JP6479504B2 - フィルタユニット - Google Patents
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Description
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図1は、フィルタユニットを備えた空気調和機の要部の構成を側面断面において示す説明図である。図2は、空気調和機の外観を示す図であり、(a)は空気調和機を下方から見た斜視図、(b)は正面図である。図1に示すように、空気調和機1に内蔵されたフィルタユニット10は、フィルタ11と掃除機構20とを備えている。
上記空気調和機1は、室外機が別に設けられた分離型の室内機に相当し、かつ図2の(a)に示すように、壁掛け型に属する。なお、空気調和機1は天井内据え付け型でもよいし、床置き型でもよいし、室外機を持たない室内専用機型でもよい。
上記オープンパネル2の内側には、図1および図2の(a)に示すように、上記フィルタユニット10が取り付けられている。空気調和機1は、そのほかに、熱交換器5およびクロスフローファン6を備えている。熱交換器5は、冷房運転時に冷媒を気化させる蒸発器として働き、室内の空気から熱を奪う一方、暖房運転時に冷媒を液化させる凝縮器として働き、室内に熱を放出する。クロスフローファン6は、上記長手方向に平行な軸の周りに回転し、空気吸入口3から室内の空気を吸入し、気流パネル4から室内へ吹き出す気流を作り出す。その気流は、図4の(a)に示すように、空気吸入口3、フィルタ11の天面および前面、熱交換器5、クロスフローファン6および気流パネル4を順に辿る経路を通る。
図3は、フィルタユニット10を斜め上および斜め下から見たときの斜視図である。図1および図3に示すように、上記フィルタユニット10は、前記フィルタ11および掃除機構20に加えて、引込機構12A、12Bおよび格子状のユニットフレーム15を備えている。引込機構12Aはユニットフレーム15の下端に取り付けられ、ユニットフレーム15の内側に沿って上から下へフィルタ11を引き寄せ、引き寄せたフィルタ11をコンパクトに収容する。引込機構12Bはユニットフレーム15の上端に取り付けられ、ユニットフレーム15の内側に沿って下から上へフィルタ11を引き寄せ、引き寄せたフィルタ11をコンパクトに収容する。
フィルタ11は、図3の(a)に示すように、メッシュ部11aと、メッシュ部11aと一体成形された格子状のリブ11bとを有している。本実施形態のフィルタ11は、図1に示すように、空気調和の運転中に集塵位置に展開される通常領域11Aと、通常領域11A以外の残り領域である余剰領域11Bとを備えている。空気調和の通常の運転中には、余剰領域11Bは引込機構12B内に収納されている。通常領域11Aと余剰領域11Bとは上下に連続しており、構成上の区別は無い。通常領域11Aおよび余剰領域11Bは、それぞれ、クロスフローファン6の上方から前方にかけて配置された熱交換器5を十分に覆うことができる上下方向の長さを有している。したがって、本実施形態のフィルタ11は、フィルタを移動させない従来型のフィルタと比べて、上下方向に2倍以上の長さを有した長尺状のフィルタである。
図6は、図1に示す円形枠M内に位置する引込機構の要部構成を拡大して示す説明図であり、(a)は引込機構の一構成例を示し、(b)は引込機構の他の構成例を示している。図6の(a)に示すように、引込機構12Aは、フィルタ11に形成されたラック41と噛み合うピニオン12aと、引き寄せたフィルタ11をロール状に収容する収納部12b(収納機構)とを有している。ラック41は、フィルタ11の上記リブ11bにおいて、長手方向に対向した両サイドの端部の各内側に、上下方向に沿って形成されている。
引込機構12Aに代えて、図6の(b)に示すように、収納部12b内に配置され、長手方向に平行な回転軸を持つフィルタ巻取ローラ12cを備えた引込機構12Cを採用してもよい。この形態では、フィルタ11の下端部がフィルタ巻取ローラ12cの円筒面に固着されているので、フィルタ巻取ローラ12cの回転に伴ってフィルタ11はフィルタ巻取ローラ12cに巻き取られる。
図7は、引込機構のさらに他の構成を側面断面において示す説明図である。引込機構12Dは、上記ピニオン12aと、引き寄せたフィルタ11を折り畳むように収容する収納部12d(収納機構)とを有している。収納部12d内には、引き込んだフィルタ11の進行方向をジグザグ状に変化させる進路変更機構として、複数のピニオン12eが、収納部12dの底面からの高さをそれぞれ変えた千鳥状に配設されている。複数のピニオン12eの半数は、収納部12dの外側(前側)立壁に沿って、上下に配置されている。また、複数のピニオン12eの残りの半数は、収納部12dの内側(後側)立壁に沿って、上下に配置されている。
