JP4756728B2 - 低温空調用吹出口 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷風を室内に供給するための低温空調用吹出口に係り、特に室内空気の接触による結露を確実に防止できるようにした低温空調用吹出口に関する。
【0002】
【従来の技術】
室内空調用の吹出口として、近来では10℃程度の冷風を少風量で室内に吹き出す低温空調用吹出口が利用されるようになった。このような低温空調用の吹出口としては、従来から各種のものが提案されているが、その機能の中で重要なのは吹出口から真下に局所的に冷風を吹き込むのではなく、吹出口を組み込んだ天井の下面に沿って水平吹き出し(輻流)させることと、室内空気の接触による結露を防止し凝縮水滴の落下がないようにすることである。
【0003】
低温空調において吹出口の結露は従来からの課題であり、低温空調用の吹出口では、運転開始直後の吹き出し温度と室内温度との温度差が大きいときには、吹出口に結露を生じやすい。また、ビルの1階フロア等のように外気が入り込みやすい環境でも、吹出口からの冷風温度とフロア内温度の差によって同様に結露しやすい。
【0004】
このような吹出口における結露の問題に対し、結露防止を図るようにした従来の吹出口は、吹出口からの冷風が吹出口の全体に及んで冷風層を形成し、室内空気が吹出口に接触しないような冷風分布とすることを基本的な設計としている。すなわち、室内の高温の空気が低温となっている吹出口に接触しないようにすることで、結露の発生を抑えるというものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、低温空調用の吹出口は、結露防止に加えて、天井の下面に沿って水平吹き出しさせることが重要である。すなわち、低温空調用の吹出口には、結露防止と吹き出し冷風の水平吹き出しとを重要な機能として備えている必要がある。そして、従来からこの結露防止と吹き出し冷風の水平吹き出し拡散の機能を追求した低温空調用吹出口が開発されてはいるものの、一般的に結露防止及び冷風拡散の両面の機能を十分に満たすまでには至っていないのが現状である。
【0006】
そこで、本発明は、結露防止と冷風の水平吹き出しの両方の機能をより最適化した低温空調用吹出口を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、天井に組み込まれ空調機からの低温空気を吹き出す低温空調用吹出口であって、下端を室内に臨ませ内部にチャンバを形成したハウジングと、前記ハウジングの上端中央に連結された筒状のネックと、前記ハウジングの内部に備えた流れ制御体とを備え、前記流れ制御体は、前記チャンバの中央からはほぼ真下に、前記チャンバの中央周りからは緩やかな旋回流としてほぼ真下に、及び前記チャンバの周縁部からは強い旋回流としてほぼ水平にそれぞれ冷風を放出する構成とし、孔を一様に分布させたフェイスを前記ハウジングの下端面に固定し、
前記流れ制御体は、真下へ向かう流れを創成する流路孔を中央に備え、前記流路孔の周りの複数個所には緩やかな旋回流れを創成する第1の開口を備え、前記第1の開口の周りの複数個所には当該第1の開口より開口面積が大きく強い旋回流れを創成する第2の開口を備え、更に前記第1の開口及び前記第2の開口の開口縁に、ネック側からの冷風を旋回流化するための前記第1の開口に相当する形状の第1のベーン及び前記第2の開口に相当する形状の第2のベーンを下流側または上流側に向けて斜め姿勢に立ち上げ、前記ネックの下端部に前記流れ制御体を設けたことを特徴とする。
【0008】
本発明では、チャンバの中央の真下からその周縁にかけて冷風を吹き出す分布とすることができるので、吹出口の下端の表面に室内空気が接触することがなく、結露の発生が防止できる。また、チャンバの周縁部からは強い旋回流として冷風を水平方向に吹き出すので、良好な輻流化が実現できる。
【0009】
本発明においては、前記流れ制御体は、真下へ向かう流れを創成する流路孔を中央に備え、前記流路孔の周りの複数個所には緩やかな旋回流れを創成する第1の開口を備え、前記第1の開口の周りの複数個所には当該第1の開口より開口面積が大きく強い旋回流れを創成する第2の開口を備え、更に前記第1の開口及び前記第2の開口の開口縁に、前記ネック側からの冷風を旋回流化するための前記第1の開口に相当する形状の第1のベーン及び前記第2の開口に相当する形状の第2のベーンを下流側または上流側に向けて斜め姿勢に立ち上げ、前記ネックの下端部に前記流れ制御体を設けた構成としている。
