JP3731336B2 - 加湿装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は加湿装置、殊に気化方式の加湿装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
加湿装置として、超音波により水を霧状にして放出する超音波方式のものと、水を加熱して沸騰蒸発させる加熱方式のものと、送風によって加湿エレメント表面の水分を気化させる気化方式(自然蒸発式)のものが提供されている。
超音波方式や加熱方式のものは装置が比較的小型で多量の加湿量が得られるが、超音波方式では水中の不純物が水と一緒に空気中に放出されるために衛生面で問題を有している。加熱方式は消費電力が大きいために電気代が高くなる等の問題を有している。
【0003】
一方、気化方式は自然蒸発を利用しているために、不純物が空中に放出されることもなく、また過度な湿度となってしまうこともなく、しかも送風用のファンにおけるモータの消費電力も少なくてすむ。さらには空気清浄化用フィルターとの組み合わせによって空気清浄器としても機能させることができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の気化方式による加湿装置では送風用ファンの騒音が大きく、寝室において夜間運転するには問題があった。
本発明はこのような点に鑑み為されたものであり、その目的とするところは騒音のない運転を行うことができる加湿装置を提供するにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
しかして本発明は、イオン風を誘起するイオン風誘起手段と、イオン風の流路もしくは流路近傍に設置した吸水性を有する加湿エレメントと、該加湿エレメントに水を供給する水供給部と、ファンによる送風装置とを備えて、送風装置の吸い込み側流路がイオン風流路を横切って設けられており、送風装置の吐出側流路中且つイオン風流路近傍に加湿エレメントが配設されていることに特徴を有している。イオン風誘起手段で誘起されるイオン風によって水分を保持した加湿エレメントからの水分の気化を促すことで、静音運転を可能とし、送風装置による風で加湿エレメントからの水分の気化を促すことで水分の気化量を多くしたい時に応ずることができるようにしたものである。
【0006】
また、送風装置による送風路中で且つイオン風流路近傍に加湿エレメントを配設しているために、送風装置による送風路とイオン風誘起手段で誘起されるイオン風との両方に加湿エレメントを個別に設けなくともすむものである。
【0007】
しかも、送風装置の吸い込み側流路がイオン風流路を横切るものとし、送風装置の吐出側流路中に加湿エレメントを配設しているために、放電部を備えたイオン風誘起手段と加湿エレメントを離すことができるために安全性が高いものである。
イオン風誘起手段によるイオン風の流路と送風装置による送風路に夫々空気清浄化用フィルターを配設していてもよい。空気清浄器としての機能を持たせることができる。
【0008】
湿度センサーと該湿度センサーにて検出される湿度に応じて送風装置とイオン風誘起手段との運転を制御する制御部を備えたものとすれば、適切な湿度を常時保つものとすることができる。
また、水供給部から加湿エレメントへの水供給を遮断する弁を備えたものとすれば、湿度が高い時の加湿動作を停止させることができる。この弁は、水供給部であるタンクに設けたバルブが兼ねたものであってもよい。
【0009】
イオン風にマイナスイオンを付加するマイナスイオン供給部を備えたものとしてもよい。
イオン風流路及び送風装置の流路に加湿エレメントを通過しないバイパス路を備えるとともに、加湿エレメントを通過する流路とバイパス流路との切換手段を備えたものとしたり、加湿エレメントをイオン風流路及び送風装置の流路外に退去自在としてもよい。送風のみが必要で加湿が必要でない場合に応ずることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態の一例について説明すると、図示例の加湿装置は、空気清浄器としての機能を併せ持つもので、大きく開口する前面の吸い込み口13に前カバー11が着脱自在に取り付けられている本体1の後部側にはフィルター4が配設されており、フィルター4の後方側には送風用の遠心型のファン30とこのファン30を駆動するためのモータ31とが配設されている。そしてファン30の上方側には加湿用ブロック5と水タンク6とが配設されており、ファン30による風は加湿用ブロック5を通って本体1の上面に開口する吹き出し口16より外部に吐出される。
