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JP7548754B2 - Low oxygen air supply device and training device - Google Patents
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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。 The present invention relates to a hypoxic air supplying device that uses air as a raw material, generates hypoxic air with a lower oxygen concentration than outside air, and supplies the hypoxic air to other equipment. The present invention also relates to a training device that can perform 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を図る。
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。
There are training devices that artificially create environments that are different from normal indoor and outdoor environments and allow training in those environments. For example, a low-oxygen environment that mimics high altitude is created, and training in that environment aims to increase endurance and improve cardiopulmonary function.
The hypoxic room disclosed in Patent Document 1 allows training to be carried out 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。
Furthermore, Patent Document 2 discloses an air supply device equipped with 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 in which a single special environment chamber can be switched between an environment with a high oxygen concentration and an environment with a low oxygen concentration.

特許第4721150号公報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によって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。
One way to create a low-oxygen environment in a training room is to use a polymer separation membrane type raw air generator. Polymer separation membrane type raw air generators are often used to generate nitrogen gas; they pressurize air with a compressor or the like, and then introduce the compressed air to separate the oxygen and generate gas with a higher nitrogen ratio than the outside air.
The low-oxygen air generated by the raw air generator here may have an oxygen concentration that is too low for high-altitude training, so outside air may be mixed in to adjust the oxygen concentration before it is supplied to the training room.

酸素濃度を調整する方策として、図9に示す配管系統図の方法と、図10に示す配管系統図の方法が考えられる。
図9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 a method for adjusting the oxygen concentration, the method shown in the piping diagram of FIG. 9 and the method shown in the piping diagram of FIG. 10 are conceivable.
The method shown in FIG. 9 is a method in which outside air is taken in using a separate blower or the like and mixed with the low-oxygen air generated in the feed air generation apparatus (hereinafter sometimes referred to as low-oxygen feed air).

図10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10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 method shown in Figure 10 is a method of branching the flow path that is pressurized by an air compressor and introduced into the raw air generator, and mixing the air flowing through the branched flow path with the low-oxygen raw air generated by the raw air generator. In other words, the method shown in Figure 10 branches the air pressurized by the compressor and introduces it into the secondary flow path of the raw 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 method of using a separate fan requires the installation of a fan separate from the air compressor, and also requires the installation of a duct to take in outside air.
Therefore, this approach often results in a large system that includes 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 method of branching the primary side flow path of the raw air generator and flowing air into the secondary side of the raw air generator requires a single air compressor to supply both the air to be introduced into the raw air generator and the air to be introduced into the secondary side, which can place a heavy burden on the air compressor.
This requires the use of a large air compressor, which can result in the system, including the training room, becoming 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 addition, the air supply device disclosed in Patent Document 2 employs a method in which the primary side flow passage leading to the latter raw air generator is branched off to flow air to the secondary side of the raw air generator.
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 off from the primary side flow path is introduced into the secondary side of the raw air generator.
In the air supply device of Patent Document 2, low-oxygen feed air and oxygen-rich air with a high oxygen concentration generated in a feed air generation device (hereinafter sometimes referred to as oxygen-rich feed air) are not supplied simultaneously to the special environment chamber.

本発明は、従来技術の上記した点に注目し、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。
The present invention focuses on the above-mentioned problems of the conventional technology, and has as its object to provide a low oxygen air supplying device that can be made smaller than conventional devices.
Another object of the present invention is to provide a training apparatus that enables a low-oxygen air supply device attached to a training room to be made smaller than that of the prior art.

本出願人らは、窒素と酸素とを分離可能な気体分離膜を使用して、低酸素空気を製造することとした。
即ち、気体分離膜に空気を導入して当該空気よりも酸素濃度が低い低酸素原料空気と、前記空気よりも酸素濃度が高い高酸素原料空気を調製し、低酸素原料空気に高酸素原料空気を混ぜて、所望の低酸素空気を生成することとした。
本発明者らは、この構想に基づいて低酸素空気供給装置を試作したところ、低酸素空気の酸素濃度を安定して制御することが困難な場合があるという課題に直面した。
The applicants have decided to produce low-oxygen air using a gas separation membrane capable of separating nitrogen and oxygen.
That is, air is introduced into a gas separation membrane to prepare low-oxygen feed air having a lower oxygen concentration than the air, and high-oxygen feed air having a higher oxygen concentration than the air, and the desired low-oxygen air is produced by mixing the low-oxygen feed air with the high-oxygen feed air.
The inventors of the present invention constructed a prototype hypoxic air supplying device based on this concept, but faced the problem that it was sometimes difficult to stably control the oxygen concentration of the hypoxic air.

