WO2025203189A1 - 二酸化炭素削減システム - Google Patents
二酸化炭素削減システムInfo
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- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G31/00—Soilless cultivation, e.g. hydroponics
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- A01G7/00—Botany in general
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- A01G9/00—Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
- A01G9/18—Greenhouses for treating plants with carbon dioxide or the like
Definitions
- the objective of the present invention is to provide a carbon dioxide reduction system that efficiently reduces carbon dioxide and quantifies the amount of reduction.
- the carbon dioxide reduction system of the present invention is a carbon dioxide reduction system that reduces carbon dioxide using living organisms, and includes a partition wall that defines a closed space in which the living organisms are housed, a supply device that concentrates carbon dioxide contained in gas within the closed space to produce a product gas, a first concentration acquisition unit that acquires a first concentration of carbon dioxide contained in gas used to produce the product gas, a second concentration acquisition unit that acquires a second concentration of carbon dioxide contained in the product gas, a flow rate acquisition unit that acquires the flow rate of the product gas, and a calculation unit that calculates the amount of carbon dioxide reduced by the living organisms based on the first concentration, the second concentration, and the flow rate, and is characterized in that the supply device has a concentration membrane that produces a product gas and supplies the product gas into the closed space.
- the present invention provides a carbon dioxide reduction system that efficiently reduces carbon dioxide emissions and quantifies the amount of reduction.
- FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of a carbon dioxide reduction system according to the present invention.
- FIG. 2 is a functional block diagram of the carbon dioxide reduction system of FIG. 1.
- 2 is a flowchart showing an example of the operation of the carbon dioxide reduction system of FIG. 1 .
- 4 is a flowchart of a calculation process included in the operation of FIG. 3.
- 4 is a flowchart of a concentration control process included in the operation of FIG. 3 .
- 4 is a timing chart of a concentration control process included in the operation of FIG. 3 .
- 4 is a flowchart of an introduction control process included in the operation of FIG. 3 .
- 4 is a timing chart of an introduction control process included in the operation of FIG. 3 .
- FIG. 3 is a timing chart of an introduction control process included in the operation of FIG. 3 .
- FIG. 2 is a schematic diagram showing another embodiment of the carbon dioxide reduction system according to the present invention.
- FIG. 10 is a functional block diagram of the carbon dioxide reduction system of FIG. 9.
- FIG. 10 is a schematic diagram showing yet another embodiment of the carbon dioxide reduction system according to the present invention.
- FIG. 10 is a schematic diagram showing yet another embodiment of the carbon dioxide reduction system according to the present invention.
- this system An embodiment of the carbon dioxide reduction system (hereinafter referred to as "this system") pertaining to the present invention is described below with reference to the drawings.
- This system uses living organisms to reduce carbon dioxide. This system calculates the amount of carbon dioxide reduced.
- “Living things” absorb carbon dioxide. Examples of living things include plants and bacteria.
- Reduction amount is the cumulative amount of carbon dioxide emissions reduced.
- upstream side refers to the upstream side in the gas flow.
- downstream side refers to the downstream side in the gas flow.
- Downward direction refers to the direction of gravity.
- Upward direction refers to the opposite direction of downward direction.
- a inhales gas means “A inhales gas.”
- C delivers gas to D means “C delivers gas to D.”
- This system S includes a partition wall 1, an intake air flow path P1, an intake device 2, a membrane concentrator 3, a supply air flow path P2, an outlet 4, a third concentration meter C3, an outside air flow path 5, a blower B3, a fourth concentration meter C4, a blower B4, and a control device 6.
- Partition wall 1 divides the closed space R.
- Partition wall 1 is the outer wall of the greenhouse. Partition wall 1 is installed outdoors.
- the closed space R contains the plant L and the gas Aa.
- Plant L absorbs (reduces) carbon dioxide. Plant L can be grown hydroponically.
- Gas Aa is a gas contained within closed space R.
- Gas Aa includes carbon dioxide, nitrogen, oxygen, etc.
- the intake flow path P1 is a flow path through which gas Aa flows from the closed space R toward the membrane concentrator 3.
- the intake flow path P1 is located between the partition wall 1 and the membrane concentrator 3.
- the intake device 2 draws in gas Aa from the closed space R via the intake flow path P1.
- the intake device 2 delivers the gas Aa drawn in from the closed space R to the upstream side of the blower B2 in the membrane concentrator 3 via the intake flow path P1.
- the intake device 2 is positioned midway along the intake flow path P1.
- the gas Aa drawn in from the closed space R flows through the intake flow path P1 and is delivered to the membrane concentrator 3.
- the intake device 2 includes the blower B1 and a first concentration meter C1. Details of the blower B2 will be described later.
- the blower B1 draws in the gas Aa from the closed space R via the intake flow path P1.
- the blower B1 then sends the gas Aa drawn in from the closed space R to the upstream side of the blower B2 in the membrane concentration device 3 via the intake flow path P1.
- the blower B1 is positioned upstream of the first concentration meter C1 within the intake device 2.
- the “convection air supply operation” is an operation in which the fan B4 supplies the gas Aa in the lower part of the closed space R toward the upper part of the closed space R (upward), causing convection of the gas Aa within the closed space R.
- the fan B4 When the power supply to the fan B4 is "ON”, the fan B4 performs the convection air supply operation.
- the power supply to the fan B4 is "OFF”, the fan B4 does not perform the convection air supply operation.
- the acquisition unit 62 acquires each measurement value from each measuring device via the network (S21, S22).
- the determination unit 64 determines whether the first concentration exceeds the threshold value V1 (S33).
- the determination unit 64 determines whether the first concentration exceeds the threshold value V2 (S35).
- the operation control unit 65 starts the concentrated air supply operation (S36). That is, the operation control unit 65 turns on the power of the blower B1, the blower B2, and the vacuum pump 331.
- the acquisition unit 62 again acquires the first concentration from the first concentration meter C1 (S31).
- the acquisition unit 62 again acquires the first concentration from the first concentration meter C1 (S31).
- FIG. 6 is a timing chart of the concentration control process (S3) included in the operation of the present system S.
- 10 is a timing chart showing an example of the concentrated gas supply operation of the system S.
- the figure shows the relationship between the first concentration and the ON/OFF states of the blower B1, the blower B2, and the vacuum pump 331.
- the vertical axis represents the first concentration and the ON/OFF states of the blower B1, the blower B2, and the vacuum pump 331.
- the horizontal axis represents time.
- T1 is the time when the system S stops the concentrated air supply operation (S34).
- T2 is the time when the system S starts the concentrated air supply operation (S36).
- the system S stops the concentrated air supply operation from T1 to T2.
- the plant L absorbs the carbon dioxide contained in the gas Aa in the closed space R.
- the first concentration decreases from T1 until T2, after a certain amount of time has passed.
- threshold V1 may be greater than threshold V2 or may be the same as threshold V2.
- FIG. 7 is a flowchart of the introduction control process (S4) included in the operation of the present system S.
- the start of the air introduction/sending operation means that the power supply to blower B3 changes from “OFF” to "ON.”
- the stop of the air introduction/sending operation means that the power supply to blower B3 changes from "ON" to "OFF.”
- the acquisition unit 62 acquires the first concentration from the first concentration meter C1 (S41).
- the determination unit 64 determines whether the system S is performing an introduction and supply operation (S42).
- the determination unit 64 determines whether the first concentration is below the threshold value V4 (S43).
- the determination unit 64 determines whether the first concentration is below the threshold value V3 (S45).
- the acquisition unit 62 again acquires the first concentration from the first concentration meter C1 (S41).
- the operation control unit 65 starts the introduction air supply operation (S44). That is, the operation control unit 65 turns on the power of blower B3.
- the acquisition unit 62 again acquires the first concentration from the first concentration meter C1 (S41).
- the operation control unit 65 stops the introduction and supply of air (S46). In other words, the operation control unit 65 turns off the power to the fan B3.
- the acquisition unit 62 again acquires the first concentration from the first concentration meter C1 (S41).
- the system S starts the air introduction/supply operation when it determines that the first concentration is below threshold V4.
- the system S stops the air introduction/supply operation when it determines that the first concentration is above threshold V3.
- the system S supplies outside air Ab from outside the partition 1 into the closed space R.
- threshold V1 may be greater than threshold V2 or may be the same as threshold V2.
- FIG. 8 is a timing chart of the introduction control process (S4) included in the operation of the system S. 1.
- This figure is a timing chart showing an example of the introduction and supply operation of the system S.
- the figure shows the relationship between the first concentration and the ON/OFF state of the fan B3.
- the vertical axis represents the first concentration and the ON/OFF state of the fan B3, and the horizontal axis represents time.
- T3 is the time when the system S starts the introduction and supply operation (S44).
- the system S includes a blower B3.
- the operation control unit 65 starts the introduction air supply operation. Therefore, when the amount of carbon dioxide in the closed space R is low despite the concentrated air supply operation being performed, the system S can supply outside air Ab from outside the partition 1 into the closed space R. As a result, the system S can efficiently reduce carbon dioxide.
- the calculation unit 63 calculates the reduction in the amount of carbon dioxide absorbed by the plant L based on the first concentration, the second concentration, the air supply flow rate, the air supply time, and the fourth concentration. As a result, the system S can quantify the reduction in carbon dioxide by taking the fourth concentration into account.
- the system S is equipped with a blower B4.
- the blower B4 causes convection of the gas Aa within the closed space R.
- the operation control unit 65 controls the introduction gas supply operation based on the first concentration. Therefore, the system S homogenizes the carbon dioxide contained in the gas Aa within the closed space R. As a result, the system S can accurately quantify the amount of carbon dioxide reduction.
- the outlets 4 include a first outlet 4a, a second outlet 4b, and a third outlet 4c.
- the inner diameters of the first outlet 4a, the second outlet 4b, and the third outlet 4c increase from the upstream side to the downstream side. Therefore, the present system S equalizes the amount of carbon dioxide contained in the gas Ad supplied from each of the first outlet 4a, the second outlet 4b, and the third outlet 4c. As a result, the present system S can efficiently reduce carbon dioxide.
- the second embodiment differs from the first embodiment in that the system includes a derivation unit, an imaging unit, and a state recognition unit.
- the second embodiment differs from the first embodiment in that the acquisition unit acquires plant images. Details of the plant images will be described later.
- the second embodiment differs from the first embodiment in that the operation control unit controls the operation of the air supply unit based on the growth state. Details of the growth state will be described later.
- the second embodiment differs from the first embodiment in that the intake flow path is positioned between the intake device and the membrane concentrator.
- FIG. 9 is a schematic diagram showing a second embodiment of the present system.
- This system SA includes a partition wall 1A, an intake air flow path P1A, an intake device 2A, a membrane concentrator 3, a supply flow path P2, an outlet 4, a third concentration meter C3, an outside air flow path 5, a blower B3, a fourth concentration meter C4, a blower B4, a control device 6A, an outlet unit 7, and an imaging unit 8.
- Partition wall 1A divides the closed space RA.
- Partition wall 1A is the outer wall of the greenhouse. Partition wall 1 is installed outdoors.
- the intake device 2A is positioned upstream of the intake flow path P1A.
- the outlet section 7 sends (extracts) the gas Aa in the closed space RA to the outside of the closed space RA.
- the outlet section 7 is located at the bottom of the partition wall 1A.
- the outlet section 7 is located facing upstream of the blower B1.
- the photographing unit 8 photographs an image of the plant L (hereinafter referred to as the "plant image").
- the plant image is the photographed image in the present invention.
- Control device configuration (2) The configuration of the control device 6A is described below.
- Figure 10 is a functional block diagram of this system SA equipped with a control device 6A.
- the acquisition unit 62A is connected to each measuring instrument and the image capture unit 8 via a network that uses either wired or wireless communication.
- the acquisition unit 62A acquires (receives) plant images from the image capture unit 8 via the network. The specific operation of the acquisition unit 62A will be described later.
- FIG. 11 is a schematic diagram showing a third embodiment of the present system.
- the systems S, SA, SB, and SC were equipped with a membrane concentration device 3.
- the systems may be equipped with multiple supply devices. That is, for example, the multiple supply devices in the present invention may be connected in series or in parallel to the supply flow path.
- the air supply unit 33 includes a blower B2.
- the air supply unit of the present invention need not include a blower, as long as it can supply gas within the closed space to the concentration membrane. That is, for example, the air supply unit of the present invention may be composed of a compressor or blower, or may be composed of only a vacuum pump.
