JP7156965B2 - Hypoxic air supply device and training device - Google Patents

Hypoxic air supply device and training device Download PDF

Info

Publication number
JP7156965B2
JP7156965B2 JP2019028307A JP2019028307A JP7156965B2 JP 7156965 B2 JP7156965 B2 JP 7156965B2 JP 2019028307 A JP2019028307 A JP 2019028307A JP 2019028307 A JP2019028307 A JP 2019028307A JP 7156965 B2 JP7156965 B2 JP 7156965B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
air
oxygen
low
raw
training
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019028307A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2020131121A (en
JP2020131121A5 (en
Inventor
剛之 乾
寿泰 嶋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Espec Corp
Original Assignee
Espec Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Espec Corp filed Critical Espec Corp
Priority to JP2019028307A priority Critical patent/JP7156965B2/en
Priority to CN202010101191.6A priority patent/CN111589066B/en
Publication of JP2020131121A publication Critical patent/JP2020131121A/en
Publication of JP2020131121A5 publication Critical patent/JP2020131121A5/ja
Priority to JP2022161702A priority patent/JP7493004B2/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7156965B2 publication Critical patent/JP7156965B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B26/00Exercising apparatus not covered by groups A63B1/00 - A63B25/00
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2220/00Measuring of physical parameters relating to sporting activity
    • A63B2220/70Measuring or simulating ambient conditions, e.g. weather, terrain or surface conditions

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
  • Accessories For Mixers (AREA)
  • Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)

Description

本発明は、空気を原料とし、外気よりも酸素濃度が低い低酸素空気を生成し、当該低酸素空気を他の機器に供給する低酸素空気供給装置に関するものである。また本発明は、模擬的な高地トレーニングを行うことができるトレーニング装置に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a low-oxygen air supply apparatus that uses air as a raw material to generate low-oxygen air having an oxygen concentration lower than that of outside air and supplies the low-oxygen air to other equipment. The present invention also relates to a training device capable of performing simulated high altitude training.

通常の室内環境や、通常の屋外環境とは異なる環境を人工的に作り、その環境下でトレーニングを行うトレーニング装置が知られている。例えば高地を模した低酸素環境を創成し、その中でトレーニングを行うことによって持久力増強や心肺機能の向上が図られる。
特許文献1に開示された低酸素ルームは、人工的に作り出した低酸素環境下でトレーニングを行うことができるものである。
A training apparatus is known that artificially creates an environment different from a normal indoor environment or a normal outdoor environment and performs training under the environment. For example, by creating a hypoxic environment simulating high altitude and training in it, endurance enhancement and cardiopulmonary function can be improved.
The hypoxic room disclosed in Patent Literature 1 allows training in an artificially created hypoxic environment.

また特許文献2には高酸素濃度の第1特殊環境室と、低酸素濃度の第2特殊環境室を備えた空気供給装置が開示されている。
特許文献2の図4には、一つの特殊環境室内を高酸素濃度の環境と低酸素濃度の環境に切り換える構成が開示されている。
Further, Patent Document 2 discloses an air supply device having a first special environment chamber with a high oxygen concentration and a second special environment chamber with a low oxygen concentration.
FIG. 4 of Patent Document 2 discloses a configuration for switching between a high oxygen concentration environment and a low oxygen concentration environment in one special environment room.

特許第4721150号公報Japanese Patent No. 4721150 特開2018-29750号公報JP 2018-29750 A

トレーニングルーム内を低酸素環境にする方策として、例えば高分子分離膜方式の原料空気生成装置を使用する方法がある。高分子分離膜方式の原料空気生成装置は、窒素ガスを生成する装置として使用されることが多い装置であり、コンプレッサー等で空気を加圧し、当該加圧した空気を導入することによって酸素を分離し、外気に比べて窒素の割合が高い気体を生成するものである。
ここで原料空気生成装置で生成される低酸素空気は、高地トレーニング用としては酸素濃度が低すぎることがあり、外気を混入して酸素濃度を調整した上でトレーニングルームに供給する場合がある。
As a measure to create a low-oxygen environment in the training room, for example, there is a method of using a polymer separation membrane type feed air generator. The polymer separation membrane type feed air generator is often used as a device to generate nitrogen gas, and oxygen is separated by pressurizing air with a compressor or the like and introducing the pressurized air. and produces a gas with a higher percentage of nitrogen than the outside air.
Here, the low-oxygen air generated by the source air generator may have too low an oxygen concentration for high-altitude training, and may be supplied to the training room after adjusting the oxygen concentration by mixing in outside air.

酸素濃度を調整する方策として、図7に示す配管系統図の方法と、図8に示す配管系統図の方法が考えられる。
図7に示す方策は、別途の送風機等で外気を取り込み、原料空気生成装置で生成される低酸素空気(以下、低酸素原料空気と称する場合がある)に外気を混入する方法である。
As measures for adjusting the oxygen concentration, the method of the piping system diagram shown in FIG. 7 and the method of the piping system diagram shown in FIG. 8 are conceivable.
The measure shown in FIG. 7 is a method of taking outside air with a separate blower or the like and mixing the outside air with the low-oxygen air (hereinafter sometimes referred to as low-oxygen raw air) generated by the raw air generator.

図8に示す方策は、エアーコンプレッサーで加圧して原料空気生成装置に導入する流路を分岐し、原料空気生成装置で生成される低酸素原料空気に前記分岐流路を流れる空気を混入する方法である。即ち図8に示す方策は、コンプレッサーで加圧後の空気を分岐し、原料空気生成装置の二次側流路に導入するものである。 The measure shown in FIG. 8 is a method of branching the flow path that is pressurized by an air compressor and introduced into the feed air generator, and mixing the air flowing through the branch flow path into the low-oxygen feed air generated by the feed air generator. is. That is, the measure shown in FIG. 8 is to branch the air after being pressurized by the compressor and introduce it into the secondary side passage of the feed air generator.

前者の別途の送風機を使用する方策は、エアーコンプレッサーとは別に送風機を設置する必要がある。また当該方策は、外気を取り込むダクト配管が必須である。
そのためこの方策では、トレーニングルームを含むシステムが大型になることが多い。
The former measure of using a separate blower requires installation of the blower separately from the air compressor. In addition, this measure requires duct piping to take in outside air.
Therefore, this measure often results in a large system including a training room.

後者の原料空気生成装置の一次側流路を分岐して原料空気生成装置の二次側に空気を流す方策は、原料空気生成装置に導入する空気と二次側に導入する空気の双方を一台のエアーコンプレッサーで供給するので、エアーコンプレッサーの負担が大きくなることがある。
そのため大型のエアーコンプレッサーを採用しなければならず、トレーニングルームを含むシステムが大型になる場合がある。
The latter measure of branching the primary side flow path of the raw air generating device to flow air to the secondary side of the raw air generating device is to combine both the air introduced into the raw air generating device and the air introduced into the secondary side. Since it is supplied by a single air compressor, the load on the air compressor may increase.
Therefore, a large air compressor must be used, and the system including the training room may become large.

なお特許文献2に開示された空気供給装置では、後者の原料空気生成装置に導入する一次側流路を分岐して原料空気生成装置の二次側に空気を流す方策が採用されている。
特許文献2の図4に開示された空気供給装置では、特殊環境室内を低酸素濃度にする場合、原料空気生成装置の二次側に一次側流路から分岐した外気が導入される。
特許文献2の空気供給装置では、特殊環境室内に低酸素原料空気と、原料空気生成装置で生成された酸素濃度が高い高酸素空気(以下高酸素原料空気と称する場合がある)が同時に供給されることはない。
In the air supply device disclosed in Patent Document 2, a measure is adopted in which the primary side flow path introduced into the latter raw air generating device is branched to flow air to the secondary side of the raw air generating device.
In the air supply device disclosed in FIG. 4 of Patent Document 2, when the special environment chamber is to have a low oxygen concentration, outside air branched from the primary side flow path is introduced to the secondary side of the source air generation device.
In the air supply device of Patent Document 2, low-oxygen feed air and high-oxygen air having a high oxygen concentration generated by the feed air generator (hereinafter sometimes referred to as high-oxygen feed air) are simultaneously supplied into the special environment chamber. will not be

本発明は、従来技術の上記した問題に注目し、従来に比べて小型化が可能な低酸素空気供給装置を提供することを課題とするものである。
また本発明は、従来技術に比べてトレーニングルームに付属する低酸素空気供給装置を小型化することが可能なトレーニング装置を提供することを課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a low-oxygen air supply apparatus that can be made more compact than the conventional one, paying attention to the above-described problems of the prior art.
Another object of the present invention is to provide a training apparatus capable of miniaturizing a hypoxic air supply apparatus attached to a training room as compared with the prior art.

