JP2021020209A - 二酸化炭素濃度制御装置及び二酸化炭素吸収材 - Google Patents

Abstract

【課題】効率的に安全に再生でき、長期間使用可能な一般室内向け二酸化炭素濃度制御装置を実現する。【解決手段】本発明の一態様に係る二酸化炭素濃度制御装置は、空気中に含まれる二酸化炭素を吸収することで、空気の二酸化炭素濃度を制御する二酸化炭素濃度制御装置であって、二酸化炭素を吸収する二酸化炭素吸収材と、二酸化炭素を吸収した上記二酸化炭素吸収材を、再度二酸化炭素が吸収できるように電磁波を用いて再生するための電磁波利用手段と、を備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、気体中に含まれる二酸化炭素の濃度を制御する二酸化炭素濃度制御装置及び二酸化炭素吸収材等に関する。

近年、ＰＭ２．５など環境汚染問題や節電嗜好の高まりによるエアコンの効率利用等から室内の換気を制限する必要性が高くなっている。一方、米国口一レンズ・バークレー国立研究所から二酸化炭素濃度が２５００ｐｐｍ以上になると思考力が低下するとの報告がなされているように、空気中の二酸化炭素濃度が特定の濃度以上になると、人体へ悪影響を及ぼすため、空気中の二酸化炭素濃度の上昇を防ぐ必要がある。そのため、従来から、気体中に含まれる二酸化炭素を除去する技術が開発されている。このような技術は、例えば特許文献１〜４に開示されている。

特許文献１には、気体流中の二酸化炭素を、ゼオライトに吸着させること、により、当該二酸化炭素を除去する技術が開示されている。特許文献２には燃焼排ガスをアミン水溶液に接触させることにより、燃焼排ガス中の二酸化炭素を除去する技術が開示されている。特許文献３には、水溶性の４価のリチウムシリケートを主成分とする二酸化炭素吸収材が開示されている。特許文献４には、二酸化炭素濃度制御装置における二酸化炭素吸収材の吸収速度の制御方法について記載されている。

特開平１１−２５３７３６号公報 特開平８−２５２４３０号公報 国際公開第２０１６／２０８７１８号 国際公開第２０１５／１２５３５５号

しかしながら、特許文献１に開示のゼオライトは、親水性のため、室内空気中のような水と二酸化炭素とを含む気体中から二酸化炭素を分離吸着する場合、水を優先的に吸着してしまうため、二酸化炭素を分離吸着する能力が著しく低下するという問題があった。また、特許文献１の技術では、ゼオライトが水を吸着しないようにするために除湿機構が必要になるため、家庭や学習塾やオフィスなどの一般的な室内の二酸化炭素濃度を制御するにはコスト面と大きさの点で問題があった。

特許文献２に開示のアミン水溶液は、一定以上の濃度を有する水溶液である。そのため、上記気体中から二酸化炭素を分離吸収する場合、常に再生しておかないとアミン水溶液の濃度がすぐに低下してしまい、二酸化炭素の吸収特性が低下してしまうという問題があった。すなわち、一定以上の濃度を保持するようにアミン水溶液を処理しておかないと、アミン水溶液の濃度が低下し二酸化炭素を吸収できなくなってしまうため、二酸化炭素の吸収を持続するために、常時稼働してアミン水溶液の濃度を調整する吸収再生機構が必要になるという問題があった。
更に、水溶液であるので、室内の空気中の二酸化炭素濃度を制御するために十分な二酸化炭素吸収速度を得るためには、気体と液体が接触する面積を十分に確保する必要があるが、一般に室内で使用する装置には大きさに制限があるため事実上困難であるといった問題があった。

特許文献３に開示の水溶性を示す４価のリチウムシリケートは、二酸化炭素と化学反応することで、Ｌｉ_２ＳｉＯ_３へ変化し、二酸化炭素を吸収する。したがい、全ての４価のリチウムシリケートが、二酸化炭素と化学反応すると二酸化炭素は吸収されない。ところで、Ｌｉ_２ＳｉＯ_３から４価のリチウムシリケートに再生するためには、一般に約３００℃以上の高温に加熱する必要がある。しかしながら、家庭や学習塾やオフィスなどの一般的な室内において、二酸化炭素吸収材を３００℃以上に加熱するためには、安全性の確保が望まれる。

特許文献４には、リチウム複合酸化膜を用いて、室内の二酸化炭素濃度を制御する装置が開示されている。しかしながら、熱や湿度をコントロールすることで二酸化炭素の吸収速度を制御することは開示されているものの、二酸化炭素を吸収し終わった二酸化炭素吸収材を再生し、再度使用するための方法や構成については具体的に記載されていない。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は低消費電力で効率的に二酸化炭素を吸収できる水溶性を示す４価のリチウムシリケート等の二酸化炭素吸収材を用いて、ＰＭ２．５など環境汚染物質の室内への流入や空調機の消費電力に影響を与える換気を行うことなく、空間の二酸化炭素濃度を制御する二酸化炭素濃度制御装置において、二酸化炭素を吸収し終わった二酸化炭素吸収材を再度使用できるよう、家庭や学習塾やオフィスなどの一般的な室内で安全に再生でき、長期にわたって使用できる装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の第１態様に係る二酸化炭素濃度制御装置は、空気中に含まれる二酸化炭素を吸収することで、空気の二酸化炭素濃度を制御する二酸化炭素濃度制御装置であって、二酸化炭素を吸収する二酸化炭素吸収材と、二酸化炭素を吸収した上記二酸化炭素吸収材を、再度二酸化炭素が吸収できるように電磁波を用いて再生するための電磁波利用手段と、を備えている。

また、上記の課題を解決するために、本発明の第２態様に係る二酸化炭素吸収材は、空気中に含まれる二酸化炭素を吸収する４価のリチウムシリケートを含む二酸化炭素吸収材であって、電磁波を吸収して発熱する電磁波吸収部が含有されている。

本発明によれば、家庭や学習塾やオフィスなどの一般的な室内で、安全に二酸化炭素吸収材を再生でき、長期にわたって室内の二酸化炭素濃度を制御でき、人体への悪影響を防止できるという効果を奏する。

本発明の実施形態１に係る二酸化炭素濃度制御装置を示す図である。 本発明の実施形態１に係る二酸化炭素濃度制御装置の行う制御処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施形態２に係る二酸化炭素濃度制御装置を示す図である。 本発明の実施形態２に係る二酸化炭素濃度制御装置の二酸化炭素吸収材の再生処理を示す図である。 本発明の実施形態２に係る二酸化炭素濃度制御装置の行う制御処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施形態２に係る二酸化炭素濃度制御装置においてユーザが行う二酸化炭素吸収材再生処理を示すフローチャートである。 本発明の実施形態３に係る二酸化炭素濃度制御装置と二酸化炭素吸収材の再生処理を示す図である。 本発明の実施形態４に係る二酸化炭素濃度制御装置と二酸化炭素吸収材の再生処理を示す図である。 本発明の実施形態５に係る二酸化炭素濃度制御装置を切断して前方から視た断面図である。 本発明の実施形態５に係る二酸化炭素濃度制御装置を切断して側方から視た断面図である。

本発明における好ましい実施の形態を説明する。

本発明の二酸化炭素濃度制御装置において、
上記電磁波利用手段が、
上記二酸化炭素吸収材を加熱するための電磁波を発生させる電磁波発生部と、
上記電磁波発生部から照射される電磁波を吸収して発熱し、発生した熱を上記二酸化炭素吸収材に伝えて上記二酸化炭素吸収材を加熱する電磁波吸収部と、を有していてもよい。