上記した課題を解決するための態様は、原料空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であって、特殊空気生成装置を有し、前記特殊空気生成装置は、窒素と酸素とを分離可能な気体分離部材を有するものであって、空気導入口と、第1排出部と、第2排出部を有し、前記空気導入口から原料空気が導入され、前記第1排出部から前記原料空気よりも酸素濃度が低い低酸素原料空気が排出され、前記第2排出部から前記原料空気よりも酸素濃度が高い高酸素原料空気が排出されるものであり、前記低酸素原料空気と前記高酸素原料空気を混合して、前記原料空気よりも酸素濃度が低い低酸素混合空気を生成する混合部と、余剰の高酸素原料空気を系外に排気する排気部と、前記低酸素原料空気の酸素濃度、窒素濃度、圧力、又は流量のいずれかを検知する検知手段と、第1群のいずれかの位置に設けられた流量制御手段と、前記検知手段の検出値に基づき、前記流量制御手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とする低酸素空気供給装置である。
第1群
(1)前記第2排出部から前記排気部までの間。
(2)前記第2排出部から前記混合部までの間。
(3)前記混合部から前記低酸素空気の供給先までの間。
(4)前記第1排出部から前記混合部までの間。
An embodiment for solving the above-mentioned problems is a hypoxic air supplying device that supplies hypoxic air having a lower oxygen concentration than raw air, the hypoxic air supplying device having a special air generating device, the special air generating device having a gas separating member capable of separating nitrogen and oxygen, the special air generating device having an air inlet, a first discharge section, and a second discharge section, raw air is introduced from the air inlet, low-oxygen raw air having a lower oxygen concentration than the raw air is discharged from the first discharge section, and high-oxygen raw air having a higher oxygen concentration than the raw air is discharged from the second discharge section, the hypoxic air supplying device having a mixing section that mixes the low-oxygen raw air and the high-oxygen raw air to generate low-oxygen mixed air having a lower oxygen concentration than the raw air, an exhaust section that exhausts excess high-oxygen raw air to the outside of the system, detection means that detects any of the oxygen concentration, nitrogen concentration, pressure, or flow rate of the low-oxygen raw air, flow rate control means that is provided at any position of the first group, and control means that controls the flow rate control means based on the detection value of the detection means.
First group (1): Between the second exhaust section and the exhaust section.
(2) Between the second discharge section and the mixing section.
(3) From the mixing section to the destination where the low oxygen air is supplied.
(4) Between the first discharge section and the mixing section.