上記した課題を解決するための態様は、外気よりも酸素濃度が低い低酸素空気を供給する低酸素空気供給装置において、原料空気生成装置と、混合部を有し、前記原料空気生成装置は空気を原料とし、前記外気よりも酸素濃度が低い低酸素原料空気と、前記外気よりも酸素濃度が高い高酸素原料空気を生成するものであり、前記混合部は、前記低酸素原料空気と前記高酸素原料空気を混合して、前記外気よりも酸素濃度が低い低酸素混合空気を生成するものであることを特徴とする低酸素空気供給装置である。
上記した課題を解決するための具体的態様は、外気よりも酸素濃度が低い低酸素空気を供給する低酸素空気供給装置において、原料空気生成装置と、混合部を有し、前記原料空気生成装置は、空気を原料とし、前記外気よりも酸素濃度が低い低酸素原料空気と、前記外気よりも酸素濃度が高い高酸素原料空気を生成するものであり、空気導入口と、前記低酸素原料空気を排出する第1排出部と、前記高酸素原料空気を排出する第2排出部を有し、前記混合部は、前記低酸素原料空気に対して前記高酸素原料空気を混合して、前記外気よりも酸素濃度が低い低酸素混合空気を生成するものであり、前記原料空気生成装置の前記第2排出部から前記混合部に至る高酸素空気流路と、当該高酸素空気流路に配置される混入流量制御手段と、余剰の高酸素原料空気を排気する排気路と、排気流量制御手段とを有し、前記混合部に導入される前記高酸素原料空気の流量が制御されるものであり、前記排気流量制御手段が前記混入流量制御手段に対して反比例的に調整されることを特徴とする低酸素空気供給装置である。
An aspect for solving the above-described problems is a low-oxygen air supply device that supplies low-oxygen air having an oxygen concentration lower than that of the outside air, comprising a source air generation device and a mixing unit, wherein the source air generation device is air are used as raw materials to generate low-oxygen raw air having a lower oxygen concentration than the outside air and high-oxygen raw air having a higher oxygen concentration than the outside air. The low-oxygen air supply device is characterized in that it mixes oxygen source air to generate low-oxygen mixed air having an oxygen concentration lower than that of the outside air.
A specific mode for solving the above-described problems is a low-oxygen air supply device that supplies low-oxygen air having an oxygen concentration lower than that of the outside air, which includes a raw air generation device and a mixing unit, wherein the raw air generation device uses air as a raw material to generate low-oxygen raw air having a lower oxygen concentration than the outside air and high-oxygen raw air having a higher oxygen concentration than the outside air. and a second discharge unit for discharging the high-oxygen raw air, and the mixing unit mixes the high-oxygen raw air with the low-oxygen raw air to produce the outside air It is arranged in the high-oxygen air flow path from the second discharge part of the raw air generation device to the mixing part and the high-oxygen air flow path an exhaust passage for exhausting surplus oxygen-enriched feed air; and an exhaust flow rate control means for controlling the flow rate of the oxygen-enriched feed air introduced into the mixing section. 1. A hypoxic air supply apparatus, wherein said exhaust gas flow rate control means is adjusted in inverse proportion to said mixture flow rate control means.

本態様の低酸素空気供給装置は原料空気生成装置で生成された低酸素原料空気に、同じく原料空気生成装置で生成された高酸素原料空気を混合して酸素濃度を調節する。
そのため原料空気生成装置に原料たる空気を供給するエアーコンプレッサー等の上流側装置の負担が小さい。そのためエアーコンプレッサー等の上流側装置を小型化することができる。
また本態様の低酸素空気供給装置では、原料空気生成装置に原料空気を供給する装置の他に、送風機やエアーコンプレッサー等を設ける必要がない。
そのため本態様の低酸素空気供給装置は、従来のものに比べて小型化することが可能である。
The low-oxygen air supply device of this embodiment mixes the low-oxygen raw air produced by the raw air generator with the high-oxygen raw air produced by the raw air generator to adjust the oxygen concentration.
Therefore, the burden on upstream devices such as an air compressor for supplying raw air to the raw air generator is small. Therefore, upstream devices such as an air compressor can be downsized.
Further, in the low-oxygen air supply device of this aspect, there is no need to provide a blower, an air compressor, etc., in addition to the device for supplying raw air to the raw air generator.
Therefore, the low-oxygen air supply device of this aspect can be made smaller than the conventional one.

上記した態様において、前記原料空気生成装置は、空気導入口と、前記低酸素原料空気を排出する第1排出部と、前記高酸素原料空気を排出する第2排出部を有し、前記原料空気生成装置の前記第2排出部から前記混合部に至る高酸素空気流路を有し、当該高酸素空気流路に流量制御手段があって前記混合部に導入される前記高酸素原料空気の流量が制御されるものであり、さらに余剰の高酸素原料空気を排気する排気路を備えることが望ましい。 In the above aspect, the feed air generator has an air inlet, a first discharge section for discharging the low-oxygen feed air, and a second discharge section for discharging the high-oxygen feed air, and the feed air An oxygen-enriched air flow path from the second discharge section of the generating device to the mixing section is provided, and the oxygen-enriched air flow path has a flow rate control means, and the flow rate of the oxygen-rich feed air introduced into the mixing section. is controlled , and it is desirable to provide an exhaust path for exhausting excess oxygen-rich feed air.

本態様の低酸素空気供給装置では、高酸素空気流路に流量制御手段があって混合部に導入される高酸素原料空気の流量が制御される。そのため低酸素混合空気の酸素濃度を調節することができる。
本態様の低酸素空気供給装置は、原料たる空気に比べると少ない酸素量の低酸素混合空気を生成するものであるので、高酸素原料空気の一部だけが低酸素原料空気に混入される。本態様の低酸素空気供給装置では、余剰となった高酸素原料空気が排気路から排気されるので、原料空気生成装置に悪影響を与えない。
In the low-oxygen air supply device of this aspect, the high-oxygen air flow path has a flow control means for controlling the flow rate of the high-oxygen raw air introduced into the mixing section. Therefore, the oxygen concentration of the low-oxygen mixed air can be adjusted.
Since the low-oxygen air supply apparatus of this embodiment generates low-oxygen mixed air having a smaller amount of oxygen than the raw material air, only part of the high-oxygen raw air is mixed with the low-oxygen raw air. In the low-oxygen air supply device of this aspect, the surplus high-oxygen raw air is exhausted from the exhaust passage, so that it does not adversely affect the raw air generator.

上記した各態様において、前記混合部は管路によって構成されていることが望ましい。 In each aspect described above, it is desirable that the mixing section is configured by a pipeline.

本態様によると、低酸素空気供給装置をより小型化することができる。 According to this aspect, the low-oxygen air supply device can be made more compact.

上記した各態様において、前記原料空気生成装置は、窒素と酸素とを分離可能な気体分離膜を有し、当該気体分離膜によって前記空気を前記低酸素原料空気と前記高酸素原料空気に分離するものであることが望ましい。 In each aspect described above, the feed air generator has a gas separation membrane capable of separating nitrogen and oxygen, and the gas separation membrane separates the air into the low-oxygen feed air and the high-oxygen feed air. It is desirable to be

気体分離膜を採用した空気生成装置は、小型でありながら効率よく酸素と窒素を分離することができる。
そのため本態様によると、低酸素空気供給装置をより小型化することができる。
An air generator that employs a gas separation membrane can efficiently separate oxygen and nitrogen in spite of its small size.
Therefore, according to this aspect, the low-oxygen air supply device can be made more compact.

上記した各態様において、前記原料空気生成装置は、特定の気体に対して高い吸着能力を有する吸着剤を有するものであってもよい。
即ち上記した各態様において、前記原料空気生成装置は、特定の気体に対して高い吸着能力を有する吸着剤を含み、PSA機構によって前記空気を前記低酸素原料空気と前記高酸素原料空気に分離するものであってもよい。
In each aspect described above, the raw air generator may have an adsorbent having a high adsorption capacity for a specific gas.
That is, in each of the above-described embodiments, the feed air generator includes an adsorbent having a high adsorption capacity for a specific gas, and separates the air into the low-oxygen feed air and the high-oxygen feed air by the PSA mechanism. can be anything.

本態様は、大容量の低酸素空気供給装置としても好適である。 This aspect is also suitable as a large-capacity low-oxygen air supply device.

上記した各態様において、前記高酸素原料空気から二酸化炭素を除去する二酸化炭素除去装置を有していることが望ましい。 In each of the above embodiments, it is desirable to have a carbon dioxide remover for removing carbon dioxide from the oxygen-enriched feed air.

本態様によると、高酸素原料空気に含まれる二酸化炭素を予め減らすことができ、生成された低酸素混合空気の二酸化炭素濃度を低下させることができる。 According to this aspect, the carbon dioxide contained in the high-oxygen feed air can be reduced in advance, and the carbon dioxide concentration of the generated low-oxygen mixed air can be reduced.