本発明の二酸化炭素濃度制御装置において、
上記電磁波吸収部が上記二酸化炭素吸収材と一体化されていてもよい。

本発明の二酸化炭素濃度制御装置において、
上記電磁波吸収部がカーボンナノチューブを含んでいてもよい。

本発明の二酸化炭素濃度制御装置において、
上記電磁波利用手段が、
上記二酸化炭素吸収材と、電磁波が照射されることにより破損する電磁波非対応部とを着脱する着脱手段と、
取り外された上記二酸化炭素吸収材を使用者が直接触れることなく持ち運ぶための隔離携帯手段と、を有していてもよい。

本発明の二酸化炭素濃度制御装置において、
上記電磁波利用手段が、電磁波を発生する電磁波発生装置から照射される電磁波を吸収して発熱し、発生した熱を分離された上記二酸化炭素吸収材に伝えて上記二酸化炭素吸収材を加熱する電磁波吸収部を有していてもよい。

本発明の二酸化炭素濃度制御装置において、
上記電磁波吸収部が上記二酸化炭素吸収材と一体化されていてもよい。

本発明の二酸化炭素濃度制御装置において、
上記電磁波吸収部がカーボンナノチューブを含んでいてもよい。

本発明の二酸化炭素濃度制御装置において、
上記分離手段が、工具を用いることなく上記二酸化炭素吸収材と上記電磁波非対応部とを分離できる手段であってもよい。

本発明の二酸化炭素濃度制御装置において、
上記隔離携帯手段が、上記二酸化炭素吸収材を内包した状態で携帯可能な携帯容器であってもよい。

本発明の二酸化炭素濃度制御装置において、
上記携帯容器の外周部が電磁波を透過する断熱材で構成されていてもよい。

本発明の二酸化炭素吸収材において、
上記電磁波吸収部がカーボンナノチューブを含んでいてもよい。

〔実施形態１〕
以下、図１及び図２に基づき、本発明を具体化した第１実施の形態について説明する。

＜要部構成＞
図１は、二酸化炭素濃度制御装置１００の要部構成を示すブロック図である。なお、図中の矢印は、空気の流れを示している。二酸化炭素濃度制御装置１００は、室内の一部又は全ての空気（以下、単に空気と称する）に含まれる二酸化炭素の濃度（二酸化炭素濃度）を制御するものである。二酸化炭素濃度制御装置１００は、空気を取り込み、当該空気中の二酸化炭素を除去（吸収）する。そして、二酸化炭素を除去した後の空気を自装置外へと排出する。

なお、二酸化炭素濃度制御装置１００は、例えばファンのような空気を取り込む機構を備えていることが望ましい。二酸化炭素濃度制御装置１００は、ファン等を備えることにより、後述する二酸化炭素吸収材１６２に、より速くかつ効率的に空気を送り込むことができる。また、二酸化炭素吸収材１６２が二酸化炭素を吸収した後の空気を、より速くかつ効率的に二酸化炭素濃度制御装置１００の外へと排出することができる。つまり、空間内の空気をより効率的に循環させることができる。これにより、二酸化炭素濃度制御装置１００は、空間の二酸化炭素濃度をより細やかに制御することが可能となる。

本実施形態において室内とは二酸化炭素濃度制御装置１００により、二酸化炭素濃度を制御される対象の空間であり、空気が存在し、所定の密閉が可能な生物が活動する空間である。一例としては、室内とは住宅の居住空間、学習塾における学習スペース、工場又はオフィスとの職場空間、ならびに車、鉄道、飛行機、船舶等の輸送機関内の空間を示す。なお、「所定の密閉が可能な空間」とは、自発的に密閉性を高めること（窓又はドアを閉める、換気扇の動作を抑制するファン等の部屋を与圧にさせる装置を動作させる等）ができる空間や高気密構造の住宅のように比較的密閉性が高い空間を示す。

（二酸化炭素濃度制御装置１００の詳細）
二酸化炭素濃度制御装置１００は、筐体１１０、制御部１２０、二酸化炭素濃度検出部１３０、空気取り込み部１４０、流路１５０、吸気弁１７０、二酸化炭素吸収部１６０、排気弁１８０、電磁波発生部１９０、電磁波吸収部１６３からなる。

筐体１１０は、制御部１２０、二酸化炭素濃度検出部１３０、空気取り込み部１４０、流路１５０、吸気弁１７０、二酸化炭素吸収部１６０、排気弁１８０、電磁波発生部１９０、電磁波吸収部１６３を、内包及び/又は装着することで二酸化炭素濃度制御装置１００を形成するための部品であって、樹脂、金属、ガラス、又は上記材料が組み合わせされた物などからなる。

二酸化炭素濃度検出部１３０は、二酸化炭素濃度制御装置１００に取り込まれた空気（二酸化炭素吸収を行う前の空気）に含まれる二酸化炭素濃度を所定の時間間隔で検出し、状態決定部１２１へと送信するものである。検出方法は特に限定しないが、例えば半導体式、電気化学式、および赤外線吸収式等が挙げられる。

半導体式で二酸化炭素濃度を検出する場合、半導体としてＳｎＯ_２、ＺｎＯ等のｎ型半導体を用いることができる。なかでも、ＳｎＯ_２にＬａ（ランタン）を添加した半導体は二酸化炭素の選択性に優れている。このため、本発明において半導体式で二酸化炭素濃度を検出する場合は、ＳｎＯ_２にＬａを添加した半導体を用いることがより望ましい。また、電気化学式で二酸化炭素濃度を検出する場合は、固体電解質の伝導イオンの種類として、ナトリウムイオン伝導体等を用いればよい。

以上の検出方法において、半導体式は、コストが安いことに加え、環境条件により二酸化炭素の検出精度が左右されにくく、よって過酷な環境下でも二酸化炭素濃度が検出可能であるという利点がある。また、電気化学式および赤外線吸収式は、二酸化炭素の検出感度が高く二酸化炭素の選択性に優れているという利点がある。

空気取り込み部１４０は、図１にあるように二酸化炭素濃度制御装置１００の外部より、空気を取り込み、取り込んだ二酸化炭素濃度が高い空気を流路１５０、吸気弁１７０を通して、二酸化炭素吸収部１６０のケース１６１に内包されている二酸化炭素吸収材１６２に送る。二酸化炭素吸収材１６２により、二酸化炭素が吸収された二酸化炭素濃度が低い空気は、排気弁１８０を通して排出される。
空気取り込み部１４０の空気の取り込み方法は特に限定しないが、例えばファンやブロア等、送風できる物であればよい。

流路１５０は、図１にあるように空気取り込み部１４０と吸気弁１７０を接続し、二酸化炭素濃度制御装置１００の外部より、空気取り込み部１４０が取り込んだ空気を通過させて吸気弁１７０に導入するものである。流路１５０の形状や大きさや材質は特に限定しないが、塩化ビニールやアクリル樹脂からなるパイプ等であればよい。

吸気弁１７０は、流路１５０と二酸化炭素吸収部１６０を接続するものである。吸気弁１７０が開放状態にある時は、流路１５０から導入される空気が二酸化炭素吸収部１６０に内封されている二酸化炭素吸収材１６２に接触しながら二酸化炭素吸収部１６０を通過できる。一方、吸気弁１７０が閉鎖状態にある時は二酸化炭素吸収部１６０の内部空間と流路１５０方向に対して閉鎖され、空気の流通ができなくなる。
吸気弁１７０の方式や形状、材質は特に限定されるものではなく、様々な方式の電磁弁等の自在に流路１５０と二酸化炭素吸収部１６０の内部空間との間を開放／閉鎖できる物であればよい。

二酸化炭素吸収部１６０は、二酸化炭素吸収材１６２と、二酸化炭素吸収材１６２を内包するケース１６１と、電磁波吸収部１６３を有してなる。ケース１６１は、吸気弁１７０と排気弁１８０以外から外部の空気が侵入できない材質と構造になっている。ケース１６１は、吸気弁１７０と排気弁１８０が開放状態になったとしても内包する二酸化炭素吸収材１６２や電磁波吸収部１６３が外部に零れ落ちないように、フィルタやスリット等により開口の大きさが二酸化炭素吸収材１６２や電磁波吸収部１６３より小さくなっている。

