JP2000070654A - 低酸素訓練装置 - Google Patents
低酸素訓練装置Info
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- JP2000070654A JP2000070654A JP10245180A JP24518098A JP2000070654A JP 2000070654 A JP2000070654 A JP 2000070654A JP 10245180 A JP10245180 A JP 10245180A JP 24518098 A JP24518098 A JP 24518098A JP 2000070654 A JP2000070654 A JP 2000070654A
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-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B2213/00—Exercising combined with therapy
- A63B2213/005—Exercising combined with therapy with respiratory gas delivering means, e.g. O2
- A63B2213/006—Exercising combined with therapy with respiratory gas delivering means, e.g. O2 under hypoxy conditions, i.e. oxygen supply subnormal
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Abstract
(57)【要約】
【課題】低酸素訓練装置の室内の酸素濃度が、設備の故
障により危険な低酸素濃度になることを防止する。 【解決手段】常時外部空気を換気口３より供給している
低酸素室１内（室内）空気を、分離膜を用いた低酸素空
気発生装置２に導入し、高酸素濃度空気Ａ１と低酸素濃
度空気Ａ２に分離し、この低酸素濃度空気Ａ２を室内に
還流させると共に、高酸素濃度空気Ａ１を室内に放出す
るための通気孔１２と外部へ排出するための排気口４を
備えた排出ボックス９に集め、高酸素濃度空気Ａ１を排
出する排気ファン５の回転数を酸素濃度計１０及び調節
計１１により制御すると、排出ボックス９内の圧力が変
化し、通気孔１２を通過する高酸素濃度空気Ａ１量が変
化し室内の空気を一定の低酸素濃度に保持することがで
き、排気ファン５が停止しても排出ボックス９内の通気
孔１２を通して高酸素濃度空気Ａ１が室内に還流され室
内空気とミキシングするので、室内空気が危険レベルの
低酸素濃度まで低下することを防止できる。
障により危険な低酸素濃度になることを防止する。 【解決手段】常時外部空気を換気口３より供給している
低酸素室１内（室内）空気を、分離膜を用いた低酸素空
気発生装置２に導入し、高酸素濃度空気Ａ１と低酸素濃
度空気Ａ２に分離し、この低酸素濃度空気Ａ２を室内に
還流させると共に、高酸素濃度空気Ａ１を室内に放出す
るための通気孔１２と外部へ排出するための排気口４を
備えた排出ボックス９に集め、高酸素濃度空気Ａ１を排
出する排気ファン５の回転数を酸素濃度計１０及び調節
計１１により制御すると、排出ボックス９内の圧力が変
化し、通気孔１２を通過する高酸素濃度空気Ａ１量が変
化し室内の空気を一定の低酸素濃度に保持することがで
き、排気ファン５が停止しても排出ボックス９内の通気
孔１２を通して高酸素濃度空気Ａ１が室内に還流され室
内空気とミキシングするので、室内空気が危険レベルの
低酸素濃度まで低下することを防止できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高山登山訓練など
に必要とする一定の低酸素濃度空気を満たした環境空間
を備えた低酸素訓練装置に関する。
に必要とする一定の低酸素濃度空気を満たした環境空間
を備えた低酸素訓練装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の低酸素訓練装置は、窒素富化膜の
