JP4062601B2 - 低酸素トレーニング施設及び低酸素環境の制御方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大型施設内全体を効率的に低酸素環境とする低酸素トレーニング施設および低酸素環境の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年において、各種のスポーツで低酸素トレーニングが取り入れられており、肺胞内の酸素分圧が低下した環境下において、選手が日常生活や各種のトレーニングを行い、酸素運搬能力を高める、低酸素トレーニングが盛んになっている。
【０００３】
このような低酸素トレーニングは、標高の高い高地に滞在するか、若しくは人工的な低酸素環境下で行われている。高地で行うトレーニングは、トレーニングを行う環境が整った場所がほとんど海外であり、交通費や滞在費等を要する、と云う問題があり、また、高地は低圧環境になっているため、選手の聴覚機能や呼吸循環機能に大きな負担がかかり、質の高いトレーニングを行うことができない等の制約がある。
【０００４】
一方、人工的に低酸素環境を作り出す技術は、特開平２０００−２７４７２号公報、特開平２０００−７０６５４号公報に記載のように窒素ガスと酸素ガスとの供給量を調整し、構築物内を低酸素環境とする技術が提案されている。
【０００５】
このような低酸素トレーニング施設は、施設内で選手が運動や生活することにより増えた炭酸ガスを排気する排気手段、および施設内の酸素濃度を検出し、酸素濃度が危険値とならないように制御する酸素濃度センサーや制御手段が設けられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、大型施設全体を低酸素環境とすることは低酸素空気発生装置自体を大型化する必要があり、これらの大型化した装置を設置するために建設費及び大型の低酸素空気発生装置を駆動するための設備費が高騰するとともに、この大型化した低酸素空気発生装置によって生成された低酸素濃度の空気に通常空気を混合して、標高２０００ｍや３０００ｍ程度の所望の低酸素濃度となるように調整を行わなければならず、大容量の送風機が必要となって、コストアップにつながる、という問題がある。
【０００７】
また、従来においては低酸素環境室等の施設内に選手等が在室したまま、低酸素空気を供給し、施設内を低酸素環境としていたため、在室者が吐き出す炭酸ガスを除去しつつ、施設内を低酸素環境とする必要があり、施設内の炭酸ガス希釈化のための大容量の外部空気の供給及び施設内空気の排気が必要となり、換気駆動力が増大するとともに、施設内を換気しつつ低酸素環境とするために、膨大な量の低酸素空気の供給が必要となり、益々装置が大型化し、コストアップの要因となる、と云う問題があった。
【０００８】
一方、通常のトレーニングルーム程度の狭い区域内を低酸素環境とするのでは、エルゴメーターやトレッドミル等の機械による一定のトレーニングしか行うことができず、トレーニングの種類が制約され、マラソンやアイススケートのように長距離走行する競技においては、競技会と同様に、長距離を走行するトラックでトレーニングを行うことができない、と云う問題がある。
【０００９】
そこで、本発明は、従来技術における問題点を解消すべく創案されたもので、大規模な大型施設を効率良く低酸素環境にすることを技術的課題とし、もって、長距離の走行等が可能となる大型施設を、低酸素空気発生装置を設置するために更に面積を拡大することなく、低コストで効率良く、低酸素環境とすることの可能な、低酸素トレーニング施設および低酸素環境の制御方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記技術的課題を解決する本発明のうち、
請求項１に記載した発明の手段は、大型施設内を低酸素環境とする低酸素トレーニング施設であること、
大型施設内の固定壁と、該大型施設の側壁に沿って移動する移動手段を備え、前記固定壁との間で大型施設内の一部を区画する移動壁と、所定濃度の低酸素空気を発生する低酸素空気発生手段、低酸素空気発生手段から分離された低酸素濃度の空気および高酸素濃度の空気を循環する循環手段、および環境中の炭酸ガスを除去する炭酸ガス除去手段を備えた低酸素空気発生装置と、施設内に空気流を形成する空気流形成手段とを設けたこと、
