JP6495081B2 - ミスト発生装置 - Google Patents

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この発明は、ミスト発生手段で発生したミストを含む加湿空気を室内へ供給するミスト発生装置に関するものである。
従来、この種のものには、ミストモータを駆動させ回転体を回転させることで貯水室から汲み上げた水をミスト発生手段で破砕して発生したミストを含む加湿空気について、送風ファンを駆動させて室内へ送風するミスト運転を実施するミスト発生装置があり、室内の相対湿度を快適値に保ち使用者が室内で快適に過ごせるようにしていた。(例えば、特許文献1)
特開2014−202371号公報
しかし、この従来のものでは、器具本体の周囲の温度が低い状態でミスト運転が実施された場合、貯水室内の水が凍結して回転体の回転駆動が不可能になることから、回転体を回転駆動させているミストモータがモータロック状態となって大きな負荷がかかり故障する虞があったため、改善の余地があった。
上記課題を解決するために、本発明の請求項1では、器具本体と、該器具本体内にあり水を貯水する貯水室と、該貯水室内に設置されON/OFF状態を切り替えて貯水の加熱有無が変更可能な加熱ヒータと、前記貯水室に下端が水没した回転体と、該回転体と接続して回転駆動させるミストモータと、前記回転体で吸い上げた水を破砕してミスト状にするミスト発生手段と、該ミスト発生手段で発生したミストを含む加湿空気を室内へ送風する送風ファンと、前記器具本体に吸い込まれる空気の温度を検知する吸気温度センサと、前記貯水室と接続し前記貯水室から流出した排水が流動する排水管と、該排水管途中に配置され弁を開閉して排水の流動有無を制御する排水弁と、
前記ミストモータと前記送風ファンとを駆動させ前記ミスト発生手段で発生したミストを含む加湿空気を室内へ送風するミスト運転を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記ミスト運転中に前記吸気温度センサで検知された温度が所定温度以下の状態が所定時間以上継続していると判断したら、前記送風ファンの駆動を停止させて前記排水弁を開放し、前記加熱ヒータをOFF状態に切り替えることを特徴とする。
また、請求項2では、前記貯水室と接続し前記貯水室内へ水を供給する給水管と、該給水管の途中に配置されON/OFF状態を切り替えて配管の加熱有無が変更可能な給水管ヒータとを備え、
前記制御部は、前記ミスト運転中に前記吸気温度センサで検知された温度が前記給水管内の水が凍結する虞が高い温度だと判断したら、前記給水管ヒータをON状態に切り替えることを特徴とする。


この発明によれば、ミスト運転中に吸気温度センサで検知された温度が所定温度以下の状態が所定時間以上継続していると判断したら、送風ファンの駆動を停止させるので、貯水室内の水が凍結する進行スピードを抑えることができるため、ミストモータがモータロック状態になって大きな負荷がかかり故障する事態を防止することができる。
また、貯水室と接続し貯水室から流出した排水が流動する排水管と、該排水管途中に配置され弁を開閉して排水の流動有無を制御する排水弁とを備え、ミスト運転中に吸気温度センサで検知された温度が所定温度以下の状態が所定時間以上継続していると判断したら排水弁を開放するので、貯水室の水が凍結する前に排水して回転体の凍結を阻止するため、ミストモータがモータロック状態となって大きな負荷がかかり故障する事態を確実に防止することができる。
この発明の一実施形態の外観を説明する斜視図 同実施形態の概略構成図 同実施形態の制御ブロック図 同実施形態の操作部を説明する図 同実施形態の運転開始から終了までの動作を説明するフローチャート 同実施形態の凍結防止動作を説明するフローチャート
次に、この発明の一実施形態におけるミスト発生装置を図に基づいて説明する。
