JP2013132382A - Portable low oxygen respirator for training - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は運動用低酸素呼吸器に関する。より詳しくは、使用者の呼気と大気とを混合させた低酸素を供給する携帯型トレーニング用低酸素呼吸器に関する発明である。 The present invention relates to an exercise hypoxic respiratory apparatus. More specifically, the present invention relates to a portable training hypoxic respirator that supplies hypoxia in which a user's exhaled air is mixed.
スポーツ選手や一般競技者の体力や持久力の向上や健康増進、あるいは高地への環境適応性を得るために低酸素環境を提供する施設(特許文献1)や呼吸装置(特許文献2、3)がある。 Facilities (Patent Document 1) and breathing devices (Patent Documents 2 and 3) that provide a low oxygen environment to improve the physical strength and endurance of athletes and general athletes, promote health, and adapt to the highlands There is.
特許文献1に示されているように、一般的な低酸素トレーニングは酸素濃度がコントロールされた低酸素室で行われる。しかし、大型の装置については機器が固定されており簡単に移動ができず、中型の装置においては装置の分解、再組み立てが必要となり、設置場所や動力電源を必要とし簡易かつ容易に低酸素トレーニングを行うことができない。 As shown in Patent Document 1, general hypoxic training is performed in a hypoxic chamber in which the oxygen concentration is controlled. However, for large devices, the equipment is fixed and cannot be moved easily, and for medium-sized devices, disassembly and reassembly of the devices are required, requiring a place for installation and power supply, and simple and easy hypoxic training. Can not do.
特許文献2には携帯型低酸素マスクの発明が開示されているが、呼気、吸気が同一のマウスピースを使用して行うため、呼気と吸気がマスク部で混合してしまい、吸気と混合させることなく呼気だけを貯蔵タンクまで導入し、貯蔵タンク内の空気のみ吸気として導出させることが困難であった。また、連続吸引も難しく、一般的に安静時の使用に適するように構成されているため、トレーニングを目的とした使用には適していない。 Patent Document 2 discloses an invention of a portable hypoxic mask, but since exhalation and inspiration are performed using the same mouthpiece, exhalation and inspiration are mixed in the mask portion and mixed with inspiration. It was difficult to introduce only the exhaled air to the storage tank without the air, and to derive only the air in the storage tank as the intake air. In addition, continuous suction is difficult and is generally suitable for use at rest, so it is not suitable for use for training purposes.
特許文献3にはユーザーが吐出した気体を吸入する呼吸回路を備えると共にその回路内に呼吸可能気体を供給する装置が接続された呼吸装置の発明が記載されている。この装置では呼吸可能気体が入ったタンクが構成要素となっており重量が重くなり嵩張って携帯性に乏しく、この装置を背負って走る等のトレーニングを行うことは難しく、長時間のトレーニングには不向きである。さらに酸素濃度を計測するセンサーなどの機器が必要となり簡便性を有さない。
前述の不具合を解決するために鋭意研究した結果、使用者の呼気(低酸素)を有効利用してそこへ外気を混合させる構造とし、気体混合度合いは調整タンクによって実現できることを見出した結果、電源や重量を有する気体供給装置を不要とする本発明に到達したものである。 As a result of diligent research to solve the above-mentioned problems, it was found that the user's exhalation (low oxygen) was effectively used to mix the outside air, and the gas mixing level could be realized by the adjustment tank. In addition, the present invention has reached the present invention that eliminates the need for a gas supply device having a large weight.
そこで、本願では簡易な構造且つ軽量で携帯可能なトレーニング用の低酸素呼吸器を提供することを目的とするのである。 In view of this, an object of the present application is to provide a low oxygen breathing apparatus for training that has a simple structure and is lightweight and portable.
本発明の「低酸素呼吸器」は人が吸気する空気として、大気中に含まれる酸素濃度より低くした空気を供給する装置である。具体的には、いったん人が吸気して酸素濃度が低減した呼気に新鮮な外気を導入させることで酸素濃度の調整を行っている。 The “hypoxic respiratory device” of the present invention is a device that supplies air that is lower than the oxygen concentration contained in the atmosphere as the air that a person inhales. Specifically, the oxygen concentration is adjusted by introducing fresh outside air into exhaled breath once the person has inhaled and the oxygen concentration is reduced.