固定壁、移動する移動壁及び側壁で仕切られた区画内に、低酸素空気発生装置から所望濃度の低酸素空気を供給しつつ、移動壁を移動して、大型施設内全体を低酸素環境としたこと、にある。
【００１１】
請求項１記載の発明にあっては、大型施設の一部が固定壁と、側壁と、移動手段を備えた移動壁とで区画されるため、該区画された一部に低酸素空気発生装置から所望濃度の低酸素空気を供給し、該区画された一部のみを所望の低酸素環境とし、順次、移動壁を移動しつつ区画区域を拡大して一区画ずつ、施設内全体を低酸素環境とすることができる。
【００１２】
このため、低酸素空気発生装置は、大型の施設全体を一度に低酸素環境とする能力を必要せず、固定壁、側壁及び移動壁で区画された一区画のみを低酸素環境とする能力を備えていればよく、低酸素空気発生装置を大型化することなく、小型の低酸素空気発生装置で、効率良く、大型施設全体を低酸素環境とすることができる。
【００１３】
低酸素空気発生装置から所望濃度の低酸素の空気を供給する際に、大型施設内の初期環境雰囲気を排気する必要があるが、低酸素環境とする区域が固定壁、側壁及び移動壁で仕切られた一定区画に限られているため、初期環境雰囲気を排気するために必要な稼動力、例えば、空気流形成手段によって外部に初期環境雰囲気を排気するための、空気流形成手段の稼動力も低減することができる。
【００１４】
請求項２記載に記載した発明の手段は、請求項１記載の発明に加え、大型施設内の空気を低酸素空気発生装置に還気送風し、前記大型施設内の炭酸ガスを前記低酸素空気発生装置に設けた炭酸ガス除去手段にて除去してなること、にある。
【００１５】
請求項２記載の発明にあっては、大型施設内を低酸素環境とした後、大型施設内でトレーニングを行う際には、低酸素空気発生装置に設けた炭酸ガス除去手段を用いて、選手達が吐き出した炭酸ガスを除去し、循環手段によって、炭酸ガスを除去した低酸素空気を再び大型施設内に循環させることができる。
【００１６】
このため、従来のように大型施設内の炭酸ガスを希釈化のために必要な大容量の外部空気を大型施設内に供給する必要はなく、更に、循環手段で循環させた低酸素空気を用いることができるため、外部空気供給のために必要な稼動力を低減することができる。
【００１７】
請求項３に記載した発明の手段は、請求項１又は２記載の発明において、大型施設を環状の構造としたこと、を加えたものである。
【００１８】
請求項３記載の発明にあっては、大型施設を、マラソン用トラックや環状のアイススケートリンクの周囲に形成した環状の構造とし、該環状の施設内を横断する固定壁を設け、該固定壁に対して環状の側壁に沿って移動する移動壁を設け、該固定壁、移動壁および側壁で仕切られた一部の区画内に低酸素空気を供給し、該区画内が所望の低酸素環境となった後、該側壁に沿って移動壁を順次移動させて、一定区画ごとに拡大する区画域を順次低酸素環境とし、移動壁が側壁に沿って一周した際に、環状の施設内全体を低酸素環境とする。環状の施設内全体を低酸素環境とした後は、固定壁および移動壁を撤去することにより、環状の施設をマラソン用等の長距離用トレーニングに適した施設として使用することができる。
【００１９】
例えば、環状施設のトラック下部に冷媒を通流する複数のチューブを設け、該チューブ部冷媒を通流して、冷凍装置を構成する冷凍器、散水機等によって、トラック上に散水した水を凍らせて、アイススケートリンクを形成し、長距離アイススケート用のトレーニング施設として用いることも可能である。
【００２０】
請求項４記載の発明は、請求項１、２または３記載の発明の構成に加え、大型施設内の酸素濃度、炭酸ガス濃度及び温度を測定する測定手段を設けたこと、にある。
【００２１】
請求項４記載の発明にあっては、大型施設内の酸素濃度、炭酸ガス濃度及び温度を測定する測定手段によって測定した測定値に基づいて、低酸素空気発生装置若しくは冷凍装置を駆動し、大型施設内を所定の低酸素環境に維持する。例えば、大型施設内の酸素濃度が安全レベル以下に低下している場合は、大型施設内の環境が危険値レベルに達しないように低酸素空気発生装置から大容量の通常空気を供給して施設内の酸素濃度レベルを上げるとともに、空気流形成手段にて、大型施設内の空気を外部に排出し、素早く大型施設内を安全レベルに復帰することができる。その他、大型施設内の温度が高温となった場合は、駆動切替え手段により低酸素空気発生装置の駆動から冷凍装置の駆動に切替えて、アイススケートリンクの氷層が溶け出さないように、大型施設内を冷却することができる。
