FI98558C - Menetelmä ja laite säätää olennaisesti suljetun urheilu-/liikuntatilan ilmakehää - Google Patents

Description

98558

Menetelmä ja laite säätää olennaisesti suljetun urheilu-/ liikuntatilan ilmakehää. - Förfarande och anordning för att reglera atmosfären i ett väsentiligen slutet idrotts-/ kondi tionsutrymme.

5

Keksinnön kohteena on menetelmä säätää olennaisesti suljetun urheilu-/liikuntatilan ilmakehää, erityisesti hapen osapai-neen suhteen. Keksinnön kohteena on lisäksi ilmakehältään ja/tai tuuliolosuhteiltaan säädettävä urheilu-/liikuntatila.

10

Kestävyyslajeja, esim. juoksua, hiihtoa, uintia, pyöräilyä jne., harjoittelevat kilpaurheilijat käyvät usein korkean-paikan leireillä. Tällaisten leirien haittapuolina ovat mm. se, että leirit ovat kestoltaan rajallisia ja totuttautumi-15 nen vähähappisempaan ilmaan vie oman aikansa. Lisäksi ilmakehän paine on huomattavasti alhaisempi kuin merenpinnan tasossa, kuten ilmenee taulukosta 1. Tällainen alhaisempi paine saattaa aiheuttaa ongelmia elimistölle.

20 TAULUKKO 1

Ilmanpaine eri korkeuksissa leveysasteella 64° pohjoista le-,.]·1 veyttä ja hapen osapainetta vastaava ilman happipitoisuus •j1 merenpinnan tasossa.

25 korkeus 64° pohjoista leveyttä vastaava happipitoisuus ..!!1 m meren pinnan korkeudella ·' tammikuu heinäkuu tammikuu heinäkuu mbar mbar % 02 % 02 30-----—----- 0 1013,5 1012,5 21,0 21,0 j’··· 2000 776 792 16,1 16,4 - 2500 725 745 15,0 1 5,6 ; 3000 678 699 14,0 14,5 35 3500 633 656 1 3,1 13,6 • · 4000 591 616 12,2 12,8 4500 553 577 1 1 ,5 1 2,0 ·:·1: 5000 514 540 10, 7 1 1,2 2 98558

Taulukon 1 mukaisesti esim. korkeudella 3000 m merenpinnan tasosta ilmanpaine on tammikuussa 678 mbar kun merenpinnan tasossa se on 1013, 5 mbar. Kyseisessä korkeudessa olevan ilmakehän hapen osapainetta vastaa merenpinnan tasossa 5 happipitoisuus 14,0 % (tammikuussa).

Keksinnön päämääränä on aikaansaada menetelmä, jonka avulla esimerkiksi urheiluhallin happipitoisuutta voidaan säätää vähähappiseksi ilmakehäksi (happipitoisuus s 21 %). Tämän 10 päämäärän toteuttamiseksi keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa esitetyt asiat. Keksinnön mukaiselle urheilu-/liikuntatilal-le on puolestaan tunnusomaista patenttivaatimuksen 5 tunnusmerkkiosassa esitetyt asiat.

15

Keksinnön mukaisen menetelmän ja urheilu-/liikuntatilan etuja ovat mm. se, että tilaan on mahdollista luoda jatkuvasti vähähappiset olosuhteet. On paljon halvempaa harjoitella tällaisessa tilassa kuin matkustaa ulkomaille korkean-20 paikan leirille. Tällaista ilmakehältään säädettävää tilaa voi lisäksi hyödyntää suurempi urheilijajoukko kuin ne, joilla on mahdollisuus lähteä ulkomaille korkeanpaikan leirille.