ケース１６１の材料は、電磁波発生部１９０で発生した電磁波が電磁波吸収部１６３に届くよう電磁波を透過できる材料であり、且つ電磁波吸収部１６３で発生した熱によるケース内の温度上昇に耐えうるものであればよい。ケース１６１の材料は、二酸化炭素吸収部１６０の外部温度を過度に上昇させないものが好ましい。ケース１６１の材料は、特に限定されるものではないが、例えば、ＳｉＯ_２（石英ガラス）やセラミック等であってもよい。

二酸化炭素吸収材１６２は、空気中の二酸化炭素を吸収するものである。二酸化炭素吸収材１６２は、設置可能な量で対象となる空間の二酸化炭素濃度を制御可能な二酸化炭素の吸収速度を有し、二酸化炭素吸収後、加熱により再度二酸化炭素を吸収できる再生が可能なものであればよく、その種類は特に限定されない。例えば、Ｌｉ_２ＺｒＯ_３、ＬｉＦｅＯ_２、ＬｉＮｉＯ_２、Ｌｉ_２ＴｉＯ_３、Ｌｉ_２ＳｉＯ_３、Ｌｉ_４ＳｉＯ_４等リチウム系複合酸化物や、ナトリウムフェライト等であればよい。特に、水溶性を示す４価のリチウムシリケートと炭酸カリウムからなる二酸化炭素吸収材は、通常の室内環境において二酸化炭素吸収速度が非常に早く、好適である。また、二酸化炭素吸収材１６２の形状は、二酸化炭素濃度制御を行う空気がスムーズに流通でき、ケース１６１内に内包できる形状であればよく、ペレット状や、フィルタ形状に形成されていればよい。

電磁波吸収部１６３は、電磁波発生部１９０が発信する電磁波を吸収して熱に変換し、二酸化炭素吸収材１６２を加熱するものである。電磁波吸収部１６３は、当該吸収部によって加熱される二酸化炭素吸収材１６２の再生が可能となる温度（４価のリチウムシリケートの場合約３００℃以上）に達することができる程度に電磁波、特にマイクロ波を吸収でき、加熱時の温度に耐えうるものであればよく、カーボンマイクロコイルやカーボンナノチューブ、またはこれらの材料が含有された特殊セラミック等であればよい。

電磁波吸収部１６３の形状は特に限定されるものではなく、二酸化炭素吸収材１６２に伝熱できるよう、ケース１６１に二酸化炭素吸収材１６２と共に内包できる形状であればよい。電磁波吸収部１６３は、例えば、ペレット状の二酸化炭素吸収材１６２の中心に入るような棒状のものや、ケース１６１の内壁として設けられていてもよいし、二酸化炭素吸収材１６２の中に含有（埋設）されていてもよい。特に、電磁波吸収部１６３が二酸化炭素吸収材１６２自体の中（例えばペレットの一粒ずつの中に）に含有されていれば、電磁波を吸収したことで発生した熱を他の物質に伝熱することなく、二酸化炭素吸収材１６２に伝熱することができるため、再生のためのエネルギーが低減でき効率的である。

更に、電磁波吸収部１６３としてカーボンナノチューブを二酸化炭素吸収材１６２に含有させると、二酸化炭素吸収材１６２が効率的に二酸化炭素を吸収するために必要な空隙を効率的に作り出せると共に、カーボンナノチューブ自体も二酸化炭素を吸着できるため、二酸化炭素濃度制御装置１００の二酸化炭素吸収特性（吸収速度と最大吸収量）が向上するので好適である。

排気弁１８０は、二酸化炭素吸収部１６０の内部空間を、二酸化炭素濃度制御装置１００外の空間（室内）に対して開放又は閉鎖するものである。排気弁１８０が開放状態にある時は、二酸化炭素吸収部１６０から流入する空気は、二酸化炭素濃度制御装置１００外に放出される。一方、排気弁１８０が閉鎖状態にある時は二酸化炭素吸収部１６０の内部空間が、二酸化炭素濃度制御装置１００外の空間（室内）方向に対して閉鎖され、空気の流通ができなくなる。
排気弁１８０の方式や形状、材質は特に限定されるものではなく、様々な方式の電磁弁等の自在に二酸化炭素濃度制御装置１００外の空間（室内）と二酸化炭素吸収部１６０の内部空間との間を開放／閉鎖できる物であればよい。

電磁波発生部１９０は、電磁波吸収部１６３が吸収する電磁波を発信するものである。発信する電磁波の種類は特に限定されるものではなく、発信強度も二酸化炭素吸収材１６２が再生できる程度に強ければよい。しかしながら、マイクロ波を発信するものであれば、電子レンジ等の一般家庭に普及している部品が転用できるためコスト点で好適である。

電磁波発生部１９０の形状は特に限定されるものではなく、その他の部材と共に筐体１１０に内包及び/又は装着できればよい。

制御部１２０は、二酸化炭素濃度制御装置１００を統括的に制御するものである。
制御部１２０は、状態決定部１２１と状態制御部１２２とを含む。なお、制御部１２０は、二酸化炭素濃度検出部１３０に所定の時間間隔で、二酸化炭素濃度の検出を指示してもよい。

状態決定部１２１は、二酸化炭素濃度が設定値（閾値）以下か否かに応じて、空気取り込み部１４０と吸気弁１７０と排気弁１８０の状態（開放又は閉鎖）を決定するものであると共に、装置稼働時間や二酸化炭素濃度が設定値（閾値）以上となる持続時間等から、二酸化炭素吸収材１６２の状態（二酸化炭素吸収最大量に対する二酸化炭素吸収量）から、二酸化炭素吸収材１６２の再生要否を判断し、電磁波発生部１９０の状態（電磁波発信／停止）を決定するものである。状態決定部１２１は、具体的には、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）、またはＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いたソフトウエア等で実現すればよい。

なお、ここで言う「設定値」とは、空間内の空気において、適切と考えられる二酸化炭素濃度の上限値である。一般的に、二酸化炭素濃度は、屋外の大気中でおよそ４００ｐｐｍ程度である。しかしながら、例えば換気制限可能な空間で換気を制限した場合、人間等の生物が活動する、すなわち呼吸すると、空気中の二酸化炭素濃度は増加する。空気中の二酸化炭素濃度が１０００ｐｐｍを超えると人は眠気に誘われ、集中力が低下することが知られている。また、空気中の二酸化炭素濃度が１０００ｐｐｍ以上に増加すると、当該増加に従って健康への被害も大きくなることも知られている。以上のことから、設定値は、例えば、眠気に誘われ集中力が低下すると言われるレベルであり、建築物衛生法等の基準値として規定されている１０００ｐｐｍなどを目安に少し安全率を持った例えば８００ｐｐｍなどに設定すればよい。また、設定値は、商品出荷時に予め設定する値であっても、二酸化炭素濃度制御装置１００のユーザが自由に設定および変更が可能な値であっても良い。

状態制御部１２２は、状態決定部１２１で決定した情報を受け取ることができ、状態決定部１２１での決定をもとに、空気取り込み部１４０、吸気弁１７０、排気弁１８０、電磁波発生部１９０をどのような状態にするか制御するものである。状態制御部１２２は、具体的には、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）、またはＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いたソフトウエア等で実現すればよい。

（二酸化炭素濃度制御処理の流れ）
なお、当然ながら、二酸化炭素濃度制御装置１００に設けられている制御部１２０、二酸化炭素濃度検出部１３０、空気取り込み部１４０、吸気弁１７０、排気弁１８０は、電磁波の影響を受けるため、図示しない電磁波シールド等が設けられており、電磁波の影響を受けないようになっている。

