(57)【要約】  二酸化炭素濃度の制御に係る消費エネルギーおよびコストを削減する。ＣＯ２濃度制御システム（１００〜１０５）は、ＣＯ２濃度を測定する測定部（２０）と、自己の温度に応じた速度でＣＯ２を吸収するＣＯ２吸収材（３１）を有するＣＯ２吸収部（３０）と、動力装置（４０）の排熱を利用してＣＯ２吸収材（３１）の温度を制御することでＣＯ２吸収材（３１）のＣＯ２吸収速度を制御する制御部（１０）とを備える。
2016027608.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定空間内の空気中の二酸化炭素濃度を検出する検出部と、
上記空気中に含まれる二酸化炭素を吸収する吸収材を有する吸収部であって、該吸収材の温度に応じて二酸化炭素の吸収速度が制御可能な吸収部と、
上記検出部によって検出された二酸化炭素濃度に応じて、上記吸収材の温度を制御することにより、上記吸収材の二酸化炭素の吸収速度を制御する吸収速度制御部と、を備えた二酸化炭素濃度制御システムであって、
上記吸収速度制御部は、上記吸収材の温度制御に、上記所定空間及び／又は上記所定空間の関連物に利用されるエネルギー源および動力源の少なくともいずれかとなる動力装置にて発生した排熱を利用することを特徴とする二酸化炭素濃度制御システム。
【請求項２】
上記所定空間は輸送機関の室内であり、
上記動力装置は、上記輸送機関を駆動するためのエネルギーおよび動力の少なくともいずれかを生み出す装置であ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システム。
【請求項３】
上記輸送機関は自動車であ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システム。
【請求項４】
上記動力装置は、排熱を含む排気ガスを排出し、
上記動力装置が排出した上記排気ガスに含まれる熱を利用して熱媒体を加熱する熱交換器を備え、
上記吸収速度制御部は、上記熱交換器により加熱された上記熱媒体の熱を利用して上記吸収材の温度を制御す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システム。
【請求項５】
所定空間内の空気中の二酸化炭素濃度を検出する検出部と、
上記空気中に含まれる二酸化炭素を吸収する吸収材を有する吸収部であって、該吸収材の温度に応じて二酸化炭素の吸収速度が制御可能な吸収部と、
上記検出部によって検出された二酸化炭素濃度に応じて、上記吸収材の温度を制御することにより、上記吸収材の二酸化炭素の吸収速度を制御する吸収速度制御部と、を備え、
上記吸収速度制御部は、上記吸収材の温度制御に、動力装置にて発生した排熱を利用することを特徴とする二酸化炭素濃度制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二酸化炭素濃度を制御する二酸化炭素濃度制御システム等に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、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。このような換気制限可能な空間で換気を制限する場合、人間の呼吸により空気中の酸素濃度の低下および二酸化炭素濃度の上昇が起こる。【０００３】
ここで、人間が存在する空間では、特に二酸化炭素濃度を適正値に保つことが重要である。なぜならば、換気制限下の空間では、空気中の二酸化炭素濃度が人体に有害な値まで上昇する方が、酸素濃度が人体に有害な値まで低下するよりも速いからである。【０００４】
例えば、換気を制限した自動車に１人の人間が乗車している場合、酸素濃度が大気中の値（約２１％）から安全の限界と言われる値（１８％）まで低下する時間は約５時間であるのに対し、二酸化炭素濃度が大気中の値（約４００ｐｐｍ）から健康に害を及ぼす危険があると言われる値（３０００ｐｐｍ）まで上昇する時間は約３０分と極めて短い。【０００５】
したがって、人が存在する空間では、まず二酸化炭素濃度の上昇を抑えることが重要である。そして、二酸化炭素濃度の上昇を防ぐため、空気中の二酸化炭素を除去する技術が開発されている。例えば、特許文献１には、アミン系有機物質を付着させた吸着剤を用いて、空気中の二酸化炭素を吸着除去する技術が開示されている。また、特許文献２には、活性炭を用いて空気中の炭酸ガスを吸着除去する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】日本国公告特許公報「特公平３−３９７２９号公報（公告日：１９９１年６月１４日）」
【特許文献２】日本国公開特許公報「特開２００１−３１７７８０号公報（公開日：２００１年１１月１６日）」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来技術では二酸化炭素の吸収量の調節が不可能または困難であるため、空気中の二酸化炭素濃度を適切な値に制御することが難しい。【０００８】
具体的には、特許文献１に記載の吸着材、または特許文献２に記載の活性炭を二酸化炭素吸収材として用いた場合、当該吸収材自体の、単位時間あたりの二酸化炭素の吸収量（吸収速度）を調節することはできない。そのため、空間内の二酸化炭素濃度が適切な値である場合でも、不必要に二酸化炭素を吸収してしまう虞があった。【０００９】
この問題を解決するためには、二酸化炭素の吸収速度を制御可能な吸収材を用いることが考えられる。しかしながら、二酸化炭素の吸収速度を制御可能な吸収材を用いる場合、吸収速度の制御のためエネルギーが別途必要になる。【００１０】
例えば、吸収材の温度を制御することにより二酸化炭素の吸収速度を制御する場合、吸収材を加熱するためにエネルギーが必要になるので、二酸化炭素濃度の制御にあたり消費エネルギーが増加する虞があった。また、上記エネルギーを生み出すための装置または部品なども必要なため部品数が増加してしまう虞があった。【００１１】
本発明は、上記問題点に鑑みたものであり、その目的は、二酸化炭素濃度の制御に係る消費エネルギーの削減および当該制御に係るシステム全体のコストの抑制を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
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システムは、所定空間内の空気中の二酸化炭素濃度を検出する検出部と、上記空気中に含まれる二酸化炭素を吸収する吸収材を有する吸収部であって、該吸収材の温度に応じて二酸化炭素の吸収速度が制御可能な吸収部と、上記検出部によって検出された二酸化炭素濃度に応じて、上記吸収材の温度を制御することにより、上記吸収材の二酸化炭素の吸収速度を制御する吸収速度制御部と、を備えた二酸化炭素濃度制御システムであって、上記吸収速度制御部は、上記吸収材の温度制御に、上記所定空間及び/又は上記所定空間の関連物に利用されるエネルギー源および動力源の少なくともいずれかとなる動力装置にて発生した排熱を利用することを特徴としている。【００１３】
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、所定空間内の空気中の二酸化炭素濃度を検出する検出部と、上記空気中に含まれる二酸化炭素を吸収する吸収材を有する吸収部であって、該吸収材の温度に応じて二酸化炭素の吸収速度が制御可能な吸収部と、上記検出部によって検出された二酸化炭素濃度に応じて、上記吸収材の温度を制御することにより、上記吸収材の二酸化炭素の吸収速度を制御する吸収速度制御部と、を備え、上記吸収速度制御部は、上記吸収材の温度制御に、動力装置にて発生した排熱を利用することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の一態様によれば、二酸化炭素濃度の制御に係る消費エネルギーの削減および当該制御に係るシステム全体のコストの抑制を実現することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態１に係る二酸化炭素（ＣＯ２）濃度制御システムの構成を示す図である。
【図２】上記ＣＯ２濃度制御システムに含まれる熱交換器の構造の一例を示す図である。
【図３】リチウム複合酸化物の温度と、ＣＯ２吸収速度との関係の一例を示すグラフである。
【図４】二酸化炭素濃度制御システムにおいてＣＯ２濃度制御装置がＣＯ２濃度を制御する処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】上記ＣＯ２濃度制御装置における、ＣＯ２濃度と、設定値と、ＣＯ２吸収材の設定温度との関係を示すテーブルである。
【図６】上記ＣＯ２濃度制御装置の温度制御処理の他の一例を示している。
【図７】上記ＣＯ２濃度制御装置の温度制御処理のさらに他の一例を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施形態２に係るＣＯ２濃度制御システムの構成を示す図である。
【図９】本発明の実施形態３に係るＣＯ２濃度制御システムの構成を示す図である。
【図１０】上記ＣＯ２濃度制御システムに含まれる熱交換器の構造の一例を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態４に係るＣＯ２濃度制御システムの構成を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態５に係るＣＯ２濃度制御システムの構成を示す図である。
【図１３】本発明の実施形態６に係るＣＯ２濃度制御システムの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
〔実施形態１〕
本発明の第１の実施形態について説明すれば、以下の通りである。まず、本実施形態に係るＣＯ２濃度制御システム１００の構成を、図１に基づいて説明する。
【００１７】
≪ＣＯ２濃度制御システム≫
図１は、本実施形態に係るＣＯ２濃度制御システム１００の構成を示す図である。ＣＯ２濃度制御システム１００は、ＣＯ２濃度制御装置１（二酸化炭素濃度制御装置）と、動力装置４０と、熱交換器５０と、流量調節弁６０とで構成される。なお、図中の太矢印は、後述する熱媒体の流れを示している。以降、熱媒体の流れは太矢印で示すこととする。また、図中の二重線で囲った部分は所定空間Ａを示している。
【００１８】
熱交換器５０は図示の通り動力装置４０と接触または近接して設けられており、ＣＯ２濃度制御装置１のＣＯ２吸収部３０との間で熱媒体（例えば高温用オイル）が循環するように熱媒体の流路が構成されている。流量調節弁６０は、当該流路上に設けられている。