• « · I I

«114 25 Päiviä, viikkoja tai vuosia korkealla oleskeleva henkilö « tottuu yhä paremmin vähähappiseen ilmaan. Näin keholle ··’·, aiheutuu yhä vähemmän haittavaikutuksia ja hän pystyy nosta- • · maan työtahtiaan, ilman että hapenpuutteella on seurannais- i i i * vaikutuksia. Totuttautumisen myötä hän pystyy myös oleskele-30 maan vieläkin korkeammalla. Tällaiseen vähähappiseen ilmaan • · : “ totuttautumiseen liittyy useita tärkeitä muutoksia, joista • · · * tärkeimmät viisi on mainittu seuraavassa: • · • · * i · * .···, 1 ) keuhkojen ilmanvaihto kasvaa huomattavasti • « 35 2) punaisten verisolujen määrä kasvaa • · · ·«·'· 3) keuhkojen diffuusiokapasiteetti kasvaa : ‘ 4) verisuonten määrä kudoksissa kasvaa 3 98558 5) solujen hapenottokyky kasvaa ilmakehän vähähappisuudesta huolimatta.

5 Seuraavassa keksintöä kuvataan yksityiskohtaisemmin viittauksella oheiseen piirustukseen, jossa:

Kuvio 1 esittää kaaviollisesti erästä keksinnön mukaiseen menetelmään soveltuvaa harjoittelutilan suoritus- 10 muotoa, ja

Kuvio 2 kuvaa kuvion 1 mukaisen harjoittelutilan sijoitta mista olemassa olevaan urheiluhalliin päästä nähtynä leikkauskuvantona.

15

Kuvioissa esitetty suoritusmuoto kuvaa erästä tapaa toteuttaa keksinnön mukainen menetelmä ja urheilu-/liikuntatila. Kyseinen tila voidaan toteuttaa luonnollisestikin monilla muilla alan ammatti-ihmisille itsestään selvillä tavoilla.

20 Lisäksi keksinnön mukaista menetelmää voidaan käyttää myös esim. asuintilojen, sairaaloiden tai muiden hoitolaitosten ilmakehän muuttamiseen, jolloin ilmakehän muutosta voidaan ‘:' käyttää esim. erilaisiin kuntoutus-/hoitotoimenpiteisiin huippu-urheiluun liittyvän harjoittelun asemasta tai sen « I I « 25 lisäksi. Niinpä tämän hakemuksen yhteydessä termin urheilu- « /liikuntatila katsotaan sisältävän myös erilaisiin hoito- Υ·\'·' tai kuntoutustoimenpiteisiin käytetyt tilat eikä pelkästään • · *..! varsinaiseen urheiluun liittyviä tiloja.

• · · • · · 30 Kuvioissa esitetty suoritusmuoto kuvaa nostettavaa • · • · ί " rengastunnelia 1, joka on sijoitettu olemassa olevan urhei- • · · V * luhallin 2 sisäpuolelle varustettuna ei-esitetyillä nosto- : laitteilla. Kuviossa 2 tunneli 1 on esitetty ehyin viivoin • « ,···. alaslasketussa käyttöasennossaan ja katkoviivoin jonkin • · · « · 4 98558 matkaa ylöspäin nostettuna. Ylösnostoa varten tunneli on edullisesti laskostettavissa kasaan, jonka jälkeen se on helpompi nostaa tarkoituksenmukaiseen korkeuteen hallin 2 5 sisäpuolella. Hallia 2 voidaan normaalisti käyttää tavanomaiseen liikunnanharrastukseen ja rengastunneli 1 lasketaan alas ja siihen luodaan haluttu ilmakehä tarvittaessa, esim. arkipäiviksi. Haluttu ilmakehä tunneliin 1 luodaan puhaltamalla ilmaa ja typpeä tai happea säiliöistä 3, 4 10 puhaltimella 5 suoraan tunnelin 1 sisäpuolelle kunnes ilmakehä saavuttaa halutun happipitoisuuden. Tämän jälkeen tunnelitilaan puhalletaan valmiiksi sekoitettua, halutun happipitoisuuden sisältävää seosta, jonka avulla ylläpidetään haluttu ilmakehä tunnelissa 1. Tämä happipitoisuudel-15 taan säädetyn ilmakehän luominen tapahtuu normaalissa ilmanpaineessa, jolloin vältytään korkeanpaikan leirin alentuneen paineen aiheuttamilta ongelmilta. Puhallin 5 on edullisesti varustettu kuivausyksiköllä 6 sisäänpuhalletta-van ilman kuivaamiseksi tarvittaessa. Tunneli 1 on lisäksi 20 varustettu lisäpuhaltimilla 7, joita on esitetyssä suoritusmuodossa 11 kappaletta. Näitä lisäpuhaltimia käytetään ilman kierrättämiseksi tunnelin sisäpuolella, jolloin i('t;’ ilmakehä pysyy mahdollisimman homogeenisena. Lisäksi näillä •: puhaltimilla voidaan luoda halutut tuuliolosuhteet tunneliin 25 1. Tuulen nopeus tällaisessa rengastunnelissa on edullisesti £ 2 m/s.