- the air supply unit in the present invention is only required to be able to supply gas within the closed space to the concentration membrane, and the number of intake devices is not limited. That is, for example, when the outlet unit in the present invention is large, there may be multiple intake devices.
- Each of the multiple intake devices is equipped with a first concentration meter.
- Each of the multiple first concentration meters measures a first concentration.
- the control unit in the present invention can control the operation of the air supply unit and the introduction unit based on the average value of the multiple first concentrations.
- outlet section 7, 7C there was only one outlet section 7, 7C.
- the outlet section in the present invention is only required to be able to send gas from within the closed space to the outside of the closed space, and the number of outlet sections in the present invention is not limited. That is, for example, the present invention may have multiple outlet sections. In this case, the supply device can send gas drawn from multiple outlet sections to a single concentration membrane.
- the operation control unit 65 controls the ON/OFF of the power supplies of the blower B1, the blower B2, and the vacuum pump 331.
- the control of the air supply unit by the control unit in the present invention is not limited to the ON/OFF of the power supply of the air supply unit. That is, for example, the control unit in the present invention may control the operation of the air supply unit in multiple stages (e.g., control the rotation speed of the blower). In this case, the present system can control the amount of gas supplied from the air supply unit to the concentration membrane in multiple stages.
- This system is A carbon dioxide reduction system (e.g., this system S, SA, SB, SC) that reduces carbon dioxide using a living organism (e.g., a plant L), Partitions (e.g., partitions 1, 1A, 1B, 1C) that partition closed spaces (e.g., closed spaces R, RA, RB, RC) in which the living organisms are accommodated; a supply device (e.g., a membrane concentration device 3) that concentrates carbon dioxide contained in a gas (e.g., a gas Aa) in the closed space to generate a product gas (e.g., a gas Ad); a first concentration acquisition unit (e.g., acquisition unit 62, 62A) that acquires a first concentration of carbon dioxide contained in the gas used to generate the generated gas; a second concentration acquisition unit (e.g., acquisition unit 62, 62A) that acquires a second concentration of carbon dioxide contained in the generated gas; a flow rate acquisition unit (e.g., acquisition unit 62
- This system is an air supply unit (e.g., an air supply unit 33) that supplies the gas to the concentration membrane;
- a control unit e.g., operation control unit 65, 65A
- the control unit controls the operation of the gas supply unit based on the first concentration. It can also be something like this.
- control unit controls the operation of the gas supply unit based on the difference between the first concentration and the second concentration. It can also be something like this.
- This system is a determination unit (e.g., the determination unit 64) that determines whether the first concentration is within a predetermined range; and The control unit When the determination unit determines that the first concentration is higher than the predetermined range, the operation of the air supply unit is stopped, When the determination unit determines that the first concentration is within the predetermined range, the determination unit operates the air supply unit. It can also be something like this.
- This system is an air supply unit (e.g., an air supply unit 33) that supplies the gas to the concentration membrane;
- a control unit e.g., operation control unit 65, 65A
- a third concentration acquisition unit e.g., acquisition unit 62, 62A
- the control unit controls the operation of the gas supply unit based on the third concentration. It can also be something like this.
- This system is an introduction unit (e.g., a blower B3) that supplies outside air (e.g., outside air Ab) outside the closed space into the closed space;
- a control unit e.g., operation control unit 65, 65A
- the control unit controls the operation of the introduction unit based on the first concentration. It can also be something like this.
- This system is a determination unit (e.g., the determination unit 64) that determines whether the first concentration is within a predetermined range; and The control unit When the determination unit determines that the first concentration is within the predetermined range, the operation of the introduction unit is stopped, When the determination unit determines that the first concentration is lower than the predetermined range, the introduction unit is operated. It can also be something like this.
- This system is an introduction unit (e.g., a blower B3) that supplies outside air from outside the closed space into the closed space; A control unit (e.g., operation control unit 65, 65A) that controls the operation of the introduction unit; a third concentration acquisition unit (e.g., acquisition unit 62, 62A) that acquires a third concentration of carbon dioxide in the closed space; and the control unit controls the operation of the introduction unit based on the third concentration. It can also be something like this.
- a control unit e.g., operation control unit 65, 65A
- a third concentration acquisition unit e.g., acquisition unit 62, 62A
- the control unit controls the operation of the introduction unit based on the third concentration. It can also be something like this.
- This system is a fourth concentration acquisition unit (e.g., acquisition unit 62, 62A) that acquires a fourth concentration of carbon dioxide contained in the outside air introduced into the closed space; and the calculation unit calculates the reduction amount based on the fourth concentration. It can also be something like this.