1は器具本体、2は器具本体1上部に形成され複数のルーバー3が設置された送風口、4は器具本体1の正面上部を構成する上面パネル、5は器具本体1の正面下部を構成する下面パネル、6は複数のスイッチが備えられ各種操作指令を行う操作部、7は図示しないブレーカーを隠すブレーカーカバーである。
8は上面パネル4内に設置され所定量の水を貯水する貯水室であり、この貯水室8内には、水に下端を水没させ駆動軸9に軸支された筒状の回転体10が備えられている。
前記回転体10は、中空逆円錐形で上方に向かって径が徐々に拡大するものであり、駆動軸9に接続され回転体10を回転駆動させるミストモータ11を駆動させ、回転体10が回転することによる回転の遠心力で貯水室8の水を汲み上げ、回転体10の外壁および内壁を伝わせて水を押し上げて、回転体10の外壁を伝わせて押し上げた水を周囲に飛散させると共に、回転体10の内壁を伝わせて押し上げた水を回転体10の上端に形成された複数の図示しない飛散口から周囲に飛散させる。
12は回転体10の上部外周に所定間隔を離間させて位置し、回転体10と共に回転する円筒状の多孔体で、該多孔体12には、その全周壁に多数のスリットや金網やパンチングメタル等から成るミスト発生手段としての多孔部13が設置されている。また、回転体10の回転による遠心力で貯水室8内の水を汲み上げると共に空気を飛散させ、多孔部13を通過した水滴が破砕されることで、水の粒子を微細化してナノメートル(nm)サイズのナノミストが生成されると共に、水の粒子の微細化によるレナード効果で負イオンを発生させ、更に多孔部13で破砕された時にナノミストより粒径の大きな水滴が貯水室8内で気化して加湿空気の温度を低下させる。
14は下面パネル5内に設置され所定の回転数で駆動することで室内空気を吸引して器具本体1の上部に吹き出す送風ファン、15は貯水室8と送風口2との間に設置され、貯水室8内で発生したナノミストと負イオンを含む加湿空気を送風口2まで流通させる送風通路、16は前記送風通路15途中に設置され加湿空気内に含まれる粒径の大きな水滴の通過を阻止し粒径の小さなナノミストのみが通過可能なメッシュ状の気水分離フィルタであり、前記送風ファン14が所定の回転数で駆動すると、器具本体1下部の吸い込み口50から吸い込んだ室内空気が器具本体1の上部へ向けて送風され、貯水室8に設置された回転体10の上部にある図示しない空気流入口から送風ファン14によって送風された室内空気が流入し、貯水室8内で流入した室内空気をナノミストと負イオンとを含ませた加湿空気が前記送風通路15を上部に向けて流動して、送風口2から室内へ送風されることで加湿空気を室内に供給し、室内の湿度を上昇させる。
17は貯水室8内に設置され貯水を加熱することで室内へ送風される加湿空気の温度を変化させる加熱手段としての加熱ヒータであり、ON状態に切り替えることで貯水室8内の水を加熱し、OFF状態に切り替えることで貯水室8内の水の加熱を停止して加熱量を変化させる。18は、貯水室8の外壁に設置され貯水温度を検知する貯水温度センサである。
19は貯水室8内に設置され、フロートが上下することで水位を検知する水位センサであり、貯水室8内の水位が低下して所定水位以下になったらOFF信号を出力し、水位が上昇して所定水位以上になったらON信号を出力し、更に水位が上昇して貯水室8内が満水となったら満水信号を出力する。
20は器具本体1内の送風ファン14と貯水室8との間に位置し貯水室8に接続され貯水室8内に水道水を給水する給水管であり、該給水管20の配管途中には、電磁弁を開閉して貯水室8内への給水を制御する給水弁21と、給水圧を所定値まで減圧する減圧弁22とが備えられている。また、送風ファン14が駆動すると器具本体1内に吸い込まれた空気が給水管20の表面と接触して通過した後、貯水室8の上部から貯水室8内へ流入する。