【0011】
ファン30の駆動時に吸い込み口13から本体1内に入った空気が通過するフィルター4には粗い埃を除去するためのプレフィルターと、除塵及び脱臭用のフィルターとからなるものを好適に用いることができ、特に薬剤の添付や抗菌剤の添加によってNOx除去やウィルス不活性化の機能を持たせたものを好適に用いることができる。
【0012】
上記吸い込み口13とフィルター4との間の空間10の下方には、イオン風誘起手段2が設置されている。前カバー11を外すことで着脱可能に配されたイオン風誘起手段2は、上下面が開口する電極枠内に放電線と対極板とを配した放電極ブロックとして構成されたもので、放電線への例えば+6.5kV、対極板へのたとえば−6.5kVの電圧の印加により、放電線近傍の空気が電離されてプラスイオンが発生し、このプラスイオンがマイナス電位となっている対極板側に向かって移動する際に空気分子と衝突してプラスイオンの運動エネルギーが空気分子に与えられて空気が移動する。これがイオン風と呼ばれる風であり、放電線よりも対極板が上方側に設置されていることから、ここでのイオン風は上記吸い込み口13の下方に位置する吸い込み口14からフィルター40を経て上記空間10を上方に抜け、本体1の上部前面の吐出口17と上端前面側の吐出口18とから外部に吐出される。なお、フィルター4は接地もしくはマイナス電位となるようにされているために、プラス電位に帯電した空気中の粉塵はフィルター4に捕集される。
【0013】
また、空間10の上方で吐出口17の近傍には、イオン化針80と対極板81とからなるマイナスイオン供給部8が設けられている。イオン化針80は例えば−6.5kVの電圧が印加されるもので、イオン化針80の先端付近で空気が電離されてマイナスイオンが発生し、イオン化針80と接地された対極板81との間に発生した電気力線に沿ってイオン風が導かれて、人間の体に良いとされているマイナスイオンを添加した浄化空気が吐出口17,18から室内に吐出される。
【0014】
ここにおいて、図9に示すように、イオン化針80を吐出口の中央付近で先端を正面に向けて配置し、対極板81をイオン化針80に対して斜め前方側に配置すれば、マイナスイオンは吐出口17より正面側に向けて優先的に放出されることになり、本体1を壁際に設置した時にも効果的に室内全体にマイナスイオンを発生させることができる。また、図10に示すように、イオン化針80を吐出口18下部で加湿用ブロック5の側方に配置するとともにその先端を上方に向け、対極板81をイオン化針80に対して斜め上方に配置した時には、マイナスイオンは吐出口18より本体1の斜め前方側に優先的に放出されることになり、室内全体にマイナスイオンを行き渡らせる点において優位なものとなる。なお、加湿用ブロック5とマイナスイオン供給部8とは分離しているために、水漏れ等による感電の心配はない。
【0015】
前記加湿用ブロック5は、図8に示すように、たとえばパルプのような吸水性を有する材料からなる平板状の加湿エレメント50と波型となっているスペーサー51とを交互に多数積層したものを矩形状の枠52内に配したもので、一端下面からは加湿エレメント50と一体もしくは別体の吸上部53が垂下されている。吸水性を持つ吸上部53は前記タンク6から供給される水を受ける水受け皿15内に下端を位置させており、タンク6から水受け皿15内に供給された水を毛細管現象により加湿エレメント50に供給する。
【0016】
前記タンク6は本体1に対して着脱自在とされるとともに本体1への装着時に開かれるバルブ60を備えたもので、このタンク6から供給される水は、本体1側に設けられた開閉弁65を通じて上記水受け皿15へと送られる。この開閉弁65は、図11及び図12にも示すように、上端に開閉操作部66を備えた円筒状のもので、下端部に止水パッキン65a,65aと給水溝65bとを直交配置したものとなっており、本体1上面に位置する開閉操作部66の回転操作によって開閉弁65を軸回りに回転させることにより、タンク6からの水受け皿15への水路を図12(a)に示すように止水パッキン65aで閉じたり同図(b)に示すように給水溝65bで開いたりする。開いた状態では水受け皿15へとタンク6側からの水が流れるが、閉じた時には水受け皿15への水供給が遮断される。