次に二酸化炭素濃度制御装置１００における処理の一例を説明する。図２は、二酸化炭素濃度制御装置１００の行う制御処理の一例を示すフローチャートである。

二酸化炭素濃度制御装置１００が起動される（装置の電源又は二酸化炭素濃度制御機能がＯＮにされる）と、二酸化炭素濃度検出部１３０は、近傍の空気（実質的に装置近傍の室内空間の空気）の二酸化炭素濃度を検出する（Ｓ１）。制御部１２０が、二酸化炭素濃度検出部１３０に二酸化炭素濃度を検出するように指示を出してもよい。

検出された二酸化炭素濃度を示す情報は制御部１２０の状態決定部１２１へ送信される。状態決定部１２１は、二酸化炭素濃度検出部１３０が検出した二酸化炭素濃度が、設定値１（例えば、８００ｐｐｍ）以下か否かを判定する（Ｓ２）。

二酸化炭素濃度検出部１３０が検出した二酸化炭素濃度が設定値以下の場合（Ｓ２でＹＥＳ）、状態決定部１２１は、空気取り込み部１４０を停止状態に、吸気弁１７０、排気弁１８０をそれぞれ閉鎖（閉）状態に、電磁波発生部１９０を停止状態にする（初期段階の場合は、左記の状態を維持する）ための信号を状態制御部１２２に送り各部を上記状態になるように制御する（Ｓ３）。その後、再びＳ１〜Ｓ３の処理が行われ、Ｓ２でＮＯとなるまで繰り返される。

そして、Ｓ２でＮＯになると（二酸化炭素濃度が所定値（例えば８００ｐｐｍ）を超えると）、状態決定部１２１は、空気取り込み部１４０を作動状態に、吸気弁１７０、排気弁１８０をそれぞれ開放（開）状態に、電磁波発生部１９０を停止状態で維持するための信号を状態制御部１２２に送り各部を上記状態になるように制御する（Ｓ４）。

次に、空気取り込み部１４０の累計動作時間が図示しないタイマーによりカウントされる（Ｓ５）。

カウントされた空気取り込み部１４０の累計動作時間を示す情報は、制御部１２０の状態決定部１２１へ送信される。状態決定部１２１は、カウントされた空気取り込み部１４０の累計動作時間が、設定値２（例えば８時間等）以下か否かを判定する（Ｓ６）。

なお、設定値２は、二酸化炭素吸収材１６２の材料や量によって変わるが、二酸化炭素吸収材１６２の処理能力の上限値近くの二酸化炭素を吸収する処理するために必要な時間に基づいて、適宜設定される値である。

カウントされた空気取り込み部１４０の累計動作時間が設定値２以下の場合（Ｓ６でＹＥＳ）再びＳ１の処理が行われ、Ｓ６でＮＯとなるまで上記ステップが繰り返される。すなわち、二酸化炭素濃度制御装置１００が設定値２を超えた場合のみ二酸化炭素を二酸化炭素吸収材１６２から放出し、設定値２を超えない場合は放出を行わないこと（二酸化炭素吸収材１６２を室内空間から閉鎖すること）で無用な二酸化炭素を放出せず効率的に二酸化炭素濃度を制御されるので、長期間二酸化炭素濃度を制御できる。

Ｓ６でＮＯとなる（空気取り込み部１４０の累計動作時間が所定時間（例えば８時間）を超えると）と、状態決定部１２１は、空気取り込み部１４０を停止状態に、吸気弁１７０、排気弁１８０をそれぞれ開放（開）状態に、電磁波発生部１９０を作動状態にするための信号を状態制御部１２２に送り各部を上記状態になるように制御する（Ｓ７）。

続いて、電磁波発生時間が図示しないタイマーによりカウントされる（Ｓ８）。

カウントされた電磁波発生部１９０の累計電磁波発生時間を示す情報は、制御部１２０の状態決定部１２１へ送信される。状態決定部１２１は、カウントされた電磁波発生部１９０の累計電磁波発生時間が、設定値３（例えば３０分等）以上か否かを判定する（Ｓ９）。

なお、設定値３は、二酸化炭素吸収材１６２の材料や量、更には電磁波発生部１９０の出力によって変わるが、二酸化炭素吸収材１６２が十分に再生されるために必要な二酸化炭素吸収材１６２への電磁波が照射される時間に基づいて、適宜設定される値である。

カウントされた電磁波発生部１９０の累計電磁波発生時間が設定値３未満の場合（Ｓ９でＮＯ）、再びＳ８の処理が行われ、Ｓ９でＮＯとなるまで上記ステップが繰り返される。すなわち、累計電磁波発生時間が設定値３以上となる場合のみ、すなわち二酸化炭素吸収材１６２が再生されるまで、電磁波が二酸化炭素吸収材１６２に照射される。つまり、電磁波特有の効率的な加熱によって、時間的にもエネルギー的にも効率的に二酸化炭素吸収材１６２を再生できる。そのため、例えば電気炉や直火等で二酸化炭素吸収材１６２の再生を行うより、外部に熱が逃げないため、周囲の温度が上がりにくく、より安全に再生を行うことができる。

Ｓ９でＹＥＳとなる（電磁波発生部１９０の累計動作時間が所定時間（例えば３０分）以上となる）と、状態決定部１２１は、空気取り込み部１４０を停止状態に、吸気弁１７０、排気弁１８０をそれぞれ閉鎖（閉）状態に、電磁波発生部１９０を停止状態にするための信号を状態制御部１２２に送り、各部を上記状態になるように制御する（Ｓ１０）。

続いて、電磁波発生停止時間が図示しないタイマーによりカウントされる（Ｓ１１）。

カウントされた電磁波発生部１９０の累計電磁波発生停止時間を示す情報は、制御部１２０の状態決定部１２１へ送信される。状態決定部１２１は、カウントされた電磁波発生部１９０の累計電磁波発生停止時間が、設定値４（例えば１時間等）以上か否かを判定する（Ｓ１２）。

なお、設定値４は、二酸化炭素吸収材１６２の材料や量によって変わるが、二酸化炭素吸収材１６２が十分に冷却されるために必要な時間に基づいて、適宜設定される値である。

カウントされた電磁波発生部１９０の累計電磁波発生停止時間が設定値４未満の場合（Ｓ１２でＮＯ）、再びＳ１１の処理が行われ、Ｓ１２でＹＥＳとなるまで上記ステップが繰り返される。すなわち、二酸化炭素濃度制御装置１００は累計電磁波発生停止時間が設定値４以上となる場合まで、すなわち二酸化炭素吸収材１６２が十分に冷却されるまで、電磁波発生部１９０が停止状態になる。

Ｓ１２でＹＥＳとなる（電磁波発生部１９０の累計電磁波発生停止時間が所定時間（例えば１時間）以上となる）と、再度Ｓ１が行われ、初期の状態に戻る。

なお、Ｓ７〜Ｓ１２までの期間については、二酸化炭素濃度制御装置１００が再生状態にあることを使用者に注意喚起する表示がなされることが好ましい。二酸化炭素濃度制御装置１００が再生状態にある場合には、使用者はその間のみ室内を換気したり、二酸化炭素濃度制御装置１００を設置している場所から離れたり、室外に二酸化炭素濃度制御装置１００を出したりする等の措置を行うことで、再生時であっても二酸化炭素濃度が高い空気にさらされることを避けることができる。

この様に二酸化炭素濃度制御装置１００は、効率的に二酸化炭素濃度が制御でき、安全かつ効率的に二酸化炭素吸収材１６２を再生でき、再度二酸化炭素濃度を制御できることから、長期間に渡って、安全に室内の二酸化炭素濃度を制御でき、ひいては二酸化炭素による人体への悪影響を防止できる。