トレーニング装置の態様は、人が内部で運動可能なトレーニングルームと、上記したいずれかに記載の低酸素空気供給装置を有し、前記トレーニングルーム内を前記外気よりも酸素濃度が低い低酸素環境にすることが可能であることを特徴とするトレーニング装置である。 An embodiment of the training apparatus has a training room in which a person can exercise, and any of the hypoxic air supply devices described above , wherein the training room is made into a hypoxic environment with a lower oxygen concentration than the outside air. The training device is characterized in that it is possible to

本態様によると、トレーニングルームに付属する低酸素空気供給装置を小型化することができる。 According to this aspect, the hypoxic air supply device attached to the training room can be miniaturized.

本発明によると、低酸素空気供給装置を従来に比べて小型化することが可能である。また本発明によると、トレーニング装置を従来に比べて小型化することができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the size of the low-oxygen air supply device as compared with the conventional one. Further, according to the present invention, the training device can be made smaller than the conventional one.

本発明の実施形態のトレーニング装置の斜視図である。1 is a perspective view of a training device according to an embodiment of the invention; FIG. 図1のトレーニング装置の構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of the training device of FIG. 1; 図1のトレーニング装置の低酸素空気供給装置で採用される原料空気生成装置の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a source air generator employed in the hypoxic air supply device of the training device of FIG. 1; 本発明の他の実施形態のトレーニング装置の構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of a training device according to another embodiment of the present invention; 本発明のさらに他の実施形態のトレーニング装置の構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram of a training device according to still another embodiment of the present invention; 本発明のさらに他の実施形態のトレーニング装置の構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram of a training device according to still another embodiment of the present invention; 従来技術のトレーニング装置の構成図である。1 is a block diagram of a prior art training device; FIG. 他の従来技術のトレーニング装置の構成図である。1 is a block diagram of another prior art training device; FIG.

以下さらに本発明の実施形態について説明する。
本実施形態のトレーニング装置1は、2室のトレーニングルーム2a、2bと、一台の低酸素空気供給装置3を有している。
2室のトレーニングルーム2a、2bは、同じ構造である。トレーニングルーム2a、2bは、数名の者が運動するに足る容積を持った部屋である。本実施形態で採用するトレーニングルーム2a、2bは、内部の環境を任意に調節することができる。
Embodiments of the present invention will be further described below.
The training apparatus 1 of this embodiment has two training rooms 2 a and 2 b and one hypoxic air supply device 3 .
The two training rooms 2a and 2b have the same structure. The training rooms 2a and 2b are rooms having a volume sufficient for several people to exercise. The training rooms 2a and 2b employed in this embodiment can arbitrarily adjust the internal environment.

具体的には、トレーニングルーム2a、2b内の温度と湿度を調節することができる。特に本実施形態では、トレーニングルーム2a、2b内の酸素濃度を任意に調節することができる。
即ち図1の様にトレーニングルーム2a、2b内には温度センサー11、湿度センサー12、第1酸素濃度センサー13、第2酸素濃度センサー15を有している。
第1酸素濃度センサー13は、トレーニングルーム2a、2b内の酸素濃度の制御用に使用するものであり、説明の都合上、「室内酸素濃度監視センサー13」と称する。
第2酸素濃度センサー15は、トレーニングルーム2内の酸素濃度が過度に低下していないことを監視するものであり、説明の都合上、「最低酸素濃度監視センサー15」と称する。
Specifically, the temperature and humidity in the training rooms 2a and 2b can be adjusted. Especially in this embodiment, the oxygen concentration in the training rooms 2a and 2b can be arbitrarily adjusted.
That is, as shown in FIG. 1, the training rooms 2a and 2b have a temperature sensor 11, a humidity sensor 12, a first oxygen concentration sensor 13, and a second oxygen concentration sensor 15. FIG.
The first oxygen concentration sensor 13 is used for controlling the oxygen concentration in the training rooms 2a and 2b, and for convenience of explanation, is called an "indoor oxygen concentration monitoring sensor 13".
The second oxygen concentration sensor 15 monitors whether the oxygen concentration in the training room 2 has decreased excessively, and for the convenience of explanation, is referred to as the "minimum oxygen concentration monitoring sensor 15".

トレーニングルーム2a、2bには換気装置16が設けられている。換気装置16の下流に、二酸化炭素濃度センサー17が設けられている。 A ventilator 16 is provided in the training rooms 2a and 2b. A carbon dioxide concentration sensor 17 is provided downstream of the ventilator 16 .

トレーニングルーム2a、2b内には公知の空調装置20があり、当該空調装置20に温度センサー11と湿度センサー12の信号が入力され、トレーニングルーム2a、2b内の温度及び湿度が所望の環境となる様に空調装置20が制御される。 In the training rooms 2a and 2b, there is a known air conditioner 20. Signals from the temperature sensor 11 and the humidity sensor 12 are input to the air conditioner 20, and the temperature and humidity in the training rooms 2a and 2b are adjusted to the desired environment. Air conditioner 20 is controlled.

本実施形態のトレーニング装置1では、一台の低酸素空気供給装置3があり、一台の低酸素空気供給装置3によって二つのトレーニングルーム2a、2bに低酸素空気が供給される。
なお後記する様に、低酸素空気供給装置3の原料空気生成装置26によって酸素濃度を低下させた低酸素空気が生成され、その後に酸素量の多い空気が混合されて酸素濃度が調整されるが、混合後の空気は外気よりも酸素濃度の低い低酸素空気である。
二種類の酸素濃度が異なる低酸素空気を区別するため、原料空気生成装置26で生成される低酸素空気を「低酸素原料空気」と称し、混合後の低酸素空気を「低酸素混合空気」と称する。
In the training apparatus 1 of this embodiment, there is one low-oxygen air supply device 3, and low-oxygen air is supplied to the two training rooms 2a and 2b by the one low-oxygen air supply device 3. FIG.
As will be described later, low-oxygen air with a reduced oxygen concentration is generated by the feed air generator 26 of the low-oxygen air supply device 3, and then air with a high oxygen content is mixed to adjust the oxygen concentration. , the mixed air is hypoxic air with a lower oxygen concentration than the outside air.
In order to distinguish between the two types of low-oxygen air having different oxygen concentrations, the low-oxygen air generated by the source air generator 26 is referred to as "low-oxygen source air", and the low-oxygen air after mixing is referred to as "low-oxygen mixed air". called.

低酸素空気供給装置3は、図2の様にエアーコンプレッサー25と原料空気生成装置26を有している。
原料空気生成装置26は、公知の高分子分離膜方式の窒素ガス発生装置であり、エアーコンプレッサー25で加圧した空気を導入することによって酸素を分離し、導入された空気に比べて窒素の割合が高い低酸素原料空気と、導入された空気に比べて酸素の割合が高い高酸素原料空気を排出するものである。
The low-oxygen air supply device 3 has an air compressor 25 and a raw air generator 26 as shown in FIG.
The feed air generator 26 is a known polymer separation membrane type nitrogen gas generator, which separates oxygen by introducing air pressurized by the air compressor 25, and reduces the ratio of nitrogen to the introduced air. low-oxygen feed air with a high oxygen content and high-oxygen feed air with a high percentage of oxygen compared to the introduced air.

原料空気生成装置26は、図2、図3の様に、空気導入口30と、低酸素原料空気を排出する第1排出部31と、高酸素原料空気を排出する第2排出部32を有している。
低酸素空気供給装置3の具体的構造については後記する。
2 and 3, the feed air generator 26 has an air inlet 30, a first discharge section 31 for discharging low-oxygen feed air, and a second discharge section 32 for discharging high-oxygen feed air. is doing.
A specific structure of the low-oxygen air supply device 3 will be described later.

トレーニング装置1は、前記した様に一台の低酸素空気供給装置3で二つのトレーニングルーム2a、2bに低酸素混合空気が供給されるものであり、配管が途中から2系統に分岐しているが、分岐配管の構成は同じである。そのため代表してエアーコンプレッサー25から一方のトレーニングルーム2aに至る流路について説明する。
図2では、第1トレーニングルーム2aに至る流路を太線で示し、第2トレーニングルーム2bに至る流路は細線で示している。
As described above, the training apparatus 1 supplies low-oxygen mixed air to the two training rooms 2a and 2b from one low-oxygen air supply device 3, and the pipes are branched into two systems from the middle. , the configuration of the branch piping is the same. Therefore, the flow path from the air compressor 25 to one training room 2a will be described as a representative.
In FIG. 2, the thick line indicates the flow path leading to the first training room 2a, and the thin line indicates the flow path leading to the second training room 2b.