しかし、呼気には人の生体反応により酸素から変換された炭酸ガスが存在し、呼吸を繰り返すたびに炭酸ガスが蓄積し、その濃度が増加する。このため、過剰な炭酸ガスを一定範囲濃度に維持するために炭酸ガス吸着材で炭酸ガス濃度の上昇の抑制を行う。 However, in the exhaled breath, carbon dioxide gas converted from oxygen by a human biological reaction exists, and the carbon dioxide gas accumulates and increases its concentration each time respiration is repeated. For this reason, in order to maintain an excess carbon dioxide gas in a fixed range density | concentration, a carbon dioxide gas adsorbent suppresses a raise of a carbon dioxide gas density | concentration.
また、酸素濃度は人の一回当たりの呼気・吸気量(肺活量)と、貯蔵タンクの容積と、調整タンクの容積で決定される。そこで、本発明では、調整タンクの容積を調整タンクに設けられた複数の蓋のうち、どの位置の蓋を開くかによって調整タンク容積を変動させて酸素濃度の調整を行っている。 Further, the oxygen concentration is determined by the expiratory / inspiratory amount (spiratory capacity) per person, the volume of the storage tank, and the volume of the adjustment tank. Therefore, in the present invention, the oxygen concentration is adjusted by changing the volume of the adjustment tank depending on which position of the plurality of lids provided in the adjustment tank is opened.
そこで、本願の請求項1の発明では、呼気と外気を混合させる貯蔵タンクと外気を導入する機能を有する調整タンクを流体連結してタンク本体とし、貯蔵タンクと、呼気及び吸気弁を有する呼吸用マスクとを伸縮性を有するダクト等の可撓管で接続するのである。 Therefore, in the invention of claim 1 of the present application, a storage tank that mixes exhaled air and outside air and an adjustment tank that has a function of introducing outside air are fluidly connected to form a tank body, and a breathing tank having a storage tank, exhaled air, and an intake valve The mask is connected with a flexible tube such as a duct having elasticity.
さらに、顔面を覆うように装着するマスクに呼気口と吸気口を別個独立して設けた上にそれぞれに逆止弁を取り付けたので、呼気が排出されるときのみ呼気弁が開放され、吸気されるときのみ吸気弁が開放されるのである。 Furthermore, since the exhalation mouth and the inhalation port are provided separately on the mask to be worn so as to cover the face, and the check valve is attached to each, the exhalation valve is opened and inhaled only when the exhalation is discharged. The intake valve is opened only when
請求項2の発明では調整タンクを流体連通した複数のチャンバーに区画するのである。 In the invention of claim 2, the adjustment tank is partitioned into a plurality of chambers in fluid communication.
請求項3記載の発明では、外気導入機能として調整タンクに一又は複数の外気導入口を形成し、各外気導入口を開閉自在な蓋で気密に覆うのである。
In the invention described in
さらに、請求項4の発明では、請求項1記載の低酸素呼吸器における貯蔵タンクに呼気中の二酸化炭素を減ずる二酸化炭素吸収装置を取り付けるのである。
Furthermore, in the invention of
マスクに設けられた呼気弁と吸気弁の作用により、マスク部で呼吸と吸気が混合されることがなく、呼気だけが確実に貯蔵タンクに形成した区画された部屋を介して貯蔵タンクに導入され、一方、貯蔵タンク内の空気のみが確実に吸引されるのである。これにより、トレーニングに供給される空気の酸素濃度をより正確に管理でき、トレーニング効果を高めることができるのである。 Due to the action of the exhalation valve and the inhalation valve provided on the mask, breathing and inhalation are not mixed in the mask part, and only the exhalation is reliably introduced into the storage tank through a partitioned room formed in the storage tank. On the other hand, only the air in the storage tank is reliably sucked. Thereby, the oxygen concentration of the air supplied for training can be managed more accurately, and the training effect can be enhanced.