「前記第2排出部から前記排気部までの間」には、「排気部」の位置が含まれる。即ち、排気部に流量制御手段が設けられていてもよい。
「検知手段の検出値に基づき、前記流量制御手段を制御する」具体的方策として、例えば、検知手段の検出値が一定の範囲となる様に、流量制御手段を制御することが考えられる。
「検知手段の検出値が一定の範囲となる様に」とは、目標値に幅を持たせてもよいという意味であり、幅の無い目標値を否定するものではない。例えば、検知手段の検出値が特定の値となる様に流量制御手段が制御されるものであってもよい。
また、低酸素原料空気の窒素濃度、圧力、又は流量に基づいて、低酸素原料空気の酸素濃度を演算等により求め、この値が所定の範囲となる様に、流量制御手段が制御されるものであってもよい。
同様に、低酸素原料空気の酸素濃度に基づいて、低酸素原料空気の窒素濃度、圧力、又は流量を演算等により求め、この値が所定の範囲となる様に、流量制御手段が制御されるものであってもよい。
「この値が所定の範囲となる様に」とは、目標値に幅を持たせてもよいという意味であり、幅の無い目標値を否定するものではない。
本態様の低酸素空気供給装置は、特殊空気生成装置で生成された低酸素原料空気に、同じく特殊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、特殊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く、当該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、特殊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。
また本態様の低酸素空気供給装置によって生成された低酸素空気は、酸素濃度が安定する。
本発明者らは、低酸素空気の酸素濃度を安定させるための前提として、低酸素原料空気の酸素濃度を安定させることが必要であると考え、低酸素原料空気の酸素濃度を安定させることを研究課題とした。
低酸素原料空気の酸素濃度を安定させるために、低酸素原料空気の酸素濃度を直接的に監視することとした。そして低酸素原料空気の酸素濃度が安定する様に、他の位置に設けた流量制御手段を制御することとした。
また大気中における酸素と窒素の割合が一定であることから、低酸素原料空気の窒素濃度を検知することによって、低酸素原料空気の酸素濃度を間接的に検知することができる。従って、低酸素原料空気の窒素濃度に基づき他の位置に設けた流量制御手段を制御しても、低酸素原料空気の酸素濃度が安定する。
また低酸素原料空気の酸素濃度は、低酸素原料空気の圧力や、低酸素原料空気の流量と相関関係があり、これらを監視することによっても、間接的に低酸素原料空気の酸素濃度変動を知ることができることも分かった。
従って低酸素原料空気の圧力を検知し、この圧力に基づき他の位置に設けた流量制御手段を制御しても、低酸素原料空気の酸素濃度が安定する。また、低酸素原料空気の流量を検知し、この流量に基づき他の位置に設けた流量制御手段を制御しても、低酸素原料空気の酸素濃度が安定する。
本態様の低酸素空気供給装置では、低酸素原料空気の酸素濃度、窒素濃度、圧力、又は流量のいずれかを検知する検知手段の検出値に基づいて、第1群に記載の流量制御手段が制御されるので、低酸素原料空気の酸素濃度が安定する。
上記した課題を解決するための具体的態様は、原料空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であって、特殊空気生成装置を有し、前記特殊空気生成装置は、窒素と酸素とを分離可能な気体分離部材を有するものであって、空気導入口と、第1排出部と、第2排出部を有し、前記空気導入口から原料空気が導入され、前記第1排出部から前記原料空気よりも酸素濃度が低い低酸素原料空気が排出され、前記第2排出部から前記原料空気よりも酸素濃度が高い高酸素原料空気が排出されるものであり、前記第1排出部から排出された前記低酸素原料空気と前記第2排出部から排出された前記高酸素原料空気を混合して、前記原料空気よりも酸素濃度が低い低酸素混合空気を生成する混合部と、前記第2排出部から排出された前記高酸素原料空気のうち余剰の高酸素原料空気を系外に排気する排気部と、前記低酸素原料空気の酸素濃度、窒素濃度、圧力、又は流量のいずれかを検知する検知手段と、第1群のいずれかの位置に設けられた流量制御手段と、前記検知手段の検出値に基づき、前記流量制御手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とする低酸素空気供給装置である。
第1群
(1)前記第2排出部から前記排気部までの間。
(2)前記第2排出部から前記混合部までの間。
(3)前記混合部から前記低酸素空気の供給先までの間。
同様の課題を解決するためのもう一つの態様は、原料空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であって、特殊空気生成装置を有し、前記特殊空気生成装置は、窒素と酸素とを分離可能な気体分離部材を有するものであって、空気導入口と、第1排出部と、第2排出部を有し、前記空気導入口から原料空気が導入され、前記第1排出部から前記原料空気よりも酸素濃度が低い低酸素原料空気が排出され、前記第2排出部から前記原料空気よりも酸素濃度が高い高酸素原料空気が排出されるものであり、前記第1排出部から排出された前記低酸素原料空気と前記第2排出部から排出された前記高酸素原料空気を混合して、前記原料空気よりも酸素濃度が低い低酸素混合空気を生成する混合部と、前記第2排出部から排出された前記高酸素原料空気のうち余剰の高酸素原料空気を系外に排気する排気部と、前記低酸素原料空気の窒素濃度又は圧力を検知する検知手段と、前記第1排出部から前記混合部までの間に設けられた流量制御手段と、前記検知手段の検出値に基づき、前記流量制御手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とする低酸素空気供給装置である。
"Between the second discharge section and the exhaust section" includes the location of the "exhaust section." That is, a flow rate control means may be provided in the exhaust section.
As a specific measure for "controlling the flow rate control means based on the detection value of the detection means", for example, it is conceivable to control the flow rate control means so that the detection value of the detection means falls within a certain range.
"So that the detection value of the detection means is within a certain range" means that the target value may have a certain range, and does not deny a target value without a range. For example, the flow control means may be controlled so that the detection value of the detection means is a specific value.
In addition, the oxygen concentration of the low-oxygen feed air may be calculated based on the nitrogen concentration, pressure, or flow rate of the low-oxygen feed air, and the flow rate control means may be controlled so that this value is within a predetermined range.
Similarly, the nitrogen concentration, pressure, or flow rate of the low-oxygen feed air may be calculated based on the oxygen concentration of the low-oxygen feed air, and the flow rate control means may be controlled so that this value is within a predetermined range.
"So that this value falls within a predetermined range" means that the target value may have a range, and does not deny a target value without a range.
The low-oxygen air supplying apparatus of this embodiment adjusts the oxygen concentration by mixing low-oxygen feed air generated in a special air generating apparatus with high-oxygen feed air also generated in a special air generating apparatus.
Therefore, the burden on the upstream device, such as an air compressor that supplies the raw air to the special air generating device, is small, and the upstream device can be made smaller in size.
Furthermore, in the low oxygen air supplying apparatus of this embodiment, there is no need to provide a blower, air compressor, or the like in addition to the device that supplies raw air to the special air generating apparatus.
Therefore, the low oxygen air supplying device of this embodiment can be made smaller than conventional devices.
Furthermore, the hypoxic air generated by the hypoxic air supplying device of this embodiment has a stable oxygen concentration.
The inventors believed that stabilizing the oxygen concentration in low-oxygen feed air was necessary as a prerequisite for stabilizing the oxygen concentration in low-oxygen air, and so made stabilizing the oxygen concentration in low-oxygen feed air their research goal.