【0017】
開閉弁65は図13に示すように、その上下操作によって水路の開閉を行うものであったり、あるいは図14に示すように、水平方向の軸回りの回転で水路の開閉を行うものであったりしてもよい。
さらには、タンク6のバルブ60が開閉弁65を兼ねるようにしてもよい。図15〜図17はこの場合の一例を示しており、本体1の前面に配された開閉操作部66’を押し込めば、楔型をなしている該開閉操作部66’がタンク6の下方に潜りこんでタンク6を浮かせるために、本体1への装着時にバルブ60を開くピン67からバルブ60が離れてバルブ60が閉じられる。開閉操作部66’を引き戻せば、タンク6が本来の位置に戻り、バルブ60がピン67によって押し開かれる。
【0018】
今、水を充填したタンク6を本体1に装着して開閉弁65を開けば、前述のように加湿用ブロック5における加湿エレメント50に水が供給されるものであり、この状態で上記ファン30とモータ31とからなる送風装置3を作動させれば、吸い込み口13からフィルター4を通った空気が加湿用ブロック5を通って吹き出し口16から室内に吐出される。この時、加湿エレメント50が保持している水分が気化して加湿が行われる。
【0019】
また、イオン風誘起手段2を作動させた時には、前述のように吸い込み口14から吐出口17,18へと抜けるイオン風が流れる。この時、吐出口18は送風装置2による風の出口である吹き出し口16の一部として形成されていて、吐出口18へと流れるイオン風が加湿用ブロック5の近傍を通過するようにされている。このためにイオン風誘起手段2のみを作動させた時にも、イオン風によって誘引される風が加湿用ブロック5内を流れるものであり、このために、イオン風が加湿用ブロック5内を直接通過するわけではないものの、加湿エレメント50表面からの水の気化による加湿が促進される。
【0020】
送風装置3を作動させるとともに加湿用ブロック5に水を供給している時には、加湿用ブロック5からの水分の気化量が多く、このために湿度が非常に低い場合の運転モードとして好適なものとなっている。また、イオン風誘起手段2を作動させるとともに加湿用ブロック5に水を供給している時には、送風音がなく、しかも加湿もなされることから、夜間の室内の運転モードとして好適なものとなっている。なお、送風装置3を作動させる時にはイオン風誘起手段2も作動させておくようにしてもよい。帯電させた粉塵のフィルター4による電気的集塵を期待することができるからである。またマイナスイオン供給部8も作動させておくことで、マイナスイオンの室内への供給も行うことができる。
【0021】
一方、本体1の側面には湿度センサー7を配設してある。この湿度センサー7の出力は運転制御回路に入力される。運転制御回路は、上記ファン30とモータ31とからなる送風装置3と、イオン風誘起手段2と、マイナスイオン供給部8の動作を制御するもので、イオン風誘起手段2とマイナス供給部8のみを作動させるモード、これらに加えて送風装置3も作動させるモード(もしくは単独で送風装置3を作動させるモード)の手動運転モードのほか、湿度に応じた運転を行う自動運転モードを備えている。自動運転運転モードは、室内の湿度が所定値(たとえば50%以下)である時には、送風量が多いために水分の気化量も多くすることができる送風装置3(とイオン風誘起手段2)を作動させるとともに湿度に応じて運転の強弱を切り換えて送風量を変化させるものであり、適度な湿度である時には送風装置3を停止させてイオン風誘起手段2を作動させ、適度な湿度補給を行う。
【0022】
ところで、タンク6から加湿用ブロック5における加湿エレメント50への給水にあたり、水受け皿15を設けている構成のものでは、本体1が転倒した時、水受け皿15から水がこぼれることになり、この水が漏電等の原因となってはならない。このために、図示例のものにおいては、タンク6のバルブ60から水受け皿15に至るまでの距離Lを小さくすると同時に、この間を結ぶ水路の水深を水の流れやすさを考慮した最小限の約3mm、水受け皿15での水深を加湿エレメント50の吸水の点を考慮した最小限の約10mmとすることで、転倒時にこぼれ出る水の量を少なく保つともに、タンク6のバルブ60を本体1の中央部に近い場所とすることで、本体1がどの方向に傾いた時でも水受け皿15の水深が一定となるようにしている。