以上の説明は、フィルタ11を上から下へ移動させ通常領域11Aを引き込む引込機構12A、12Cおよび12Dに関するものである。しかし、フィルタ11を下から上へ移動させ、余剰領域11Bを引き込む前記引込機構12Bを引込機構12A、12Cおよび12Dのいずれかと同様に構成することができる。
図8は、空気調和機1の制御系の構成を概略的に示す機能ブロック図である。空気調和機1の種々の動作は、前記制御部50によって制御される。制御部50には、掃除機構20の駆動部、引込機構12の駆動部、メモリ51、入力部52および空調部53を構成する複数の被制御要素がバスを介して接続されている。入力部52は、ユーザが空気調和機1に各種指示を与えるリモートコントローラと通信を行う通信部を含んでいてもよい。空調部53の上記被制御要素には、空気調和機1の気流パネル4の駆動部およびクロスフローファン6の駆動部と、室外機に備えられた構成、すなわち圧縮機、各種電磁弁およびファンなどが含まれる。
上記の構成において、図4および図5を参照しながら、フィルタ11に対する掃除動作を説明する。空気調和の運転中においては、前記通常領域11Aが集塵位置に展開されており、熱交換器5の全体を覆っている。これにより、クロスフローファン6の回転によって空気吸入口3から空気が吸い込まれても、その空気に含まれている塵埃は、通常領域11Aによって捕捉されるので、熱交換器5等にその塵埃が付着することは防止される。このとき、前記余剰領域11Bは、前記引込機構12B内に収容されている。
通常領域11Aに対する1回の掃除動作を、通常領域11Aを引込機構12A内に1回引き込むと同時に、回転ブラシ21が塵埃を掻き落とすことによって終了させてもよい。このような掃除動作を仮に片道掃除動作と呼ぶ。
通常領域11Aに対する1回の掃除動作を、上記片道掃除動作に加えて、通常領域11Aを元の集塵位置に復帰させるときにも回転ブラシ21を逆回転させてさらに塵埃を掻き落とすことによって終了させてもよい。このような掃除動作を仮に往復掃除動作と呼ぶ。
掃除動作が、通常領域11Aから余剰領域11Bに移るときを検出することによって、通常領域11Aに対する片道掃除動作が終了したことを検出する制御を行うには、以下のようにすればよい。通常領域11Aと余剰領域11Bとの境界に、例えば光学的に検出可能なマークを設けておき、光学センサが当該マークを検出したときを、通常領域11Aに対する片道掃除動作が終了したときであると、制御部50が判定してもよい。
なお、余剰領域11Bに対する塵埃の付着量は、前述したとおり通常領域11Aと比べて非常に少ない。したがって、余剰領域11Bに対する掃除は、例えばオフシーズンに合わせて年に1〜2回程度、ユーザが手作業で行うようにしてもよい。具体的には、余剰領域11Bを集塵位置で展開させた後、ユーザが掃除機で余剰領域11Bに付着した塵埃を吸い取ってもよいし、フィルタ11をフィルタユニット10から取り外してフィルタ11を手洗いする仕方でもよい。
本発明では、空気調和の運転中に自動掃除運転を行うので、クロスフローファン6の回転による空気の吸い込みが、フィルタ11に付着している塵埃をフィルタ11に引き寄せる。これにより、回転ブラシ21は、空気調和の運転が停止している場合に比べて、フィルタ11から塵埃を掻き落としづらくなる。そこで、自動掃除運転がスタートすると、クロスフローファン6の回転速度を落とし、空気の吸い込みを弱めるように、制御部50がクロスフローファン6の駆動部を制御してもよい。
次に、制御部50が自動掃除運転の開始タイミングを制御する例について説明する。従来は、空気調和の運転停止が、自動掃除運転の開始タイミングを決めるトリガとして利用されている。これに対し、本発明では、空気調和の運転中に自動掃除運転を開始させるため、従来とは異なるトリガを必要とする。
フィルタ11に設定された複数領域を構成する各領域に対する掃除の開始時刻、実施時間帯、または実施時間の長さをユーザが設定してもよい。そのために、前記入力部52が、ユーザの各種指示を受け付け、制御部50に伝える。これにより、ユーザがライフスタイルに合わせて、自動掃除の開始時刻または実施時間の長さ等を適切に設定することができる。
本発明の他の実施形態について、図9に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
