JP5327187B2 - 空気清浄機 - Google Patents
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Description
空気清浄機10は、加湿機能、除湿機能及び空気清浄機能を有しており、加湿運転時は空気清浄機10の設置されている対象空間(例えば、室内など)を加湿する加湿機として、除湿運転時は対象空間を除湿する除湿機として、空気清浄運転時は対象空間の空気を清浄化する空気清浄機として働く。また、本実施形態では、この空気清浄機10は、単一機能だけでなく、同時に複数の機能を組み合わせて稼働させることができる。この複数の組み合わせとは、例えば、空気清浄機能と除湿機能との組み合わせ、或いは、空気清浄機能と加湿機能との組み合わせのことである。また、本実施形態の空気清浄機10は、加湿機能を有しているが、これに限定されず、除湿機能及び空気清浄機能を有していれば加湿機能を有していなくてもよい。
図2は、空気清浄機10から空気清浄ユニット20を取り外した斜視図である。
加湿ユニット30は、運転時において、除湿ユニット40の有する再生ファン43の下方に重なるように配置されている。また、加湿ユニット30は、図3に示すように、主に、貯水容器31、加湿ロータ32及び水車33を有している。
貯水容器31は、空気流A1を流れる空気に与える水分の水源であり、図1に示すように、本体ケーシング11に着脱可能に収容されている。具体的には、本体ケーシング11の有する引き出し式の第1扉11aが引き出されることによって、貯水容器31は本体ケーシング11の開口11cから取り出される。さらに、図3に示すように、貯水容器31の内側には上部が開いている軸受31aが設けられており、この軸受31aは後述する回転軸37を回転可能に支持する。また、貯水容器31は、図1に示すように、ドレンパン31bを有している。
加湿ロータ32は、供給された水を気化させる部材であり、図3に示すように、水車33に近接して配置されており、貯水容器31の満水時の水位よりも上方に配置されている。また、加湿ロータ32は、気化フィルタ32aと、第1歯車32bとを有しており、回転可能である。
水車33は、図3および図4に示すように、車輪35と、車輪カバー36と、第2歯車34bとを有しており、貯水容器31の内側を回転可能である。
除湿ユニット40は、図6および図7に示すように、吸着ロータ41、ヒータ42、再生ファン43、熱交換部44、及び、吸着ロータ駆動部(図示せず)を有している。
吸着ロータ41は、ハニカム構造体であり、ゼオライト粉末、バインダーおよび膨張剤を混合して練り上げた多孔質の材料によって円板状に成形されている。ここでいうバインダーとしては、例えば、変性PPE、ポリプロピレン、ポリスチレン、ABS樹脂等の熱可塑性樹脂から選択されたものである。膨張剤は、ハニカム構造体の成形時に膨張することで、無数の気泡を形成させる。このため、吸着ロータ41は、水分に対した高い吸着性を有している。また、吸着ロータ41は、ヒータ42に対向する第1領域41aと、第1領域41a以外の第2領域41bと、に区別することができる(図8参照)。メインファン12によって形成される空気流A1は、吸着ロータ41においてヒータ42及び後述する第2送風管44bによって挟まれていない領域である第2領域41bを通過する。また、吸着ロータ41は回転可能であるため、吸着ロータ41が回転することで、吸着ロータ41において第1領域41aとなる部位と、吸着ロータ41において第2領域41bとなる部位とが変化する。
ヒータ42は、吸着ロータ41の第1領域を通過する空気を加熱して吸着ロータ31から水分を放出させるために、吸着ロータ41の背面側の一部に対向して配置されている。なお、本実施形態では、ヒータ42は、略扇形形状であって、吸着ロータ41の背面側の6分の1程度を覆う位置に設けられている。
再生ファン43は、吸着ロータ41の上方部分から背面側に向けて突出するような形状を有している。ヒータ42と再生ファン43とは空気の流通ができるように熱交換部44の有する第1送風管44aによって連絡されている。再生ファン43が稼働することで空気流が形成され、空気は第1送風管44a内を図6の矢印で示す方向に流れる。そして、ヒータ42近傍に流れてきた空気は、ヒータ42で加熱されて高温空気となり、吸着ロータ41の第1領域41aに流れる。
熱交換部44は、図6および図7に示すように、送風管と凝縮部45とを有している。なお、熱交換部44は、樹脂によって構成されている。
