JPWO2015182402A1 - 二酸化炭素濃度制御装置、機器 - Google Patents

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Abstract

二酸化炭素濃度制御装置（１０）は、二酸化炭素吸収材（１６）の単位時間当たりの二酸化炭素吸収量を制御する制御部（１５）と、二酸化炭素吸収材（１６）を再生する再生制御部（１４）とを備え、制御部（１５）に電力供給する第１駆動エネルギー供給部（１１）とは異なる第２駆動エネルギー供給部（１３）が、再生制御部（１４）に電力供給することにより、空間内の二酸化炭素濃度を長期間、適切な値に制御する。

Description

本発明は二酸化炭素濃度を制御する技術に関する。
近年、環境汚染問題対策や節電のためにエアコンを効率的に利用するために、室内の空気を制限する必要性が増してきている。例えば、外気中に含まれる有毒ガス、自動車などの排気ガスに含まれる粉塵、微小粒子状物質（ＰＭ２．５）、および花粉などのアレルゲンが室内に侵入することを避けるためには、室内の空気を循環して換気する必要がある。また、エアコンなどで室内の温度を調節している場合、消費電力を節約するためには、外気をそのまま用いて換気するのではなく、室内の空気を利用（循環）して換気することが望ましい。
一方、人間は呼吸によって空気中の酸素を取り込み、二酸化炭素を多く含む呼気を吐き出している。閉鎖された空間の体積が小さい（すなわち、狭い）場合、および閉鎖された空間に存在する人の密度が高い場合には、該空間内の二酸化炭素濃度が上昇する。しかし、二酸化炭素は無色かつ無臭の気体であるため、濃度が上昇したことを自覚することが困難であるため適切に二酸化炭素濃度を制御することが重要である。
閉鎖された空間において該空間の内部の気体のみを用いて上記のような換気制限を行うと、空間内の二酸化炭素濃度が急速に上昇する様子について、自動車の車室内に、大人１人と子供２人とが存在する場合における二酸化炭素濃度の継時変化の例を図１１に示す。図１１は、軽自動車（軽ワゴン）の車室内に、大人１人および子供２人の計３人が同乗している場合の、車室内の二酸化炭素濃度の継時変化を測定した結果の一例を示すグラフである。窓などを開放するなど、車室外の空気を用いて換気した場合（グラフＰ２）は、２０分が経過しても、車室内の二酸化炭素濃度はおよそ５００ｐｐｍ程度であり、二酸化炭素濃度の上昇は見られなかった。一方、窓およびドアなどを締め切り、車室内の空気のみを循環させた場合（グラフＰ１）、車室内の二酸化炭素濃度は、５分で１０００ｐｐｍを超え、５０分では５０００ｐｐｍに達した。１０００ｐｐｍという二酸化炭素濃度Ｃ２は、集中力の低下および眠気の誘因など、人体に影響を及ぼすことが知られている濃度（建築物衛生法で定められた上限値）である。また、５０００ｐｐｍという二酸化炭素濃度Ｃ１は、化学物質安全データシート（ＭＳＤＳ）上の許容濃度（日本産業衛生学会勧告値）とされている濃度である。
このように、自動車の車室内などの閉鎖された空間では、空間内の二酸化炭素濃度が急速に上昇することが知られている。例えば、特許文献１には、空間に酸素および二酸化炭素を透過させ、炭化水素、窒素化合物、硫黄酸化物および微小個体成分を遮断する機能を有する選択分離材を、車室の内側と外側とを隔てるように配置した車両用空調システムが開示されている。
日本国公開特許公報「特開２００８−３０６９８号公報（公開日：２００８年２月１４日）」
しかしながら、上述のような従来技術は、車両自体の構成を大幅に再構築する必要があるため、既存の車両に容易に適用できない、という問題があった。例えば、特許文献１に記載の車両用空調システムは、車室内側への有毒気体や有毒微粒子の浸入を防止し、車室内の酸素および二酸化炭素の濃度を一定に保つことができるものの、車室の床板と外板とで空間を形成し、床板に内気取入れ口および内気排出口、一方、外板に外気取入れ口および外気排出口を設ける必要がある。
本発明は上記の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、閉鎖された空間に容易に適用でき、かつ、閉鎖された空間内の空気中の二酸化炭素濃度を長い期間にわたって適切な値に制御することができる、二酸化炭素濃度制御装置などを実現することにある。
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る二酸化炭素濃度制御装置は、二酸化炭素濃度が制御される対象となる空間内の空気中に含まれる二酸化炭素の濃度を、該二酸化炭素の吸収速度が制御可能な吸収材を用いて制御するポータブル型の二酸化炭素濃度制御装置であって、上記二酸化炭素の濃度を検出する検出部と、上記吸収材の上記吸収速度を制御する制御部と、上記吸収材によって吸収された二酸化炭素を該吸収材から放出させて、該吸収材を再生する再生部と、上記検出部および上記制御部を駆動させるための電力を第１電力供給源から供給する第１電力供給部と、上記再生部を駆動させるための電力を上記第１電力供給源と異なる第２電力供給源から供給する第２電力供給部とを備える。
本発明の一態様によれば、二酸化炭素濃度を制御される対象となる空間の構成の再構成をする必要が無く、かつ、該空間内の空気中の二酸化炭素濃度を長期間にわたって適切な値に制御することが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の概略構成例を示す図である。 二酸化炭素濃度制御装置を自動車の車室内に設置した場合の一例を示す図である。 二酸化炭素濃度制御装置によって二酸化炭素濃度を制御する処理の流れ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が備える二酸化炭素吸収材を再生する処理の流れ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自動車の車室内に設置した場合の一例を示す図である。 図５の二酸化炭素濃度制御装置の設置方法を説明する概略図である。 本発明の実施形態３に係る二酸化炭素濃度制御装置を自動車の車室内に設置した場合の一例を示す図である。 本発明の実施形態４に係る二酸化炭素濃度制御装置の概略構成例を示す図である。 図８に示す二酸化炭素濃度制御装置の二酸化炭素吸収材に吸収した二酸化炭素の量に応じてアラームを出力する処理の流れの一例を示すフローチャートである。 リチウム系複合酸化物の単位時間当たりの二酸化炭素の吸収量の温度依存性の一例を示すグラフである。 閉めきった自動車の車室内に、大人１人および子供２人の計３人が同乗している場合の、車室内の二酸化炭素濃度の継時変化を測定した結果の一例を示すグラフである。
〔実施形態１〕
本発明の第１の実施形態におけるポータブル型の二酸化炭素濃度制御装置１０の概要を図１および２に基づいて説明すれば以下である。ここで、「ポータブル型」とは、（１）二酸化炭素濃度制御装置１０によって二酸化炭素濃度が制御される制御対象である空間内への設置が容易（一般ユーザによって取り付け可能なことを意味する）であり、かつ（２）二酸化炭素濃度が制御される制御対象である空間からの少なくとも二酸化炭素吸収材１６を含む一部の取り外しが自在であることを意味している。図１は、本発明の実施形態１に係る二酸化炭素濃度制御装置の概略構成例を示す図である。また、図２は、図１の二酸化炭素濃度制御装置１０を自動車（機器）の車室内に設置した場合の一例を示す図である。なお、図１および図２では、二酸化炭素濃度制御装置１０などの要部の構成のみを示しており、本発明に直接関係しないその他の構成については、説明を簡略化するためにその図示を省略している。
（二酸化炭素濃度制御装置１０の構成）