ような分離膜に空気を通すことによって窒素富化空気を
得る窒素ガス発生器あるいは窒素ボンベなどの窒素ガス
発生器を室外に設置し、これらから得られる窒素ガスを
室内に導入し、その流量を調節することにより室内空気
を低酸素濃度に保持できるように構成されている。
ような分離膜に空気を通すことによって窒素富化空気を
得る窒素ガス発生器あるいは窒素ボンベなどの窒素ガス
発生器を室外に設置し、これらから得られる窒素ガスを
室内に導入し、その流量を調節することにより室内空気
を低酸素濃度に保持できるように構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の低酸素訓練装置
は以上のように構成されているが、窒素導入設備の故障
（例えば、バルブが全開したままである）等により、窒
素ガス発生器から室内への窒素導入が停止できなくなる
と、室内の酸素濃度が極度に低下し訓練者が危険な状態
に置かれることがあるという重大な欠陥があった。本発
明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、
窒素ガスを外部より導入する必要がなくて、制御機器が
故障しても危険な低酸素濃度空気状態に置かれることの
ない低酸素訓練装置を提供することを目的とする。
は以上のように構成されているが、窒素導入設備の故障
（例えば、バルブが全開したままである）等により、窒
素ガス発生器から室内への窒素導入が停止できなくなる
と、室内の酸素濃度が極度に低下し訓練者が危険な状態
に置かれることがあるという重大な欠陥があった。本発
明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、
窒素ガスを外部より導入する必要がなくて、制御機器が
故障しても危険な低酸素濃度空気状態に置かれることの
ない低酸素訓練装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、一定の低酸素濃度で訓練す
るための低酸素室と、その内部空気を高酸素濃度空気と
低酸素濃度空気に分離するための分離膜を備え、該低酸
素濃度空気を前記低酸素室に放出する低酸素空気発生装
置と、前記高酸素濃度空気を集め、その一部を低酸素室
内に放出するための通気孔と外部に放出するための排気
口を設けた容量タンクと、前記排気口の近傍に配設さ
れ、回転数の増減により高酸素濃度空気の外部排出量を
増減する排気ファンと、低酸素室内の酸素濃度を検出す
る酸素濃度計と、酸素濃度偏差信号に基づいて、排気フ
ァンの回転数を制御し前記低酸素室内の酸素濃度を調節
する調節計とからなることを特徴とする。
め、請求項１記載の発明は、一定の低酸素濃度で訓練す
るための低酸素室と、その内部空気を高酸素濃度空気と
低酸素濃度空気に分離するための分離膜を備え、該低酸
素濃度空気を前記低酸素室に放出する低酸素空気発生装
置と、前記高酸素濃度空気を集め、その一部を低酸素室
内に放出するための通気孔と外部に放出するための排気
口を設けた容量タンクと、前記排気口の近傍に配設さ
れ、回転数の増減により高酸素濃度空気の外部排出量を
増減する排気ファンと、低酸素室内の酸素濃度を検出す
る酸素濃度計と、酸素濃度偏差信号に基づいて、排気フ
ァンの回転数を制御し前記低酸素室内の酸素濃度を調節
する調節計とからなることを特徴とする。
【０００５】本発明の低酸素訓練装置は上記のように構
成されており、排気ファンが停止しても、容量タンク内
の高酸素濃度空気は低酸素室内に戻され、低酸素濃度空
気とミキシングされるので、構成機器の故障により室内
の低酸素濃度が危険なレベルに到達することのない低酸
素訓練装置を得ることができる。
成されており、排気ファンが停止しても、容量タンク内
の高酸素濃度空気は低酸素室内に戻され、低酸素濃度空
気とミキシングされるので、構成機器の故障により室内
の低酸素濃度が危険なレベルに到達することのない低酸
素訓練装置を得ることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、実施例により本発明を詳細
に説明する。図１は本発明による低酸素訓練装置の概略