使用者の呼気と導入外気を混合させて所望の低酸素状態を実現させるため、電源や気体供給タンク等を必要とせず軽量且つ簡易な構造としたため携帯性に優れ、屋内屋外を問わずいつでもどこでも低酸素トレーニングを可能にした。 In order to achieve the desired hypoxic state by mixing the exhaled air of the user with the introduced outside air, it has a lightweight and simple structure that does not require a power supply or gas supply tank, etc., so it is highly portable and can be used anytime, anywhere, indoors or outdoors. Hypoxic training is possible.
装置が軽量であるため長時間のトレーニングを可能にした。これにより持久系のアスリートのトレーニング効果の向上が期待できる。 Because the device is lightweight, long-time training is possible. This can be expected to improve the training effect of endurance athletes.
本装置を背負い具に装着することで使用者が背負って運動できるため種々のトレーニングに利用できる。 By wearing this device on a backpack, the user can carry on the back and exercise, so it can be used for various training.
装置構造を簡素化したため低コストで提供できる。 Since the device structure is simplified, it can be provided at low cost.
外気導入口は、開閉自在な蓋で気密に覆われているため、選択的に一の外気導入口を開放することで所望の低酸素環境を容易に作り出すことができる。 Since the outside air inlet is airtightly covered with an openable / closable lid, a desired low oxygen environment can be easily created by selectively opening one outside air inlet.
b 同、吸気弁の作用を示す概略説明図。
本願の最適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。 An optimal embodiment of the present application will be described in detail with reference to the drawings.
図1が、携帯型低酸素呼吸器1の斜視図である。 FIG. 1 is a perspective view of a portable hypoxic respiratory device 1.
低酸素呼吸器1はマスク2と、貯蔵タンク4と調整タンク5から構成されるタンク本体3、タンク本体3の上部に嵌合された貯蔵タンク蓋部6とマスク2と貯蔵タンク蓋部6とを接続する伸縮ダクト7、8から成る。
The hypoxic respirator 1 includes a mask 2, a
タンク本体3と貯蔵タンク蓋部6はプラスチック等を素材とする軽量且つ形状保持可能な構造であって、気密性を有している。タンク本体3を構成する貯蔵タンク4は略直方体であって、ここで使用者の呼気と調整タンクから取り込まれた外気とを混合貯蔵する。
The tank
調整タンク4は左右に仕切られた二つのチャンバーからなる層を縦方向に複数連結して成り、チャンバー内部には外気が通る流通路が形成されている。流通路断面は各チャンバーの独立性を保つためチャンバー断面より小さく円形である。
The
各チャンバーの側面には外気導入口を形成する。図4のタンク本体右側面図に示すように最も下に位置する第一層右側チャンバーの外気導入口9付近には2500m、第一層左側のチャンバー10には2000mと表示されている。
An outside air inlet is formed on the side surface of each chamber. As shown in the right side view of the tank body in FIG. 4, 2500 m is displayed near the outside air inlet 9 of the lowermost first layer right chamber, and 2000 m is displayed in the
一方、第二層左側チャンバー11に形成された外気導入口付近には1500m、第二層右側チャンバー9には1000mと表示されている。最上層である第三層目の外気導入口は予備的に形成されたものである。
On the other hand, 1500 m is displayed near the outside air inlet formed in the second layer
また、各外気導入口は気密性を保持するため、パッキンなどのシール機能を有する蓋で覆われている(図示せず)。 Moreover, in order to maintain airtightness, each outside air inlet is covered with a lid having a sealing function such as packing (not shown).