図１に示すように、二酸化炭素濃度制御装置１０は、第１駆動エネルギー供給部（第１電力供給部）１１、検出部（検出部）１２、第２駆動エネルギー供給部（第２電力供給部）１３、再生制御部（再生部）１４、制御部１５、および二酸化炭素吸収材１６を備えている。なお、二酸化炭素濃度制御装置１０は、検出部１２および二酸化炭素吸収材１６に空気を取り込むためのポンプおよびファンなどを備えてもよいが、図１には図示していない。
第１駆動エネルギー供給部１１は、シガーソケット（第１電力供給源）３から供給された電力を検出部１２および制御部１５に供給するためのシガーソケットアダプタと変圧器を含んでいる。なお、第１駆動エネルギー供給部１１は、シガーソケット３からの電力供給に限定されない。第１駆動エネルギー供給部１１は、例えば、乾電池のような一次電池やリチウムイオン電池のような二次電池から二酸化炭素濃度制御装置１０へ電力を供給するように構成してもよいし、車室内で利用できる既存の任意のエネルギー源から適切に二酸化炭素濃度制御装置１０へ電力を供給できるものであってもよい。すなわち、シガーソケット３は、第１駆動エネルギー供給部１１が二酸化炭素濃度制御装置１０へ電力を供給するための電力源の一例に過ぎない。
検出部１２は、気体中の二酸化炭素の濃度を検出する二酸化炭素センサを含む。検出部１２は、これに限定されるものではないが、赤外線方式の二酸化炭素センサ、および固体電解質方式の二酸化炭素センサなどであってもよい。検出部１２は、車室内の二酸化炭素濃度を測定して、測定結果を制御部１５に出力する。
制御部１５は、二酸化炭素濃度制御装置１０を統括的に制御する。具体的には、制御部１５は、検出部１２が測定した二酸化炭素濃度に関する情報を受信し、該情報に応じて、二酸化炭素吸収材１６の状態を制御して、二酸化炭素吸収材１６による二酸化炭素の吸収速度を適切に制御する。制御部１５は、状態決定部１５１および状態制御部１５２を備えている。なお、制御部１５によって二酸化炭素の吸収速度を制御可能な二酸化炭素吸収材１６としては、（１）単位体重量当たりの二酸化炭素吸収量が多く、（２）単位時間当たりの二酸化炭素吸収量が多く（すなわち、二酸化炭素吸収速度が速く）、かつ、（３）温度に依存して二酸化炭素の吸収速度が変化する、という（１）〜（３）の性質をすべて有するリチウム系複合酸化物などが挙げられるが、これに限定されない。二酸化炭素吸収材１６については、後に具体的に説明する。
状態決定部１５１は、検出部１２が測定した二酸化炭素濃度を取得して、予め設定されている二酸化炭素濃度の設定値と比較し、測定された二酸化炭素濃度が設定値以下か否かを判定し、判定結果から二酸化炭素吸収材１６をどのような温度に制御すべきかを決定する。具体的には、測定された二酸化炭素濃度が設定値以下の場合、状態決定部１５１は、二酸化炭素吸収材１６の温度を、単位時間当たりの二酸化炭素吸収量が装置下限量となる温度に決定する。一方、測定された二酸化炭素濃度が設定値より大きい場合、状態決定部１５１は、二酸化炭素吸収材１６の温度を、二酸化炭素吸収材１６の単位時間当たりの二酸化炭素吸収量が、装置下限量より大きくなる温度に決定する。ここで装置下限量とは、二酸化炭素濃度制御装置１０が設定可能な下限量を意味している。決定された温度、すなわち、二酸化炭素吸収材１６をどのような温度に制御すべきかを示す情報（温度）は、状態制御部１５２へと出力される。
なお、上述の「二酸化炭素濃度制御装置１０が設定可能な下限量」とは、二酸化炭素吸収材１６の温度を制御することによって実現される、二酸化炭素濃度制御装置１０にて設定可能な単位時間当たりの二酸化炭素吸収量の下限量であり、単位時間当たりの二酸化炭素吸収量の最大量よりも少ない量である。以降、「二酸化炭素濃度制御装置１０が設定可能な下限量」を、単に「装置下限量」と称する。なお、「装置下限量」は、例えば、状態制御部１５２が制御可能な温度の範囲内における、二酸化炭素吸収材１６の単位時間当たりの二酸化炭素吸収量の下限量などであってもよい。
なお、詳細は後述するが、二酸化炭素吸収材１６の温度が所定の範囲内（例えば、周囲の温度と同じ温度であるなど）である場合、上記「ほぼ最少」の単位時間における二酸化炭素吸収量を示す。そして、「装置下限量」は、二酸化炭素吸収材１６を上記所定の範囲内の温度のうち、単位時間における二酸化炭素吸収量が最大値をとる場合の温度により近い温度に設定されてもよい。この場合、二酸化炭素濃度が設定値以下か否かにより制御する二酸化炭素吸収材１６の温度差を小さくすることが可能となり、吸収材の単位時間における二酸化炭素吸収量変化を素早く行うことが可能になるという効果を奏する。
また、「装置下限量」を、二酸化炭素吸収材１６に対して外部手段（例えばヒーター）によりエネルギー（例えば熱）を与えない状態での温度（例えば室温）における二酸化炭素吸収材１６の単位時間当たりの二酸化炭素吸収量としてもよい。この場合、二酸化炭素吸収材１６を冷却するために必要となる余計な電力を消費せず経済的であるという効果を奏する。さらに、「装置下限量」は、０より大きく、かつ一般的な大気中の二酸化炭素濃度に近い条件化では二酸化炭素の濃度がさらに低下するまで吸着することがない量であることが好ましい。このように装置下限量を設定することにより、二酸化炭素濃度が一般的な大気中の二酸化炭素濃度に近づいた場合、実質的に、二酸化炭素の吸収をほぼ停止させることができるので、生体に悪影響を及ぼすまで空気中の二酸化炭素濃度を低下させることを防ぐという効果を奏する。
また、上述の設定値は、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ってもよい。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、人間等の生物が呼吸すると、空気中の二酸化炭素濃度は増加する。前述のように、空気中の二酸化炭素濃度が１０００ｐｐｍを超えると人は眠気を感じるようになり、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を超えてさらに上昇すると、健康への被害が顕著になることが知られている。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二酸化炭素濃度とされている１０００ｐｐｍなどに設定すればよい。なお、この設定値は、商品出荷時に予め設定する値であってもよいし、二酸化炭素濃度制御装置１０のユーザが自由に設定入力および変更が可能な値であっても良い。ただし、二酸化炭素濃度に対する感受性には個体差がある可能性がある。例えば、二酸化炭素濃度の上昇に敏感な人が使用する場合には、上記設定値を５００ｐｐｍとするなど、低い濃度を設定値として設定できるようにすることが望ましい。
状態制御部１５２は、二酸化炭素吸収材１６の温度を制御して、該二酸化炭素吸収材が気体中の二酸化炭素を吸収する速度（単位時間当たりの二酸化炭素吸収量）を変化させる。例えば、二酸化炭素吸収材１６には、該二酸化炭素吸収材１６の温度を、例えば、室温以上１００℃以下の温度に変化させるための加熱部（ヒーター）（図示せず）が設けられており、状態制御部１５２は、該ヒーターによって二酸化炭素吸収材１６を加温することによって、二酸化炭素吸収材１６の温度を制御する。なお、状態制御部１５２が、冷却装置をさらに備えて、二酸化炭素吸収材１６を冷却する構成であってもよい。
なお、上記温度制御の方法の例としては、例えば、ヒーターによる加熱、およびペルティエ素子による温度制御などが挙げられる。状態制御部１５２にヒーターおよびペルティエ素子などを適用する場合、このような温度制御手段は比較的安価であり、二酸化炭素濃度制御装置１０の製造コストを抑えることができる。また、二酸化炭素吸収材１６の温度を測定する温度センサ（図示せず）を二酸化炭素吸収材１６の近傍、または二酸化炭素吸収材１６に接するように設けてもよい。状態制御部１５２と該温度センサとを通信可能に接続し、状態制御部１５２が温度センサによって測定された二酸化炭素吸収材１６の温度を随時取得するように構成してもよい。