【0023】
また、送風装置3におけるファンケースが図5から明らかなように水受け皿15よりも上方にまで至るようにして、水受け皿15からこぼれた水が送風装置3側に行くことがないようにしているとともに、加湿用ブロック5の交換時や本体1の傾斜でファンケース内に水が入ることがあっても、ファンケースにおける吐風口は図5に示すようにモータがある中心部から片側に寄った位置にあって、吐風口から滴下する水がモータにかかることはない。さらにファンケースを本体1の外装ケースと同一とすることで、図1に示すようにファンケース下部にたまった水が排水される時に端子部Tに水が直接かかることがないようにしている。
【0024】
タンク6のバルブ60にしても、本体1が転倒しても開いたままの状態であれば、タンク6から水が漏れ出てしまうことになるために、タンク6と接する本体1の内壁に傾斜を設けて、本体1が転倒した時には本体1からタンク6が外れやすくなるようにしておくのが好ましい。タンク6が本体1から外れれば、バルブ60が閉じるためにタンク6からの漏水が生じない。
【0025】
次に、イオン風誘起手段2や送風装置3の運転の制御例について図18に基づいて説明する。この加湿装置においては、本体1の前面にスイッチSWとタイマースイッチSWTとリセットスイッチSWRとを設けるとともに、湿度を快適時に緑で、乾燥時に赤で表示する湿度表示ランプLED6と、運転モードを表示する5つの表示ランプLED1,LED2,LED3,LED4,LED5と、タイマースイッチSWTによる設定時間(たとえば1時間と4時間と8時間)の表示を行うタイマー表示ランプL6,L7,L8と、フィルター4の交換を促すための表示ランプL9とを設けており、スイッチSWを押すとカウンタにHが入力されて、スイッチSWが押されるたびに運転モードが自動標準、自動強、イオン、標準、強、オフの順で切り替わるようにしている。
【0026】
そして、運転中(オフ以外の運転モードにある時)は、イオン風誘起手段2が常に動作状態となるようにしている。つまり、図18において、オフ出力のL信号を受けてインバータNOT2がHを出力し、これによってトランジスタQ3がオンして表示ランプLED5を点灯させると同時にフォトトライアックPT3をオンさせて、イオン風誘起手段2における高圧発生ユニットHVに電源を供給して高圧出力を開始させる。
【0027】
自動標準出力がHとなれば、表示ランプLED1が点灯して自動の運転モードにあることを表示し、またアンド回路AND1にHが入力される。アンド回路AND1の他方の入力が接続された比較器CMP1は、湿度センサー7の出力と基準電圧とを比較するもので、湿度センサー7の出力が基準値より低い(湿度が低い)とHを出力するために、アンド回路AND1の出力がHとなり、オア回路OR1を経てトランジスタQ1がオンし、フォトトライアックPT1を通じて送風装置3におけるファンモータMを標準モードで動作させる。また、トランジスタQ1がオンの時には表示ランプLED2が点灯する。湿度が高くなれば、比較器CMP1出力がLとなるために、ファンモータMが止まるとともに表示ランプLED2が消灯する。送風音が問題となる夜間に強運転モードに入らないようにするには、この自動標準モードを選択しておけばよい。
【0028】
自動強出力がHとなれば、表示ランプLED3が点灯して自動強の運転モードにあることを表示し、またアンド回路AND3にHが入力される。自動強モードにおいても湿度センサー7の出力を参照してファンモータMの運転を制御するのであるが、ここでは2つの比較器CMP2,CMP3を設けるとともに、比較器CMP2には比較器CMP3よりも高い基準電圧を与えており、前者の基準電圧をVsh,後者の基準電圧をVslとすると、湿度センサー7出力が基準電圧をVslより低い場合、両比較器CMP2,CMP3の出力はLとなり、アンド回路AND2の出力がL、ナンド回路NAND1の出力がHとなり、アンド回路AND4を介してトランスタQ2がオンしてファンモータMを強モードで作動させるとともに表示ランプLED4を点灯させる。湿度センサー7の出力が2つの基準電圧Vsh,Vslの中間の値であれば、ファンモータMを通常モードで動作させ、さらに湿度センサー7の出力が基準電圧Vshより高くなれば、ファンモータMが停止する。