空気調和機1Aでは、余剰領域11Bに対する掃除動作を行う場合には、通常領域11Aに対する掃除動作に続けて余剰領域11Bに対する掃除動作を行うことを基本とする。なお、余剰領域11Bに対する掃除動作の頻度は、通常領域11Aに対する複数回の掃除動作に対して余剰領域11Bに対する1回の掃除動作を行うというように、予め設定される。自動掃除の実行開始時間の観点では、通常領域11Aに対する自動掃除の実行開始時間と、余剰領域11Bに対する自動掃除の実行開始時間との間に自ずと時間差が設けられている。また、通常領域11Aに対する自動掃除の実行終了時間と余剰領域11Bに対する自動掃除の実行開始時間との間に、適宜インターバル(時間差)を設定してもよい。
掃除動作が、通常領域11Aから余剰領域11Bに移るときに、空気調和の運転を停止させる制御が必要である。このためには、実施形態1と同様に、通常領域11Aと余剰領域11Bとの境界に、例えば光学的に検出可能なマークを設けておき、光学センサが当該マークを検出したことを、制御部50が空調部53を停止させるトリガとしてもよい。あるいは、実施形態1と同様に、上記ステッピングモータの回転量を検出するセンサを利用してもよい。
余剰領域11Bに付着している塵埃の量は、通常領域11Aに付着している塵埃の量より少ない。このため、余剰領域11Bに対する掃除の実施時間の長さは、通常領域11Aに対する掃除の実施時間の長さより短くてよい。したがって、フィルタ11を移動させる駆動源となる上記ステッピングモータの回転速度を、通常領域11Aについて相対的に遅くし、余剰領域11Bについて相対的に速くしてもよい。これにより、空気調和の運転停止後に行われる余剰領域11Bに対する掃除の音が、ユーザの耳に入る時間を短縮することができる。
本発明のさら他の実施形態について、図10に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
通常領域11Aに対する掃除動作は、実施形態1で説明した掃除動作と同じでよい。余剰領域11Bに対する掃除動作の頻度は、実施形態2と同様であり、通常領域11Aに対する複数回の掃除動作に対して、余剰領域11Bに対する1回の掃除動作を行えばよい。
余剰領域11Bに対する掃除動作を行う場合には、通常領域11Aに対する掃除動作と同時に余剰領域11Bに対する掃除動作を行ってもよいし、通常領域11Aに対する掃除動作を終えた後、余剰領域11Bを引込機構12B内に引き込むときだけ、余剰領域11Bに対する掃除動作を単独で行うようにしてもよい。また、余剰領域11Bを引込機構12B内に引き込むときの速度を、通常領域11Aを引込機構12A内に引き込むときの速度より速くして、余剰領域11Bに対する掃除を行うと、余剰領域11Bに対する掃除の実施時間を短縮することができる。
以上の実施形態1〜3では、フィルタ11の掃除対象領域を上下方向に2分割した形態を説明した。しかし、掃除対象領域を上下方向に3以上に分割してもよい。例えば、図2の(b)に示すように、空気吸入口3がキャビネット7の天面に設けられている場合、塵埃はフィルタ11の前面に対向した領域よりも、天面に対向した領域に付着しやすい。このため、前記通常領域11Aを、前面に対向した領域(f)と、天面に対向した領域(g)とに分けてもよい。この場合には、領域(f)と、領域(g)と、余剰領域11Bとは、自ずと、互いの面積が相違する。そして、領域(g)に対する掃除の実施時間の長さが、領域(f)に対する掃除の実施時間の長さより長くなるように、制御部50が、引込機構12A(12C,12D)、引込機構12Bおよび掃除機構20を制御してもよい。あるいは、領域(g)に対する掃除の実施頻度が、領域(f)に対する掃除の実施頻度より多くなるようにしてもよい。
本発明のさらに他の実施形態について、図11および図12に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
図11は、本発明の実施形態4に係るフィルタユニット10Cを備えた空気調和機1Cの要部の構成を側面断面において示す説明図である。また、図12は、図11に示す空気調和機1Cにおいて、フィルタ11の展開状態の推移を示す説明図である。フィルタユニット10Cは、前記空気調和機1に設けられた引込機構12Aに代えて、ピニオン13が装着された搬送ローラを備えている点で、実施形態1に係るフィルタユニット10と異なっている。フィルタ11には、図6の(a)を参照して説明したように、ラック41が設けられている。このラック41が、上記ピニオン13と噛み合い、ピニオン13が装着された搬送ローラが、引込機構12Bと連動するように制御されて回転することによって、図12に示すように、フィルタ11は正逆両方向に搬送される。