構成図である。図に示すように、低酸素訓練装置は低酸
素濃度空気中で訓練を行うのに必要な空間を有する低酸
素室１（以後、室と略称する）内に、室内空気を取り込
み低酸素濃度空気Ａ２と高酸素濃度空気Ａ１に分離し、
低酸素濃度空気Ａ２を室内に還流させると共に高酸素濃
度空気Ａ１を排出ボックス９に放出する低酸素空気発生
装置２と、外部空気を取り入れるための換気口３と、前
記排出ボックス９内の高酸素濃度空気Ａ１を外部に排出
させるための排気口４及び排気ファン５から構成されて
いる。
に説明する。図１は本発明による低酸素訓練装置の概略
構成図である。図に示すように、低酸素訓練装置は低酸
素濃度空気中で訓練を行うのに必要な空間を有する低酸
素室１（以後、室と略称する）内に、室内空気を取り込
み低酸素濃度空気Ａ２と高酸素濃度空気Ａ１に分離し、
低酸素濃度空気Ａ２を室内に還流させると共に高酸素濃
度空気Ａ１を排出ボックス９に放出する低酸素空気発生
装置２と、外部空気を取り入れるための換気口３と、前
記排出ボックス９内の高酸素濃度空気Ａ１を外部に排出
させるための排気口４及び排気ファン５から構成されて
いる。
【０００７】前記低酸素空気発生装置２は室内空気を取
り込んで圧縮するコンプレッサ６と、空気中の塵や油カ
スなどの微粒子を除去するフィルタ７と、それらを通過
した空気から窒素ガス成分を分離透過させる分離膜によ
って、室内空気より酸素ガス成分の比率の低い低酸素濃
度空気Ａ２と室内空気より酸素ガス成分の比率の高い高
酸素濃度空気Ａ１に分離するためのＮ２セパレータ８
と、該Ｎ２セパレータ８から得られる高酸素濃度空気Ａ
１をためる排出ボックス９と、室内の酸素濃度を検出す
る酸素濃度計１０と、必要な酸素濃度を設定し前記酸素
濃度計１０の信号との差に比例して排気ファン５の回転
数を変えるための制御信号を出力する調節計１１から構
成されている。
り込んで圧縮するコンプレッサ６と、空気中の塵や油カ
スなどの微粒子を除去するフィルタ７と、それらを通過
した空気から窒素ガス成分を分離透過させる分離膜によ
って、室内空気より酸素ガス成分の比率の低い低酸素濃
度空気Ａ２と室内空気より酸素ガス成分の比率の高い高
酸素濃度空気Ａ１に分離するためのＮ２セパレータ８
と、該Ｎ２セパレータ８から得られる高酸素濃度空気Ａ
１をためる排出ボックス９と、室内の酸素濃度を検出す
る酸素濃度計１０と、必要な酸素濃度を設定し前記酸素
濃度計１０の信号との差に比例して排気ファン５の回転
数を変えるための制御信号を出力する調節計１１から構
成されている。
【０００８】前記排出ボックス９には通気孔１２が設け
られており、排出ボックス９内の圧力Ｐ２と室内空気圧
力Ｐ１の差（＝Ｐ２−Ｐ１）が大きいほど排出ボックス
９内の高酸素濃度空気Ａ１は室内側に多く流出する。図
２は前記Ｎ２セパレータ８の構成例を示したものであ
る。図２に示すようにＮ２セパレータ８は円筒状の分離
膜からなる内管８ａと、その外側に二重管状に配設され
た導出口８ｃ付きの外管８ｂ及び蓋８ｄから構成されて
いる。このＮ２セパレータ８の内管８ａに空気を通す
と、導出口８ｃから低酸素濃度空気Ａ２が内管８ａを通
過して高酸素濃度空気Ａ１がそれぞれ得られる。
られており、排出ボックス９内の圧力Ｐ２と室内空気圧
力Ｐ１の差（＝Ｐ２−Ｐ１）が大きいほど排出ボックス
９内の高酸素濃度空気Ａ１は室内側に多く流出する。図
２は前記Ｎ２セパレータ８の構成例を示したものであ
る。図２に示すようにＮ２セパレータ８は円筒状の分離
膜からなる内管８ａと、その外側に二重管状に配設され
た導出口８ｃ付きの外管８ｂ及び蓋８ｄから構成されて
いる。このＮ２セパレータ８の内管８ａに空気を通す
と、導出口８ｃから低酸素濃度空気Ａ２が内管８ａを通
過して高酸素濃度空気Ａ１がそれぞれ得られる。
【０００９】なお、このＮ２セパレータ８に用いられる
分離膜には、例えば空気から窒素富化空気を得るのに用
いる窒素富化膜や空気から酸素富化空気を得るのに用い
られる酸素富化膜などを使用することができるが、その
他多孔質膜前後の圧力差で生じる細孔内拡散現象や非多
孔質膜前後の濃度差で生じる溶解拡散現象を利用した分
離膜を使用することもできる。
分離膜には、例えば空気から窒素富化空気を得るのに用