【００１９】
（所定空間Ａ）
所定空間Ａは、ＣＯ２濃度制御装置１によりＣＯ２濃度を制御される対象の空間である。所定空間Ａは空気が存在する空間であればどのような空間であってもよい。上記空間の一例としては、住宅の居住空間、工場またはオフィス等の職場空間、ならびに車、鉄道、飛行機、船舶等の輸送機関内の空間などが挙げられる。
【００２０】
また、所定空間Ａは特に換気制限可能な空間であることが望ましい。ここで、「換気制限可能な空間」とは、密閉空間、換気の制限可能な屋内空間（室内空間）、もしくは輸送機関内の空間を示す。また、「換気制限可能な空間」とは、自発的に換気を行うこと（窓を開ける、換気扇を動作させる、換気を行う装置を動作させる、真空装置等の部屋を負圧にさせる装置を動作させる等）を制限又は禁止することができる空間、と言い換えることも可能である。
【００２１】
（動力装置４０）
動力装置４０は排熱が発生する装置である。本実施形態では便宜上、当該装置を「動力装置」と称するが、動力装置４０はＣＯ２濃度制御装置１が利用可能な排熱を発生する装置であればどのような装置であってもよい。なお、動力装置４０から発せられる排熱には、動力装置４０としての、または動力装置４０に附属するラジエータからの排熱も含まれる。
【００２２】
さらには、動力装置４０は所定空間Ａ及び／又は上記所定空間Ａの関連物に利用されるエネルギー源および動力源の少なくともいずれかとなる装置であることが望ましい。ここで、上記所定空間Ａの関連物とは、上記所定空間に関連する空間や物体のことで、例えば、所定空間を住居のある一部屋だとすると、該住居の他の部屋のことであったり、該住居に供給されている水のことである。また、上記所定空間の関連物とは、例えば、所定空間をビル内の特定空間だとすると、該ビル内の該特定空間以外の空間のことであり、該ビルに供給されている水のことである。また、「所定空間Ａ及び／又は上記所定空間Ａの関連物に利用される装置」とは、例えば、所定空間Ａ及び／又は上記所定空間Ａの関連物、または所定空間Ａ及び／又は上記所定空間Ａの関連物を形成する特定の対象に対し作用する装置を示す。
【００２３】
また、動力装置４０は、所定空間Ａ及び／又は上記所定空間Ａの関連物、または所定空間Ａ及び／又は上記所定空間Ａの関連物を含む対象にて、ＣＯ２濃度制御システム１００を動作させる以外の目的で利用される動力およびエネルギーの少なくともいずれかを生み出す装置であって、ＣＯ２濃度制御システム１００に予め備わっている装置であることが望ましい。
【００２４】
ここで、「動力を生み出す動力装置４０」とは、所定空間Ａ及び／又は所定空間Ａの関連物を駆動させるための運動エネルギーを産み出す装置であり、かつ、運動エネルギー生産時に排熱が発生するものである。なお、以下の説明では、代表として所定空間Ａについて説明する。具体的には、動力装置４０は例えば所定空間Ａを含む輸送機関を駆動するためのエンジン（例えば、ガソリン原動機）やモーター（例えば、電気モーター）等のことである。
【００２５】
なお、自動車のガソリン原動機では、燃料を燃焼して得られるエネルギーの内、自動車を駆動するための運動エネルギーは約１／３で、残りの約２／３が熱損失（その内、排ガスによる熱損失とクーラントへの冷却損失がおよそ半分ずつ）と言われている。
【００２６】
また、「エネルギーを生み出す動力装置４０」とは、エネルギーを産み出す源となるもの、或いは取得したエネルギーを所望のエネルギーの形態に変換するものであり、かつエネルギー生産時（または変換時）に上記目的には利用されない熱（排熱）を発生するものである。具体的には、動力装置４０は例えば所定空間Ａに電気を供給する発電機や、所定空間Ａの空気の温度調節のため設置されるエアコンディショナー（エアコン）のコンプレッサー等のことである。
【００２７】
また、動力装置４０は、所定空間Ａ及び／又は所定空間Ａの関連物を形成する特定の対象に対し作用する装置（図示せず）にて発生した排熱（または排熱を含むオイル、排気ガスなどの熱媒体）を通過させるまたは蓄積させるものであってもよい。具体的には、動力装置４０は、上記装置で発生した排気ガスや上記装置の排熱で高温になったオイル、水などを排出するためのパイプであってもよいし、これらの排出物を蓄積しておく廃液漕等であってもよい。
【００２８】
（熱交換器５０）
熱交換器５０は、動力装置４０が発生させる（または動力装置４０が含んでいる）排熱の熱エネルギーを熱媒体に取得させる（熱を移動させる）ものである。以下、図２を用いて熱交換器５０についてさらに説明する。
【００２９】
図２は熱交換器５０の構造の一例を示す図である。図示の通り、熱交換器５０はその内部にパイプ等が通っており、その内部を熱媒体が流れている。熱交換器５０に流れ込んだ熱媒体は、動力装置４０にて発生した排熱（または動力装置４０を通過するおよび動力装置４０に蓄えられる物質の排熱）の熱エネルギーを伝えられ、流路に沿って熱交換器５０の外部へと流れていく。このように、熱媒体は熱交換器５０内を通過することで、動力装置４０の熱を吸収することとなる。なお、熱交換器５０において熱媒体が吸収する熱エネルギーには、動力装置４０のラジエータから発生する熱も含まれる。
【００３０】
（流量調節弁６０）
流量調節弁６０は、ＣＯ２濃度制御装置１からの制御命令に応じて熱交換器５０に供給する熱媒体の流量と、熱交換器５０に供給しない熱媒体の流量とを調節する。熱交換器５０に供給される熱媒体は熱交換器５０を通過することにより熱せられてからＣＯ２濃度制御装置１のＣＯ２吸収部３０へと流入する。一方、熱交換器５０に供給されない熱媒体は図示の通り、熱交換器５０を経由せずそのままＣＯ２吸収部３０へと流入する。したがって、流量調節弁６０で熱媒体の流量を調節することにより、結果的にＣＯ２吸収部３０へ流入する熱媒体の温度を調節することができる。
【００３１】
（ＣＯ２濃度制御装置１）
ＣＯ２濃度制御装置１は、動力装置４０の排熱を利用してＣＯ２吸収材３１（後述）のＣＯ２吸収速度を制御することにより、所定空間Ａ内のＣＯ２濃度を制御する装置である。ＣＯ２濃度制御装置１は、制御部（吸収速度制御部）１０と、測定部（検出部）２０と、ＣＯ２吸収部（吸収部）３０とを備えている。
【００３２】
ＣＯ２濃度制御装置１は、所定空間内の空気（以下、単に空気と称する）の二酸化炭素濃度（ＣＯ２濃度）を、当該ＣＯ２濃度が適切な値になるように制御するものである。ＣＯ２濃度制御装置１は空気を取り込み、当該空気のＣＯ２濃度に応じた量の二酸化炭素を除去（吸収）し、そしてＣＯ２除去後の空気を装置外へと排出する。
【００３３】
なお、ＣＯ２濃度制御装置１は、例えばファンのような空気を取り込む機構（図示せず）を備えていることが望ましい。ＣＯ２濃度制御装置１は、ファン等を備えることにより、後述するＣＯ２吸収部３０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、ＣＯ２吸収部３０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所定空間Ａに循環させることができる。そのため、空間内の空気のＣＯ２濃度をより正確に測定することができ、所定空間Ａ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、ＣＯ２濃度制御装置１は、空間のＣＯ２濃度をより細やかに制御することが可能となる。
【００３４】
測定部２０は、所定空間Ａ内の空気中のＣＯ２濃度を所定の時間間隔で測定（検出）するものである。測定部２０は、測定したＣＯ２濃度を温度決定部１１（後述）へと送信する。
【００３５】
上記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。なお、測定部２０が測定を行う時間間隔が短いほど、後述するＣＯ２吸収部３０の吸収速度の制御をよりこまめに行うことができ、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。
【００３６】
測定部２０は、後述のＣＯ２吸収部３０が二酸化炭素を吸収する前の空気（ＣＯ２除去前の空気）のＣＯ２濃度を測定してもよいし、二酸化炭素を吸収した後の空気（ＣＯ２除去後の空気）の二酸化炭素濃度を測定してもよい。また、測定部２０は、ＣＯ２濃度制御装置１の内部に設けられ、ＣＯ２濃度制御装置１に取り込まれた空気の二酸化炭素濃度を測定してもよいし、ＣＯ２濃度制御装置１の外部（所定空間Ａ内）に設けられ、所定空間Ａ内の空気のＣＯ２濃度を直接測定してもよい。
【００３７】
また、測定部２０のＣＯ２濃度の測定方法は特に限定されない。測定方法としては、例えば半導体式、電気化学式、および赤外線吸収式が挙げられる。
【００３８】
半導体式でＣＯ２濃度を測定する場合、半導体としてＳｎＯ２、ＺｎＯ等のｎ型半導体を用いることができる。なかでも、ＳｎＯ２にＬａ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ＣＯ２濃度を測定する場合は、ＳｎＯ２にランタン（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ＣＯ２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。
【００３９】
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ＣＯ２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。
【００４０】
ＣＯ２吸収部３０は、空気中の二酸化炭素を吸収するＣＯ２吸収材３１（吸収材）を有し、ＣＯ２吸収材３１に二酸化炭素を吸収させるものである。また、ＣＯ２吸収部３０は、ＣＯ２吸収材３１の近傍にＣＯ２吸収材３１の温度を測定する温度センサ（図示せず）を有する。当該温度センサは、後述する温度制御部１２と通信可能に接続されている。なお、ＣＯ２吸収部３０は図１の通り所定空間Ａの内部に設けられていてもよいし、所定空間Ａの外部に設けられていてもよい。
【００４１】
ＣＯ２吸収材３１は、自己の温度変化に応じて、単位時間あたりに吸収可能な二酸化炭素の量、すなわち二酸化炭素の吸収速度（ＣＯ２吸収速度）の大小を制御可能な吸収材である。なお、ＣＯ２吸収材３１は、ＣＯ２吸収速度をほぼ０（当該速度で二酸化炭素を吸収しても空間内のＣＯ２濃度に影響しない程度に小さい吸収速度）から制御可能な吸収材であることがより好ましい。
【００４２】
