JP5904819B2 - フィルタ及び加湿装置 - Google Patents
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気化方式の加湿装置は、吸水性及び通気性を有する加湿フィルタを備える(特許文献1参照)。
加湿運転中の加湿フィルタは、回転駆動機構が作動することによって、周方向に連続的に回転する。このとき、加湿フィルタの周縁部は周方向に連続的に浸水及び吸水し、更に、周縁部から中央部へ水を吸い上げる。以上の結果、水が加湿フィルタ全体に効率よく行き渡る。
以下では、加湿フィルタの風上側(及び風下側)の面を風上面(及び風下面)という。
加湿フィルタに付着したスケールは除去が困難である。つまり、従来の加湿フィルタはメンテナンス性が悪い。故に、加湿装置の使用者は、付着したスケールを除去せずに、スケールが付着した加湿フィルタを新たな加湿フィルタと交換することがある。以上の結果、加湿装置のランニングコストが増大する。
フィルタは、給水部によって供給された水を吸収する。具体的には、フィルタ部材及びカバー部材が吸水する。
吸水したフィルタ部材を通過した空気は、吸湿する。
以下では、フィルタ部材におけるカバー部材に覆われていない表面を露出面といい、覆われている表面を非露出面という。また、カバー部材におけるフィルタ部材を覆っている表面を内面といい、覆っていない表面を外面という。
フィルタ部材の露出面、又はカバー部材の外面であっても、直接的に給水されている部分(例えば浸水している部分、又は撒水される部分等)は、比較的乾燥し難い。
一方、カバー部材の外面であって、直接的に給水されていない部分は、比較的乾燥し易い。
スケールは、乾燥し易い場所にて析出し易く、乾燥し難い場所にては析出し難い。故に、スケールはカバー部材の外面にて析出し易い。
なお、フィルタ部材の、直接的に給水されていない露出面は、例えば風上面より乾燥し難い風下面とすればよい。又は、フィルタ部材における直接的に給水されていない表面は、全てカバー部材で覆えばよい。
カバー部材はフィルタ部材に積層してある。吸水したカバー部材及びフィルタ部材をこの順に、又はこの逆順に通過した空気は、吸湿する。
本明細書では、フィルタ部材とカバー部材とが積層されている方向を積層方向という。
本発明に係る加湿装置は、このようなフィルタと、送風機、通風路、及び給水部とを備える。
本明細書では、通風路を通流する空気の通風方向上流側を風上側といい、通風方向下流側を風下側という。
カバー部材は、フィルタ部材よりも風上側に配されている。従って、カバー部材は、風下側に配されている場合よりも、乾燥し易い。
更にまた、カバー部材は、フィルタ部材と共に、加湿装置の加湿性能に寄与する。つまり、フィルタのメンテナンス性を向上させ、また、加湿装置のランニングコストを低減するためだけに、フィルタ又は加湿装置に新たな部材を追加する必要がない。
また、カバー部材は、直接的に給水されないが、吸水したフィルタ部材から吸水することが可能である。
以上の結果、フィルタ部材及びカバー部材は吸水するため、フィルタを通過した空気は吸湿する。
フィルタ部材の一部は、水槽にて浸水可能である。その一部が浸水した場合、フィルタ部材の一部は、水槽に貯留されている水を直接的に吸収する。つまり、フィルタ部材の一部は、給水部によって直接的に給水される。
一方、カバー部材は、水槽にて浸水不可能である。このため、カバー部材は、吸水したフィルタ部材から吸水する。
また、浸水不可能なカバー部材は、浸水可能なカバー部材よりも乾燥し易い。
図1は、本発明の実施の形態1に係る加湿装置1の外観を示す分解斜視図である。
図2は、加湿装置1の概略構成を示す側断面図である。図2の左側及び右側は、加湿装置1の正面側及び背面側であり、図1は、加湿装置1の背面側(即ち図2の右側)から見た斜視図である。以下では、図2の紙面垂直方向の手前側及び奥側を、加湿装置1の左側及び右側という。
本実施の形態の加湿装置1は、空気加湿機能と、脱臭及び集塵による空気清浄機能とを有する。
加湿装置1は、床及び相対する2枚の壁(各不図示)等を有する室内において、筐体6の後カバー63が一の壁に対面する姿勢で、床に載置される。