23は器具本体1内の送風ファン14と貯水室8との間に位置し貯水室8底部に接続され貯水室8内の水を器具本体1外部に排水する硬質塩化ビニル管で構成された排水管であり、該排水管23の配管途中には、電磁弁を開閉することで貯水室8内の水を排水管23へ流動させるかの有無を制御する排水弁24が備えられている。また、送風ファン14が駆動すると器具本体1内に吸い込まれた空気が排水管23の表面と接触して通過した後、貯水室8の上部から貯水室8内へ流入する。
25は送風口2の壁面に設置され、送風口2から室内へ向けて送風される加湿空気の温度を検知する送風温度センサ、26は送風ファン14の近傍に設置され送風ファン14で吸い込む室内空気の温度を検知する吸気温度センサ、27は前記吸気温度センサ26の近傍に設置され、器具本体1が設置された室内の相対湿度を検知する湿度センサであり、各センサで検知された温度や相対湿度に基づいて、ミストモータ11や送風ファン14の回転数を変化させ、加熱ヒータ17のON/OFF状態を切り替える。
操作部6には、運転開始及び停止を指示する運転スイッチ28と、加熱ヒータ17のON/OFF状態を切り替えることで加熱量を変化させ送風口2から室内に送風される加湿空気の温度を変える3段階の加湿レベルと、湿度センサ27で検知された相対湿度が予め設定された相対湿度となるよう前記加湿レベルを変化させるオートモードとから選択可能な加湿スイッチ29と、ミストモータ11の回転数と送風ファン14の回転数とを一対に設定値へ設定可能な三段階の風量レベルと、湿度センサ27で設定された相対湿度が予め設定された相対湿度となるよう前記風量レベルを変化させるオートモードとから選択可能な風量スイッチ30と、加湿空気を室内に供給するミスト運転の開始時間と停止時間とを設定するタイマー切替スイッチ31と、前記風量スイッチ30で設定された各風量レベルにおけるミストモータ11の回転数だけを所定値低下させて騒音レベルを低減した静音運転が設定可能な静音スイッチ32と、現在時刻を設定する時刻設定スイッチ33と、スイッチを操作することで運転停止以外の動作を禁止するチャイルドロックスイッチ34とが備えられている。
また、操作部6の各スイッチ上部には各スイッチに対応したランプが備えられており、運転スイッチ28が操作されたら点灯する運転ランプ35と、ミスト運転が所定時間以上継続したら開始する除菌運転時に点灯する除菌ランプ36と、加湿スイッチ29で設定された加湿レベルを1から3の数値とオートモードを示すAで表示する加湿レベルランプ37と、風量スイッチ30で設定された風量レベルを1から3の数値とオートモードを示すAで表示する風量レベルランプ38と、タイマー切替スイッチ31でミスト運転の開始及び停止が設定されたら、それぞれのランプが点灯するタイマーランプ39と、静音スイッチ32が操作され静音運転が設定されたら点灯する静音ランプ40と、時刻設定スイッチ33で設定された現在時刻を表示する時刻表示パネル41と、チャイルドロックスイッチ34が操作されたら点灯するチャイルドロックランプ42とが備えられている。
43は各センサで検知された検知値や操作部6上に備えられた各スイッチでの設定内容に基づき運転内容や弁の開閉を制御するマイコンで構成された制御部であり、ミストモータ11を所定の回転数で駆動させるミストモータ制御手段44と、送風ファン14を所定の回転数で駆動させる送風ファン制御手段45と、加熱ヒータ17のON/OFF状態を切り替えて貯水室8内の水温を制御する加熱ヒータ制御手段46と、吸気温度センサ26で検知された吸気温度と所定温度とを比較する比較手段47と、ミスト運転の継続時間等をカウントするカウント手段48とを備えている。
49は器具本体1の下端に設置され室内空気が流入する吸い込み口であり、送風ファン14が駆動すると室内空気が吸い込まれ器具本体1の上部へ送風される。
50は器具本体1の内部に設置されミストモータ11や送風ファン14の検知回転数が指示回転数と異なることや水位センサ19で検知された水位が異常である等のエラーが発生した時にエラー音を鳴らすスピーカである。