ここで、温度は比較的簡単かつ正確に測定および制御することができるパラメータである。そのため、温度によりＣＯ２吸収速度を制御可能なＣＯ２吸収材３１を用いることにより、簡単かつ正確にＣＯ２吸収速度を制御することができる。温度制御によりＣＯ２吸収速度が制御可能な物質としては、Ｌｉ２ＺｒＯ３、ＬｉＦｅＯ２、ＬｉＮｉＯ２、Ｌｉ２ＴｉＯ３、Ｌｉ２ＳｉＯ３、Ｌｉ４ＳｉＯ４等のリチウム複合酸化物が挙げられる。
【００４３】
（リチウム複合酸化物の温度と二酸化炭素吸収速度）
ここで、リチウム複合酸化物の温度とＣＯ２吸収速度との関係を、図３を用いて詳しく説明する。図３は、リチウム複合酸化物の温度と、ＣＯ２吸収速度との関係の一例を示すグラフである。なお、リチウム複合酸化物のＣＯ２吸収速度が最大になるときの当該リチウム複合酸化物の温度をＴａとする。Ｔａは少なくとも室温より高温である。
【００４４】
図３に示す通り、リチウム複合酸化物の温度がＴｂ以下の場合、当該リチウム複合酸化物のＣＯ２吸収速度はほとんど変化しない。換言すると、リチウム複合酸化物は温度Ｔｂまではほぼ最小のＣＯ２吸収速度をとる。
【００４５】
一方、リチウム複合酸化物の温度がＴｂより高温かつＴａ以下の間は、温度の上昇に伴いリチウム複合酸化物のＣＯ２吸収速度が増加する。さらに、リチウム複合酸化物の温度がＴａより高温になると、温度の上昇に伴いリチウム複合酸化物のＣＯ２吸収速度は減少する。そして、温度Ｔｕにて、リチウム複合酸化物のＣＯ２吸収速度は再びほぼ最小のＣＯ２吸収速度となる。
【００４６】
このように、リチウム複合酸化物は、その温度に応じてＣＯ２吸収速度が制御可能な二酸化炭素吸収材であるので、ＣＯ２吸収材３１として好適に用いることができる。以降の説明では一例として、図３に示したような温度とＣＯ２吸収速度との関係を持つリチウム複合酸化物または当該リチウム複合酸化物を含有する物質をＣＯ２吸収材３１として用いた場合について説明する。
【００４７】
なお、ＣＯ２吸収材３１は、二酸化炭素のみを選択的に吸収可能な吸収材であることが望ましい。上述したリチウム複合酸化物は、二酸化炭素を選択的に吸収可能な吸収材でもあるためＣＯ２吸収材３１として好適である。
【００４８】
従来技術には、ＣＯ２／Ｏ２選択膜を用いて二酸化炭素を分離し、分離した二酸化炭素を吸収材で吸収する技術が存在する。しかしながら、ＣＯ２／Ｏ２選択膜は、窒素など、二酸化炭素および酸素以外で空気中に多く存在する物質に対する選択性が無いので、二酸化炭素を分離したときに、当該分離した気体に、二酸化炭素より遥かに多量の窒素が含まれることとなる。したがって、換気制限可能な空間で換気を制限した場合、二酸化炭素の分離除去を継続して行うと、空間内の空気圧が著しく減少してしまう虞があった。そのため、従来技術のようにＣＯ２／Ｏ２選択膜を用いても、長期間空間内の二酸化炭素濃度を一定に保つことは難しかった。
【００４９】
一方、本発明において、ＣＯ２吸収材３１として、二酸化炭素のみを選択的に吸収可能な吸収材を使用した場合、このような空気中に多量に含まれる物質を吸収せず、二酸化炭素だけを効率的に吸収することができる。そのため、上述のように空間内の空気圧が著しく変化することもなく、二酸化炭素の吸収能が比較的落ちにくいという利点がある。
【００５０】
また、排気ガス中の二酸化炭素を吸収するＣＯ２吸収材も従来存在する。しかしながら、排気ガスは非常に高温・高圧なので、排気ガスから二酸化炭素を吸収するＣＯ２吸収材は、高温・高圧の条件下で二酸化炭素を吸収することとなる。
【００５１】
これに対し、ＣＯ２吸収材３１としてリチウム複合酸化物を用いると、人が存在する空間である常温（室温）近傍、常圧（大気圧）近傍の条件下での二酸化炭素の吸収および放出が可能となる。すなわち、吸収材の材料に上記リチウム複合酸化物材料を用いることにより、人が存在可能な空間における二酸化炭素濃度の制御が可能となるという効果を奏する。
【００５２】
また、従来技術には、二酸化炭素を濃度の高い方から低い方に透過させる選択分離材を用いて、特定の空間（人間の存在（人間の呼吸等の活動）によりＣＯ２濃度が増加した空間）のＣＯ２濃度を減少させる技術が存在する。
【００５３】
しかしながら、例えば、上記特定の空間がトンネル内の空間である場合、空間内のＣＯ２濃度よりも空間外のＣＯ２濃度の方が高い。この場合、上記選択分離材を用いていると、空間内のＣＯ２濃度が適切な値でない（例えば人体に有害な値である）にも関わらず、当該空間内のＣＯ２濃度は増加してしまうという問題がある。
【００５４】
さらに、上記選択分離材を用いたＣＯ２濃度の制御方法は、特定の空間の内外におけるＣＯ２濃度の差を利用するため、空間外のＣＯ２濃度が制御できない。そのため、特定の空間のＣＯ２濃度を特定の値（または特定の範囲内の値）になるよう制御できない場合がある。
【００５５】
これに対し、本発明の二酸化炭素制御システムでは、上記リチウム複合酸化物材料を用いることにより、特定の空間（所定空間Ａ）のＣＯ２濃度を適切な値に制御することが可能になるという効果を奏する。
【００５６】
制御部１０は、ＣＯ２濃度制御装置１を統括的に制御するものである。制御部１０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）を用いたソフトウェア等で実現すればよい。
【００５７】
制御部１０は、温度決定部１１と温度制御部１２とを含む。なお、制御部１０は、測定部２０に所定の時間間隔でＣＯ２濃度の検出を指示してもよい。
【００５８】
温度決定部１１は、測定部２０から受信したＣＯ２濃度に応じて、ＣＯ２吸収材３１（リチウム複合酸化物）の温度を決定するものである。温度決定部１１は、測定部２０から空気中のＣＯ２濃度を受信すると、当該ＣＯ２濃度が設定値以下か否かを判定する。
【００５９】
ここで、「設定値」とは、所定空間Ａにおいて適切と考えられるＣＯ２濃度の上限値であり、１０００ｐｐｍ程度に設定することが望ましい。なぜならば、一般的に屋外の大気中のＣＯ２濃度はおよそ４００ｐｐｍ程度であり、ＣＯ２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からである。また、建築物衛生法等においてもＣＯ２濃度の基準値は１０００ｐｐｍとされているからである。加えて、空気中のＣＯ２濃度が１０００ｐｐｍを超えさらに増加する場合、当該増加に応じて健康への被害もより大きくなることも知られているからである。
【００６０】
なお、設定値は、商品出荷時に予め設定する値であっても、ＣＯ２濃度制御装置１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。
【００６１】
温度決定部１１は、空気中のＣＯ２濃度が設定値以下の場合、設定温度を当該吸収材のＣＯ２吸収速度がＣＯ２濃度制御装置１にて設定可能な下限速度となる温度に決定する。一方、測定部２０が測定したＣＯ２濃度が設定値より大きい場合、温度決定部１１は、設定温度をＣＯ２吸収材３１のＣＯ２吸収速度が上記下限速度より大きくなる温度（例えば、図３の温度Ｔｂより大きく温度Ｔｕ以下の値）に決定する。温度決定部１１はＣＯ２吸収材３１の設定温度を決定すると、決定した温度を温度制御部１２に通知する。
【００６２】
なお、「ＣＯ２濃度制御装置１が設定可能な下限速度」とは、少なくともＣＯ２吸収材３１の最速のＣＯ２吸収速度より遅い速度であり、かつ、ＣＯ２濃度制御装置１にて設定可能なほぼ最小のＣＯ２吸収速度である。以降、「ＣＯ２濃度制御装置１が設定可能な下限速度」を、単に「装置下限速度」と称する。「装置下限速度」は、例えば、温度制御部１２が制御可能な温度の範囲内において、ＣＯ２吸収材３１のＣＯ２吸収速度が最も遅くなる値である。
【００６３】
温度制御部１２は、ＣＯ２吸収材３１の温度を、温度決定部１１が決定した温度になるように制御するものである。上述の通り、ＣＯ２吸収材３１は温度変化によりＣＯ２吸収速度が変化する吸収材であるため、温度制御部１２がＣＯ２吸収材３１の温度を制御することにより、ＣＯ２吸収材３１のＣＯ２吸収速度を制御することができる。
【００６４】
温度制御部１２は、ＣＯ２吸収部３０から、ＣＯ２吸収部３０の温度センサが測定したＣＯ２吸収材３１の温度（実測温度）を所定の時間間隔で受信する。また、温度制御部１２は、温度決定部１１から温度決定部１１が決定したＣＯ２吸収材３１の温度（設定温度）を受信する。
【００６５】
温度制御部１２は、実測温度と設定温度とを比較し、当該比較結果に応じてＣＯ２吸収部３０の温度制御を決定する。実測温度が設定温度よりも高い場合、温度制御部１２はＣＯ２吸収材３１の温度を低下させる。一方、実測温度が設定温度より低い場合、温度制御部１２はＣＯ２吸収材３１の温度を上昇させる。なお、実測温度と設定温度とが等しい場合、温度制御部１２はＣＯ２吸収材３１の温度変化を最小限とすればよい。すなわち、温度制御部１２はＣＯ２吸収材３１の温度を保つようにすればよい。
【００６６】
本実施形態において温度制御部１２は、ＣＯ２吸収部３０が熱媒体から取得する熱量の大小を調節することにより、ＣＯ２吸収材３１の温度制御を行う。すなわち、温度制御部１２は、温度決定部１１の決定した設定温度と、ＣＯ２吸収部３０にて測定された測定温度とに応じて流量調節弁６０を制御することにより、結果的に熱交換器５０にて熱媒体に伝える熱量を制御する。換言すると、温度制御部１２は流量調節弁６０を制御することにより、ＣＯ２吸収材３１の温度を間接的に制御している。
【００６７】
より具体的には、温度制御部１２は、温度決定部１１の決定した設定温度がＣＯ２吸収材３１の測定温度より高い場合、ＣＯ２吸収材３１の温度を上げるため、流量調節弁６０に対し熱交換器５０への熱媒体の流量を増加させるように指示する。一方、温度制御部１２は、温度決定部１１の決定した設定温度がＣＯ２吸収材３１の測定温度より低い場合、ＣＯ２吸収材３１の温度を下げるため、流量調節弁６０に対し熱交換器５０への熱媒体の流量を減少させるように指示する。
【００６８】
なお、温度決定部１１は、ＣＯ２吸収材３１の周囲の温度を決定してもよい。また、温度制御部１２も、ＣＯ２吸収材３１自体の温度を制御するのではなく、ＣＯ２吸収材３１の周囲の温度を制御してもよい。
【００６９】
例えば、ＣＯ２吸収部３０の温度センサはＣＯ２吸収材３１の温度ではなく、ＣＯ２吸収材３１の周辺空間（すなわち、ＣＯ２吸収部３０内）の温度を測定し、温度決定部１１はＣＯ２吸収材３１ではなくＣＯ２吸収部３０の温度を決定し、温度制御部１２はＣＯ２吸収部３０の温度を制御してもよい。上述のとおり、ＣＯ２吸収材３１はＣＯ２吸収部３０に含まれているので、ＣＯ２吸収部３０の温度を制御することにより、ＣＯ２吸収材３１の温度を間接的に制御することができる。