- This system is a blower (e.g., blower B4) for convecting the gas within the partition wall;
- a control unit e.g., operation control unit 65, 65A
- the control unit controls the operation of the blower based on the first concentration. It can also be something like this.
- This system (for example, this system SA, SC) an outlet portion (e.g., outlet portion 7, 7C) that discharges a portion of the gas in the closed space to the outside of the closed space; an air supply unit (e.g., an air supply unit 33) that supplies the gas discharged from the discharge unit to the concentration membrane; consisting of It can also be something like this.
- an outlet portion e.g., outlet portion 7, 7C
- an air supply unit e.g., an air supply unit 33
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Abstract
本発明は、二酸化炭素を効率よく削減して削減量を定量化する二酸化炭素削減システムを、提供する。 本発明に係る二酸化炭素削減システム(S)は、生物(L)を用いて二酸化炭素を削減する二酸化炭素削減システムであって、生物が収容される閉空間(R)を区画する隔壁(1)と、閉空間内の気体に含まれる二酸化炭素を濃縮して生成気体(Ad)を生成する供給装置(3)と、生成気体の生成に用いられた気体に含まれる二酸化炭素の第1濃度を取得する第1濃度取得部(62)と、生成気体に含まれる二酸化炭素の第2濃度を取得する第2濃度取得部(62)と、生成気体の流量を取得する流量取得部(62)と、第1濃度と第2濃度と流量とに基づいて、生物により削減された二酸化炭素の削減量を算出する算出部(63)と、を有してなり、供給装置は、生成気体を生成する濃縮膜(32)を、備えて、生成気体を閉空間内に供給する。
Description
本発明は、二酸化炭素削減システムに関するものである。
カーボンニュートラルの実現において、大気中の二酸化炭素の削減が求められている。また、二酸化炭素の削減において、二酸化炭素の削減量の定量化は、カーボンニュートラルの実現に寄与する重要な情報である。
ここで、大気中の二酸化炭素を削減する方法として、大気中の二酸化炭素を植物に吸収させる方法がある(例えば、特許文献1参照)。同方法では、植物は、二酸化炭素を、大気から直接吸収する。そのため、所定の単位時間当たりに植物に吸収される二酸化炭素の量は、少ない。その結果、植物が所定量の二酸化炭素を吸収するために必要となる時間は、長い。すなわち、同方法による二酸化炭素の削減効率は、悪い。
本発明は、二酸化炭素を効率よく削減して削減量を定量化する二酸化炭素削減システムを提供することを、目的とする。
本発明に係る二酸化炭素削減システムは、生物を用いて二酸化炭素を削減する二酸化炭素削減システムであって、生物が収容される閉空間を区画する隔壁と、閉空間内の気体に含まれる二酸化炭素を濃縮して生成気体を生成する供給装置と、生成気体の生成に用いられた気体に含まれる二酸化炭素の第1濃度を取得する第1濃度取得部と、生成気体に含まれる二酸化炭素の第2濃度を取得する第2濃度取得部と、生成気体の流量を取得する流量取得部と、第1濃度と第2濃度と流量とに基づいて、生物により削減された二酸化炭素の削減量を算出する算出部と、を有してなり、供給装置は、生成気体を生成する濃縮膜を備えて、生成気体を閉空間内に供給する、ことを特徴とする。
本発明は、二酸化炭素を効率よく削減して削減量を定量化する二酸化炭素削減システムを、提供できる。
本発明に係る二酸化炭素削減システム(以下「本システム」という。)の実施の形態は、以下に、図面と共に説明される。
本システムは、生物を用いて、二酸化炭素を、削減する。本システムは、削減された二酸化炭素の削減量を、算出する。
「生物」は、二酸化炭素を、吸収する。生物は、例えば、植物やバクテリアなどである。
「削減量」は、削減された二酸化炭素の積算量である。
以下の説明において、「上流側」は、気体の流れにおける上流側である。「下流側」は、気体の流れにおける下流側である。「下方向」は、重力方向である。「上方向」は、下方向の反対方向である。
以下の説明において、「Aは、気体を、吸気する」とは、「Aが気体を吸い込むこと」をいう。「Cは、気体を、Dに送気する」とは、「Cが気体をDに送ること」をいう。
以下の説明は、本システムが、屋外に設置されたビニールハウス内または植物工場内で水耕栽培される場合の例である。
●本システムの実施の形態(1)●
●本システムの構成(1)
本システムの構成は、以下に説明される。
●本システムの構成(1)
本システムの構成は、以下に説明される。
図1は、本システムの実施の形態を示す模式図である。
同図は、気体の流れを、太矢印で示している。
同図は、気体の流れを、太矢印で示している。
本システムSは、隔壁1と、吸気流路P1と、吸気装置2と、膜濃縮装置3と、供給流路P2と、吐出口4と、第3濃度計C3と、外気流路5と、送風機B3と、第4濃度計C4と、送風機B4と、制御装置6と、を備える。
隔壁1は、閉空間Rを、区画する。隔壁1は、ビニールハウスの外壁である。隔壁1は、屋外に設置される。
閉空間Rは、植物Lと気体Aaとを、収容する。
植物Lは、二酸化炭素を、吸収(削減)する。植物Lは、水耕栽培可能な植物である。
気体Aaは、閉空間R内に収容された気体である。気体Aaは、二酸化炭素、窒素、酸素、などを含む。
吸気流路P1は、閉空間Rから膜濃縮装置3に向かう気体Aaが流れる流路である。吸気流路P1は、隔壁1と膜濃縮装置3との間に配置される。
吸気装置2は、閉空間R内の気体Aaを、吸気流路P1を介して吸気する。吸気装置2は、閉空間R内から吸気された気体Aaを、吸気流路P1を介して膜濃縮装置3内の送風機B2の上流側に送気する。吸気装置2は、吸気流路P1の途中に配置される。閉空間R内から吸気された気体Aaは、吸気流路P1を流れて、膜濃縮装置3に送気される。吸気装置2は、送風機B1と、第1濃度計C1と、を備える。送風機B2の詳細は、後述される。
送風機B1は、閉空間R内の気体Aaを、吸気流路P1を介して吸気する。送風機B1は、閉空間R内から吸気された気体Aaを、吸気流路P1を介して膜濃縮装置3内の送風機B2の上流側に送気する。送風機B1は、吸気装置2内において、第1濃度計C1の上流側に配置される。
第1濃度計C1は、閉空間R内から吸気された気体Aaの濃度(以下「第1濃度」という。)を、定期的に測定する。第1濃度計C1は、吸気装置2内において、送風機B1の下流側に配置される。
膜濃縮装置3は、吸気装置2から送気された気体Aaと、外気Abと、を吸気する。以下の説明において、吸気装置2から送気された気体Aaと外気Abとを総称して、「気体Ac」とする。膜濃縮装置3は、気体Acを用いて、気体Adを、生成する。膜濃縮装置3は、膜濃縮装置3内の気体Adを、供給流路P2を介して吐出口4に送気する。膜濃縮装置3の動作は、制御装置6に制御される。膜濃縮装置3は、吸気口31と、送風機B2と、濃縮膜32と、送気部33と、流量計Fと、第2濃度計C2と、を備える。膜濃縮装置3は、本発明における供給装置である。気体Adの詳細は、後述される。
外気Abは、閉空間R外の気体である。外気Abは、二酸化炭素、窒素、酸素、などを含む。
吸気口31は、外気Abが通過する開口である。外気Abは、吸気口31を介して送気部33に吸気される。
送気部33は、気体Acを、吸気する。送気部33は、送気部33により吸気された気体Acを、濃縮膜32に送気する。送気部33から送気された気体Acは、濃縮膜32を、透過する。送気部33は、気体Ad(気体Acのうち、濃縮膜32を透過した気体)を、供給流路P2を介して吐出口4に送気する。送気部33の動作は、制御装置6に制御される。送気部33は、送風機B2と真空ポンプ331とを、含む。
送風機B2は、気体Acを、吸気する。送風機B2は、送風機B2により吸気された気体Acを、濃縮膜32に、送気する。送風機B2の動作は、制御装置6に制御される。送風機B2は、膜濃縮装置3内において、濃縮膜32の上流側に配置される。
濃縮膜32は、気体Acを、透過させる。濃縮膜32は、気体Acに含まれる二酸化炭素、窒素、酸素、などのうち、二酸化炭素を、優先して透過させる。そのため、気体Ad(濃縮膜32の下流側を流れる気体)に含まれる二酸化炭素の濃度は、気体Ac(濃縮膜32の上流側を流れる気体)に含まれる二酸化炭素の濃度より、高い。換言すれば、濃縮膜32は、気体Acに含まれる二酸化炭素を濃縮して、気体Adを生成する。濃縮膜32は、送風機B2と真空ポンプ331との間に配置される。濃縮膜32は、例えば、二酸化炭素の選択性と透過性とに優れた公知の膜である。濃縮膜32の大きさと膜厚とは、特に限定されない。
気体Adは、膜濃縮装置3により生成される。気体Adは、気体Acのうち、濃縮膜32を透過した気体である。気体Adは、本発明における生成気体である。
真空ポンプ331は、膜濃縮装置3内における濃縮膜32の下流側の空間を、所定の圧力に減圧する。濃縮膜32の下流側の空間の圧力は、膜濃縮装置3内に濃縮膜32の上流側の空間の圧力より、低い。送風機B2から送気された気体Acは、濃縮膜32前後の分圧差により、濃縮膜32を、透過する。すなわち、真空ポンプ331は、送風機B2から送気された気体Acを、吸気する。真空ポンプ331は、気体Adを、供給流路P2を介して吐出口4に送気する。真空ポンプ331の動作は、膜濃縮装置3内において、制御装置6に制御される。真空ポンプ331は、濃縮膜32の下流側に配置される。
流量計Fは、送気部33から送気された気体Adの単位時間当たりの流量(以下「送気流量」という。)を、定期的に測定する。流量計Fは、送気部33により気体Acが送気された時間(以下「送気時間」という。)を、測定する。流量計Fは、送気部33と第2濃度計C2との間に配置される。本発明における流量計は、例えば、サーモフローメータなどの熱式流量計や、羽根車式流量計、などである。
第2濃度計C2は、送気部33から送気された気体Adの濃度(以下「第2濃度」という。)を、定期的に測定する。第2濃度計C2は、流量計Fより、下流側に配置される。第2濃度は、第1濃度より、高い。
供給流路P2は、膜濃縮装置3から閉空間Rに向かう気体Adが流れる流路である。供給流路P2は、膜濃縮装置3と吐出口4との間に配置される。
吐出口4は、送気部33から送気された気体Adを、閉空間R内に供給する。換言すれば、膜濃縮装置3は、膜濃縮装置3内の気体Adを、供給流路P2と吐出口4とを介して、閉空間R内に供給する。吐出口4は、供給流路P2に配置される。吐出口4は、閉空間R内に配置される。すなわち、供給流路P2の一部は、閉空間R内に配置される。吐出口4は、第1吐出口4aと、第2吐出口4bと、第3吐出口4cと、を含む。第1吐出口4aは、第2吐出口4bの下流側に配置される。第2吐出口4bは、第3吐出口4cの下流側に配置される。第1吐出口4aの内径は、第2吐出口4bの内径より、大きい。第2吐出口4bの内径は、第3吐出口4cの内径より、大きい。換言すれば、第1吐出口4aと第2吐出口4bと第3吐出口4cそれぞれの内径の大きさは、上流側から下流側に向かうにつれて、大きくなる。
第3濃度計C3は、閉空間R内の気体Aaの濃度(以下「第3濃度」という。)を、定期的に測定する。第3濃度計C3は、閉空間R内に配置される。
外気流路5は、隔壁1の外部から隔壁1の内部(閉空間R)に向かう外気Abが流れる流路である。外気Abは、送風機B3により、外気流路5を介して閉空間R内に送気(導入)される。外気流路5は、隔壁1の上部(植物Lの上方)に配置される。
送風機B3は、隔壁1の外部の外気Abを、吸気する。送風機B3は、送風機B3により吸気された外気Abを、閉空間R内に送気(導入)する。送風機B3は、外気流路5内に配置される。送風機B3の動作は、制御装置6に制御される。送風機B3は、本発明における導入部である。
第4濃度計C4は、送風機B3から閉空間R内に送気された外気Abの濃度(以下「第4濃度」という。)を、測定する。第4濃度計C4は、外気流路5内に配置される。
送風機B4は、閉空間Rの下部の気体Aaを、閉空間Rの上部に向けて(上方向に)送気する。送風機B4は、閉空間R内の気体Aaを、対流させる。送風機B4は、閉空間Rの下部に配置される。送風機B4の動作は、制御装置6に制御される。
●制御装置の構成(1)
制御装置6の構成は、以下に説明される。
制御装置6の構成は、以下に説明される。
図2は、制御装置6を備える本システムSの機能ブロック図である。