吸着ロータ駆動部は、ステッピングモータである駆動モータ49(図9参照)と、駆動モータ49によって回転されるピニオン歯車(図示せず)と、ピニオン歯車と噛み合う従動歯車(図示せず)と、を有している。また、従動歯車は、吸着ロータ41の外周に配置されている。このため、駆動モータ49が稼働すると、ピニオン歯車と噛み合っている従動歯車に動力が伝わり、吸着ロータ41が回転する。そして、吸着ロータ41は回転しながら、本体ケーシング11に吸い込まれた空気が吸着ロータ41の第2領域41bを通過する。吸着ロータ41は、この空気が吸着ロータ41を通過する際に、通過しようとする空気中の水分を吸着して保持し、通過後の空気の水分を低減させる。そして、吸着ロータ41が回転を続けることで、吸着ロータ41のうち水分を保持している部分が、ヒータ42と対向する位置にまで移動し、加熱される。これにより水分を保持していた吸着ロータ41の一部は、保持していた水分をその場で放出し、ほとんど水分を保持していない状態となる。そして、吸着ロータ41は、回転を続けることで、新たな外部空気と接触し、この新たな外部空気から水分を吸着して保持する。このようにして、吸着ロータ41が回転することにより、水分の吸着と放出とを繰り返すことができる。
制御部60は、上述のように、操作パネル80の下方に配置されており、操作パネル80から入力される制御信号に基づいて、空気清浄運転、加湿運転、除湿運転、及び、クリーン運転が行われるように、各構成部品の駆動を制御する。また、制御部60は、図9に示すように、空気清浄運転制御部61と、除湿運転制御部62と、加湿運転制御部63と、クリーン運転制御部64と、を備えている。
次に、空気清浄機10のクリーン運転時の制御部60の制御動作について、図16及び図17を用いて説明する。なお、図16は、第1クリーン運転に関する制御部60の制御動作を示しており、図17は、第2クリーン運転に関する制御部60の制御動作を示している。
ユーザによって運転入/切ボタン81が押され、運転切換ボタン82が押されて「空気清浄」が選択されることで、空気清浄運転の運転開始に関する制御信号が入力された場合(ステップS1)、空気清浄運転制御部61によって、設定風量となるようにメインファン12が稼働される。これにより、空気清浄運転が開始される。また、ユーザによって運転入/切ボタン81が押され、運転切換ボタン82が押されて「加湿」が選択されることで、加湿運転の運転開始に関する制御信号が入力された場合(ステップS1)、加湿運転制御部63によって、設定風量となるようにメインファン12が稼働され、かつ、加湿ユニット30の駆動モータ34が稼働される。
ユーザによって運転入/切ボタン81が押され、運転切換ボタン82が押されて「空気清浄」が選択されることで、空気清浄運転の運転開始に関する制御信号が入力された場合(ステップS21)、空気清浄運転制御部61によって、設定風量となるようにメインファン12が稼働される。これにより、空気清浄運転が開始される。また、ユーザによって運転入/切ボタン81が押され、運転切換ボタン82が押されて「加湿」が選択されることで、加湿運転の運転開始に関する制御信号が入力された場合(ステップS21)、加湿運転制御部63によって、設定風量となるようにメインファン12が稼働され、かつ、加湿ユニット30の駆動モータ34が稼働される。
(7−1)
デシカント式の除湿部を備える空気清浄機では、ヒータが所定出力以上の出力で使用されない運転が長期間行われることで、例えば、空気清浄機能のみが長期間使用されることで、空気清浄ユニットで取り除くことができなかった物質(特に有機物)が吸着ロータに蓄積することがあり、このような物質が蓄積した状態の吸着ロータがヒータで加熱されると、吸着ロータに蓄積した物質が熱せられることで吸着ロータが異常な温度になったり、吸着ロータに大量の付着物が蓄積することで吸着ロータから煙が発生したりするという問題が生じることがある。
本実施形態では、判断部65によって第1開始条件が満たされたと判断された場合、第1クリーン運転以外の運転(空気清浄運転、除湿運転、及び、加湿運転)が禁止される。このため、第1開始条件が満たされている状態であるにもかかわらず、第1クリーン運転が行われずに、他の運転が行われないようにすることができる。
本実施形態では、計測部67によって計測された運転実行時間に、設定風量に応じた係数を乗じた補正運転時間が演算部68によって算出される。また、記憶部69には、算出される補正運転時間が積算されて、積算補正運転時間が記憶される。さらに、判断部65は、記憶部69に記憶されている積算補正運転時間が第1所定時間を超えた場合に、第1開始条件が満たされていると判断する。このため、積算補正運転時間が第1所定時間以上になる毎に、第1クリーン運転の開始条件が満たされる。これによって、積算補正運転時間が第1所定時間以上になる毎に、第1クリーン運転をユーザに促すことができる。
