりしてもよい。
また、装置本体10は、制御回路部15と、風量設定部16と、スイッチ部17と、差圧計18と、電源部19とを有している。電源部19は、例えば商用電源に接続されており、装置本体10を動作させる電力を各部に供給する。装置本体10は、電源部19から供給される電力を使用して動作する。
制御回路部15は、装置本体10の動作を制御する。制御回路部15は、例えば、風量設定部16の状態に対応する回転数でファン13のモータが回転するように、モータを駆動させる。また、スイッチ部17に加えられたユーザの操作に応じて、ファン13を回転させるか否かを切り替える。なお、制御回路部15の制御内容はこれに限られるものではない。
スイッチ部17は、例えば、図1に示されるような、ユーザが足でオン状態とオフ状態とを切り替えることができるフットスイッチである。なお、スイッチ部17として、装置本体10の筐体10bにユーザが操作可能なスイッチが設けられていてもよい。
風量設定部16は、ユーザが操作を行うことができるダイヤルを有している。制御回路部15は、ダイヤルの設定位置を検知することができるように構成されている。制御回路部15は、ダイヤルの設定位置に対応する回転数でファン13が回転するように、ファン13のモータを駆動する。すなわち、ファン13は、風量設定部16の設定結果に対応する回転数で回転する。ユーザは、風量設定部16の設定を変更することにより、プルフード60から吸引されプッシュフード40から吹き出す空気の量を調整することができる。
差圧計18は、フィルタ14よりも上流側すなわち吸気口12側における気圧すなわち吸引した空気の圧力と、フィルタ14よりも下流側すなわち排気口11側における気圧すなわち排出する空気の圧力との差の計測結果を表示する。差圧計18が設けられていることにより、ユーザは、空気清浄機1が正常に動作しているか否かや、フィルタ14に目詰まりが発生している程度などについて知ることができる。ユーザは、適宜、フィルタ14を新しいものに交換することができる。
排気ダクト30は、排気口11とプッシュフード40とを接続している。また、本実施の形態において、吸気ダクト70は、吸気口12とプルフード60とを接続している。排気口11、プッシュフード40側の排気ダクト30の接続口、プルフード60側の吸気ダクト70の接続口、及び吸気口12は、それぞれ、円筒形状を有している。排気ダクト30と吸気ダクト70とは、例えば、湾曲可能なフレキシブルダクトホースである。
本実施の形態において、排気ダクト30は、両端部が排気口11とプッシュフード40側の接続口とに差し込まれて、ワイヤーバンド等の取付バンドによって排気口11とプッシュフード40側の接続口とに固定されている。また、吸気ダクト70は、両端部が吸気口12とプルフード60側の接続口とに差し込まれて、ワイヤーバンド等の取付バンドによって吸気口12とプルフード60側の接続口とのそれぞれに固定されている。すなわち、吸気ダクト70とプルフード60との接続構造、排気ダクト30とプッシュフード40との接続構造、吸気ダクト70と装置本体10との接続構造、及び排気ダクト30と装置本体10との接続構造は、それぞれ、繰り返し着脱可能な構造である。そのため、用途によって、同一の空気清浄機1を、例えばプッシュフード40を取り外して使用したり、プルフード60及び吸気ダクト70のみを装置本体10に取り付けた状態で用いたり、吸気ダクト70のみを装置本体10に取り付けた状態で使用したりするなど、種々の態様で使用することができる。そのため、空気清浄機1は、高い汎用性を有している。
プッシュフード40は、例えば、排気ダクト30の内側で空気が通る部位の断面積よりも大きな領域から、空気を吹き出すことができるように構成されている。プッシュフード40の内部には、例えば、空気を吹き出す方向(以下、吹出方向ということがある)の一様流に近づけるための整流部42が設けられている。整流部42は、例えば、メッシュ構造を有する部材や、吹出方向の長さ寸法が所定の寸法であるハニカムコア等や、ルーバー等であるが、これに限られるものではない。また、整流部42は設けられていなくてもよい。
プルフード60は、例えば、プッシュフード40から空気が吹き出される領域と同じかそれよりも広い領域から、空気を吸引することができる大きさに設けられている。プルフード60は、例えば、工具や作業対象物等が誤って吸引されないようにするネット62等を有しているが、これに限られるものではない。また、ネット62は、設けられていなくてもよい。なお、プルフード60は、吹出方向上流側に開口する領域の中央部の一定範囲を覆うような整流板を有し、整流板の周囲から効果的に空気を吸引することができるように構成されていてもよい。