In order to stabilize the oxygen concentration of the low-oxygen feed air, the oxygen concentration of the low-oxygen feed air is directly monitored, and a flow control means provided at another position is controlled so that the oxygen concentration of the low-oxygen feed air is stabilized.
In addition, since the ratio of oxygen to nitrogen in the atmosphere is constant, the oxygen concentration in the low-oxygen feed air can be indirectly detected by detecting the nitrogen concentration in the low-oxygen feed air, and therefore the oxygen concentration in the low-oxygen feed air remains stable even if a flow control means provided at another position is controlled based on the nitrogen concentration in the low-oxygen feed air.
It was also found that the oxygen concentration of low-oxygen feed air is correlated with the pressure and flow rate of the low-oxygen feed air, and that by monitoring these it is possible to indirectly learn about fluctuations in the oxygen concentration of the low-oxygen feed air.
Therefore, the oxygen concentration of the low-oxygen feed air can be stabilized by detecting the pressure of the low-oxygen feed air and controlling a flow control means provided at another position based on this pressure.Furthermore, the oxygen concentration of the low-oxygen feed air can be stabilized by detecting the flow rate of the low-oxygen feed air and controlling a flow control means provided at another position based on this flow rate.
In the low-oxygen air supply device of this embodiment, the flow control means described in the first group is controlled based on the detection value of the detection means that detects either the oxygen concentration, nitrogen concentration, pressure, or flow rate of the low-oxygen feed air, thereby stabilizing the oxygen concentration of the low-oxygen feed air.
A specific embodiment for solving the above-mentioned problems is a low-oxygen air supplying device that supplies low-oxygen air having a lower oxygen concentration than raw air, the device having a special air generating device, the special air generating device having a gas separating member capable of separating nitrogen and oxygen, the special air generating device having an air inlet, a first discharge section, and a second discharge section, raw air is introduced from the air inlet, low-oxygen raw air having a lower oxygen concentration than the raw air is discharged from the first discharge section, high-oxygen raw air having a higher oxygen concentration than the raw air is discharged from the second discharge section, and the special air generating device having a gas separating member capable of separating nitrogen and oxygen from the air, the special air generating device having an air inlet, a first discharge section, and a second discharge section, ... a mixing section that mixes the low-oxygen feed air discharged from the second discharge section with the high-oxygen feed air discharged from the second discharge section to produce low-oxygen mixed air having a lower oxygen concentration than the feed air, an exhaust section that exhausts excess of the high-oxygen feed air discharged from the second discharge section to the outside of the system, a detection means that detects any of the oxygen concentration, nitrogen concentration, pressure, or flow rate of the low-oxygen feed air, a flow control means provided at any position in the first group, and a control means that controls the flow control means based on the detection value of the detection means.
First group (1): Between the second exhaust section and the exhaust section.
(2) Between the second discharge section and the mixing section.
(3) From the mixing section to the destination where the low oxygen air is supplied.
Another aspect for solving the same problem is a low-oxygen air supplying device for supplying low-oxygen air having a lower oxygen concentration than raw air, the device having a special air generating device, the special air generating device having a gas separating member capable of separating nitrogen and oxygen, the special air generating device having an air inlet, a first discharge section, and a second discharge section, raw air is introduced from the air inlet, low-oxygen raw air having a lower oxygen concentration than the raw air is discharged from the first discharge section, and high-oxygen raw air having a higher oxygen concentration than the raw air is discharged from the second discharge section, and the special air generating device having a gas separating member capable of separating nitrogen and oxygen from the air, the special air generating device having an air inlet, a first discharge section, and a second discharge section. This low-oxygen air supply device comprises a mixing section that mixes the discharged low-oxygen feed air with the high-oxygen feed air discharged from the second discharge section to produce low-oxygen mixed air having a lower oxygen concentration than the feed air, an exhaust section that exhausts excess high-oxygen feed air from the second discharge section to the outside of the system, a detection means that detects the nitrogen concentration or pressure of the low-oxygen feed air, a flow control means that is provided between the first discharge section and the mixing section, and a control means that controls the flow control means based on the detection value of the detection means.