制御装置6は、本システムS全体の動作を、制御する。制御装置6は、記憶部61と、取得部62と、算出部63と、判定部64と、動作制御部65と、を備える。
記憶部61は、本システムS全体の動作に必要な情報を、記憶する。記憶部61は、第1濃度、第2濃度、第3濃度、第4濃度、送気流量、送気時間、などを記憶する。記憶部61は、例えば、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)などの記録装置、RAM(Random Access Memory)などの半導体メモリ、などである。
以下の説明において、第1濃度計C1と、第2濃度計C2と、第3濃度計C3と、第4濃度計C4と、流量計Fと、を区別することなく指称する場合、「各計測器」とする。各計測器が計測する値それぞれを区別することなく指称する場合、「各計測値」とする。
取得部62は、各計測器と、有線通信方式または無線通信方式を利用するネットワークを介して接続される。取得部62は、例えば、第1濃度を、ネットワークを介して第1濃度計C1から取得(受信)する。取得部62は、本発明における第1濃度取得部と、本発明における第2濃度取得部と、本発明における第3濃度取得部と、本発明における第4濃度取得部と、本発明における流量取得部と、である。取得部62の具体的な動作は、後述される。
ネットワークは、例えば、インターネット、移動体通信網、LAN(Local Area Network)、WAN(Wide Area Network)、Wi-Fi(登録商標)などの通信網である。
算出部63は、取得部62により取得された、第1濃度と、第2濃度と、送気流量と、に基づいて、植物Lに吸収された二酸化炭素の削減量を、算出する。ここで、算出部63が第1濃度「c1」と、第2濃度「c2」と、送気流量「Q」と、送気時間「T」と、に基づいて算出する削減量「V」は、次式(1)で表される。
V=Q×T×(c2-c1) (1)
判定部64は、取得部62により取得された第1濃度が所定の閾値を上回っているか否かを、判定する。判定部64の具体的な動作は、後述される。
動作制御部65は、システムS全体の動作(例えば、送風機B1の第1送気動作、送風機B2の第2送気動作、真空ポンプ331の第3送気動作、送風機B3の導入送気動作、送風機B4の対流送気動作、など)を、制御する。動作制御部65は、例えば、マイコンや、CPU(Central Processing Unit)などのプロセッサ、などである。動作制御部65は、本発明における制御部である。動作制御部65の具体的な動作は、後述される。
「第1送気動作」は、送風機B1が、閉空間R内の気体Aaを吸気して、吸気された気体Aaを膜濃縮装置3内の送風機B2の上流側に送気する動作である。送風機B1の電源が「ON」のとき、送風機B1は、第1送気動作をする。送風機B1の電源が「OFF」のとき、送風機B1は、第1送気動作をしない。
「第2送気動作」は、送風機B2が、気体Acを吸気して、吸気された気体Acを膜濃縮装置3内の濃縮膜32に送気する動作である。送風機B2の電源が「ON」のとき、送風機B2は、第2送気動作をする。送風機B2の電源が「OFF」のとき、送風機B2は、第2送気動作をしない。
「第3送気動作」は、真空ポンプ331が、膜濃縮装置3内における濃縮膜32の下流側の空間を所定の圧力に減圧することにより、送風機B2から送気された気体Acを、濃縮膜32を介して吸気して、気体Adを吐出口4に送気する動作である。このとき、送風機B2から送気された気体Acは、膜濃縮装置3内における濃縮膜32前後の分圧差により、濃縮膜32を、透過する。濃縮膜32は、気体Acに含まれる二酸化炭素、窒素、酸素、などのうち、二酸化炭素を、優先して透過させる。吐出口4は、真空ポンプ331から送気された気体Adを、閉空間R内に供給する。真空ポンプ331の電源が「ON」のとき、真空ポンプ331は、第3送気動作をする。真空ポンプ331の電源が「OFF」のとき、真空ポンプ331は、第3送気動作をしない。
以下の説明において、「第1送気動作」と「第2送気動作」と「第3送気動作」とを区別することなく指称する場合、「濃縮送気動作」とする。動作制御部65は、判定部64の判定結果に基づいて、濃縮送気動作を、制御する。
動作制御部65は、例えば、第1濃度に基づいて、送風機B1の電源のON/OFF、送風機B2の電源のON/OFF、真空ポンプ331の電源のON/OFF、送気量の増減、などを制御する。
「導入送気動作」は、送風機B3が、隔壁1の外部の外気Abを吸気して、送風機B3により吸気された外気Abを閉空間R内に送気する動作である。送風機B3の電源が「ON」のとき、送風機B3は、導入送気動作をする。送風機B3の電源が「OFF」のとき、送風機B3は、導入送気動作をしない。
動作制御部65は、判定部64の判定結果に基づいて、導入送気動作を、制御する。動作制御部65は、例えば、第1濃度に基づいて、送風機B3の電源のON/OFFや送気量の増減などを、制御する。
「対流送気動作」は、送風機B4が、閉空間Rの下部の気体Aaを閉空間Rの上部に向けて(上方向に)送気して、閉空間R内の気体Aaを対流させる動作である。送風機B4の電源が「ON」のとき、送風機B4は、対流送気動作をする。送風機B4の電源が「OFF」のとき、送風機B4は、対流送気動作をしない。
動作制御部65は、判定部64の判定結果に基づいて、導入送気動作を、制御する。動作制御部65は、例えば、第1濃度に基づいて、送風機B4の電源のON/OFFや送気量の増減などを、制御する。
●本システムの動作(1)
本システムの動作は、以下に説明される。以下の説明において、図1は、適宜参照される。記憶部61は、予め、閾値V1と、閾値V2と、閾値V3と、閾値V4と、を記憶しているものとする。
本システムの動作は、以下に説明される。以下の説明において、図1は、適宜参照される。記憶部61は、予め、閾値V1と、閾値V2と、閾値V3と、閾値V4と、を記憶しているものとする。
図3は、本システムSの動作の例を示すフローチャートである。
先ず、本システムSは、濃縮送気動作を開始する(S1)。本システムSは、後述される濃縮制御処理(S3)において、濃縮送気動作を停止する場合を除き、常に、濃縮送気動作をする。本システムSが濃縮送気動作をするとき、第1濃度計C1は、第1濃度を、定期的に測定する。本システムSが濃縮送気動作をするとき、第2濃度計C2は、第2濃度を、定期的に測定する。本システムSが濃縮送気動作をするとき、流量計Fは、送気流量を、定期的に測定する。本システムSが濃縮送気動作をするとき、流量計Fは、送気時間を、測定する。本システムSが濃縮送気動作を開始した(S1)とき、本システムSは、対流送気動作を、開始する。動作制御部65は、第1濃度に基づいて、対流送気動作を、制御する。
次いで、本システムSは、算出処理(S2)と、送気制御処理(S3)と、導入制御処理(S4)と、を並列に、かつ、定期的に実行する。
「算出処理(S2)」は、植物Lに吸収された二酸化炭素の削減量を算出する処理である。算出処理(S2)の詳細は、後述される。
「濃縮制御処理(S3)」は、第1濃度に基づいて、濃縮送気動作を制御する処理である。濃縮制御処理(S3)の詳細は、後述される。
「導入制御処理(S4)」は、第1濃度に基づいて、導入送気動作を制御する処理である。導入制御処理(S4)の詳細は、後述される。
このように、本システムSは、濃縮制御処理(S3)において、濃縮送気動作を停止する場合を除き、常に、濃縮送気動作をする。植物Lは、気体Aaに含まれる二酸化炭素(気体Adに含まれていた二酸化炭素)の一部を、吸収する。そのため、本システムSは、植物Lを用いて、二酸化炭素を削減できる。また、本システムSは、第1濃度と第2濃度と送気流量と送気時間とを、測定できる。さらに、本システムSは、気体Aaに含まれる二酸化炭素が閉空間Rの下方に停滞することを防止することができる。さらにまた、本システムSは、植物Lに吸収されなかった二酸化炭素を含む気体Aaを、再び、膜濃縮装置3を介して、二酸化炭素の濃度の高い気体Adとして、植物Lに吸収させることができる。
図4は、本システムSの動作に含まれる算出処理(S2)のフローチャートである。
先ず、取得部62は、各計測値を、ネットワークを介して各計測器から取得する(S21,S22)。
次いで、算出部63は、取得部62により取得された、第1濃度と、第2濃度と、送気流量と、送気時間と、に基づいて、植物Lに吸収された二酸化炭素の削減量を、算出する(S23)。
このように、本システムSは、植物Lに吸収された二酸化炭素の削減量を、算出できる。
なお、算出部63は、送風機B3が導入送気動作を開始したとき、第1濃度と、第2濃度と、送気流量と、送気時間と、第4濃度と、に基づいて、植物Lに吸収された二酸化炭素の削減量を、算出する。
●濃縮制御処理
図5は、本システムSの動作に含まれる濃縮制御処理(S3)のフローチャートである。
図5は、本システムSの動作に含まれる濃縮制御処理(S3)のフローチャートである。
以下の説明において、濃縮送気動作の開始とは、送風機B1と、送風機B2と、真空ポンプ331と、の電源が「OFF」から「ON」になることである。濃縮送気動作の停止とは、送風機B1と、送風機B2と、真空ポンプ331と、の電源が「ON」から「OFF」になることである。
先ず、取得部62は、第1濃度を、第1濃度計C1から取得する(S31)。
次いで、判定部64は、本システムSが濃縮送気動作をしているか否かを、判定する(S32)。
本システムSが濃縮送気動作をしているとき(S32:Yes)、判定部64は、第1濃度が閾値V1を上回っているか否かを、判定する(S33)。
本システムSが濃縮送気動作をしていないとき(S32:No)、判定部64は、第1濃度が閾値V2を上回っているか否かを、判定する(S35)。
判定部64が、第1濃度が閾値V1を上回っていないと判定したとき(S33:No)、取得部62は、再び、第1濃度を、第1濃度計C1から取得する(S31)。
判定部64が、第1濃度が閾値V1を上回っていると判定したとき(S33:Yes)、動作制御部65は、濃縮送気動作を、停止させる(S34)。すなわち、動作制御部65は、送風機B1と、送風機B2と、真空ポンプ331と、の電源を「OFF」にする。
次いで、取得部62は、再び、第1濃度を、第1濃度計C1から取得する(S31)。
判定部64が、第1濃度が閾値V2を上回っていないと判定したとき(S35:No)、動作制御部65は、濃縮送気動作を、開始させる(S36)。すなわち、動作制御部65は、送風機B1と、送風機B2と、真空ポンプ331と、の電源を「ON」にする。
次いで、取得部62は、再び、第1濃度を、第1濃度計C1から取得する(S31)。
判定部64が、第1濃度が閾値V2を上回っていると判定したとき(S35:Yes)、取得部62は、再び、第1濃度を、第1濃度計C1から取得する(S31)。
このように、本システムSは、第1濃度が閾値V1を上回っていると判定したとき、濃縮送気動作を、停止する。本システムSは、第1濃度が閾値V2を下回っていると判定したとき、濃縮送気動作を、開始する。すなわち、本システムSは、閉空間R内の二酸化炭素の量が過剰であるとき、送風機B1と、送風機B2と、真空ポンプ331と、の動作を、停止する。
図6は、本システムSの動作に含まれる濃縮制御処理(S3)のタイミングチャートである。
同図は、本システムSの濃縮送気動作の例を示すタイミングチャートである。
同図は、第1濃度と、送風機B1と送風機B2と真空ポンプ331とのON/OFF状態と、の関係を、示す。
同図において、縦軸は、第1濃度と、送風機B1と送風機B2と真空ポンプ331とのON/OFF状態と、を示す。横軸は、時間を、示す。
同図は、本システムSの濃縮送気動作の例を示すタイミングチャートである。
同図は、第1濃度と、送風機B1と送風機B2と真空ポンプ331とのON/OFF状態と、の関係を、示す。
同図において、縦軸は、第1濃度と、送風機B1と送風機B2と真空ポンプ331とのON/OFF状態と、を示す。横軸は、時間を、示す。
T0は、本システムSが濃縮送気動作を開始する(S1)時刻である。
T1は、本システムSが濃縮送気動作を停止する(S34)時刻である。
T2は、本システムSが濃縮送気動作を開始する(S36)時刻である。
このように、本システムSは、濃縮送気動作を、T1からT2までの間、停止する。植物Lは、閉空間R内の気体Aaに含まれる二酸化炭素を、吸収する。そのため、第1濃度は、T1から一定時間が経過した後、T2までの間、低下する。
なお、閾値V1は、閾値V2より大きくてもよく、閾値V2と同じでもよい。
●導入制御処理
図7は、本システムSの動作に含まれる導入制御処理(S4)のフローチャートである。
図7は、本システムSの動作に含まれる導入制御処理(S4)のフローチャートである。
以下の説明において、導入送気動作の開始とは、送風機B3の電源が「OFF」から「ON」になることである。導入送気動作の停止とは、送風機B3の電源が「ON」から「OFF」になることである。
先ず、取得部62は、第1濃度を、第1濃度計C1から取得する(S41)。
次いで、判定部64は、本システムSが導入送気動作をしているか否かを、判定する(S42)。
本システムSが導入送気動作をしていないとき(S42:Yes)、判定部64は、第1濃度が閾値V4を下回っているか否かを、判定する(S43)。
本システムSが導入送気動作をしていないとき(S42:No)、判定部64は、第1濃度が閾値V3を下回っているか否かを、判定する(S45)。
判定部64が、第1濃度が閾値V4を下回っていないと判定したとき(S43:No)、取得部62は、再び、第1濃度を、第1濃度計C1から取得する(S41)。
