KR200199693Y1 - 산소가 공급되는 운동기구 - Google Patents

Abstract

개시된 내용은 운동기구에 구비되어 운동하는 사람에게 신선한 산소를 원활하게 공급함으로써 운동에 따른 피로감을 감소시켜 노약자나 병약자들도 장시간의 운동치료를 가능하게 하고 운동효과를 증대시킬 수 있는 신선한 산소가 공급되는 운동기구에 관한 것이다.

본 고안은 산소가 공급되는 운동기구에 있어서, 운동기구; 및 상기 운동기구 사용자에게 운동중 필요한 산소를 공급하기 위한 산소발생수단을 포함하는 산소가 공급되는 운동기구로 구현된다. 이에 의하여, 본 고안은 원활한 산소공급으로 운동시간이 연장되므로 근육발달, 관절강화 및, 과체중방지 등의 효과를 볼 수 있으며, 폐활량을 증가시켜 심장을 강화시키는 효과도 가지고 있다. 특히, 본 고안은 심폐기능이 저하된 일반인이나 노약자의 운동시에 운동시간을 증대시켜 운동에 따른 치료효과를 볼 수 있게 할 뿐만 아니라, 단시간에 운동효과를 거두고자 하는 사람들에게 매우 유용하다.

Description

산소가 공급되는 운동기구{Sport apparatus for supplying concentrated oxygen}

본 고안은 건강을 증진하기 위해 운동에 사용되는 운동기구에 관한 것으로, 특히 운동기구에 설치되어 운동하는 사람에게 신선한 산소를 원활하게 공급함으로써 운동에 따른 피로감을 감소시켜 장시간의 운동을 가능하게 함은 물론 운동효과를 증대시킬 수 있는 산소가 공급되는 운동기구에 관한 것이다.

일반적으로, 산소농축기는 대기중에서 산소를 분리농축하는 장치로, 이러한 산소농축기의 작동원리는 제올라이트(Zeolite)라 불리는 흡착제가 소정의 기체분자를 흡착시키는 성질을 이용한다. 대기중 약 80%를 차지하는 질소는 산소보다 제올라이트에 잘 흡착되므로 공기를 흡착제가 충전된 흡착베드에 유입시키게 되면 질소성분은 흡착되고, 질소성분이 줄어든 기체는 베드상단 출구로 배출되어, 농도가 높은 산소로 모아지게 된다.

이러한 농축산소는 일반 병원이나 잠수, 용접현장 등에서 주로 공급되어 사용되고 있다. 힌편, 갈수록 심각해지고 있는 대기오염으로 인하여 최근에는 오염공기를 정화시켜 사용 할 정도에 이르고 있다. 하지만, 무엇보다도 신선한 공기를 많이 필요로 하는 운동기구에는 아직도 그 적용이 전무한 실정이다.

운동을 하면 초기 무산소운동과정을 거쳐 유산소운동을 하게 된다. 여기서, 무산소운동이란 근육에 저장된 글리코겐을 통한 운동을 말한다. 유산소운동시 인체는 많은 양의 산소를 필요로 하게 된다. 따라서, 운동을 시작한 지 15분정도 지나면 인체는 빠른 호흡을 통해 많은 양의 산소를 공급하려 한다. 운동능력의 차이는 인체에 공급되는 산소량에 따라 결정되므로, 운동을 장시간 하고 싶어도 산소공급이 제대로 이뤄지지 못하면 운동을 할 수 없게 된다.

많은 사람들이 헬스클럽등의 복합운동시설을 이용하여 운동을 하는 데, 이러한 현대인들은 신체발달보다는 주로 건강유지를 위하여 운동을 한다. 즉, 현대인들을 위협하는 비만, 성인병, 관절질환등을 예방하기 위한 목적이 그 대부분을 차지하고 있다.