• · # · • · · • · · • ·

Keksintöä voidaan käyttää myös erillisen tuulitunnelin • · · * muodostamiseen, jota on kuvattu kuviossa 2 viitenumerolla 30 10. Tällaisessa tuulitunnelissa voidaan käyttää suhteellisen • · J " suuria tuulinopeuksia, esimerkiksi £4 m/s. Esimerkkinä ·«« V * kuvattu tuuli-tunneli 10 on muodostettu n. 100 m pituisena, jossa tuulen maksiminopeus on 4 m/s ja rengastunneli 1 on φ · • « · « «

M · I

f f i t ♦ 5 98558 muodostettu n. 200 m pituisena, jossa tuulen maksiminopeus on 2 m/s. Nämä arvot voivat luonnollisestikin vaihdella huomattavastikin riippuen halutuista harjoitteluolosuhteista. Tuulitunneli voidaan toteuttaa ilman ilmakehän säätömah-5 dollisuutta.

Keksinnön mukainen harjoittelutila 1 on lisäksi varustettu jatkuvatoimisilla analysaattoreilla 8, 9, joiden avulla seurataan tunnelin ilmakehän happi-, hiilidioksidi- ja 10 kosteustasoja. Näiden tietojen perusteella säädetään uuden ilmakehän sekoittamista ja syöttämistä. Ilmakehän minimisyöttömäärä on edullisesti sellainen, että tunnelin ilmakehästä korvataan tunnissa 5 % uudella. Esimerkiksi tunnelin tilavuuden ollessa 5000 m3 minimisyöttömäärä on 15 250 m3/h.

Taulukoissa 2-3 on esitetty esimerkkeinä erilaisten happiatmosfäärien luomiseen tarvittavia ilman sekoitusker-toimia käytettäessä 95 %:sta N2 ja 100 %:sta N2 vastaavassa 20 järjestyksessä.

TAULUKKO 2

Ilman sekoituskertoimia erilaisten matalahappisten ilmakehien luomiseksi käytettäessä 95 %:sta N2 25

Matala happiatmosfääri • — -- ···· ___95 % N2__Ilma Atmosfääri 10 % 02 1 0,45 1,45 11 % 02 1 0,6 1,6 30 12 % 02 1 0,78 1,78 : *** 13 % 02 1 1 2 ««« 1 : 14 % 02 1 1,28 2,28 « 15 % 02 1 1,66 2,66 16 % 02 1 2,2 3,2 \ 35 -----i

Mil • < · I · 6 98558 TAULUKKO 3

Ilman sekoituskertoimia erilaisten matalahappisten ilmakehien luomiseksi käytettäessä 100 %:sta N2.

5 Matala happiatmosfääri___ ______100 % N2 Ilma Atmosfääri 15 % 02 1 2,5 3,5 16 % 02 1 3 , 2 4 ,2 17 % 02 1 4,25 5,25 10 L ---

Keksinnön mukaiseen ilmakehän säätömenetelmään (happipitoisuuden säätö) voidaan helposti yhdistää ilmakehän kosteuden ja/tai lämpötilan säätö tai muita haluttuja säätötoimenpi-15 teitä, joiden avulla voidaan luoda esimerkiksi kulloinkin ajankohtaisen kilpailupaikan olosuhteita olennaisesti vastaavat olosuhteet.

Keksinnön mukaisen säätömenetelmän toteuttamisessa käytetään 20 edullisesti nestemäistä typpeä ja happea, erityisesti silloin, kun halutun ilmakehän luomisen on tapahduttava nopeasti, esim. muutamassa tunnissa. Mikäli ilmakehää pidetään ( 'j' samana esim. useita viikkoja ja ilmakehän luomiseen on riittävästi aikaa, esim. 12 tuntia, typpi- ja happigeneraat-25 toreiden (on-site-laitteisto) käyttö olisi mahdollista alentaen todennäköisesti käyttökustannuksia.