51は給水管20の途中に配置された給水管ヒータであり、吸気温度センサ26で検知された吸気温度が5℃未満であり給水管20内の水が凍結する虞が高まった時、ON状態に切り替わって給水管20を加熱して、吸気温度センサ26で検知された吸気温度が5℃以上になったらOFF状態に切り替わることで、給水管20内の水や給水管20の途中に設置された減圧弁22が凍結する事態を防止する。
次に、この実施形態での運転開始から終了までの動作について図5のフローチャートに基づいて説明する。
まず、操作部6の運転スイッチ28が操作されたか、もしくはタイマー切替スイッチ31で設定された運転開始時刻になったら、制御部43は、排水弁24を開放して貯水室8内の水を排水し、水位センサ19でOFF信号が検知されたら、給水弁21を開放して貯水室8内を水で洗い流すクリーニング動作を行い、所定時間経過したら排水弁24を閉止することで給水弁21から流入する水を貯水室8内に供給し、水位センサ19でON信号が検知されたら、所定量の水が貯水室8内に供給されたとして給水弁21を閉止する水入替モードを行う(ステップS101)。
ステップS101の水入替モードが終了したら、制御部43は、貯水温度センサ18での検知値に基づき、加熱ヒータ17を駆動させて貯水室8内の貯水温度が所定温度の範囲内(例えば、63℃から65℃の間)となるよう加熱ヒータ制御手段46で制御し、ミストモータ11及び送風ファン14が所定の回転数となるようミストモータ制御手段44及び送風ファン制御手段45で制御する立ち上げモードを行う(ステップS102)。
ステップS102の立ち上げモードが終了したら、制御部43は、加湿スイッチ29及び風量スイッチ30で設定された加湿レベルと風量レベルとに基づいて、ミストモータ11と送風ファン14とが所定の回転数で駆動するようミストモータ制御手段44と送風ファン制御手段45とで回転数を制御し、加熱ヒータ17のON/OFF状態を加熱ヒータ制御手段46で切り替えて制御することで、加湿レベルと風量レベルとに合わせた所定の温度範囲内にするミスト運転を実行する通常運転モードを行う(ステップS103)。このミスト運転を実行することで、吸い込み口49から吸い込まれた空気が送風ファン14によって器具本体1の上部方向へ送風され、送風された空気が給水管20及び排水管23の表面と接触しつつ貯水室8の上部から流入し、流入した空気が多孔部13で発生したナノミストと負イオンを含んだ加湿空気として送風通路15内を上昇し、送風口2から室内へ送風されることで、ナノミストと負イオンを含んだ加湿空気を室内へ供給することができる。
ステップS103の通常運転モードの終了条件を満たしたら、制御部43は、ミストモータ11を停止させてから排水弁24を開弁して貯水室8内の水を排水し、所定時間経過したら給水弁21を開放して貯水室8内を洗浄してから排水弁24を閉止して貯水室8内に所定量だけ貯水する水入替運転を行い、加熱ヒータ17をON状態にして水を加熱することで除菌を行う除菌運転を所定時間行い、所定時間経過後に貯水室8内を冷却して貯水室8内の水を排水する冷却運転を実行するクリーニングモードを行う(ステップS104)。
ステップS104のクリーニングモードが終了したら、制御部43は、送風ファン14が所定の回転数(例えば、800rpm)で駆動するよう送風ファン制御手段45で制御し、貯水室8や送風通路15に送風して乾燥させることで菌の増殖を防止する乾燥モードを行い(ステップS105)、送風ファン14の駆動時間が所定時間(例えば、3時間)をカウントしたか判断し、3時間カウントしたら、送風ファン14を停止させて運転を終了する。
次に、本実施形態での凍結防止動作について図6のフローチャートに基づいて説明する。