【００２２】
請求項５記載の発明は、請求項１、２、３または４記載の発明において、空気流形成手段に、大型施設内で運動する運動選手の運動方向に対向する対向流を形成する手段を設けたこと、にある。
【００２３】
請求項５記載の発明にあっては、環状の大型施設内のアイススケートリンク等を走行する選手の運動方向に対向する対向流を空気流形成手段にて形成し、選手に空気抵抗の過負荷を与え、より高度なトレーニングを可能とする。例えば、空気流形成手段としてファン等を用いる場合、ファンの回転方向および回転速度の設定を可能とし、所望の風向、風速の対向流を形成する。
【００２４】
請求項６記載の発明は、大型施設内を低酸素環境とする低酸素環境制御方法であること、
大型施設内の固定壁と、該大型施設の側壁に沿って移動する移動手段を備え、該固定壁との間で大型施設内の一部を区画する移動壁と、所定濃度の低酸素空気を発生する低酸素空気発生手段、前記低酸素空気発生手段から分離された低酸素濃度の空気および高酸素濃度の空気を循環する循環手段、および環境中の炭酸ガスを除去する炭酸ガス除去手段を備えた低酸素空気発生装置と、大型施設内に空気流を形成する空気流形成手段を設けたこと、
前記固定壁、移動壁及び側壁で仕切られた区画内に、所望濃度の低酸素空気を低酸素空気発生装置にて供給し、前記区画内が所望の低酸素環境となった後、移動手段により移動壁を一定区画ごとに順次移動して、前記固定壁、移動壁および側壁で仕切られた区画を一定区画ごとに拡大し、拡大した区画内に所望濃度の低酸素空気を供給して、大型施設内全体を順次、所望濃度の低酸素環境とすること、にある。
【００２５】
請求項６記載の発明にあっては、大型施設を低酸素環境とする場合に、低酸素空気発生装置の能力に応じて、大型施設内を固定壁、側壁及び移動壁で区画した一区画ずつ順次低酸素濃度とすることができ、大型施設を低酸素環境とする立ち上がり時間を短くし、効率良く大型施設全体を所望の低酸素環境とすることができる。
【００２６】
このため、低酸素空気発生装置の大型化を避け、大型施設の初期環境を排気するために必要であった大規模な換気手段を必要とすることなく、稼動コストを低減して、大型施設を低酸素環境とすることができる。
【００２７】
請求項７記載の発明の手段は、請求項６記載の発明において、大型施設内を低酸素環境とする低酸素環境制御時には、低酸素空気発生装置の低酸素発生手段を駆動して、所望濃度の低酸素空気を生成し、大型施設内で運動を行う施設使用時には、大型施設内の環境雰囲気を低酸素空気発生装置に還気送風し、低酸素空気発生装置の炭酸ガス除去手段にて炭酸ガスを分離し、炭酸ガスを分離した低酸素空気を再び施設内に循環する、ことを加えたものである。
【００２８】
請求項７記載の発明にあっては、低酸素環境制御時と施設使用時とに分けて低酸素空気発生装置を駆動する。従来においては、低酸素環境制御時と施設使用時とを分けずに、低酸素空気発生装置を駆動していたため、施設内の炭酸ガスを希釈化するために、大容量の空気を送風機を用いて施設内に送風する必要があり、この空気供給のためのエネルギーが過大となっていた。本発明の制御方法において、低酸素環境制御時には、施設内を使用していない状態であるため、施設内の環境雰囲気を外部に排出するだけでよく、炭酸ガス希釈化のために大容量の外部空気の供給を必要としない。
【００２９】
また、施設使用時にあっては、空気流形成手段によって施設内の汚染された空気を低酸素空気発生装置に送風し、低酸素空気発生装置の炭酸ガス除去手段にて、空気中から炭酸ガスを除去し、再び清浄な低酸素濃度の空気を循環して施設内に還気送風するため、施設内の炭酸ガスを希釈化のための大容量の空気を送風する必要なくなり、送風のために必要となっていたエネルギーを低減し、低コストで効率良く大型施設の低酸素環境を維持することができる。
【００３０】