また、上記温度制御の方法の別の例としては、ヒーターの代わりに、上記二酸化炭素吸収材１６と車室内をつなぐ流路にシャッターを設け、該シャッターを開閉することによって、該流路の断面積を変更できるように構成してもよい。なお、シャッターとヒーターとの両方を用いる構成であっても良い。
二酸化炭素吸収材１６は、二酸化炭素吸収材１６は自己の状態の遷移に応じて、単位時間当たりの二酸化炭素吸収量（二酸化炭素の吸収速度）が変化する吸収材である。二酸化炭素吸収材１６は、例えば、リチウム系複合酸化物が設置されているフィルターであってもよく、該フィルターを気流が透過する際に該気流中に含まれる二酸化炭素が吸収される。二酸化炭素吸収材１６に設置されているリチウム系複合酸化物などの量は、所定の時間（例えば、通常連続運転を行う時間）車室内の二酸化炭素濃度を制御可能な量であり、かつ、二酸化炭素濃度制御装置１０が取り外して持ち運ぶこと（ポータブル化）が可能な量であればよい。
第２駆動エネルギー供給部（第２電力供給部）１３は、家庭用電源などの外部電源（第２電力供給源）１００への接続部（プラグ）と、プラグを通して入力されたＡＣ電力と、該ＡＣ電力を、再生制御部１４が対応しているＤＣ電力に変換するためのＡＣ‐ＤＣコンバーターを備えている。なお、第２駆動エネルギー供給部１３は、車外の電源から再生制御部１４に適合する電力を供給するものであればよく、例えば、電気自動車用の充電器および家庭用燃料電池などと接続するための接続部と、再生制御部１４に適合する電力変換するためのＡＣ‐ＤＣコンバーターであっても良い。また、第２駆動エネルギー供給部１３は、第１駆動エネルギー供給部１１に設けることが可能な電流制限手段などであっても良い。すなわち、外部電源１００は、第２駆動エネルギー供給部１３が二酸化炭素濃度制御装置１０へ電力を供給するための電力源の一例に過ぎない。
再生制御部１４は、二酸化炭素吸収材１６の温度を、二酸化炭素を放出可能な温度（例えば、リチウム系複合酸化物の場合、約３００℃）まで上昇させるためのヒーターを備えている。なお、再生制御部１４は、上記に限定されるものではなく、二酸化炭素吸収材１６の温度を、二酸化炭素を放出可能な温度（例えば、約３００℃）まで上昇させるように制御できるものであればよい。例えば、状態制御部１５２が二酸化炭素吸収材１６の温度を制御するために適用するヒーターおよびペルティエ素子を再生制御部１４として用いる構成であってもよい。
なお、ここでは、本発明の二酸化炭素濃度制御装置１０を、自動車などの車室内で使用される車載用の二酸化炭素濃度制御装置１０として記載したが、これに限定されない。第１駆動エネルギー供給部１１は、乾電池のような一次電池やリチウムイオン電池のような二次電池などから検出部１２および制御部１５へ電力を供給することが可能であるため、例えば、電源などが設けられていない密閉空間においても、二酸化炭素濃度制御装置１０は、該密閉空間内の二酸化炭素濃度を適切に制御することが可能である。加えて、二酸化炭素濃度制御装置１０をポータブル化することにより、二酸化炭素濃度を制御される対象となる閉鎖された空間側の構成を大きく変えることなく、二酸化炭素濃度制御装置１０を該空間に設置したり、該空間から取り外したりすることができる。また、密閉空間内で空気中の二酸化炭素を吸収した後に、該密閉空間内から第２駆動エネルギー供給部１３を介して再生制御部１４に電力を供給することが可能な場所へと二酸化炭素濃度制御装置１０を移動させ、二酸化炭素吸収材１６から二酸化炭素を放出させることができる。なお、二酸化炭素濃度制御装置１０のポータブル化については、後に説明する。
（二酸化炭素濃度制御装置１０の設置例）
次に、二酸化炭素濃度制御装置１０を自動車の車室内のダッシュボード付近に設置した場合について、図２を用いて説明する。図２は、二酸化炭素濃度制御装置１０を自動車の車室内に設置した場合の一例を示す図である。
図２に示すように、例えば、二酸化炭素濃度制御装置１０を助手席側に座するユーザの膝元付近に設置することができる。この際、二酸化炭素濃度制御装置１０の第１駆動エネルギー供給部１１のシガーソケットアダプタをシガーソケット３に差し込むことで、電力を二酸化炭素濃度制御装置１０に供給することができる。したがって、ハンドル２が存在する運転席の方の膝元に二酸化炭素濃度制御装置１０を設置することもできる。なお、第１駆動エネルギー供給部１１は、例えば、乾電池のような一次電池やリチウムイオン電池のような二次電池などでもよいため、二酸化炭素濃度制御装置１０を設置する位置はシガーソケット３の位置に制約されず、任意の位置に設置すればよい。また、車室が広いバスなどの車室内であれば、１つの車室内に複数の二酸化炭素濃度制御装置１０を設置してもよい。
このように、ポータブル型の二酸化炭素濃度制御装置１０は、車両自体の構成の再構成をする必要が無く、かつ、車室内の空気中の二酸化炭素濃度を長期間にわたって適切な値に制御することができる。さらに、ポータブル化された二酸化炭素濃度制御装置１０は、自動車の車室内のような狭い空間においても邪魔にならず、車室の居住性を損なうことがない。
（二酸化炭素濃度制御装置１０のポータブル化）
続いて、ポータブル化した二酸化炭素濃度制御装置１０について説明する。
単位体積当たりの二酸化炭素吸収量が多く、温度に依存して、単位時間当たりの二酸化炭素吸収量が変化する性質を有するリチウム系複合酸化物を二酸化炭素吸収材１６として適用することにより、二酸化炭素濃度制御装置１０を小型化（ポータブル化）することができる。これにより、閉鎖された空間に容易に適用可能であり、かつ、邪魔にならない。
しかしながら、二酸化炭素濃度制御装置１０をポータブル化するためには、二酸化炭素吸収材１６の量が制限されるため、吸収する二酸化炭素を定期的に再生する必要があるという問題があった。
例えば、自動車の車室内に運転者１人が存在する場合、締め切られた車室内の気体中の二酸化炭素濃度の上昇を防止するために要求される二酸化炭素吸収材１６の量は、二酸化炭素吸収材１６としてリチウム系複合酸化物を用いる場合、およそ１．３ｋｇあればよい。しかし、二酸化炭素吸収材１６に吸収した二酸化炭素を放出させて、二酸化炭素吸収材１６を再生（リフレッシュ）することができなければ、車内の二酸化炭素濃度を長い期間にわたって適切な値に制御することができない。すなわち、二酸化炭素吸収材１６を再生する手段を備えなければ、二酸化炭素濃度制御装置１０をポータブル化できたとしても、長い期間にわたって車室内で使用することができないという問題があった。さらに、二酸化炭素吸収材１６を再生するためには、該二酸化炭素吸収材１６を、例えば３００℃以上で過熱処理する必要があり、この加熱処理に要する電力を、車室内で得ることは困難であった。
そこで、本発明に係る二酸化炭素濃度制御装置１０は、空間の内部の空気中に含まれる二酸化炭素の濃度を検出する検出部１２と、二酸化炭素吸収材１６の二酸化炭素を吸収する吸収速度を制御する制御部１５と、二酸化炭素吸収材１６によって吸収された二酸化炭素を二酸化炭素吸収材１６から放出させて、該二酸化炭素吸収材１６を再生する再生制御部１４と、を備え、検出部１２、制御部１５、および再生制御部１４の各部を駆動させるための電力を、少なくとも２つ以上の電力供給源から供給する。例えば、検出部１２および制御部１５への電力は、第１駆動エネルギー供給部１１から供給し、再生制御部１４へは、第２駆動エネルギー供給部１３から供給する。すなわち、二酸化炭素濃度制御装置１０は少なくとも２つ以上の電力供給源から、電力の供給を受けることが可能である。これにより、二酸化炭素濃度制御装置１０を車室内から、再生制御部１４への電力を供給可能な電源が備えられている場所（家宅内など）に二酸化炭素濃度制御装置１０を移動させて、二酸化炭素吸収材１６を容易に、かつ定期的に再生することができる。車室内に持ち込んで二酸化炭素吸着剤１６に二酸化炭素を吸着させた二酸化炭素濃度制御装置１０を、車室から外に持ち出して、容易に二酸化炭素吸着剤１６を再生することができるため、二酸化炭素濃度制御装置１０を長期間にわたって利用することができる。
（二酸化炭素吸収材１６）