まず、前記ステップS103の通常運転モードを開始したら、制御部43は、吸気温度センサ26で検知された温度と所定温度である0℃とを比較手段47で比較し(ステップS201)、吸気温度センサ26で検知された温度が0℃以下であれば、0℃以下になった時点からの経過時間をカウント手段48でカウントを開始し(ステップS202)、0℃より高ければ、ミスト運転の停止指示が出されたか判断し(ステップS203)、停止指示が出されていればミスト運転を終了し、停止指示が出されていなければ再度ステップS201で吸気温度センサ26での検知温度と0℃とを比較する。
前記ステップS202で吸気温度センサ26での検知温度が0℃以下になった時点からのカウントを開始したら、制御部43は、カウント手段48でカウントした時間と所定時間である3分とを比較手段47で比較し(ステップS204)、カウント手段48でカウントした時間が3分以上経過していると判断したら、貯水室8内にある水や給水管20、排水管23内にある水が凍結する虞があるとしてミストモータ11及び送風ファン14を停止させ、給水弁21を閉止して貯水室8内への水の供給を停止し排水弁24を開放して貯水室8の水を排水し、加熱ヒータ17をOFF状態に切り替えて貯水室8内が過剰に加熱されるのを阻止して、加湿レベルランプ37の表示をエラー状態を示すEに切り替え、スピーカ50からエラー音を数回だけ鳴らしてエラー報知する(ステップS205)。
また、前記ステップS204でカウント手段48でカウントした時間が3分未満であると判断したら、制御部43は、前記ステップS201と同様に吸気温度センサ26で検知された温度と所定温度である0℃とを比較手段47で比較し(ステップS206)、吸気温度センサ26での検知温度が0℃以下であれば、時間カウントを継続しつつ再度ステップS204に戻ってカウントした時間と3分とを比較し、吸気温度センサ26での検知温度が0℃より高ければカウントした時間をリセットして再度ステップS203でミスト運転の停止指示が出されたか判断する。
前記ステップS205でミストモータ11及び送風ファン14を停止させ、給水弁21を閉止し排水弁24を開放して、加熱ヒータ17をOFF状態に切り替えエラー報知を行ったら、制御部43は、運転スイッチ28が押圧されたか判断し(ステップS207)、運転スイッチ28が押圧されたと判断したら、排水弁24を閉止し給水弁21を開放して貯水室8内へ水を供給し、加湿レベルランプ37の表示をミスト運転停止前の表示に切り替えてエラー状態を解除してミスト運転を再開し(ステップS208)、運転スイッチ28が押圧されていないと判断したら、ステップS207の判断を繰り返す。
以上のように、ミスト運転中に吸気温度センサ26で検知された温度が所定温度である0℃以下で、かつ0℃以下の状態が所定時間である3分以上継続したと判断したら、貯水室8内の水が凍結する虞があると判断してミストモータ11及び送風ファン14の駆動を停止させるので、貯水室8内の水や給水管20、排水管23内にある水の凍結の進行スピードを抑えることができ、貯水室8内の水が凍結して回転体10の回転駆動が不可能となることにより、ミストモータ11がモータロック状態となって大きな負荷がかかり故障する事態や、給水管20及び排水管23内の水が凍結して配管が破裂する等の事態を未然に阻止することができる。
また、貯水室8内の水が凍結する虞があると判断したら排水弁24を開放するので、貯水室8内の水や排水管23内の水が凍結する事態を確実に防止し、ミストモータ11のモータロックや排水管23の破裂等の事態を未然に阻止することができる。
また、吸気温度センサ26での検知温度が0℃以下の状態が3分以上継続したと判断したら送風ファン14の駆動を停止させるので、ミスト運転を実施した中で多孔部13に付着した水滴が冷風に晒されて凍り付き、ナノミストと負イオンの発生量が低下することや回転体10の重量が重くなることでミストモータ11の負荷が増大する事態を防止することができ、また、気水分離フィルタ16に付着した水滴が冷風に晒されて凍り付き、送風通路15を通過するナノミストと負イオンとを含んだ加湿空気量が減少し、送風口2から室内へ送風される加湿空気量が減少する事態を防止することができる。