なお、二酸化炭素濃度制御装置１００には、制御部１２０、二酸化炭素濃度検出部１３０、空気取り込み部１４０、流路１５０、吸気弁１７０、二酸化炭素吸収部１６０、排気弁１８０、電磁波発生部１９０、電磁波吸収部１６３が設けられているが、二酸化炭素濃度検出部１３０、空気取り込み部１４０、流路１５０、吸気弁１７０、排気弁１８０は必ずしも必要でなく、電磁波発生部１９０と、電磁波発生部１９０を制御する制御部１２０と、二酸化炭素吸収部１６０と、二酸化炭素吸収部１６０に内包されている二酸化炭素吸収材１６２を加熱する電磁波吸収部１６３があれば、効率は落ちるものの、同様の効果を奏することができる。

また、実証試験として水溶性を示す４価のリチウムシリケートと炭酸カリウムからなる二酸化炭素吸収材に二酸化炭素を吸収させた後、電磁波吸収部に接触させた状態でマイクロ波を照射したところ、吸収材から二酸化炭素が排出され、従来の電気炉等で再生する場合に比較して、効率的かつ安全に再生できることが確認されている。

〔実施形態２〕
以下、図３〜図６に基づき、本発明の第２の実施の形態について説明する。

＜要部構成＞
図３は、本発明の第２の実施の形態である二酸化炭素濃度制御装置２００の要部構成を示すブロック図であり、図４の（Ａ）は、二酸化炭素吸収材１６２再生の準備工程を示す図であり、図４の（Ｂ）は、再生実施工程を示す図である。なお、図中の矢印は、空気の流れを、カーブ矢印は、構成部の着脱を示している。二酸化炭素濃度制御装置２００は、室内の一部又は全ての空気（以下、単に空気と称する）に含まれる二酸化炭素の濃度（二酸化炭素濃度）を制御するものである。二酸化炭素濃度制御装置２００は、空気を取り込み、当該空気中の二酸化炭素を除去（吸収）する。そして、二酸化炭素を除去した後の空気を自装置外へと排出する。

なお、二酸化炭素濃度制御装置２００は、例えばファンのような空気を取り込む機構を備えていることが望ましい。二酸化炭素濃度制御装置２００は、ファン等を備えることにより、後述する二酸化炭素吸収材２６２に、より速くかつ効率的に空気を送り込むことができる。また、二酸化炭素吸収材２６２が二酸化炭素を吸収した後の空気を、より速くかつ効率的に二酸化炭素濃度制御装置２００の外へと排出することができる。つまり、空間内の空気をより効率的に循環させることができる。これにより、二酸化炭素濃度制御装置２００は、空間の二酸化炭素濃度をより細やかに制御することが可能となる。

本実施形態において室内とは二酸化炭素濃度制御装置２００により、二酸化炭素濃度を制御される対象の空間であり、空気が存在し、所定の密閉が可能な生物が活動する空間である。一例としては、室内とは住宅の居住空間、学習塾における学習スペース、工場又はオフィスとの職場空間、ならびに車、鉄道、飛行機、船舶等の輸送機関内の空間を示す。なお、「所定の密閉が可能な空間」とは、自発的に密閉性を高めること（窓又はドアを閉める、換気扇の動作を抑制するファン等の部屋を与圧にさせる装置を動作させる等）ができる空間や高気密構造の住宅のように比較的密閉性が高い空間を示す。

（二酸化炭素濃度制御装置２００の詳細）
二酸化炭素濃度制御装置２００は、筐体２１０、制御部２２０、二酸化炭素濃度検出部２３０、空気取り込み部２４０、流路２５０、吸気弁２７０、二酸化炭素吸収部２６０、排気弁２８０からなる。制御部２２０、二酸化炭素濃度検出部２３０、空気取り込み部２４０、吸気弁２７０、排気弁２８０は、電磁波が照射されることにより破損する電磁波非対応部の一例である。

筐体１１０は、制御部２２０、二酸化炭素濃度検出部２３０、空気取り込み部２４０、流路２５０、吸気弁２７０、二酸化炭素吸収部２６０、排気弁２８０を、内包及び/又は装着することで二酸化炭素濃度制御装置２００を形成するための部品であって、樹脂、金属、ガラス、又は上記材料が組み合わせされた物などからなる。

二酸化炭素濃度検出部２３０は、二酸化炭素濃度制御装置２００に取り込まれた空気（二酸化炭素吸収を行う前の空気）に含まれる二酸化炭素濃度を所定の時間間隔で検出し、状態決定部２２１へと送信するものである。検出方法は特に限定しないが、例えば半導体式、電気化学式、および赤外線吸収式等が挙げられる。

半導体式で二酸化炭素濃度を検出する場合、半導体としてＳｎＯ_２、ＺｎＯ等のｎ型半導体を用いることができる。なかでも、ＳｎＯ_２にＬａ（ランタン）を添加した半導体は二酸化炭素の選択性に優れている。このため、本発明において半導体式で二酸化炭素濃度を検出する場合は、ＳｎＯ_２にＬａを添加した半導体を用いることがより望ましい。また、電気化学式で二酸化炭素濃度を検出する場合は、固体電解質の伝導イオンの種類として、ナトリウムイオン伝導体等を用いればよい。

以上の検出方法において、半導体式は、コストが安いことに加え、環境条件により二酸化炭素の検出精度が左右されにくく、よって過酷な環境下でも二酸化炭素濃度が検出可能であるという利点がある。また、電気化学式および赤外線吸収式は、二酸化炭素の検出感度が高く二酸化炭素の選択性に優れているという利点がある。

空気取り込み部２４０は、図３にあるように二酸化炭素濃度制御装置２００の外部より、空気を取り込み、取り込んだ二酸化炭素濃度が高い空気を流路２５０、吸気弁２７０を通して、二酸化炭素吸収部２６０のケース（隔離形態手段の一例）２６１に内包されている二酸化炭素吸収材２６２に送る。二酸化炭素吸収材２６２により、二酸化炭素が吸収された二酸化炭素濃度が低い空気は、排気弁２８０を通して排出される。
空気取り込み部２４０の空気の取り込み方法は特に限定しないが、例えばファンやブロア等、送風できる物であればよい。

流路２５０は、図３にあるように空気取り込み部２４０と吸気弁２７０を接続し、二酸化炭素濃度制御装置２００の外部より、空気取り込み部２４０が取り込んだ空気を通過させて吸気弁２７０に導入するものである。流路２５０の形状や大きさや材質は特に限定しないが、塩化ビニールやアクリル樹脂からなるパイプ等であればよい。

吸気弁２７０は、流路２５０と二酸化炭素吸収部２６０を着脱自在に接続するものである。吸気弁２７０が開放状態にある時は、流路２５０から導入される空気が二酸化炭素吸収部２６０に内封されている二酸化炭素吸収材２６２に接触しながら二酸化炭素吸収部２６０を通過できる。一方、吸気弁２７０が閉鎖状態にある時は二酸化炭素吸収部２６０の内部空間と流路２５０方向に対して閉鎖され、空気の流通ができなくなる。
また、二酸化炭素吸収材２６２を再生する場合には、二酸化炭素吸収部２６０を二酸化炭素濃度制御装置２００の外部に持ち出せるように、吸気弁２７０と二酸化炭素吸収部２６０とを容易に分離するための着脱手段を有している。
吸気弁２７０の方式や形状、材質、及び二酸化炭素吸収部２６０の着脱手段は、特に限定されるものではなく、様々な方式の電磁弁等の自在に流路２５０と二酸化炭素吸収部２６０の内部空間との間を開放／閉鎖でき、二酸化炭素吸収部２６０を着脱自在にできる物であればよい。
なお、上記着脱手段は、ワンタッチで取り外せる種々のカプラ方式のものが、着脱に工具が不要になるため、使用者にとって利便性が高い。さらに、着脱手段としては、ビスやクリップ、使用者が把持部を回転させることで螺合と螺脱が可能なネジ方式のもの等を例示できる。