請求項８記載の発明の手段は、請求項６または７記載の発明おいて、施設内に、施設内の酸素濃度、炭酸ガス濃度を測定する測定手段を設けたこと、該測定手段の測定結果により、空気流形成手段および低酸素空気発生装置の駆動を調整して、一定の低酸素環境を維持すること、を加えたものである。
【００３１】
請求項８記載の発明にあっては、施設内の酸素濃度及び炭酸ガス濃度を測定し、酸素濃度が安全レベルよりも低くなった場合は、低酸素空気発生装置から過剰量の通常空気を施設内に送風するとともに、空気流形成手段により、施設内の環境雰囲気の排気量を多くし、施設内の低酸素環境を素早く安全なレベルまで復帰することができる。
【００３２】
また、施設内の酸素濃度が高くなりすぎた場合は、低酸素空気発生装置から所望濃度の低酸素空気を施設内に供給し、素早く所望の低酸素環境とすることができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を、図面を参照にしながら説明する。
図１は、本発明の低酸素トレーニング施設の概略構成を示す説明図である。
【００３４】
図１に示すように、低酸素トレーニング施設は、環状のトラック２上に複数の円弧状柱材３を設け、該柱材３間をガラスや透明膜等の側壁４で覆い環状の大型施設１を構成している。
【００３５】
大型施設１には、環状の大型施設１を横断して仕切る固定壁５と、移動壁６とが設けられている。固定壁５は、円弧状柱材３の形状に合わせて、円弧状の折り畳み可能なアルミフレーム５ａと、該アルミフレーム５ａ間に張った膜材５ｂとで形成されている。固定壁５は、大型施設１内に取り外し可能に固定されている。
【００３６】
大型施設１内の天井部には、移動壁６を移動するモノレール７を設け、大型施設１の床面には、環状のトラック２の内周および外周に沿って二本の走行レール８を敷設している。
【００３７】
移動壁６は、固定壁５と同様に、円弧状柱材３の形状に合わせた折り畳み可能なアルミフレーム６ａと、該アルミフレーム６ａ間に張った膜材６ｂとから構成されている。アルミフレーム６ａの最上部には、移動壁６を駆動するモータ６ｃが設けられており、別途設けた操作部の操作によりモータ６ｃを駆動させ、移動壁６を、モノレール７及び走行レール８に沿って、側壁４に摺接した状態で、所定距離移動させる。
【００３８】
大型施設１内の天井部の要所には、大型施設１内に空気流を形成し、大型施設１内の換気を行う空気流形成ファン９を設けている。
【００３９】
空気流形成ファン９は、トラック２上を走行する選手達の走行方向に対して対向する対向流を形成することが可能であり、空気流形成ファン９による対向流によって、走行する選手達に過負荷を与え、高度なトレーニングを行うことが可能である。
【００４０】
低酸素空気発生装置１０は、該低酸素空気発生装置１０から所望濃度の低酸素空気を供給する供給配管１１と、大型施設１内の環境雰囲気を排気循環する排気循環配管１２とを設けている。これらの供給配管１１及び排気循環配管１２は、例えば、フレキシブルダクト等によって構成し、固定壁５、側壁４及び移動壁６により区画した一区画内に連結している。
【００４１】
低酸素空気発生装置１０から供給配管１１を通じて、大型施設１の固定壁５、側壁４及び移動壁６で仕切られた一区画内に、所望の低酸素濃度の空気が供給される。固定壁５、側壁４及び移動壁６で仕切った一区画が所定の低酸素環境となった後、移動壁６を所定距離移動させ、区画域が２倍となった一区画内に、再び供給配管１１を通じて、低酸素濃度の空気を供給し、低酸素環境とする。
【００４２】
このように、移動壁６を順次移動させて、環状の大型施設１内を一区画分ずつ低酸素環境とし、移動壁６が環状の大型施設１を一周して固定壁５の背面に密着すると、環状の大型施設１内を全て低酸素環境にしたことになる。このとき、大型施設１を一周した最端部に設けられた差圧ダンパー４６によって、移動壁６が環状の大型施設１を一周することによって押し出された大型施設１の内部空気が排出される。差圧ダンパーとは、大型施設１内の圧力差を感知して、大型施設１内を一定圧とする排気用のダンパーをいう。
【００４３】
環状の大型施設１に限らず、矩形状の大型施設等においても、固定壁５、側壁４及び移動壁６で仕切られた一区画分ずつ大型施設１を低酸素環境としていくことができるため、低酸素空気発生装置１０を大型化することなく、設置スペースを取らない小型の低酸素空気発生装置１０にて、大型施設１を効率良く低酸素環境とすることができる。