本実施形態では、除湿運転が第8所定時間以上継続して行われた場合、或いは、第1クリーン運転が実行された場合にのみ、記憶部69に記憶されている積算補正運転時間がリセットされる。このため、第1クリーン運転が行われた時と同程度に除去対象物質の吸着ロータ41からの除去効果が期待される場合には、第1クリーン運転が行われないようにすることで、一定時間毎に第1クリーン運転が行われる場合と比較して、ユーザの所望する運転の行われる時間が短くならないようにすることができる。
本実施形態では、演算部68は、計測部67によって計測された運転実行時間に、設定風量に応じた係数を乗じた補正運転時間を算出する。また、設定風量に応じた係数は、風量の違いによる吸着ロータ41の汚れ度合いの違いを考慮するために、シミュレーションや机上計算、実験等によって決定されており、予め記憶部69に記憶されている。このため、例えば、吸着ロータ41の汚れ度合いが高いと考えられる強風量での運転が実行された場合には、第1クリーン運転の開始時期が早くなることで、吸着ロータ41に除去対象物質が蓄積して、発煙或いは発熱するおそれを低減することができる。また、吸着ロータ41の汚れ度合いが低いと考えられる弱風量での運転が実行された場合には、第1クリーン運転の開始時期が遅くなることで、ユーザの所望する運転の行われる時間が短くならないようにすることができる。
本実施形態では、ロータクリーン運転において、ヒータ42、駆動モータ49及び再生ファン43が除湿運転時と同様に稼働される。このため、ロータクリーン運転が行われることで、吸着ロータ41から除去対象物質を除去することができる。
本実施形態では、ユーザによって条件変更ボタン85が押されることで、第1所定時間の設定が変更される。このように、第1開始条件を変更することができるため、ユーザの都合に応じて第1クリーン運転の開始時期を変更することができる。
第1クリーン運転が行われることで、吸着ロータ41から除去された除去対象物質を含むドレン水が、熱交換部44を下方に流れ、排水口47を通って貯水容器31に溜められる。ここで、本実施形態では、第1クリーン運転が終了した後に、水交換LED95が点灯する。このため、第1クリーン運転が行われることで生じたドレン水の除去を、ユーザに促すことができている。
第1クリーン運転が行われることで、空気清浄機10から温風が吹き出されたり、吸着ロータ41からニオイ成分を含む有機物が放出されたりすることがある。
本実施形態では、クリーン運転には、第1クリーン運転と第2クリーン運転とが含まれる。また、第2クリーン運転に含まれるバッチクリーン運転において、ヒータ42を除湿運転及びロータクリーン運転時の所定出力よりも低い出力(例えば、180W)で稼働されている。このため、吸着ロータ41が停止していても、吸着ロータ41が高温になり過ぎるおそれを低減することができる。また、バッチクリーン運転では、吸着ロータ41が360度未満の所定角度θだけ回転される。このため、例えば、バッチクリーン運転において吸着ロータが同じ速度で360度回転される場合と比較して、1回のバッチクリーン運転の実行時間を短くすることができる。さらに、バッチクリーン運転の終了後は、バッチクリーン運転の開始前に行われていた運転(空気清浄運転、又は、加湿運転)が行われるため、ユーザの所望する運転の行われる時間が短くならないようにすることができる。また、バッチクリーン運転が複数回行われて吸着ロータ41が1回転(360度)以上回転することで、吸着ロータ全体から水以外の除去対象物質を除去することができる。
本実施形態では、除湿運転が第8所定時間以上継続して行われた場合、第1クリーン運転が行われた場合、或いは、第2クリーン運転のバッチクリーン運転が終了した場合にのみ、記憶部69に記憶されている積算運転時間がリセットされる。除湿運転が第8所定時間以上継続して行われた場合、又は、第1クリーン運転が行われた場合、すなわち、除去対象物質が吸着ロータ41から除去されたことが期待される場合には、記憶部69に記憶されている積算運転時間がリセットされることで、第2開始条件が満たされないようにし、結果として、バッチクリーン運転が開始されないようにすることができる。これにより、一定時間毎にバッチクリーン運転が行われる場合と比較して、ユーザの所望する運転の行われる時間が短くならないようにすることができている。