【0010】
この構成では、第1,第2の開口からの冷風を第1,第2のベーンで旋回流化できる。したがって、中央の流路孔からの真下に向かう流れに加えて第1の開口による弱い旋回流及び第2の開口による強い旋回流により、吹出口の下端を冷風の分布で覆うことができ、結露の発生が防止できる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。
【0014】
図1は本発明の低温空調用吹出口の縦断面図、図2は切欠平面図であり、図1は図2のA−A線矢視による断面に相当する。
【0015】
図において、天井板50に組み込まれた平面形状が四角形で内部にチャンバ1aを形成したハウジング1の上端中央に円筒状のネック2が連結され、ハウジング1の下端面にはフェイス3が固定されている。ネック2は冷風供給のための空調機(図示せず)のダクトによって流路が接続されるもので、ハウジング1のチャンバ1aに連通している。フェイス3は四角形の孔3aを一様に分布させたいわゆるパンチングフェイス型のもので、吹き出し空気に対して流れの指向性を付与しない構成としたものである。
【0016】
ハウジング1のチャンバ1aの内部にはネック2と同軸上に流れ制御体4を設ける。図3は流れ制御体4の概略斜視図であり、この流れ制御体4は、ハウジング1の内壁に溶接等によって固定されるフランジ4a,中央に開けた流路孔4b,この流路孔4bの周りにほぼ扇形状に開けた複数の第1の開口4c,この第1の開口4cの一縁に沿って立ち上げた第1のベーン4d,第1の開口4c周りに配列した第2の開口4e,この第2の開口4eの一縁に沿って立ち上げた第2のベーン4fとから構成されたものである。
【0017】
第1の開口4cは流れ制御体4の中央の流路孔4b周りの8個所にほぼ扇形状として開口したもので、プレス打ち抜きによりこの第1の開口4cに相当して第1のベーン4dが形成される。第2の開口4eも同様に扇形状のものであり、第1の開口4cよりも格段に広い開口面積を持つ。そして、第2のベーン4fはプレス打ち抜きにより第2の開口4eに相当する扇形状としたものである。図4は第1,第2のベーン4d,4fの立ち上げ角度を示すための要部の正面図であり、フランジ4aからの第1のベーン4dの立ち上がり角度αは70°〜80°であり、第2のベーン4fの立ち上がり角度βは45°程度である。そして、第1,第2のベーン4d,4fは、図3に示すように流れ制御体4の中心周りに反時計方向に立ち上がるように配列されている。
【0018】
なお、実施の形態では流れ制御体4を一つの部材としてハウジング1の中に組み込むようにしているが、ネック2によって含まれたハウジング1の上端に図3の構成に相当する流れ制御体を形成してもよいことは無論である。また、ハウジング1にはネック2を連結する開口を設けておき、ネック2の下端に図3の構成に相当する流れ制御体を形成したものとしてもよい。要するに、ネック2からハウジング1のチャンバ1aに流れ込む冷風を真下及びその周り方向へ水平に流すような流れ制御体を構成したものとすればよい。
【0019】
以上の構成において、空調機から冷風がネック2に供給されると、この冷風は流れ制御体4を通過してチャンバ1aに達してフェイス3の孔3aから放出される。流れ制御体4を通過する冷風は、中央の流路孔4bから、第1の開口4cから及び第2の開口4eからそれぞれ吹き出される。流路孔4bからの流れは垂直流としてチャンバ1a内に達しフェイス3の孔3aを抜けて真下に向けて放出される。また、第1の開口4cを抜ける冷風は、第1のベーン4dによって図2において反時計方向に旋回流化されるが、第1の開口4cの開口面積が小さいことと第1のベーン4dも小さいことから、流路孔4bからの垂直流周りに沿い弱い旋回力を伴って真下に向けて放出される。更に、開口面積を広くした第2の開口4eを抜ける冷風は、大きな第2のベーン4fによって図2において反時計方向に強制的に旋回流化される。この第2の開口4eからの旋回流の流量は流路孔4b及び第1の開口4cを抜ける冷風流量よりも格段に大きく、大きなベーン4fによる旋回流化も強力なので、フェイス3の孔3aを抜けた冷風はハウジング1の周りに円形状に展開するように流れ、天井板50に沿う水平流となる。