【００４４】
また、一度に大型施設１全体を低酸素環境とする必要がないため、大型施設1内の初期環境雰囲気を排気するために必要な大容量の換気を必要とせず、換気に必要な稼動コストを低減して、省エネルギーで効率良く大型施設１を低酸素環境とすることができる。
【００４５】
大型施設１のトラック２をアイススケートリンクとして用いる場合は、冷凍装置３０及び図示を省略した散水機等の冷凍設備を設ける。冷凍装置３０は、トラック２の下面に冷媒循環用の複数の循環チューブ３１を敷設し、該冷媒循環チューブ３１にブライン等の冷媒を循環する循環パイプ３２を冷凍装置３０から延ばしている。その他、図示を省略した散水機を設け、トラック２上に散水した水を、循環チューブ３１から発散する冷気で凍結し、トラック２上に氷層を形成する。なお、図示を省略したが、循環チューブ３１は、トラック２の全周にわたって、トラック２の下面に敷設されている。
【００４６】
低酸素空気発生装置１０のコンプレッサー１３を駆動する駆動源は、冷凍装置３０のコンプレッサー３３を駆動する駆動源として共用している。図２は、環状の大型施設１内を低酸素環境とする低酸素空気発生装置１０を駆動する駆動モータ４０と、大型施設１内にアイススケートリンクを形成する冷凍装置３０を駆動する駆動モータ４０を共用した状態を表わす説明図である。
【００４７】
図２に示すように、駆動モータ４０の駆動を低酸素空気発生装置１０のコンプレッサー１３に連動する駆動軸４１と、駆動モータ４０の駆動を冷凍装置３０のコンプレッサー３３に連動する駆動軸４２のそれぞれに、切替えクラッチ４３、４４を設け、該切替えクラッチ４３、４４のＯＮ、ＯＦＦにより、低酸素空気発生装置１０と冷凍装置３０の駆動切替えを行う。
【００４８】
図３は、低酸素空気発生装置１０及び冷凍装置３０の回路図である。低酸素空気発生装置１０には、通常空気供給系統Ａと、膜分離装置１４で低酸素空気を発生する低酸素空気供給系統Ｂとが並列に接続されている。
【００４９】
通常空気供給系統Ａには、外部空気を導入する送風機２１と、該送風機２１から伸びる空気配管２２と、該空気配管２２の途中に設けた流量自動制御弁２３とからなっている。流量自動制御弁２３は、大型施設１内の酸素濃度を測定するセンサー２５の測定値が入力されるコントローラ２４により、流量自動制御弁２３の開放が調整され、大型施設１内の酸素濃度が安全レベルの設定値となるように、膜分離装置１４から発生する低酸素濃度の空気と混合する通常空気の流量を制御している。
【００５０】
一方、低酸素空気供給系統Ｂは、大気中の空気を膜分離装置１４に供給するコンプレッサー１３と、膜分離装置１４から連続する低酸素空気配管１５と、低酸素空気配管１５に設けた開閉弁１７、及び自動切換え弁１８とを備えている。自動切換え弁１８は、大型施設１内の酸素濃度および炭酸ガス濃度を検出する安全センサー１９の測定値に基づいて制御されている。
【００５１】
低酸素環境制御時にあっては、低酸素空気供給系統Ｂにおいて、中空糸膜を用いた膜分離装置１４にて、空気中の酸素を選択的に透過させて、低酸素空気と高酸素空気を分離して、低酸素空気を発生させ、開閉弁１７および自動切換え弁１８を開放して、大型施設１内に低酸素空気を供給する。なお、膜分離装置１４の代わりに、圧力変動吸着（ＰＳＡ法）方式のものを用いてもよい。
【００５２】
低酸素空気供給系統Ｂから供給される低酸素空気は、安全センサー１９及びセンサー２５の測定値に基づいて、混合室２６において、通常空気供給系統Ａから供給された通常空気と混合し、所定濃度となるように調整して、送風ファン２７により大型施設１内に送風される。
【００５３】
低酸素空気制御時において、膜分離装置１４で分離した高酸素空気は、切替え弁１６によって空気配管２２に流通し、通常空気供給系統Ａに合流する。このため、送風機２１にて送風する通常空気の量を少なくすることができ、送風機２１の負担が軽くなり、送風機２１の稼動コストを低減することができる。
【００５４】
施設使用時にあっては、大型施設１内の空気流形成ファン９によって形成された空気流が排気循環配管１２を通流して、排気ファン２８から外部に排出される。あるいは、排気循環配管１２を通じて、再び低酸素空気発生装置１０に還気送風される。