図11は、空気調和の通常運転時、および通常領域11Aの掃除開始時において、通常領域11Aが集塵位置に展開され、熱交換器5を覆っている状態を示している。通常領域11Aの掃除が開始されると、この状態から、図12の(a)に示す途中状態へ推移する。すなわち、ピニオン13は反時計回りに回転することによって、通常領域11Aをフィルタ11の裏側(熱交換器側)へ反転させる。これに伴い、余剰領域11Bが引込機構12Bから集塵位置へ引き出される。
本発明のさら他の実施形態について、図13から図15に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
図13は、本発明の実施形態5に係るフィルタユニット100の構成を概略的に示す斜視図である。フィルタユニット100は、格子状のリブで補強されたメッシュ状のフィルタ110と、フィルタ110の表面に沿って、フィルタ110の長手方向に移動可能な掃除機構200とを備えている。
図14は、上記フィルタユニット100を備えた空気調和機1Dの制御系の構成を概略的に示す機能ブロック図である。
図15は、制御部50Aが行う自動掃除制御の手順の一例を示すフローチャートである。ここでは、フィルタ110の掃除対象領域が2分割され、左領域(特定領域)と右領域(残り領域)とが設定されているとする。例えば、左領域に対する自動掃除を行った後に、右領域に対する自動掃除を行うので、左領域に対する自動掃除の実行開始時間と、右領域に対する自動掃除の実行開始時間との間には、自ずと時間差が設けられる。
上記フィルタ110に上記複数領域を設定する場合に、複数領域の各面積を互いに等しく設定してもよいし、少なくとも1つの領域の面積を他の領域の面積と異なるように設定してもよい。
例えば、上記右領域に対する自動掃除の実行終了時間と、上記左領域に対する自動掃除の実行開始時間との間には、時間差が設けられていてもよい。これにより、各領域に対する掃除の実行時間を分散させることができる。この結果、フィルタ110の全体を連続して1回で掃除する場合と比べて、1つの領域に対する1回の自動掃除の掃除音がユーザの耳に入る時間を短くすることができるので、空気調和機1Dの快適性が向上する。
本発明の態様1に係るフィルタユニット(10,10A,10B,10C,100)は、
(1)空気調和機(1,1A,1B,1C,1D)に設けられるフィルタユニットであって、
(2)上記空気調和機の空気吸入口(3)から吸入される空気中の塵埃を捕集するフィルタ(11,110)と、
(3)上記フィルタに付着した上記塵埃を除去する掃除機構(20,200)とを備え、
(4)上記掃除機構は、上記空気調和機の制御部(50,50A)から指令を受けて、上記フィルタの掃除対象領域を分割した複数領域を構成する1つの特定領域(通常領域11A)に対して、空気調和の運転中に掃除動作を開始するとともに、
(5)上記特定領域の掃除が行われている間、上記空気調和機に設けられた熱交換器(5)は、上記特定領域、または上記特定領域以外の残り領域(余剰領域11B)、または上記特定領域の少なくとも一部および上記残り領域の少なくとも一部によって覆われた状態が保たれている。
(1)空気調和機(1,1A,1B,1C,1D)に設けられるフィルタユニットであって、
(2)上記空気調和機の空気吸入口(3)から吸入される空気中の塵埃を捕集するフィルタ(11,110)と、
(3)上記フィルタに付着した上記塵埃を除去する掃除機構(20,200)とを備え、
(4)上記掃除機構は、上記空気調和機の制御部(50,50A)から指令を受けて、上記フィルタの掃除対象領域を分割した複数領域を構成する少なくとも1つの特定領域に対して、空気調和の運転中に動作を開始し、上記特定領域の掃除を行うとともに、上記特定領域に対する自動掃除の実行開始時間と、上記特定領域以外の残り領域に対する自動掃除の実行開始時間との間に時間差が設けられている。
(a)上記フィルタ(11)は、上記特定領域として、空気調和の運転中に集塵位置に展開される通常領域(11A)と、上記残り領域として、集塵位置外の余剰領域(11B)とを連続的に備えた長尺のフィルタであり、
(b)上記フィルタを正逆両方向に移動させ、集塵位置外に移動した上記通常領域または余剰領域を収納する引込機構(12A,12B,12C,12D)をさらに備え、