ここでは、状態決定部１５１の温度決定と、状態制御部１５２の温度制御について、図１０を用いて説明する。まず、図１０を用いて、二酸化炭素吸収材１６として利用するリチウム系複合酸化物の二酸化炭素を吸収する性質における温度特性について説明する。図１０は、リチウム系複合酸化物の単位時間当たりの二酸化炭素の吸収量の温度依存性の一例を示すグラフである。なお、ここでは、二酸化炭素吸収材１６としてリチウム系複合酸化物を利用して、二酸化炭素吸収材１６の温度を制御することで二酸化炭素を吸収する速度を制御する場合を例に挙げて説明するが、これに限定されない。二酸化炭素吸収材１６は、例えば、活性炭、ゼオライト、酸化ケイ砂（シリコン）、オルソチタン酸バリウム、多孔質セリウム酸化物などの無機物であってもよいし、アミン溶液およびポリアミンなどの有機物であってもよい。ただし、単位重量当たりに吸収可能な二酸化炭素の量がより多く、かつ、簡単な処理で吸収した二酸化炭素を放出する性質を有するものが好ましい。
リチウム系複合酸化物は単位重量当たりの二酸化炭素吸収量が、最大およそ３７ｗｔ％と多く、かつ、常温での二酸化炭素吸収速度が速いため、二酸化炭素濃度制御装置１０の二酸化炭素吸収材１６に適している。また、リチウム系複合酸化物による二酸化炭素の吸収は可逆的であり、リチウム系複合酸化物が空気中の二酸化炭素を吸収する速度（単位時間当たりの二酸化炭素吸収量）は、温度に依存している。ここで、リチウム系複合酸化物の単位時間当たりの二酸化炭素吸収量が最大（極大）になるときの、当該リチウム系複合酸化物の温度を温度Ｔａとする。すなわち、温度Ｔａは、二酸化炭素吸収材１６が空気中の二酸化炭素を吸収する速度が最大となる温度（至適温度）であり、この温度Ｔａは、大抵、室温より高い温度である。
図１０に示すように、温度Ｔｂより低い温度では、リチウム系複合酸化物の単位時間当たりの二酸化炭素吸収量はほぼ最小の単位時間当たりの二酸化炭素吸収量のまま、ほとんど変化しない。リチウム系複合酸化物の温度が温度Ｔｂから温度Ｔａまで上昇すると、該温度の上昇に応じて、リチウム系複合酸化物の単位時間当たりの二酸化炭素吸収量が増加する。温度Ｔａよりさらに高温になると、当該温度が上昇するにつれ単位時間における二酸化炭素吸収量が減少し、温度Ｔｕになると、単位時間における二酸化炭素吸収量はほとんど０となる。このように、リチウム系複合酸化物は、その温度に応じて単位時間当たりの二酸化炭素吸収量が制御可能な二酸化炭素吸収材１６である。なお、温度Ｔｕより高温になると、リチウム系複合酸化物の単位時間当たりの二酸化炭素吸収量が負、すなわち、リチウム系複合酸化物は、二酸化炭素を吸収するのではなく、逆に、吸収した二酸化炭素を放出するようになる。あるリチウム系複合酸化物の温度Ｔｕは、例えば、３００℃である。
次に、上述したリチウム系複合酸化物の温度と単位時間における二酸化炭素吸収量との相関を利用した、状態決定部１５１の温度決定および状態制御部１５２の温度制御について説明する。
検出部１２が検出した二酸化炭素濃度が設定値より大きい場合、空気中には過剰な二酸化炭素（健康を害するレベルの二酸化炭素）が含まれているといえる。この場合、状態決定部１５１は、リチウム系複合酸化物の温度を、単位時間における二酸化炭素吸収量が装置下限量より大きい量になるような温度（例えば、温度Ｔｂより高く温度Ｔａ以下の温度）と決定し、状態制御部１５２は、リチウム系複合酸化物の温度が状態決定部１５１において決定された温度になるよう制御する。当該温度制御により、リチウム系複合酸化物は、最小限の量より大きい量の二酸化炭素を吸収する。以降、リチウム系複合酸化物（二酸化炭素吸収材１６）が、装置下限量より大きい量の二酸化炭素を吸収することを単に「二酸化炭素を吸収する」と称する。
ここで、検出部１２が検出した二酸化炭素濃度が設定値より大きい場合、状態決定部１５１は、リチウム系複合酸化物の温度をＴａと決定することが望ましい。この場合、リチウム系複合酸化物の単位時間における二酸化炭素吸収量が最大であるので、二酸化炭素濃度制御装置１０は取り込んだ空気から最も多くの二酸化炭素を吸収することができる。したがって、二酸化炭素濃度制御装置１０は、空間内の二酸化炭素濃度をより早く下げることができるという利点がある。
また、状態決定部１５１は、検出部１２が検出した二酸化炭素濃度が設定値より大きい場合、リチウム系複合酸化物の温度をＴｂより大きく、Ｔａ未満の温度に決定してもよい。この場合、状態制御部１５２においてリチウム系複合酸化物を温度制御する（加熱する）ための電力を低減することができる。つまり、二酸化炭素濃度制御装置１０を省エネルギー化できるという利点がある。
一方、検出部１２が検出した二酸化炭素濃度が設定値以下の場合、空気中の二酸化炭素濃度は、健康を害するレベルではないといえる。この場合、状態決定部１５１は、リチウム系複合酸化物の温度を、単位時間における二酸化炭素吸収量が装置下限量になるような温度（例えばＴｂ以下の所定の値）に決定し、状態制御部１５２は、リチウム系複合酸化物の温度が状態決定部１５１において決定された温度になるよう制御する。当該温度制御により、リチウム系複合酸化物は空気中から極力二酸化炭素を吸収しなくなる。
ここで、検出部１２が検出した二酸化炭素濃度が設定値以下の場合、状態決定部１５１は、リチウム系複合酸化物の温度を室温と決定してもよい。この場合、状態制御部１５２はリチウム系複合酸化物から単に放熱させるだけでよく、温度制御に電力を使用する必要がなくなるという利点がある。
また、状態決定部１５１は、検出部１２が検出した二酸化炭素濃度が設定値以下の場合、リチウム系複合酸化物の温度を、温度Ｔａにより近い温度で、かつ単位時間における二酸化炭素吸収量が装置下限量になるような温度（例えば温度Ｔｂ）としてもよい。この場合、リチウム系複合酸化物は、二酸化炭素を吸収していない時でも温度Ｔａにより近い温度に保たれる。そのため、空気中の二酸化炭素濃度が変動し、二酸化炭素の吸収が必要になった場合、リチウム系複合酸化物の温度をより速く上昇させ、より速く二酸化炭素を吸収させることができるという利点がある。
以上のように、検出部１２が検出した二酸化炭素濃度に応じて、状態決定部１５１は予め設定された二酸化炭素濃度と、検出部１２が検出した二酸化炭素濃度とを比較して、リチウム系複合酸化物および状態制御部１５２はリチウム系複合酸化物の温度制御を行う。これにより、二酸化炭素濃度制御装置１０は、二酸化炭素濃度に応じてリチウム系複合酸化物自体の二酸化炭素の吸収量を制御することができる。そのため、空気中の二酸化炭素濃度に応じた適切な速度で、リチウム系複合酸化物に二酸化炭素を吸収させることができる。したがって、二酸化炭素濃度制御装置１０は、不必要な二酸化炭素の吸収を防止することができ、空気中の二酸化炭素濃度を適切な値に制御することができる。
（二酸化炭素吸収材１６に二酸化炭素を吸収させて、空気中の二酸化炭素濃度を制御する処理）
次に、二酸化炭素濃度制御装置１０が空間内の二酸化炭素濃度を制御する処理の一例を説明する。図３は、二酸化炭素濃度制御装置によって二酸化炭素濃度を制御する処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、ここでは、二酸化炭素濃度制御装置１０を図２に示すように、自動車の車室内に設置している場合を例に挙げて説明するがこれに限定されない。
第１駆動エネルギー供給部１１のプラグがシガーソケット３に差し込まれ、検出部１２および制御部１５への電力供給が開始されると（Ｓ１：第１電力供給ステップ）、二酸化炭素濃度制御装置１０は、検出部１２および二酸化炭素吸収材１６に空気を取り込む。なお、二酸化炭素濃度制御装置１０は、取り込んだ空気の一部または全部を検出部１２、および二酸化炭素吸収材１６へと送る。二酸化炭素吸収材１６は、該二酸化炭素吸収材１６を通過する空気中の二酸化炭素を吸収する。二酸化炭素吸収材１６が単位時間当たりに吸収する二酸化炭素の量は、該二酸化炭素吸収材１６の温度を制御することにより、多くしたり少なくしたりすることが可能である。