【００５５】
大型施設１内の炭酸ガス濃度レベルが増加した環境雰囲気の排出若しくは炭酸ガスの除去は、排気循環配管１２に設けた切替えダンパー２９の切替えによって、排気ファン２８のガスの排出、若しくは低酸素空気発生装置１０への還気送風を選択的に行う。
【００５６】
低酸素空気発生装置１０まで還気送風された大型施設１内の環境雰囲気は、膜分離装置１４にて、炭酸ガスが除去される。すなわち、膜分離装置１４は、低酸素空気発生手段と炭酸ガス除去手段の二つの機能を有し、炭酸ガスが除去された環境雰囲気は、切替え弁１６を通して通常空気供給系統Ａに合流させ、若しくは低酸素配管１５から、再び大型施設１内に循環する。なお、ＰＳＡ方式を用いる場合、自動切替え弁１８の切替えによって大型施設１内から排出されてきた環境雰囲気から炭酸ガスを除去する炭酸ガス吸着装置を別途設ける。
【００５７】
施設使用時に、大型施設１内の炭酸ガス濃度が高くなった場合であっても、大型施設１内の環境雰囲気を低酸素空気発生装置１０に還気送風して循環して使用することが可能であるため、送風機２１で大容量の通常空気を送風して、大型施設１内の炭酸ガス濃度を希釈化する必要がなく、送風機２１の負担が軽くなり、送風機２１の稼動コストを低減することができる。
【００５８】
低酸素空気発生装置１０のコンプレッサー１３を駆動する駆動モータ４０は、冷凍装置３０のコンプレッサー３３を駆動する駆動源として、冷凍装置３０と共用している。冷凍装置３０は、コンプレッサー３３と、ブライン等の冷媒を凝集する凝集機３５と、冷媒を膨張する膨張機３６と、大型施設１内に設けた循環チューブ３１及び循環パイプ３２に冷媒を循環させ、冷気を発してアイススケートリンクを形成する蒸発機３７とから構成され、各装置は冷媒配管３４で連結されている。
【００５９】
低酸素空気発生装置１０のコンプレッサー１３を駆動する駆動軸４１と、冷凍装置３０のコンプレッサー３３を駆動する駆動軸４２には、それぞれ駆動切替えクラッチ４３、４４が設けられ、大型施設１内の酸素濃度および温度を測定するクラッチ切替えセンサー４５の測定値に基づいて、駆動切替えクラッチ４３、４４の切替えが行われる。
【００６０】
大型施設１内を低酸素空気環境とする低酸素空気環境制御時にあっては、駆動切替えクラッチ４３に切替えて、低酸素空気発生装置１０のコンプレッサー１３を駆動し、低酸素空気を発生させて、大型施設１内を固定壁、側壁および移動壁で区画された一定区域ごとに順次低酸素空気環境とする。
【００６１】
一方、選手達がアイススケートリンクを使用する施設使用時にあっては、大型施設１内の酸素濃度及び温度等をクラッチ切替えセンサー４５で測定し、大型施設１内の温度が高い場合は、駆動切替えクラッチ４４を切替えて冷凍装置３０を駆動し、アイススケートリンクの氷層の溶融を防止する。
【００６２】
大型施設１内の酸素濃度が安全レベルよりも低下した場合は、駆動切替えクラッチ４３を切替えて低酸素空気発生装置１０を駆動して、大型施設１内の炭酸ガスを除去し、通常空気を大型施設１内に供給し、大型施設１内の酸素濃度を素早く安全なレベルまで復帰し、大型施設１内を一定の環境に維持する。
【００６３】
このように、大型施設１内にアイススケートリンクを形成する冷凍装置３０を設けたため、大型施設１をアイススケート用のトレーニング施設として用いることができる。特に、5000ｍや10000ｍを走行する長距離スピードスケートにおいては、環状のアイススケートリンクを形成した低酸素トレーニング施設により、選手の持久力を強化するため高地まで赴くことなく、低酸素環境下で長距離トレーニングを行うことができる。
【００６４】
冷凍装置３０と低酸素空気発生装置１０は、一つの駆動モータ４０を共用し、低酸素空気環境制御時や大型施設使用時に時間帯を分けて、駆動モータ４０を選択的に切替えて用いることができ、稼動設備を小型化し、設置スペースを狭小化することができる。
【００６５】
例えば、夜間において、低酸素空気発生装置１０を駆動して大型施設１内を効率良く低酸素環境とし、温度が上昇する日中においてはアイススケートリンクの氷が融け出さないように、冷凍装置３０を駆動して、大型施設１内の環境を維持することができる。
【００６６】