第一層から第三層の各チャンバーには左右のチャンバーを気体が流通する通孔15、16、17を形成すると共に、上の層へ気体流通させる連通孔18、19を形成し、第一層目のチャンバーには貯蔵タンクへの連通孔21を穿設する。
In each chamber of the first layer to the third layer, there are formed through
蓋を開放した外気導入口から調整タンクへと流入した外気は各チャンバーの通路を通って上方へ向かい、調整タンク5に連結した貯蔵タンク4の底面に設けた孔21から貯蔵タンク内へと流れ込むのである。
The outside air that has flowed into the adjustment tank from the outside air introduction port with the lid opened passes upward through the passages of the chambers, and flows into the storage tank from the
貯蔵タンク4の上方には蓋状の貯蔵タンク蓋部を嵌合する。
A lid-like storage tank lid portion is fitted above the
図5が貯蔵タンク蓋部22の断面説明図、図6が同、平面図、図7が貯蔵タンク蓋部をタンク本体3へ嵌め込んだ状態を示す説明図である。
FIG. 5 is a sectional explanatory view of the storage
貯蔵タンク蓋部22は二本の筒状開放部23、24を有し、23は吸気側、24は呼気側となり、可撓性を有する伸縮ダクト7、8を介してマスク2と接続する。
The storage
本願にかかる低酸素呼吸器は使用者の呼気を再利用して外気よりも酸素濃度の低い気体を供給して低酸素状態を実現する構成である。具体的にはいったん人が吸気して酸素濃度が低くなった呼気に外気を混入させるのである。この外気混入量によって酸素濃度の調整が行われる。 The hypoxic respirator according to the present application is configured to realize a hypoxic state by reusing a user's exhaled gas and supplying a gas having a lower oxygen concentration than the outside air. Specifically, outside air is mixed into exhaled air once the person has inhaled and the oxygen concentration is low. The oxygen concentration is adjusted according to the amount of outside air mixed in.
一方、呼気には人の生体反応によって酸素から変換された炭酸ガスが存在し、呼吸を繰り返すたびに炭酸ガスが蓄積して濃度が増加するため、炭酸ガス濃度を一定範囲に維持する必要がある。そこで、二酸化炭素含有量を減少させる手段として二酸化炭素吸収装置27を呼気側の下方に取り付けるのである。
On the other hand, in the exhaled breath, carbon dioxide gas converted from oxygen by a human biological reaction exists, and the carbon dioxide gas accumulates and increases in concentration every time respiration is repeated. Therefore, it is necessary to maintain the carbon dioxide gas concentration within a certain range. . Therefore, as a means for reducing the carbon dioxide content, the carbon
呼気側筒24から貯蔵タンク内へ流入した呼気は仕切によって区画された部屋25へと導入され部屋25の下方に気密に取り付けた二酸化炭素吸収装置内27へと入り、ここで二酸化炭素を取り除かれた呼気が貯蔵タンク内へと流れ込むのである。
The exhaled air that has flowed into the storage tank from the
二酸化炭素吸収装置27は、水酸化カルシウムに塩化カルシウムなどの成分を配合して成る二酸化炭素吸収素材26を充填した円筒形のカセットを並列に配置取り付けて成る。二酸化炭素吸収装置を吸気側に取り付けると呼吸が苦しくなる場合があるので本願では呼気側にのみ取り付ける構成を取っている。
The carbon
二酸化炭素吸収装置は呼気側円筒より有効断面積を大きくするなどして抵抗を低減する構造としまた、容器の交換を容易にするために、部屋25への取り付けはねじ込み式等とする。また、容器内部の清掃を可能とするためにカセット上部の蓋は開放容易にすることが望ましい。
The carbon dioxide absorption device has a structure in which the effective cross-sectional area is made larger than that of the exhalation-side cylinder to reduce resistance, and in order to facilitate the replacement of the container, the attachment to the
吸気の二酸化炭素濃度を下げ二酸化炭素吸収材の交換時間を長くするためには呼吸回路中の二酸化炭素吸収剤の量を多くすることが考えられるが、呼吸が苦しくなるため吸収剤の量は最大200gとし、交換時間の目安を1時間とする。その際の目安となる二酸化炭素許容濃度は運動時で4%以下、安静時2%以下とする。 To reduce the carbon dioxide concentration of the inspiration and increase the replacement time of the carbon dioxide absorbent, it is conceivable to increase the amount of carbon dioxide absorbent in the breathing circuit, but the amount of absorbent is maximum because it makes breathing difficult. 200g, and the replacement time is 1 hour. The allowable carbon dioxide concentration used as a guide in this case is 4% or less during exercise and 2% or less at rest.
吸気側筒23の下方にはフィルター28を取り付けて導入外気の塵埃や二酸化炭素吸収材の破片等を取り除くと共に呼吸抑制機能も持たせている。
A
また、本願の低酸素呼吸装置はマスクを備えている。 In addition, the hypoxic respiratory apparatus of the present application includes a mask.
