JP4965164B2

JP4965164B2 - 照明兼用換気ダクト、及びこれを用いた照明兼用換気システム及びその制御方法

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Publication number: JP4965164B2
Application number: JP2006140502A
Authority: JP
Inventors: ジュヨンリ−; キュンファンキム; ホジュンキム; クワンホユム; ホソンチョイ
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 2005-05-20
Filing date: 2006-05-19
Publication date: 2012-07-04
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Description

本発明は、室内空間の照明及び換気を同時に行える照明兼用換気ダクト、これを用いた照明兼用換気システム及びその制御方法に関するものである。

一般的な住宅、大型ビルディング及び工場建物には、室内空間を換気するための各種の換気装置と、室内空間に一定の照度を提供するための各種の照明装置と、が設置される。

換気装置は、空気の移動通路を形成するダクトと、該ダクトに室内／室外空気を吸入／吐出するためのファン装置と、を含んで構成される。さらに、換気装置には、室内空気に含まれた熱エネルギーの一部を回収するための全熱交換機が設置される。

一方、照明装置は、各種の電線にランプが電気的に連結されることで、室内空間を人工的に照明するものである。また、最近は、光パイプを用いることで、室内または／及び室外空間を一定の照度で照明する。前記光パイプは、ランプから発生した光を全反射するため、光の伝播時に光の損失が少なく、熱が発生しないため、火災の危険がほとんどない点で有利である。

しかしながら、従来の照明装置及び換気装置には、次のような問題点があった。

第一に、従来は、室内空間に照明装置のための空間と換気装置のための空間とを別途に備えたため、各種の装置を設置するための室内空間が拡大されるとともに、各種の電線が複雑に配線されるという問題点があった。特に、光パイプが適用された照明装置の場合、光パイプとダクトとを天井に独立的に配置すべきであり、設置空間が増加し、設置作業及び設計が著しく困難になるという問題点があった。

第二に、照明及び換気のためには、最も適当な位置に光パイプ及びダクトを配置すべきであるが、これらの位置が重複する場合は、照明や換気効率のうちいずれか一つが減少するという問題点があった。

第三に、従来の光パイプは、別途のランプを用いて室内空間を照明するので、室内空間を照明するためには、常にランプを稼動すべきであった。したがって、外部の天気とは関係なしに常にランプを稼動することで、消費電力が相対的に増加するという問題点があった。

本発明は上記の問題点を解決するためのもので、その目的は、照明及び換気を同時に行うことで、設置空間を減少し、設置作業を容易にし、配置設計を相対的に単純にできる照明兼用換気システム及びその制御方法を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、照明及び換気の効率を増大できる照明兼用換気システム及びその制御方法を提供することにある。

また、本発明のさらに他の目的は、消費電力を減少できる照明兼用換気システム及びその制御方法を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明は、空気を送風するための換気装置と;光を提供する光提供装置と;前記換気装置によって送風された空気を案内しながら室内空間を換気し、前記光を全反射しながら前記室内空間を照明する照明兼用換気ダクトと;前記照明兼用換気ダクトに配置される掃除装置と；を含んで構成される照明兼用換気システムを提供する。

本発明の他の実施形態によると、本発明は、空気を送風する換気装置と;光を提供する光提供装置と;前記換気装置に連結され、前記換気装置によって送風された空気を案内する流路部と、前記流路部と独立的に区画されるとともに、前記光提供装置に連結され、前記光を全反射しながら室内空間を照明する光通路部と、を有する照明兼用換気ダクトと；を含む照明兼用換気システムを提供する。

本発明のさらに他の実施形態によると、太陽光集光部または人工光発生部を稼動する段階と;提供された光の照度を測定する段階と;照明兼用換気ダクト内に全反射される光の照度を測定する段階と;前記提供された光の照度と全反射された光の照度との偏差を判断する段階と;前記照度の偏差が所定値以上であると判断されると、掃除装置を稼動して照明兼用換気ダクトを掃除する段階と；を含んで構成される照明兼用換気システムの制御方法を提供する。

本発明のさらに他の実施形態によると、換気装置の稼動時間を積算する段階と;前記積算時間が制御部に既に設定された設定時間に到達されたかどうかを判断する段階と;前記積算時間が前記設定時間に到達されると、掃除装置を稼動して照明兼用ダクトを掃除する段階と；を含んで構成される照明兼用換気システムの制御方法を提供する。

本発明のさらに他の実施形態によると、空気の流動通路を形成する空気流路部と;前記空気流路部と独立的に区画され、光が全反射しながら進行されて外部に照射される光通路部と；を含んで構成される照明兼用換気ダクトを提供する。

本発明によると、照明兼用換気ダクトを適用するので、同じダクトで室内空間の照明及び換気を同時に行うことで、設置空間及び設置費用が減少し、配置設計が簡便になる効果がある。

また、本発明によると、自然の太陽光を用いて室内空間を照明するので、室内空間を照明するための消費電力を著しく減少できるという効果がある。

また、本発明によると、照明兼用換気ダクトの設置自由度も著しく増加するので、光の損失及び空気の流動抵抗を著しく減少できるという効果がある。

また、本発明によると、フィルタを設置して前記照明兼用換気ダクト内に異質物の付着を遮断することで、照明効率の減少を防止できるという効果がある。

また、本発明によると、掃除装置によって照明兼用ダクトを掃除することで、照明兼用ダクトの照度をほぼ元の状態に回復できるという効果がある。

以下、本発明の好適な実施の形態について、添付の図面に基づいて詳細に説明する。

本発明に係る照明兼用換気システムの第１実施形態を、図１及び図２に基づいて説明する。図１及び図２では、空気が給気される配管を実線で示し、空気が排気される配管を点線で示した。また、理解を助けるために、空気の流動方向を矢印で示した。

前記照明兼用換気システムは、室外空気を送風するための換気装置１１０と、光を提供する光提供装置１２０と、室外空気が案内されて室内空間を換気し、光が全反射しながら進行されて室内空間を照明する照明兼用給気ダクト１３０と、該照明兼用給気ダクト１３０に配置される給気ダクト掃除装置１４０と、を含んで構成される。

前記換気装置１１０には、室内／室外空気を吸入するためのファン装置１１１と、室内／室外空気を熱交換して熱エネルギーを回収するための全熱交換機（図示せず）と、が設置される。このとき、ファン装置１１１は、室外空気を室内空間に提供する給気ファンと、室内空気を室外に排出する排気ファンと、を含む。もちろん、ファン装置１１１には、給気及び排気を同時に行える一つのファンも適用されうる。また、前記換気装置１１０には、照明兼用給気ダクト１３０が連結され、該照明兼用給気ダクト１３０には、給気用ディフューザ１３６が連結される。また、換気装置１１０には、室内空気を外部に排出する排気ダクト１５０がさらに連結される。このとき、排気ダクトには、排気用ディフューザ１５６が連結される。前記換気装置１１０には、室外空気をろ過して照明兼用給気ダクト１３０に供給するためのフィルタ１１２がさらに設置される。これは、室外空気に含まれた埃などの汚染物が前記照明兼用給気ダクト１３０の光全反射フィルム１３０ｂに付着され、光の全反射効率が低下することを防止し、室内空間に埃などの汚染物が流入されることを防止するためである。また、前記換気装置１１０には、室外空気を脱臭するための脱臭フィルタ１１３がさらに設置される。

前記照明兼用給気ダクト１３０は、図１に示すように、直線状に配置されるか、または、図２に示すように、折曲状に配置される。このとき、照明兼用給気ダクトが折曲状である場合、折曲部には光を反射するための反射鏡１８３がさらに設置される。図２は、反射鏡１８３を除けば、図１の構成要素と同一であるので、これらと同じ構成要素には同じ図面符号を与えた。

前記照明兼用給気ダクト１３０は、少なくとも２個以上の光パイプがコネクター１３７によって結合されてなる。このとき、コネクター１３７には、連結配管によって給気用ディフューザ１３６が連結されることが好ましい。

前記照明兼用給気ダクト１３０は、図１に示すように、アクリルチューブ１３０ａの内側面に光全反射フィルム１３０ｂが配置されてなる。

一方、前記光提供装置１２０は、照明兼用給気ダクト１３０に配置されて太陽光を提供する太陽光集光部１２１と、前記照明兼用給気ダクト１３０に配置されて人工光を提供する人工光発生部１２２と、を含んで構成される。