그러나, 많은 사람들이 운동을 통해 체중유지 및 건강관리를 하려고 하지만 유산소운동을 하지 못하고 포기하는 일이 비일비재하다. 이와 같이 운동을 시작한 많은 사람들이 운동을 포기하거나 효과를 보지 못하고 있다. 그 이유는 운동시 폐활량 부족(산소부족)으로 운동을 더 이상 계속할 수 없기 때문이다.

현재 대표적인 유산소 운동기구라고 할 수 있는 런닝머신이나 사이클머신과 같은 운동기구들은 협소한 공간에서 단시간내에 큰 운동효과를 거둘 수 있다. 하지만, 운동시 좁은 공간에서 단시간내에 큰 운동부하를 가지므로 폐활량은 늘어나서 협소한 공간내에는 호흡하고 나온 오염된 공기가 많이 잔류하게 되며, 이로 인하여 운동시 피로를 더욱더 증가시켜 신체가 빨리 지치게 된다. 즉, 체내에 피로물질의 축적속도를 증가시켜 운동시간을 단축시키게 된다. 따라서, 운동기구사용시 사용자의 피로도가 급속이 진행됨에 따라 지구력을 상승시키는 데 한계를 가질 뿐더러, 심폐기능도 향상시키기 어려웠다. 그러므로, 사용자 개개인의 지구력과 피로유발물질축적도, 심폐기능의 정도에 따라 운동시간을 증대시키지 못하는 어려움이 있었다.

물론, 운동시설에 공기정화기등이 설치되기도 하지만, 큰 공간에 이러한 공기정화기나 건물에 설비된 덕트등을 통한 산소공급에는 한계가 있다. 따라서, 운동기구를 사용하는 사용자에게 직접적으로 산소를 공급할 필요성이 대두되었다. 이것은 심폐기능이 저하된 일반인과 노약자의 운동시나, 단시간에 운동효과를 거두고자 하는 사람들에게 그 필요성이 절실하게 인식되었다.

따라서, 본 고안의 목적은 상술한 제결점들을 해소하기 위해서 안출한 것으로서, 운동기구에 설치되어 운동하는 사람에게 신선한 산소를 원활하게 공급함으로써 운동에 따른 피로감을 감소시켜 장시간의 운동을 가능하게 하고 운동효과를 증대시키는 산소가 공급되는 운동기구를 제공하는 데 있다.

도 1은 본 고안에 따른 산소가 공급되는 운동기구의 개략적인 구성을 나타낸 블럭도,

도 2는 본 고안에 따른 산소가 공급되는 운동기구의 전반적인 구성을 상세하게 나타낸 도면.

*도면의 주요부분에 대한 부호설명

100 : 농축산소발생부 110 : 공기압축기

112 : 필터 114 : 흡입소음기

120 : 흡착탑 122 : 제 1체크밸브

124 : 제 2체크밸브 126 : 배출소음기

130 : 저장탱크 132 : 압력조절기

140 : 제 1솔레노이드밸브 150 : 가압보조탱크

160 : 산소농축제어기 170 : 세정탱크

180 : 제 2솔레노이드밸브 200 : 제어부

210 : 운동제어부 220 : 산소제어부

300 : 산소공급부 310 : 니들밸브

400 : 운동부하감지수단 500 : 표시수단

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 산소가 공급되는 운동기구에 있어서, 운동기구; 및 상기 운동기구 사용자에게 운동중 필요한 산소를 공급하기 위한 산소발생수단을 포함하는 산소가 공급되는 운동기구로서 달성된다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 산소가 공급되는 운동기구의 개략적인 구성을 나타낸 블럭도이다.

본 고안은 대략적으로 구분하면 농축산소를 발생시키는 농축산소발생부(100)와, 이 농축산소발생부(100)를 제어하여 운동부하에 따른 적절한 산소를 생산하여 공급하도록 통제하는 제어부(200) 및, 발생된 산소를 운동자에게 공급하기 위한 산소공급부(300)로 구성된다. 이 산소공급부(300)는 운동기구의 전방에서 운동자를 향해 분사하는 형태로 구성할 수 있으며, 또 한 방법으로는 마스크형으로 하여 운동자에게 착용시킬 수도 있다. 실효성으로 본다면 이 중 마스크형의 산소공급부가 더 바람직하다 할 것이다.