二酸化炭素吸収部２６０は、二酸化炭素吸収材２６２と、二酸化炭素吸収材２６２を内包するケース２６１を有してなる。ケース２６１は、吸気弁２７０と排気弁２８０以外から外部の空気が侵入できない材質と構造になっている。ケース２６１は、吸気弁２７０と排気弁２８０が開放状態になったとしても内包する二酸化炭素吸収材２６２が外部に零れ落ちないように、フィルタやスリット等により開口の大きさが二酸化炭素吸収材２６２より小さくなっている。

ケース２６１の材料は、電磁波による再生時の温度上昇に耐えうるものであり、図４（Ｂ）に示す電磁波吸収容器４００からの熱をよく伝えるものであれば、材料は特に限定されるものではない。ケース２６１の材料は、例えば、窒化アルミニウム、炭化ケイ素等であってもよい。

二酸化炭素吸収材２６２は、空気中の二酸化炭素を吸収するものである。二酸化炭素吸収材２６２は、設置可能な量で対象となる空間の二酸化炭素濃度を制御可能な二酸化炭素の吸収速度を有し、二酸化炭素吸収後、加熱により再度二酸化炭素を吸収できる再生が可能なものであればよく、その種類は特に限定されない。例えば、Ｌｉ_２ＺｒＯ_３、ＬｉＦｅＯ_２、ＬｉＮｉＯ_２、Ｌｉ_２ＴｉＯ_３、Ｌｉ_２ＳｉＯ_３、Ｌｉ_４ＳｉＯ_４等リチウム系複合酸化物や、ナトリウムフェライト等であればよい。特に、水溶性を示す４価のリチウムシリケートと炭酸カリウムからなる二酸化炭素吸収材は、通常の室内環境において二酸化炭素吸収速度が非常に早く、好適である。また、二酸化炭素吸収材２６２の形状は、二酸化炭素濃度制御を行う空気がスムーズに流通でき、ケース２６１内に内包できる形状であればよく、ペレット状や、フィルタ形状に形成されていればよい。

なお、二酸化炭素吸収材２６２自体が一体成型フィルタのように単独で形状が保て、且つ使用者が二酸化炭素吸収材２６２自体に触れることなく、持ち運べる持ち手や、吸気弁１７０等と接続できる接続部が設けられている場合は、ケース２６１は無くともよい。このような持ち手や接続部は、隔離携帯手段の他の例である。

排気弁２８０は、二酸化炭素吸収部２６０と着脱自在に接続され、二酸化炭素吸収部２６０の内部空間を、二酸化炭素濃度制御装置２００外の空間（室内）に対して開放又は閉鎖するものである。排気弁２８０が開放状態にある時は、二酸化炭素吸収部１６０から流入する空気は、二酸化炭素濃度制御装置２００外に放出される。一方、排気弁２８０が閉鎖状態にある時は二酸化炭素吸収部２６０の内部空間が、二酸化炭素濃度制御装置２００外の空間（室内）方向に対して閉鎖され、空気の流通ができなくなる。
排気弁２８０の方式や形状、材質は特に限定されるものではなく、様々な方式の電磁弁等のであればよく、二酸化炭素濃度制御装置２００外の空間（室内空間）と二酸化炭素吸収部２６０の内部空間との間を開放／閉鎖できる物であればよい。

制御部２２０は、二酸化炭素濃度制御装置２００を統括的に制御するものである。
制御部２２０は、図示しない状態決定部２２１と状態制御部２２２とを含む。なお、制御部２２０は、二酸化炭素濃度検出部２３０に所定の時間間隔で、二酸化炭素濃度の検出を指示してもよい。

状態決定部２２１は、二酸化炭素濃度が設定値（閾値）以下か否かに応じて、空気取り込み部２４０と吸気弁２７０と排気弁２８０の状態（開放又は閉鎖）を決定するものであると共に、装置稼働時間や二酸化炭素濃度が設定値（閾値）以上となる持続時間等から、二酸化炭素吸収材２６２の状態（二酸化炭素吸収最大量に対する二酸化炭素吸収量）や、二酸化炭素吸収材２６２の再生要否を判断し、ユーザに図示しない音や光を発して注意喚起を促すものである。状態決定部２２１は、具体的には、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）、またはＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いたソフトウエア等で実現すればよい。

なお、ここで言う「設定値」とは、空間内の空気において、適切と考えられる二酸化炭素濃度の上限値である。一般的に、二酸化炭素濃度は、屋外の大気中でおよそ４００ｐｐｍ程度である。しかしながら、例えば換気制限可能な空間で換気を制限した場合、人間等の生物が活動する、すなわち呼吸すると、空気中の二酸化炭素濃度は増加する。空気中の二酸化炭素濃度が１０００ｐｐｍを超えると人は眠気に誘われ、集中力が低下することが知られている。また、空気中の二酸化炭素濃度が１０００ｐｐｍ以上に増加すると、当該増加に従って健康への被害も大きくなることも知られている。以上のことから、設定値は、例えば、眠気に誘われ集中力が低下すると言われるレベルであり、建築物衛生法等の基準値として規定されている１０００ｐｐｍなどを目安に少し安全率を持った例えば８００ｐｐｍなどに設定すればよい。また、設定値は、商品出荷時に予め設定する値であっても、二酸化炭素濃度制御装置２００のユーザが自由に設定および変更が可能な値であっても良い。

状態制御部２２２は、状態決定部２２１で決定した情報を受け取ることができ、状態決定部２２１での決定をもとに、空気取り込み部２４０、吸気弁２７０、排気弁２８０をどのような状態にするか制御するものである。状態制御部２２２は、具体的には、集積回路（ICチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）、またはＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いたソフトウエア等で実現すればよい。

（二酸化炭素濃度制御処理の流れ）
次に二酸化炭素濃度制御装置２００における処理の一例を説明する。図５は、二酸化炭素濃度制御装置２００の行う制御処理の一例を示すフローチャートである。

二酸化炭素濃度制御装置２００が起動される（装置の電源又は二酸化炭素濃度制御機能がＯＮにされる）と、二酸化炭素濃度検出部２３０は、近傍の空気（実質的に装置近傍の室内空間の空気）の二酸化炭素濃度を検出する（Ｓ１）。制御部２２０が、二酸化炭素濃度検出部２３０に二酸化炭素濃度を検出するように指示を出してもよい。

検出された二酸化炭素濃度を示す情報は制御部２２０の状態決定部２２１へ送信される。状態決定部２２１は、二酸化炭素濃度検出部２３０が検出した二酸化炭素濃度が、設定値１（例えば、８００ｐｐｍ）以下か否かを判定する（Ｓ２）。

二酸化炭素濃度検出部２３０が検出した二酸化炭素濃度が設定値以下の場合（Ｓ２でＹＥＳ）、状態決定部２２１は、空気取り込み部２４０を停止状態に、吸気弁２７０、排気弁２８０をそれぞれ閉鎖（閉）状態に、図示しない警告部を停止状態にする（初期段階の場合は、左記の状態を維持する）ための信号を状態制御部２２２に送り各部を上記状態になるように制御する（Ｓ３）。その後、再びＳ１〜Ｓ３の処理が行われ、Ｓ２でＮＯとなるまで繰り返される。

そして、Ｓ２でＮＯになると（二酸化炭素濃度が所定値（例えば８００ｐｐｍ）を超えると）、状態決定部２２１は、空気取り込み部２４０を作動状態に、吸気弁１７０、排気弁２８０をそれぞれ開放（開）状態に、警告部を停止状態で維持するための信号を状態制御部２２２に送り各部を上記状態になるように制御する（Ｓ４）。