このとき、太陽光集光部１２１は、太陽の高度によって回転しながら照明兼用給気ダクト１３０に太陽光を集光することが好ましい。この太陽光集光部１２１は、図３に示すように、太陽光を照明兼用給気ダクト１３０内に集光するための集光板１２１ａと、該集光板１２１ａを回転するためのモータ１２１ｂと、を含んで構成される。また、太陽光集光部１２１は、太陽が昇る側及び沈む側の両側またはいずれか一側のみに配置される。もちろん、太陽光集光部１２１は、多数個が配置されうる。

また、人工光発生部１２２は、超高周波放電によって人工光を発生するランプを適用する。超高周波放電ランプは、寿命が長く、寿命期間の間の光束維持率がほぼ一定であり、光変換効率の変化が少ないという利点がある。この超高周波放電ランプには、メタルハライドランプ、硫黄ランプ（ｓｕｌｆｕｒｌａｍｐ）、光学キャビティランプ（ｏｐｔｉｃａｌｃａｖｉｔｙｌａｍｐ）などが適用される。

前記照明兼用給気ダクト１３０は、換気装置１１０に連結され、光及び室外空気を案内する第１給気ダクト部１３１と、該第１給気ダクト部１３１に連結されるとともに、室内空間に配置され、光及び室外空気を案内して室内空間に提供する第２給気ダクト部１３２と、を含んで構成される。

前記第１給気ダクト部１３１には、太陽光集光部１２１及び人工光発生部１２２が配置される。

このとき、第１給気ダクト部１３１は、室外に配置されるか、または、建物の壁面に埋め込まれる。

前記第１給気ダクト部１３１が室外に配置される場合、前記第１給気ダクト部１３１の光は、外部に漏れないようにする。例えば、前記第１給気ダクト部１３１が光透過可能な材質であるアクリル樹脂によって製作される場合、前記第１給気ダクト部１３１の外部に別途の光遮蔽ダクト（図示せず）を配置する。また、前記第１給気ダクト部１３１自体を光透過不可能な材質によって製作することもでき、このような第１給気ダクト部１３１には、別途の光遮蔽ダクトを設置する必要がない。上記の構造によって、光が夜間に外部に漏れることで、生態系に影響を及ぼすことを防止できる。

前記第１及び第２給気ダクト部１３１，１３２の内側面には、空気移動通路を取り囲むように光全反射フィルム１３０ｂが配置される。このとき、第１及び第２給気ダクト部１３１，１３２は、光透過可能なアクリルチューブ１３０ａの内側面に光全反射フィルム１３０ｂが配置されてなる。したがって、第１及び第２給気ダクト部１３１，１３２の内部空間は、空気移動通路及び光の進行経路として作用する。

また、前記第１給気ダクト部１３１には、前記第２給気ダクト部１３２に対応するように回転鏡１８１が設置され、前記第１及び第２給気ダクト部１３１，１３２には、光の入射角を調節するための入射角調節レンズ１８２がそれぞれ設置される。

前記第１給気ダクト部１３１には、提供された太陽光や人工光の照度を測定するための第１照度センサ１８５が配置される。該第１照度センサ１８５は、太陽光の照度を測定し、前記太陽光集光部１２１及び人工光発生部１２２のうちいずれを制御するかを判断する。

また、照明兼用給気ダクト１３０の内部または外部には、照明兼用給気ダクト１３０で全反射される光の照度を測定する第２照度センサ１８６がさらに設置される。したがって、照明兼用給気ダクト１３０の光全反射フィルムに汚染物質が一定の水準に付着されると、前記光全反射フィルムの全反射効率が一定の水準に低下する。このように光の全反射効率が低下すると、前記照明兼用給気ダクト１３０の内部のみならず、室内空間に照射される光の照度も低下するようになる。このとき、第２照度センサ１８６は、測定された照度に関する情報を制御部に伝達し、前記給気ダクト掃除装置１４０を稼動するかどうかを判断する。

一方、前記給気ダクト掃除装置１４０は、照明兼用給気ダクト１３０の端部に配置されることが好ましい。もちろん、前記給気ダクト掃除装置は、照明兼用給気ダクトの多様な部分に配置されうる。

この給気ダクト掃除装置１４０は、前記照明兼用給気ダクト１３０の汚染物質を空気と一緒に外部に排出するファン装置１４１と、前記照明兼用給気ダクト１３０の端部を開閉する掃除用ダンパー１４２と、を含んで構成される。

前記掃除用ダンパー１４２は、ヒンジ軸によって回転される構造のみならず、多様な形態が適用されうる。

上記のように構成された本発明に係る第１実施形態の作用を、図３乃至図５に基づいて説明する。

前記照明兼用換気システムは、太陽光の照度によって自然照明モードで運転されるか、または、人工照明モードで稼動される。また、前記照明モードは、換気モードと同時に、または、個別的に行える。図３及び図４には、照明モード及び換気モードが同時に行われることを示した。

まず、前記照明兼用換気システムの照明モードを説明する。

前記照明兼用換気システムは、第１照度センサ１８５から伝達された太陽光照度に関する情報によって、太陽光集光部１２１または人工光発生部１２２を選択的に稼動する。もちろん、使用者の操作によって、前記太陽光集光部１２１及び人工光発生部１２２を選択的に稼動することもできる。

太陽光集光部１２１が稼働すると、前記太陽光集光部１２１は、図３に示すように、太陽の高度によって第１給気ダクト部１３１内に太陽光が最も多く集光される角度で回転される。また、人工光発生部１２２が稼働すると、前記人工光発生部１２２では、図４に示すように、超高周波人工光が放出される。これによって、太陽光または人工光は、第１給気ダクト部１３１に入射され、光全反射フィルム１３０ｂによって全反射しながら進行する。

前記第１給気ダクト部１３１の回転鏡１８１は、前記全反射された光を第２給気ダクト部１３２に反射する。このとき、回転鏡１８１は、前記全反射された光に関連した自然照明モードまたは人工照明モードに対応する位置に回転された状態にある。このように反射された光は、第２給気ダクト部１３２の入射角調節レンズ１８２を通して入射され、第２給気ダクト部１３２の光全反射フィルム１３０ｂによって全反射しながら進行する。この光は、第２給気ダクト部１３２を透過して室内空間を一定の照度（ｌｕｘ）で照明する。

以下、前記照明兼用換気システムの換気モードを説明する。

前記換気装置１１０が稼働すると、室外空気は、フィルタ１１２，１１３を通過しながらろ過された後、第１給気ダクト部１３１に流入される。このようにろ過された室外空気は、第１給気ダクト部１３１及び第２給気ダクト部１３２を順次流動しながら、前記給気用ディフューザ１３６を通して室内空間に吐出される。このような室外空気によって、室内空間の換気が行われる。また、室内空気は、排気ダクト１５０を通して外部に排出される。

上述した換気モードが長期間の間進行されると、前記照明兼用給気ダクト１３０の光全反射フィルムには、フィルタ１１２，１１３でろ過されてない微細な埃などの汚染物質が付着され、光の全反射効率が著しく減少する。このとき、第１及び第２照度センサ１８５，１８６では、光の照度を測定して制御部に伝達し、前記制御部では、第１及び第２照度センサ１８５，１８６で測定された照度差と既に設定された範囲を比較し、照明兼用給気ダクト１３０の汚染程度を判断する。これによって、制御部は、掃除モードの開始可否を判断するようになる。

掃除モードが開始されると、前記制御部は、掃除装置のファン装置１４１を稼動し、図５に示すように、掃除用ダンパー１４２を開放する。前記ファン装置１４１は、照明兼用給気ダクト１３０内に空気を強く流動させながら、光全反射フィルム１３０ｂに付着された汚染物質をはたき落とす。このとき、ファン装置は、照明兼用給気ダクト１３０内に乱流を形成することで、汚染物質を一層良好に落とす。このように落とされた汚染物質を吸入し、外部に排出する。上記の作用によって照明兼用給気ダクト１３０を掃除し、前記光全反射フィルムの全反射効率をほぼ元の状態に回復する。