上記した態様において、前記検知手段は、前記第1排出部から前記混合部に至るまでの間に設けられた酸素濃度検知手段であることが望ましい。 In the above aspect, it is preferable that the detection means is an oxygen concentration detection means provided between the first discharge section and the mixing section.

本態様によると、低酸素原料空気の酸素濃度を検知手段で検知することができる。 According to this embodiment, the oxygen concentration of the low-oxygen feed air can be detected by the detection means.

上記した課題を解決するためのもう一つの態様は、原料空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であって、特殊空気生成装置を有し、前記特殊空気生成装置は、窒素と酸素とを分離可能な気体分離部材を有するものであって、空気導入口と、第1排出部と、第2排出部を有し、前記空気導入口から原料空気が導入され、前記第1排出部から前記原料空気よりも酸素濃度が低い低酸素原料空気が排出され、前記第2排出部から前記原料空気よりも酸素濃度が高い高酸素原料空気が排出されるものであり、前記低酸素原料空気と前記高酸素原料空気を混合して、前記原料空気よりも酸素濃度が低い低酸素混合空気を生成する混合部と、余剰の高酸素原料空気を系外に排気する排気部と、前記高酸素原料空気の酸素濃度、窒素濃度、圧力、又は流量のいずれかを検知する検知手段と、第1群のいずれかの位置に設けられた流量制御手段と、前記検知手段の検出値に基づき、前記流量制御手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とする低酸素空気供給装置である。
第1群
(1)前記第2排出部から前記排気部までの間。
(2)前記第2排出部から前記混合部までの間。
(3)前記混合部から前記低酸素空気の供給先までの間。
(4)前記第1排出部から前記混合部までの間。
Another aspect for solving the above-mentioned problems is a hypoxic air supplying device that supplies hypoxic air having a lower oxygen concentration than raw air, the hypoxic air supplying device having a special air generating device, the special air generating device having a gas separating member capable of separating nitrogen and oxygen, the special air generating device having an air inlet, a first discharge section, and a second discharge section, raw air is introduced from the air inlet, low-oxygen raw air having a lower oxygen concentration than the raw air is discharged from the first discharge section, and high-oxygen raw air having a higher oxygen concentration than the raw air is discharged from the second discharge section, the hypoxic air supplying device having a mixing section that mixes the low-oxygen raw air and the high-oxygen raw air to generate low-oxygen mixed air having a lower oxygen concentration than the raw air, an exhaust section that exhausts excess high-oxygen raw air to the outside of the system, detection means that detects any of the oxygen concentration, nitrogen concentration, pressure, or flow rate of the high-oxygen raw air, flow rate control means that is provided at any position of the first group, and control means that controls the flow rate control means based on the detection value of the detection means.
First group (1): Between the second exhaust section and the exhaust section.
(2) Between the second discharge section and the mixing section.
(3) From the mixing section to the destination where the low oxygen air is supplied.
(4) Between the first discharge section and the mixing section.