空気清浄機1において、空気は、ファン13の駆動に伴って、以下のように循環する。すなわち、ファン13が駆動すると、フィルタ14の前後で圧力差が生じ、装置本体10の吸気口12から空気が吸い込まれるとともに、排気口11から空気が排出される。排気口11から排出される空気は、フィルタ14を通過したものであり、清浄された空気である。排出された空気は、排気ダクト30を経由してプッシュフード40に流れ込み、プッシュフード40から吹き出す。このとき、プッシュフード40から流れ出る空気(プッシュ気流S)は、比較的一様流に近い空気流となる。プルフード60は、プッシュフード40に対向するように、作業台90上に配置される。プルフード60は、プッシュフード40から吹き出された空気の少なくとも一部を含む空気を吸引可能である。プルフード60から吸い込まれた空気は、吸気ダクト70を経由して、吸気口12から装置本体10の内部に流れ込む。流れ込んだ空気は、フィルタ14を通過する。これにより、プルフード60から吸い込まれた空気に含まれる、粉、微粒子、有機溶剤等の物質や、におい等がフィルタ14に取り込まれ、清浄された空気が排出される。
本実施の形態において、プッシュフード40とプルフード60とは、作業台90上に固定して空気清浄機1を使用することができる。また、プッシュフード40とプルフード60とを作業台90上に固定せずに作業台90上に載置するだけで空気清浄機1を使用することもできる。プッシュフード40やプルフード60は、ファンや大掛かりなフィルタ等を用いない比較的簡素な構成のものとすることができるので、設置が容易であり、作業台90上において容易に取り扱うことができる。作業台90上で占有するスペースや、作業台90にかかる荷重を低減することができる。また、空気清浄機1を、全体として、低コストで構成することができる。
プッシュフード40やプルフード60は、モータやファン等を有していない。すなわち、プッシュフード40やプルフード60など、作業台90上に配置される構成物において、電気的な構成は含まれない。したがって、作業台90上において安全な作業環境を確保することができる。
空気清浄機1により、プッシュフード40とプルフード60を用いたプッシュプル気流を発生させることにより、作業台90上に局所的に、空気を装置本体10に排気できる領域すなわち空気を清浄可能な領域を設けることができる。作業台90上において、プッシュフード40とプルフード60が設けられているほか、パネル等で領域を区切る必要がない。そのため、ユーザは、自由度の高い作業を作業台90上において行うことができる。プッシュ気流Sは、フィルタ14を通過した空気であるので、作業台90上の作業を比較的清浄度が高い状態で行うことができる。
プッシュフード40とプルフード60との間隔Lや、プッシュフード40やプルフード60の作業台90上の位置を、使用目的等に応じて適宜設定することができる。また、プッシュフード40とプルフード60との位置関係や、使用目的等に応じて、風量設定部16の設定を調整することで、空気の風量を適宜調整することができる。したがって、幅広い使用態様で、空気清浄機1を利用することができる。
なお、プッシュフード40やプルフード60は、種々の材料で構成することができる。例えば金属を用いて構成することができ、その場合には、熱や有機溶剤等に耐性のある耐久性の高い空気清浄機1を構成することができる。
なお、プルフード60から吸引される空気の量は、プッシュフード40から吹き出される空気の量よりも多くなるように構成してもよい。このように構成することにより、プッシュフード40とプルフード60との間の空気が、プルフード60から吸引されずにその周囲に拡散することをより高いレベルで防止することができる。例えば、排気口11から排出された空気のうち、一部が、プッシュフード40の吹出方向への吹き出し口よりも上流側において空気の還流経路から外に排出されるようにし、残りの部分がプッシュフード40から吹出方向に吹き出す空気となるようにすればよい。
図3は、第1の実施の形態の一変形例における空気清浄機101を示す斜視図である。
図3に示されるように、空気清浄機101は、プッシュフード40とプルフード60との間の作業空間のうち、ユーザが作業空間にアクセスしない方向を覆うパネル80を有している点が、上述の実施の形態に係る空気清浄機1とは相違する。空気清浄機101のその他の構成は、空気清浄機1の構成と同様である。
パネル80は、例えば、図3において奥側(作業台90の背方側)に立設される。パネル80は、上部において手前側に延在するように構成されている。パネル80により、プッシュフード40とプルフード60との間の作業空間のうち、図3における奥側と上側とが覆われる。