本実施形態では、判断部65によって第2開始条件が満たされたと判断された場合であっても、制御部60は、空気清浄運転、除湿運転、及び、加湿運転の運転が禁止されるように制御しない。このため、第2クリーン運転実行時であっても、ユーザの所望する運転を行うことができる。
本実施形態では、空気清浄運転又は加湿運転が実行されている時に判断部65によって第2開始条件が満たされていると判断された場合、現在実行されている運転を併用して、第2クリーン運転が実行される。このため、第2クリーン運転が行われても、ユーザの所望する運転が行われないことがないようにすることができる。
本実施形態では、第1クリーン運転が行われている状態で、判断部65によって第1終了条件が満たされていると判断される前に、運転が停止された場合には、記憶部69に記憶されている積算補正運転時間はリセットされない。このため、運転が再開された時には、第1開始条件を満たしているため、スピーカー96からブザー音が鳴り、かつ、お知らせLED93が点灯或いは点滅する。したがって、第1クリーン運転を最初から行うように、ユーザに第1クリーン運転の実行を促すことができる。このため、吸着ロータ41から除去対象物質が除去されないおそれを低減することができる。
本実施形態では、バッチクリーン運転が終了する前に、空気清浄機10の運転を停止された場合には、記憶部69に記憶されている積算運転時間はリセットされない。このため、運転が再開された時には、第2開始条件を満たしているため、バッチクリーン運転を最初から開始させることができる。また、バッチクリーン運転の実行中に空気清浄機10の運転内容が、除湿運転及び第1クリーン運転以外の運転内容の範囲で切り換えられた場合(例えば、空気清浄運転中に加湿運転に切り換えられたり、加湿運転中に空気清浄運転に切り換えられたりした場合)であっても、第2終了条件が満たされるまでは、バッチクリーン運転を継続して行うことができる。このため、吸着ロータ41から除去対象物質が除去されないおそれを低減することができる。
(8−1)変形例A
上記実施形態では、ユーザによってクリーンボタン84が押された場合に、第1クリーン運転のロータクリーン運転が開始されている。これに代えて、判断部65によって第1開始条件が満たされていると判断された場合に、クリーン運転制御部64によって第1クリーン運転が自動的に開始されてもよい。
上記実施形態では、判断部65によって第1終了条件が満たされていると判断されてロータクリーン運転が終了された場合、水交換LED95が点灯されている。これに代えて、次回の運転が加湿運転の場合にのみ、ユーザに対してドレン水の除去を促すために水交換LED95が点灯されるようにしてもよい。
上記実施形態では、計測部67によって計測された運転実行時間に、設定風量に応じた係数を乗じて補正運転時間が算出されている。これに代えて、或いは、これに加えて、対象空間の空気の汚れ状態に応じた係数が設定されていてもよい。
上記実施形態では、除湿ユニット40よりも外部空気流A1の上流側に、空気清浄ユニット20が配置されている。この空気清浄ユニット20が、さらに、HEPA(High Efficiency Particulate Air)フィルタなどの集塵効率の高いフィルタを備えていてもよい。
上記実施形態では、第1開始条件が満たされているか否かを判断するための第1所定時間は、デフォルト値として記憶部69に記憶されている。
12 メインファン
20 空気清浄ユニット(空気清浄部)
40 除湿ユニット(除湿部)
41 吸着ロータ
41a 第1領域
41b 第2領域
42 ヒータ
43 再生ファン
45 凝縮部(凝縮器)
60 制御部
65 判断部
66 積算部
84 クリーンボタン(第2受付部)
85 条件変更ボタン(第1受付部)
90 表示部(報知部)
Claims (11)
- 空気を清浄化する空気清浄部(20)と、
空気中の水分を吸着するための回転可能な吸着ロータ(41)と、前記吸着ロータの第1領域(41a)を通過する空気を加熱することで前記吸着ロータから水分を放出させるヒータ(42)と、前記ヒータによって加熱された空気を前記第1領域に流す再生ファン(43)と、を有する除湿部(40)と、
前記空気清浄部、及び、前記吸着ロータの前記第1領域とは別の第2領域(41b)に空気を流すメインファン(12)と、
対象空間の空気を清浄化する空気清浄運転と、前記対象空間を除湿する除湿運転と、前記吸着ロータに付着した物質を除去するための第1クリーン運転と、前記第1クリーン運転とは別の運転であって前記吸着ロータに付着した物質を除去するための第2クリーン運転と、を行う制御部(60)と、
を備え、
前記制御部は、