「前記第2排出部から前記排気部までの間」には、「排気部」の位置が含まれる。即ち、排気部に流量制御手段が設けられていてもよい。
「検知手段の検出値に基づき、前記流量制御手段を制御する」具体的方策として、例えば、検知手段の検出値が一定の範囲となる様に、流量制御手段を制御することが考えられる。
「検知手段の検出値が一定の範囲となる様に」とは、目標値に幅を持たせてもよいという意味であり、幅の無い目標値を否定するものではない。例えば、検知手段の検出値が特定の値となる様に流量制御手段が制御されるものであってもよい。
また、高酸素原料空気の酸素濃度、窒素濃度、圧力、又は流量に基づいて、低酸素原料空気の酸素濃度を演算等により求め、この値が所定の範囲となる様に、流量制御手段が制御されるものであってもよい。
同様に、高酸素原料空気の酸素濃度、窒素濃度、圧力、又は流量に基づいて、低酸素原料空気の酸素濃度、窒素濃度、圧力、又は流量を演算等により求め、この値が所定の範囲となる様に、流量制御手段が制御されるものであってもよい。
「この値が所定の範囲となる様に」とは、目標値に幅を持たせてもよいという意味であり、幅の無い目標値を否定するものではない。
気体分離部材によって分離された低酸素原料空気の酸素濃度は、高酸素原料空気の酸素濃度、高酸素原料空気の窒素濃度、高酸素原料空気の圧力、又は高酸素原料空気の流量、と相関があることが分かった。これらを監視して流量制御手段を制御することによっても、低酸素原料空気の酸素濃度を安定させることができることが分かった。
本態様の低酸素空気供給装置では、高酸素原料空気の酸素濃度、窒素濃度、圧力、又は流量のいずれかを検知する検知手段の検出値に基づいて、第1群に記載の流量制御手段が制御されるので、低酸素原料空気の酸素濃度が安定する。
"Between the second discharge section and the exhaust section" includes the location of the "exhaust section." That is, a flow rate control means may be provided in the exhaust section.
As a specific measure for "controlling the flow rate control means based on the detection value of the detection means", for example, it is conceivable to control the flow rate control means so that the detection value of the detection means falls within a certain range.
"So that the detection value of the detection means is within a certain range" means that the target value may have a certain range, and does not deny a target value without a range. For example, the flow control means may be controlled so that the detection value of the detection means is a specific value.
In addition, the oxygen concentration of the low-oxygen feed air may be calculated based on the oxygen concentration, nitrogen concentration, pressure, or flow rate of the high-oxygen feed air, and the flow rate control means may be controlled so that this value is within a predetermined range.
Similarly, the oxygen concentration, nitrogen concentration, pressure, or flow rate of the low-oxygen feed air may be determined by calculation or the like based on the oxygen concentration, nitrogen concentration, pressure, or flow rate of the high-oxygen feed air, and the flow control means may be controlled so that this value is within a predetermined range.
"So that this value falls within a predetermined range" means that the target value may have a range, and does not deny a target value without a range.
It was found that the oxygen concentration of the low-oxygen feed air separated by the gas separating member correlates with the oxygen concentration of the oxygen-rich feed air, the nitrogen concentration of the oxygen-rich feed air, the pressure of the oxygen-rich feed air, or the flow rate of the oxygen-rich feed air. It was also found that the oxygen concentration of the low-oxygen feed air can be stabilized by monitoring these and controlling the flow rate control means.
In the low-oxygen air supply device of this embodiment, the flow control means described in the first group is controlled based on the detection value of the detection means that detects either the oxygen concentration, nitrogen concentration, pressure, or flow rate of the high-oxygen feed air, thereby stabilizing the oxygen concentration of the low-oxygen feed air.