【0029】
イオン出力がHとなれば、前述のイオン風誘起手段2における高圧発生ユニットHVに電源を供給する状態のみを継続する。
手動標準出力がオンとなれば、オア回路OR1とトランジスタQ1とを通じてファンモータMを作動させるとともに表示ランプLED2を点灯させる。この時、湿度センサー7の出力は参照しない。
【0030】
さらに手動強出力がHとなれば、オア回路OR2とトランジスタQ2とを介してファンモータMを強モードで作動させるとともに表示ランプLED4を点灯させる。
また、湿度センサー7の出力は、比較器CMP4,CMP5にも入力されるとともに、比較器CMP4の基準電圧を比較器CMP4の基準電圧より高くしているために、湿度センサー7の出力が低い方の基準電圧よりもさらに低い時には表示ランプLED6を赤で点灯させ、上記両基準電圧の中間値である場合には表示ランプLED6を緑で点灯させて、適湿状態であることを示す。さらに高い方の基準電圧よりもさらに高い電圧が湿度センサー7から出力される時には、表示ランプを赤と緑の両方で点灯させて、視覚的に橙色を表示させる。なお、湿度表示は比較器の数を増やすことで4段階以上に表示することも可能であり、また湿度をデジタル表示することもできる。
【0031】
夜間に強運転モードに入ることを強制的に阻止する手段を設けてもよい。たとえばフォトトランジスタのような外光検出部材を設けて、この外光検出部材が外光を検出している時にのみ、運転モードに応じたファンモータMの動作を可能とし、外光検出部材が外光を検出していない時、つまり暗い時にはファンモータMの強運転(もしくはファンモータMの運転そのもの)を禁止するのである。
【0032】
図19〜図22に他例を示す。ここで示した加湿装置は、基本的構成は上記のものと同じであるが、本体1の内部に左右方向にスライド自在とした風路開閉板35を設けている。この風路開閉板35は、通常時は図20に示すようにタンク6の下方位置にあるが、図中左方に移動させたならば、図21及び図22に示すように加湿用ブロック5への流路(吐出口18への流路)を閉じてしまうものであり、この時、送風装置3やイオン風誘起手段2による風は加湿用ブロック5を通過せずに本体1前面の吐出口17から排出されるために、清浄化されただけで加湿されることなく吐出される。
【0033】
加湿用ブロック5への風の流れを遮断することに代えて、加湿用ブロック5を流路外に退去させるようにしてもよい。
【0034】
【発明の効果】
以上のように本発明においては、イオン風を誘起するイオン風誘起手段と、イオン風の流路もしくは流路近傍に設置した吸水性を有する加湿エレメントと、該加湿エレメントに水を供給する水供給部とを備えて、イオン風誘起手段で誘起されるイオン風によって水分を保持した加湿エレメントからの水分の気化を促すものであり、イオン風誘起手段は無音動作のために夜間の寝室においても好適に用いることができる。
【0035】
そしてファンによる送風装置も備えているために、水分の気化量を多くしたい時にこれに応ずることができるものであり、また送風装置による送風路中で且つイオン風流路近傍に加湿エレメントを配設しているために、送風装置による送風路とイオン風誘起手段で誘起されるイオン風との両方に加湿エレメントを個別に設けなくともすむものであり、コンパクトにできる上にイオン風誘起手段と送風装置の両者を設けたものにおけるコストを低減することができる。
【0036】
さらに、送風装置の吸い込み側流路がイオン風流路を横切るものとし、送風装置の吐出側流路中に加湿エレメントを配設しているために、放電部を備えたイオン風誘起手段と加湿エレメントを離すことができるために安全性を高くすることができる上に、全体としてコンパクト化を図ることができる。
イオン風誘起手段によるイオン風の流路と送風装置による送風路に夫々空気清浄化用フィルターを配設したものでは、空気清浄器としての機能を持たせることができ、室内空気を潤いのあるきれいなものとすることができる。