マスク35はプラスチックやゴム等の空気を透過させない材料から成り、口及び鼻を覆う大きさを有する。マスク35の中央部には上下に開口部が形成されており、上方が吸気口29、下方が呼気口30である。
The
各開口部には貯蔵タンク本体と接続する伸縮ダクト7、8を取り付ける円筒形接続部材31、32が気密に嵌合されている。この円筒形接続部材にはそれぞれ呼気弁37と吸気弁36が内装されている。当該弁は一方向バルブを成し、気体の反対方向への流れを制限又は実質的に防止する。すなわち、呼気弁37が開放されているときは吸気弁36が閉じられており貯蔵タンクからマスク35内に気体が流入することがない。
Cylindrical connecting
図9が弁機構の概略説明図である。マスク35に設けられた吸気口29に嵌合された円筒形部材31内に吸気弁36が内装されており、円筒形部材31は伸縮ダクト7を介して貯蔵タンク蓋部に設けた筒状開放部23に接続されている。
FIG. 9 is a schematic explanatory diagram of the valve mechanism. An
一方、呼気口30に嵌合された円筒形部材32内に呼気弁37が内装されている。円筒形部材32は伸縮ダクト8を介して貯蔵タンク蓋部22の筒状開放部24に接続されている。
On the other hand, an
マスク内で吸気すると吸気弁36が開放され貯蔵タンクからの気体のみがマスク内へ流れ込む(図9a)。このとき、呼気弁37は閉じられている。一方、口から吐き出された呼気39は開放された呼気弁37(図9a)から流れ出して貯蔵タンク内の、仕切によって区画された部屋25へと導入され部屋25の下方に気密に取り付けた二酸化炭素吸収装置内27へと入る。ここで二酸化炭素を取り除かれた呼気が貯蔵タンク内へと流れ込むのである。
When the air is sucked into the mask, the
したがって、マスク内で呼気と吸気が混合されることなく、呼気だけが確実に貯蔵タンクに導入され、貯蔵タンク内の空気のみが確実に吸引されるのである。これにより、酸素濃度の正確な管理が可能となるのである。 Therefore, exhalation and inspiration are not mixed in the mask, only exhalation is reliably introduced into the storage tank, and only the air in the storage tank is reliably aspirated. This makes it possible to accurately manage the oxygen concentration.
使用者がマスク35を顔面に固定できるように弾性素材から成るヘッドベルト(図示せず)を取り付けることが望ましい。
It is desirable to attach a head belt (not shown) made of an elastic material so that the user can fix the
33、34はヘッドベルトの取り付け部材である。取り付け部材33、34の挿通孔33a、34aにヘッドベルトの端部を挿通させて別途取り付けた長さ調整部材によって使用者がヘッドベルトの調整を行うことでマスクを顔面に確実に固定してトレーニングをすることが可能となる。
本願の携帯型低酸素呼吸器は携帯容易であることを特徴とするので、タンクの重量は1Kg程度とし、サイズは幅220mm、奥行き90mm、高さ300mm程度とする。タンク本体とマスクを接続する伸縮ダクトは可撓性を有しさらに充分な長さの確保が容易であるため、トレーニング内容によって使用形態を種々変更可能である。 Since the portable hypoxic respirator of the present application is easy to carry, the weight of the tank is about 1 Kg, and the size is about 220 mm in width, 90 mm in depth, and about 300 mm in height. The telescopic duct connecting the tank main body and the mask is flexible and it is easy to ensure a sufficient length, so that the use form can be variously changed depending on the training content.
例えば本願の呼吸器を自転車の後部に積載固定して自転車競技のトレーニングに使用したり、床等に載置して自転車エルゴメータで負荷トレーニングを行ったりすることも可能である。 For example, the respirator of the present application can be loaded and fixed on the rear part of a bicycle and used for training in a bicycle competition, or placed on a floor or the like and subjected to load training with a bicycle ergometer.