以下、本発明に係る照明兼用換気システムの第２実施形態を、図６及び図７に基づいて説明する。図６及び図７には、空気が給気される配管を実線で示し、空気が排気される配管を点線で示した。また、理解を助けるために、空気の流動方向を矢印で示した。

前記照明兼用換気システムは、室外空気を送風するための換気装置２１０と、光を提供する光提供装置２２０と、室内空気が案内されて外部に吐出されるとともに、光が全反射しながら進行されることで室内空間を照明する照明兼用排気ダクト２５０と、該照明兼用排気ダクト２５０に配置される排気ダクト掃除装置２６０と、を含んで構成される。

前記換気装置２１０は、照明兼用換気システムの第１実施形態で説明したものと実質的に同一であるので、これに対する説明は省略する。図６及び図７の図面符号２１１は、ファン装置を、２１２及び２１３は、フィルタをそれぞれ示している。

また、前記換気装置２１０には、照明兼用排気ダクト２５０が連結され、前記照明兼用排気ダクト２５０には、排気用ディフューザ２５６が連結される。また、換気装置２１０には、室外空気を室内空間に供給する給気ダクト２３０がさらに連結される。このとき、給気ダクト２３０には、給気用ディフューザ２３６が連結される。

前記照明兼用排気ダクト２５０には、室内空気をろ過した後、照明兼用排気ダクトに供給するためのフィルタ（図示せず）がさらに設置される。これは、室内空気に含まれた埃などの汚染物質が前記照明兼用排気ダクト２５０の光全反射フィルム２５０ｂに付着され、光の全反射効率を低下することを防止するためである。また、換気装置２１０には、室外空気をろ過して脱臭した後、給気ダクト２３０に供給するためのフィルタ２１２，２１３がさらに設置される。

前記照明兼用排気ダクト２５０は、図６に示すように、直線状に配置されるか、または、図７に示すように、折曲状に配置される。このとき、照明兼用排気ダクト２５０が折曲状である場合、折曲部には光を反射するための反射鏡２８３がさらに設置される。図７は、反射鏡２８３を除けば、図６と同一構成を有する。

前記照明兼用排気ダクト２５０は、少なくとも２個以上の光パイプがコネクター２３７によって結合されてなる。このとき、コネクター２３７及び排気用ディフューザ２５６は、連結配管によって連結されることが好ましい。

前記光提供装置２２０は、照明兼用排気ダクト２５０に配置されて太陽光を提供する太陽光集光部２２１と、前記照明兼用排気ダクト２５０に配置されて人工光を提供する人工光発生部２２２と、を含んで構成される。

このとき、太陽光集光部２２１は、太陽の高度によって回転しながら照明兼用排気ダクト２５０に太陽光を集光することが好ましい。この太陽光集光部２２１は、図８に示すように、太陽光を照明兼用排気ダクト２５０内に集光する集光板２２１ａと、該集光板２２１ａを回転するためのモータ２２１ｂと、を含んで構成される。この太陽光集光部２２１は、太陽が昇る側及び沈む側の両側またはいずれか一側のみに配置される。もちろん、前記太陽光集光部は、多数個が配置されうる。

また、人工光発生部２２２は、超高周波放電によって人工光を発生するランプを適用する。この人工光発生部は、第１実施形態で説明したものと実質的に同一であるので、それに対する説明を省略する。

前記照明兼用排気ダクト２５０は、換気装置２１０に連結され、光を案内するとともに、室内空気を外部に排出する第１排気ダクト部２５１と、該第１排気ダクト部２５１に連結されるとともに、室内空間に配置されて光を室内空間に提供し、室内空気を第１排気ダクト部に排気する第２排気ダクト部２５２と、を含んで構成される。

このとき、第１排気ダクト部２５１は、室外に配置されるか、または、建物の壁面に埋め込まれる。

前記第１排気ダクト部２５１が室外に配置される場合、前記第１排気ダクト部２５１の光は、外部に漏れないようにする。例えば、前記第１排気ダクト部２５０が光透過可能な材質であるアクリル樹脂によって製作される場合、前記第１排気ダクト部２５０の外部に別途の光遮蔽ダクトを配置する。また、前記第１排気ダクト部２５０自体を光透過不可能な材質によって製作することもでき、このような第１排気ダクト部２５１には、別途の光遮蔽ダクトを設置する必要がない。

前記第１及び第２排気ダクト部２５１，２５２の内側面には、空気移動通路を取り囲むように光全反射フィルム２５０ｂが配置される。このとき、第１及び第２排気ダクト部２５１，２５２は、光透過可能なアクリルチューブ２５０ａの内側面に光全反射フィルム２５０ａが配置されてなる。したがって、第１及び第２排気ダクト部２５１，２５２の内部空間は、空気移動通路及び光の進行経路として作用する。

また、前記第１排気ダクト部２５１には、前記第２排気ダクト部２５２に対応するように回転鏡２８１が設置され、前記第１及び第２排気ダクト部２５１，２５２には、光の入射角を調節するための入射角調節レンズ２８２が設置される。

前記第１排気ダクト部２５１には、提供された太陽光や人工光の照度を測定するための第１照度センサ２８５が配置される。第１照度センサ２８５は、太陽光の照度を測定し、前記太陽光集光部２２１及び人工光発生部２２２のうちいずれを制御するかを判断する。

また、照明兼用排気ダクト２５０の内部または外部には、照明兼用排気ダクト２５０で全反射される光の照度を測定する第２照度センサ２８６がさらに設置される。したがって、照明兼用排気ダクト２５０の光全反射フィルムに汚染物質が一定の水準で付着されると、前記光全反射フィルムの全反射効率が一定の水準に低下する。このように光の全反射効率が低下すると、前記照明兼用排気ダクト２５０の内部のみならず、室内空間に照射される光の照度も低下する。このとき、第２照度センサ２８６は、測定された照度に関する情報を制御部に伝達し、前記排気ダクト掃除装置２６０を稼動するかどうかを判断する。

前記排気ダクト掃除装置２６０は、照明兼用排気ダクト２５０の端部に配置されることが好ましい。例えば、第２排気ダクト部２５１の両端部のうち前記第１排気ダクト部２５１の反対側に配置される。

この排気ダクト掃除装置２６０は、前記照明兼用排気ダクト２５０の汚染物質を空気と一緒に外部に排出するファン装置２６１と、前記照明兼用排気ダクト２５０の端部を開閉する掃除用ダンパー２６２と、を含んで構成される。

前記掃除用ダンパー２６２には、ヒンジ軸によって回転される構造のみならず、多様な形態が適用されうる。

上記のように構成された本発明に係る第２実施形態の作用を、図８及び図９に基づいて説明する。図８及び図９には、照明モード及び換気モードが同時に行われることを示した。また、空気の流動を実線で示し、光の進行を点線で示した。

前記照明兼用換気システムは、太陽光の照度によって自然照明モードで運転されるか、または、人工照明モードで稼動される。また、前記照明モードは、換気モードと同時にまたは独立的に行える。

前記照明兼用換気システムは、第１照度センサ２８５から伝達された太陽光照度に関する情報によって、太陽光集光部２２１または人工光発生部２２２を選択的に稼動する。もちろん、使用者の操作によって選択的に稼動することもできる。

太陽光集光部２２１が稼働すると、前記太陽光集光部２２１は、図８に示すように、太陽の高度によって第１排気ダクト部２５１内に太陽光が最も多く集光される角度で回転される。また、人工光発生部２２２が稼働すると、前記人工光発生部２２２では、図９に示すように、超高周波人工光が放出される。

これによって、太陽光または人工光は、図８及び図９に示すように、第１排気ダクト部２５１に入射され、光全反射フィルム２５０ｂによって全反射しながら進行する。

また、前記第１排気ダクト部２５１の回転鏡２８１は、前記全反射された光を第２排気ダクト部２５２に反射する。このとき、回転鏡２８１は、前記全反射された光に関連した自然照明モードまたは人工照明モードに対応する位置に回転された状態にある。このように反射された光は、第２排気ダクト部２５２の入射角調節レンズ２８２を通して入射され、第２排気ダクト部２５２の光全反射フィルム２５０ｂによって全反射しながら進行する。この光は、第２排気ダクト部２５２を透過して室内空間を一定の照度（ｌｕｘ）で照明する。