いる窒素富化膜や空気から酸素富化空気を得るのに用い
られる酸素富化膜などを使用することができるが、その
他多孔質膜前後の圧力差で生じる細孔内拡散現象や非多
孔質膜前後の濃度差で生じる溶解拡散現象を利用した分
離膜を使用することもできる。
【００１０】上記のように構成された低酸素訓練装置の
室内における酸素濃度の制御は次のようにして行われ
る。当初、室内に導入されている空気の組成は酸素２１
％、窒素７８％であるが、Ｎ２セパレータ８の分離膜に
酸素に比べ窒素に対して透過率が高いものを使用してい
るため、コンプレッサ６及びフィルタ７を通過した空気
の内、分離膜を透過した空気は低酸素濃度空気Ａ２とな
り室内に還流される。この経路を室内空気が循環するこ
とにより、室内の空気の酸素濃度は徐々に低下する。
室内における酸素濃度の制御は次のようにして行われ
る。当初、室内に導入されている空気の組成は酸素２１
％、窒素７８％であるが、Ｎ２セパレータ８の分離膜に
酸素に比べ窒素に対して透過率が高いものを使用してい
るため、コンプレッサ６及びフィルタ７を通過した空気
の内、分離膜を透過した空気は低酸素濃度空気Ａ２とな
り室内に還流される。この経路を室内空気が循環するこ
とにより、室内の空気の酸素濃度は徐々に低下する。
【００１１】一方、内管８ａを通過する間に窒素成分を
減じた高酸素濃度空気Ａ１は排出ボックス９にためら
れ、該排出ボックス９内の圧力Ｐ２は室内圧力Ｐ１に対
して徐々に上昇し、通気孔１２を通って室内側に流出す
るので室内の空気の酸素濃度は上昇する。そして、室内
の酸素濃度が調節計１１の設定値よりも高くなるほど調
節計１１は排気ファン５の回転数を上げる信号を出力す
る。その結果、排気ボックス９内の高酸素濃度空気Ａ１
は外部へ排出され、該排出ボックス９内の圧力Ｐ２は下
がり室内へ流出する高酸素濃度空気Ａ１が減少するた
め、室内の空気の酸素濃度が下がり調節計１１の設定値
にバランスした酸素濃度に保たれる。なお、排出される
酸素量と室内で消耗した酸素量を補充するため、換気口
３より外部空気が導入される。
減じた高酸素濃度空気Ａ１は排出ボックス９にためら
れ、該排出ボックス９内の圧力Ｐ２は室内圧力Ｐ１に対
して徐々に上昇し、通気孔１２を通って室内側に流出す
るので室内の空気の酸素濃度は上昇する。そして、室内
の酸素濃度が調節計１１の設定値よりも高くなるほど調
節計１１は排気ファン５の回転数を上げる信号を出力す
る。その結果、排気ボックス９内の高酸素濃度空気Ａ１
は外部へ排出され、該排出ボックス９内の圧力Ｐ２は下
がり室内へ流出する高酸素濃度空気Ａ１が減少するた
め、室内の空気の酸素濃度が下がり調節計１１の設定値
にバランスした酸素濃度に保たれる。なお、排出される
酸素量と室内で消耗した酸素量を補充するため、換気口
３より外部空気が導入される。
【００１２】万一、構成機器のうち故障が起きる可能性
がある回転部を有したコンプレッサ６及び排気ファン
５、あるいは電子部品を使用している酸素濃度計１０及
び調節計１１が故障した場合でも、室内酸素濃度は次の
ように安全範囲に保たれる。すなわち、排気ファン５が
回転停止した場合には、排出ボックス９内の圧力Ｐ２が
上昇し、通気孔１２を通って室内に流入し室内空気とミ
キシングする高酸素濃度空気Ａ１が増加するため、酸素
濃度の低下が抑制される。また、コンプレッサ６の作動
が停止した場合には、室内の酸素濃度が設定値より低く
なると、調節計１１は排気ファン５を停止させる信号を
出し排気ファン５を停止させ、室内には換気口３を通し
て外部空気が供給されているため、それ以上の酸素濃度
の低下が抑制される。
がある回転部を有したコンプレッサ６及び排気ファン
５、あるいは電子部品を使用している酸素濃度計１０及
び調節計１１が故障した場合でも、室内酸素濃度は次の
ように安全範囲に保たれる。すなわち、排気ファン５が
回転停止した場合には、排出ボックス９内の圧力Ｐ２が
上昇し、通気孔１２を通って室内に流入し室内空気とミ
キシングする高酸素濃度空気Ａ１が増加するため、酸素
濃度の低下が抑制される。また、コンプレッサ６の作動
が停止した場合には、室内の酸素濃度が設定値より低く
なると、調節計１１は排気ファン５を停止させる信号を