【００７０】
また、熱媒体の流路上に温度センサ（図示せず）を設け、当該温度センサを温度制御部１２と通信可能に接続してもよい。この場合、温度制御部１２は、ＣＯ２吸収部３０から受信するＣＯ２吸収材３１の測定温度に加え熱媒体の温度をモニタすることができる。したがって、ＣＯ２吸収材３１の温度をより正確に制御することが可能になる。
【００７１】
≪所定空間Ａおよび動力装置４０の例≫
なお、所定空間Ａは輸送機関の室内であることが好ましい。一般的に輸送機関では、輸送機関を駆動するための動力およびエネルギーの少なくともいずれかを生み出す装置（動力装置４０）が、輸送機関の室内（すなわちＣＯ２吸収部３０）に近い場所に存在する。そのため、エネルギーおよび動力の少なくともいずれかを生産した時の排熱を利用してＣＯ２吸収部３０の温度制御を行う際に、熱損失の少ない状態、即ち高いエネルギー利用効率でＣＯ２吸収材３１の温度制御を行うことが可能となるという効果を奏する。
【００７２】
また、輸送機関において動力装置４０は、人の居る所定空間Ａ（即ち輸送機関）を駆動することを主目的としているため、所定空間Ａを駆動する必要のない居住空間に備えられた発電機等と比較して大きなエネルギーを産み出す。
【００７３】
そのため、動力装置４０から発生する熱エネルギーも上記発電機等に比べ多量になり、この多量の熱エネルギーを用いてＣＯ２吸収材３１の温度制御を行えるので、ＣＯ２吸収材３１の温度制御が容易になるという効果を奏する。
【００７４】
さらに、所定空間Ａは、自動車の室内（車室内）であることがより好ましい。この場合、所定空間Ａが鉄道や飛行機の室内（機内）であった場合に比べ、室内が狭く空気の循環が比較的効率的に行われることとなる。そのため、ＣＯ２濃度制御装置１はより正確に室内（所定空間Ａ）のＣＯ２濃度を測定し、より正確に所定空間Ａの二酸化濃度を制御できるという効果を奏する。また、室内が狭いことから、ＣＯ２濃度制御装置１に搭載するＣＯ２吸収材３１の量を比較的少量にすることができるので、ＣＯ２濃度制御装置１、ひいてはＣＯ２濃度制御システム１００のコストを削減することができるという効果を奏する。
【００７５】
≪ＣＯ２濃度を制御する処理の流れ≫
最後に、ＣＯ２濃度制御装置１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４は、ＣＯ２濃度制御装置１がＣＯ２濃度を制御する処理の一例を示すフローチャートである。
【００７６】
ＣＯ２濃度制御装置１は、起動する（装置の電源または二酸化炭素濃度の制御機能がＯＮにされる）と、測定部２０におけるＣＯ２濃度の測定を開始する（Ｓ１０）。測定部２０は、測定したＣＯ２濃度を示す情報を温度決定部１１へ送信する。温度決定部１１は、測定部２０が測定したＣＯ２濃度を受信すると、当該ＣＯ２濃度が設定値以下か否かを判定する（Ｓ１２）。
【００７７】
測定部２０が測定したＣＯ２濃度が設定値以下の場合（Ｓ１２でＹＥＳ）、空気中のＣＯ２濃度は健康を害する濃度でないといえる。この場合、温度決定部１１は、ＣＯ２吸収部３０の温度を、ＣＯ２吸収速度が装置下限速度となる温度と決定し、温度制御部１２は温度決定部１１が決定した温度になるように熱交換器５０からＣＯ２吸収部３０に流れる熱媒体の量を制御することにより、ＣＯ２吸収部３０に伝える熱量を調節する（Ｓ１４）。これにより、ＣＯ２吸収材３１のＣＯ２吸収速度は装置下限速度となるので、空気中のＣＯ２濃度の変動は最小限に抑えられる。
【００７８】
一方、測定部２０の検出したＣＯ２濃度が設定値より大きい場合（Ｓ１２でＮＯ）、空気中のＣＯ２濃度は健康を害する濃度であるといえる。この場合、温度決定部１１は、ＣＯ２吸収部３０の設定温度をＣＯ２吸収速度が装置下限速度より速くなるような温度に決定する。そして、温度制御部１２はＣＯ２吸収部３０の温度が上記設定温度になるように熱交換器５０からＣＯ２吸収部３０に流れる熱媒体の量を制御する（Ｓ１６）。これにより、ＣＯ２吸収部３０のＣＯ２吸収速度は設定温度に応じた速度、すなわち装置下限速度より速い速度となり、ＣＯ２吸収部３０は空気中のＣＯ２を吸収する。上記Ｓ１２〜Ｓ１６の処理は、測定部２０が二酸化炭素濃度を測定する度に行われ、ＣＯ２濃度制御装置１が停止する（装置の電源またはＣＯ２濃度の制御機能がＯＦＦにされる）まで繰り返される。
【００７９】
ＣＯ２濃度制御装置１は、このようにＣＯ２吸収部３０の温度制御を行いながら所定空間Ａから自装置へと空気を取り込み、取り込んだ空気をＣＯ２吸収部３０に送る。ＣＯ２吸収部３０は、送られてきた空気が自己の間隙を通過するときに、当該通過時のＣＯ２吸収部３０の温度に応じたＣＯ２吸収速度で空気中の二酸化炭素を吸収する。二酸化炭素が吸収された後の空気は、所定空間Ａ内に排出される。
【００８０】
（設定温度の具体例）
ここで、ＣＯ２吸収材３１の設定温度の例についてより詳しく説明する。なお、以下の説明ではＣＯ２吸収材３１（の材料）としてリチウム複合酸化物を用いたこととする。また、以下の説明における温度（Ｔｂ、Ｔａ、およびＴｕ）は、図３に示したリチウム複合酸化物の温度とＣＯ２吸収速度との関係性のグラフに対応している。
【００８１】
測定部２０が測定したＣＯ２吸収速度が設定値より大きい場合（Ｓ１２でＮＯ）、温度決定部１１は設定温度をＴａと決定することが望ましい。この場合、ＣＯ２吸収材３１のＣＯ２吸収速度は最大になるので、ＣＯ２濃度制御装置１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、ＣＯ２濃度制御装置１は、空間内のＣＯ２吸収速度をより早く下げることができるという利点がある。
【００８２】
また、温度決定部１１は、測定部２０が検出したＣＯ２吸収速度が設定値より大きい場合（Ｓ１２でＮＯ）、温度決定部１１は設定温度をＴｂより大きく、Ｔａ未満の温度に決定してもよい。この場合、ＣＯ２濃度制御装置１はＣＯ２吸収材３１の温度制御を迅速に行うことができるという利点がある。
【００８３】
一方、測定部２０が測定したＣＯ２吸収速度が設定値以下の場合（Ｓ１２でＹＥＳ）、温度決定部１１は設定温度（すなわち装置下限速度）を、ＣＯ２吸収材３１に対して熱エネルギーを与えない状態の温度（例えば室温）に決定してもよい。この場合、温度制御部１２は、動力装置４０の排熱を利用することなく、動力装置４０からＣＯ２吸収材３１へ伝わる熱を単に遮断する（ＣＯ２吸収材３１を放熱させる）だけで良い。そのため、ＣＯ２吸収材３１の温度制御をより容易に行うことができる。またこの場合、熱交換器５０から流れる熱媒体の量の制御（流量調節弁６０の制御）に余計な電力を消費しなくてよいので、消費エネルギーを削減することができる。
【００８４】
また、温度決定部１１は測定部２０が測定したＣＯ２吸収速度が設定値以下の場合（Ｓ１２でＹＥＳ）、設定温度をＴａにより近い温度でかつＣＯ２吸収速度が装置下限量になるような温度（例えばＴｂ）としてもよい。この場合、ＣＯ２吸収材３１は、二酸化炭素を吸収していない時でもＴａにより近い温度に保たれる。そのため、空気中のＣＯ２吸収速度が変動し、二酸化炭素の吸収が必要になった場合、ＣＯ２吸収材３１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。
【００８５】
以上の構成によると、ＣＯ２濃度制御システム１００におけるＣＯ２濃度制御装置１はＣＯ２吸収材３１の温度調節と、空気の取り込みおよび排出とをそれぞれ繰り返すことにより、ＣＯ２吸収材３１に空気中のＣＯ２濃度に応じた吸収速度で二酸化炭素を吸収させることができる。したがって、ＣＯ２濃度制御装置１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。
【００８６】
ここで、ＣＯ２吸収材３１の温度調節には、動力装置４０の排熱が利用される。そのため、ＣＯ２濃度制御装置１は、ＣＯ２吸収材３１の温度制御に係る消費エネルギーを削減することができる。また、ＣＯ２濃度制御装置１は排熱を利用するため、ＣＯ２吸収材３１を加熱または冷却する装置を別途備えていなくとも、ＣＯ２吸収材３１の温度を制御できる。したがって、ＣＯ２濃度制御装置１は、より低消費エネルギーおよび少ない部品数で空気中のＣＯ２濃度を適切な値に制御することができる。
【００８７】
また、ＣＯ２濃度制御装置１は、吸収材自体のＣＯ２吸収速度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い。したがって、ＣＯ２濃度制御装置１は、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。
【００８８】
また、以上の構成によると、ＣＯ２濃度制御装置１の温度制御部１２は、温度決定部１１から受信した設定温度と、ＣＯ２吸収部３０から受信したＣＯ２吸収材３１の測定温度とに応じて流量調節弁６０を制御することにより、熱交換器５０へ流入する熱媒体の量を調節する。これにより、熱交換器５０にて熱を吸収する熱媒体の量が制御される。そして、温度が制御された熱媒体がＣＯ２吸収部３０を通過する（ＣＯ２吸収材３１に接触または近接する）ことにより、ＣＯ２吸収材３１の温度が調節される。このように、流量調節弁６０を用いて熱媒体の流量を調節することで、ＣＯ２吸収材３１の温度制御を迅速かつ正確に行うことができるという効果を奏する。なお、当該効果は、本実施形態に記載のＣＯ２濃度制御システム１００のみならず、以降の実施形態に記載する熱交換器５０および流量調節弁６０を備えたＣＯ２濃度制御システム全てで得られる効果である。
【００８９】
≪ＣＯ２吸収材の温度制御の変形例１≫
なお、ＣＯ２濃度制御装置１は、測定部２０が測定したＣＯ２濃度と設定値との差が大きいほど、ＣＯ２吸収材３１のＣＯ２吸収速度が速くなるようにＣＯ２吸収材３１の温度を制御する構成であってもよい。すなわち、ＣＯ２濃度制御装置１は、ＣＯ２濃度と設定値との差に応じて、ＣＯ２吸収材３１の設定温度を段階的に決定してもよい。
【００９０】
以下、図５および図６を用いて、ＣＯ２吸収材３１の設定温度を段階的に決定する場合のＣＯ２濃度制御装置１の処理制御について説明する。図５は、ＣＯ２濃度制御装置１において、測定部２０が検出したＣＯ２濃度と、設定値と、温度決定部１１が決定するＣＯ２吸収材３１の設定温度との関係を示すテーブルである。
【００９１】
「（ＣＯ２濃度−設定値）」列は、測定部２０が測定したＣＯ２濃度と設定値との差（ＣＯ２濃度−設定値の値）を示している。「設定温度」列は、温度決定部１１が決定するＣＯ２吸収材３１の設定温度を示している。図中の値Ｓ１、ＳＸ−１、およびＳＸは、０＜Ｓ１＜ＳＸ−１＜ＳＸである。また、ＣＯ２吸収材３１の温度を示す値Ｔａは図３のグラフ中の記号と対応しており、Ｔ１およびＴＸは、ＣＯ２吸収材３１のＣＯ２吸収速度が装置下限速度となる温度＜Ｔ１＜ＴＸ＜Ｔａである。なお、ＳＸ−１、ＳＸ、ＴＸ等のＸは、任意の自然数を示している。