筐体6には、空気加湿機能と脱臭及び集塵による空気清浄機能とを実現するための通風路3、及び、給水空間60が設けられている。
第1トレイ121は、第2トレイ122に比べて、前後方向の長さが小さく、左右方向の長さが大きい。水槽12は、水槽12の長手方向が加湿装置1の左右方向に一致するように筐体6の所定位置に着脱可能に配される。このとき、通風路3には第1トレイ121が配され、給水空間60には第2トレイ122が配される。
水槽12は、本発明の実施の形態における給水部を構成する。
給水空間60は、筐体6の左側部に形成されている凹部である。
給水タンク15は、長手方向一端部に給水栓151を有する直方体状の容器である。給水タンク15は、給水タンク15の給水栓151側を下向きとした倒立姿勢にて給水空間60に着脱可能に配される。このとき、給水タンク15の給水栓151側は水槽12の第2トレイ122に装着される。
通風路3は、互いに連通しているフィルタ収容部301及び吹出風路302を有する。また、通風路3には、吸込口31及び吹出口32、並びに中途開口33が設けられている。
吸込口31は、筐体6の後カバー63に開口しており、吸込口31を介して、加湿装置1の外部とフィルタ収容部301とが連通している。
ただし、後パネル10には、複数個の通気孔100,100,…が形成されている。このため、吸込口31を介して通流する空気とは、更に詳細には、通気孔100,100,…を介して通流する空気のことである。通気孔100,100,…は、図示しないプレフィルタによって閉塞されており、このプレフィルタは、吸込口31を介してフィルタ収容部301へ流入する空気に含まれている粗い塵埃を捕集し除去する。
後述する送風機13が送風することによって、加湿装置1の外部の空気は、吸込口31を介して通風路3へ吸い込まれる。吸い込まれた空気は、フィルタ収容部301及び吹出風路302をこの順に通流してから、吹出口32を介して加湿装置1の外部へ吹き出る。つまり、吸込口31は、風上側(通風路3を通流する空気の通風方向上流側)に位置し、吹出口32は、風下側に位置している。
図4及び図5は、加湿フィルタ2の支持構造を略示する背面図であり、水槽12の第1トレイ121を破断して示している。ただし、図5は、各後述する保持容器20の内部へ貫通孔241を通して水が流入している流入状態を示し、図4は、保持容器20の内部への水の流入が防止されている防水状態を示している。
図1〜図5に示すように、加湿フィルタ2は、フィルタ部材21及びカバー部材22と、保持枠23と、保持枠カバー24とを有する。
貫通孔241はD字状をなしている。ただし、貫通孔241は、補強部242によって、複数個(図中7個)に分割されている。貫通孔241及び補強部242夫々の形状及び寸法等は、保持容器20の強度を維持するように、また、保持容器20の内外に対する水及び空気の通流を阻害しないように、更には、後述するように補強部242がカバー部材22をフィルタ部材21との間でバランスよく挟持するように、適宜に設計されている。
フィルタ部材21及びカバー部材22夫々は、吸水性及び通気性を有する材料を用いてなる。具体的には、カバー部材22は、綿繊維の網状体を用いてなる。フィルタ部材21は、レーヨン及びPET(ポリエチレンテレフタレート)繊維の不織布を用いてなる。
カバー部材22は、円盤状をなしている。カバー部材22の厚さは約1mmである。カバー部材22は綿製品であり、しかも網状体を用いてなるため、フィルタ部材21に比べて、吸水性及び速乾性が共に高い。
ただし、カバー部材22とフィルタ部材21とを積層する際には、フィルタ部材21に吸収されている水を、フィルタ部材21に積層されているカバー部材22が容易に吸収することができるよう、両者が密着配置される。具体的には、カバー部材22は、フィルタ部材21と保持枠カバー24の補強部242とに挟持されている。
以下では、積層方向とは、フィルタ部材21とカバー部材22とが積層されている方向を意味し、フィルタ部材21を構成する不織布が積層されている方向を意味しない。
フィルタ部材21の他面には、カバー部材22は取り付けられない。つまり、フィルタ部材21の他面は、全面的にフィルタ部材21が露出している領域である。