低酸素空気供給装置3では、エアーコンプレッサー25から原料空気生成装置26に入り、原料空気生成装置26の第1排出部31から混合部33aを経て第1トレーニングルーム2aに至る主流路23と、原料空気生成装置26の第2排出部32から混合部33aに至る高酸素空気流路36を有している。混合部33aは、主流路23と高酸素空気流路36との合流部及びその下流側の管路である。 In the low-oxygen air supply device 3, the main flow path 23 enters the raw air generator 26 from the air compressor 25 and extends from the first discharge section 31 of the raw air generator 26 to the first training room 2a via the mixing section 33a. It has an oxygen-enriched air flow path 36 from the second discharge section 32 of the generator 26 to the mixing section 33a. The mixing section 33a is a confluence section of the main flow path 23 and the high-oxygen air flow path 36 and a pipe line on the downstream side thereof.

主流路23は、エアーコンプレッサー25と原料空気生成装置26の空気導入口30を繋ぐ原料空気導入路37と、原料空気生成装置26の第1排出部31からトレーニングルーム2aに至る低濃度酸素流路38によって構成されている
た低濃度酸素流路38であって、第1排出部31から混合部33aの間に酸素濃度センサー41が設けられている。酸素濃度センサー41は、原料空気生成装置26で生成される低酸素原料空気の酸素濃度を監視するものであり、説明の都合上、「低酸素濃度監視センサー41」と称する。
The main flow path 23 includes a raw air introduction path 37 connecting the air compressor 25 and the air introduction port 30 of the raw air generator 26, and a low-concentration oxygen flow path 38 leading from the first discharge section 31 of the raw air generator 26 to the training room 2a. It is composed by
Further , in the low-concentration oxygen flow path 38, an oxygen concentration sensor 41 is provided between the first discharge section 31 and the mixing section 33a. The oxygen concentration sensor 41 monitors the oxygen concentration of the low-oxygen raw air produced by the raw air producing device 26, and is referred to as a "low-oxygen concentration monitoring sensor 41" for convenience of explanation.

高酸素空気流路36は、前記した様に原料空気生成装置26の第2排出部32から混合部33aに至る流路である。高酸素空気流路36には、混入流量制御手段42aが設けられている。混入流量制御手段42aは具体的にはモータバルブであり、開度を調整することができる。
また高酸素空気流路36には、酸素濃度センサー43が設けられている。酸素濃度センサー43は、原料空気生成装置26で生成される高酸素原料空気の酸素濃度を監視するものであり、説明の都合上、「高酸素濃度監視センサー43」と称する。
The oxygen-rich air flow path 36 is a flow path from the second discharge section 32 of the raw air generator 26 to the mixing section 33a, as described above. The high-oxygen air flow path 36 is provided with a mixture flow rate control means 42a. The mixing flow rate control means 42a is specifically a motor valve, and the degree of opening can be adjusted.
An oxygen concentration sensor 43 is provided in the high-oxygen air flow path 36 . The oxygen concentration sensor 43 monitors the oxygen concentration of the high-oxygen raw air produced by the raw air producing device 26, and is referred to as a "high oxygen concentration monitoring sensor 43" for convenience of explanation.

高酸素空気流路36には、さらに排気流路(排気路)45が設けられている。排気流路45は、原料空気生成装置26の第2排出部32に繋がるものであり、余剰の高酸素原料空気を排気するものである。
排気流路45には、排気流量制御手段46が設けられている。排気流量制御手段46は具体的にはモータバルブであり、開度を調整することができる。
The oxygen-rich air channel 36 is further provided with an exhaust channel (exhaust channel) 45 . The exhaust flow path 45 is connected to the second exhaust section 32 of the raw air generating device 26, and exhausts surplus high-oxygen raw air.
An exhaust flow control means 46 is provided in the exhaust flow path 45 . The exhaust flow rate control means 46 is specifically a motor valve, and its opening can be adjusted.

第2トレーニングルーム2bに至る配管系統は、前記した第1トレーニングルーム2aに至る配管系統と同一であるから、同一の部材に同一の数字を付し、且つ両者を区別するために符番bを付すことによって重複する説明を省略する。 Since the piping system leading to the second training room 2b is the same as the piping system leading to the first training room 2a, the same numbers are assigned to the same members, and a reference number b is assigned to distinguish between the two. Duplicate description is omitted.

次にトレーニング装置1及び低酸素空気供給装置3の機能について説明する。
トレーニング装置1の使用に先立って、図示しない制御装置に、各トレーニングルーム2a、2b内の酸素濃度が設定される。
低酸素空気供給装置3では、エアーコンプレッサー25で加圧された空気が、原料空気導入路37を経由して原料空気生成装置26の空気導入口30に導入される。
原料空気生成装置26の内部で酸素と窒素が分離され、第1排出部31から酸素濃度が8パーセント程度の低酸素原料空気が排出される。
また第2排出部32からは酸素濃度が38パーセント程度の高酸素原料空気が排出される。
Next, functions of the training device 1 and the hypoxic air supply device 3 will be described.
Prior to using the training apparatus 1, the oxygen concentration in each training room 2a, 2b is set in a control device (not shown).
In the low-oxygen air supply device 3 , the air pressurized by the air compressor 25 is introduced into the air introduction port 30 of the raw air generation device 26 via the raw air introduction passage 37 .
Oxygen and nitrogen are separated inside the raw air generator 26 , and low-oxygen raw air having an oxygen concentration of about 8% is discharged from the first discharge section 31 .
Further, from the second discharge portion 32, high oxygen feed air having an oxygen concentration of about 38% is discharged.

即ち大気中の酸素割合は、約21パーセントであるが、原料空気生成装置26を通過させることによって酸素割合が約8パーセントに低下した低酸素原料空気が第1排出部31から排出され、酸素濃度が38パーセント程度に上昇した高酸素原料空気が第2排出部32から排出される。 That is, the oxygen ratio in the atmosphere is about 21%, but the low-oxygen raw air whose oxygen ratio has been reduced to about 8% by passing through the raw air generator 26 is discharged from the first discharge section 31, and the oxygen concentration is reduced to about 8%. Oxygen-enriched feed air with an increase of about 38% is discharged from the second discharge section 32 .

低酸素原料空気の酸素濃度は低酸素濃度監視センサー41で検知され、図示しない制御装置に入力される。同様に高酸素原料空気の酸素濃度は高酸素濃度監視センサー43で検知され、図示しない制御装置に入力される。
本実施形態では、原料空気生成装置26から排出される低酸素原料空気の酸素濃度と、高酸素原料空気の酸素濃度が概ね上記した水準で安定する様に、上流側のエアーコンプレッサー25から原料空気生成装置26に導入される空気の量や圧力が図示しない制御弁等によって調節される。
The oxygen concentration of the low-oxygen feed air is detected by a low-oxygen concentration monitoring sensor 41 and input to a control device (not shown). Similarly, the oxygen concentration of the high-oxygen feed air is detected by a high-oxygen concentration monitoring sensor 43 and input to a control device (not shown).
In the present embodiment, the oxygen concentration of the low-oxygen raw air discharged from the raw air generator 26 and the oxygen concentration of the high-oxygen raw air discharged from the raw air generator 26 are stabilized at approximately the above-described levels. The amount and pressure of the air introduced into the generating device 26 are adjusted by a control valve or the like (not shown).

本実施形態の低酸素空気供給装置3では、主流路23を流れる低酸素原料空気に、高酸素空気流路36を通過する原料空気生成装置26で生成された高酸素原料空気が混合されて適度の酸素濃度に調整された低酸素混合空気が作られ、各トレーニングルーム2a、2bに供給される。 In the low-oxygen air supply device 3 of the present embodiment, the low-oxygen raw air flowing through the main flow passage 23 is mixed with the high-oxygen raw air generated by the raw air generation device 26 passing through the high-oxygen air flow passage 36 to obtain an appropriate amount of air. low-oxygen mixed air adjusted to have an oxygen concentration of 100° C. is produced and supplied to each of the training rooms 2a and 2b.

そして各トレーニングルーム2a、2b内の酸素濃度が設定値となる様に、混入流量制御手段42a、42bの開度が制御される。
具体的には、室内酸素濃度監視センサー13で各トレーニングルーム2a、2b内の酸素濃度を監視し、その値を混入流量制御手段42a、42bにフィードバックする。
仮にトレーニングルーム2a内の酸素濃度が設定値を下回っておれば、混入流量制御手段42aの開度を開き、より多くの高酸素原料空気を主流路23を流れる低酸素原料空気に混入し、低酸素混合空気に含まれる酸素濃度を上げてトレーニングルーム2aに供給し、トレーニングルーム2a内の酸素濃度を上昇させる。
トレーニングルーム2b内の酸素濃度が設定値を下回っておれば、混入流量制御手段42bの開度を開く。
The opening degrees of the mixing flow control means 42a, 42b are controlled so that the oxygen concentration in each training room 2a, 2b becomes the set value.
Specifically, the indoor oxygen concentration monitoring sensor 13 monitors the oxygen concentration in each training room 2a, 2b, and feeds back the value to the mixing flow control means 42a, 42b.
If the oxygen concentration in the training room 2a is lower than the set value, the degree of opening of the mixing flow rate control means 42a is increased to mix more high-oxygen raw air into the low-oxygen raw air flowing through the main flow path 23, resulting in low-oxygen raw air. The oxygen concentration in the mixed air is increased and supplied to the training room 2a to increase the oxygen concentration in the training room 2a.
If the oxygen concentration in the training room 2b is lower than the set value, the opening degree of the mixture flow control means 42b is opened.