また、日中においても、アイススケートリンクを過剰に冷却することのないように、冷凍装置３０の駆動から低酸素空気発生装置１０の駆動に切替えて、炭酸ガスの増加した大型施設１内の環境雰囲気を低酸素空気発生装置１０に還気送風し、低酸素空気発生装置１０の炭酸ガス除去手段である膜分離装置１４にて炭酸ガスを除去して、低酸素空気を再び大型施設１内に循環し、大型施設１内の環境雰囲気を維持することができる。なお、冷凍装置３０の駆動時であっても、空気流形成ファン９にて、大型施設１内の空気を外部に放出することができるため、大型施設１内の低酸素環境は、安全に維持される。
【００６７】
【発明の効果】
本発明は、上記した構成となっているので、以下に示す効果を奏する。
請求項１記載の発明にあっては、大型のトレーニング施設において、大型施設の一部を固定壁と、側壁と移動手段を備えた移動壁で区画し、該区画された一区画ずつ低酸素濃度の空気を供給して、順次大型施設全体を低酸素環境としていくため、低酸素環境とするための立ち上がり時間が少なくなり、低酸素空気発生装置を大型化することなく、設置スペースのとらない小型の低酸素空気発生装置を用いて、大型施設全体を、効率良く低酸素環境とすることができ、大型装置設置のための面積拡大による建設費を低減し、設備費のコストダウンを行うことができる。
【００６８】
大型施設内を一度に低酸素環境する必要がないため、大型施設内の初期炭酸ガスの希釈化のために大容量の外部空気を導入する必要がなく、固定壁、側壁及び移動壁で区画された一区画のみを排気すればよいため、外部空気の導入や排気のための送風に必要となっていた送風機等の稼動力を低減することができ、省エネルギー化により大幅に稼動コストを低減することができる。
【００６９】
請求項２記載の発明にあっては、施設使用時に、大型施設内の炭酸ガスを低酸素空気発生装置にて除去し、再び低酸素濃度の空気を大型施設内に循環して、大型施設内の低酸素環境を維持することができるため、設備維持費を低減することができる。
【００７０】
請求項３記載の発明にあっては、大型施設を環状としたため、該環状の大型施設内で、移動壁を移動させつつ順次一定区画ずつ低酸素環境とすることができ、移動壁を一周させた時点で、効率良く大型施設全体を低酸素環境とすることができる。大型施設を環状とすると、マラソンや長距離アイススケート等の長距離トレーニングに好適な低酸素トレーニング施設として用いることができる。
【００７１】
請求項４記載の発明にあっては、大型施設内の酸素濃度、炭酸ガス濃度および温度を測定する測定手段を設けたため、測定手段の各測定値に基づいて、大型施設内の低酸素環境を安全レベルに維持することができる。
【００７２】
請求項５記載の発明にあっては、空気流形成手段を用いて、大型施設内で運動する運動選手の運動方向に対向する対向流を形成し、選手に空気抵抗の過負荷を与え、より高度なトレーニングを行うことができる。
【００７３】
請求項６記載の発明の方法にあっては、大型施設を低酸素環境とする場合に、低酸素空気発生装置の能力に応じて、大型施設内の環境雰囲気を順次一区画ずつ低酸素濃度とすることができるため、大型施設全体を一挙に低酸素環境にする場合と比較して、低酸素環境とする立ち上がり時間を短くし、効率良く大型施設を低酸素環境とすることができ、低酸素空気発生装置の大型化を避けて、稼動コストおよび設備維持費を低減することができる。
【００７４】
請求項７記載の発明にあっては、低酸素環境制御時と、大型施設使用時とに分けて低酸素空気発生装置を駆動し、大型施設内を効率良く低酸素環境とするとともに、大型施設内の低酸素環境を効率良く維持する。
【００７５】
請求項８記載の発明にあっては、大型施設内の酸素濃度および炭酸ガス濃度を測定する測定手段にて、大型施設内の環境雰囲気を測定し、該測定値に基づいて、低酸素空気発生装置の駆動を調整して、大型施設内の低酸素環境を常に安全なレベルに保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例である、低酸素トレーニング施設の概略構成を示す説明図。
【図２】 本発明の一実施例である、低酸素トレーニング施設および低酸素空気発生装置、冷凍装置を模式的に表わした説明図。
【図３】 本発明の一実施例である、低酸素空気発生装置及び冷凍装置の回路図。
【符号の説明】