ここで、発明者らは、吸水性を、JIS L1907の吸水性滴下法に基づき測定した。この吸水性滴下法においては、試験片を保持枠に取り付け、試験片上10mmの高さから水を1滴滴下して、水滴が試験片に到達してから水の鏡面反射が完全になくなるまでの時間が測定される。この時間が短いほど吸水性が高い。目安として、織物では60秒未満、編物(ニット)では12秒未満であれば、吸水性がある、とされる。
速乾性は、水分を含んだ生地が速く乾く性質である。発明者らは、速乾性を測定するために、生地の重さに対して一定の割合(具体的には重量比30%)の水を生地に滴下し、所定時間(具体的には10分間)吊り干しした後の水分蒸発率(%)を測定した。そして、発明者らは、この水分蒸発率が高いほど速乾性がある、とした。
カバー部材22を構成する素材は、フィルタ部材21を構成する素材よりも、透水係数が大きい材料を用いている。発明者らは、透水係数を、JIS A1218に基づき測定した。透水係数が大きい素材は、透水計数が小さい素材よりも、水が透過し易い(素材内部を水が流れ易い)。故に、カバー部材22は、フィルタ部材21よりも透水性が高い。
第1トレイ121の底壁には、左右方向の両側に振り分け配置された2つの支持ローラ123,123が設けられている。水槽12が筐体6の所定位置に取り付けられた場合、各支持ローラ123の回転軸は前後方向に配される。
加湿フィルタ2がセットされている水槽12が、筐体6の所定位置に取り付けられた場合、加湿フィルタ2は、駆動ローラ162の下側に配される。このとき、駆動ローラ162は、加湿フィルタ2の保持容器20の上部外周面に転接する。この結果、加湿フィルタ2は、支持ローラ123,123及び駆動ローラ162夫々の位置、即ち周方向の異なる位置で、3点支持される。
図5に示すように、保持容器20の貫通孔241及び補強部242が配されている領域が浸水した場合、貫通孔241,241の下部を介して、保持容器20の下部の内側が浸水する。この状態を、以下では浸水状態という。
一方、図4に示すように、保持容器20の防水部243,243が浸水した場合、保持容器20の下部の内側が浸水することはない。この状態を、以下では非浸水状態という。
しかしながら、保持容器20が非浸水状態である場合、フィルタ部材21が、水槽12に貯留されている水に浸漬することはない。何故ならば、この場合、保持容器20の下部の内側が浸水しておらず、しかも、フィルタ部材21が水面上に位置しているからである。
加湿フィルタ2の回転に伴い、浸水状態と非浸水状態とが交互に切り替えられる。
以上のように、フィルタ部材21は、水槽12から直接的に給水されるが、カバー部材22は、水槽12から、フィルタ部材21を介在して間接的に給水される。
送風機13はシロッコファン(多翼羽根車)を用いてなり、電動のファンモータ131とファン132とを備えている。
ファンモータ131は、図示しない支持部によって筐体6の内部に固定されている。ファン132は、ファンモータ131の出力軸に固定されている。ファン132は、ファンモータ131の駆動によって回転し、ファン132が回転することによって、空気が送風される。
吹出口32には、図示しないルーバが配してある。吹出風路302の内周面とルーバとは、吹出口32を介して吹き出した空気が室内の壁に沿って上昇し易いように、空気が流れる向きを規制する。
更に詳細には、室内から吸込口31を介してフィルタ収容部301へ空気が吸い込まれる。吸い込まれた空気は、フィルタ収容部301を前方向へ通流する。このとき、吸い込まれた空気は、空気浄化部11及び加湿フィルタ2をこの順に通過することによって浄化及び加湿される。以下では、空気浄化部11及び加湿フィルタ2によって浄化及び加湿された空気を浄化加湿空気という。
室内へ吹き出た浄化加湿空気は、一の壁に吹き付けられ、更に一の壁に沿って上昇し、次いで天井に沿って一の壁に相対する他の壁へ移動し、更に他の壁に沿って下降してから、床に沿って一の壁へ移動する。つまり、浄化加湿空気は、室内全体を循環する。