逆に各トレーニングルーム2a、2b内の酸素濃度が設定値よりも高い場合には、混入流量制御手段42a、42bの開度を絞り、高酸素原料空気の混入量を減らして低酸素混合空気に含まれる酸素濃度を下げてトレーニングルーム2a、2bに供給し、トレーニングルーム2a、2b内の酸素濃度を降下させる。 Conversely, when the oxygen concentration in each training room 2a, 2b is higher than the set value, the opening degree of the mixing flow rate control means 42a, 42b is reduced to reduce the mixing amount of the high-oxygen feed air to be included in the low-oxygen mixed air. The oxygen concentration in the training rooms 2a and 2b is lowered, and the oxygen concentration in the training rooms 2a and 2b is lowered.

また排気流量制御手段46の開度は、混入流量制御手段42a、42bの開度に対して反比例的に調整される。即ち混入流量制御手段42a、42bの開度が開き方向に変化すると、排気流量制御手段46の開度は閉じ方向に変化し、混入流量制御手段42a、42bの開度が閉じ方向に変化すると、排気流量制御手段46の開度が開く。
その結果、余剰の高酸素原料空気が排気流路45から適度に排気され、原料空気生成装置26内に掛かる背圧が適度に制御される。
Further, the opening degree of the exhaust gas flow rate control means 46 is adjusted in inverse proportion to the opening degrees of the mixing flow rate control means 42a and 42b. That is, when the opening degrees of the mixing flow rate control means 42a and 42b change in the opening direction, the opening degrees of the exhaust flow rate control means 46 change in the closing direction, and when the opening degrees of the mixing flow rate control means 42a and 42b change in the closing direction, The opening degree of the exhaust gas flow rate control means 46 is increased.
As a result, excess high-oxygen raw air is appropriately exhausted from the exhaust passage 45, and the back pressure applied to the inside of the raw air generating device 26 is appropriately controlled.

混合部33a、33bに混入された高酸素原料空気は、混合部33a、33bからトレーニングルーム2a、2bに至るまでの配管を通過する内に低酸素原料空気と混合が進み、略均一の濃度の低酸素混合空気となってトレーニングルーム2a、2bに入る。 The high-oxygen raw air mixed in the mixing units 33a, 33b is mixed with the low-oxygen raw air while passing through the pipes from the mixing units 33a, 33b to the training rooms 2a, 2b, and the low-oxygen raw air is reduced to a substantially uniform concentration. It becomes oxygen-mixed air and enters the training rooms 2a and 2b.

本実施形態のトレーニング装置1では、トレーニングルーム2a、2b内を低酸素状態とし、例えば標高2000mから6000mといった高地と同等の環境を人工的に創出することができる。
本実施形態では、トレーニングルーム2a、2b内にトレッドミル(ランニングマシン)等のトレーニングマシン47が設置されている。
使用者は、トレーニングルーム2a、2b内に入り、低酸素環境下でトレーニングマシン47を使用し、擬似的な高地トレーニングを行うことができる。
In the training apparatus 1 of the present embodiment, the inside of the training rooms 2a and 2b can be hypoxic to artificially create an environment equivalent to a high altitude, for example, an altitude of 2000m to 6000m.
In this embodiment, training machines 47 such as treadmills (running machines) are installed in the training rooms 2a and 2b.
A user can enter the training rooms 2a and 2b, use the training machine 47 in a hypoxic environment, and perform pseudo-high altitude training.

トレーニングルーム2a、2b内の二酸化炭素濃度は、二酸化炭素濃度センサー17で監視されている。トレーニングルーム2a、2b内の二酸化炭素濃度が過度に上昇した場合には、混入流量制御手段42a、42bの開度を開き、より多くの高酸素原料空気を主流路23を流れる低酸素原料空気に混入し、低酸素混合空気に含まれる酸素濃度を上げてトレーニングルーム2a、2b内の酸素濃度を上昇させる。 A carbon dioxide concentration sensor 17 monitors the carbon dioxide concentrations in the training rooms 2a and 2b. When the concentration of carbon dioxide in the training rooms 2a and 2b rises excessively, the mixing flow rate control means 42a and 42b are opened to mix more high-oxygen raw air into the low-oxygen raw air flowing through the main flow path 23. Then, the oxygen concentration in the low-oxygen mixed air is increased to increase the oxygen concentration in the training rooms 2a and 2b.

トレーニングルーム2a、2bの酸素濃度は、最低酸素濃度監視センサー15でも監視されている。最低酸素濃度監視センサー15は安全装置の一つであり、何らかの事情によってトレーニングルーム2a、2b内の酸素濃度が健康を害するおそれがある程度まで低下すると、図示しない報知手段で報知する。
トレーニングルーム2a、2bの酸素濃度が過度に低下したことが最低酸素濃度監視センサー15で検知された場合は、安全を確保するために低酸素空気供給装置3を停止し、換気装置16を駆動してトレーニングルーム2内の酸素濃度を大気状態に戻してもよい。
The oxygen concentrations in the training rooms 2a and 2b are also monitored by the minimum oxygen concentration monitoring sensor 15. The minimum oxygen concentration monitoring sensor 15 is one of the safety devices, and if for some reason the oxygen concentration in the training rooms 2a, 2b drops to a level that may be harmful to health, it will be notified by a notification means (not shown).
When the minimum oxygen concentration monitoring sensor 15 detects that the oxygen concentration in the training rooms 2a and 2b has decreased excessively, the hypoxic air supply device 3 is stopped and the ventilation device 16 is driven to ensure safety. The oxygen concentration in the training room 2 may be returned to atmospheric conditions.

本実施形態では、管路内で高酸素原料空気と低酸素原料空気を混合したが、より容積の大きい混合部を設け、混合部内に高酸素原料空気と低酸素原料空気を導入してもよい。
またトレーニングルーム2a、2b内に高酸素原料空気と低酸素原料空気を個別に導入し、トレーニングルーム2a、2b内で高酸素原料空気と低酸素原料空気を混合してもよい。即ちトレーニングルーム2a、2bを混合部として利用してもよい。
In this embodiment, the high-oxygen raw air and the low-oxygen raw air are mixed in the pipeline, but a mixing section having a larger volume may be provided and the high-oxygen raw air and the low-oxygen raw air may be introduced into the mixing section. .
Alternatively, the high-oxygen raw air and the low-oxygen raw air may be individually introduced into the training rooms 2a and 2b, and the high-oxygen raw air and the low-oxygen raw air may be mixed in the training rooms 2a and 2b. That is, the training rooms 2a and 2b may be used as a mixing section.

以上説明した実施形態では、高酸素空気流路36及び排気流路45に混入流量制御手段42a、42bと排気流量制御手段46を設け、原料空気生成装置26で生成された高酸素原料空気を主流路23に混合するものと排気するものに振り分けた。
他の方策として、高酸素空気流路36と排気流路45の分岐部に開度を調整可能なダンパー(流量制御手段)等を設け、高酸素原料空気を主流路23に混合するものと排気するものに振り分けてもよい。
In the embodiment described above, the high-oxygen air flow path 36 and the exhaust flow path 45 are provided with the mixed flow control means 42a, 42b and the exhaust flow control means 46, and the high-oxygen raw air produced by the raw air production device 26 is used as the main stream. They were divided into those to be mixed in the passage 23 and those to be exhausted.
As another measure, a damper (flow rate control means) whose opening degree can be adjusted is provided at the branch of the high-oxygen air flow path 36 and the exhaust flow path 45, and the high-oxygen raw air is mixed into the main flow path 23 and exhausted. You can allocate it to what you do.

上記した実施形態では、低酸素空気供給装置3からの低酸素混合空気の供給先は、トレーニングルーム2a、2bの二箇所であるが、一つのトレーニングルーム2だけに低酸素混合空気を供給してもよく、より多くのトレーニングルーム2に低酸素混合空気を供給してもよい。
以上説明した実施形態は、低酸素空気供給装置3の使用例としてトレーニングルーム2a、2bに低酸素混合空気を供給するものであるが、低酸素混合空気の供給先はトレーニングルーム2a、2bに限定されるものではない。例えば吸引マスクや試験装置に低酸素混合空気を供給してもよい。
In the above-described embodiment, the low-oxygen mixed air is supplied from the low-oxygen air supply device 3 to the training rooms 2a and 2b, but the low-oxygen mixed air may be supplied to only one training room 2. , more training rooms 2 may be supplied with hypoxic mixed air.
In the embodiment described above, the low-oxygen mixed air is supplied to the training rooms 2a and 2b as an example of using the low-oxygen air supply device 3, but the supply destination of the low-oxygen mixed air is limited to the training rooms 2a and 2b. not a thing For example, a suction mask or test device may be supplied with a hypoxic air mixture.