또한, 본 고안은 운동부하를 검출하여 제어부(200)로 전송함으로써 현재의 운동부하에 따라 적정한 산소를 발생공급할 수 있도록 하는 운동부하감지수단(400)을 구비하고 있다. 그리고, 운동량 및 산소공급상태를 외부의 사용자에게 알리기 위해 표시수단(500)을 더 구비하고 있다. 특히, 전술한 제어부(200)는 운동부하감지수단(400)으로부터 감지된 운동부하를 근거로 하여 운동자의 운동량과 필요산소량을 산출하는 운동제어부(210)와, 이 운동제어부(210)로부터 받은 운동량과 필요산소량 정보를 토대로 배출산소량을 결정하여 사용자에게 공급하도록 제어하는 산소제어부(220)로 구성되어 있다. 특히, 산소제어부(220)는 농축산소발생부(100)가 자체적으로 갖고 있는 산소농축제어기(미도시)에 필요산소량정보를 제공하여 필요산소량을 생산하도록 통제하게 된다.

이제, 이상에서 개략적으로 설명한 본 장치의 구성에 대해 도 2를 참조하여 보다 상세하게 살펴보고자 한다.

도 2는 본 고안에 따른 산소가 공급되는 운동기구의 전반적인 구성을 상세하게 나타낸 상세도면으로, 이 도면을 참조하여 본 고안의 구성 및 동작에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