前記換気装置２１０が稼働すると、室内空気は、フィルタ（図示せず）を通過しながらろ過された後、第２排気ダクト部２５２に流入される。このようにろ過された室内空気は、第２排気ダクト部２５２及び第１排気ダクト部２５１を順次流動しながら室外に吐出される。

また、室外空気は、フィルタ２１２，２１３を通過しながらろ過され、前記給気ダクト２３０に沿って流動し、前記給気用ディフューザ２３６を通して室内空間に吐出される。

上述した換気モードが長時間の間進行されると、前記照明兼用排気ダクト２５０の光全反射フィルム２５０ｂには、フィルタ２１２，２１３でろ過されてない微細な埃などの汚染物質が付着され、光の全反射効率が著しく減少する。このとき、第１及び第２照度センサ２８５，２８６では、光の照度を測定して制御部に伝達し、前記制御部では、第１及び第２照度センサで測定された照度差を演算し、照明兼用排気ダクト２５０の汚染程度を判断する。

掃除モードが開始されると、前記制御部は、ファン装置を稼動し、掃除用ダンパー２６２を開放する（図５を参照）。前記ファン装置は、照明兼用排気ダクト２５０内に空気を強く流動させながら、光全反射フィルムに付着された汚染物質をはたき落とす。このとき、ファン装置は、照明兼用排気ダクト２５０内に乱流を形成し、汚染物質を一層良好に落とす。このように落とされた汚染物質を吸入し、外部に排出する。上記の作用によって照明兼用排気ダクト２５０を掃除し、前記光全反射フィルムの全反射効率を元の状態に回復する。

以下、本発明に係る照明兼用換気システムの第３実施形態を、図１０に基づいて説明する。

前記照明兼用換気システムは、室外空気を送風するための換気装置３１０と、光を提供する光提供装置３２０と、室内空気が案内されて室内空間に吐出されるとともに、光が全反射しながら進行されることで室内空間を照明する照明兼用排気ダクト３３０と、室内空気が案内されて室外に吐出されるとともに、光が全反射しながら進行されることで室内空間を照明する照明兼用排気ダクト３５０と、前記照明兼用給気ダクト３３０に配置される給気ダクト掃除装置３４０と、を含んで構成される。

前記換気装置３１０は、照明兼用換気システムの第１実施形態で説明したものと実質的に同一であるので、これに対する説明は省略する。図１０の図面符号３１１は、ファン装置を示したものである。

また、前記換気装置３１０には、照明兼用給気ダクト３３０が連結され、該照明兼用給気ダクト３３０には、給気用ディフューザ３３６が連結される。

また、換気装置３１０には、照明兼用排気ダクト３５０が連結されるが、該照明兼用排気ダクト３５０には、排気ダクト掃除装置３６０がさらに配置される。このとき、照明兼用排気ダクト３５０には、排気用ディフューザ３５６が連結される。

また、換気装置３１０には、室外空気をろ過して給気ダクト２３０に供給するためのフィルタ３１２，３１３がさらに設置される。

また、前記照明兼用排気ダクト３５０には、室内空気をろ過した後、流入するためのフィルタ（図示せず）がさらに設置される。これは、室内空気に含まれた埃などの汚染物質が前記照明兼用排気ダクト３５０の光全反射フィルムに付着されることを防止するためである。また、換気装置３１０には、室外空気を脱臭するための脱臭フィルタ３１３がさらに設置される。

前記照明兼用給気ダクトまたは／及び排気ダクト３３０，３５０は、直線状に配置されるか、または、折曲状に配置される。このとき、照明兼用給気ダクトまたは／及び排気ダクト３３０，３５０が折曲状である場合、折曲部には光を反射するための反射鏡（図示せず）がさらに設置される（図２を参照）。

前記照明兼用給気及び排気ダクト３３０，３５０は、少なくとも２個以上の光パイプがコネクター３３７，３５７によって結合されてなる。このとき、コネクター３３７，３５７には、給気用及び排気用ディフューザ３３６，３５６がそれぞれ連結される。

以下、前記光提供装置の第１実施形態を、図１０に基づいて説明する。

前記光提供装置３２０は、照明兼用給気及び排気ダクト３３０，３５０に配置されて太陽光を提供する太陽光集光部３２１と、前記照明兼用給気及び排気ダクト３３０，３５０に配置されて人工光を提供する人工光発生部３２２と、を含んで構成される。

このとき、太陽光集光部３２１は、太陽の高度によって回転しながら照明兼用給気及び排気ダクト３３０，３５０に太陽光を集光することが好ましい。この太陽光集光部３２１は、太陽光を照明兼用給気及び排気ダクト部３３０，３５０内に集光する集光板３２１ａと、該集光板３２１ａを回転するためのモータ３２１ｂと、を含んで構成される。この太陽光集光部３２１は、太陽が昇る側及び沈む側の両側またはいずれか一側のみに配置される。もちろん、前記太陽光集光部３２１は、多数個が配置されうる。

また、人工光発生部３２２は、超高周波放電によって人工光を発生するランプを適用する。この人工光発生部３２２は、照明兼用換気システムの第１実施形態で説明したものと実質的に同一であるので、それに対する説明を省略する。

以下、前記光提供装置の第２実施形態を、図１１に基づいて説明する。

前記光提供装置３２０は、照明兼用給気ダクト３３０に配置されて太陽光を提供する太陽光集光部３２１と、前記照明兼用排気ダクト３５０に配置されて人工光を提供する人工光発生部３２２と、を含んで構成される。

以下、前記光提供装置の第３実施形態を、図１２に基づいて説明する。

前記光提供装置は、照明兼用給気ダクト３３０に配置されて人工光を提供する人工光発生部３２２と、前記照明兼用排気ダクト３５０に配置されて太陽光を提供する太陽光集光部３２１と、を含んで構成される。

上述したように、太陽光集光部３２１及び人工光発生部３２２は、前記照明兼用給気及び排気ダクト３５０の両側に全て設置されるか、または、選択的に設置される。図１０乃至図１２は、光提供装置の構成を除けば同一である。

一方、前記照明兼用給気ダクト３３０は、換気装置３１０に連結され、光及び室内空気を案内する第１給気ダクト部３３１と、該第１給気ダクト部３３１に連結されるとともに、室内空間に配置され、光及び室外空気を案内して室内空間に提供する第２給気ダクト部３３２と、を含んで構成される。

また、前記照明兼用給気ダクト３５０は、換気装置３１０に連結されるとともに、光を案内し、室内空気を室外に排出する第１排気ダクト部３５１と、該第１排気ダクト部３５１に連結されるとともに、室内空間に配置されて光を室内空間に提供し、室内空気を第１排気ダクト部３５１に排出する第２排気ダクト部３５１と、を含んで構成される。

このとき、第１給気及び排気ダクト部３３１，３５１は、室外に配置されるか、または、建物の壁面に埋め込まれる。

前記第１給気及び排気ダクト部３３１，３５１が室外に配置される場合、前記第１給気及び排気ダクト部３３１，３５１の光は、外部に漏れないようにする。例えば、前記第１給気及び排気ダクト部３３１，３５１が光透過可能な材質であるアクリル樹脂によって製作される場合、前記第１給気及び排気ダクト部３３１，３５１の外部に別途の光遮蔽ダクトを配置する。また、前記第１給気及び排気ダクト部３３１，３５１自体を光透過不可能な材質によって製作することもでき、これら第１給気及び排気ダクト部３３１，３５１には、別途の光遮蔽ダクトを設置する必要がない。

前記第１及び第２給気及び排気ダクト部３３１，３３２，３５１，３５２の内側面には、空気移動通路を取り囲むように光全反射フィルムが配置される。

また、前記第１給気及び排気ダクト部３３１，３５１には、前記第２給気及び排気ダクト部３３２，３５２に対応するように回転鏡３８１がそれぞれ設置され、前記第１及び第２給気及び排気ダクト部３３１，３３２，３５１，３５２には、光の入射角を調節するための入射角調節レンズ３８２がそれぞれ設置される。