このように二酸化炭素濃度制御装置１０が動作しているとき、検出部１２は、取り込まれた空気の一部または全部から、所定の時間間隔で空気中の二酸化炭素濃度を検出している（Ｓ２：検出ステップ）。検出された二酸化炭素濃度は状態決定部１５１へ送信される。状態決定部１５１は、検出部１２が検出した二酸化炭素濃度が、設定値以下か否かを判定する（Ｓ３）。
検出部１２が検出した二酸化炭素濃度が設定値以下の場合（Ｓ３でＹＥＳ）、状態決定部１５１は、二酸化炭素吸収材１６の温度を、単位時間当たりの二酸化炭素吸収量が装置下限量となる温度（例えば、室温）と決定し、状態制御部１５２は、二酸化炭素吸収材１６の温度が、状態決定部１５１が決定した温度と等しくなるように温度制御を行う（Ｓ５：制御ステップ）。これにより、リチウム複合酸化物の単位時間における二酸化炭素吸収量は装置下限量となる。換言すると、空気中の二酸化炭素濃度の変動は、最小限に抑えられる。
一方、検出部１２の検出した二酸化炭素濃度が設定値より大きい場合（Ｓ３でＮＯ）、状態決定部１５１は、二酸化炭素吸収材１６の温度を温度Ｔａと決定する。そして、状態制御部１５２は二酸化炭素吸収材１６の温度を上昇させて温度Ｔａにする（Ｓ４：制御ステップ）。これにより、二酸化炭素吸収材１６は、温度Ｔａに応じた量の二酸化炭素を吸収可能な状態となる。
Ｓ３〜Ｓ５の処理は、検出部１２が二酸化炭素濃度を検出する度に行われ、第１駆動エネルギー供給部１１のプラグがシガーソケット３から外され、検出部１２および制御部１５への電源供給が停止するまで繰り返される。二酸化炭素濃度制御装置１０は、これらの処理制御を繰り返しながら、自装置への空気の取り込みおよび空間内への空気の排出を行うことで、空間内の二酸化炭素濃度が設定値の濃度になるように、二酸化炭素吸収材１６単位時間当たりの二酸化炭素吸収量を制御する。
上記処理によると、二酸化炭素濃度制御装置１０は、空気中の二酸化炭素濃度に応じて、二酸化炭素吸収材１６（リチウム複合酸化物）自体の単位時間における二酸化炭素吸収量を制御できる。そのため、空気中の二酸化炭素濃度に応じて、二酸化炭素吸収材１６に、適切な吸収量で二酸化炭素を吸収させることができる。したがって、二酸化炭素濃度制御装置１０は、不必要な二酸化炭素の吸収を防止することができ、空気中の二酸化炭素濃度を適切な値に保つことができる。
また、二酸化炭素濃度制御装置１０は、吸収材自体の単位時間における二酸化炭素吸収量を制御することにより、空間内の二酸化炭素濃度を制御するので、例えば空間から取り入れる空気量など複雑なパラメータを管理制御する必要がなく、空気から吸収する二酸化炭素の量を簡単に制御することができる。
なお、上記処理制御において検出部１２が二酸化炭素濃度を検出する時間間隔は、あらかじめ設定されていても良いし、ユーザが自由に設定できるようにしても良い。検出部１２が検出を行う時間間隔が短いほど、二酸化炭素吸収材１６の吸収量を高精度に制御可能になり、よって空間内の二酸化炭素濃度をより精密に制御することができるという利点がある。
以上の説明では、リチウム複合酸化物の単位時間における二酸化炭素吸収量を温度によって制御する場合について説明した。しかし、これに限定されず、温度以外の状態制御を行うことにより、二酸化炭素吸収材１６の単位時間における二酸化炭素吸収量を制御してもよい。この場合、検出部１２が検出した二酸化炭素濃度が設定値以下の場合（Ｓ１２でＹＥＳ）、状態決定部１５１は、二酸化炭素吸収材１６の状態を、二酸化炭素吸収材１６の単位時間における二酸化炭素吸収量が装置下限量になるような状態（値）と決定すればよい。また、検出部１２が検出した二酸化炭素濃度が設定値より大きい場合（Ｓ１２でＮＯ）、状態決定部１５１は、二酸化炭素吸収材１６の状態を、二酸化炭素吸収材１６の単位時間における二酸化炭素吸収量が装置下限量より大きい量になるような状態に決定すればよい。
（二酸化炭素吸収材１６を再生する処理）
続けて、二酸化炭素濃度制御装置１０の二酸化炭素吸収材１６に吸収した二酸化炭素を放出させて、二酸化炭素吸収材１６を再生する処理について、図４を用いて説明する。図４は、二酸化炭素濃度制御装置が備える二酸化炭素吸収材１６を再生する処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、ここでは、二酸化炭素濃度制御装置１０を設置していた車室内から、二酸化炭素濃度制御装置１０は車外（例えば、ガレージ内および家宅内など）に持ち出されている。
二酸化炭素濃度制御装置１０の第２駆動エネルギー供給部１３に設けられたプラグを家庭用コンセントに挿入し、再生制御部１４に電力の供給を開始する（Ｓ６：第２電力供給ステップ）と、再生制御部１４は、二酸化炭素吸収材１６が二酸化炭素を放出する所定の温度（例えば、約３００℃）にまで加熱する（Ｓ７：再生ステップ）。
加熱されて、所定の温度に到達した二酸化炭素吸収材１６は、吸収していた二酸化炭素を放出するようになる。二酸化炭素吸収材１６を所定の時間加熱した後に、再生制御部１４は加熱を終了する（Ｓ８）。なお、二酸化炭素吸収材１６を所定の温度での加熱は、例えば、二酸化炭素濃度制御装置１０がタイマを備え、二酸化炭素濃度制御装置１０の取り扱い説明書などに記載されている、予め定められた時間（例えば、１時間）で終了してもよい。または、二酸化炭素濃度制御装置１０が、二酸化炭素吸収材１６の重量などをモニターする状態検知部２１（後述の図８参照）をさらに備え、状態検知部２１は再生制御部１４と通信可能であり、再生制御部１４は、状態検知部が測定した二酸化炭素吸収材１６の重量が、二酸化炭素を吸収していないときの二酸化炭素吸収材１６の重量と比較して所定の割合（例えば、＋５ｗｔ％）だけ重い重量にまで減少したときに、加熱を終了してもよい。これにより、再生制御部１４は、二酸化炭素吸収材１６の再生のための加熱時間を、適切に制御することができる。よって、二酸化炭素吸収材１６の再生時に、無駄に長い加熱をしたり、不十分な再生をしたりすることを防ぐことができる。なお、上記タイマおよび状態検知部２１の双方を備え、いずれかの基準を満たせば加熱を終了する構成であってもよい。
また、第２駆動エネルギー供給部１３は、コンセントなどの外部電源への接続部との間にケーブルを備えており、ケーブルの少なくとも一部は平坦形状であってもよい。第２駆動エネルギー供給部１３は、ケーブルの少なくとも一部は平坦形状となっていることにより、平坦形状となっている部分を有さないケーブルでは接続が困難な位置にある外部電源にも接続することができる。例えば、平坦形状を有さないケーブルは通ることができない幅の隙間を、少なくとも一部が平坦形状となっているケーブルは通ることが可能である。
二酸化炭素吸収材１６を再生する処理では、二酸化炭素吸収材１６に吸着されていた二酸化炭素が放出される。このため、二酸化炭素濃度上昇の危険性が伴わない、例えば、家宅外（野外）で、二酸化炭素吸収材１６の再生を行うことが望ましい。ケーブルの接続部を家宅内のコンセントに接続した状態で二酸化炭素濃度制御装置１０を家宅外に置く場合、窓やドアにケーブルを通す必要があるため、ケーブルが邪魔になって窓やドアを閉め切ることができない。そこで、ケーブルの少なくとも一部は平坦形状となっていて、家宅等の窓やドアが閉め切られても、窓と窓枠との間隙やドアとドア枠との間隙を、断線することなく通すことができるように構成してもよい。この平坦形状を有する部分のケーブルの厚さは、２ｍｍ以下とすることが好ましく、さらに１ｍｍ以下とすることがより好ましく、さらに０．５ｍｍ以下とすることがより好ましい。一方、この平坦形状のケーブルの幅は任意であればよく、例えば、平坦形状ではない部分のケーブルの幅より広くしてもよい。
この平坦形状を有する部分を窓と窓枠との間や、ドアとドア枠との間に挟むようにすれば、二酸化炭素濃度制御装置１０を屋外に置いた状態で、ケーブルの接続部を家宅内にあるコンセントに接続し、家宅の窓やドアを閉めて、家宅を遮蔽することができる。よって、家宅内（屋内）の二酸化炭素濃度上昇の危険性がない状態で、二酸化炭素吸収材１６の再生を行うことができる。