【００９２】
つまり、温度決定部１１は、ＣＯ２濃度と設定値との差をＸ段階に区切り、上記差が所定の区切り値（０、Ｓ１…ＳＸ）以下か否かに応じて、ＣＯ２吸収材３１の設定温度（装置下限速度となる温度、Ｔ１、…ＴＸ、Ｔａ）を決定する。温度決定部１１は、測定部２０からＣＯ２濃度の測定値を受信すると、当該ＣＯ２濃度と、所定の設定値との差を算出する。そして、算出した差の値の大きさに応じて、図５に示すようにＣＯ２吸収材３１の設定温度を決定し、温度制御部１２へと通知する。なお、ＣＯ２濃度制御装置１は、図５に示した条件でＣＯ２吸収材３１の温度を決定しさえすればよく、必ずしも図５のようなテーブルを記憶および参照する必要はない。
【００９３】
次に、図６を用いて、図５に示すテーブルを用いたＣＯ２濃度制御装置１の温度制御の流れを具体的に説明する。図６は、ＣＯ２濃度制御装置１の温度制御処理の他の一例を示している。
【００９４】
ＣＯ２濃度制御装置１が動作している（空気を取り込んでいる）とき、測定部２０は所定の時間間隔で空気中のＣＯ２濃度を測定し（Ｓ２０）、温度決定部１１へ送信する。温度決定部１１は測定されたＣＯ２濃度を受信すると、まず設定値との差を算出する。
【００９５】
測定されたＣＯ２濃度と設定値との差が０以下の場合（Ｓ２２でＹＥＳ）、ＣＯ２濃度は設定値以下である。すなわち、所定空間ＡのＣＯ２濃度は、適切な濃度に保たれている。この場合、温度決定部１１は図５に示したように、設定温度をＣＯ２吸収速度が装置下限速度となる温度（例えば、室温）と決定し、温度制御部１２へと通知する。
【００９６】
温度制御部１２は温度決定部１１から設定温度を通知されると、ＣＯ２吸収材３１が装置下限速度となる温度となるように、動力装置４０で発生する排熱を利用して温度制御を行う（Ｓ２４）。これにより、リチウム複合酸化物のＣＯ２吸収速度は極力抑えられ、空気中のＣＯ２濃度の変動は最小限に抑えられる。
【００９７】
一方、二酸化炭素濃度と設定値との差が０より大きく、かつＳ１以下である場合（Ｓ２２でＮＯかつＳ２６でＹＥＳ）、温度決定部１１は設定温度を１段階目の温度であるＴ１と決定し、温度制御部１２はＣＯ２吸収材３１の温度がＴ１になるように、動力装置４０で発生する排熱を利用して温度制御を行う（Ｓ２８）。これにより、ＣＯ２吸収材３１は空気中の二酸化炭素を吸収する状態となる。
【００９８】
以降、温度決定部１１は、ＣＯ２濃度と設定値との差が、所定の区切り値以下であるか否かを判定し、当該区切り値以下である場合は、当該区切り値に応じた温度を設定温度として決定する。例えば、ＣＯ２濃度と設定値との差がＳＸ−2より大きく、かつＳＸ−１以下である場合（Ｓ３０でＹＥＳ）、温度決定部１１は、設定温度をＸ−１段階目の温度であるＴＸ−１と決定し、温度制御部１２はＣＯ２吸収材３１の温度がＴＸ−１になるよう温度制御を行う（Ｓ３２）。また、ＣＯ２濃度と設定値との差がＳＸ−１より大きく、かつＳＸ以下である場合（Ｓ３０でＮＯかつＳ３４でＹＥＳ）、温度決定部１１は設定温度をＸ段階目の（ＴＸ−１より高い）温度であるＴＸと決定し、温度制御部１２は設定温度がＴＸになるよう温度制御を行う（Ｓ３６）。
【００９９】
最後に、ＣＯ２濃度と設定値との差がＳＸより大きい場合（Ｓ３４でＮＯ）、空間内のＣＯ２濃度は、ＣＯ２濃度制御装置１が設定した区切り値（Ｓ１…ＳＸ）の枠を超えるほど大きいといえる。この場合、温度決定部１１は設定温度を、二酸化炭素を最大限に（最も速い速度で）吸収する温度であるＴａと決定し、温度制御部１２はＣＯ２吸収材３１の温度がＴａになるよう、動力装置４０で発生する排熱を利用して温度制御を行う（Ｓ３８）。
【０１００】
以上、図６に示す処理の流れによると、ＣＯ２濃度制御装置１は、ＣＯ２濃度と設定値との差に応じて設定温度を段階的に決定するので、ＣＯ２吸収材３１のＣＯ２吸収速度を細やかに変化させることができる。そのため、例えば空気中のＣＯ２濃度が設定値よりわずかに高いだけの場合に、ＣＯ２吸収材３１のＣＯ２吸収が速すぎて、空気中の二酸化炭素を不必要なまでに吸収してしまうことを防止できる。
【０１０１】
また、図６に示す処理の流れによると、設定温度を上述のようにＴａより低い温度に設定するため、実施形態１に係るＣＯ２濃度制御装置１に比べ、温度制御（加熱）に係る時間を抑え迅速な温度制御が可能になるという効果を奏する。
また、空気中のＣＯ２濃度が設定値を大幅に超過している場合は、ＣＯ２吸収材３１のＣＯ２吸収速度を最大にすることにより、より速く空間内のＣＯ２濃度を設定値に近づけることができるという効果を奏する。
【０１０２】
≪ＣＯ２吸収材の温度制御の変形例２≫
また、ＣＯ２吸収材３１は、空気中の二酸化炭素を吸収するだけでなく、吸収した二酸化炭素を排出すること（ＣＯ２吸収部３０のリフレッシュ）が可能な吸収材であることが望ましい。以下、ＣＯ２吸収材３１のリフレッシュ機能について、リチウム複合酸化物を例にとり説明する。
【０１０３】
リチウム複合酸化物は、二酸化炭素を吸収可能な温度より高温（図３中のＴｕより高温）になると、吸収した二酸化炭素を放出する性質を有している。そのため、ＣＯ２濃度制御装置１は、ＣＯ２吸収材３１としてリチウム複合酸化物を用いた場合、上記性質を利用してリチウム複合酸化物をリフレッシュさせることができる。
【０１０４】
具体的には、例えばリチウム複合酸化物のＣＯ２吸収速度が飽和したとき、または、リチウム複合酸化物の吸収能力が一定以上低下したときに、ＣＯ２濃度制御装置１を、ＣＯ２濃度を制御している空間（所定空間Ａ）の外に出す。そして、リチウム複合酸化物の温度を、二酸化炭素を放出する温度（Ｔｕより高温）に制御することにより、リチウム複合酸化物に吸収させた二酸化炭素（空間内の空気に含まれていた二酸化炭素）を放出させる。なお、リフレッシュを行う場合にのみ、ＣＯ２吸収部３０から放出される二酸化炭素が所定空間Ａ外に排出される構成としても良い。この場合、所定空間Ａ内のＣＯ２濃度を増加させることなく、ＣＯ２吸収部３０に含まれるＣＯ２吸収材３１のリフレッシュが可能になるという効果を奏する。
【０１０５】
従来、ＣＯ２吸収材の材料としてアミン系材料や活性炭が用いられてきた。このうち、アミン系材料は二酸化炭素と化学的に強く結合するため吸収した二酸化炭素を排出する（リフレッシュする）ためには大きなエネルギーが必要であった。また、活性炭は吸収した二酸化炭素を排出することが困難であるので、頻繁に吸着材の交換が必要になるため、交換に係るコストが発生していた。
【０１０６】
これに対し、ＣＯ２濃度制御装置１は、上述のようにＣＯ２吸収材３１としてリフレッシュ可能な吸収材を用い、適宜ＣＯ２吸収材３１のリフレッシュを行うことにより、ＣＯ２吸収材３１を再利用することができる。したがって、ＣＯ２吸収材３１の交換を無くす、または交換頻度を減らすことができるという効果を奏する。
【０１０７】
なお、ＣＯ２濃度制御装置１は、ＣＯ２吸収材３１（もしくはＣＯ２吸収部３０）の重量、またはＣＯ２吸収速度の最大値を測定することにより、リフレッシュのタイミングを特定する構成を有していてもよい。これらの構成を有することにより、ＣＯ２濃度制御装置１はＣＯ２吸収材３１のリフレッシュが必要なタイミングを正確に特定することができる。したがって、ＣＯ２吸収材３１の吸収性能を最大限に活用することが可能となり、より正確にＣＯ２濃度を制御することが可能となる。
【０１０８】
さらに、ＣＯ２濃度制御装置１は、上記特定したタイミングをユーザに通知する構成を有していてもよい。これにより、ＣＯ２濃度制御装置１は、ユーザに適切なタイミングで、ＣＯ２吸収材３１のリフレッシュのための操作を行わせることができる。
【０１０９】
≪ＣＯ２吸収材の温度制御の変形例３≫
また、ＣＯ２濃度制御装置１は、ＣＯ２吸収材３１として吸収した二酸化炭素を排出可能な材料を用いる場合、当該ＣＯ２吸収材３１から所定空間Ａ内に二酸化炭素を排出させることにより、空気中のＣＯ２濃度を所定の範囲内に収まるように制御してもよい。
【０１１０】
空気中のＣＯ２濃度は、所定の値（例えば１０００ｐｐｍ）以上になると人間の健康を害する虞がある。しかしながら、空気中のＣＯ２濃度は低下しすぎても人間の健康上好ましくない。例えば、空気中の二酸化炭素が不足すると、当該空気を吸った人間は、血液がアルカリ性になり失神や痙攣を起こす虞がある。したがって、空間内のＣＯ２濃度を適切な濃度に保つためには、空気中のＣＯ２濃度の上限値だけでなく、下限値も設定してＣＯ２濃度を制御することがより好ましい。そのため、ＣＯ２濃度制御装置１は、ＣＯ２吸収材３１として吸収した二酸化炭素を排出可能な吸収材を用い、かつ、空気中のＣＯ２濃度を、所定の範囲内に収まるように制御してもよい。
【０１１１】
上述の通り、リチウム複合酸化物は二酸化炭素を吸収可能な温度より高温（図３中のＴｕより高温）になると、吸収した二酸化炭素を放出する性質を有している。本実施形態にかかるＣＯ２濃度制御装置１は、上記性質を利用して、ＣＯ２濃度が設定下限値以下になった場合、動力装置４０の排熱を利用してリチウム複合酸化物の温度をＴｕより高い温度Ｔｒとすることにより、ＣＯ２吸収材３１としてのリチウム複合酸化物に二酸化炭素を排出させることができる。
【０１１２】
この場合、温度決定部１１は、測定部２０から受信したＣＯ２濃度と、「設定上限値」および「設定下限値」との大小関係を判定する。ここで、「設定上限値」とは、上述した設定値と同義のものである。一方、「設定下限値」とは、所定空間Ａにおいて適切と考えられる二酸化炭素濃度の下限値である。例えば、人間の健康を害さない二酸化炭素濃度の下限値を設定下限値とすることができる。
【０１１３】
温度決定部１１は、測定部２０の検出したＣＯ２濃度が設定上限値（設定値）より大きい場合、設定温度をＣＯ２吸収材３１が空気中の二酸化炭素を吸収する温度に決定する。一方、上記ＣＯ２濃度が設定下限値以下の場合、温度決定部１１は設定温度をＣＯ２吸収材３１が吸収した二酸化炭素を排出する温度に決定する。なお、ＣＯ２濃度が設定上限値以下かつ設定下限値より大きい場合、温度決定部１１は設定温度を、ＣＯ２吸収速度が装置下限速度となる温度（例えば室温など）に決定する。
【０１１４】
なお、リチウム複合酸化物のＣＯ２排出速度はＣＯ２吸収速度と同様に温度に依存する。よってＣＯ２濃度制御装置１は、図５〜６にて示したＣＯ２吸収速度の段階的調節と同様に、温度Ｔｒを段階的に変更することにより、二酸化炭素のＣＯ２排出速度を制御してもよい。