前記第１給気または／及び排気ダクト部３３１，３５１には、提供された太陽光や人工光の照度を測定するための第１照度センサ３８５が配置される。この第１照度センサ３８５は、太陽光の照度を測定し、前記太陽光集光部３２１及び人工光発生部３２２のうちいずれを制御するかを判断する。また、前記第１給気／排気ダクト部のうちいずれか一つに第１照度センサ３８５を配置することもできる。

また、照明兼用給気ダクト３３０の内部または外部には、照明兼用給気ダクト３３０で全反射される光の照度を測定する第２照度センサ３８６がさらに設置される。この第２照度センサ３８６は、測定された照度に関する情報を制御部に伝達し、前記排気ダクト掃除装置３４０を稼動するかどうかを判断する。もちろん、前記排気ダクト掃除装置３６０に第２照度センサを設置することもできる。

一方、前記給気ダクト掃除装置３４０は、照明兼用給気ダクト３３０の端部に配置されることが好ましい。例えば、第２給気ダクト部３３２の両端部のうち前記第１給気ダクト部３３１の反対側に配置される。

この給気ダクト掃除装置３４０は、前記照明兼用給気ダクト３３０の汚染物質を空気と一緒に外部に排出するファン装置３４１と、前記照明兼用給気ダクト３３０の端部を開閉する掃除用ダンパー３４２と、を含んで構成される。

また、前記排気ダクト掃除装置３６０は、照明兼用排気ダクト３５０の端部に配置されることが好ましい。例えば、第２排気ダクト部３５０の両端部のうち前記第１排気ダクト部３５０の反対側に配置される。

この排気ダクト掃除装置３６０は、前記照明兼用排気ダクト３５０の汚染物質を空気と一緒に外部に排出するファン装置３６１と、前記照明兼用排気ダクト３５０の端部を開閉する掃除用ダンパー３６２と、を含んで構成される。

上記のように構成された本発明に係る第３実施形態の作用は、第１及び第２実施形態で説明したものと実質的に同一であるので、それに対する説明を省略する。ただ、第３実施形態は、照明兼用給／排気ダクト部３３０，３５０で室内空間を照明できるという点で差があり、光提供装置３２０及び掃除装置３４０，３６０が同時にまたは個別的に稼働されるという点でも差がある。

以下、本発明に係る照明兼用換気システムの第４実施形態を、図１３に基づいて説明する。図１３の実線は空気の流動を示し、点線は光の進行を示したものである。

前記照明兼用換気システムは、室外空気を送風するための換気装置４１０と、光を提供する光提供装置４２１，４２２と、空気通路と光通路とが区画された照明兼用給気ダクト４３０と、を含んで構成される。このとき、照明兼用給気ダクト４３０は、前記換気装置４１０に連結され、室外空気を室内空間に案内する給気流路部４３１と、該給気流路部４３１と独立的に区画されるとともに、前記光提供装置４２１，４２２に連結され、光が全反射しながら室内空間を照明する光通路部４３２と、を含む。

この照明兼用換気システムは、給気流路部４３１及び光通路部４３２が独立的に形成されるので、別途の掃除装置を設置する必要がない。

前記換気装置４１０は、照明兼用換気システムの第１実施形態で説明したものと実質的に同一であるので、それに対する説明は省略する。ただ、換気装置４１０は、光通路部４３２に空気を流動させない。図１３の図面符号４４１はファン装置を、４１１、４１２はフィルタを示したものである。

また、前記換気装置４１０には、照明兼用給気ダクト４３０が連結され、前記照明兼用給気ダクト４３０には、給気用ディフューザ４３６が連結される。また、換気装置４１０には、室内空気を外部に排出する排気ダクト（図示せず）がさらに連結される。このとき、排気ダクトには、排気用ディフューザ（図示せず）が連結される。図１３には、給気用ディフューザ４３６のみを示した。

前記照明兼用給気ダクト４３０は、直線状に配置されるか、または、折曲状に配置される。このとき、照明兼用給気ダクトが折曲状である場合、その折曲部には、光を反射するための反射鏡１８３（図２を参照）がさらに設置される。

このとき、前記光提供装置は、前記光通路部４３２に配置されて太陽光を提供する太陽光集光部４２１と、前記光通路部４３２に配置されて人工光を提供する人工光発生部４２２と、を含んで構成される。

また、前記光提供装置は、人工光発生部４２２のみで構成されうる。

前記太陽光集光部４２１は、太陽の高度によって回転しながら光通路部４３２に太陽光を集光することが好ましい。この太陽光集光部４２１は、太陽光を光通路部４３２内に集光する集光板４２１ａと、該集光板４２１ａを回転するモータ４２１ｂと、を含んで構成される。この太陽光集光部４２１は、太陽が昇る側及び沈む側の両側またはいずれか一側のみに配置される。もちろん、前記太陽光集光部４２１は、多数個が配置されうる。

前記光通路部４３２は、前記光提供装置４２１，４２２に連結され、光が全反射しながら進行されるようにガイドする第１光パイプ４３３と、該第１光パイプ４３３に連結され、光が室内空間に照射されるようにガイドする第２光パイプ４３４と、を含んで構成される。

このとき、前記給気流路部４３１は、第２光パイプ４３４のみに配置されることが好ましい。この場合、前記給気流路部４３１は、前記第２光パイプ４３４と一体に形成され、第２光パイプ４３４に沿って延長されることが好ましい。

また、前記第２光パイプ４３４の一端部には、第１光パイプ４３３が配置され、前記第２光パイプ４３４の他端部には、換気装置４１０が配置される。

前記第１光パイプ４３３は、室外に配置されるか、または、建物の壁面に埋め込まれる。

前記第１光パイプ４３３が室外に配置される場合、前記第１光パイプ４３３の光は、外部に漏れないようにする。例えば、前記第１光パイプ４３３が光透過可能な材質であるアクリル樹脂によって製作される場合、前記第１光パイプ４３３の外部に別途の光遮蔽ダクトを配置する。また、前記第１光パイプ４３３自体を光透過不可能な材質によって製作することもでき、このような第１光パイプ４３３には、別途の光遮蔽ダクトを設置する必要がない。

前記第１光パイプ４３３には、前記第２光パイプ４３４に対応するように回転鏡４８１が設置され、前記第１及び第２光パイプ４３３，４３４には、光の入射角を調節する入射角調節レンズ４８２がそれぞれ設置される。

前記第１光パイプ４３３には、提供された太陽光や人工光の照度を測定するための第１照度センサ４８５が配置されることが好ましい。該第１照度センサ４８５は、太陽光の照度を測定し、前記太陽光発生部４２１及び人工光発生部４２２のうちいずれを制御するかを判断する。

以下、前記照明兼用給気ダクトの第１実施形態を、図１３に基づいて説明する。

前記照明兼用給気ダクト４３０は、長さ方向に沿って配置された遮断壁によって前記給気流路部４３１と光通路部４３２とが区画される。このとき、光通路部４３２は、室内空間に露出されるように配置されることが好ましい。この光通路部４３２の内側面には、光全反射フィルムが配置される。

前記光通路部４３２の断面は、略半円状であるが、これに限定されることはない。

また、前記給気流路部４３１は、フレキシブルな材質によって形成されることが好ましい。

この給気流路部４３１には、給気用ディフューザ４３６が連結される。

以下、前記照明兼用給気ダクトの第２実施形態を、図１４に基づいて説明する。

前記照明兼用給気ダクト４７０は、二重管構造で形成されるとともに、給気流路部４７１の外側に光通路部４７２が配置される。このとき、光通路部４７２は、室内空間に露出されるか、または、天井に半分埋め込まれるように配置される。この光通路部４７２の内側面及び給気流路部４７１の外側面には、光全反射フィルム４７０ａが配置される。

また、前記給気流路部４７１と光通路部４７２との間には、支持部材４７３がさらに配置される。この支持部材４７３は、給気流路部４７１が光通路部４７２から所定間隔だけ離隔されるように支持する。前記支持部材４７３には、給気流路部を支持するものであれば、多様な形態が適用されうる。

以下、上記のように構成された本発明に係る第４実施形態の作用を説明する。このとき、照明兼用給気ダクトの第１実施形態を基準にして説明する。

前記照明兼用換気システムは、太陽光の照度によって自然照明モードで運転されるか、または、人工照明モードで稼動される。また、前記照明モードは、換気モードと同時に、または、独立的に行える。