【0037】
そして、湿度センサーと該湿度センサーにて検出される湿度に応じて送風装置とイオン風誘起手段との運転を制御する制御部を備えたものとすることで、適切な湿度を常時保つものとすることができる。
また、水供給部から加湿エレメントへの水供給を遮断する弁を設けておくことで、湿度が高い時の加湿動作を停止させることができる。この弁は、水供給部であるタンクに設けたバルブが兼ねたものとなっていると、新たな弁を設けることなく対応することができる。
【0038】
さらにイオン風にマイナスイオンを付加するマイナスイオン供給部を備えたものとすることで、人間の体によいとされるマイナスイオンを室内に放出することができる。
そして、イオン風流路及び送風装置の流路に加湿エレメントを通過しないバイパス路を備えるとともに、加湿エレメントを通過する流路とバイパス流路との切換手段を備えたものとしたり、加湿エレメントをイオン風流路及び送風装置の流路外に退去自在としたものにおいては、送風のみが必要で加湿が必要でない場合に応ずることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の一例の縦断面図である。
【図2】同上の正面図である。
【図3】同上の平面図である。
【図4】同上の側面図である。
【図5】同上の横断面図である。
【図6】同上の水平断面図である。
【図7】同上の縦断面図である。
【図8】加湿用ブロックの斜視図である。
【図9】マイナスイオン供給部の他の配置例を示す断面図である。
【図10】マイナスイオン供給部のさらに他の配置例を示す断面図である。
【図11】開閉弁の斜視図である。
【図12】 (a)(b)は開閉弁の動作を示す水平断面図である。
【図13】開閉弁の他例を示すもので、(a)(b)は斜視図である。
【図14】開閉弁のさらに他例を示すもので、(a)は斜視図、(b)(c)は正面図である。
【図15】他例の水平断面図である。
【図16】同上の部分断面図である。
【図17】同上の部分断面図である。
【図18】回路の一例を示す回路図である。
【図19】別の例の正面図である。
【図20】同上の横断面図である。
【図21】同上の流路変更時の横断面図である。
【図22】同上の流路変更時の縦断面図である。
【符号の説明】
2 イオン風誘起手段
3 送風装置
4 フィルター
5 加湿用ブロック
6 水タンク
8 マイナスイオン供給部
50 加湿エレメント
Claims (8)
- イオン風を誘起するイオン風誘起手段と、イオン風の流路もしくは流路近傍に設置した吸水性を有する加湿エレメントと、該加湿エレメントに水を供給する水供給部と、ファンによる送風装置とを備えて、送風装置の吸い込み側流路がイオン風流路を横切って設けられており、送風装置の吐出側流路中且つイオン風流路近傍に加湿エレメントが配設されていることを特徴とする加湿装置。
- イオン風誘起手段によるイオン風の流路と送風装置による送風路には夫々空気清浄化用フィルターが配設されていることを特徴とする請求項1記載の加湿装置。
- 湿度センサーと該湿度センサーにて検出される湿度に応じて送風装置とイオン風誘起手段との運転を制御する制御部を備えていることを特徴とする請求項1または2記載の加湿装置。
- 水供給部から加湿エレメントへの水供給を遮断する弁を備えていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の加湿装置。
- 弁は、水供給部であるタンクに設けられたバルブが兼ねていることを特徴とする請求項4記載の加湿装置。
- イオン風にマイナスイオンを付加するマイナスイオン供給部を備えていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の加湿装置。
- イオン風流路及び送風装置の流路に加湿エレメントを通過しないバイパス路を備えるとともに、加湿エレメントを通過する流路とバイパス流路との切換手段を備えていることを特徴とする請求項1記載の加湿装置。
- 加湿エレメントをイオン風流路及び送風装置の流路外に退去自在としていることを特徴とする請求項1記載の加湿装置。
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