１ ； 大型施設
２ ； トラック
３ ； 円弧状柱材
４ ； 側壁
５ ； 固定壁
５ａ ； アルミフレーム
５ｂ ； 膜材
６ ； 移動壁
６ａ ； アルミフレーム
６ｂ ； 膜材
６ｃ ； モータ
７ ； モノレール
８ ； 走行レール
９ ； 空気流形成ファン
１０ ； 低酸素空気発生装置
１１ ； 供給配管
１２ ； 排気循環配管
１３ ； コンプレッサー
１４ ； 膜分離装置
１５ ； 低酸素空気配管
１６ ； 切替え弁
１７ ； 開閉弁
１８ ； 自動切換え弁
１９ ； 安全センサー
２１ ； 送風機
２２ ； 空気配管
２３ ； 流量自動制御弁
２４ ； コントローラ
２５ ； センサー
２６ ； 混合室
２７ ； 送風ファン
２８ ； 排気ファン
２９ ； 切替えダンパー
３０ ； 冷凍装置
３１ ； 循環チューブ
３２ ； 循環パイプ
３３ ； コンプレッサー
３４ ； 冷媒配管
３５ ； 凝集機
３６ ； 膨張機
３７ ； 蒸発機
４０ ； 駆動モータ
４１ ； 駆動軸
４２ ； 駆動軸
４３ ； 駆動切替えクラッチ
４４ ； 駆動切替えクラッチ
４５ ； クラッチ切替えセンサー
４６ ； 差圧ダンパー

Claims (8)

1. 大型施設内を低酸素環境とする低酸素トレーニング施設において、大型施設内の固定壁と、該大型施設の側壁に沿って移動する移動手段を備え、前記固定壁との間で大型施設内の一部を区画する移動壁と、所定濃度の低酸素空気を発生する低酸素空気発生手段、前記低酸素空気発生手段から分離された低酸素濃度の空気および高酸素濃度の空気を循環する循環手段、および環境中の炭酸ガスを除去する炭酸ガス除去手段を備えた低酸素空気発生装置と、前記大型施設内に空気流形成手段とを設け、前記固定壁、移動する移動壁及び側壁で仕切られた区画内に、前記低酸素空気発生装置から所望濃度の低酸素空気を供給しつつ、前記移動壁を移動して、前記大型施設内全体を低酸素環境とした低酸素トレーニング施設。
2. 大型施設内の空気を低酸素空気発生装置に還気送風し、前記大型施設内の炭酸ガスを前記低酸素空気発生装置の炭酸ガス除去手段にて除去してなる請求項１記載の低酸素トレーニング施設。
3. 大型施設を環状の構造とした請求項１または２記載の低酸素トレーニング施設。
4. 大型施設内の酸素濃度、炭酸ガス濃度及び温度を測定する測定手段を設けた請求項１、２または３記載の低酸素トレーニング施設。
5. 空気流形成手段に、大型施設内で運動する人の運動方向に対向する対向流を形成する手段を設けた請求項１、２、３または４記載の低酸素トレーニング施設。
6. 大型施設内を低酸素環境とする低酸素環境の制御方法であって、前記施設内の固定壁と、該大型施設の側壁に沿って移動する移動手段を備え、該固定壁との間で前記大型施設内の一部を区画する移動壁と、低酸素空気発生手段から分離された低酸素濃度の空気および高酸素濃度の空気を循環する循環手段、および環境中の炭酸ガスを除去する炭酸ガス除去手段を備えた低酸素空気発生装置と、前記大型施設内に空気流を形成する空気流形成手段を設け、前記固定壁、移動壁及び側壁で仕切られた区画内に所望濃度の低酸素空気を前記低酸素空気発生装置にて供給し、前記区画内が所望の低酸素環境となった後、移動手段により前記移動壁を一定区画ごとに順次移動して、前記固定壁、移動壁および側壁で仕切られた区画を拡大し、拡大した区画内に所望濃度の低酸素空気を供給して、前記大型施設内全体を所望濃度の低酸素環境とする低酸素環境の制御方法。
7. 大型施設内を低酸素環境とする低酸素環境制御時には、低酸素空気発生装置を駆動して、所望濃度の低酸素空気を生成し、運動を行う施設使用時には、前記大型施設内の環境雰囲気を低酸素空気発生装置に還気送風し、低酸素空気発生装置の炭酸ガス除去手段にて炭酸ガスを分離し、炭酸ガスを分離した低酸素空気を再び施設内に循環する、請求項６記載の低酸素環境の制御方法。
8. 大型施設内に、該大型施設内の酸素濃度、炭酸ガス濃度を測定する測定手段を設け、該測定手段の測定結果により、空気流形成手段および低酸素空気発生装置の駆動を調整して、一定の低酸素環境を維持する請求項６または７記載の低酸素環境の制御方法。

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