前記照明兼用換気システムは、第１照度センサ４８５から伝達された太陽光照度に関する情報によって太陽光集光部４２１または人工光発生部４２２を選択的に稼動する。もちろん、使用者の操作によって選択的に稼動することもできる。

太陽光集光部４２１が稼働すると、前記太陽光集光部４２１は、太陽の高度によって第１光パイプ４３３内に太陽光が最も多く集光される角度で回転される。また、人工光発生部４２２が稼働すると、前記人工光発生部４２２では超高周波人工光が放出される。

これによって、太陽光または人工光は、第１光パイプ４３３に入射され、全反射しながら進行する。

また、前記第１光パイプ４３３の回転鏡４８１は、前記全反射された光を第１光パイプ４３３で反射する。このとき、回転鏡４８１は、前記全反射された光に関連した自然照明モードまたは人工照明モードに対応する位置に回転された状態にある。このように反射された光は、第１光パイプ４３３の入射角調節レンズ４８２を通して入射され、第２光パイプ４３４の光全反射フィルムによって全反射しながら進行する。この光は、第２光パイプ４３４を透過して室内空間を一定の照度（ｌｕｘ）で照明する。

前記換気装置４１０が稼働すると、室外空気は、フィルタ４１２，４１３を通過しながらろ過された後、給気流路部４３１に流入される。このようにろ過された室外空気は、給気用ディフューザ４３６を通して室内空間に吐出される。この室外空気によって、室内空間の換気が行われる。また、室内空気は、排気ダクトを通して外部に排出される。このとき、換気装置４１０は、光通路部４３２に空気を流動させない。

以下、本発明に係る照明兼用換気システムの第５実施形態を、図１５に基づいて説明する。図１５の実線は、空気の進行を示し、点線は、光の進行を示したものである。

前記照明兼用換気システムは、室外空気を送風するための換気装置５１０と、光を提供する光提供装置５２１，５２２と、空気通路と光通路とが独立的に形成された照明兼用排気ダクト５５０と、を含んで構成される。このとき、照明兼用排気ダクト５５０は、前記換気装置５１０に連結されて室内空気を室外に案内する排気流路部５５１と、該排気流路部５５１と独立的に区画されるとともに、前記光提供装置５２１，５２２に連結され、光が全反射しながら室内空間を照明する光通路部５５２と、を含んで構成される。

上記の照明兼用換気システムは、排気通路部５５１と光通路部５５２とが独立的に形成されるので、別途の掃除装置を設置する必要がない。

前記換気装置５１０は、照明兼用換気システムの第１実施形態で説明したものと実質的に同一であるので、それに対する説明は省略する。ただ、換気装置５１０は、光通路部５５２に空気を流動させない。ここで、図１５の図面符号５４１は、ファン装置を、５１１、５１２は、フィルタをそれぞれ示している。

また、前記排気通路部５５１には、排気用ディフューザ５５６がそれぞれ連結される。

前記換気装置５１０には、室内空気をろ過して照明兼用排気ダクト５５０に供給するためのフィルタ５１２がさらに設置される。これは、室内外空気に含まれた埃などの汚染物が前記照明兼用排気ダクト５５０の光全反射フィルムに付着され、光の全反射効率が低下することを防止するためである。

前記照明兼用排気ダクト５５０は、直線状に配置されるか、または、折曲状に配置される。このとき、照明兼用排気ダクト５５０が折曲状である場合、その折曲部には、光を反射するための反射鏡１８３（図２を参照）がさらに設置される。

このとき、前記光提供装置５２１，５２２は、前記光通路部５５２に配置されて太陽光を提供する太陽光集光部５２１と、前記光通路部５５２に配置されて人工光を提供する人工光発生部５２２と、を含んで構成される。

また、光提供装置５２１，５２２は、人工光発生部５２２のみで構成されることもある。

前記太陽光集光部５２１は、太陽の高度によって回転しながら光通路部５５２に太陽光を集光することが好ましい。この太陽光集光部５２１は、太陽光を光通路部５５２内に集光する集光板５２１ａと、該集光板５２１ａを回転するためのモータ５２１ｂと、を含んで構成される。この太陽光集光部５２１は、太陽が昇る側及び沈む側の両側またはいずれか一側のみに配置される。もちろん、前記太陽光集光部５２１は、多数個が配置されうる。

前記光通路部５５２は、前記光提供装置５２１，５２２に連結され、光が全反射しながら進行するようにガイドする第１光パイプ５５３と、前記第１光パイプ５５３に連結され、光が室内空間に照射されるようにガイドする第２光パイプ５５４と、を含んで構成される。

このとき、前記排気流路部５５１は、第２光パイプ５５４のみに配置されることが好ましい。この場合、前記排気流路部５５１は、前記第２光パイプ５５４と一体に形成され、第２光パイプ５５４に沿って延長される。

また、前記第２光パイプ５５４の一端部には、第１光パイプ５５３が配置され、前記第２光パイプ５５４の他端部には、換気装置５１０が配置される。

前記第１光パイプ５５３は、室外に配置されるか、建物の壁面に埋め込まれる。

前記第１光パイプ５５３が室外に配置される場合、前記第１光パイプ５５３の光は、外部に漏れないようにする。例えば、前記第１光パイプ５５３が光透過可能な材質であるアクリル樹脂によって製作される場合、前記第１光パイプ５５３の外部に別途の光遮蔽ダクト（図示せず）を配置する。また、前記第１光パイプ５５３自体を光透過不可能な材質によって製作することもでき、この第１光パイプ５５３には、別途の光遮蔽ダクトを設置する必要がない。

前記第１光パイプ５５３には、前記第１光パイプ５５３に対応するように回転鏡５８１が設置され、前記第１及び第２光通路部５５３，５５４には、光の入射角を調節する入射角調節レンズ５８２が設置される。

また、前記第１光パイプ５５３には、提供された太陽光や人工光の照度を測定するための第１照度センサ５８５が配置される。この第１照度センサ５８５は、太陽光の照度を測定し、前記太陽光集光部５２１及び人工光発生部５２２のうちいずれを制御するかを判断する。

前記照明兼用排気ダクト５５０は、図１３に示すように、長さ方向に沿って配置された遮断壁によって前記排気流路部５５１と光通路部５５２とが区画される。このとき、光通路部５５２は、室内空間に露出されるように配置されることが好ましい。この光通路部５５２の内側面には、光全反射フィルムが配置される。

前記光通路部５５２の断面は、略半円状であるが、これに限定されることはない。

また、前記排気流路部５５１は、天井に埋め込まれるように配置されることが好ましい。

このとき、前記排気流路部５５１は、フレキシブルな材質によって形成されることが好ましい。

この排気流路部５５１には、排気用ディフューザ５５６が連結される。

前記照明兼用排気ダクト４７０（図１４を参照）は、二重管構造で形成されるとともに、排気流路部４７１（図１４を参照）の外側に光通路部４７２（図１４を参照）が配置される。このとき、光通路部は、室内空間に露出されるように配置される。この光通路部の内側面及び排気流路部の外側面には、光全反射フィルムが配置される。

また、前記排気流路部と光通路部との間には、支持部材４７３（図１４を参照）が配置される。該支持部材は、排気流路部及び光通路部が所定間隔だけ離隔されるように支持する。

以下、上記のように構成された本発明に係る第５実施形態の作用を説明する。
前記照明兼用換気システムは、太陽光の照度によって自然照明モードで運転されるか、人工照明モードで稼動される。また、前記照明モードは、換気モードと同時に、または、独立的に行える。

前記照明兼用換気システムは、第１照度センサ５８５から伝達された太陽光の照度に関する情報によって、太陽光集光部５２１または人工光発生部５２２を選択的に稼動する。もちろん、使用者の操作によって選択的に稼動することもできる。

太陽光集光部５２１が稼働すると、前記太陽光集光部５２１は、太陽の高度によって第１光パイプ５５３内に太陽光が最も多く集光される角度で回転される。また、人工光発生部５２２が稼働すると、前記人工光発生部５２２では超高周波人工光が放出される。