出し排気ファン５を停止させ、室内には換気口３を通し
て外部空気が供給されているため、それ以上の酸素濃度
の低下が抑制される。
【００１３】一方、電子部品を使用した酸素濃度計１０
や調節計１１が故障した場合には、排気ファンが最大回
転数で回転しつづける場合が起こりうるが、最大回転数
においても危険酸素濃度に抑えられるよう、予めＮ２セ
パレータ８、排出ボックス９及び排気ファン５の能力及
び形状を決めておくことにより、室内空気の危険酸素濃
度への酸素濃度の低下を防止することができる。その他
の構成機器の故障は、定期点検時に予め交換部品を取り
替えておくことにより防ぐことができる。上記のような
構成を用いた低酸素訓練装置は、故障の可能性がある構
成機器が万一故障しても、室内空気が訓練者にとって危
険な酸素濃度まで低下することはない。なお、Ｎ２セパ
レータ８の実施例として二重管構造のものを示したが、
種々の変形を用いることができる。例えば、分離速度を
上げる必要がある場合には、内管８ａにスパイラル構造
（図示省略）のものを用いてもよい。
や調節計１１が故障した場合には、排気ファンが最大回
転数で回転しつづける場合が起こりうるが、最大回転数
においても危険酸素濃度に抑えられるよう、予めＮ２セ
パレータ８、排出ボックス９及び排気ファン５の能力及
び形状を決めておくことにより、室内空気の危険酸素濃
度への酸素濃度の低下を防止することができる。その他
の構成機器の故障は、定期点検時に予め交換部品を取り
替えておくことにより防ぐことができる。上記のような
構成を用いた低酸素訓練装置は、故障の可能性がある構
成機器が万一故障しても、室内空気が訓練者にとって危
険な酸素濃度まで低下することはない。なお、Ｎ２セパ
レータ８の実施例として二重管構造のものを示したが、
種々の変形を用いることができる。例えば、分離速度を
上げる必要がある場合には、内管８ａにスパイラル構造
（図示省略）のものを用いてもよい。
【００１４】
【発明の効果】本発明の低酸素訓練装置は上記のように
構成されており、高酸素濃度空気と低酸素濃度空気を分
離する装置を室内に設置し、高酸素濃度空気を室外に排
除し室内へ還流する高酸素濃度空気を調節することによ
り、排気ファンが停止しても、排出ボックス内の高酸素
濃度空気は低酸素室内に戻され、低酸素濃度空気とミキ
シングされるので、構成機器が故障しても室内の酸素濃
度を安全なレベルに止めることができる。
構成されており、高酸素濃度空気と低酸素濃度空気を分
離する装置を室内に設置し、高酸素濃度空気を室外に排
除し室内へ還流する高酸素濃度空気を調節することによ
り、排気ファンが停止しても、排出ボックス内の高酸素
濃度空気は低酸素室内に戻され、低酸素濃度空気とミキ
シングされるので、構成機器が故障しても室内の酸素濃
度を安全なレベルに止めることができる。
【図１】本発明の低酸素訓練装置の概略構成図である。
【図２】本発明のに用いられるＮ２セパレータの概略構
造図である。
造図である。
１・・・低酸素室 ２・・・低酸素空気発生装置 ３・・・換気口 ４・・・排気口 ５・・・排気ファン ６・・・コンプレッサ ７・・・フィルタ ８・・・Ｎ２セパレータ ８ａ・・・内管 ８ｂ・・・外管 ８ｃ・・・導出口 ８ｄ・・・蓋 ９・・・排出ボックス １０・・・酸素濃度計 １１・・・調節計 １２・・・通気孔 Ａ１・・・高酸素濃度空気 Ａ２・・・低酸素濃度空気
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D006 GA41 GA42 HA22 JA51A KA01 KB14 KE06Q KE13P KE13Q KE23Q KE30Q PA02 PB17 PB62 PB63 PC71 PC80
Claims (1)
- 【請求項１】一定の低酸素濃度で訓練するための低酸素
室と、その内部空気を高酸素濃度空気と低酸素濃度空気
に分離するための分離膜を備え、該低酸素濃度空気を前
記低酸素室に放出する低酸素空気発生装置と、前記高酸
素濃度空気を集め、その一部を低酸素室内に放出するた
めの通気孔と外部に放出するための排気口を設けた容量
タンクと、前記排気口の近傍に配設され、回転数の増減