上記した各態様において、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、前記高酸素空気流路から分岐されて前記排気部に至る排気路を有し、前記流量制御手段は、前記排気路に設けられていることが望ましい。 In each of the above aspects, it is desirable to have an oxygen-rich air flow path that runs from the second discharge section to the mixing section, and an exhaust path that branches off from the oxygen-rich air flow path and runs to the exhaust section, and the flow rate control means is provided in the exhaust path.

高酸素原料空気の排気量を増減することにより、低酸素原料空気の酸素濃度を変化させることができることが分かった。本態様は、この知見に基づくものであり、系外への排気量を調節することによって低酸素原料空気の酸素濃度を安定させることができる。 It has been found that the oxygen concentration of the low-oxygen feed air can be changed by increasing or decreasing the amount of high-oxygen feed air exhausted. This embodiment is based on this finding, and the oxygen concentration of the low-oxygen feed air can be stabilized by adjusting the amount of air exhausted outside the system.

上記した各態様において、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、前記高酸素空気流路を分岐する分岐部と、前記分岐部で分岐されて前記排気部に至る排気路を有し、前記流量制御手段は、前記第2排出部と前記分岐部の間に設けられていることが望ましい。 In each of the above-mentioned aspects, it is desirable to have an oxygen-rich air flow path from the second discharge section to the mixing section, a branching section that branches off the oxygen-rich air flow path, and an exhaust path that branches off at the branching section and leads to the exhaust section, and the flow rate control means is provided between the second discharge section and the branching section.

本態様によると、高酸素原料空気の系外への排気量を増減することにより、低酸素原料空気の酸素濃度を変化させることができる。 According to this embodiment, the oxygen concentration of the low-oxygen feed air can be changed by increasing or decreasing the amount of high-oxygen feed air discharged outside the system.

上記した各態様において、前記低酸素原料空気に混合される前記高酸素原料空気の量を制御する混入流量制御手段を有し、前記流量制御手段の開度と前記混入流量制御手段の開度が関連付けて制御されることが望ましい。 In each of the above aspects, it is desirable to have a mixing flow rate control means for controlling the amount of the high-oxygen feed air mixed with the low-oxygen feed air, and to control the opening degree of the flow rate control means in association with the opening degree of the mixing flow rate control means.

本態様によると、低酸素原料空気の酸素濃度が変化した際、当該酸素濃度を迅速に安定化させることができる。 According to this embodiment, when the oxygen concentration of the low-oxygen feed air changes, the oxygen concentration can be quickly stabilized.

上記した各態様において、前記低酸素原料空気に混合される前記高酸素原料空気の量を制御する混入流量制御手段を有し、前記混入流量制御手段は、前記混合部以降の流路の酸素濃度に基づき制御されることが望ましい。 In each of the above aspects, it is desirable to have a mixing flow rate control means for controlling the amount of the high-oxygen feed air mixed with the low-oxygen feed air, and for the mixing flow rate control means to be controlled based on the oxygen concentration in the flow path following the mixing section.

本態様によると、前記混合部以降の流路の酸素濃度を、所望の酸素濃度値に高精度に調整することができる。 According to this embodiment, the oxygen concentration in the flow path after the mixing section can be adjusted to the desired oxygen concentration value with high precision.

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、上記した各態様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原料空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。 One embodiment of the training device is characterized in that it has a training room inside which people can exercise, and a low-oxygen air supply device described in any of the above-mentioned embodiments , and is capable of creating a low-oxygen environment in the training room with an oxygen concentration lower than that of the raw air.

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 embodiment, the low-oxygen air supply device attached to the training room can be made smaller.

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 make the low-oxygen air supply device smaller than conventional devices. Also, according to the present invention, it is possible to make the training device smaller than conventional devices.