これによって、太陽光または人工光は、第１光パイプ５５３に入射され、全反射しながら進行する。

また、前記第１光パイプ５５３の回転鏡５８１は、前記全反射された光を第１光パイプ５５３に反射する。このとき、回転鏡５８１は、前記全反射された光に関連した自然照明モードまたは人工照明モードに対応する位置に回転された状態にある。このように反射された光は、第１光パイプ５５３の入射角調節レンズ５８２を通して入射され、第２光パイプ５５４の光全反射フィルムによって全反射しながら進行する。この光は、第２光パイプ５５４を透過して室内空間を一定の照度（ｌｕｘ）で照明する。

前記換気装置５１０が稼働すると、室内空気は、フィルタ（図示せず）を通過しながらろ過された後、排気流路部５５１に流入される。このようにろ過された室内空気は、排気用ディフューザ５５６を通して室外に吐出される。また、室外空気は、給気ダクト５３０を通して室内空間に排出される。

以下、本発明に係る照明兼用換気システムの第６実施形態を、図１６に基づいて説明する。

前記照明兼用換気システムは、室外空気を送風するための換気装置６１０と、光を提供する光提供装置６２０と、空気通路と光通路とが独立的に形成された照明兼用給気及び排気ダクト６３０，６５０と、を含んで構成される。

前記照明兼用給気ダクト６３０は、換気装置６１０に連結されて室外空気を室内空間に案内する給気流路部６３１と、該給気流路部６３１と独立的に区画されるとともに、前記光提供装置６２０に連結され、光が全反射しながら室内空間を照明する給気側光通路部６３２と、を有する。

また、前記照明兼用排気ダクト６５０は、換気装置６１０に連結され、室内空気を室外に案内する排気流路部６５１と、該排気流路部６５１と独立的に区画されるとともに、前記光提供装置６２０に連結され、光が全反射しながら室内空間を照明する排気側光通路部６５２と、を有する。

前記換気装置６１０は、第１実施形態で説明したものと実質的に同一であるので、それに対する説明を省略する。ただ、前記給気側及び排気側光通路部６３２，６５２は、換気装置６１０と連結されない。

前記給気流路部６３１には、給気用ディフューザ６３６が連結され、前記排気流路部６５１には、排気用ディフューザ６５６が連結される。

前記換気装置６１０には、室外空気をろ過して給気流路部６３１に供給するためのフィルタ６１２がさらに設置される。これは、室外空気に含まれた埃などの汚染物が室内空間に流入されることを防止するためである。

また、前記換気装置６１０には、室外空気を脱臭するための脱臭フィルタ６１３がさらに設置される。

前記照明兼用給気及び排気ダクト６３０，６５０は、直線状に配置されるか、または、折曲状に配置される。このとき、照明兼用給気及び排気ダクト６３０，６５０が折曲状である場合、その折曲部には、光を反射するための反射鏡（図示せず）がさらに設置される。

前記照明兼用給気及び排気ダクト６３０，６５０は、少なくとも２個以上の光パイプがコネクター６３７によって結合されてなる。

以下、前記光提供装置の第１実施形態を、図１６に基づいて説明する。

前記光提供装置６２０は、給気側及び排気側光通路部６３２，６５２にそれぞれ配置されて太陽光を提供する太陽光集光部６２１と、前記給気側及び排気側光通路部６３２，６５２に配置されて人工光を提供する人工光発生部６２２と、を含んで構成される。

このとき、太陽光集光部６２１は、太陽の高度によって回転しながら給気側及び排気側光通路部６３２，６５２に太陽光を集光することが好ましい。

前記太陽光集光部６２１は、太陽光を給気側及び排気側光通路部６３２，６５２に集光する集光板６２１ａと、該集光板６２１ａを回転するモータ６２１ｂと、を含んで構成される。この太陽光集光部６２１は、太陽が昇る側及び沈む側の両側またはいずれか一側のみに配置される。もちろん、前記太陽光集光部６２１は、多数個が配置されうる。

また、人工光発生部６２２は、超高周波放電によって人工光を発生するランプを適用する。この人工光発生部６２２は、照明兼用換気システムの第１実施形態で説明したものと実質的に同一であるので、それに対する説明を省略する。

以下、前記光提供装置の第２実施形態を説明する。光提供装置の第２実施形態は、図１１に示したものと類似しているので、図１１に基づいて説明する。

前記光提供装置は、給気側光通路部６３２（図１１を参照）に配置されて太陽光を提供する太陽光集光部３２１（図１１を参照）と、前記排気側光通路部６５２（図１１を参照）に配置されて人工光を提供する人工光発生部３２２（図１１を参照）と、を含んで構成される。

以下、前記光提供装置の第３実施形態を説明する。光提供装置の第３実施形態は、図１２に示したものと類似しているので、図１２に基づいて説明する。

前記光提供装置は、給気側光通路部３３２（図１２を参照）に配置されて人工光を提供する人工光発生部３２２（図１２を参照）と、前記排気側光通路部３５２（図１２を参照）に配置されて太陽光を提供する太陽光集光部３２１（図１２を参照）と、を含んで構成される。

上述したように、太陽光集光部及び人工光発生部は、前記給気側光通路部及び排気側光通路部の両側に設置されるか、または、選択的に設置される。

前記給気側及び排気側光通路部６３２，６５２は、前記光提供装置６２０に連結され、光が全反射しながら進行するようにガイドする第１光パイプ６３３，６５３と、前記第１光パイプ６３３，６５３に連結され、光が室内空間に照射されるようにガイドする第２光パイプ６３４，６５４と、を含んで構成される。

このとき、前記給気及び排気流路部６３１，６５１は、第２光パイプ６３４，６５４のみに配置されることが好ましい。この場合、前記給気及び排気流路部６３１，６５１は、前記第２光パイプ６３４，６５４と一体に形成され、第２光パイプ６３４，６５４に沿って延長される。

また、前記第２光パイプ６３４，６５４の一端部には、第１光パイプ６３３，６５３がそれぞれ配置され、前記第２光パイプ６３４，６５４の他端部には、換気装置６１０がそれぞれ配置される。

前記第１光パイプ６３３，６５３は、室外に配置されるか、建物の壁面に埋め込まれる。前記第１光パイプ６３３，６５３が室外に配置される場合、前記第１光パイプ６３３，６５３の光は、外部に漏れないようにする。例えば、前記第１光パイプ６３３，６５３が光透過可能な材質であるアクリル樹脂によって製作される場合、前記第１光パイプ６３３，６５３の外部に別途の光遮蔽ダクトを配置する。また、前記第１光パイプ６３３，６５３自体を光透過不可能な材質によって製作することもでき、これら第１光パイプ６３３，６５３には、別途の光遮蔽ダクトを設置する必要がない。

前記第１光パイプ６３３，６５３には、前記第１光パイプ６３３，６５３に対応するように回転鏡６８１がそれぞれ設置され、前記第１及び第２光通路部６３３，６３４，６５３，６５４には、光の入射角を調節する入射角調節レンズ６８２がそれぞれ設置される。

また、前記給気側第１光パイプ６３３または／及び排気側第１光パイプ６５３には、提供された太陽光や人工光の照度を測定するための第１照度センサ６８５が配置される。この第１照度センサ６８５は、太陽光の照度を測定し、前記太陽光集光部６２１及び人工光発生部６２２のうちいずれを制御するかを判断する。

前記照明兼用給気及び排気ダクト６３０，６５０は、長さ方向に沿って配置された遮断壁によって前記給気及び排気流路部６３１，６５１と光通路部６３２，６５２とがそれぞれ区画される（図１３を参照）。このとき、光通路部６３２，６５２は、室内空間に露出されるように配置されることが好ましい。これら光通路部６３２，６５２の内側面には、光全反射フィルム６３０ａ，６５０ａが配置される。

前記光通路部６３２，６５２の断面は、略半円状であるが、これに限定されることはない。

また、前記給気及び排気流路部６３１，６５１は、天井に埋め込まれるように配置されることが好ましい。このとき、前記給気及び排気流路部６３１，６５１は、フレキシブルな材質によって形成されることが好ましい。これら給気及び排気流路部６３１、６５１には、排気用ディフューザ６３６，６５６が連結される。

第２光パイプ６３４，６５４にそれぞれ対応する前記照明兼用給気及び排気ダクト４７０（図１４を参照）の部分は、二重管構造で形成されるとともに、給気及び排気流路部４７１（図１４を参照）の外側に光通路部４７２（図１４を参照）がそれぞれ配置される。このとき、光通路部は、室内空間に露出されるように配置される。これら光通路部の内側面及び排気流路部の外側面には、光全反射フィルムが配置される。