により高酸素濃度空気の外部排出量を増減する排気ファ
ンと、低酸素室内の酸素濃度を検出する酸素濃度計と、
酸素濃度偏差信号に基づいて、排気ファンの回転数を制
御し前記低酸素室内の酸素濃度を調節する調節計とから
なることを特徴とする低酸素訓練装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10245180A JP2000070654A (ja) | 1998-08-31 | 1998-08-31 | 低酸素訓練装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10245180A JP2000070654A (ja) | 1998-08-31 | 1998-08-31 | 低酸素訓練装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000070654A true JP2000070654A (ja) | 2000-03-07 |
Family
ID=17129813
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10245180A Pending JP2000070654A (ja) | 1998-08-31 | 1998-08-31 | 低酸素訓練装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000070654A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005061060A1 (ja) * | 2002-12-24 | 2005-07-07 | Yukichika Kawakami | 減圧室 |
| KR100780448B1 (ko) | 2006-12-18 | 2007-11-28 | 이창희 | 저산소 적응훈련실 |
| JP2013108712A (ja) * | 2011-11-24 | 2013-06-06 | Central Research Institute Of Electric Power Industry | 恒温恒湿装置 |
| JP2015037446A (ja) * | 2010-12-10 | 2015-02-26 | 有限会社ヤマナカ | 気圧トレーニング装置及び方法 |
| JP2016077685A (ja) * | 2014-10-20 | 2016-05-16 | 日本気圧バルク工業株式会社 | 高圧低圧ルーム |
| JP2018117728A (ja) * | 2017-01-23 | 2018-08-02 | Ｇｍｏインターネット株式会社 | 環境模擬装置 |
| CN111589066A (zh) * | 2019-02-20 | 2020-08-28 | 爱斯佩克株式会社 | 低氧空气供给装置和训练装置 |
| CN112325435A (zh) * | 2019-08-02 | 2021-02-05 | 爱斯佩克株式会社 | 空气供应装置 |
-
1998
- 1998-08-31 JP JP10245180A patent/JP2000070654A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100462060C (zh) * | 2002-12-23 | 2009-02-18 | 川上进盟 | 减压室 |
| WO2005061060A1 (ja) * | 2002-12-24 | 2005-07-07 | Yukichika Kawakami | 減圧室 |
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| CN111589066A (zh) * | 2019-02-20 | 2020-08-28 | 爱斯佩克株式会社 | 低氧空气供给装置和训练装置 |
| CN112325435A (zh) * | 2019-08-02 | 2021-02-05 | 爱斯佩克株式会社 | 空气供应装置 |
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