【0020】
図5は流れ制御体4による冷風の吹き出し分布と室内空気流の流れの概要を示すための説明図である。
【0021】
流れ制御体4の流路孔4bからの冷風は図中の矢印P方向に流れ、フェイス3の孔3aから真下に向けて供給される。また、第1の開口4cからの冷風は旋回を伴いながら矢印Q方向に流れ、第2の開口4eからの冷風は強い旋回流を伴って矢印R方向に流れる。これらの矢印P,Q,Rのそれぞれの長さは流量に比例したものに相当し、フェイス3の孔3aからの冷風の分布は図中の波線状となる。この冷風の分布はフェイス3及びその周りのハウジング1の下端面の全体を覆うとともに、第2の開口4eからの矢印R方向の強い旋回流により、天井板50の下面に沿う水平流となる。このような冷風の分布により、コールドドラフトが発生せず、吹出口側に誘引される室内空気は図中の矢印Sに示すように、冷風の層に当たって下側に戻る流れとなる。したがって、室内空気はハウジング1の下端のフェイス3に接触することがなくなり、結露の発生が防止される。
【0022】
また、第2の開口4eからの冷風は第2のベーン4fによって強制旋回流化されるので、図5において矢印R方向に吹き出る冷風はハウジング1周りの円形の領域を占めるようになる。したがって、従来の角型アネモのような吹出口ではアネモの4辺からの冷風の供給分布となっていたのに対し、ハウジング1の平面形状が四角形でも円形の冷風分布とすることができる。このため、ハウジング1が円または四角の平面形状に関係なく、吹出口を中心とする円形の領域に冷風を供給することができ、特に四角形の平面形状のハウジングで四角の隅部で発生しやすかった結露を防止できる。
【0023】
ここで、本実施の形態は、ネック2はハウジング1の上端よりも上側に位置し、流れ制御体4の周りを包み込むようにハウジング1の上端から下に突き出ていない。このため、流れ制御体4による冷風の拡散にネック2が干渉することがなくなり、図5に示したようなハウジング1のチャンバ1a内の冷風拡散が十分に行なわれる。したがって、チャンバ1a内からの冷風の真下に向かう流れと水平方向への流れの場が良好に形成され、フェイス3の結露発生が確実に防止される。
【0024】
図6以降は別の実施の形態であり、図1〜図5で示した構成部材と同じものについては共通の符号で指示し、その詳細な説明は省略する。
【0025】
図6はハウジング1を四角錐状に形成した例であり、チャンバ1aは四角錐台の内容積を占めるように形成されている。この例でも、流れ制御体4による冷風の供給分布は図5に示したものとほぼ同様である。ただし、ハウジング1が裾広がり状となっているので、流れ制御体4からの冷風の拡散流がハウジング1の内壁と剥離しないように流れるため、圧力損失を小さくすることができる。また、ハウジング1の裾広がり形状により、ハウジング1の下端からの拡散流の拡散が速やかに促される。
【0026】
図7はハウジング1の下端部を裾広がり状としたものであり、この例でもハウジング1の下端からの拡散流が促され、天井板に沿う輻流を速やかに生成することができる。
【0027】
図8は天井に配列する支持用のレール51どうしの間にハウジング1の下端を収めるために、このハウジング1の下端部を小さくして絞った断面形状としたものである。このようにハウジング1の下端側を絞っても、流れ制御体4による冷風は先の例と同様に旋回流化され、図5に示したような冷風の分布を形成することができる。すなわち、流れ制御体4の下流のハウジング1の形状が多少変わったとしても、冷風がフェイス3の全域を含む流れ分布として結露を防止でき、四角形のフェイス3の角の隅部も含めて良好に結露防止が図られる。
【0028】
図9は図1〜図5に示した同じハウジング1に対して流れ制御体4を上下反転して設けた例である。この構成では、第1,第2のベーン4d,4fがネック2の中に入り込み、ネック2からチャンバ1aに流れ込む冷風を旋回流化することができる。なお、このように流れ制御体4を上下反転した姿勢としても、冷風の旋回方向は図1〜図5の例と同じ向きである。
【0029】
このように流れ制御体4を上下反転させたものでも、図3に示した流れ制御体4の流路孔4bからは真下に冷風が供給され、第1,第2のベーン4d,4fによって旋回させられた冷風がフェイス3の孔3aから吹き出され、図5に示したものと同様な冷風の供給分布とすることができる。そして、流れ制御体4の下端よりもネック2が下に突き出ない配置構成とすることによって、チャンバ1a内での旋回流化が良好に促進され、結露防止効果が高く維持できる。