判定部64が、第1濃度が閾値V4を下回っていると判定したとき(S43:Yes)、動作制御部65は、導入送気動作を、開始させる(S44)。すなわち、動作制御部65は、送風機B3の電源を「ON」にする。
次いで、取得部62は、再び、第1濃度を、第1濃度計C1から取得する(S41)。
判定部64が、第1濃度が閾値V3を下回っていないと判定したとき(S45:No)、動作制御部65は、導入送気動作を、停止させる(S46)。すなわち、動作制御部65は、送風機B3の電源を「OFF」にする。
次いで、取得部62は、再び、第1濃度を、第1濃度計C1から取得する(S41)。
判定部64が、第1濃度が閾値V3を下回っていると判定したとき(S45:Yes)、取得部62は、再び、第1濃度を、第1濃度計C1から取得する(S41)。
このように、本システムSは、第1濃度が閾値V4を下回っていると判定したとき、導入送気動作を、開始する。本システムSは、第1濃度が閾値V3を上回っていると判定したとき、導入送気動作を、停止する。すなわち、本システムSは、濃縮送気動作をしているにも関わらず閉空間R内の二酸化炭素の量が少ないとき、隔壁1の外部の外気Abを、閉空間R内に送気する。
なお、閾値V1は、閾値V2より大きくてもよく、閾値V2と同じでもよい。
図8は、本システムSの動作に含まれる導入制御処理(S4)のタイミングチャートである。
同図は、本システムSの導入送気動作の例を示すタイミングチャートである。
同図は、第1濃度と、送風機B3のON/OFF状態と、の関係を、示す。
同図において、縦軸は、第1濃度と、送風機B3のON/OFF状態と、を示す。横軸は、時間を、示す。
同図は、本システムSの導入送気動作の例を示すタイミングチャートである。
同図は、第1濃度と、送風機B3のON/OFF状態と、の関係を、示す。
同図において、縦軸は、第1濃度と、送風機B3のON/OFF状態と、を示す。横軸は、時間を、示す。
T0は、本システムSが濃縮送気動作を開始する(S1)時刻である。
T3は、本システムSが導入送気動作を開始する(S44)時刻である。
T4は、本システムSが導入送気動作を停止する(S46)時刻である。
このように、本システムSは、導入送気動作を、T3からT4までの間、開始する。そのため、第1濃度は、T3から一定時間が経過した後、T4までの間、増加する。
●まとめ(1)
以上説明された実施の形態によれば、本システムSは、隔壁1と、吸気装置2と、膜濃縮装置3と、吐出口4と、制御装置6と、を備える。隔壁1により区画される閉空間Rは、植物Lと気体Aaとを、収容する。吸気装置2は、閉空間R内の気体Aaを吸気して、閉空間R内から吸気された気体Aaを膜濃縮装置3に送気する。送気部33は、気体Acを、吸気する。送気部33は、送気部33により吸気された気体Acを、濃縮膜32に送気する。送気部33から送気された気体Acは、濃縮膜32を、透過する。濃縮膜32は、気体Acに含まれる二酸化炭素、窒素、酸素、などのうち、二酸化炭素を、優先して透過させる。送気部33は、濃縮膜32を透過した気体Acの一部である気体Adを、吐出口4に送気する。吐出口4は、送気部33から送気された気体Adを、閉空間R内に供給する。植物Lは、気体Aaに含まれる二酸化炭素(気体Adに含まれていた二酸化炭素)の一部を、吸収する。植物Lに吸収されなかった二酸化炭素を含む気体Aaは、吸気装置2と送気部33とにより、再び、濃縮膜32に送気される。その結果、本システムSは、二酸化炭素を、効率よく(短時間で)削減できる。特に、気体Aaの二酸化炭素の濃度が外気Abの二酸化炭素の濃度より高いほど、本システムSは、二酸化炭素を、効率よく削減できる。
以上説明された実施の形態によれば、本システムSは、隔壁1と、吸気装置2と、膜濃縮装置3と、吐出口4と、制御装置6と、を備える。隔壁1により区画される閉空間Rは、植物Lと気体Aaとを、収容する。吸気装置2は、閉空間R内の気体Aaを吸気して、閉空間R内から吸気された気体Aaを膜濃縮装置3に送気する。送気部33は、気体Acを、吸気する。送気部33は、送気部33により吸気された気体Acを、濃縮膜32に送気する。送気部33から送気された気体Acは、濃縮膜32を、透過する。濃縮膜32は、気体Acに含まれる二酸化炭素、窒素、酸素、などのうち、二酸化炭素を、優先して透過させる。送気部33は、濃縮膜32を透過した気体Acの一部である気体Adを、吐出口4に送気する。吐出口4は、送気部33から送気された気体Adを、閉空間R内に供給する。植物Lは、気体Aaに含まれる二酸化炭素(気体Adに含まれていた二酸化炭素)の一部を、吸収する。植物Lに吸収されなかった二酸化炭素を含む気体Aaは、吸気装置2と送気部33とにより、再び、濃縮膜32に送気される。その結果、本システムSは、二酸化炭素を、効率よく(短時間で)削減できる。特に、気体Aaの二酸化炭素の濃度が外気Abの二酸化炭素の濃度より高いほど、本システムSは、二酸化炭素を、効率よく削減できる。
また、以上説明された実施の形態によれば、吸気装置2は、第1濃度を測定する第1濃度計C1を、備える。膜濃縮装置3は、気体Adの送気流量を測定する流量計Fと、第2濃度を測定する第2濃度計C2と、を備える。制御装置6は、取得部62と、算出部63と、を備える。取得部62は、第1濃度と、第2濃度と、送気流量と、送気時間と、を取得する。算出部63は、取得部62により取得された、第1濃度と、第2濃度と、送気流量と、送気時間と、に基づいて、植物Lに吸収された二酸化炭素の削減量を、算出する。その結果、本システムSは、二酸化炭素の削減量を、定量化できる。
さらに、従来、膜濃縮装置による二酸化炭素の供給量が、植物による二酸化炭素の吸収量を超えるとき、その超過分の二酸化炭素は、植物に吸収されない。そのため、超過分の二酸化炭素を含む気体の生成に使用されたエネルギー(例えば、真空ポンプの動作に必要な電気エネルギーなど)は、無駄になる。
一方、以上説明された実施の形態によれば、制御装置6は、判定部64と動作制御部65とを、備える。判定部64は、取得部62により取得された第1濃度が上回っているか否かを、判定する。判定部64により、第1濃度が閾値V1を上回っていると判定されたとき、動作制御部65は、濃縮送気動作を、停止させる。すなわち、本システムSは、閉空間R内の二酸化炭素の量が過剰であるとき、送風機B1と送風機B2と真空ポンプ331との動作を、停止する。その結果、本システムSは、二酸化炭素を、効率よく(省エネルギーで)削減できる。
一方、以上説明された実施の形態によれば、制御装置6は、判定部64と動作制御部65とを、備える。判定部64は、取得部62により取得された第1濃度が上回っているか否かを、判定する。判定部64により、第1濃度が閾値V1を上回っていると判定されたとき、動作制御部65は、濃縮送気動作を、停止させる。すなわち、本システムSは、閉空間R内の二酸化炭素の量が過剰であるとき、送風機B1と送風機B2と真空ポンプ331との動作を、停止する。その結果、本システムSは、二酸化炭素を、効率よく(省エネルギーで)削減できる。
さらにまた、以上説明された実施の形態によれば、本システムSは、送風機B3を、備える。判定部64により、第1濃度が閾値V4を下回っていると判定されたとき、動作制御部65は、導入送気動作を、開始させる。そのため、本システムSは、濃縮送気動作をしているにも関わらず閉空間R内の二酸化炭素の量が少ないとき、隔壁1の外部の外気Abを、閉空間R内に送気できる。その結果、本システムSは、二酸化炭素を、効率よく削減できる。
さらにまた、以上説明された実施の形態によれば、算出部63は、送風機B3が導入送気動作を開始したとき、第1濃度と、第2濃度と、送気流量と、送気時間と、第4濃度と、に基づいて、植物Lに吸収された二酸化炭素の削減量を、算出する。その結果、本システムSは、第4濃度を考慮して、二酸化炭素の削減量を、定量化できる。
さらにまた、以上説明された実施の形態によれば、本システムSは、送風機B4を、備える。送風機B4は、閉空間R内の気体Aaを、対流させる。本システムSが濃縮送気動作をするとき、動作制御部65は、第1濃度に基づいて、導入送気動作を、制御する。そのため、本システムSは、気体Aaに含まれる二酸化炭素を、閉空間R内において均一にする。その結果、本システムSは、二酸化炭素の削減量を、正確に定量化できる。
さらにまた、以上説明された実施の形態によれば、吐出口4は、第1吐出口4aと、第2吐出口4bと、第3吐出口4cと、を含む。第1吐出口4aと第2吐出口4bと第3吐出口4cそれぞれの内径の大きさは、上流側から下流側に向かうにつれて、大きくなる。そのため、本システムSは、第1吐出口4aと第2吐出口4bと第3吐出口4cそれぞれから供給される気体Adに含まれる二酸化炭素の量を、均一にする。その結果、本システムSは、二酸化炭素を、効率よく削減できる。
●本システムの実施の形態(2)●
以下に説明される本システムの別の実施の形態(以下「第2実施形態」という。)は、先に説明された本システムの実施の形態(以下「第1実施形態」という。)と異なる点を中心に説明される。
以下に説明される本システムの別の実施の形態(以下「第2実施形態」という。)は、先に説明された本システムの実施の形態(以下「第1実施形態」という。)と異なる点を中心に説明される。
第2実施形態は、本システムが、導出部と撮影部と状態認識部とを備える点において、第1実施形態と相違する。
第2実施形態は、取得部が、植物画像を取得する点において、第1実施形態と相違する。植物画像の詳細は、後述される。
第2実施形態は、動作制御部が、育成状態に基づいて送気部の動作を制御する点において、第1実施形態と相違する。育成状態の詳細は、後述される。
第2実施形態は、吸気流路が、吸気装置と膜濃縮装置との間に配置される点において、第1実施形態と相違する。
●本システムの構成(2)
図9は、本システムの第2実施形態を示す模式図である。
図9は、本システムの第2実施形態を示す模式図である。
本システムSAは、隔壁1Aと、吸気流路P1Aと、吸気装置2Aと、膜濃縮装置3と、供給流路P2と、吐出口4と、第3濃度計C3と、外気流路5と、送風機B3と、第4濃度計C4と、送風機B4と、制御装置6Aと、導出部7と、撮影部8と、を備える。
隔壁1Aは、閉空間RAを、区画する。隔壁1Aは、ビニールハウスの外壁である。隔壁1は、屋外に設置される。
吸気装置2Aは、吸気流路P1Aの上流側に配置される。
導出部7は、閉空間RA内の気体Aaを、閉空間RA外に送気(導出)する。導出部7は、隔壁1Aの下部に配置される。導出部7は、送風機B1の上流側に向けて配置される。
送風機B1は、導出部7から送気された気体Aaを、吸気する。送風機B1は、導出部7から吸気された気体Aaを、吸気流路P1Aを介して膜濃縮装置3内の送風機B2の上流側に送気する。
撮影部8は、植物Lの画像(以下「植物画像」という。)を、撮影する。植物画像は、本発明における撮影画像である。
●制御装置の構成(2)
制御装置6Aの構成は、以下に説明される。
制御装置6Aの構成は、以下に説明される。
図10は、制御装置6Aを備える本システムSAの機能ブロック図である。
制御装置6Aは、本システムSA全体の動作を、制御する。制御装置6Aは、記憶部61と、取得部62Aと、算出部63と、判定部64と、動作制御部65Aと、状態認識部66と、を備える。
取得部62Aは、各計測器と撮影部8と、有線通信方式または無線通信方式を利用するネットワークを介して接続される。取得部62Aは、植物画像を、ネットワークを介して撮影部8から取得(受信)する。取得部62Aの具体的な動作は、後述される。
状態認識部66は、撮影部8により撮影された植物画像に基づいて、植物Lの育成状態を、推定する。状態認識部66は、例えば、機械学習などの人工知能を用いて、植物Lの育成状態を、推定する。
なお、記憶部は、機械学習済みの学習データを、記憶してもよい。この場合、例えば、本発明における状態認識部は、取得部が撮影画像を取得したとき、記憶部に記憶された学習データに基づいて生物の育成状態を推定するように、機械学習される。
育成状態は、例えば、葉の面積、葉の色、実の大きさ、などである。
動作制御部65Aは、本システムSA全体の動作を、制御する。動作制御部65Aは、状態認識部66により推定された育成状態に基づいて、濃縮送気動作を、制御する。濃縮送気動作の制御は、例えば、送風機B1と、送風機B2と、真空ポンプ331と、の電源を「ON」から「OFF」にする制御などである。
●まとめ(2)
以上説明された実施の形態によれば、本システムSAは、吸気装置2Aと導出部7とを、備える。吸気装置2Aは、送風機B1を、備える。導出部7は、閉空間RA内の気体Aaを、閉空間RA外に送気する。導出部7は、送風機B1の上流側に向けて配置される。送風機B1は、導出部7から送気された気体Aaを、吸気する。送風機B1は、閉空間R内から吸気された気体Aaを、膜濃縮装置3内の送風機B2の上流側に送気する。送気部33から送気された気体Acは、濃縮膜32を、透過する。濃縮膜32は、気体Acに含まれる二酸化炭素、窒素、酸素、などのうち、二酸化炭素を、優先して透過させる。送気部33は、濃縮膜32を透過した気体Acの一部である気体Adを、吐出口4に送気する。吐出口4は、送気部33から送気された気体Adを、閉空間RA内に供給する。植物Lは、気体Aaに含まれる二酸化炭素(気体Adに含まれていた二酸化炭素)の一部を、吸収する。植物Lに吸収されなかった二酸化炭素を含む気体Aaは、導出部7を介して、吸気装置2と送気部33とにより、再び、濃縮膜32に送気される。その結果、本システムSAは、二酸化炭素を、効率よく削減できる。特に、気体Aaの二酸化炭素の濃度が外気Abの二酸化炭素の濃度より高いほど、本システムSAは、二酸化炭素を、効率よく削減できる。