また、吸気温度センサ26での検知温度が0℃以下の状態が3分以上継続したと判断して送風ファン14の駆動を停止させた時、給水管ヒータ51がON状態なので、給水管ヒータ51で発生した熱が散熱せず、給水管ヒータ51の周囲に配置された排水管23内にある水や貯水室8底部にある水等の凍結を防止することができるため、給水管20や排水管23を構成する配管や貯水室8を構成する部材の凍結による破損を防止することができる。
なお、本実施形態では器具本体1の底部に設置された吸気温度センサ26での検知温度が0℃以下の継続時間に基づいて貯水室8の水の排水有無や送風ファン14の駆動有無等を判断しているが、貯水室8内の水が凍結するか否かを判断可能な制御であればよいので、器具本体1周囲の室温が検知可能な室温センサでの検知温度や貯水室8内の水温を検知している貯水温度センサ18での検知温度と所定温度とを比較し、貯水室8の水の排水有無や送風ファン14の駆動有無等を判断する制御であってもよい。
また、本実施形態では凍結防止動作の実施後に運転スイッチ28が操作されたらミスト運転を再開する制御となっているが、これに限らず例えば、前記ステップS205で各機器が所定の動作を行った後、吸気温度センサ26で検知された温度が貯水室8内の水が凍結しないと考えられる温度(例えば、5℃)以上になったと制御部43が判断したら、前記ステップS207に進んで凍結防止動作を解除し、ミスト運転を再開させる制御であってもよい。
また、本実施形態における構成や制御内容は一例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図しておらず、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
1 器具本体
8 貯水室
10 回転体
11 ミストモータ
13 多孔部(ミスト発生手段)
14 送風ファン
23 排水管
24 排水弁
26 吸気温度センサ
43 制御部

Claims (2)

  1. 器具本体と、該器具本体内にあり水を貯水する貯水室と、該貯水室内に設置されON/OFF状態を切り替えて貯水の加熱有無が変更可能な加熱ヒータと、前記貯水室に下端が水没した回転体と、該回転体と接続して回転駆動させるミストモータと、前記回転体で吸い上げた水を破砕してミスト状にするミスト発生手段と、該ミスト発生手段で発生したミストを含む加湿空気を室内へ送風する送風ファンと、前記器具本体に吸い込まれる空気の温度を検知する吸気温度センサと、前記貯水室と接続し前記貯水室から流出した排水が流動する排水管と、該排水管途中に配置され弁を開閉して排水の流動有無を制御する排水弁と、
    前記ミストモータと前記送風ファンとを駆動させ前記ミスト発生手段で発生したミストを含む加湿空気を室内へ送風するミスト運転を制御する制御部とを備え、
    前記制御部は、前記ミスト運転中に前記吸気温度センサで検知された温度が所定温度以下の状態が所定時間以上継続していると判断したら、前記送風ファンの駆動を停止させて前記排水弁を開放し、前記加熱ヒータをOFF状態に切り替えることを特徴とするミスト発生装置。
  2. 前記貯水室と接続し前記貯水室内へ水を供給する給水管と、該給水管の途中に配置されON/OFF状態を切り替えて配管の加熱有無が変更可能な給水管ヒータとを備え、
    前記制御部は、前記ミスト運転中に前記吸気温度センサで検知された温度が前記給水管内の水が凍結する虞が高い温度だと判断したら、前記給水管ヒータをON状態に切り替えることを特徴とする請求項1記載のミスト発生装置。
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