前記空気清浄運転では、ユーザによって設定されている設定風量となるように前記メインファンを駆動させ、
前記除湿運転では、前記設定風量となるように前記メインファンを駆動させ、前記ヒータを所定出力で駆動させ、前記吸着ロータを回転させ、かつ、前記再生ファンを駆動させ、
前記第1クリーン運転に含まれるメインクリーン運転では、前記ヒータ及び前記再生ファンを前記除湿運転時と同様に駆動させ、前記吸着ロータを回転させ、かつ、前記メインファンが最大出力となるように前記メインファンを駆動させ、
前記第2クリーン運転に含まれるバッチクリーン運転では、前記ヒータを前記所定出力よりも低い出力で駆動させ、前記再生ファンを前記除湿運転時と同様に駆動させ、前記吸着ロータの回転を停止させ、かつ、前記メインファンを前記設定風量で駆動させ、
前記ヒータが前記所定出力未満の出力で駆動されかつ前記メインファンが駆動された実際の時間及び前記ヒータが前記所定出力未満の出力で駆動されかつ前記メインファンが駆動された実際の時間に基づく運転時間を積算する積算部(66)と、前記積算部に積算される運転時間が第1所定時間以上となった時に第1所定条件が満たされたと判断し、前記積算部に積算される実際の時間が前記第1所定時間よりも短い第2所定時間以上となった時に第2所定条件が満たされたと判断する判断部(65)と、
を有し、
前記第1所定条件が満たされた場合には、現在行っている運転を停止し、自動的に、或いは、ユーザからの前記第1クリーン運転の開始指示に応じて、前記第1クリーン運転を開始し、
第2所定条件が満たされた場合には、前記第2クリーン運転を開始する、
空気清浄機(10)。 - 前記制御部は、前記第1所定条件が満たされていると判断した場合には、前記第1クリーン運転が終了するまで、前記第1クリーン運転以外の運転を禁止する、
請求項1に記載の空気清浄機。 - 前記積算部は、前記判断部によって前記第1所定条件が満たされたと判断される前に、前記ヒータが前記所定出力以上の出力で駆動され、かつ、前記メインファンが第4所定時間以上駆動された場合には、積算した運転時間をリセットする、
請求項1又は2に記載の空気清浄機。 - 前記積算部は、前記ヒータが前記所定出力未満の出力で駆動され、かつ、前記メインファンが駆動された実際の時間に、前記メインファンの風量に基づいて決定される係数を乗じた時間を、運転時間とみなして積算する、
請求項1から3のいずれか1項に記載の空気清浄機。 - ユーザからの前記第1所定条件の変更操作を受け付ける第1受付部(85)を更に備える、
請求項1から4のいずれか1項に記載の空気清浄機。 - 所定事項をユーザに報知可能な報知部(90)を更に備え、
前記除湿部は、前記吸着ロータの前記第1領域を通過した空気を凝縮する凝縮器(45)を更に有し、
前記報知部は、前記第1クリーン運転の終了後に、前記凝縮器で発生したドレン水の除去を促す報知を行う、
請求項1から5のいずれか1項に記載の空気清浄機。 - ユーザからの前記第1クリーン運転の開始指示を受け付ける第2受付部(84)を更に備え、
前記報知部は、前記判断部によって前記第1所定条件が満たされたと判断された場合に、前記第1クリーン運転の実行を促す報知を更に行い、
前記制御部は、前記第2受付部によって前記第1クリーン運転の開始指示が受け付けられた場合に、前記第1クリーン運転を開始する、
請求項6項に記載の空気清浄機。 - 前記制御部は、
前記第2所定条件が満たされて前記第2クリーン運転を開始しても、前記第1クリーン運転及び前記第2クリーン運転以外の運転を禁止しない、
請求項1から7のいずれか1項に記載の空気清浄機。 - 前記制御部は、
前記第1クリーン運転及び前記第2クリーン運転以外の運転を行っている間に、前記第2所定条件が満たされていると判断した場合には、現在行っている運転を併用して前記第2クリーン運転を行う、
請求項1から8のいずれか1項に記載の空気清浄機。 - 前記係数は、
前記設定風量が、所定風量よりも大きい場合には、前記所定風量に対する値よりも大きく、
前記設定風量が、前記所定風量よりも小さい場合には、前記所定風量に対する値よりも小さい、
請求項4から9のいずれか1項に記載の空気清浄機。 - 前記積算部は、前記ヒータが前記所定出力以上の出力で駆動され、かつ、前記メインファンが駆動された駆動時間を更に積算し、
前記判断部は、予め設定されている第3所定時間に前記駆動時間を加えた時間を、前記第1所定時間とみなして前記第1所定条件を判断する、
請求項1から10のいずれか1項に記載の空気清浄機。
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