농축산소발생부(100)는 외부의 공기를 흡입압축하여 공급하는 공기압축기(110)를 구비하고 있으며, 이 공기압축기(110)로부터 압축된 공기를 공급받아 공기중의 질소를 흡착하여 산소를 생성하는 흡착탑(120)을 구비하고 있다. 또한, 흡착탑(120)으로부터 생성된 산소를 저장하였다가 필요시 공급하는 저장탱크(130)도 구비하고 있다. 대략적으로, 이와 같은 구성을 갖는 농축산소발생부(100)를 좀더 상세히 설명한다면, 공기압축기(110)의 전방에는 필터(112)와 흡입소음기(114)가 차례로 구비되어 있다. 따라서, 필터(112)를 거치면서 공기에 혼입된 외부먼지와 분진들이 여과되고 나서, 흡입소음기(114)를 통해 흡입과정중 발생되는 소음이 제거되게 된다. 이렇게 가공된 흡입공기는 공기압축기(110)로 보내져 압축공기가 된 후, 제 1솔레노이드밸브(140)를 통해 흡착탑(120)으로 유입되게 된다. 제 1솔레노이드밸브(140)는 제 1위치(142)에서 공기압축기(110)로부터 압축공기를 흡착탑(120)으로 전송하는 한편 이와 동시에 가압보조탱크(150)에 저장된 압축공기를 제 1체크밸브(122)를 거쳐 흡착탑(120)으로 송출하게 한다. 이와 같이 압축공기가 공기압축기(110)로부터 직접 유입되는 한편 가압보조탱크(150)내에 충전된 압축공기도 동시에 흡착탑(120)으로 공급됨에 따라 흡착탑(120)을 가압하는 시간을 단축할 수 있게 된다. 또한, 제 1솔레노이드밸브(140)의 제 2위치(144)에서는 흡착탑(120)의 흡착후 산소가 추출된 공기를 외부로 배출하게 하는 동시에 공기압축기(110)로부터 가압보조탱크(150)로 압축공기를 충전하게 한다. 이와 같은 제 1솔레노이드밸브(140)의 위치절환은 농축산소발생부가 자체적으로 구비하고 있는 산소농축제어기(160)에 의해 이루어진다. 한편, 압축공기가 공급된 흡착탑(120)에서는 가압과 동시에 흡착이 일어나고 일정시간이 경과한 후에 농축된 산소는 제 2체크밸브(124)를 통과하여 저장탱크(130)에 저장된다. 농축산소발생부에는 흡착탑(120)을 세정하기 위한 약간의 농축산소를 저장하고 있는 세정탱크(170)를 마련하고 있는데, 이를 위해 저장탱크(130)로 유입되는 농축산소 중 일부를 세정탱크(170)에 보관하기 위해서 저장탱크(130)로 가는 유로상에 제 2솔레노이드밸브(180)를 배치하고 있다. 따라서, 흡착탑(120)에서 생성된 농축산소를 저장탱크(130)로 보내 저장하는 과정중 제 2솔레노이드밸브(180)를 잠시 개방하여 세정탱크(170)에 농축산소중 일부를 저장보관하게 된다. 이렇게 세정탱크(170)에 보관된 농축산소는 흡착탑(120)의 세정시 사용된다. 흡착후에는 제 1솔레노이드밸브(140)를 제 2위치(144)로 절환하여 흡착탑(140)내의 질소를 배출소음기(126)를 통해 소음을 저감시키면서 배출하게 되는 데, 이때 제 2솔레노이드밸브(140)를 절환개방하여 세정탱크(170)내의 농축산소를 흡착탑(120)의 상부로 재유입시켜 질소의 탈착을 돕는 동시에 흡착탑내부에 잔류하는 질소를 완전히 외부로 밀어내 제거하게 된다. 이와 동시에, 공기압축기(110)의 압축공기는 제 2위치(144)에 있는 제 1솔레노이드밸브(140)를 통해 다음의 흡착탑가압공정을 위해 가압보조탱크(150)에 저장된다. 물론, 세정후 다시 흡착과정을 수행하여 농축산소를 생산하기 위해서 제 1솔레노이드밸브(140)는 제 1위치(142)로 전환되고, 이에 따라 공기압축기(110)에서 생성된 압축공기는 다시 흡착탑(120)내로 유입되어 다시 위와 같은 순환사이클을 반복하게 된다. 이상의 제 1,제 2솔레노이드밸브(140,180) 및 공기압축기(110)는 산소농축제어기(160)에 의해 제어되어 산소생성공정을 수행하게 된다. 물론, 이 산소농축제어기(160)는 산소제어부(220)와 데이터를 주고받으면서 제어된다. 이렇게 하여 생산되어 저장탱크(130)에 저장된 농축산소는 압력조절기(132)를 통과하여 니들밸브(310)를 통해 사용자에게 공급되게 된다. 그를 위해서 니들밸브(310)는 산소공급부(300)와 연결되어 있으며, 이 니들밸브(310)의 개폐정도를 산소제어부(220)가 제어하여 사용자에게 필요산소량을 공급하게 된다.

운동제어부(210)는 사용자의 조절신호나 운동부하감지수단(400)으로부터 검출된 운동부하를 입력받아 필요산소량과 운동량을 산정하게 된다. 이러한 정보는 산소제어부(220)로 전송되어 산소제어부(220)는 이들로부터 배출산소량을 결정하고, 니들밸브(310)의 개폐정도를 제어함에 의하여 산소공급부(300)를 통해 사용자에게 적절한 산소량을 공급하게 된다. 따라서, 사용자는 항상 실시간으로 그때그때마다 가장 적정한 필요량의 산소를 산소공급부(300)를 통해 공급받게 되는 데, 이를 위해 운동부하감지수단(400)은 런닝머신이나 사이클머신은 운동속도를 그리고, 프레스머신의 경우는 바벨하중을 측정하여 운동부하량으로 한다.