次に、空気取り込み部２４０の累計動作時間が図示しないタイマーによりカウントされる（Ｓ５）。

カウントされた空気取り込み部２４０の累計動作時間を示す情報は、制御部２２０の状態決定部２２１へ送信される。状態決定部２２１は、カウントされた空気取り込み部２４０の累計動作時間が、設定値２（例えば８時間等）以下か否かを判定する（Ｓ６）。

なお、設定値２は、二酸化炭素吸収材２６２の材料や量によって変わるが、二酸化炭素吸収材２６２の処理能力の上限値近くの二酸化炭素を吸収する処理するために必要な時間に基づいて、適宜設定される値である。

カウントされた空気取り込み部２４０の累計動作時間が設定値２以下の場合（Ｓ６でＹＥＳ）再びＳ１の処理が行われ、Ｓ６でＮＯとなるまで上記ステップが繰り返される。すなわち、二酸化炭素濃度制御装置２００が設定値２を超えた場合のみ二酸化炭素を二酸化炭素吸収材２６２から放出し、設定値２を超えない場合は放出を行わないこと（二酸化炭素吸収材２６２を室内空間から閉鎖すること）で無用な二酸化炭素を放出せず効率的に二酸化炭素濃度を制御されるので、長期間二酸化炭素濃度を制御できる。

Ｓ６でＮＯとなる（空気取り込み部２４０の累計動作時間が所定時間（例えば８時間）を超えると）と、状態決定部２２１は、空気取り込み部２４０を停止状態に、吸気弁２７０、排気弁２８０をそれぞれ開放（開）状態に、警告部を作動状態にするための信号を状態制御部２２２に送り各部を上記状態になるように制御する（Ｓ７）。

ユーザは、警告部の作動（警告音や警告灯の点灯等）により、二酸化炭素吸収材２６２の再生が必要なことを認識し、装置を停止させる（若しくは、制御部２２０の決定により自動的に停止する）。

（再生工程）
次に二酸化炭素濃度制御装置２００における処理の一例を説明する。図６は、二酸化炭素濃度制御装置２００においてユーザが行う二酸化炭素吸収材再生処理を示すフローチャートである。

二酸化炭素濃度制御装置２００停止後、ユーザは、二酸化炭素吸収部２６０を、吸気弁２７０と排気弁２８０から、図示しない脱着機構を利用して取り外し、図３に示すように二酸化炭素吸収部２６０を、二酸化炭素濃度制御装置２００から分離する（図６のＳ８）。

次に、図４に示すように、ユーザは取り外した二酸化炭素吸収部２６０を、電磁波吸収容器４００に挿入（図６のＳ９）した上で、例えば家庭用電子レンジのような電磁波発生装置３００に投入し（図６のＳ１０）、所定の出力と所定の時間を設定したのちに、電磁波発生装置３００を起動させる（図６のＳ１１）。
なお、電磁波発生装置３００は、筐体３１０と電磁波発生部３２０と制御部３３０からなり、筐体３１０内にセットされた対象物に、ユーザにより設定される電磁波の発信出力と発信時間に応じて、制御部３３０が電磁波発生部３２０を制御した上で照射する装置であり、家庭に広く普及している電子レンジがその一例である。

電磁波発生装置３００での処理が完了した後、ユーザは二酸化炭素吸収材２６２が冷めるまで、所定の時間待機する（図６のＳ１２）。
なお、各所定の出力や時間は、二酸化炭素吸収材２６２の材料や量、更には電磁波発生部３２０の出力によって変わるが、二酸化炭素吸収材２６２が十分に再生されるために必要な二酸化炭素吸収材２６２への電磁波出力と照射時間と到達温度等に基づいて、適宜設定される値である。

最後に、ユーザが図３に示すように二酸化炭素吸収部２６０を、吸気弁２７０と排気弁２８０に、脱着機構を利用して取付け、図３に示すように二酸化炭素吸収部２６０を、二酸化炭素濃度制御装置２００に装着する（図６のＳ１３）。

上記のように、二酸化炭素吸収材２６２再生は、他の熱エネルギーが逃げやすい電気炉やガスを利用する場合に比較して、安全かつ効率的に実施することができ、二酸化炭素濃度制御装置２００を繰り返し長期間使用することができる。

この様に二酸化炭素濃度制御装置２００は、効率的に二酸化炭素濃度が制御でき、安全かつ効率的に二酸化炭素吸収材２６２を再生でき、再度二酸化炭素濃度を制御できることから、長期間に渡って、安全に室内の二酸化炭素濃度を制御でき、ひいては二酸化炭素による人体への悪影響を防止できる。

また、実施の形態２の変形例である実施形態３としては、図７に示すように、取り外し可能な二酸化炭素吸収部５６０に電磁波吸収部５６３をあらかじめ内包し、直接電磁波発生装置３００にセット、再生処理できるようした形態があり、その場合、電磁波吸収部５６３を電磁波吸収容器４００にセットする手間と電磁波吸収容器４００を収納する場所が省けるという効果が生じる。

なお、電磁波吸収部５６３は、電磁波発生部３２０が発信する電磁波を吸収、熱に変換し、二酸化炭素吸収材５６２を加熱するものである。電磁波吸収部５６３は、当該吸収部によって加熱される二酸化炭素吸収材５６２の再生が可能となる温度（例：４価のリチウムシリケートの場合約３００℃以上）に達することができる程度に電磁波、特にマイクロ波を吸収でき、加熱時の温度に耐えうるものであればよく、カーボンマイクロコイルやカーボンナノチューブ、またはこれらの材料が含有された特殊セラミック等であればよい。

また形状においても特に限定されるものではなく、二酸化炭素吸収材５６２に伝熱できるよう、ケース（隔離形態手段の一例）５６１に二酸化炭素吸収材５６２と共に内包できる形状であればよく、例えば、ペレット状の二酸化炭素吸収材５６２の中心に入るような棒状のものや、ケース５６１の内壁として設けられていてもよいし、二酸化炭素吸収材５６２自体の中に含有されていてもよい。特に、二酸化炭素吸収材自体の中（例えばペレットの一粒ずつの中に）に含有されていれば、電磁波を吸収したことで発生した熱を他の物質に伝熱することなく、二酸化炭素吸収材に伝熱することができるため、再生のためのエネルギーが低減でき効率的である。

更に、上記にあるように電磁波吸収部５６３としてカーボンナノチューブを二酸化炭素吸収材５６２に含有させると、二酸化炭素吸収材５６２が効率的に二酸化炭素を吸収するために必要な空隙を効率的に作り出せると共に、カーボンナノチューブ自体も二酸化炭素を吸着できるため、二酸化炭素濃度制御装置５００の二酸化炭素吸収特性（吸収速度と最大吸収量）が向上するので好適である。

また、上記のような変形例である実施形態４の場合、図８に示すように、二酸化炭素吸収部の筐体６６１、または筐体６６１の外壁がＺｒＯ_２やガラス素材等からなる断熱材であることが望ましい。その場合、再生して高温になった二酸化炭素吸収材６６２を内包する二酸化炭素吸収部６６０を、より安全に二酸化炭素濃度制御装置６００に装着することができる。

なお、上記した各実施形態において、二酸化炭素濃度制御装置には、制御部、二酸化炭素濃度検出部、空気取り込み部、流路、吸気弁、二酸化炭素吸収部、排気弁が設けられているが、二酸化炭素濃度検出部、空気取り込み部、流路は必ずしも必要でなく、制御部と、吸気弁、二酸化炭素吸収部、排気弁があれば、効率は落ちるものの、同様の効果を奏することができる。