【0030】
図10は図9の構成において複数の固定金具5を介して流れ制御体4をチャンバ1aの内部に位置するように吊り下げたものである。このように流れ制御体4をチャンバ1aの中に収納配置することで、図9の例の場合よりも流れ制御体4による整流効果を強く保ちながらフェイス3の孔3aから冷風を吹き出すことができる。
【0031】
図11は図1〜図5の構成のハウジング1とネック2及び流れ制御体4を備えるものにおいて、フェイスを別の構造とした例を供給冷風の分布とともに示すものである。
【0032】
この例におけるフェイス6は、中心部に微小な孔を多数開けたパンチングメタル6aを備えるとともに、このパンチングメタル6aの回りに流路を斜め外側向きとした環状のガイド6bを設けたものである。このようなフェイスであれば、流れ制御体4の流路孔4b(図3参照)から真下に向かう冷風はパンチングメタル6aの孔を抜けて室内に流れ込み、第1,第2のベーン4d,4fからの旋回流はガイド6bどうしの間を抜けて室内に吹き込まれる。この場合、第1,第2のベーン4d,4fによって冷風は十分に旋回流化されているが、外向きの流路を形成しているガイド6bによっても更に拡散され、天井板50に沿う輻流をより効果的に生成できる。
【0033】
図12は冷風の供給源からのダクトをハウジングの側面に接続する構造の例である。
【0034】
側面からダクトを接続するためにハウジング1は図1の例等と比べて上下方向の寸法が大きくネック2はハウジング1の右側面から突き出されている。流れ制御体4はハウジング1内の下部側に配置され、図9に示したものと同様に第1,第2のベーン4d,4fを上向きにした姿勢で組み込まれている。
【0035】
このようなネック2をハウジング1の側面に配置する場合でも、供給された冷風は流れ制御体4によって図9の例と同様に真下に向かうものと第1,第2のベーン4d,4fによって旋回流化された流れとしてフェイス3の孔3aから吹き出される。
【0036】
ここで、ネック2がハウジング1の側面に配置されている場合では、ネック2からハウジング1内に流入した空気は、対面の側面に当たりそのまま下側へ流れるので、ネック2側よりその対面側のほうが吹き出し流量が多くなる。このため、図12においてフェイス3の右端側からの流量が不足してこの部分に結露を生じる恐れがある。
【0037】
これに対し、図13に示すようにハウジング1内に、ネック2からの冷風を流れ制御体4側へ向けて真下に供給できるように弧状のガイド7を設けるようにすれば、フェイス3に向かう冷風分布を最適化できる。したがって、ネック2をハウジング1の側面に配置していても、フェイス3の一部で結露が生じることはない。
【0038】
また、図14のように整流格子8をハウジング1内に設けたり、図15のようにパンチングメタル9を配置したりする場合でも、側面のネック2からの冷風は偏りなく流れ制御体4に送り込まれるので、同様にフェイス3の一部に結露が発生することが防止される。
【0039】
図16は図3に示した流れ制御体4に代わる別の形態の流れ制御体をネック2に配置した例を示す概略透視図、図17は図16の例における流れ制御体の詳細であって(a)はその平面図、(b)は正面図である。
【0040】
この例における流れ制御体10は4枚の十字状の羽根を形成したもので、これらの羽根の中心部は図17の(a)に示すように捩じれ角度を零とした基部10aとこの基部10aに連なり外周端にかけて捩じれ角度を次第に大きくした捩じれ羽根部10bとから構成されている。
【0041】
このような流れ制御体10をネック2の内部に備える構成では、ネック2の断面中心を下向きに流れる冷風は、捩じれ角度が零の基部10a部分を抜けるので、旋回流化されることなく真下に流れる。そして、捩じれ羽根部10bに沿って流れる冷風はこの捩じれ羽根部10bの捩じれによって旋回流化され、チャンバ1aの下端から水平流となるように放出される。このように十字状の羽根の流れ制御体10の場合でも、図3に示した流れ制御体4と同様の機能を持たせることができ、チャンバ1aの下端に配置するフェイスの結露防止が可能となる。
【0042】