直接、低酸素呼吸器に肩ストラップ等を取り付けて背負うことも可能であるが、図10に示すような補助具40を使用するとより使い勝手が向上する。
Although it is possible to carry a shoulder strap or the like directly on a hypoxic respiratory organ, it is possible to use the
ナップサック状の補助具40に低酸素呼吸器を挿入して下方のメッシュ状ポケット43と横ベルト42でタンク本体を固定し、肩ストラップ41に腕を通すと、使用者は低酸素呼吸を背負いながら様々なトレーニングが可能となるのである。この時伸縮ダクトは使用者の肩越しに配置されてマスクへと連結されている。
When the hypoxic breathing apparatus is inserted into the knapsack-shaped
続いて、本願の低酸素呼吸器がどのように作用して低酸素状態を実現するかについて説明する。 Next, how the hypoxic respiratory apparatus of the present application works to achieve a hypoxic state will be described.
発明にかかる低酸素呼吸器は、使用者が貯蔵タンク内へ吐き出した空気と、外部環境と流体連通した調整タンクを通過して貯蔵庫へ流れ込む周囲空気とが貯蔵タンク内で自然に混合されて一定の低酸素状態を実現するものである。 The hypoxic respirator according to the invention is a constant mixture of the air exhaled into the storage tank by the user and the ambient air flowing into the storage through the regulating tank in fluid communication with the external environment. To achieve a low oxygen state.
マスクを装着した使用者が息を吸うと貯蔵タンク内の気体が吸気側伸縮ダクトを通ってマスク内に流入する。この時マスクに取り付けた円筒形接続部材に内装された吸気弁は開放される一方で、吸気を行っている間は呼気弁が閉じられているため呼気側伸縮ダクトを通ってマスク内へ気体が流入することはない。 When the user wearing the mask inhales, the gas in the storage tank flows into the mask through the intake side telescopic duct. At this time, while the inspiratory valve built in the cylindrical connecting member attached to the mask is opened, the expiratory valve is closed while inhaling, so gas flows into the mask through the expansive expansion duct. There is no inflow.
つまり、マスク内で呼気と吸気が混合することがないのである。
吸気を行っているときは吸気弁のみが開放されて一定量の気体が貯蔵タンクの吸気側開口部からマスクへ流れ込み使用者はこれを吸い込むのである。
That is, exhalation and inspiration do not mix in the mask.
During intake, only the intake valve is opened and a certain amount of gas flows into the mask from the intake side opening of the storage tank, and the user sucks it.
次に使用者がマスク内へ息を吐くと呼気側弁のみが開放されて呼気側伸縮ダクトを通って呼気が貯蔵タンク蓋部の底面に形成された呼気側貯留部屋へと流れ込む。その後、二酸化炭素吸収装置を介して二酸化炭素濃度が低減した気体が貯蔵タンクへと流入し、貯蔵タンクへと流入した気体の量と同量の気体が調整タンクの外気導入口から排出されるのである。 Next, when the user exhales into the mask, only the exhalation side valve is opened, and exhalation flows through the exhalation side telescopic duct into the exhalation side storage chamber formed on the bottom surface of the storage tank lid. After that, gas with reduced carbon dioxide concentration flows into the storage tank via the carbon dioxide absorber, and the same amount of gas that flows into the storage tank is discharged from the outside air inlet of the adjustment tank. is there.
このように使用者が低酸素呼吸器を取り付け、マスクを装着した状態で呼吸を行うと二酸化炭素を除去した呼気と外気とが貯蔵タンク内で混合されて一定濃度を有する低酸素気体を吸入することができるのである。 In this way, when the user breathes with the hypoxic respirator attached and wearing the mask, the exhaled air from which carbon dioxide has been removed and the outside air are mixed in the storage tank to inhale the hypoxic gas having a constant concentration. It can be done.
本願では、調整タンクの外気導入口に高度表示を行い、酸素濃度の調整の目安としている。シュミレートする高度は貯蔵タンクに吐出された空気(呼気)に加えられた周囲空気の有効容積を調整することで可能である。 In the present application, the altitude is displayed at the outside air inlet of the adjustment tank, which is used as a guideline for adjusting the oxygen concentration. The altitude to be simulated is possible by adjusting the effective volume of the ambient air added to the air (exhalation) discharged to the storage tank.