（二酸化炭素吸収材１６を再生する処理を利用した二酸化炭素濃度の制御する変形例）
なお、二酸化炭素濃度制御装置１０は、二酸化炭素吸収材１６を閉鎖された空間において再生する処理を行うことで、該空間の空気中の二酸化炭素濃度を上昇させることも可能である。ここでは、二酸化炭素吸収材１６を再生する処理を利用した二酸化炭素濃度の制御例について、簡単に説明する。
二酸化炭素の濃度は、大気中では通常、およそ４００ｐｐｍ程度である。そして、二酸化炭素濃度が高くなると人体などに影響を及ぼすことは、前述したとおりである。一方で、二酸化炭素濃度の濃度は低すぎても人体に悪影響を及ぼすことが知られている（例えば、呼吸性アルカローシス）。
二酸化炭素濃度制御装置１０は、検出部１２によって検出された二酸化炭素濃度が通常の大気の濃度に比べて低い場合（例えば、２００ｐｐｍなど）、状態決定部１５１は、二酸化炭素吸収材１６を所定の温度を、二酸化炭素を二酸化炭素吸収材１６から放出させる所定の温度（例えば、３００℃以上）として決定する。決定された温度を含む情報は、状態制御部１５２へと出力される。状態制御部１５２は、ヒーターによって二酸化炭素吸収材１６を加温し、二酸化炭素吸収材１６の温度が、状態決定部１５１から取得した温度となるように制御する。なお、検出部１２が、検出する二酸化炭素濃度が、通常の二酸化炭素濃度（例えば、４００ｐｐｍ）にまで上昇したことを検出したとき、状態決定部１５１は、二酸化炭素吸収材１６の温度を、単位時間当たりの二酸化炭素吸収量が、装置下限量となる温度に決定してもよい。
このように、二酸化炭素濃度制御装置１０は、二酸化炭素吸収材１６による二酸化炭素の吸収を制御する手段に加えて、二酸化炭素吸収材１６からの二酸化炭素の放出を制御する手段も備えていてもよい。これにより、閉鎖された空間内の空気中の二酸化炭素濃度を適切な濃度となるように制御することができる。
（二酸化炭素濃度制御装置１０の適用例）
図１〜図３では、本発明に係る二酸化炭素濃度制御装置１０を自動車の車室内に設置した場合を例示して説明したが、これに限定されない。例えば、ユーザがほぼ密閉された空間内において作業したり、生活したりする場合、その密閉された空間に設置して好適に利用することができる。このような、ほぼ密閉された空間の例としては、窓およびドアを閉めきった家宅（浴室を含む）内、自動車（機器）の車室内、セスナ（機器）などの飛行機のコックピット内、船舶（機器）の船室内、潜水艦（機器）の艦内などが挙げられる。
また、本発明の二酸化炭素濃度制御装置１０によって、内部の二酸化炭素濃度を制御される空間としては、飼育設備（機器）、培養設備（機器）、および栽培設備（組み換え植物の栽培施設を含む）（機器）などが挙げられる。
その他、研究施設などの恒温室（低温室を含む）（機器）内、シェルター（機器）内、地下室（機器）内においても、二酸化炭素濃度制御装置１０は、それらのほぼ密閉された空間の内部の二酸化炭素濃度を適切に制御することが可能である。
〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、図５および図６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。本実施形態では、前述の実施形態と異なり、二酸化炭素濃度制御装置１０は、車室内のダッシュボードに組み込まれている、エアコン（空調装置）からの空調気流の吹き出し口（噴出口）７付近に設けられる。図５は、本発明の実施形態２に係る二酸化炭素濃度制御装置１０を自動車の車室内に設置した場合の一例を示す図である。エアコンの空調気流を二酸化炭素濃度制御装置１０の内部の二酸化炭素吸収材１６に誘導することにより、効率的に車室内の二酸化炭素濃度を制御することができる。
エアコンの空調気流を利用する二酸化炭素濃度制御装置１０の設置方法について、図６を用いて説明する。図６は、図５の二酸化炭素濃度制御装置１０の設置方法を説明する概略図である。
図６の（ａ）および図６の（ｂ）に示すように、空調気流の吹き出し口７付近に二酸化炭素濃度制御装置１０を固定する取り付けフック１９が、エアコンの空調気流の吹き出し口７に設けられたフィン７１に取り付けられる。さらに、空調気流の吹き出し口７から吹き出す気流５０ａを効率的に取り入れることができる位置に開口部（気流取り込み部）１８ａが設けられ、気流の吹き出し方向には、開口部（気流取り込み部）１８ｂが設けられている。開口部１８ｂからは、二酸化炭素濃度制御装置１０を通過した気流５０ｂが噴き出す。これにより、開口部１８ａから開口部１８ｂへと気流が通る流路が確保され、その流路中に二酸化炭素吸収材１６（および、検出部１２）が配されている。なお、二酸化炭素濃度制御装置１０の開口部１８ａおよび開口部１８ｂの高さを調整する機構が二酸化炭素濃度制御装置１０の底面などに設けられていても良い。
自動車の車室内などの密閉された空間においては、二酸化炭素は人体への悪影響（例えば１０００ｐｐｍ程度の二酸化炭素は、集中力の低下や眠気の誘因となる）があることから、二酸化炭素濃度が増加しないように長期にわたって抑制する必要がある。室内の空気を利用（循環）するエアコンを用いる場合には特に注意が必要である。本実施形態に係る二酸化炭素濃度制御装置１０は、自装置に空気を取り込むためのファンなどを設けることなく、エアコンの空調気流を利用することができるため、効率的な二酸化炭素濃度の制御を行うことができる。
なお、本実施形態に係る二酸化炭素濃度制御装置１０は、二酸化炭素濃度を制御する対象となる空間内に設けられたエアコンの吹き出し口に適用することが可能であり、自動車の車室内のエアコンに限定されない。
〔実施形態３〕
続いて、空調気流吹き出し口７付近に二酸化炭素濃度制御装置１０を固定する別の方法について図７を用いて説明する。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７は、本発明の実施形態３に係る二酸化炭素濃度制御装置１０を自動車の車室内に設置した場合の一例を示す図である。
図７に示すように、自動車のダッシュボードなどに備えられたカップホルダーなどの凹部３０が、エアコンの気流５０ａが吹き出す吹き出し口７より車室側に設けられている場合がある。二酸化炭素濃度制御装置１０を、このダッシュボードに設けられたカップホルダーなどの凹部３０に挿入することで、二酸化炭素濃度制御装置１０を空調気流の吹き出し口７付近に固定してもよい。なお、二酸化炭素濃度制御装置１０の開口部（気流取り込み部）１８ａ（図６参照）の高さを調整する機構が二酸化炭素濃度制御装置１０の底面などに設けられていても良い。すなわち、既存のエアコンの空気噴出口から噴出される風を効率的に二酸化炭素濃度制御装置１０に取り込むための手段を備えてもよい。
〔実施形態４〕
本発明の他の実施形態について、図８および図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。図８は、本発明の実施形態４に係る二酸化炭素濃度制御装置１０ａの概略構成例を示す図である。図９は、図８に示す二酸化炭素濃度制御装置１０ａの二酸化炭素吸収材１６に吸収した二酸化炭素の量に応じてアラームを出力する（通知する）処理の流れの一例を示すフローチャートである。
本実施形態に係る二酸化炭素濃度制御装置１０ａは、報知部（通知部）１７をさらに備えている。報知部１７は、二酸化炭素吸収材１６に吸収した二酸化炭素の量を検知する状態検知部２１、二酸化炭素吸収材１６の状態を管理するための状態管理部２２、およびユーザに対して二酸化炭素吸収材１６に吸収した二酸化炭素の量が所定量に達し、再生すべき時期になったことを警告するアラーム出力部２３を備えている。