«M· ·· · ·. · : • · • · · 9 · · • « * « • · f · • ♦· » ··« I · · • · · 1(1' I ( ( * *

I I

Claims (9)

1. Menetelmä säätää maanpinnalla olevan olennaisesti suljetun urheilu-/liikuntatilan (1) tai hoito-/kuntoutustilan 5 ilmakehää, erityisesti hapen osapaineen suhteen, jossa menetelmässä kyseisen tilan normaaliin ilmakehään lisätään typpeä halutun matalahappisen (happipitoisuus < n. 21%) ilmakehän luomiseksi, joka matalahappinen ilmakehä vastaa hapen osapainetta ilmassa tietyllä korkeudella merenpinnan 10 yläpuolella, tunnettu siitä, että menetelmässä mainittu typen sekoittaminen ilman kanssa tapahtuu normaalissa ympäröivän ilmakehän paineessa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu 15 siitä, että mainittu sekoittaminen tapahtuu puhaltamalla typpeä suoraan mainittuun suljettuun tilaan (1) siinä olevan ilman säätämiseksi haluttuun happipitoisuuteen ja/tai puhaltamalla valmiiksi sekoitettua, haluttua happipitoisuutta vastaavaa ilmaa kyseiseen tilaan ilmakehän säätämiseksi 20 halutuksi ja/tai säädetyn ilmakehän ylläpitämiseksi.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmään kuuluu ilmakehän at’]' pitäminen liikkeessä mainitussa tilassa, jolloin ilmakehä ; Γ: 25 saadaan pysymään olennaisesti homogeenisena. « m »*·· •V.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu i · 9 • · ,···. siitä, että ilmakehää liikutetaan puhaltimilla (7), joilla t « · voidaan luoda haluttu myötä- tai vastatuuli, edullisesti 30 ^ 4 m/s, edullisemmin * 2 m/s, haluttuun kohtaan kyseistä . ^ tilaa. « · * » I

« « :*·,{ 5. Ilmakehältään ja/tai tuuliolosuhteiltaan säädettävä « i urheilu-/liikuntatila, tunnettu siitä, että kyseinen • * * *, 35 tila (1) on muodostettu olennaisesti suljetuksi ja varustet- tu puhalluselimillä (5, 7) typen tai valmiiksi sekoitetun, haluttua * i * » 8 98558 happipitoisuutta vastaavan ilman puhaltamiseksi kyseiseen tilaan (1) sen ilmakehän säätämiseksi halutuksi matalahappiseksi ilmakehäksi ja/tai halutun tuulennopeuden aikaansaamiseksi kyseiseen tilaan (1), joka tila (1) on 5 ympäröivän ilmakehän paineessa. f

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen tila, tunnettu siitä, että kyseinen tila (1) on lisäksi varustettu elimillä halutun kosteuspitoisuuden ja/tai lämpötilan aikaansaamisek- 10 si.

7. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen tila, tunnet-t u siitä, että kyseinen tila (1) on lisäksi varustettu valvontaelimillä (8, 9) sen ilmakehän seuraamiseksi ja 15 korjaamiseksi tarvittaessa.

7 98558

8. Jonkin patenttivaatimuksen 5-7 mukainen tila, tunnettu siitä, että kyseinen tila (1) on muodostettu kiinteänä. 20

9. Jonkin patenttivaatimuksen 5-7 mukainen tila, tunnettu siitä, että kyseinen tila (1) on muodostettu siirrettävänä/nostettavana ja/tai kokoontaitettavana tunnelina (1), joka on siihen liittyvine siirto-/nostoelimi- • •41 ··· 25 neen sijoitettu isomman urheilu-/liikuntahallin (2) sisälle. • •Il • M • · 1 • · · • · · « • · · · • · · • · I • · • · • · · ♦ · · • · · • • $ • · · • · · • · · « · · · • I · « · • · • · · 9 98558