以上説明された実施の形態によれば、本システムSAは、吸気装置2Aと導出部7とを、備える。吸気装置2Aは、送風機B1を、備える。導出部7は、閉空間RA内の気体Aaを、閉空間RA外に送気する。導出部7は、送風機B1の上流側に向けて配置される。送風機B1は、導出部7から送気された気体Aaを、吸気する。送風機B1は、閉空間R内から吸気された気体Aaを、膜濃縮装置3内の送風機B2の上流側に送気する。送気部33から送気された気体Acは、濃縮膜32を、透過する。濃縮膜32は、気体Acに含まれる二酸化炭素、窒素、酸素、などのうち、二酸化炭素を、優先して透過させる。送気部33は、濃縮膜32を透過した気体Acの一部である気体Adを、吐出口4に送気する。吐出口4は、送気部33から送気された気体Adを、閉空間RA内に供給する。植物Lは、気体Aaに含まれる二酸化炭素(気体Adに含まれていた二酸化炭素)の一部を、吸収する。植物Lに吸収されなかった二酸化炭素を含む気体Aaは、導出部7を介して、吸気装置2と送気部33とにより、再び、濃縮膜32に送気される。その結果、本システムSAは、二酸化炭素を、効率よく削減できる。特に、気体Aaの二酸化炭素の濃度が外気Abの二酸化炭素の濃度より高いほど、本システムSAは、二酸化炭素を、効率よく削減できる。
また、以上説明された実施の形態によれば、本システムSAは、撮影部8と制御装置6Aとを、備える。制御装置6Aは、取得部62Aと、状態認識部66と、動作制御部65Aと、を備える。取得部62Aは、撮影部8により撮影された植物画像を、ネットワークを介して撮影部8から取得する。状態認識部66は、撮影部8により撮影された植物画像に基づいて、植物Lの育成状態を、推定する。動作制御部65Aは、状態認識部66により推定された育成状態に基づいて、濃縮送気動作を、制御する。その結果、本システムSAは、二酸化炭素を、効率よく削減できる。
●本システムの実施の形態(3)●
以下に説明される本システムのさらに別の実施の形態(以下「第3実施形態」という。)は、先に説明された本システムの第1,2実施形態と異なる点を中心に説明される。
以下に説明される本システムのさらに別の実施の形態(以下「第3実施形態」という。)は、先に説明された本システムの第1,2実施形態と異なる点を中心に説明される。
第3実施形態は、隔壁が、2つの閉空間を区画する点において、第1,2実施形態と相違する。
●本システムの構成(3)
図11は、本システムの第3実施形態を示す模式図である。
図11は、本システムの第3実施形態を示す模式図である。
本システムSBは、隔壁1Bと、吸気流路P1と、吸気装置2と、膜濃縮装置3と、供給流路P2と、吐出口4と、第3濃度計C3と、外気流路5Bと、送風機B3Bと、第4濃度計C4と、送風機B4と、制御装置6Bと、を備える。
隔壁1Bは、閉空間RBと閉空間R2とを、区画する。隔壁1Bは、植物工場などの外壁と、植物工場内の栽培棚に設置されるビニールカーテンと、で構成される。隔壁1は、屋外に設置される。
閉空間R2は、吸気装置2と膜濃縮装置3とを、収容する。閉空間R2は、植物Lを、収容しない。膜濃縮装置3は、膜濃縮装置3内の気体Adを、閉空間R2内に送気しない。
外気流路5Bは、隔壁1Bの外部から隔壁1Bの内部(閉空間R2)に向かう外気Abが流れる流路である。外気Abは、送風機B3Bにより、外気流路5Bを介して閉空間R2内に送気される。外気流路5Bは、隔壁1Bの上部(膜濃縮装置3の上方)に配置される。
送風機B3Bは、隔壁1Bの外部の外気Abを、吸気する。送風機B3Bは、吸気された外気Abを、閉空間R2内に送気する。送風機B3Bは、外気流路5B内に配置される。送風機B3Bの動作は、制御装置6Bに制御される。
制御装置6Bは、本システムSB全体の動作を、制御する。
●まとめ(3)
以上説明された実施の形態によれば、本システムSBは、隔壁1Bと送風機B3Bとを、備える。隔壁1Bは、閉空間RBと閉空間R2とを、区画する。閉空間R2は、吸気装置2と膜濃縮装置3とを、収容する。閉空間R2は、植物Lを、収容しない。送風機B3Bは、隔壁1Bの外部の外気Abを、吸気する。送風機B3Bは、吸気された外気Abを、閉空間R2内に送気する。そのため、本システムSBは、外気Abを、植物Lに直接吸収させない。本システムSBは、濃縮膜32を透過した外気Abの一部である気体Adを、植物Lに吸収させる。その結果、本システムSは、二酸化炭素を、効率よく削減できる。特に、気体Aaの二酸化炭素の濃度が外気Abの二酸化炭素の濃度より高いほど、本システムSCは、二酸化炭素を、効率よく削減できる。
以上説明された実施の形態によれば、本システムSBは、隔壁1Bと送風機B3Bとを、備える。隔壁1Bは、閉空間RBと閉空間R2とを、区画する。閉空間R2は、吸気装置2と膜濃縮装置3とを、収容する。閉空間R2は、植物Lを、収容しない。送風機B3Bは、隔壁1Bの外部の外気Abを、吸気する。送風機B3Bは、吸気された外気Abを、閉空間R2内に送気する。そのため、本システムSBは、外気Abを、植物Lに直接吸収させない。本システムSBは、濃縮膜32を透過した外気Abの一部である気体Adを、植物Lに吸収させる。その結果、本システムSは、二酸化炭素を、効率よく削減できる。特に、気体Aaの二酸化炭素の濃度が外気Abの二酸化炭素の濃度より高いほど、本システムSCは、二酸化炭素を、効率よく削減できる。
また、以上説明された実施の形態によれば、膜濃縮装置3は、閉空間R2内に配置される。その結果、本システムSBは、膜濃縮装置3を、隔壁1Bの外部の環境(例えば、雨や風など)から保護できる。
●本システムの実施の形態(4)●
以下に説明される本システムのさらに別の実施の形態(以下「第4実施形態」という。)は、先に説明された本システムの第3実施形態と異なる点を中心に説明される。
以下に説明される本システムのさらに別の実施の形態(以下「第4実施形態」という。)は、先に説明された本システムの第3実施形態と異なる点を中心に説明される。
第4実施形態は、隔壁で区画された2つの閉空間が導出部を介して連通する点において、第3実施形態と相違する。
●本システムの構成(4)
図12は、本システムの第4実施形態を示す模式図である。
図12は、本システムの第4実施形態を示す模式図である。
本システムSCは、隔壁1Cと、吸気流路P1Cと、吸気装置2Cと、膜濃縮装置3と、供給流路P2と、吐出口4と、第3濃度計C3と、外気流路5Bと、送風機B3Bと、第4濃度計C4と、送風機B4と、制御装置6Cと、導出部7Cと、を備える。
隔壁1Cは、閉空間Rと閉空間R3とを、区画する。隔壁1Cは、ビニールハウスの外壁とビニールカーテンとで構成される。
閉空間R3は、吸気装置2と膜濃縮装置3とを、収容する。閉空間R3は、植物Lを、収容しない。膜濃縮装置3は、膜濃縮装置3内の気体Adを、閉空間R3内に送気しない。
吸気装置2Cは、吸気流路P1Cの上流側に配置される。
導出部7Cは、閉空間RC内の気体Aaを、閉空間R3内に送気する。導出部7Cは、閉空間RC内の気体Aaを、隔壁1C外に送気しない。導出部7Cは、隔壁1Cの下部に配置される。導出部7Cは、送風機B1の上流側に向けて配置される。
送風機B1は、導出部7Cから送気された気体Aaを、吸気する。送風機B1は、吸気された気体Aaを、吸気流路P1Cを介して濃縮膜32に送気する。
制御装置6Cは、本システムSC全体の動作を、制御する。
●まとめ(4)
以上説明された実施の形態によれば、本システムSCは、隔壁1Cと送風機B3Bとを、備える。隔壁1Cは、閉空間RCと閉空間R3とを、区画する。閉空間R3は、吸気装置2と膜濃縮装置3とを、収容する。閉空間R3は、植物Lを、収容しない。送風機B3Bは、隔壁1Cの外部の外気Abを、吸気する。送風機B3Bは、吸気された外気Abを、閉空間R3内に送気する。そのため、本システムSCは、外気Abを、植物Lに直接吸収させない。本システムSCは、濃縮膜32を透過した外気Abの一部である気体Adに含まれる二酸化炭素を、植物Lに吸収させる。その結果、本システムSCは、二酸化炭素を、効率よく削減できる。
以上説明された実施の形態によれば、本システムSCは、隔壁1Cと送風機B3Bとを、備える。隔壁1Cは、閉空間RCと閉空間R3とを、区画する。閉空間R3は、吸気装置2と膜濃縮装置3とを、収容する。閉空間R3は、植物Lを、収容しない。送風機B3Bは、隔壁1Cの外部の外気Abを、吸気する。送風機B3Bは、吸気された外気Abを、閉空間R3内に送気する。そのため、本システムSCは、外気Abを、植物Lに直接吸収させない。本システムSCは、濃縮膜32を透過した外気Abの一部である気体Adに含まれる二酸化炭素を、植物Lに吸収させる。その結果、本システムSCは、二酸化炭素を、効率よく削減できる。
また、以上説明された実施の形態によれば、本システムSCは、導出部7Cを、備える。導出部7Cは、閉空間RC内の気体Aaを、閉空間R3内に送気する。導出部7Cは、閉空間RC内の気体Aaを、隔壁1C外に送気しない。導出部7は、送風機B1の上流側に向けて配置される。導出部7Cから送気された気体Aaのうち、送風機B1により吸気されなかった気体Aaは、閉空間R3内に収容される。そのため、吸気装置2Aは、閉空間R3内に収容された気体Aaを、吸気する。その結果、本システムSCは、二酸化炭素を、効率よく削減できる。特に、気体Aaの二酸化炭素の濃度が外気Abの二酸化炭素の濃度より高いほど、本システムSCは、二酸化炭素を、効率よく削減できる。
また、以上説明された実施の形態によれば、膜濃縮装置3は、閉空間R3内に配置される。その結果、本システムSCは、膜濃縮装置3を、隔壁1Cの外部の環境(例えば、雨や風など)から保護できる。
●その他の実施の形態●
●制御・算出に用いられる値
以上説明された実施の形態において、動作制御部65,65Aは、第1濃度に基づいて、濃縮送気動作と導入送気動作とを、制御していた。しかし、本発明における制御部による送気部と導入部との制御に用いられる情報は、第1濃度に限定されない。すなわち、例えば、本発明における制御部による送気部と導入部との制御に用いられる情報は、第2濃度、第3濃度、第4濃度、流量、閉空間内の温度、閉空間外の温度、日射量、湿度、時刻(昼夜)、などに基づいて、制御されてもよい。
●制御・算出に用いられる値
以上説明された実施の形態において、動作制御部65,65Aは、第1濃度に基づいて、濃縮送気動作と導入送気動作とを、制御していた。しかし、本発明における制御部による送気部と導入部との制御に用いられる情報は、第1濃度に限定されない。すなわち、例えば、本発明における制御部による送気部と導入部との制御に用いられる情報は、第2濃度、第3濃度、第4濃度、流量、閉空間内の温度、閉空間外の温度、日射量、湿度、時刻(昼夜)、などに基づいて、制御されてもよい。
また、本発明における制御部は、例えば、第1濃度と第2濃度との差に基づいて、送気部と導入部とを、制御してもよい。
さらに、本発明における判定部は、例えば、第1濃度と第2濃度との差が所定範囲内か否かを、判定してもよい。この場合、例えば、本発明における制御部は、判定部が、第1濃度と第2濃度との差が所定範囲内である(第1濃度と第2濃度との差が小さい)と判定したとき(閉空間内の二酸化炭素の量が過剰であるとき)、送気部の動作を、停止する。
●本システムの構成
以上説明された実施の形態において、隔壁1,1A,1B,1Cの形状と材質とは、限定されていた。しかし、本発明における隔壁は、植物が収容される閉空間を区画できればよく、形状と材質とは特に限定されない。すなわち、例えば、本発明における隔壁は、植物工場などの外壁でもよく、ビニールハウスの外壁でもよい。
以上説明された実施の形態において、隔壁1,1A,1B,1Cの形状と材質とは、限定されていた。しかし、本発明における隔壁は、植物が収容される閉空間を区画できればよく、形状と材質とは特に限定されない。すなわち、例えば、本発明における隔壁は、植物工場などの外壁でもよく、ビニールハウスの外壁でもよい。
また、以上説明された実施の形態において、隔壁1,1A,1B,1Cが配置される場所は、屋外であった。しかし、本発明における隔壁は、植物が収容される閉空間を区画できればよく、配置される場所は特に限定されない。すなわち、例えば、本発明における隔壁は、植物工場内でもよく、ビニールハウス内でもよい。本発明における隔壁が植物工場内に配置される場合、本発明における隔壁は、例えば、植物工場内の栽培棚に設置されるビニールカーテンでもよい。
さらにまた、以上説明された実施の形態において、本システムS,SA,SB,SCは、各計測器を備えていた。取得部62は、各計測器により測定された各計測値を、取得していた。しかし、本システムは、本発明における取得部により各計測値を取得できればよく、本システム自体が各計測器を備えてなくてもよい。すなわち、例えば、本システムは、流量計を、備えなくてもよい。この場合、記憶部は、例えば、送気部(例えば、真空ポンプ)の正常時の送気流量を、記憶する。本発明における取得部は、記憶部から、二酸化炭素の削減量の算出に必要な値を、取得する。なお、本システム自体が備える各計測器の数が少ないほど、本システムは、削減量を算出するために必要なコストを、削減できる。