前述したように調整タンクは区画されたチャンバーから成り、最下層のチャンバーに形成された外気導入口がもっとも高い高度表示になっており、上へ行くほど高度表示が低くなっている。 As described above, the adjustment tank is composed of partitioned chambers, and the outside air inlet formed in the lowermost chamber has the highest altitude display, and the altitude display decreases as it goes up.
すなわち、貯蔵タンクへの流通路が長くなるほど、つまり貯蔵タンクから外気導入口が離れて調整タンクの容積が増すと、貯蔵タンク内に貯められる呼気の容量が増える。それと共に外気導入量が少なくなり、呼気に対する外気の割合が低くなって、低濃度の酸素環境を作り出すことができるのである。貯蔵タンク上部の吸入側開口部付近へ供給される空気は周囲空気よりも酸素含有量が少なくなる結果、周囲より高度の高い環境、すなわち低酸素環境をシュミレートできるのである。 That is, as the flow path to the storage tank becomes longer, that is, when the volume of the adjustment tank increases as the outside air introduction port moves away from the storage tank, the volume of exhaled air stored in the storage tank increases. At the same time, the amount of outside air introduced is reduced, the ratio of outside air to exhaled air is lowered, and a low-concentration oxygen environment can be created. The air supplied to the vicinity of the suction side opening at the upper part of the storage tank has a lower oxygen content than the ambient air. As a result, it is possible to simulate an environment having a higher altitude than the surroundings, that is, a low oxygen environment.
このようにタンクの容積が大きいほど酸素濃度は低くなるという結果が実験によっても明らかとなっている。 As described above, the experiment shows that the larger the tank volume, the lower the oxygen concentration.
平地での酸素濃度は21%、2500m相等の酸素濃度は15.5%程度であるため、所望の酸素濃度を決定すると、それに適合する高度が表示された外気導入口の蓋を開放し、それ以外の外気導入口を閉鎖するのである。ちなみに本願では設定する高度の上限を2500mとした。 Since the oxygen concentration on flat ground is 21%, the oxygen concentration of the 2500m phase, etc. is about 15.5%, when the desired oxygen concentration is determined, the lid of the outside air inlet displaying the appropriate altitude is opened, Other outside air inlets are closed. Incidentally, the upper limit of the altitude to be set in this application is 2500 m.
外気導入口にはパッキンを備えたシール構造の開閉蓋が取り付けられているため、選択的に一の外気導入口を開放して外気を取り入れることで一定の低酸素条件を維持できるのである。 Since an open / close lid with a seal structure having a packing is attached to the outside air inlet, a constant low oxygen condition can be maintained by selectively opening one outside air inlet and taking in outside air.
貯蔵タンクの容積は一回の換気量を基準に4リットル、各チャンバーの容積は0.4リットルに設定されているが、換気量は使用者や使用条件によって異なる。
一般的に体重が重い人は換気量が多く、体重が少ない人は換気量が少ない。そのほか呼吸
方法によっても影響を受けると考えられる。したがって、同じ酸素濃度であっても換気量の多い人は下の外気導入口になる場合があり、換気量の少ない人は上の外気導入口になることもある。
The volume of the storage tank is set to 4 liters based on a single ventilation amount, and the volume of each chamber is set to 0.4 liter. The ventilation amount varies depending on the user and the use conditions.
In general, a person with a heavy weight has a large amount of ventilation, and a person with a small weight has a small amount of ventilation. In addition, it may be affected by the breathing method. Therefore, even if the oxygen concentration is the same, a person with a large ventilation volume may become the lower outside air inlet, and a person with a lower ventilation volume may become the upper outside air inlet.
換気量100Lから120L/分の人を基準とすると、外気導入口が一つ違うと約500m、酸素濃度にすると約1%の差が生じ、外気導入量は15%から20%の差が生じる。 Based on a person with a ventilation volume of 100L to 120L / min, if the outside air inlet is different, the difference is about 500m, and if the oxygen concentration is changed, the difference is about 1%, and the outside air introduction amount is 15% to 20%. .