【０１１５】
以下、ＣＯ２濃度制御装置１において二酸化炭素を排出可能なＣＯ２吸収材３１を用いた場合のＣＯ２濃度制御処理の流れについて、図７を用いて説明する。図７はＣＯ２濃度制御装置１の温度制御処理のさらに他の一例を示すフローチャートである。なお、図７のＳ５０は図４のＳ１０と同じ処理であるので、ここでは説明を割愛する。
【０１１６】
温度決定部１１は、測定部２０が測定したＣＯ２濃度を受信すると、ＣＯ２濃度が設定上限値以下か否かを判定する（Ｓ５２）。測定部２０が検出したＣＯ２濃度が設定上限値より大きい場合（Ｓ５２でＮＯ）、温度決定部１１は設定温度をＴａと決定し、温度制御部１２は、ＣＯ２吸収材３１の温度がＴａになるよう動力装置４０の排熱を利用して温度制御を行う（Ｓ５４）。これにより、ＣＯ２吸収材３１は二酸化炭素を最大限に（最大速度で）吸収する状態となる。
【０１１７】
一方、測定部２０の検出したＣＯ２濃度が設定上限値以下である場合（Ｓ５２でＹＥＳ）、温度決定部１１は、次に上記ＣＯ２濃度が設定下限値より小さいか否かを判定する（Ｓ５６）。ここで、ＣＯ２濃度が設定下限値以上の場合、（Ｓ５６でＮＯ）、温度決定部１１は、設定温度をＣＯ２吸収速度が装置下限速度となる温度と決定し、温度制御部１２は、ＣＯ２吸収材３１の温度が上記設定温度になるよう、動力装置４０の排熱を利用して温度制御を行う（Ｓ５８）。これにより、ＣＯ２吸収材３１のＣＯ２吸収速度は装置下限速度となる。すなわち、ＣＯ２吸収材３１のＣＯ２吸収速度は極力抑えられるので、空気中のＣＯ２濃度の変動は最小限に抑えられる。
【０１１８】
これに対し、上記ＣＯ２濃度が設定下限値より小さい場合（Ｓ５６でＹＥＳ）、温度決定部１１は、ＣＯ２吸収材３１の温度をＴｒと決定し、温度制御部１２は、ＣＯ２吸収材３１の温度がＴｒになるよう動力装置４０の排熱を利用して温度制御する（Ｓ６０）。これにより、ＣＯ２吸収材３１は、これまでに吸収した二酸化炭素を空気中に排出する。
【０１１９】
なお、Ｓ５２およびＳ５６の判定は、順序が逆でも構わない。また、温度決定部１１は、Ｓ５８において、ＣＯ２吸収材３１の温度（ＣＯ２吸収速度が装置下限速度となる温度）を、図３に示したＴｕと設定してもよい。Ｔｕは、Ｔａより高温かつＴｒより低温であり、二酸化炭素の吸収および排出の境界点となる温度である。そのため、Ｓ５８においてＣＯ２吸収材３１の温度をＴｕと設定した場合、例えば温度を室温にする場合等に比べて、ＣＯ２吸収材３１の温度変化の幅が狭くなる。したがって、温度制御部１２が、より短時間でＣＯ２吸収材３１の温度を、温度決定部１１が決定した温度に調節することができる。一方、Ｓ５８においてＣＯ２吸収材３１を放熱させる（室温にする）場合は、上述したようにＳ５８の処理において、動力装置４０からの排熱を遮断する（すなわち、熱交換器５０を通過した熱媒体の、ＣＯ２吸収部３０への流入を止める）だけで良いので、温度制御が容易になるという利点がある。
【０１２０】
上記処理によると、ＣＯ２濃度制御装置１は、空気中のＣＯ２濃度が設定上限値より大きい場合（Ｓ５２でＮＯ）、すなわち、空気中のＣＯ２濃度が、適切な範囲内を超えた場合は、ＣＯ２吸収材３１に二酸化炭素を吸収させることにより、空気中のＣＯ２濃度を減少させる。一方、空気中のＣＯ２濃度が設定上限値以下で、かつ設定下限値以上である場合（Ｓ５６でＮＯ）、すなわち、空気中のＣＯ２濃度が適切な範囲内に収まっている場合は、ＣＯ２吸収速度を極力抑えることにより、適切なＣＯ２濃度を保つ。他方、空気中のＣＯ２濃度が設定下限値より小さい場合（Ｓ５６でＹＥＳ）は、空気中のＣＯ２濃度が適切な範囲を下回っているとして、ＣＯ２吸収材３１から空気中に二酸化炭素を排出させることにより、空気中のＣＯ２濃度を増加させる。これにより、空気中のＣＯ２濃度が低下しすぎたときに、当該ＣＯ２濃度を増加させ、適切なＣＯ２濃度とすることができる。
【０１２１】
このように、本実施形態に係るＣＯ２濃度制御装置１は、所定空間Ａの空気中のＣＯ２濃度を、所定の範囲内に収まるように制御する。これにより、所定空間Ａ内のＣＯ２濃度をより長期的にかつ安定して、適切な範囲内の濃度に保つことができる。また、所定空間Ａ内のＣＯ２濃度が設定下限値より小さくなると、ＣＯ２吸収部３０内のＣＯ２吸収材３１から二酸化炭素が放出されるため、ＣＯ２吸収材３１のリフレッシュまたは交換の頻度を減少させることができる。
【０１２２】
〔実施形態２〕
本発明の第２の実施形態について、図８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。
【０１２３】
図８は、本発明の実施形態２に係るＣＯ２濃度制御システム１０１の構成を示す図である。ＣＯ２濃度制御システム１０１は、ＣＯ２濃度制御システム１００にて説明した構成から熱交換器５０および流量調節弁６０を除いた構成である。図８において、空気は矢印にて示した方向に流れることとする。
【０１２４】
また、ＣＯ２濃度制御システム１０１において、ＣＯ２吸収部３０は、所定空間Ａの外部にある動力装置４０の近傍に当該動力装置４０との距離を変更可能なように設けられている。なお、動力装置４０が所定空間Ａの内部に設けられている場合、ＣＯ２吸収部３０も所定空間Ａの内部に設けられてもよい。
【０１２５】
本実施形態において、温度制御部１２は、ＣＯ２吸収部３０が動力装置４０から取得する熱量の大小を調節することにより、ＣＯ２吸収材３１の温度制御を行う。例えば、温度制御部１２は、ＣＯ２吸収部３０を動かすことにより、ＣＯ２吸収部３０と動力装置４０との距離を制御し動力装置４０から取得する熱量の大小を調節する。
【０１２６】
本実施形態におけるＣＯ２濃度制御システム１０１の構成によれば、ＣＯ２吸収部３０と動力装置４０との距離を調節することで、ＣＯ２吸収部３０が動力装置４０から取得する熱量の大小を簡単に調節することができる。また、本実施形態におけるＣＯ２濃度制御システム１０１の構成によれば、熱交換器５０および流量調節弁６０を設けなくとも、排熱を用いたＣＯ２吸収材３１の温度制御が可能である。そのため、ＣＯ２濃度制御システム１０１は、システムを構成する装置を削減することができ、よってシステム全体のコストを削減することができるという効果を奏する。
【０１２７】
〔実施形態３〕
本発明の第３の実施形態について、図９〜１０に基づいて説明すれば、以下のとおりである。図９は、本発明の実施形態３に係るＣＯ２濃度制御システム１０２の構成を示す図である。なお、図中の斜線で塗りつぶされた矢印は、排気ガスの流れを示している。
【０１２８】
ＣＯ２濃度制御システム１０２は、ＣＯ２濃度制御システム１００にて説明した熱交換器５０の代わりに熱交換器５１（熱交換器）を備えている。また、ＣＯ２濃度制御システム１０２の動力装置４０は排気ガスを排出する装置であり、流量調節弁６１は動力装置４０から排出された排気ガスの熱交換器５１への流量を調節する。
【０１２９】
熱交換器５１は、動力装置４０（および流量調節弁６１）から流入した排気ガスに含まれる熱エネルギーを熱媒体に取得させるものである。ＣＯ２濃度制御システム１０２では、動力装置４０からの排気ガスの流路が流量調節弁６１にて２つ（２つ以上でも良い）の流路に分かれており、その内の１つの流路に熱交換器５１が設置されている。以下、図１０を用いて熱交換器５１についてさらに説明する。
【０１３０】
図１０は、熱交換器５１の構造の一例を示す図である。図示の通り、熱交換器５１は例えば、その内部を、排熱を含んだ排気ガスと熱媒体とが通過する構成である。動力装置４０から熱交換器５１へ流入した排気ガスは、図中の斜線で塗りつぶした矢印にて示した経路を辿り、熱交換器５１から排出される。このように排気ガスが熱交換器５１内を通過するときに、熱媒体が白抜き矢印で示す流路を通過することにより、排気ガスに含まれる熱エネルギーを吸収する。
【０１３１】
流量調節弁６１は、熱媒体ではなく排気ガスの流量を調節する点でＣＯ２濃度制御システム１００の流量調節弁６０と異なる。流量調節弁６１は温度制御部１２の制御命令に応じて熱交換器５１に供給する排気ガスの流量と、熱交換器５１に供給しない排気ガスの流量とを調節する。熱交換器５１に供給された排気ガスは上述の通り、熱媒体に熱を伝えてから排出される。一方、熱交換器５１に供給されなかった排気ガスは図示の通り、他の構成を通過せずそのまま排出される。
【０１３２】
温度制御部１２は、温度決定部１１の決定した設定温度と、ＣＯ２吸収部３０にて測定された測定温度とに応じて流量調節弁６１を制御することにより、結果的に熱交換器５１にて熱媒体に伝える熱量を制御している。換言すると、温度制御部１２は流量調節弁６１を制御することにより、ＣＯ２吸収材３１の温度を間接的に制御している。
【０１３３】
上記構成によると、ＣＯ２濃度制御装置１の温度決定部１１は、測定部２０が測定した所定空間ＡのＣＯ２濃度に応じて、ＣＯ２吸収材３１の設定温度を決定する。そして、温度制御部１２は、温度決定部１１から受信した設定温度と、ＣＯ２吸収部３０から受信したＣＯ２吸収材３１の測定温度とに応じて流量調節弁６１を制御することにより、熱交換器５１へ流入する排気ガスの量を制御する。これにより、熱交換器５１にて熱媒体が吸収する熱量（熱媒体の温度）が制御される。そして、温度が制御された熱媒体が流路を循環する際にＣＯ２吸収部３０を通過することにより、ＣＯ２吸収材３１の温度が調節される。
【０１３４】
このように、ＣＯ２濃度制御システム１０２は、動力装置における熱損失の大きな原因である排気ガスの熱をＣＯ２吸収材３１の温度制御に利用することができるので、より効率的にＣＯ２吸収材３１の温度制御を行うことができる。したがって、ＣＯ２濃度制御システム１０２は、当該温度制御に係る消費エネルギーをより削減し、かつＣＯ２吸収材３１を加熱するための部品を削減することができる。すなわち、ＣＯ２濃度制御システム１０２は、システム全体にかかるコストを削減することができる。
【０１３５】
また、ＣＯ２濃度制御システム１０２は熱交換器５１を備えることにより、排気ガス自体ではなく、排気ガスの熱を移した熱媒体を用いてＣＯ２吸収材３１の温度を制御することができる。そのため、例えＣＯ２吸収部３０が所定空間Ａの内部に存在する場合でも、排気ガスを所定空間Ａ内に引き込まずにＣＯ２吸収材３１の温度を制御することができる。換言すると、ＣＯ２濃度制御システム１０２は熱交換器５１を備えることにより、所定空間Ａ（例えば、自動車の場合、車室）の内部に排気ガスが漏れることを防ぎつつ、安全に排気ガスの熱を利用することができるという効果を奏する。なお、当該効果は、本実施形態に記載のＣＯ２濃度制御システム１０２のみならず、以降の実施形態に記載する熱交換器５１を備えたＣＯ２濃度制御システム全てで得られる効果である。