(c)上記引込機構は、上記制御部(50)から指令を受けて、空気調和の運転中に動作し、上記正逆両方向の少なくとも一方の方向に上記フィルタを移動させ、上記掃除機構(20)は、上記制御部から指令を受けて、上記フィルタの移動に合わせて上記フィルタの掃除を行ってもよい。
(a)上記フィルタ(110)には、上記特定領域と上記残り領域とが、上記空気吸入口の長手方向に沿って並ぶように設定され、
(b)上記掃除機構(200)は、上記フィルタに付着した塵埃を除去する掃除部(200A)と、該掃除部を上記長手方向に沿って移動させる移動機構(200B)とをさらに備え、
(c)上記掃除機構は、上記制御部(50A)から指令を受けて、空気調和の運転中に動作し、上記掃除部による上記特定領域および上記残り領域に対する自動掃除の実行開始時間は、空気調和の運転期間内で異っていてもよい。
(1)空気吸入口と、上記空気吸入口から吸入される空気中の塵埃を捕集するフィルタと、上記フィルタに付着した上記塵埃を除去する掃除機構とを備えた空気調和機の制御方法であって、
(2)上記フィルタの掃除対象領域を分割した複数領域を構成する1つの特定領域に対して、空気調和の運転中に、上記掃除機構による掃除動作を開始させるとともに、
(3)上記特定領域の掃除が行われている間、上記空気調和機に設けられた熱交換器を、上記特定領域、または上記特定領域以外の残り領域、または上記特定領域の少なくとも一部および上記残り領域の少なくとも一部によって覆った状態を保っている。
(1)空気吸入口と、上記空気吸入口から吸入される空気中の塵埃を捕集するフィルタと、上記フィルタに付着した上記塵埃を除去する掃除機構とを備えた空気調和機の制御方法であって、
(2)上記フィルタの掃除対象領域を分割した複数領域を構成する少なくとも1つの特定領域に対して、空気調和の運転中に、上記掃除機構の動作を開始させ、上記特定領域の掃除を行わせるとともに、
(3)上記特定領域に対する自動掃除の実行開始時間と、上記特定領域以外の残り領域に対する自動掃除の実行開始時間との間に時間差を設けている。
空気吸入口と、上記空気吸入口から吸入される空気中の塵埃を捕集するフィルタと、上記フィルタに付着した上記塵埃を除去する掃除機構と、制御部とを備え、上記制御部は、空気調和の運転中に、上記掃除機構の動作を開始させ、上記フィルタの掃除を行わせる構成である。
3 空気吸入口
5 熱交換器
10,10A,10B,10C,100 フィルタユニット
11,110 フィルタ
11A 通常領域
11B 余剰領域
12A,12B,12C,12D 引込機構
12b 収納部(収納機構)
12e ピニオン(進路変更機構)
13 ピニオン(搬送機構)
20,200 掃除機構
50,50A 制御部
200A 掃除部
200B 移動機構
Claims (3)
- 空気調和機に設けられるフィルタユニットであって、
上記空気調和機の空気吸入口から吸入される空気中の塵埃を捕集するフィルタと、
上記フィルタに付着した上記塵埃を除去する掃除機構とを備え、
上記掃除機構は、上記空気調和機の制御部から指令を受けて、上記フィルタの掃除対象領域を分割した複数領域を構成する1つの特定領域に対して、空気調和の運転中に掃除動作を開始するとともに、
上記特定領域の掃除が行われている間、上記空気調和機に設けられた熱交換器は、上記特定領域、または上記特定領域以外の残り領域、または上記特定領域の少なくとも一部および上記残り領域の少なくとも一部によって覆われた状態が保たれ、
上記フィルタは、上記特定領域として、空気調和の運転中に集塵位置に展開される通常領域と、上記残り領域としての余剰領域とを連続的に備えており、
上記掃除機構は、上記通常領域の掃除動作中に上記集塵位置に展開される上記余剰領域の掃除動作を、空気調和の運転停止後に行うこと
を特徴とするフィルタユニット。 - 上記フィルタは、上記通常領域と、集塵位置外の上記余剰領域とを連続的に備えた長尺のフィルタであり、
上記フィルタを正逆両方向に移動させ、集塵位置外に移動した上記通常領域または余剰領域を収納する引込機構をさらに備え、
上記引込機構は、上記制御部から指令を受けて、空気調和の運転中に動作し、上記正逆両方向の少なくとも一方の方向に上記フィルタを移動させ、上記掃除機構は、上記制御部から指令を受けて、上記フィルタの移動に合わせて上記フィルタの掃除を行うこと
を特徴とする請求項1に記載のフィルタユニット。 - 上記複数領域を構成する各領域に対する掃除の実施時間の長さは、上記制御部による制御によって、各領域に応じて異なっていること
を特徴とする請求項1または2に記載のフィルタユニット。
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