そのため、外気導入口に記載された高度表示には許容範囲の誤差を含むこととする。たとえば、2500mプラスマイナス250m程度はほぼ同一の酸素濃度を実現できると考えられる。 For this reason, the altitude display described at the outside air inlet includes an allowable range error. For example, it is considered that approximately the same oxygen concentration can be realized in about 2500 m plus or minus 250 m.
実験の結果、調整タンクの外気導入口を上から1〜6の番号を付すと、1〜4を運動用とし、5、6を安静用とする。運動用の4つの孔を(1)1000m〜1500m、(2)1500m〜2000m、(3)2000m〜2500mで使い分ける使用方法が適していることが分かった。また、安静用の孔5、6も酸素濃度10%とし使用者によって使い分けるのである。
As a result of the experiment, if the outside air inlets of the adjustment tank are numbered 1 to 6 from the top, 1 to 4 are used for exercise, and 5 and 6 are used for rest. It turned out that the usage method which uses four holes for exercise properly in (1) 1000m-1500m, (2) 1500m-2000m, (3) 2000m-2500m is suitable. Further, the resting
以上、本願の最適な実施形態について具体的に数字を掲げて説明を行ったが、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲での修正、変更が可能であることは言うまでもない。 As described above, the optimal embodiment of the present application has been described with specific numbers, but is not limited to the above embodiment, and can be modified and changed without departing from the gist of the present invention. Needless to say.
本願にかかる低酸素呼吸器は低酸素トレーニングに利用することができる。軽量且つ携帯性に優れるため従来低酸素室内で行っていたトレーニングに限らず、屋外でのトレーニングにも有効利用できるのである。 The hypoxic respiratory apparatus according to the present application can be used for hypoxic training. Since it is lightweight and excellent in portability, it can be effectively used not only for training conventionally performed in a low oxygen room but also for training outdoors.
1、低酸素呼吸器
2、35、マスク
3、タンク本体
4、貯蔵タンク
5、調整タンク
6、22、貯蔵タンク蓋部
7、吸気側伸縮ダクト
8、呼気側伸縮ダクト
9、10、11、12、13、14、外気導入口
15、16、17、連通孔(横穴)
18、19、20、連通孔(縦穴)
21、連通孔(貯蔵タンクへの流入孔)
23、吸気側円筒
24、呼気側円筒
25、呼気貯留部屋
26、二酸化炭素吸収材
27、二酸化炭素吸収装置
28、フィルター
36、吸気弁
37、呼気弁
1. Hypoxic respiratory organ
2, 35,
18, 19, 20, communication hole (vertical hole)
21, communication hole (inflow hole to storage tank)
23,
Claims (4)
呼気弁を有する呼気口と吸気弁を有する吸気口を有する呼吸用マスクと、前記呼気口と吸気口がそれぞれ独立して可撓性を有する配管部材で貯蔵タンクに接続されていることを特徴とする低酸素呼吸器。 Fluidly connecting a storage tank that stores the exhalation of the user and mixes the outside air with a regulating tank that has the function of introducing the outside air,
A breathing mask having an exhalation port having an exhalation valve and an inhalation port having an inhalation valve, and the exhalation port and the inhalation port are each independently connected to a storage tank by a flexible piping member. Hypoxic respiratory.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011284178A JP2013132382A (en) | 2011-12-26 | 2011-12-26 | Portable low oxygen respirator for training |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2011284178A JP2013132382A (en) | 2011-12-26 | 2011-12-26 | Portable low oxygen respirator for training |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2013132382A true JP2013132382A (en) | 2013-07-08 |
Family
ID=48909512
Family Applications (1)
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JP2011284178A Pending JP2013132382A (en) | 2011-12-26 | 2011-12-26 | Portable low oxygen respirator for training |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2013132382A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109999434A (en) * | 2019-05-20 | 2019-07-12 | 吉林大学 | A kind of respiratory training device of adjustable training strength |
-
2011
- 2011-12-26 JP JP2011284178A patent/JP2013132382A/en active Pending
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CN109999434A (en) * | 2019-05-20 | 2019-07-12 | 吉林大学 | A kind of respiratory training device of adjustable training strength |
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