状態検知部２１は、二酸化炭素吸収材１６の重量変化をモニターするセンサであり、例えば、二酸化炭素濃度制御装置１０ａが取り付けフック１９によって支持されている場合、取り付けフック１９が本体を支持する際に生じる荷重を測定する圧力センサであってもよい。二酸化炭素吸収材１６として、リチウム系酸化物を利用した場合、吸収可能な二酸化炭素の量が二酸化炭素吸収材１６自身の重さの３７％に達するため、二酸化炭素吸収材１６の重量変化をモニターすることで、吸収された二酸化炭素の量を検知することができる。なお、状態検知部２１は上記に限るものではなく、二酸化炭素吸収材１６に吸収した二酸化炭素の量を検知できるものであればよく、例えば、二酸化炭素吸収材１６の電気抵抗などを測定することによって吸収している二酸化炭素の量を検知する機構を用いたものであってもよい。ただし、二酸化炭素濃度制御装置１０ａを製造する際のコストの増加を抑制するため、単純な機構により本体の重量増加を検知できる圧力センサなどを適用することが望ましい。なお、圧力センサに加えて、二酸化炭素濃度制御装置１０ａに別途加速度センサを設けてもよい。加速度センサを用いて車の振動を検知し、圧力センサによる検知結果に含まれ得る誤差を低減することも可能である。
また、状態検知部２１が、二酸化炭素濃度制御装置１０ａの稼働時間、すなわち制御部１５の稼働時間を積算しており、制御部１５の稼働時間に基づいて、状態検知部２１が二酸化炭素吸収材１６に吸収した二酸化炭素の量を推定する推定機構を備える構成であっても良い。ここで、「積算稼働時間」とは、ある場合において、二酸化炭素吸着剤１６に連続して、または断続的に、二酸化炭素を吸着させた時間の合計であり、言い換えれば、二酸化炭素吸着剤１６を再生した後、次に再生するまでの制御部１５の稼働時間の合計である。二酸化炭素吸収材１６に吸収した二酸化炭素の量を、車の振動により誤差が生じやすい圧力センサや、測定誤差が生じやすい電気抵抗などを利用して測定しても正確に測定できるとは限らない。そこで、二酸化炭素濃度制御装置１０ａを上記のように構成することにより、二酸化炭素吸収材１６に吸収した二酸化炭素の量を着実に見積もるようにしてもよい。また、このように構成すれば、二酸化炭素吸収材１６に吸収した二酸化炭素の量を状態検知部２１が推定するため要するコストを低減させることも可能である。
状態管理部２２は、予め設定された設定値と、状態検知部２１で検知した値とを比較し、状態検知部２１が検知した値が設定値を上回った場合に、アラーム出力部２３にアラームを出力させるように制御する。
アラーム出力部２３は、状態管理部２２からの制御に従って、ユーザに警告を発する。警告としては、音（警告音）を発してもよいし、光（警告灯）を点灯してもよく、ユーザの注意を喚起するものであればよい。
このように、実施形態４に係る二酸化炭素濃度制御装置１０ａは、状態検知部２１が検知した二酸化炭素吸収材１６が吸収している二酸化炭素の量に基づいて、状態管理部２２がアラームを発するか否かを決定し、アラーム出力部を制御する。これにより、二酸化炭素濃度制御装置１０ａは、二酸化炭素濃度を制御可能な状態か否かをユーザに知らせることができる。よって、適切に二酸化炭素吸着剤１６の再生が可能となり、車室内などの空間における二酸化炭素濃度の制御を適切に行うことができる。
続いて、本実施形態に係る二酸化炭素濃度制御装置１０ａが、二酸化炭素吸収材１６に吸収した二酸化炭素の量に応じてアラームを出力する処理の流れについて、図９を用いて説明する。図９は、図８に示す二酸化炭素濃度制御装置１０ａの二酸化炭素吸収材１６に吸収した二酸化炭素の量に応じてアラームを出力する処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、ここでは自動車の車室内で二酸化炭素濃度制御装置１０ａを使用した場合を例に挙げて説明するが、これに限定されるものではない。
第１駆動エネルギー供給部１１のプラグがシガーソケット３に差し込まれ、検出部１２、制御部１５、および報知部１７への電力供給が開始されると（Ｓ１ａ：第１電力供給ステップ）、二酸化炭素濃度制御装置１０ａは、検出部１２および二酸化炭素吸収材１６に空気を取り込む。なお、二酸化炭素濃度制御装置１０ａは、エアコンの空調気流の一部を取り込んでもよく、取り込んだ気流の一部または全部を検出部１２、および二酸化炭素吸収材１６へと送る。二酸化炭素吸収材１６は、該二酸化炭素吸収材１６を通過する空気中の二酸化炭素を吸収する。
状態検知部２１は、二酸化炭素吸収材１６が吸収している二酸化炭素の量を検知する（Ｓ９）。状態管理部２２は、予め設定された設定値と、状態検知部２１で検知した値（二酸化炭素吸収材１６の重量など）とを比較し、状態検知部２１が検知した値が設定値を上回った場合（Ｓ１０においてＮＯ）に、アラーム出力部２３にアラームを出力させるように制御する。
アラーム出力部２３は、状態管理部２２の制御に従って警報を発する（Ｓ１１）。
〔実施形態５〕
二酸化炭素濃度制御装置１０ａは、状態検知部２１が検知した二酸化炭素吸収材１６が吸収する二酸化炭素の量の変化速度に基づいて、状態管理部２２がアラームを発するか否かを決定し、アラーム出力部２３を制御してもよい。
低温室、実験室などのほぼ閉鎖された空間の中で、ドライアイスを用いる場合、急激な二酸化炭素濃度の上昇に注意が必要である。本実施形態に係る二酸化炭素濃度制御装置１０ａは、一定時間の間に二酸化炭素濃度が、所定の速度以上で上昇したことを状態検知部２１が検知すると、状態管理部２２は、ユーザに対してアラーム出力部２３からアラームが出力されるように制御する。これにより、ユーザに対して、速やかな退出、または外気を用いた換気を開始するように促すことができる。
なお、急激な二酸化炭素濃度の上昇は、検出部１２においても検出される。検出部１２が高濃度の二酸化炭素を検出した場合には、状態管理部２２が検出結果を取得して、ユーザに対してアラーム出力部２３からアラームが出力されるように制御してもよい。
〔まとめ〕
本発明の態様１に係る二酸化炭素濃度制御装置（１０）は、二酸化炭素濃度が制御される対象となる空間内の空気中に含まれる二酸化炭素の濃度を、該二酸化炭素の吸収速度が制御可能な吸収材（二酸化炭素吸収材１６）を用いて制御するポータブル型の二酸化炭素濃度制御装置であって、上記二酸化炭素の濃度を検出する検出部１２と、上記吸収材の上記吸収速度を制御する制御部１５と、上記吸収材によって吸収された二酸化炭素を該吸収材から放出させて、上記吸収材によって吸収された二酸化炭素を該吸収材から放出させて、該吸収材を再生する再生部（再生制御部１４）と、上記検出部および上記制御部を駆動させるための電力を第１電力供給源から供給する第１電力供給部（第１駆動エネルギー供給部１１）と、上記再生部を駆動させるための電力を上記第１電力供給源と異なる第２電力供給源から供給する第２電力供給部（第２駆動エネルギー供給部１３）とを備えている。
上記の構成によれば、二酸化炭素濃度制御装置は、上記吸収材によって吸収された二酸化炭素を放出させて、該吸収材を再生する再生部を駆動させるための電力を上記第１電力供給源と異なる第２電力供給源から供給する。これにより、再生部を駆動させるための電力は、第１電力供給源と異なる第２電力供給源から供給する。これにより、吸収材の再生に必要な電力を十分に確保することができる。よって、二酸化炭素濃度を制御される対象となる空間内の空気中の二酸化炭素濃度を長期間にわたって適切な値に制御することができる。加えて、二酸化炭素濃度制御装置がポータブル型であることにより、二酸化炭素濃度を制御される対象となる空間側の構成を大きく変えることなく、該空間に対して二酸化炭素濃度制御装置を適用することができる。
本発明の態様２に係る二酸化炭素濃度制御装置は、上記態様１において、上記第１電力供給部は、上記空間内に存在する第１電力供給源から、上記検出部および上記制御部を駆動させるための電力を供給し、上記第２電力供給部は、上記空間の外に存在する第２電力供給源から、上記再生部を駆動させるための電力を供給してもよい。