さらにまた、以上説明された実施の形態において、本システムS,SA,SB,SCは、水耕栽培可能な植物Lを用いて、二酸化炭素を、削減していた。しかし、本システムが二酸化炭素を削減するために用いる生物は、特に限定されない。すなわち、例えば、本システムは、土壌栽培可能な植物を用いて、二酸化炭素を、削減してもよい。この場合、例えば、本発明における隔壁に区画された閉空間は、土壌を、収容する。土壌は、二酸化炭素を、放出する。その結果、本発明における算出部は、土壌から放出された二酸化炭素の濃度に基づいて、植物に吸収された二酸化炭素の削減量を、算出できる。土壌から放出された二酸化炭素の濃度は、本発明における第5濃度である。
さらにまた、以上説明された実施の形態において、植物Lは、閉空間R,RA,RB,RC内に供給された二酸化炭素を、吸収していた。しかし、本システムは、生物を用いて二酸化炭素を削減できればよい。すなわち、例えば、水耕栽培される植物の根から吸収される水が閉空間内に収容されるとき、本発明における供給装置は、供給流路を介して、二酸化炭素を、水に溶解させてもよい。この場合、水耕栽培される植物は、二酸化炭素を含む水を、吸収する。
さらにまた、以上説明された実施の形態において、本システムS,SA,SB,SCは、膜濃縮装置3を、備えていた。しかし、これに代えて、本システムは、複数の供給装置を備えてもよい。すなわち、例えば、本発明における複数の供給装置は、供給流路に、直列に接続されてもよく、並列に接続されてもよい。
さらにまた、以上説明された実施の形態において、膜濃縮装置3は、濃縮膜32を、備えていた。しかし、これに代えて、本発明における供給装置は、複数の濃縮膜を、備えてもよい。すなわち、例えば、本発明における複数の濃縮膜は、1の供給装置内において、直列に接続されてもよく、あるいは、並列に接続されてもよい。複数の濃縮膜が直列に接続される場合、閉空間内に供給される二酸化炭素の濃度は、1の濃縮膜により閉空間内に供給される二酸化炭素の濃度より、高い。複数の濃縮膜が並列に接続される場合、1の濃縮膜が故障した場合であっても、本システムは、生成気体を、閉空間内に供給できる。
以上説明された実施の形態において、送気部33は、送風機B2を、含んでいた。しかし、本発明における送気部は、閉空間内の気体を濃縮膜に送気できればよく、送風機を含まなくてもよい。すなわち、例えば、本発明における送気部は、コンプレッサやブロワーなどから構成されてもよく、真空ポンプのみから構成されてもよい。
さらにまた、以上説明された実施の形態において、導出部7,7Cは、送風機B1に向けて配置されていた。しかし、本発明における送気部は、導出部から導出された気体を濃縮膜に送気できればよい。そのため、本発明における導出部は、送風機に向けて配置されなくてもよい。すなわち、例えば、本発明における導出部は、送気部より、上方向に配置されていてもよい。二酸化炭素は、酸素や窒素より重いことが知られている。この場合、導出部から導出される二酸化炭素は、下方向に溜まる。本発明における吸気装置は、下方向に溜まった二酸化炭素を含む気体を、吸気できる。
さらにまた、以上説明された実施の形態において、本システムSA,SCは、導出部7,7Cにより、閉空間RA,RC内の気体Aaを、閉空間RA,RC外に送気していた。しかし、閉空間RA,RC内の気体Aaが閉空間RA,RC外に送気される箇所は、導出部に限定されない。すなわち、例えば、本システムは、導出部とは異なる複数の開口部(小さい隙間)を、備えてもよい。複数の開口部は、本発明における隔壁に配置される。複数の開口部は、閉空間内の気体を、閉空間外に送気する。導出部の大きさは、複数の開口部より大きい。この場合、本システムは、閉空間内の気体が閉空間内から閉空間外に送気される箇所を、開口部と導出部とのうち、導出部に集中させることができる。
さらにまた、以上説明された実施の形態において、吸気装置2,2Cは、1つであった。しかし、本発明における送気部は、閉空間内の気体を濃縮膜に送気できればよく、吸気装置の数は、限定されない。すなわち、例えば、本発明における導出部が大きいとき、吸気装置は、複数でもよい。複数の吸気装置それぞれは、第1濃度計を、備える。複数の第1濃度計それぞれは、第1濃度を、測定する。この場合、本発明における制御部は、複数の第1濃度の平均値に基づいて、送気部と導入部との動作を、制御できる。
さらにまた、以上説明された実施の形態において、導出部7,7Cは、1つであった。しかし、本発明における導出部は、閉空間内の気体を、閉空間外に送気できればよく、本発明における導出部の数は、限定されない。すなわち、例えば、本発明における導出部は、複数であってもよい。この場合、供給装置は、複数の導出部から導出された気体を、1の濃縮膜に送気できる。
さらにまた、以上説明された実施の形態において、本システムS,SA,SB,SCは、吐出口を、備えていた。しかし、本システムは、生成気体を、閉空間内に供給できればよく、吐出口を備えなくてもよい。すなわち、例えば、本発明における閉空間が小さいとき、本発明における隔壁に接続された供給流路は、生成気体を、閉空間内に供給する。
さらにまた、本発明における取得部は、ディスプレイ装置と、有線通信方式または無線通信方式を利用するネットワークを介して、接続されてもよい。この場合、各計測値と産出量とは、ディスプレイ装置に表示される。その結果、本システムを使用する管理者は、ディスプレイ装置に表示される値を、確認できる。
●制御
以上説明された実施の形態において、動作制御部65は、送風機B1と、送風機B2と、真空ポンプ331と、の電源のON/OFFを、制御していた。しかし、本発明における制御部による送気部の制御は、送気部の電源のON/OFFに限られない。すなわち、例えば、本発明における制御部は、送気部の動作を多段階に制御(例えば、送風機の回転数の制御など)してもよい。この場合、本システムは、送気部から濃縮膜に送気される気体の量を、多段階に制御することができる。
以上説明された実施の形態において、動作制御部65は、送風機B1と、送風機B2と、真空ポンプ331と、の電源のON/OFFを、制御していた。しかし、本発明における制御部による送気部の制御は、送気部の電源のON/OFFに限られない。すなわち、例えば、本発明における制御部は、送気部の動作を多段階に制御(例えば、送風機の回転数の制御など)してもよい。この場合、本システムは、送気部から濃縮膜に送気される気体の量を、多段階に制御することができる。
さらにまた、以上説明された実施の形態において、状態認識部66は、撮影部8により撮影された植物画像に基づいて、植物Lの育成状態を、推定していた。しかし、本発明における状態認識部により推定される方法は、特に限定されない。すなわち、例えば、本発明における状態認識部は、撮影部により撮影された撮影画像に基づいて、植物の葉の面積を、推定してもよい。本システムは、推定された植物の葉の面積が所定の閾値を上回っていないと判定したとき、濃縮送気動作を、停止する。この場合、本システムは、植物の葉の面積が小さい(植物が二酸化炭素を十分に吸収できない状態)とき、供給装置の動作を、停止する。
●本システムの特徴●
これまでに説明された本システムの特徴は、以下にまとめて記載される。
これまでに説明された本システムの特徴は、以下にまとめて記載される。
本システムは、
生物(例えば、植物L)を用いて二酸化炭素を削減する二酸化炭素削減システム(例えば、本システムS,SA,SB,SC)であって、
前記生物が収容される閉空間(例えば、閉空間R,RA,RB,RC)を区画する隔壁(例えば、隔壁1,1A,1B,1C)と、
前記閉空間内の気体(例えば、気体Aa)に含まれる二酸化炭素を濃縮して生成気体(例えば、気体Ad)を生成する供給装置(例えば、膜濃縮装置3)と、
前記生成気体の生成に用いられた前記気体に含まれる二酸化炭素の第1濃度を取得する第1濃度取得部(例えば、取得部62,62A)と、
前記生成気体に含まれる二酸化炭素の第2濃度を取得する第2濃度取得部(例えば、取得部62,62A)と、
前記生成気体の流量を取得する流量取得部(例えば、取得部62,62A)と、
前記第1濃度と前記第2濃度と前記流量とに基づいて、前記生物により削減された二酸化炭素の削減量を算出する算出部(例えば、算出部63)と、
を有してなり、
前記供給装置は、
前記生成気体を生成する濃縮膜(例えば、濃縮膜32)、
を備えて、
前記生成気体を前記閉空間内に供給する、
ことを特徴とする。
生物(例えば、植物L)を用いて二酸化炭素を削減する二酸化炭素削減システム(例えば、本システムS,SA,SB,SC)であって、
前記生物が収容される閉空間(例えば、閉空間R,RA,RB,RC)を区画する隔壁(例えば、隔壁1,1A,1B,1C)と、
前記閉空間内の気体(例えば、気体Aa)に含まれる二酸化炭素を濃縮して生成気体(例えば、気体Ad)を生成する供給装置(例えば、膜濃縮装置3)と、
前記生成気体の生成に用いられた前記気体に含まれる二酸化炭素の第1濃度を取得する第1濃度取得部(例えば、取得部62,62A)と、
前記生成気体に含まれる二酸化炭素の第2濃度を取得する第2濃度取得部(例えば、取得部62,62A)と、
前記生成気体の流量を取得する流量取得部(例えば、取得部62,62A)と、
前記第1濃度と前記第2濃度と前記流量とに基づいて、前記生物により削減された二酸化炭素の削減量を算出する算出部(例えば、算出部63)と、
を有してなり、
前記供給装置は、
前記生成気体を生成する濃縮膜(例えば、濃縮膜32)、
を備えて、
前記生成気体を前記閉空間内に供給する、
ことを特徴とする。
本システムは、
前記気体を前記濃縮膜に送気する送気部(例えば、送気部33)と、
前記送気部の動作を制御する制御部(例えば、動作制御部65,65A)と、
を有してなり、
前記制御部は、前記第1濃度に基づいて、前記送気部の動作を制御する、
ものでもよい。
前記気体を前記濃縮膜に送気する送気部(例えば、送気部33)と、
前記送気部の動作を制御する制御部(例えば、動作制御部65,65A)と、
を有してなり、
前記制御部は、前記第1濃度に基づいて、前記送気部の動作を制御する、
ものでもよい。
本システムにおいて、
前記制御部は、前記第1濃度と前記第2濃度との差に基づいて、前記送気部の動作を制御する、
ものでもよい。
前記制御部は、前記第1濃度と前記第2濃度との差に基づいて、前記送気部の動作を制御する、
ものでもよい。
本システムは、
前記第1濃度が所定範囲内か否かを判定する判定部(例えば、判定部64)、
を有してなり、
前記制御部は、
前記判定部が、前記第1濃度が前記所定範囲を上回っていると判定したとき、前記送気部の動作を停止して、
前記判定部が、前記第1濃度が前記所定範囲以内であると判定したとき、前記送気部を動作させる、
ものでもよい。
前記第1濃度が所定範囲内か否かを判定する判定部(例えば、判定部64)、
を有してなり、
前記制御部は、
前記判定部が、前記第1濃度が前記所定範囲を上回っていると判定したとき、前記送気部の動作を停止して、
前記判定部が、前記第1濃度が前記所定範囲以内であると判定したとき、前記送気部を動作させる、
ものでもよい。
本システムは、
前記気体を前記濃縮膜に送気する送気部(例えば、送気部33)と、
前記送気部の動作を制御する制御部(例えば、動作制御部65,65A)と、
前記閉空間内の二酸化炭素の第3濃度を取得する第3濃度取得部(例えば、取得部62,62A)と、
を有してなり、
前記制御部は、前記第3濃度に基づいて、前記送気部の動作を制御する、
ものでもよい。
前記気体を前記濃縮膜に送気する送気部(例えば、送気部33)と、
前記送気部の動作を制御する制御部(例えば、動作制御部65,65A)と、
前記閉空間内の二酸化炭素の第3濃度を取得する第3濃度取得部(例えば、取得部62,62A)と、
を有してなり、
前記制御部は、前記第3濃度に基づいて、前記送気部の動作を制御する、
ものでもよい。
本システムは、
前記閉空間外の外気(例えば、外気Ab)を前記閉空間内に供給する導入部(例えば、送風機B3)と、
前記導入部の動作を制御する制御部(例えば、動作制御部65,65A)と、
を有してなり、
前記制御部は、前記第1濃度に基づいて、前記導入部の動作を制御する、
ものでもよい。
前記閉空間外の外気(例えば、外気Ab)を前記閉空間内に供給する導入部(例えば、送風機B3)と、
前記導入部の動作を制御する制御部(例えば、動作制御部65,65A)と、
を有してなり、
前記制御部は、前記第1濃度に基づいて、前記導入部の動作を制御する、
ものでもよい。
本システムにおいて、
前記制御部は、前記第1濃度と前記第2濃度との差に基づいて、前記導入部の動作を制御する、
ものでもよい。
前記制御部は、前記第1濃度と前記第2濃度との差に基づいて、前記導入部の動作を制御する、
ものでもよい。
本システムは、
前記第1濃度が所定範囲内か否かを判定する判定部(例えば、判定部64)、
を有してなり、
前記制御部は、
前記判定部が、前記第1濃度が前記所定範囲内であると判定したとき、前記導入部の動作を停止して、
前記判定部が、前記第1濃度が前記所定範囲を下回っていると判定したとき、前記導入部を動作させる、
ものでもよい。
前記第1濃度が所定範囲内か否かを判定する判定部(例えば、判定部64)、
を有してなり、
前記制御部は、
前記判定部が、前記第1濃度が前記所定範囲内であると判定したとき、前記導入部の動作を停止して、
前記判定部が、前記第1濃度が前記所定範囲を下回っていると判定したとき、前記導入部を動作させる、
ものでもよい。
本システムは、
前記閉空間外の外気を前記閉空間内に供給する導入部(例えば、送風機B3)と、
前記導入部の動作を制御する制御部(例えば、動作制御部65,65A)と、
前記閉空間内の二酸化炭素の第3濃度を取得する第3濃度取得部(例えば、取得部62,62A)と、
を有してなり、