特許文献2に記載されているような従来の加湿装置は、スケールの析出を抑制するが、加湿装置1は、スケールを積極的に析出させる。ただし、加湿装置1は、フィルタ部材21にカバー部材22を積層することによって、スケールがカバー部材22に集中的に析出するようにしてある。
発明者らは、水槽12に水道水を供給しながら、加湿装置1を5日間連続で加湿運転した後で、フィルタ部材21及びカバー部材22夫々について、スケールの付着の有無を目視によって確認する実験を行なった。このとき、30リットルの水道水が消費された。また、発明者らは、加湿フィルタ2がカバー部材22を備えていないことを除けば加湿装置1と同様の構成を有する加湿装置について、対照実験を行なった。
この結果、対照実験の加湿装置に関しては、フィルタ部材21にてスケールが析出することがわかった。
この理由は、加湿装置1において、カバー部材22ではスケールの析出が促進され、フィルタ部材21ではスケールの析出が抑制されるからである、と考えられる。そして、カバー部材22ではスケールの析出が促進され、フィルタ部材21ではスケールの析出が抑制される理由は、次の4つであると考えられる。
また、カバー部材22は、フィルタ部材21の風上面の径方向中央部を覆い、周縁部は覆っていないため、カバー部材22がフィルタ部材21の風上面を全面的に覆っている場合よりも、加湿フィルタ2の圧力損失が低減される。
本実施の形態の加湿装置1は、実施の形態1の加湿フィルタ2に替えて、加湿フィルタ5を備えている。加湿フィルタ2は回転型であるが、加湿フィルタ5は据え置き型である。故に、加湿装置1は、支持ローラ123,123及び回転駆動機構16を備えていない。また、加湿フィルタ2は円盤状をなすが、加湿フィルタ5は矩形盤状をなす。
以下では、実施の形態1,2の差異について説明し、その他、実施の形態1に対応する部分には同一符号を付してそれらの説明を省略する。
図6に示す加湿フィルタ5は、フィルタ部材51及びカバー部材52と、図示しない保持枠と、保持枠カバー54とを有し、保持枠及び保持枠カバー54によって保持容器50が構成される。保持容器50、フィルタ部材51、カバー部材52、保持枠、及び保持枠カバー54は、実施の形態1の保持容器20、フィルタ部材21、カバー部材22、保持枠23、及び保持枠カバー24に対応する。ただし、保持容器50には、実施の形態1の防水部243,243に相当する部分が設けられていない。
保持枠は、その底部に貫通孔が形成された有底四角筒状をなしている。保持枠に形成されている貫通孔及び補強部の位置、形状、及び寸法等は、保持枠カバー54に形成されている貫通孔541及び補強部542の位置、形状、及び寸法等に対応している。以下では、保持枠に形成されている貫通孔も、貫通孔541という。
カバー部材52は、厚さが約1mmの矩形シート状をなしている。
カバー部材52は、フィルタ部材51の一面(更に詳細には風上面)に着脱可能に積層される。
ただし、カバー部材52とフィルタ部材51とを積層する際には、フィルタ部材51に吸収されている水を、フィルタ部材51に積層されているカバー部材52が容易に吸収することができるよう、両者が密着配置される。具体的には、カバー部材52は、フィルタ部材51と保持枠カバー24の補強部242とに挟持されている。
カバー部材52は、フィルタ部材51の風上面を、上部から上下方向中央部に亘って覆うが、フィルタ部材51の風上面の下部は覆わない。
フィルタ部材51の下部から吸収された水は、毛細管現象によって、フィルタ部材51の全体に拡散する。水の拡散によって、フィルタ部材51の上下方向中央部及び上部が吸水すると、カバー部材52は、フィルタ部材51に密着している部分を介して、フィルタ部材51から吸水する。
図7は、本発明の実施の形態3に係るフィルタとしての加湿フィルタ5の概略構成を示す斜視図である。
本実施の形態の加湿フィルタ5は、実施の形態2の加湿フィルタ5と略同様の構成である。ただし、本実施の形態の加湿フィルタ5は、実施の形態2のカバー部材52及び保持枠に替えて、カバー部材55及び保持枠530を備えている。
以下では、実施の形態2,3の差異について説明し、その他、実施の形態2に対応する部分には同一符号を付してそれらの説明を省略する。