上記の構成によれば、二酸化炭素濃度制御装置によって二酸化炭素濃度が制御させる対象となる空間の外に存在する第２電力供給源から、上記再生部を駆動させるための電力を供給する。これにより、吸収材の再生に必要な電力を、二酸化炭素濃度が制御させる対象となる空間の外において供給することができる。よって、吸収材の再生に必要な電力を安定的に確保することができる。
本発明の態様３に係る二酸化炭素濃度制御装置は、上記態様２において、上記第２電力供給部には、上記空間の外に存在する第２電力供給源から電力を得るためのケーブルが設けられており、上記ケーブルの少なくとも一部は平坦形状となっていてもよい。
ケーブルの少なくとも一部が平坦形状となっていることにより、平坦形状となっている部分を有さないケーブルでは電力を得ることが困難な第２電力供給源からも、電力を得ることが可能である。例えば、平坦形状を有さないケーブルは通ることができない幅の隙間を、少なくとも一部が平坦形状となっているケーブルは通ることができる。
本発明の態様４に係る二酸化炭素濃度制御装置は、上記態様１から３のいずれかにおいて、上記空間には、該空間の内部に向けて空気を噴出する噴出口を有する空調装置（エアコン７）が設けられており、上記噴出口から噴出する空気の一部を上記吸収材に誘導する気流取り込み部（開口部１８ａ）をさらに備えてもよい。
上記の構成によれば、空調装置の噴出口から噴出する空気の一部を二酸化炭素濃度制御装置に誘導する。これにより、空調装置の気流を二酸化炭素濃度制御装置の吸収材に導入することにより、効率的に車室内の二酸化炭素濃度を制御することができる。
本発明の態様５に係る二酸化炭素濃度制御装置は、上記態様１から４のいずれかにおいて、上記吸収材が吸収した二酸化炭素の量が所定量に達したことを、ユーザに通知する通知部（報知部１７）をさらに備えてもよい。
上記の構成によれば、吸収材が吸収した二酸化炭素の量に基づいて、吸収材が吸収した二酸化炭素の量が所定量に達したことをユーザに通知する。これにより、二酸化炭素濃度制御装置は、二酸化炭素濃度を制御可能な状態か否か、をユーザに知らせることができる。よって、適切に二酸化炭素の再生が可能となり、車室内などの空間における二酸化炭素濃度の制御を適切に行うことができる。
本発明の態様６に係る二酸化炭素濃度制御装置は、上記態様５において、上記通知部は、上記制御部の稼働時間を積算した積算稼働時間に基づいて上記吸収材が吸収した二酸化炭素の量を推定する推定機構を備え、上記吸収材が吸収した二酸化炭素の量が所定量に達したことが該推定機構によって推定された場合に、上記吸収材が吸収した二酸化炭素の量が所定量に達したことをユーザに通知しても良い。
例えば、車室内の上記吸収材が吸収した二酸化炭素の量を、圧力センサや電気抵抗などを利用して測定した場合、車の振動などに起因する測定誤差が生じて、正確に測定できない虞がある。上記の構成によれば、上記制御部の積算稼働時間から、上記吸収材が吸収した二酸化炭素の量が所定量に達したことが推定された場合に、上記吸収材が吸収した二酸化炭素の量が所定量に達したことをユーザに通知する。これにより、上記吸収材が吸収した二酸化炭素の量を、圧力センサや電気抵抗などを利用して測定するのではなく、上記制御部の積算稼働時間に基づいて推定し、この推定結果に基づいてユーザに通知することができる。よって、測定誤差の発生による誤通知を回避することができる。
また、本発明の態様７に係る二酸化炭素濃度制御装置は、上記態様１から４のいずれかにおいて、上記吸収材が吸収する二酸化炭素の吸収速度が所定の速度以上であることを、ユーザに通知する通知部（報知部１７）をさらに備えてもよい。
上記の構成によれば、吸収材が吸収した二酸化炭素の吸着速度が所定の速度以上であることをユーザに通知する。これにより、二酸化炭素濃度制御装置は、現在の二酸化炭素濃度が高い状態か否か、を迅速かつ適切にユーザに知らせることができる。
本発明の態様８に係る二酸化炭素濃度制御装置は、上記態様１から７のいずれかにおいて、上記空間は、自動車の車室内であってもよい。
本発明の態様９に係る機器は、上記態様１から８のいずれかに記載の二酸化炭素濃度制御装置を備えている。
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、空気中の二酸化炭素濃度を制御する二酸化炭素濃度制御装置、および、該二酸化炭素濃度制御装置を搭載する機器などに利用することができる。
３ シガーソケット（第１電力供給源）
１０ 二酸化炭素濃度制御装置
１１ 第１駆動エネルギー供給部（第１電力供給部）
１２ 検出部
１３ 第２駆動エネルギー供給部（第２電力供給部）
１４ 再生制御部（再生部）
１５ 制御部
１６ 二酸化炭素吸収材（吸収材）
１７ 報知部（通知部）
１８ａ 開口部（気流取り込み部）
２３ アラーム出力部
１００ 外部電源（第２電力供給源）

Claims (9)

  1. 二酸化炭素濃度が制御される対象となる空間内の空気中に含まれる二酸化炭素の濃度を、該二酸化炭素の吸収速度が制御可能な吸収材を用いて制御するポータブル型の二酸化炭素濃度制御装置であって、
    上記二酸化炭素の濃度を検出する検出部と、
    上記吸収材の上記吸収速度を制御する制御部と、
    上記吸収材によって吸収された二酸化炭素を該吸収材から放出させて、該吸収材を再生する再生部と、
    上記検出部および上記制御部を駆動させるための電力を第１電力供給源から供給する第１電力供給部と、
    上記再生部を駆動させるための電力を上記第１電力供給源と異なる第２電力供給源から供給する第２電力供給部と、を備えることを特徴とする二酸化炭素濃度制御装置。
  2. 上記第１電力供給部は、上記空間内に存在する第１電力供給源から、上記検出部および上記制御部を駆動させるための電力を供給し、
    上記第２電力供給部は、上記空間の外に存在する第２電力供給源から、上記再生部を駆動させるための電力を供給することを特徴とする請求項１に記載の二酸化炭素濃度制御装置。
  3. 上記第２電力供給部には、上記空間の外に存在する第２電力供給源から電力を得るためのケーブルが設けられており、
    上記ケーブルの少なくとも一部は平坦形状となっていることを特徴とする請求項２に記載の二酸化炭素濃度制御装置。
  4. 上記空間には、該空間の内部に向けて空気を噴出する噴出口を有する空調装置が設けられており、
    上記噴出口から噴出する空気の一部を上記吸収材に誘導する気流取り込み部をさらに備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の二酸化炭素濃度制御装置。
  5. 上記吸収材が吸収した二酸化炭素の量が所定量に達したことを、ユーザに通知する通知部をさらに備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の二酸化炭素濃度制御装置。
  6. 上記通知部は、上記制御部の稼働時間を積算した積算稼働時間に基づいて上記吸収材が吸収した二酸化炭素の量を推定する推定機構を備え、上記吸収材が吸収した二酸化炭素の量が所定量に達したことが該推定機構によって推定された場合に、上記吸収材が吸収した二酸化炭素の量が所定量に達したことをユーザに通知することを特徴とする請求項５に記載の二酸化炭素濃度制御装置。
  7. 上記吸収材が吸収する二酸化炭素の吸収速度が所定の速度以上であることを、ユーザに通知する通知部をさらに備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の二酸化炭素濃度制御装置。
  8. 上記空間は、自動車の車室内であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の二酸化炭素濃度制御装置。
  9. 請求項１から８のいずれか１項に記載の二酸化炭素濃度制御装置を備えることを特徴とする機器。
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