このようなパネル80を用いることにより、プッシュフード40から吹き出されてプルフード60により吸引される空気が、ユーザによる作業空間へのアクセスに比較的影響が少ない方向からの気流等の影響を受けることを防止することができる。したがって、作業空間の空気が効率良くプルフード60から吸引され、空気清浄機101の空気清浄効果を高めることができる。
[第2の実施の形態]
第2の実施の形態における空気清浄機の基本的な構成は、第1の実施の形態におけるそれと同じであるためここでの説明を繰り返さない。第2の実施の形態においては、プッシュフードの構成が、第1の実施の形態のそれとは異なる。
図4は、第2の実施の形態における空気清浄機に用いられるプッシュフード140の正面図である。図5は、図4のA−A線断面図である。
図4において、空気が吹き出す方向(吹出方向)から見た図が正面図として示されている。図4において、隠線の一部が破線で示されている。図5において、二点鎖線は、空気の流れの一部を示している。
図4及び図5を参照して、プッシュフード140は、洞部141と、環状の吹出部143と、環状の吹出部143を洞部141に支持する支持部144とを有している。
本実施の形態において、洞部141は、全体として凹型の形状を有している。洞部141は、装置本体10から排出された空気を吹き出す方向とは異なる方向に面する壁部により構成されている。洞部141の正面側は開口部となり、その他の面は、平面又は曲面の壁部を有している。前面から見て、洞部141は、半円形状の上部と矩形形状の下部とを繋げた形状を有している。すなわち、洞部141の上部は丸みを帯びており、下部は略水平面となっている。
図5に示されるように、洞部141の背面側の中央部には、排気ダクト30が接続され、内部が空気の流路となる二重構造の凹形状部141bが設けられている。凹形状部141bは、正面側から背面側に向かって凹む形状を有している。凹形状部141bの背部には、排気ダクト30が接続される接続口149が形成されている。排気ダクト30は、例えば、接続口149に嵌め込まれて取付バンド等を用いてプッシュフード140に固定される。
本実施の形態において、凹形状部141bには、背面側に開口する複数の孔部147が形成されている。凹形状部141bの内部と、プッシュフード140の外部とは、孔部147を介して繋がっている。
洞部141において、凹形状部141bの周囲には、孔部142bを挟んで、背面及び側面の壁部が設けられている。凹形状部141bは、凹形状部141bの外周と壁部とを接続する複数(例えば4つ)のスポーク部142を介して、背面の中央部に支持されている。孔部142bは、凹形状部141bの外周部と、スポーク部142と、凹形状部141bよりも外側の壁部とで囲まれた部位であり、洞部141の内側から外側に貫通するように洞部141に設けられているといえる。
吹出部143は、正面側から見て円環形状を有している。図5に示されるように、吹出部143の内部は、空気が通るように空洞となっており、吹出部143の正面側の部分に、円環状の吹出スリット143bが形成されている。吹出部143は、背面側の数カ所において、ゴムホースなどのホース145を介して凹形状部141bに接続されている。吹出部143は、背面側の数カ所に設けられた支持部144を介し、凹形状部141bに支持されている。
図5に二点鎖線で示されているように、プッシュフード140は、装置本体10から排気された空気を、吹出部143から吹き出す。すなわち、空気は、排気ダクト30から凹形状部141bに流れ込む。そうすると、一部の空気は、凹形状部141bに設けられている孔部147から、プッシュフード140の背面側に流出する。他の空気は、凹形状部141bから、ホース145を介して、吹出部143に流れ込む。吹出部143に流れ込んだ空気は、吹出スリット143bから吹出方向(図5において下)に吹き出す。吹出部143から吹き出す空気は、装置本体10から排出された空気である。
ここで、プッシュフード140は、このようにして吹出部143から吹き出す装置本体10から排出された空気と共に、孔部147を通して洞部141の外側から内側に流れ込む空気を吹き出すように構成されている。すなわち、吹出部143に設けられた吹出スリット143bから吹き出す空気の噴流により、その周囲の空気が噴流に巻き込まれ、噴流と共に吹出方向に流れる。そのため、孔部147を通して洞部141の外側から内側に空気が流れ込み、流れ込んだ空気が、噴流と共に吹出方向に流れる。
第2の実施の形態においては、プッシュフード140がこのような構成を有しているので、プッシュフード140のうち排気ダクト30から比較的離れた部位においても、多くの空気が吹き出す。したがって、より広い作業空間の空気をプルフード60を用いて吸引し、作業空間から装置本体10に排気することができる。