【０１３６】
〔実施形態４〕
本発明の第４の実施形態について、図１１に基づいて説明すれば、以下のとおりである。図１１は、本発明の実施形態４に係るＣＯ２濃度制御システム１０３の構成を示す図である。ＣＯ２濃度制御システム１０３は、ＣＯ２濃度制御システム１００と同様の流量調節弁６０および熱媒体の流路を備え、かつ、排熱を含む排気ガスを排出する動力装置４０と、動力装置４０からの排気ガスを通過させるとともに、当該排気ガスに含まれる熱エネルギーを熱媒体に取得させる熱交換器５１とを備える。
【０１３７】
ＣＯ２濃度制御システム１０３において、流量調節弁６０は熱交換器５１に供給する熱媒体の流量と、熱交換器５１に供給しない熱媒体の流量とを温度制御部１２の制御命令に応じて決定する。これにより、熱交換器５１にて熱を吸収する熱媒体の量が制御されるので、ＣＯ２吸収部３０に流れ込む熱媒体の温度が制御される。そして、温度制御された熱媒体がＣＯ２吸収部３０を通過することにより、ＣＯ２吸収材３１の温度が調節される。
【０１３８】
このように、ＣＯ２濃度制御システム１０３は、流量調節弁６０を用いて熱媒体の流量を調節することで、ＣＯ２吸収材３１の温度制御を迅速かつ正確に行うことができる。
【０１３９】
また、ＣＯ２濃度制御システム１０３は、動力装置における熱損失の大きな原因である排気ガスの熱を吸収材の温度制御に利用することができるので、より効率的にＣＯ２吸収材３１の温度制御を行うことができる。したがって、ＣＯ２濃度制御システム１０３は、当該温度制御に係る消費エネルギーおよびシステム全体にかかるコストを削減することができる。
【０１４０】
また、二酸化炭素濃度制御システムは熱交換器を備えることで、所定空間内（例えば、自動車の場合、車室内）に排気ガスが漏れることを防ぎつつ、安全に排気ガスの熱を利用することができる。
【０１４１】
さらには、ＣＯ２濃度制御システム１０２の構成では、流量調節弁６１により排気ガスの流量を調整するので、流量調節時に動力装置４０にて圧力変化が発生する可能性があった。一方、ＣＯ２濃度制御システム１０３は、排気ガスの排熱を利用しつつも、排気ガスではなく排気ガスから熱量を取得する熱媒体の流量を調整する構成であるので、動力装置４０での圧力変化が起こりにくくすることができる。
【０１４２】
〔実施形態５〕
なお、ＣＯ２濃度制御システム１０２の構成と、係るＣＯ２濃度制御システム１０３の構成とは組み合わせても良い。以下、図１２を用いて、ＣＯ２濃度制御システム１０２とＣＯ２濃度制御システム１０３とを組み合わせた構成であるＣＯ２濃度制御システム１０４について説明する。
【０１４３】
図１２は、本発明の実施形態５に係るＣＯ２濃度制御システム１０４の構成を示す図である。ＣＯ２濃度制御システム１０４は図示の通り、流量調節弁６０と、流量調節弁６１との両方を備える。温度制御部１２の制御命令に応じて、流量調節弁６０は熱媒体の熱交換器５１への流量を調節し、流量調節弁６１は排気ガスの熱交換器５１への流量を調節する。
【０１４４】
上記構成によると、温度制御部１２は、温度決定部１１から受信した設定温度と、ＣＯ２吸収部３０から受信したＣＯ２吸収材３１の測定温度とに応じて流量調節弁６０および流量調節弁６１を制御する。これにより、熱交換器５１へ流入する熱媒体の量と、排気ガスの量との両方が制御される。これにより、熱交換器５１にて熱を吸収する熱媒体の量と、当該熱媒体が吸収する熱量（熱媒体の温度）とが制御される。そのため、熱媒体がＣＯ２吸収部３０を通過することにより、ＣＯ２吸収材３１の温度が設定温度に近づくように調節される。このように、ＣＯ２濃度制御システム１０４は流量調節弁を２つ設けることにより、ＣＯ２吸収材３１の温度制御をより細かく正確に行うことができる。
【０１４５】
〔実施形態６〕
また、ＣＯ２濃度制御システム１００の構成と、ＣＯ２濃度制御システム１０３の構成とを組み合わせてもよい。以下、図１３を用いて、ＣＯ２濃度制御システム１００とＣＯ２濃度制御システム１０３とを組み合わせた構成であるＣＯ２濃度制御システム１０５について説明する。
【０１４６】
図１３は、本発明の実施形態６に係るＣＯ２濃度制御システム１０５の構成を示す図である。ＣＯ２濃度制御システム１０５は図示の通り、熱交換器５０と、熱交換器５１と、流量調節弁６０とを備える。また、ＣＯ２濃度制御システム１０５における動力装置４０は、排熱を含む排気ガスを排出するとともに自装置自体（または自装置のラジエータ等）から排熱を発する装置である。
【０１４７】
流量調節弁６０は温度制御部１２の制御に応じて、熱交換器５０および熱交換器５１に供給する熱媒体の流量と、熱交換器５０および熱交換器５１に供給せず、直接ＣＯ２吸収部３０へ流れ込む熱媒体の流量とを調節する。
【０１４８】
熱交換器５０は動力装置４０に接触または近接して設けられており、動力装置４０から発せられる排熱を自装置に流れ込んだ熱媒体に取得させる。一方熱交換器５１は、動力装置４０から排出された排気ガスに含まれる排熱を自装置に流れ込んだ熱媒体に移す。熱交換器５０または熱交換器５１において熱を取得した熱媒体は、いずれも流路に沿ってＣＯ２吸収部３０へと流れ込む。
【０１４９】
なお、図１３では、熱媒体が熱交換器５０へ流れる流路と、熱交換器５１へ流れる流路とは単に分岐しているだけであるので、熱媒体のそれぞれの熱交換器への流量は調節していない。しかしながら、上記分岐点にＣＯ２濃度制御システム１０５に流量調節弁６０をもう一つ設け、当該流量調節弁６０を用いて熱交換器５０への熱媒体の流量と、熱交換器５１への熱媒体の流量とを調節できるようにしてもよい。
【０１５０】
上記構成によると、ＣＯ２濃度制御装置１は、動力装置４０の排気ガスからの排熱と、動力装置４０自体が発する熱（例えばラジエータの熱）との両方を合わせてＣＯ２吸収材３１の温度制御に利用できる。つまり、動力装置４０から発せられる排熱をより効率的に利用しＣＯ２吸収材３１の温度制御を行うことが可能になる。したがって、ＣＯ２吸収材３１の温度制御を迅速かつ正確に行うことができる。
【０１５１】
〔変形例〕
なお、ＣＯ２濃度制御システム１００の構成とＣＯ２濃度制御システム１０２の構成とを組み合わせてもよい。また、ＣＯ２濃度制御システム１００の構成と、ＣＯ２濃度制御システム１０４の構成とを組み合わせてもよい。
【０１５２】
また、本発明の二酸化炭素濃度制御システムは、脱臭空調フィルタ、ホルムアルデド吸収空調フィルタ、抗菌／集塵空調フィルタ、およびこれらのフィルタを組み合わせたようなフィルタを有しても良い。この場合、所定空間Ａ内の空気を清浄化し、かつ二酸化炭素濃度を適切な値に調節した空気を排出できるため、所定空間Ａ内の空気が、人間にとってより健康に良い空気になるという効果を奏する。
【０１５３】
さらに、上記フィルタは、ＣＯ２濃度制御システム１００〜１０５の測定部２０におけるＣＯ２濃度の測定を阻害する物質（以降、測定阻害物質と称する）を除去するものであることが望ましい。測定阻害物質とは、例えば空気中の塵などである。この場合、ＣＯ２濃度制御システム１００〜１０５の測定部２０は、フィルタにより測定阻害物質が除去された空気のＣＯ２濃度を測定するので、より正確にＣＯ２濃度を検出できるという効果を奏する。
【０１５４】
加えて、測定部２０自体に測定阻害物質が付着し、以降の測定精度が落ちることも防止できる。したがって、本発明の二酸化炭素濃度制御システムは、継続して、より正確に空間内の二酸化炭素濃度を制御することができるという効果を奏する。
【０１５５】
なお、ＣＯ２濃度制御装置１はヒーターまたはペルティエ素子などの加熱装置をさらに備え、動力装置４０からの排熱と上記加熱装置での加熱とを併用してＣＯ２吸収材３１の温度を制御してもよい。この場合、温度決定部１１は上述のように動力装置４０とＣＯ２吸収部３０との距離、または流量調節弁６０および６１の流量調節とともに、上記加熱装置によるＣＯ２吸収材３１（または熱媒体）の加熱も制御する。ヒーターやペルティエ素子等の加熱装置は比較的安価であるため、ＣＯ２濃度制御装置１およびＣＯ２濃度制御システム１００〜１０５全体の製造コストを抑えつつ、より迅速にＣＯ２吸収材３１の温度制御を行うことができるという効果を奏する。
【０１５６】
〔まとめ〕
本発明の態様１に係る二酸化炭素濃度制御システム（ＣＯ２濃度制御システム１００〜１０５）は、所定空間（所定空間Ａ）内の空気中の二酸化炭素濃度を検出する検出部（測定部２０）と、上記空気中に含まれる二酸化炭素を吸収する吸収材（ＣＯ２吸収材３１）を有する吸収部であって、該吸収材の温度に応じて二酸化炭素の吸収速度が制御可能な吸収部（ＣＯ２吸収部３０）と、上記検出部によって検出された二酸化炭素濃度に応じて、上記吸収材の温度を制御することにより、上記吸収材の二酸化炭素の吸収速度を制御する吸収速度制御部（制御部１０）と、を備えた二酸化炭素濃度制御システムであって、上記吸収速度制御部は、上記吸収材の温度制御に、上記所定空間及び／又は上記所定空間の関連物に利用されるエネルギー源および動力源の少なくともいずれかとなる動力装置（動力装置４０）にて発生した排熱を利用する。
【０１５７】
上記構成によると、二酸化炭素濃度制御システムの二酸化炭素濃度制御装置は、所定空間における空気中の二酸化炭素濃度に応じて吸収材の温度を制御することにより、当該吸収材の二酸化炭素の吸収速度を調節する。
【０１５８】
ここで、二酸化炭素濃度制御システムは吸収材の温度制御に、所定空間に利用されるエネルギー源および動力源の少なくともいずれかとなる動力装置の排熱を利用する。そのため、二酸化炭素濃度制御システムは吸収材の温度制御を行うためのエネルギー源または熱源等を別途備えずとも、吸収材の温度制御が可能である。
【０１５９】
したがって、二酸化炭素濃度制御システムは二酸化炭素濃度の制御にあたり、吸収材の温度制御に係る消費エネルギーを削減することができる。また、二酸化炭素濃度制御システムは二酸化炭素濃度の制御にあたり、当該システムを構成する部品の数を削減することができる。換言すると、二酸化炭素濃度制御システムはシステム全体にかかるコストを削減することができる。
【０１６０】
本発明の態様２に係る二酸化炭素濃度制御システムは、上記態様１において、上記所定空間は輸送機関の室内であり、上記動力装置は、上記輸送機関を駆動するためのエネルギーおよび動力の少なくともいずれかを生み出す装置であってもよい。
【０１６１】
輸送機関は、当該輸送機関の室内に近い場所（吸収材に近い場所）に、当該輸送機関を駆動するためのエネルギーおよび／または動力を発生させる装置を備えている。そのため二酸化炭素濃度制御システムは、熱損失の少ない状態、すなわち高いエネルギー利用効率で上記動力装置の排熱を利用することができる。