前記制御部は、前記第3濃度に基づいて、前記導入部の動作を制御する、
ものでもよい。
前記閉空間外の外気を前記閉空間内に供給する導入部(例えば、送風機B3)と、
前記導入部の動作を制御する制御部(例えば、動作制御部65,65A)と、
前記閉空間内の二酸化炭素の第3濃度を取得する第3濃度取得部(例えば、取得部62,62A)と、
を有してなり、
前記制御部は、前記第3濃度に基づいて、前記導入部の動作を制御する、
ものでもよい。
本システムは、
前記閉空間内に導入された前記外気に含まれる二酸化炭素の第4濃度を取得する第4濃度取得部(例えば、取得部62,62A)、
を有してなり、
前記算出部は、前記第4濃度に基づいて、前記削減量を算出する、
ものでもよい。
前記閉空間内に導入された前記外気に含まれる二酸化炭素の第4濃度を取得する第4濃度取得部(例えば、取得部62,62A)、
を有してなり、
前記算出部は、前記第4濃度に基づいて、前記削減量を算出する、
ものでもよい。
本システムにおいて、
前記生物は、前記閉空間に収容される土壌に植えつけられる植物であり、
前記土壌から放出された二酸化炭素の第5濃度を取得する第5濃度取得部、
を有してなり、
前記算出部は、前記第5濃度に基づいて、前記削減量を算出する、
ものでもよい。
前記生物は、前記閉空間に収容される土壌に植えつけられる植物であり、
前記土壌から放出された二酸化炭素の第5濃度を取得する第5濃度取得部、
を有してなり、
前記算出部は、前記第5濃度に基づいて、前記削減量を算出する、
ものでもよい。
本システムは、
前記隔壁内の前記気体を対流させる送風機(例えば、送風機B4)と、
前記送風機の動作を制御する制御部(例えば、動作制御部65,65A)と、
を有してなり、
前記制御部は、前記第1濃度に基づいて、前記送風機の動作を制御する、
ものでもよい。
前記隔壁内の前記気体を対流させる送風機(例えば、送風機B4)と、
前記送風機の動作を制御する制御部(例えば、動作制御部65,65A)と、
を有してなり、
前記制御部は、前記第1濃度に基づいて、前記送風機の動作を制御する、
ものでもよい。
本システム(例えば、本システムSA,SC)は、
前記閉空間内の前記気体の一部を前記閉空間外に導出する導出部(例えば、導出部7,7C)と、
前記導出部から導出された前記気体を前記濃縮膜に送気する送気部(例えば、送気部33)と、
を有してなる、
ものでもよい。
前記閉空間内の前記気体の一部を前記閉空間外に導出する導出部(例えば、導出部7,7C)と、
前記導出部から導出された前記気体を前記濃縮膜に送気する送気部(例えば、送気部33)と、
を有してなる、
ものでもよい。
本システムは、
生成された前記生成気体を前記閉空間内に供給する供給流路(例えば、供給流路P2)と、
前記供給流路内を流れる前記生成気体を前記閉空間内に吐出する複数の吐出口(例えば、吐出口4)と、
を有してなり、
前記吐出口は、前記供給流路内を流れる前記生成気体の流れに沿って、前記供給流路に配置されて、
複数の前記吐出口それぞれの大きさは、前記流れの上流側から下流側に向かうにつれて、大きくなる、
ものでもよい。
生成された前記生成気体を前記閉空間内に供給する供給流路(例えば、供給流路P2)と、
前記供給流路内を流れる前記生成気体を前記閉空間内に吐出する複数の吐出口(例えば、吐出口4)と、
を有してなり、
前記吐出口は、前記供給流路内を流れる前記生成気体の流れに沿って、前記供給流路に配置されて、
複数の前記吐出口それぞれの大きさは、前記流れの上流側から下流側に向かうにつれて、大きくなる、
ものでもよい。
本システム(例えば、本システムSA)は、
前記閉空間から前記気体を前記濃縮膜に送気する送気部(例えば、送気部33)と、
前記生物を撮影可能な撮影部(例えば、撮影部8)と、
前記撮影部により撮影された撮影画像に基づいて、前記生物の育成状態を認識可能な状態認識部(例えば、状態認識部66)と、
前記育成状態に基づいて、前記送気部の動作を制御する制御部(例えば、動作制御部65A)と、
を有してなる、
ものでもよい。
前記閉空間から前記気体を前記濃縮膜に送気する送気部(例えば、送気部33)と、
前記生物を撮影可能な撮影部(例えば、撮影部8)と、
前記撮影部により撮影された撮影画像に基づいて、前記生物の育成状態を認識可能な状態認識部(例えば、状態認識部66)と、
前記育成状態に基づいて、前記送気部の動作を制御する制御部(例えば、動作制御部65A)と、
を有してなる、
ものでもよい。
S :二酸化炭素削減システム
1 :隔壁
2 :吸気装置
3 :膜濃縮装置
31 :吸気口
32 :濃縮膜
33 :送気部
331 :真空ポンプ
4 :吐出口
4a :第1吐出口
4b :第2吐出口
4c :第3吐出口
5 :外気流路
6 :制御装置
61 :記憶部
62 :取得部
63 :算出部
64 :判定部
65 :動作制御部
66 :状態認識部
7 :導出部
8 :撮影部
B1 :送風機
B2 :送風機
B3 :送風機
B4 :送風機
C1 :第1濃度計
C2 :第2濃度計
C3 :第3濃度計
C4 :第4濃度計
Aa :気体
Ab :外気
Ac :気体
Ad :気体
F :流量計
L :植物
P1 :吸気流路
P2 :供給流路
R :閉空間
SA :二酸化炭素削減システム
1A :隔壁
2A :吸気装置
6A :制御装置
62A :取得部
65A :動作制御部
P1A :吸気流路
RA :閉空間
SB :二酸化炭素削減システム
1B :隔壁
5B :外気流路
6B :制御装置
B3B :送風機
RB :閉空間
R2 :閉空間
SC :二酸化炭素削減システム
1C :隔壁
2C :吸気装置
6C :制御装置
7C :導出部
P1C :吸気流路
RC :閉空間
R3 :閉空間
1 :隔壁
2 :吸気装置
3 :膜濃縮装置
31 :吸気口
32 :濃縮膜
33 :送気部
331 :真空ポンプ
4 :吐出口
4a :第1吐出口
4b :第2吐出口
4c :第3吐出口
5 :外気流路
6 :制御装置
61 :記憶部
62 :取得部
63 :算出部
64 :判定部
65 :動作制御部
66 :状態認識部
7 :導出部
8 :撮影部
B1 :送風機
B2 :送風機
B3 :送風機
B4 :送風機
C1 :第1濃度計
C2 :第2濃度計
C3 :第3濃度計
C4 :第4濃度計
Aa :気体
Ab :外気
Ac :気体
Ad :気体
F :流量計
L :植物
P1 :吸気流路
P2 :供給流路
R :閉空間
SA :二酸化炭素削減システム
1A :隔壁
2A :吸気装置
6A :制御装置
62A :取得部
65A :動作制御部
P1A :吸気流路
RA :閉空間
SB :二酸化炭素削減システム
1B :隔壁
5B :外気流路
6B :制御装置
B3B :送風機
RB :閉空間
R2 :閉空間
SC :二酸化炭素削減システム
1C :隔壁
2C :吸気装置
6C :制御装置
7C :導出部
P1C :吸気流路
RC :閉空間
R3 :閉空間
Claims (15)
- 生物を用いて二酸化炭素を削減する二酸化炭素削減システムであって、
前記生物が収容される閉空間を区画する隔壁と、
前記閉空間内の気体に含まれる二酸化炭素を濃縮して生成気体を生成する供給装置と、
前記生成気体の生成に用いられた前記気体に含まれる二酸化炭素の第1濃度を取得する第1濃度取得部と、
前記生成気体に含まれる二酸化炭素の第2濃度を取得する第2濃度取得部と、
前記生成気体の流量を取得する流量取得部と、
前記第1濃度と前記第2濃度と前記流量とに基づいて、前記生物により削減された二酸化炭素の削減量を算出する算出部と、
を有してなり、
前記供給装置は、
前記生成気体を生成する濃縮膜、
を備えて、
前記生成気体を前記閉空間内に供給する、
ことを特徴とする二酸化炭素削減システム。 - 前記気体を前記濃縮膜に送気する送気部と、
前記送気部の動作を制御する制御部と、
を有してなり、
前記制御部は、前記第1濃度に基づいて、前記送気部の動作を制御する、
請求項1記載の二酸化炭素削減システム。 - 前記制御部は、前記第1濃度と前記第2濃度との差に基づいて、前記送気部の動作を制御する、
請求項2記載の二酸化炭素削減システム。 - 前記第1濃度が所定範囲内か否かを判定する判定部、
を有してなり、
前記制御部は、
前記判定部が、前記第1濃度が前記所定範囲を上回っていると判定したとき、前記送気部の動作を停止して、
前記判定部が、前記第1濃度が前記所定範囲以内であると判定したとき、前記送気部を動作させる、
請求項2記載の二酸化炭素削減システム。 - 前記気体を前記濃縮膜に送気する送気部と、
前記送気部の動作を制御する制御部と、
前記閉空間内の二酸化炭素の第3濃度を取得する第3濃度取得部と、
を有してなり、
前記制御部は、前記第3濃度に基づいて、前記送気部の動作を制御する、
請求項1記載の二酸化炭素削減システム。 - 前記閉空間外の外気を前記閉空間内に供給する導入部と、
前記導入部の動作を制御する制御部と、
を有してなり、
前記制御部は、前記第1濃度に基づいて、前記導入部の動作を制御する、
請求項1記載の二酸化炭素削減システム。 - 前記制御部は、前記第1濃度と前記第2濃度との差に基づいて、前記導入部の動作を制御する、
請求項6記載の二酸化炭素削減システム。 - 前記第1濃度が所定範囲内か否かを判定する判定部、
を有してなり、
前記制御部は、
前記判定部が、前記第1濃度が前記所定範囲内であると判定したとき、前記導入部の動作を停止して、
前記判定部が、前記第1濃度が前記所定範囲を下回っていると判定したとき、前記導入部を動作させる、
請求項6記載の二酸化炭素削減システム。 - 前記閉空間外の外気を前記閉空間内に供給する導入部と、
前記導入部の動作を制御する制御部と、
前記閉空間内の二酸化炭素の第3濃度を取得する第3濃度取得部と、
を有してなり、
前記制御部は、前記第3濃度に基づいて、前記導入部の動作を制御する、
請求項1記載の二酸化炭素削減システム。 - 前記閉空間内に導入された前記外気に含まれる二酸化炭素の第4濃度を取得する第4濃度取得部、
を有してなり、
前記算出部は、前記第4濃度に基づいて、前記削減量を算出する、
請求項9記載の二酸化炭素削減システム。 - 前記生物は、前記閉空間に収容される土壌に植えつけられる植物であり、
前記土壌から放出された二酸化炭素の第5濃度を取得する第5濃度取得部、
を有してなり、
前記算出部は、前記第5濃度に基づいて、前記削減量を算出する、
請求項1記載の二酸化炭素削減システム。 - 前記隔壁内の前記気体を対流させる送風機と、
前記送風機の動作を制御する制御部と、
を有してなり、
前記制御部は、前記第1濃度に基づいて、前記送風機の動作を制御する、
請求項1記載の二酸化炭素削減システム。 - 前記閉空間内の前記気体の一部を前記閉空間外に導出する導出部と、
前記導出部から導出された前記気体を前記濃縮膜に送気する送気部と、
を有してなる、
請求項1記載の二酸化炭素削減システム。 - 生成された前記生成気体を前記閉空間内に供給する供給流路と、
前記供給流路内を流れる前記生成気体を前記閉空間内に吐出する複数の吐出口と、
を有してなり、
前記吐出口は、前記供給流路内を流れる前記生成気体の流れに沿って、前記供給流路に配置されて、
複数の前記吐出口それぞれの大きさは、前記流れの上流側から下流側に向かうにつれて、大きくなる、
請求項1記載の二酸化炭素削減システム。 - 前記閉空間から前記気体を前記濃縮膜に送気する送気部と、
前記生物を撮影可能な撮影部と、
前記撮影部により撮影された撮影画像に基づいて、前記生物の育成状態を認識可能な状態認識部と、
前記育成状態に基づいて、前記送気部の動作を制御する制御部と、
を有してなる、
請求項1記載の二酸化炭素削減システム。
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|---|---|---|---|
| PCT/JP2024/011746 WO2025203189A1 (ja) | 2024-03-25 | 2024-03-25 | 二酸化炭素削減システム |
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|---|---|---|---|
| PCT/JP2024/011746 WO2025203189A1 (ja) | 2024-03-25 | 2024-03-25 | 二酸化炭素削減システム |
Publications (1)
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|---|---|
| WO2025203189A1 true WO2025203189A1 (ja) | 2025-10-02 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2024/011746 Pending WO2025203189A1 (ja) | 2024-03-25 | 2024-03-25 | 二酸化炭素削減システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2025203189A1 (ja) |
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2024
- 2024-03-25 WO PCT/JP2024/011746 patent/WO2025203189A1/ja active Pending
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