本実施形態の低酸素空気供給装置3は、エアーコンプレッサー25等の加圧装置を空気導入装置として利用し、原料空気生成装置26に空気を導入している。本実施形態の低酸素空気供給装置3では、エアーコンプレッサー25に要求される空気供給能力は、原料空気生成装置26が必要とする空気量で足り、混合用の空気を加圧する必要はない。そのためエアーコンプレッサー25の容量は小さいもので足りる。
本実施形態の低酸素空気供給装置3では、別途のエアーコンプレッサー等を設置する必要はない。
そのため本実施形態の低酸素空気供給装置3は、同規模の容量を有する従来のものに比べて、小型化することができる。
The low-oxygen air supply device 3 of the present embodiment uses a pressurizing device such as an air compressor 25 as an air introduction device to introduce air into the raw air generation device 26 . In the low-oxygen air supply device 3 of this embodiment, the amount of air required by the source air generation device 26 is sufficient for the air supply capacity required of the air compressor 25, and there is no need to pressurize the air for mixing. Therefore, a small capacity of the air compressor 25 is sufficient.
In the low-oxygen air supply device 3 of this embodiment, there is no need to install a separate air compressor or the like.
Therefore, the low-oxygen air supply device 3 of this embodiment can be made smaller than a conventional device having a capacity of the same scale.

次に、原料空気生成装置26の構造について図3を参照しつつ補足説明する。
原料空気生成装置26は、気体分離膜51を内蔵するものであり、窒素ガス発生装置としても使用されるものである。
原料空気生成装置26は、容器状の本体部50を有し、その内部に気体分離膜51で作られた複数の管路53が内蔵されている。
本体部50の内部空間では、互いに間隔をあけて一対の支持部52が配置され、その一対の支持部52によって管路53が支持されている。また本体部50には空気導入口30と、低酸素原料空気を排出する第1排出部31と、高酸素原料空気を排出する第2排出部32が設けられている。
本体部50の空気導入口30は管路53に繋がっており、本体部50内に導入された空気は、管路53を流れ、その間に高酸素原料空気と低酸素原料空気に分離される。
Next, a supplementary description of the structure of the raw air generator 26 will be given with reference to FIG.
The raw air generator 26 incorporates a gas separation membrane 51 and is also used as a nitrogen gas generator.
The source air generator 26 has a container-shaped main body 50 in which a plurality of pipelines 53 made of gas separation membranes 51 are built.
A pair of support portions 52 are arranged spaced apart from each other in the internal space of the body portion 50 , and the pipe line 53 is supported by the pair of support portions 52 . Further, the body portion 50 is provided with an air inlet 30, a first discharge portion 31 for discharging low-oxygen raw air, and a second discharge portion 32 for discharging high-oxygen raw air.
The air inlet 30 of the main body 50 is connected to a conduit 53, and the air introduced into the main body 50 flows through the conduit 53, during which it is separated into high-oxygen raw air and low-oxygen raw air.

気体分離膜51は、空気から窒素と酸素とを分離可能な分離膜であり、高分子を用いた有機膜と、無機材料を用いた無機膜が知られている。
本実施形態では、高分子有機膜が採用されている。気体分離膜の種類や原理は公知であるから詳細な説明を省略する。
The gas separation membrane 51 is a separation membrane capable of separating nitrogen and oxygen from air, and an organic membrane using a polymer and an inorganic membrane using an inorganic material are known.
In this embodiment, a polymeric organic film is employed. Since the types and principles of gas separation membranes are well known, detailed description thereof will be omitted.

上記した実施形態では、気体分離膜51を利用して低酸素原料空気と高酸素原料空気を生成する原料空気生成装置26を採用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、PSA機構を採用するものであってもよい。 In the above-described embodiment, the feed air generator 26 that generates the low-oxygen feed air and the high-oxygen feed air using the gas separation membrane 51 is employed, but the present invention is not limited to this, and the PSA mechanism may be adopted.

図4は、PSA機構を採用した原料空気生成装置60を使用したトレーニング装置55の構成図である。
原料空気生成装置60は、大型の設備であり、空気導入口30と、低酸素原料空気を排出する第1排出部31と、高酸素原料空気を排出する第2排出部32を有している。
原料空気生成装置60は、空気槽100と、第1吸着塔101及び第2吸着塔102とを備えている。また原料空気生成装置60には、第1吸着塔101と第2吸着塔102を切り換える切り替え弁群がある。
FIG. 4 is a configuration diagram of the training device 55 using the raw air generator 60 employing the PSA mechanism.
The raw air generator 60 is a large-sized facility, and has an air inlet 30, a first discharge section 31 for discharging low-oxygen raw air, and a second discharge section 32 for discharging high-oxygen raw air. .
The feed air generator 60 includes an air tank 100 , a first adsorption tower 101 and a second adsorption tower 102 . The feed air generator 60 also has a group of switching valves for switching between the first adsorption tower 101 and the second adsorption tower 102 .

原料空気生成装置60では、第1吸着塔101及び第2吸着塔102の各々において、吸着工程、第1均圧工程、脱着工程、第2均圧工程を1サイクルとする工程が繰り返され、高酸素原料空気と低酸素原料空気がそれぞれ生成される。
原料空気生成装置60では、一方の吸着塔が吸着工程に付されている間、他方の吸着塔は脱着工程が実行され、一方の吸着塔が第1均圧工程に付されている間、他方の吸着塔は第2均圧工程に付される。
In the feed air generator 60, in each of the first adsorption tower 101 and the second adsorption tower 102, a cycle of an adsorption step, a first pressure equalization step, a desorption step, and a second pressure equalization step is repeated. An oxygen feed air and a low oxygen feed air are produced respectively.
In the feed air generator 60, while one adsorption tower is undergoing the adsorption step, the other adsorption tower is undergoing the desorption step, and while one adsorption tower is undergoing the first pressure equalization step, the other adsorption tower is undergoing the first pressure equalization step. is subjected to a second pressure equalization step.

原料空気生成装置60では、空気槽100には、空気導入口30と空気流出路部105が接続されている。先の実施形態と同様に、エアーコンプレッサー25から空気導入口30に空気が供給され、供給された空気は空気槽100に一旦貯留される。そして貯留した原料空気を空気流出路部105に流出させる。空気流出路部105には、開閉弁106が設けられた第1導入流路部107が第1吸着塔101との間に接続され、開閉弁108が設けられた第2導入流路部110が第2吸着塔102との間に接続されている。 In the raw air generator 60 , the air tank 100 is connected to the air inlet 30 and the air outlet passage 105 . As in the previous embodiment, air is supplied from the air compressor 25 to the air inlet 30 and the supplied air is temporarily stored in the air tank 100 . Then, the stored raw air is discharged to the air outlet passage portion 105 . A first inlet channel portion 107 provided with an on-off valve 106 is connected between the air outflow channel portion 105 and the first adsorption tower 101, and a second inlet channel portion 110 with an on-off valve 108 is connected. It is connected between the second adsorption tower 102 .

第1吸着塔101及び第2吸着塔102には特定の気体に対して高い吸着能力を有する吸着剤が充填されている。吸着剤としては、例えば、窒素に対する吸着能を有するゼオライトや、酸素に対する吸着能を有する活性炭などの、多孔質の吸着剤を挙げることができる。
ゼオライトは、原料空気から窒素を選択的に吸着する性質を有しており、高圧条件下において窒素の吸着能が増大する。このためゼオライトが充填された第1吸着塔101及び第2吸着塔102は、加圧下の吸着工程において窒素を多く吸着して高酸素原料空気を流出し、その後、減圧下の脱着工程において窒素を脱着して低酸素原料空気を流出する。
The first adsorption tower 101 and the second adsorption tower 102 are filled with an adsorbent having high adsorption capacity for a specific gas. Examples of the adsorbent include porous adsorbents such as zeolite capable of adsorbing nitrogen and activated carbon capable of adsorbing oxygen.
Zeolite has the property of selectively adsorbing nitrogen from feed air, and its ability to adsorb nitrogen increases under high-pressure conditions. For this reason, the first adsorption tower 101 and the second adsorption tower 102 filled with zeolite adsorb a large amount of nitrogen in the adsorption step under pressure, and the oxygen-rich feed air flows out, and then nitrogen is released in the desorption step under reduced pressure. It is desorbed and the low-oxygen feed air is discharged.