【０１６２】
また、輸送機関のエネルギーおよび／または動力を生み出す装置は、人が存在する空間（輸送機関自体）を駆動することを主目的としているため、居住空間に備えられた発電機等、人が存在する空間を駆動する必要のない装置と比べより大きなエネルギーを産み出す。そのため、上記エネルギーおよび／または動力を生み出すときに発生する熱エネルギーも上記発電機等に比べて大きくなる。
【０１６３】
したがって、上記構成によると二酸化炭素濃度制御システムは、当該大きな熱エネルギーを利用してより容易かつ迅速に吸収材の温度制御を行うことができる。
【０１６４】
本発明の態様３に係る二酸化炭素濃度制御システムは、上記態様２において、上記輸送機関は自動車であってもよい。
【０１６５】
自動車は鉄道や飛行機と比較して、室内が狭く、空気の循環が比較的効率的に行われる。そのため、上記構成によると、二酸化炭素濃度制御システムの二酸化炭素濃度制御装置は、所定空間における空気中の二酸化濃度をより正確に制御することができる。また、自動者の室内は他の輸送機関と比較して狭いため、二酸化炭素濃度制御装置に用いる吸収材の量を抑えることができる。したがって、二酸化炭素濃度制御システムはシステム全体にかかるコストを削減することができる。
【０１６６】
本発明の態様４に係る二酸化炭素濃度制御システムは、上記態様１から３のいずれか一態様において、上記動力装置は、排熱を含む排気ガスを排出し、上記動力装置が排出した上記排気ガスに含まれる熱を利用して熱媒体を加熱する熱交換器（熱交換器５１）を備え、上記吸収速度制御部は、上記熱交換器により加熱された上記熱媒体の熱を利用して上記吸収材の温度を制御してもよい。
【０１６７】
上記構成によると、二酸化炭素濃度制御システムは、動力装置における熱損失の大きな原因である排気ガスの熱を吸収材の温度制御に利用することができる。そのため、二酸化炭素濃度制御システムは、より効率的に吸収材の温度制御を行うことができる。また、二酸化炭素濃度制御システムは、当該温度制御に係る消費エネルギーおよびシステム全体にかかるコストを削減することができる。
【０１６８】
また、二酸化炭素濃度制御システムは熱交換器を備えることで、所定空間内（例えば、自動車の場合、車室内）に排気ガスが漏れることを防ぎつつ、安全に排気ガスの熱を利用することができる。
【０１６９】
本発明の態様５に係る二酸化炭素濃度制御装置（ＣＯ２濃度制御装置１）は、所定空間（所定空間Ａ）内の空気中の二酸化炭素濃度を検出する検出部（測定部２０）と、上記空気中に含まれる二酸化炭素を吸収する吸収材（ＣＯ２吸収材３１）を有する吸収部であって、該吸収材の温度に応じて二酸化炭素の吸収速度が制御可能な吸収部（ＣＯ２吸収部３０）と、上記検出部によって検出された二酸化炭素濃度に応じて、上記吸収材の温度を制御することにより、上記吸収材の二酸化炭素の吸収速度を制御する吸収速度制御部（制御部１０）と、を備え、上記吸収速度制御部は、上記吸収材の温度制御に、動力装置（動力装置４０）にて発生した排熱を利用することを特徴とする。
【０１７０】
上記構成によれば、上記二酸化炭素濃度制御装置は、本発明の態様１に係る二酸化炭素濃度制御システムと同様の効果を奏する。
【０１７１】
本発明の態様６に係る二酸化炭素濃度制御システムは、上記態様１から３のいずれか一態様において、上記動力装置と上記吸収部とは接触または近接して設けられており、上記吸収速度制御部は、上記動力装置と上記吸収部との距離を制御することにより、上記吸収材の温度を制御してもよい。
【０１７２】
上記構成によると、二酸化炭素濃度制御システムは、動力装置と吸収部との距離を制御することにより、吸収材が動力装置から取得する熱量の大小を簡単に調節することができる。したがって、二酸化炭素濃度制御システムは簡単に吸収材の温度制御を行うことができる。
【０１７３】
本発明の態様７に係る二酸化炭素濃度制御システムは、上記態様１から３のいずれか一態様において、上記動力装置にて発生する上記排熱に含まれる熱エネルギーを用いて熱媒体を加熱する第２熱交換器（熱交換器５０）を備え、上記吸収速度制御部は、上記第２熱交換器により加熱された上記熱媒体の熱を利用して上記吸収材の温度を制御してもよい。
【０１７４】
上記構成によると、二酸化炭素濃度制御システムは、動力装置にて発生する排熱に含まれる熱エネルギーを熱媒体に移し、当該熱エネルギーを用いて吸収材の温度を制御することができる。
【０１７５】
したがって、二酸化炭素濃度制御システムは排熱を利用しより低消費エネルギーで吸収材の温度を制御することができる。
【０１７６】
本発明の態様８に係る二酸化炭素濃度制御システムは、上記態様７において、上記第２熱交換器と上記吸収材との間を熱媒体が循環するための第１流路を備え、上記吸収速度制御部は、上記第１流路を循環する上記熱媒体を用いて上記吸収材の温度を制御してもよい。
【０１７７】
上記構成によると、二酸化炭素濃度制御システムは、第２熱交換器と吸収材との間に熱媒体を循環させることにより、排熱を第２熱交換器で熱媒体に移し、それを利用して吸収材の温度を制御する（加熱）し、吸収材通過後の熱媒体を再び第２熱交換器で熱することができる。
【０１７８】
したがって、二酸化炭素濃度制御システムは、排熱を利用しより低消費エネルギーで吸収材の温度を制御することができる。
【０１７９】
本発明の態様９に係る二酸化炭素濃度制御システムは、上記態様８において、上記第１流路は、上記吸収材を通過した上記熱媒体を上記第２熱交換器に導く第２流路と、上記吸収材を通過した上記熱媒体を再び上記吸収材に導く第３流路と、を含み、上記第２流路および上記第３流路への上記熱媒体の流量をそれぞれ調節する第１流量調節弁（流量調節弁６０）を備え、上記吸収速度制御部は、上記第１流量調節弁による上記第２流路および上記第３流路への上記熱媒体の流量の調節をそれぞれ制御することにより、上記吸収材の温度を制御してもよい。
【０１８０】
上記構成によると、二酸化炭素濃度制御システムは、第２熱交換器にて熱を吸収する熱媒体の量を制御することができる。そして、熱を吸収した熱媒体と、熱を吸収しなかった熱媒体とが混ざり合って吸収材を通過することにより、吸収材の温度が調節される。したがって、吸収材の温度制御を迅速かつ正確に行うことができる。
【０１８１】
本発明の態様１０に係る二酸化炭素濃度制御システムは、上記態様７から９のいずれか一態様において、上記吸収材に流入する上記熱媒体の温度を測定する温度センサを備え、上記吸収速度制御部は、上記測定部によって測定された二酸化炭素濃度と、上記温度センサが測定した上記熱媒体の温度とに応じて上記吸収材の温度を制御してもよい。
【０１８２】
上記構成によると、二酸化炭素濃度制御システムは熱媒体の温度を監視することができる。そして、上記熱媒体の温度から吸収材の温度をより正確に予測することができるので、吸収材の温度をより正確に制御することができる。
【０１８３】
本発明の態様１１に係る二酸化炭素濃度制御システムは、上記態様４において、上記熱交換器（熱交換器５１）と上記吸収材との間を熱媒体が循環するための第４流路を備え、上記吸収速度制御部は、上記第４流路を循環する上記熱媒体を用いて上記吸収材の温度を制御してもよい。
【０１８４】
上記構成によると、二酸化炭素濃度制御システムは、熱交換器と吸収材との間に熱媒体を循環させることにより、排気ガスに含まれる排熱を熱交換器で熱媒体に移し、それを利用して吸収材の温度を制御する（加熱）し、吸収材通過後の熱媒体を再び熱交換器で熱することができる。
【０１８５】
したがって、二酸化炭素濃度制御システムは、排熱を利用しより低消費エネルギーで吸収材の温度を制御することができる。
【０１８６】
本発明の態様１２に係る二酸化炭素濃度制御システムは、上記態様１１において、上記第４流路は、上記吸収材を通過した上記熱媒体を上記熱交換器に導く第５流路と、上記吸収材を通過した上記熱媒体を再び上記吸収材に導く第６流路と、を含み、上記第５流路および上記第６流路への上記熱媒体の流量をそれぞれ調節する第３流量調節弁（流量調節弁６０）を備え、上記吸収速度制御部は、上記第３流量調節弁による上記第５流路および上記第６流路への上記熱媒体の流量の調節をそれぞれ制御することにより、上記吸収材の温度を制御してもよい。
【０１８７】
上記構成によると、二酸化炭素濃度制御システムは、熱交換器にて熱を吸収する熱媒体の量を調節することができる。そして、熱を吸収した熱媒体と、熱を吸収しなかった熱媒体とが混ざり合って吸収材を通過することにより、吸収材の温度が調節される。したがって、吸収材の温度制御を迅速にかつ正確に行うことができる。
【０１８８】
さらに、二酸化炭素濃度制御システムは、排気ガスの排熱を利用しつつも、排気ガスではなく排気ガスから熱量を取得する熱媒体の流量を調整する構成である。そのため、動力装置での圧力変化を起こりにくくすることができる。
【０１８９】
本発明の態様１３に係る二酸化炭素濃度制御システムは、上記態様１１または１２において、上記熱交換器への、上記動力装置が排出した排気ガスの流量を調節する第４流量調節弁（流量調節弁６１）を備え、上記吸収速度制御部は、上記第４流量調節弁による上記排気ガスの流量の調節を制御することにより上記熱媒体の温度を制御することを特徴とする、請求項１１または１２に記載の二酸化炭素濃度制御システム。
【０１９０】
上記構成によると、二酸化炭素濃度制御システムは、第４流量調節弁を用いて、熱交換器に流入する排気ガスの量を調節する。これにより、熱媒体が排気ガスから吸収する熱量を調節することができる。したがって、吸収材の温度制御を迅速かつ正確に行うことができる。
【０１９１】
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。
【産業上の利用可能性】
【０１９２】
本発明は、二酸化炭素濃度を制御する二酸化炭素濃度制御システムに好適に利用することができる。
【符号の説明】
【０１９３】
１  ＣＯ２濃度制御装置（二酸化炭素濃度制御装置）
１０  制御部（吸収速度制御部）
１１  温度決定部
１２  温度制御部
２０  測定部（検出部）
３０  ＣＯ２吸収部（吸収部）
３１  ＣＯ２吸収材（吸収材）
４０  動力装置
５０、５１  熱交換器
６０  流量調節弁
１００〜１０５  ＣＯ２濃度制御システム（二酸化炭素濃度制御システム）
Ａ  所定空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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