次に実施形態５の二酸化炭素濃度制御装置７００について図９及び図１０を用いて説明する。二酸化炭素濃度制御装置７００は、筐体７１０、空気取り込み部７４０、流路７５０、二酸化炭素吸収部７６０を備えている。この二酸化炭素濃度制御装置７００は、図示しない制御部、二酸化炭素濃度検出部、吸気弁、排気弁を更に備えている。

二酸化炭素濃度制御装置７００は、例えば、卓上型の装置とされ略円柱状の外形を有している。筐体７１０は、二酸化炭素吸収部７６０の上部と下部にビス（着脱手段の一例）７９０を介してそれぞれ装着されている。空気取り込み部７４０はファンで構成され、二酸化炭素吸収部７６０の上部に装着された筐体７１０内に設置されている。二酸化炭素濃度制御装置７００は、空気取り込み部７４０が駆動すると、上部に開口する吸気口７７１から空気を取り込み、下部に開口する排気口７８１から空気を排出する構成とされる。この空気取り込み部７４０は、電磁波が照射されることにより破損する電磁波非対応部の一例である。

二酸化炭素吸収部７６０は、二酸化炭素吸収材７６２と、二酸化炭素吸収材７６２を内包するケース（隔離形態手段の一例）７６１を有してなる。ケース７６１は、吸気弁と連通する開口と、排気弁と連通する開口にそれぞれフィルタ７６５が設けられている。ケース７６１は、排気弁と連通する開口が細孔を有するシート材７６６で覆われいる。二酸化炭素吸収部７６０に筐体７１０，７１０が装着された状態では、ケース７６１は、吸気弁と連通する開口と、排気弁と連通する開口の周囲がＯリング７６７により気密にシールされる。

二酸化炭素吸収材７６２を再生する場合、ユーザはビス７９０を外して、二酸化炭素吸収材７６２と空気取り込み部７４０とを分離する。この状態で、ユーザは、ケース７６１の外周部を把持することにより、取り外された二酸化炭素吸収材７６２に直接触れることなく、二酸化炭素吸収材７６２を持ち運ぶことができる。そして、取り外された二酸化炭素吸収材７６２は、例えば実施形態２の二酸化炭素吸収材２６２と同様の方法により再生することができる。二酸化炭素吸収材７６２の再生が完了した後、ユーザは、二酸化炭素吸収材７６２と空気取り込み部７４０とをビス７９０を介して止めればよい。

なお、本実施形態２〜５では、二酸化炭素を吸収した二酸化炭素吸収材を、再度二酸化炭素が吸収できるように電磁波を用いての再生を可能とする電磁波利用手段として、二酸化炭素吸収部が二酸化炭素濃度制御装置から自在に着脱できる手段が設けられている。

そのため、制御部や吸気弁や空気取り込み部等の電磁波の影響を受け破損しやすい部位に特段の処置（電磁波シールド等）を設けることなく、安価に製品自体を構成できるという効果が得られる。

また、上記実施形態１〜５では、二酸化炭素吸収材を電磁波を用いて加熱して、二酸化炭素吸収材を再生する態様を例示したが、二酸化炭素吸収材を再生する態様はこれに限られない。例えば、電磁波を照射することにより振動を生じさせ、二酸化炭素吸収材から二酸化炭素を分離して、二酸化炭素吸収材を再生してもよい。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

本発明は、二酸化炭素濃度を制御する二酸化炭素制御装置、ならびに当該二酸化炭素濃度制御装置を搭載する空気清浄器、除湿器、及び加湿器などの電子機器に好適に利用することができる。

１００，２００，５００，６００ 二酸化炭素濃度制御装置
１６２，２６２，５６２，６６２ 二酸化炭素吸収材
１６３，５６３ 電磁波吸収部（電磁波利用手段）
１９０ 電磁波発生部（電磁波利用手段）
２６１，５６１ ケース（隔離携帯手段、電磁波利用手段）
３００ 電磁波発生装置
４００ 電磁波吸収容器（電磁波吸収部）
７６１ ケース（隔離携帯手段、電磁波利用手段）
７９０ ビス（着脱手段、電磁波利用手段）

Claims (13)

1. 空気中に含まれる二酸化炭素を吸収することで、空気の二酸化炭素濃度を制御する二酸化炭素濃度制御装置であって、
   二酸化炭素を吸収する二酸化炭素吸収材と、
   二酸化炭素を吸収した上記二酸化炭素吸収材を、再度二酸化炭素が吸収できるように電磁波を用いて再生するための電磁波利用手段と、を備えることを特徴とする二酸化炭素濃度制御装置。
2. 請求項１に記載の二酸化炭素濃度制御装置であって、
   上記電磁波利用手段が、
   上記二酸化炭素吸収材を加熱するための電磁波を発生させる電磁波発生部と、
   上記電磁波発生部から照射される電磁波を吸収して発熱し、発生した熱を上記二酸化炭素吸収材に伝えて上記二酸化炭素吸収材を加熱する電磁波吸収部と、を有することを特徴とする二酸化炭素濃度制御装置。
3. 請求項２に記載の二酸化炭素濃度制御装置であって、
   上記電磁波吸収部が上記二酸化炭素吸収材と一体化されていることを特徴とする二酸化炭素濃度制御装置。
4. 請求項２又は請求項３に記載の二酸化炭素濃度制御装置であって、
   上記電磁波吸収部がカーボンナノチューブを含むことを特徴とする二酸化炭素濃度制御装置。
5. 請求項１に記載の二酸化炭素濃度制御装置であって、
   上記電磁波利用手段が、
   上記二酸化炭素吸収材と、電磁波が照射されることにより破損する電磁波非対応部とを着脱する着脱手段と
   取り外された上記二酸化炭素吸収材を使用者が直接触れることなく持ち運ぶための隔離携帯手段と、を有することを特徴とする二酸化炭素濃度制御装置。
6. 請求項５に記載の二酸化炭素濃度制御装置であって、
   上記電磁波利用手段が、電磁波を発生する電磁波発生装置から照射される電磁波を吸収して発熱し、発生した熱を分離された上記二酸化炭素吸収材に伝えて上記二酸化炭素吸収材を加熱する電磁波吸収部を有することを特徴とする二酸化炭素濃度制御装置。
7. 請求項６に記載の二酸化炭素濃度制御装置であって、
   上記電磁波吸収部が上記二酸化炭素吸収材と一体化されていることを特徴とする二酸化炭素濃度制御装置。
8. 請求項７に記載の二酸化炭素濃度制御装置であって、
   上記電磁波吸収部がカーボンナノチューブを含むことを特徴とする二酸化炭素濃度制御装置。
9. 請求項５から請求項８のいずれか１項に記載の二酸化炭素濃度制御装置であって、
   上記着脱手段が、工具を用いることなく上記二酸化炭素吸収材と上記電磁波非対応部とを着脱できる手段であることを特徴とする二酸化炭素濃度制御装置。
10. 請求項５から請求項８のいずれか１項に記載の二酸化炭素濃度制御装置であって、
    上記隔離携帯手段が、上記二酸化炭素吸収材を内包した状態で携帯可能な携帯容器であることを特徴とする二酸化炭素濃度制御装置。
11. 請求項１０に記載の二酸化炭素濃度制御装置であって、
    上記携帯容器の外周部が電磁波を透過する断熱材で構成されていることを特徴とする二酸化炭素濃度制御装置。
12. 空気中に含まれる二酸化炭素を吸収する４価のリチウムシリケートを含む二酸化炭素吸収材であって、
    電磁波を吸収して発熱する電磁波吸収部が含有されていることを特徴とする二酸化炭素吸収材。
13. 請求項１２に記載の二酸化炭素吸収材であって、
    上記電磁波吸収部がカーボンナノチューブを含むことを特徴とする二酸化炭素吸収材。

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