一方、活性炭は、原料空気から酸素を選択的に吸着する性質を有しており、高圧条件下において酸素の吸着能が増大する。このため活性炭が充填された第1吸着塔101及び第2吸着塔102は、加圧下の吸着工程において酸素を多く吸着して低酸素原料空気を流出し、その後、減圧下の脱着工程において酸素を脱着して高酸素原料空気を流出する。 On the other hand, activated carbon has the property of selectively adsorbing oxygen from raw material air, and its oxygen adsorption capacity increases under high-pressure conditions. For this reason, the first adsorption tower 101 and the second adsorption tower 102 filled with activated carbon adsorb a large amount of oxygen in the adsorption step under pressure and flow out low-oxygen feed air, and then in the desorption step under reduced pressure, oxygen is released. It is desorbed to produce oxygen-rich feed air.

第1吸着塔101には、開閉弁115が設けられ、高酸素原料空気を流出させる第1高酸素濃度空気流出路111と、開閉弁112が設けられ、低酸素原料空気を流出させる第1低酸素濃度空気流出路113とが接続されている。また、第2吸着塔102には、開閉弁120が設けられ、高酸素原料空気を流出させる第2高酸素濃度空気流出路121と、開閉弁123が設けられ、低酸素原料空気を流出させる第2低酸素濃度空気流出路125とが接続されている。
なお、第1高酸素濃度空気流出路111及び第2高酸素濃度空気流出路121は合流して高酸素原料空気を排出する第2排出部32に接続されている。また第1低酸素濃度空気流出路113及び第2低酸素濃度空気流出路125は合流し、低酸素原料空気を排出する第1排出部31に接続されている。
The first adsorption tower 101 is provided with an on-off valve 115, and is provided with a first high-oxygen-concentration air outflow passage 111 for outflowing the high-oxygen feed air, and an on-off valve 112, and is provided with a first low-oxygen air outlet for outflowing the low-oxygen feed air. The oxygen concentration air outflow path 113 is connected. Further, the second adsorption tower 102 is provided with an on-off valve 120, a second high-oxygen-concentration air outflow passage 121 for outflowing the high-oxygen feed air, and an on-off valve 123, for outflowing the low-oxygen feed air. 2 low oxygen concentration air outflow path 125 is connected.
The first high-oxygen concentration air outflow passage 111 and the second high-oxygen concentration air outflow passage 121 are connected to a second discharge section 32 that merges and discharges the high-oxygen raw air. The first low-oxygen concentration air outflow passage 113 and the second low-oxygen concentration air outflow passage 125 are merged and connected to the first discharge section 31 for discharging the low-oxygen raw material air.

第1吸着塔101及び第2吸着塔102の各々において、吸着工程、第1均圧工程、脱着工程、第2均圧工程を1サイクルとする工程を繰り返す。高酸素原料空気及び低酸素原料空気をそれぞれ生成するに際しては、第1吸着塔101及び第2吸着塔102に充填される吸着剤の窒素又は酸素に対する吸着性に応じて、開閉弁106、108、115、120、112、123の開閉動作が制御される。 In each of the 1st adsorption tower 101 and the 2nd adsorption tower 102, the process which makes 1 cycle the adsorption process, the 1st pressure equalization process, the desorption process, and the 2nd pressure equalization process is repeated. When generating the high-oxygen feed air and the low-oxygen feed air, respectively, the on-off valves 106, 108, The opening and closing operations of 115, 120, 112 and 123 are controlled.

本実施形態においても、第1排出部31はトレーニングルーム2に至る主流路23に接続されている。
また第2排出部32は、混合部33に至る高酸素空気流路36と接続され、主流路23を流れる低酸素原料空気に、高酸素原料空気が混合される。
本実施形態においても、主流路23を流れる低酸素原料空気に、原料空気生成装置60で生成された高酸素原料空気が混合されて適度の酸素濃度に調整された低酸素混合空気が作られ、各トレーニングルーム2a、2bに供給される。
Also in this embodiment, the first discharge section 31 is connected to the main flow path 23 leading to the training room 2 .
The second discharge section 32 is connected to a high-oxygen air flow path 36 leading to a mixing section 33 , and the low-oxygen raw air flowing through the main flow path 23 is mixed with the high-oxygen raw air.
Also in this embodiment, the low-oxygen raw air flowing through the main flow passage 23 is mixed with the high-oxygen raw air generated by the raw air generator 60 to create low-oxygen mixed air adjusted to an appropriate oxygen concentration, It is supplied to each training room 2a, 2b.

また図5、図6に示すように、低酸素空気供給装置3に二酸化炭素除去装置61を設けてもよい。二酸化炭素除去装置61は、図5、図6に示すように高酸素空気流路36に設けることが望ましい。本実施形態によると、高酸素原料空気から二酸化炭素を除去し、二酸化炭素量を低減することができる。
図5に示すトレーニング装置62は、図2に示すトレーニング装置1に二酸化炭素除去装置61を追加した実施形態であり、トレーニング装置1と共通する部材に同一の数字を付すことによって重複する説明を省略する。
図6に示すトレーニング装置63は、図4に示すトレーニング装置55に二酸化炭素除去装置61を追加した実施形態であり、トレーニング装置55と共通する部材に同一の数字を付すことによって重複する説明を省略する。
Further, as shown in FIGS. 5 and 6, the low-oxygen air supply device 3 may be provided with a carbon dioxide removal device 61 . The carbon dioxide remover 61 is desirably provided in the oxygen-enriched air flow path 36 as shown in FIGS. According to this embodiment, carbon dioxide can be removed from the oxygen-enriched feed air to reduce the amount of carbon dioxide.
A training device 62 shown in FIG. 5 is an embodiment in which a carbon dioxide removing device 61 is added to the training device 1 shown in FIG. do.
A training device 63 shown in FIG. 6 is an embodiment in which a carbon dioxide removing device 61 is added to the training device 55 shown in FIG. do.

1、55、62、63 トレーニング装置
2a、2b トレーニングルーム
3 低酸素空気供給装置
25 エアーコンプレッサー
26 原料空気生成装置
30 空気導入口
31 第1排出部
32 第2排出部
33 混合部
36 高酸素空気流路
42a 42b 混入流量制御手段
45 排気流路
46 排気流量制御手段
60 原料空気生成装置
61 二酸化炭素除去装置
1, 55, 62, 63 training device 2a, 2b training room 3 low oxygen air supply device 25 air compressor 26 raw air generation device 30 air introduction port 31 first discharge section 32 second discharge section 33 mixing section 36 high oxygen air flow path 42a 42b Mixed flow control means 45 Exhaust flow path 46 Exhaust flow control means 60 Raw air generator 61 Carbon dioxide remover

Claims (6)