なお、流れ制御体10は1枚の十字状の4枚羽根としているが、これよりも多い6枚羽根としても結露防止効果は同様に達成し得るもので、羽根枚数は任意とすることができる。
【0043】
【発明の効果】
本発明では、流れ制御体によりフェイス及びハウジングの下端の全てを覆うように冷風の層を形成できるので、室内空気が吹出口に接触することがなくなり、結露の発生が確実に防止される。また、強制旋回させて冷風を吹き出すので、冷風の下向き流れよりも周囲に拡散しようとする流れのベクトルが大きくなり、天井に沿う良好な水平流れを実現でき、コールドドラフトがなく良好な空調空間を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の低温空調用吹出口を天井板に組み込んだときの要部の縦断面図である。
【図2】 図1の低温空調用吹出口の切欠平面図である。
【図3】 流れ制御体の概略斜視図である。
【図4】 第1のベーン及び第2のベーンの立ち上げ角度の関係を示す要部の概略図である。
【図5】 低温空調用吹出口による冷風分布及び室内空気の流れを説明するための概略図である。
【図6】 ハウジングを四角錐台状に形成した低温空調用吹出口の断面図である。
【図7】 ハウジングの下端を四角錐台状に形成して裾広がり状とした低温空調用吹出口の断面図である。
【図8】 内容積を大きくしたネックを備えた例の低温空調用吹出口の断面図である。
【図9】 図1の構成のハウジングにおいて流れ制御体を上下反転して配置した例の低温空調用吹出口の断面図である。
【図10】 上下反転した流れ制御体を複数の固定金具を介してチャンバの内部に位置させた例の低温空調用吹出口の断面図である。
【図11】 図1の構成においてパンチングメタルと外向きのガイドを備えるフェイスを設けた例の低温空調用吹出口を冷風の分布とともに示す断面図である。
【図12】 ハウジングの側面にネックを配置しチャンバの中に流れ制御体を上下反転して組み込んだ例を示す低温空調用吹出口の断面図である。
【図13】 図12の構成においてネックからの冷風を流れ制御体に向けて案内するガイドを備えた低温空調用吹出口の断面図である。
【図14】 図13の例のガイドに代えて整流格子を備えた低温空調用吹出口の断面図である。
【図15】 図13の例のガイドに代えてパンチングメタルを備えた低温空調用吹出口の断面図である。
【図16】 ネックに十字状の羽根の流れ制御体を備える例を示す概略透視図である。
【図17】 図16の例における流れ制御体の詳細図であって、(a)は平面図、(b)は正面図である。
【符号の説明】
1 ハウジング
1a チャンバ
2 ネック
3 フェイス
3a 孔
4 流れ制御体
4a フランジ
4b 流路孔
4c 第1の開口
4d 第1のベーン
4e 第2の開口
4f 第2のベーン
5 固定金具
6 フェイス
6a パンチングメタル
6b ガイド
7 ガイド
8 整流格子
9 パンチングメタル
10 流れ制御体
10a 基部
10b 捩じれ羽根部
50 天井板
51 レール
Claims (1)
- 天井に組み込まれ空調機からの低温空気を吹き出す低温空調用吹出口であって、下端を室内に臨ませ内部にチャンバを形成したハウジングと、前記ハウジングの上端中央に連結された筒状のネックと、前記ハウジングの内部に備えた流れ制御体とを備え、前記流れ制御体は、前記チャンバの中央からはほぼ真下に、前記チャンバの中央周りからは緩やかな旋回流としてほぼ真下に、及び前記チャンバの周縁部からは強い旋回流としてほぼ水平にそれぞれ冷風を放出する構成とし、孔を一様に分布させたフェイスを前記ハウジングの下端面に固定し、
前記流れ制御体は、真下へ向かう流れを創成する流路孔を中央に備え、前記流路孔の周りの複数個所には緩やかな旋回流れを創成する第1の開口を備え、前記第1の開口の周りの複数個所には当該第1の開口より開口面積が大きく強い旋回流れを創成する第2の開口を備え、更に前記第1の開口及び前記第2の開口の開口縁に、前記ネック側からの冷風を旋回流化するための前記第1の開口に相当する形状の第1のベーン及び前記第2の開口に相当する形状の第2のベーンを下流側または上流側に向けて斜め姿勢に立ち上げ、前記ネックの下端部に前記流れ制御体を設けたことを特徴とする低温空調用吹出口。
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