예를 들어, 사용자가 운동을 하게 되면 운동부하감지수단(400)에 의해 운동속도나 하중이 측정되고, 이 신호는 운동제어부(210)와 산소제어부(220)로 전송되어 운동부하에 적합한 산소량이 결정되게 된다. 이와 같이 결정된 산소량 정보는 농축산소발생부(100)의 산소농축제어기(160)로 전송되어 필요량의 산소를 농축산소발생부(100)에서 생산하게 되고, 니들밸브(310)를 거쳐 필요한 양의 산소를 산소공급부(300)를 통해 사용자에게 공급하게 된다. 산소공급시 마스크형의 산소공급부(300)를 사용하여 운동자에게 착용시키면 산소공급효과를 극대화할 수 있다. 특히, 본 고안은 운동부하감지수단(400)으로부터 실시간으로 운동부하를 입력받아 운동량이 증가하거나 감소할 경우 사용자의 조작이 없이도 제어부(200)에 의해 필요산소량이 결정되어 항시 사용자에게 적합한 산소량으로 증감되어 공급되게 된다. 물론, 사용자는 운동시 이러한 사항들 운동부하, 필요산소량 등을 표시수단(500)을 통해 확인할 수 있다.

이상 서술한 바와 같이, 본 고안에 의한 산소가 공급되는 운동기구 운동하는 사람들에게 신선한 산소를 원활하게 공급함으로써 운동에 따른 피로감을 감소시킬 수 있다. 이에 따라서, 원활한 산소공급으로 운동시간이 연장되므로 근육발달, 관절강화 및, 과체중방지 등의 효과를 볼 수 있으며, 폐활량을 증가시켜 심장을 강화시키는 효과도 가지고 있다. 특히, 본 고안은 심폐기능이 저하된 일반인이나 노약자의 운동시에 운동시간을 증대시켜 운동에 따른 치료효과를 볼 수 있을 뿐만 아니라, 단시간에 운동효과를 거두고자 하는 사람들에게 매우 유용하다.

Claims (8)

1. 산소가 공급되는 운동기구에 있어서,

   운동기구; 및

   상기 운동기구의 사용자에게 운동중 필요한 산소를 공급하기 위한 산소발생수단을 포함하는 산소가 공급되는 운동기구.
2. 제 1항에 있어서, 상기 산소발생수단은 농축산소발생부와, 운동부하에 따라 상기 농축산소발생부의 산소공급을 제어하기 위한 제어부 및 제어된 농축산소를 운동자에게 공급하기 위한 산소공급부로 이루어지는 것을 더 포함하는 산소가 공급되는 운동기구.
3. 제 1항에 있어서, 상기 산소발생수단은 운동부하에 따른 적정한 산소를 발생공급할 수 있도록 운동부하를 검출하여 상기 제어부로 전송하는 운동부하감지수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 산소가 공급되는 운동기구.
4. 제 1항에 있어서, 현재의 운동량 및 산소공급상태를 외부의 사용자에게 알리는 표시수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 산소가 공급되는 운동기구.
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 제어부는 상기 운동부하감지수단으로부터 감지된 운동부하를 근거로 하여 운동자의 운동량과 필요산소량을 산출하는 운동제어부와, 이 운동제어부로부터 받은 운동량과 필요산소량 정보를 토대로 배출산소량을 결정하여 사용자에게 공급하도록 제어하는 산소제어부로 구성되는 것을 특징으로 하는 산소가 공급되는 운동기구.
6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 산소발생수단의 상기 산소공급부는 운동자를 향해 분사하는 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 산소가 공급되는 운동기구.
7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 산소발생수단의 상기 산소공급부는 운동자가 착용하여 사용할 수 있는 마스크형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 산소가 공급되는 운동기구.
8. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 산소발생수단의 상기 농축산소발생부는 외부의 공기를 흡입압축하여 공급하는 공기압축기와, 상기 공기압축기로부터 압축된 공기를 공급받아 공기중의 질소를 흡착하여 산소를 생성하는 흡착탑 및, 상기 흡착탑으로부터 생성된 산소를 저장하였다가 필요시 공급하는 저장탱크를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 산소가 공급되는 운동기구.