カバー部材52の風上面積層部551は、フィルタ部材51の風上面に着脱可能に積層され、上端面被覆部552は、フィルタ部材51の上端面を着脱可能に覆う。
このような構成においては、スケールがカバー部材52の風上面積層部551及び上端面被覆部552に集中的に析出する。このため、実施の形態3の加湿装置1も、実施の形態1,2の加湿装置1と同様の作用効果を奏する。
なお、本発明の実施の形態におけるフィルタは、加湿装置に備えられる構成に限定されるものではない。例えば、本発明の実施の形態におけるフィルタは、特許文献3に記載されているような空気調和機に備えられていてもよい。
カバー部材は、フィルタ部材以上の厚さを有していてもよい。とはいえ、ランニングコスト及び乾き易さ等の観点からすれば、スケールが付着すると交換されるカバー部材は、実施の形態1〜3のように、フィルタ部材よりも薄い方が望ましい。
カバー部材52の上端面被覆部552のように、カバー部材の内、通風方向に沿って配される部分、又は、通風方向に沿って配されるカバー部材は、通風方向に交差して配されるフィルタ部材のような通気性を有していなくてもよい。
また、本発明の効果がある限りにおいて、加湿装置1又は加湿フィルタ2,5に、実施の形態1〜3に開示されていない構成要素が含まれていてもよい。
12 水槽(給水部)
13 送風機
2,5 加湿フィルタ(フィルタ)
21,51 フィルタ部材
22,52,55 カバー部材
3 通風路
31 吸込口
32 吹出口
Claims (12)
- 吸水性及び通気性を有するフィルタ部材を備えるフィルタにおいて、
吸水性を有し、前記フィルタ部材から吸水可能、且つ着脱可能に、前記フィルタ部材の少なくとも一部を覆うカバー部材を備え、
該カバー部材は、前記フィルタ部材よりも吸水性が高く、
前記カバー部材を構成するフィルタ生地は、該フィルタ生地の吸水性を高めるために、親水性を有する物質でコーティングされていることを特徴とするフィルタ。 - 前記カバー部材は、前記フィルタ部材よりも透水性が高いことを特徴とする請求項1に記載のフィルタ。
- 前記カバー部材は、前記フィルタ部材よりも速乾性を有することを特徴とする請求項1又は2に記載のフィルタ。
- 前記カバー部材は、網状体、立体編物、又はコルゲート構造体を用いてなることを特徴とする請求項1から3の何れかひとつに記載のフィルタ。
- 前記カバー部材は、綿又はレーヨンを用いてなることを特徴とする請求項1から4の何れかひとつに記載のフィルタ。
- 前記カバー部材は通気性を有し、前記フィルタ部材に積層してあり、
前記カバー部材の積層方向の厚さは、前記フィルタ部材の積層方向の厚さよりも小さいことを特徴とする請求項1から5の何れかひとつに記載のフィルタ。 - 前記カバー部材の積層方向の投影面積は、前記フィルタ部材の積層方向の投影面積よりも小さいことを特徴とする請求項6に記載のフィルタ。
- 前記フィルタ部材及びカバー部材は夫々円盤状をなし、
前記カバー部材の半径は、前記フィルタ部材の半径よりも小さいことを特徴とする請求項7に記載のフィルタ。 - 請求項1から8の何れかひとつに記載のフィルタと、
該フィルタに給水するための給水部と
を備えることを特徴とする加湿装置。 - 前記フィルタは、請求項6から8の何れかひとつに記載のフィルタであり、
送風機と、
該送風機が送風することによって、外部から空気を吸い込むための吸込口、及び、吸い込んだ空気を、前記フィルタを通過させてから外部へ吹き出すための吹出口が設けられている通風路と
を更に備え、
前記フィルタは、前記カバー部材が前記フィルタ部材よりも前記通風路を通流する空気の通風方向の上流側に位置するように配されていることを特徴とする請求項9に記載の加湿装置。 - 前記給水部は、前記フィルタ部材の少なくとも一部へ直接的に給水するようにしてあることを特徴とする請求項9又は10に記載の加湿装置。
- 前記給水部は水槽を用いてなり、
前記フィルタ部材は、前記一部が前記水槽にて浸水可能にしてあり、
前記カバー部材は、前記水槽にて浸水不可能にしてあることを特徴とする請求項11に記載の加湿装置。
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