また、前記流路部と光通路部との間には、支持部材４７３（図１４を参照）がさらに配置される。この支持部材は、流路部と光通路部とを所定間隔だけ離隔する役割をする。

上記のように構成された本発明に係る第６実施形態の作用を説明する。以下、光提供装置の第１実施形態を基準にして説明する。

前記照明兼用換気システムは、第１照度センサ６８５から伝達された太陽光照度に関する情報によって太陽光集光部６２１または人工光発生部６２２を選択的に稼動する。もちろん、使用者の操作によって選択的に稼動することもできる。

太陽光集光部６２１が稼働すると、前記太陽光集光部６２１は、太陽の高度によって第１光パイプ６３３，６５３内に太陽光が最も多く集光される角度で回転される。また、人工光発生部６２２が稼働すると、前記人工光発生部６２２では超高周波人工光が放出される。

これによって、太陽光または人工光は、第１光パイプ６３３，６５３に入射され、全反射しながら進行する。

また、前記第１光パイプ６３３，６５３の回転鏡６８１は、前記全反射された光を第１光パイプ６３３，６５３に反射する。このとき、回転鏡６８１は、前記全反射された光に関連した自然照明モードまたは人工照明モードに対応する位置に回転された状態にある。このように反射された光は、第１光パイプ６３３，６５３の入射角調節レンズ６８２を通して入射され、第２光パイプ６３４，６５４の光全反射フィルムによって全反射しながら進行する。この光は、第２光パイプ６３４，６５４を透過して室内空間を一定の照度（ｌｕｘ）で照明する。

上記のように、照明兼用給気ダクト及び排気ダクトの光パイプによって室内空間を照明するので、室内空間には、多量の光を提供できる。

前記換気装置６１０が稼働すると、室外空気は、フィルタ６１２，６１３を通過しながらろ過された後、給気流路部６３１に流入される。このようにろ過された室外空気は、給気用ディフューザ６３６を通して室内空間に吐出される。この室外空気によって、室内空間の換気が行われる。また、室内空気は、排気流路部６５１を通して外部に排出される。このとき、換気装置６１０は、光通路部６３２，６５２に空気を流動させない。

以下、上述した照明兼用換気システムの制御方法を説明する。

前記照明兼用換気システムの制御方法は、太陽光集光部または人工光発生部を選択的に稼動し、光を提供する段階と、提供された光の照度を測定する段階と、照明兼用給気または排気ダクト内に全反射される光の照度を測定する段階と、前記提供された光の照度と全反射された光の照度との偏差を計算する段階と、前記計算された照度偏差が所定値以上であると、掃除装置を稼動して照明兼用給気または排気ダクトを掃除する段階と、を含んで構成される。

このとき、前記人工光発生部は、太陽光の照度が所定値以下である場合のみに稼働されることが好ましい。

また、前記照明兼用換気システムの制御方法は、換気装置の稼動時間を積算する段階と、前記積算時間が既に設定された設定時間に到達されたかどうかを判断する段階と、前記積算時間が前記設定時間に到達されると、掃除装置を稼動して照明兼用ダクトを掃除する段階と、を含んで構成される。

本発明に係る照明兼用換気システムの第１実施形態を示した構成図である。図１の照明兼用換気システムの変形例を示した構成図である。図１の照明兼用換気システムの太陽光照明モード及び給気行程を示した構成図である。図１の照明兼用換気システムの人工光照明モード及び給気行程を示した構成図である。図１の照明兼用換気システムの掃除モードを示した構成図である。本発明に係る照明兼用換気システムの第２実施形態を示した構成図である。図６の照明兼用換気システムの変形例を示した構成図である。図６の照明兼用換気システムの太陽光モード及び排気行程を示した構成図である。図６の照明兼用換気システムの人工光モード及び排気行程を示した構成図である。本発明に係る照明兼用換気システムの第３実施形態を示した構成図である。図１０の照明兼用換気システムの変形例を示した構成図である。図１０の照明兼用換気システムの他の変形例を示した構成図である。本発明に係る照明兼用換気システムの第４実施形態を示した構成図である。図１３の照明兼用給気ダクトの変形例を示した断面図である。本発明に係る照明兼用換気システムの第５実施形態を示した構成図である。本発明に係る照明兼用換気システムの第６実施形態を示した構成図である。

符号の説明

１１０換気装置
１２０光提供装置
１３０照明兼用給気ダクト
１４０掃除装置

Claims

空気を送風するための換気装置と、
光を提供する光提供装置と、
前記換気装置によって送風された空気を案内しながら室内空間を換気し、前記光を全反射しながら前記室内空間を照明する照明兼用換気ダクトと、
前記照明兼用給気ダクトの内部または外部に設置される二つの照度センサであって、前記の提供された光の照度を測定すると共に、照明兼用換気ダクト内で全反射される光の照度を測定するための二つの照度センサと、
前記照明兼用換気ダクトに配置される掃除装置であって、前記提供された光の照度と前記の全反射された光の照度との差に基づいて前記照明兼用換気ダクトを掃除する掃除装置と、
を含んで構成される照明兼用換気システム。
前記照明兼用換気ダクトは、室内空気を外部に吐出するために提供される照明兼用排気ダクトと、室外空気を室内空間に案内するために提供される照明兼用給気ダクトのうち一つ以上を含む請求項１に記載の照明兼用換気システム。
前記換気装置は、室外空気をろ過し、前記照明兼用給気ダクトに供給するためのフィルタを含む請求項２に記載の照明兼用換気システム。
前記照明兼用給気ダクトは、
前記換気装置に連結され、光及び空気を案内する第１給気ダクト部と、
前記第１給気ダクト部に連結されるとともに、室内空間に配置され、光及び空気を案内して室内空間に提供する第２給気ダクト部と、含む請求項２に記載の照明兼用換気システム。
前記第１給気ダクト部は、光透過可能な材質からなり、
前記照明兼用換気ダクトは、前記第１給気ダクト部を覆うように設置された光遮蔽ダクトをさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の照明兼用換気システム。
前記第１給気ダクト部は、光透過不可能な材質からなることを特徴とする請求項４に記載の照明兼用換気システム。
前記第２給気ダクト部は、直線状に配置されることを特徴とする請求項４に記載の照明兼用換気システム。
前記第２給気ダクト部は、折曲状に形成されることを特徴とする請求項４に記載の照明兼用換気システム。
前記照明兼用給気ダクトは、光を反射するために、前記第２給気ダクト部の折曲部に設置される反射鏡をさらに含む請求項８に記載の照明兼用換気システム。
前記照明兼用給気ダクトは、前記第１給気ダクト部に設置され、光を前記第１給気ダクト部から前記第２給気ダクト部に反射する回転鏡と、前記第１及び第２給気ダクト部に設置され、光の入射角を調節する入射角調節レンズと、をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の照明兼用換気システム。
前記掃除装置は、前記照明兼用給気ダクトに設置される給気ダクト掃除装置と、前記照明兼用排気ダクトに設置される排気ダクト掃除装置のうち一つ以上を含む請求項２に記載の照明兼用換気システム。
前記給気ダクト掃除装置は、前記照明兼用給気ダクトの端部に配置されることを特徴とする請求項１１に記載の照明兼用換気システム。
前記給気ダクト掃除装置は、
前記照明兼用給気ダクトの汚染物質を空気と一緒に外部に排出するファン装置と、
前記照明兼用給気ダクトの前記端部を開閉する掃除用ダンパーと、を含む請求項１１に記載の照明兼用換気システム。
前記光提供装置は、
前記照明兼用給気ダクトに配置され、太陽光を提供する太陽光集光部と、
前記照明兼用給気ダクトに配置され、人工光を提供する人工光発生部と、を含む請求項２に記載の照明兼用換気システム。
前記太陽光集光部は、太陽の高度によって回転しながら照明兼用給気ダクトに太陽光を集光することを特徴とする請求項１４に記載の照明兼用換気システム。
前記換気装置には、室内空気を外部に排出する排気ダクトがさらに連結されることを特徴とする請求項２に記載の照明兼用換気システム。