なお、図4及び図5は、模式的な構造を示すものである。実際には、各部の位置、形状、数等は、例えば、プッシュフード140から吹き出す空気が一様流となるように設定したり、プッシュフード140から吹き出す空気の量とプルフード60から吸引される空気の量とのバランスを鑑みて設定したり、用途に応じて設定したりすればよい。
なお、洞部141に設けられる孔部142bは、上述の位置に限られるものではない。例えば、側面の壁部に孔部が形成されていてもよい。また、空気の吹出部143は、環状でなくてもよい。プッシュフード140は、洞部141の外側から内側に流れ込む空気を合わせて吹き出すものでなくてもよい。
[その他]
上述の複数の実施の形態を適宜組み合わせた実施の形態を構成してもよい。例えば、上述の実施の形態の構成そのものに限られず、上述の実施の形態のそれぞれの構成要素を、適宜、他の実施の形態の構成要素と置換したり組み合わせたりしてもよい。また、上述の実施の形態のうち、一部の構成要素が省略されていてもよい。
なお、吸気ダクトとプルフードとの接続構造、排気ダクトとプッシュフードとの接続構造、吸気ダクトと装置本体との接続構造、及び排気ダクトと装置本体との接続構造のうち少なくとも1つが、繰り返し着脱可能な構造であってもよいし、全てが着脱不能であってもよい。また、各接続構造は、上述の実施の形態のようなワイヤーバンド等の取付バンドを用いるものではなくてもよく、種々の構造を用いることができる。例えば、繰り返し着脱可能な接続構造として、吸気ダクトや排気ダクトの端部に設けられたねじ部を排気口や吸気口などに設けられたねじ部にねじ込むことによる接続構造や、ダクトの端部と排気口等とを係合させた上でスナップ錠(パチン錠;ドローラッチともいうことがある)等により両者を固定する接続構造などを用いるようにしてもよい。
プルフードやプッシュフードに、プレフィルタを設けるようにしてもよい。例えば、プルフードに比較的目の粗いフィルタを取り付けて、粒径の大きい粒子等をプルフード側で捕集し、装置本体のフィルタの保護や高寿命化を図るようにしてもよい。
上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1 空気清浄機
10 装置本体
11 排気口
12 吸気口
13 ファン
14 フィルタ
16 風量設定部
18 差圧計
30 排気ダクト
40,140 プッシュフード
60 プルフード
70 吸気ダクト
141 洞部
142b 孔部
143 吹出部

Claims (7)

  1. ファンとフィルタとを有し、前記ファンにより吸気口から吸引した空気を、前記フィルタを通過させたうえで排気口から排出する装置本体と、
    前記吸気口に接続された吸気ダクトと、
    前記排気口に接続された排気ダクトと、
    前記吸気ダクトに接続されたプルフードと、
    前記排気ダクトに接続されたプッシュフードとを備え、
    前記装置本体から排出された空気を前記プッシュフードから吹き出し、
    前記プッシュフードから吹き出した空気の少なくとも一部を含む空気を前記プルフードから吸引可能である、空気清浄機。
  2. 前記プルフードから吸引される空気の量は、前記プッシュフードから吹き出される空気の量よりも多い、請求項1に記載の空気清浄機。
  3. 前記吸気ダクトと前記プルフードとの接続構造、前記排気ダクトと前記プッシュフードとの接続構造、前記吸気ダクトと前記装置本体との接続構造、及び前記排気ダクトと前記装置本体との接続構造のうち少なくとも1つは、繰り返し着脱可能な構造である、請求項1又は2に記載の空気清浄機。
  4. 前記装置本体は、前記フィルタよりも上流側の吸引した空気の圧力と前記フィルタよりも下流側の空気の圧力との差の計測結果を表示する差圧計を有する、請求項1から3のいずれかに記載の空気清浄機。
  5. 前記装置本体は、風量設定部を有し、
    前記ファンは、前記風量設定部の設定結果に対応する回転数で回転する、請求項1から4のいずれかに記載の空気清浄機。
  6. 前記プッシュフードは、前記装置本体から排出された空気を吹き出す方向とは異なる方向に面する壁部により構成された洞部と、前記洞部の内側から外側に貫通するように前記洞部に設けられた孔部とを有し、
    前記装置本体から排出された空気と共に、前記孔部を通して前記洞部の外側から内側に流れ込む空気を、前記プッシュフードから吹き出す、請求項1から5のいずれかに記載の空気清浄機。
  7. 前記プッシュフードは、環状の吹出部を有し、前記装置本体から排気された空気を前記吹出部から吹き出す、請求項1から6のいずれかに記載の空気清浄機。
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Citations (6)

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