外気よりも酸素濃度が低い低酸素空気を供給する低酸素空気供給装置において、
原料空気生成装置と、混合部を有し、
前記原料空気生成装置は
空気を原料とし、前記外気よりも酸素濃度が低い低酸素原料空気と、前記外気よりも酸素濃度が高い高酸素原料空気を生成するものであり、
空気導入口と、前記低酸素原料空気を排出する第1排出部と、前記高酸素原料空気を排出する第2排出部を有し、
前記混合部は、前記低酸素原料空気に対して前記高酸素原料空気を混合して、前記外気よりも酸素濃度が低い低酸素混合空気を生成するものであり、
前記原料空気生成装置の前記第2排出部から前記混合部に至る高酸素空気流路と、当該高酸素空気流路に配置される混入流量制御手段と、余剰の高酸素原料空気を排気する排気路と、排気流量制御手段とを有し、
前記混合部に導入される前記高酸素原料空気の流量が制御されるものであり、前記排気流量制御手段が前記混入流量制御手段に対して反比例的に調整されることを特徴とする低酸素空気供給装置。
In a low-oxygen air supply device that supplies low-oxygen air having an oxygen concentration lower than that of the outside air,
having a feed air generator and a mixing section,
The raw air generator is
Using air as a raw material, low-oxygen raw air having a lower oxygen concentration than the outside air and high-oxygen raw air having a higher oxygen concentration than the outside air are generated,
having an air inlet, a first discharge section for discharging the low-oxygen feed air, and a second discharge section for discharging the high-oxygen feed air,
The mixing unit mixes the high-oxygen raw air with the low-oxygen raw air to generate low-oxygen mixed air having an oxygen concentration lower than that of the outside air ,
A high-oxygen air flow path from the second discharge section of the raw air generating device to the mixing section, a mixing flow rate control means disposed in the high-oxygen air flow path, and an exhaust for exhausting surplus high-oxygen raw air. and an exhaust flow rate control means,
The low-oxygen air is characterized in that the flow rate of the high-oxygen feed air introduced into the mixing section is controlled, and the exhaust flow rate control means is adjusted in inverse proportion to the mixing flow rate control means. feeding device.
前記混合部は管路によって構成されていることを特徴とする請求項1に記載の低酸素空気供給装置。 2. The low-oxygen air supply device according to claim 1, wherein said mixing section comprises a pipeline. 前記原料空気生成装置は、窒素と酸素とを分離可能な気体分離膜を有し、当該気体分離膜によって前記空気を前記低酸素原料空気と前記高酸素原料空気に分離するものであることを特徴とする請求項1又は2に記載の低酸素空気供給装置。 The feed air generator has a gas separation membrane capable of separating nitrogen and oxygen, and the gas separation membrane separates the air into the low-oxygen feed air and the high-oxygen feed air. The hypoxic air supply device according to claim 1 or 2 . 前記原料空気生成装置は、特定の気体に対して高い吸着能力を有する吸着剤を含み、PSA機構によって前記空気を前記低酸素原料空気と前記高酸素原料空気に分離するものであることを特徴とする請求項1又は2に記載の低酸素空気供給装置。 The raw air generator includes an adsorbent having a high adsorption capacity for a specific gas, and separates the air into the low-oxygen raw air and the high-oxygen raw air by a PSA mechanism. 3. The hypoxic air supply device according to claim 1 or 2 . 前記高酸素原料空気から二酸化炭素を除去する二酸化炭素除去装置を有することを特徴とする請求項1乃至のいずれかに記載の低酸素空気供給装置。 5. The low-oxygen air supply system according to any one of claims 1 to 4 , further comprising a carbon dioxide removal device for removing carbon dioxide from said high-oxygen feed air. 人が内部で運動可能なトレーニングルームと、請求項1乃至のいずれかに記載の低酸素空気供給装置を有し、前記トレーニングルーム内を前記外気よりも酸素濃度が低い低酸素環境にすることが可能であることを特徴とするトレーニング装置。 A training room in which a person can exercise and the hypoxic air supply device according to any one of claims 1 to 5 are provided, and the inside of the training room can be made into a hypoxic environment in which the oxygen concentration is lower than that of the outside air. A training device characterized by:
JP2019028307A 2019-02-20 2019-02-20 Hypoxic air supply device and training device Active JP7156965B2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019028307A JP7156965B2 (en) 2019-02-20 2019-02-20 Hypoxic air supply device and training device
CN202010101191.6A CN111589066B (en) 2019-02-20 2020-02-19 Low-oxygen air supply device and training device
JP2022161702A JP7493004B2 (en) 2019-02-20 2022-10-06 Training Equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019028307A JP7156965B2 (en) 2019-02-20 2019-02-20 Hypoxic air supply device and training device

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022161702A Division JP7493004B2 (en) 2019-02-20 2022-10-06 Training Equipment

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2020131121A JP2020131121A (en) 2020-08-31
JP2020131121A5 JP2020131121A5 (en) 2021-04-22
JP7156965B2 true JP7156965B2 (en) 2022-10-19

Family

ID=72180295

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019028307A Active JP7156965B2 (en) 2019-02-20 2019-02-20 Hypoxic air supply device and training device
JP2022161702A Active JP7493004B2 (en) 2019-02-20 2022-10-06 Training Equipment

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022161702A Active JP7493004B2 (en) 2019-02-20 2022-10-06 Training Equipment

Country Status (2)

Country Link
JP (2) JP7156965B2 (en)
CN (1) CN111589066B (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7474174B2 (en) 2020-10-06 2024-04-24 エスペック株式会社 Gas supply device and training device

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001201105A (en) 2000-01-14 2001-07-27 Takenaka Komuten Co Ltd Method for controlling indoor oxygen concentration of large-sized facility, and large-sized facility capable of controlling indoor oxygen concentration

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60137806A (en) * 1983-12-23 1985-07-22 Toyobo Co Ltd Control of oxygen concentration
US5924419A (en) * 1995-05-22 1999-07-20 Kotliar; Igor K. Apparatus for passive hypoxic training and therapy
JP3245387B2 (en) * 1996-12-02 2002-01-15 タバイエスペック株式会社 Special composition air supply device
JPH11114119A (en) * 1997-10-13 1999-04-27 Shimadzu Corp Low oxygen concentration control type training device
JP2000027472A (en) * 1998-07-13 2000-01-25 Koito Ind Ltd Method and device for creating workout environment, and structure therefor
JP2000070654A (en) * 1998-08-31 2000-03-07 Shimadzu Corp Low oxygen training apparatus
JP4721150B2 (en) * 2001-09-28 2011-07-13 株式会社竹中工務店 Lifting hypoxia room
JP4062601B2 (en) * 2002-08-02 2008-03-19 株式会社竹中工務店 Hypoxic training facility and control method of hypoxic environment
CN2664727Y (en) * 2003-09-01 2004-12-22 北京国奥之星体育高科技发展有限公司 Low concentration oxygen generating device in normal pressure and control device thereof
CN2668187Y (en) * 2003-09-24 2005-01-05 牛卫华 Adjustable low-oxygen instrument
JP2006328931A (en) * 2005-04-29 2006-12-07 Taisei Kaken:Kk Low oxygen gas generator, low oxygen chamber, and low oxygen mask
CN201101865Y (en) * 2007-05-31 2008-08-20 北京紫光生物科技有限公司 Athletic coach system for hypoxia training, oxygen-enriched recovery for athletes
CN102198321B (en) * 2011-03-17 2013-07-31 中国人民解放军空军航空医学研究所 Normal-pressure hypoxic cabin for interval hypoxic training and method for regulating oxygen concentration in hypoxic cabin
CN105534491B (en) * 2015-09-28 2017-04-26 首都医科大学宣武医院 Pre-adaptation training system based on high-low oxygen combination
CN105536207B (en) * 2015-09-28 2017-03-15 首都医科大学宣武医院 Pre-adaptive training method based on high-low oxygen combination
CN205340003U (en) * 2015-12-24 2016-06-29 合肥恒诚智能技术有限公司 Trainer is breathed to intelligent hypoxemia
CN205307712U (en) * 2015-12-24 2016-06-15 合肥恒诚智能技术有限公司 Trainer is breathed to hypoxemia
JP6630647B2 (en) * 2016-08-24 2020-01-15 エスペック株式会社 Air supply device
CN205983160U (en) * 2016-08-26 2017-02-22 天津森罗科技股份有限公司 Simple and easy hypoxemia body -building and detection and control system
CN206965038U (en) * 2017-05-16 2018-02-06 国家体育总局体育科学研究所 A kind of sportsman is with hypoxic training, the athletic training system of oxygen-enriched recovery
JP2019024399A (en) * 2017-07-28 2019-02-21 株式会社日立製作所 Oxygen feed mechanism

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001201105A (en) 2000-01-14 2001-07-27 Takenaka Komuten Co Ltd Method for controlling indoor oxygen concentration of large-sized facility, and large-sized facility capable of controlling indoor oxygen concentration

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020131121A (en) 2020-08-31
JP7493004B2 (en) 2024-05-30
JP2023011599A (en) 2023-01-24
CN111589066A (en) 2020-08-28
CN111589066B (en) 2022-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2561897B1 (en) Apparatus and method of providing concentrated product gas
CA2879510C (en) Inerting method and system for reducing oxygen
JP2011073002A (en) Pressure swing adsorption apparatus
JP7493004B2 (en) Training Equipment
EP0129304A2 (en) Molecular sieve type gas separation systems
KR101647017B1 (en) Oxygen concentrating method and apparatus having condensate water removing function
US5344474A (en) Gas separation device
JP3245387B2 (en) Special composition air supply device
JP6630647B2 (en) Air supply device
JP5226282B2 (en) Oxygen concentrator
JP5955547B2 (en) Oxygen concentrator
JPS58151304A (en) Production of oxygen by pressure swing method
JP2003071234A (en) Concentrated oxygen supply apparatus
JP2014014797A (en) Purging method by gas separating device and gas separating device
JP2020131121A5 (en)
JP2009006256A (en) Oxygen enricher
JP7548754B2 (en) Low oxygen air supply device and training device
JP3952030B2 (en) Gas enrichment equipment
JP2001000553A (en) Oxygen thickening device for oxygen therapy
JP2009273623A (en) Oxygen enricher
JP7262250B2 (en) High oxygen gas supply device and method
JP2006192401A (en) Continuous feed method in dehumidification of compressed gas and dehumidification apparatus for compressed gas
JP2005241030A (en) Air conditioner
JP6378981B2 (en) Gas separation device for pressure fluctuation adsorption under vacuum and gas separation method for pressure fluctuation adsorption under vacuum
JP2020001017A (en) Pressure fluctuation adsorption device

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210312

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210312

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220303

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220425

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220908

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20221006

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7156965

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150