本発明の実施形態のトレーニング装置の構成図である。1 is a configuration diagram of a training device according to an embodiment of the present invention. 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 raw air generating device used in a low-oxygen air supply device for training equipment. 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. 13 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. 13 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. 13 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. 13 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. 13 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. 13 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。FIG. 1 is a configuration diagram of a training device according to a prior art. 他の従来技術のトレーニング装置の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of another prior art training device.

以下、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、1台の低酸素空気供給装置3と、制御装置5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。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described.
The training apparatus 1 of this embodiment has two training rooms 2 a and 2 b , one low oxygen air supplying device 3 , and a control device 5 .
The two training rooms 2a and 2b have the same structure. The training rooms 2a and 2b are rooms with a volume large enough for several people to exercise. The training rooms 2a and 2b employed in this embodiment can adjust the internal environment as desired.

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。また、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。
即ちトレーニングルーム2a、2bは、図示しない温度センサーと湿度センサーを有している。また、トレーニングルーム2a、2bは、第1酸素濃度センサー13a、13bと第2酸素濃度センサー15a、15b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2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, and in this embodiment, the oxygen concentration in the training rooms 2a and 2b can be adjusted as desired.
That is, the training rooms 2a and 2b are equipped with temperature sensors and humidity sensors (not shown), as well as first oxygen concentration sensors 13a and 13b and second oxygen concentration sensors 15a and 15b.
The first oxygen concentration sensor 13 is used to control the oxygen concentration within the training room 2, and for convenience of explanation, will be referred to as the "indoor oxygen concentration monitoring sensor 13."
The second oxygen concentration sensor 15 monitors whether the oxygen concentration in the training room 2 drops excessively, and for 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には図示しない換気装置が設けられ、当該換気装置の下流に、二酸化炭素濃度センサー17a、17bが設けられている。 Training rooms 2a and 2b are provided with ventilation equipment (not shown), and carbon dioxide concentration sensors 17a and 17b are provided downstream of the ventilation equipment.

トレーニングルーム2a、2b内には図示しない公知の空調装置があり、当該空調装置に温度センサーと湿度センサーの信号が入力され、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が制御される。 Training rooms 2a and 2b are equipped with a publicly known air conditioning system (not shown), and signals from a temperature sensor and a humidity sensor are input to the air conditioning system, which controls the temperature and humidity in training rooms 2a and 2b to achieve the desired environment.

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(特殊空気生成装置)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(原料空気)よりも酸素濃度の低い低酸素空気である。
酸素濃度が異なる二種類の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。
The training apparatus 1 of this embodiment has one hypoxic air supplying device 3, which supplies hypoxic air to two training rooms 2a and 2b.
As will be described later, low-oxygen air with a reduced oxygen concentration is generated by the raw air generator 26 (special air generator) of the low-oxygen air supplying apparatus 3, and then air with a higher oxygen content is mixed in to adjust the oxygen concentration. The air after mixing is low-oxygen air with a lower oxygen concentration than the outside air (raw air).
In order to distinguish between the two types of hypoxic air having different oxygen concentrations, the hypoxic air generated by the feed air generator 26 is referred to as "hypoxic feed air", and the hypoxic air after mixing is referred to as "hypoxic mixed air".

低酸素空気供給装置3は、図1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で加圧され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 supplying device 3 has an air compressor 25 and a raw air generating device 26 as shown in FIG.
The feed air generator 26 is a nitrogen gas generator using a known polymer separation membrane system, which separates oxygen by introducing air pressurized by the air compressor 25, and discharges low-oxygen feed air which has a higher nitrogen ratio than the introduced air, and high-oxygen feed air which has a higher oxygen ratio than the introduced air.

原料空気生成装置26は、図1、図2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。
原料空気生成装置26の空気導入口30から外気を導入すると、内部で、酸素濃度が低い低酸素原料空気と、酸素濃度が高い高酸素原料空気が生成される。そして低酸素原料空気が第1排出部31から排出され、高酸素原料空気が第2排出部32から排出される。
原料空気生成装置26の具体的構造については後記する。
As shown in Figures 1 and 2, the feed air generation device 26 has an air inlet 30, a first discharge section 31 that discharges low-oxygen feed air, and a second discharge section 32 that discharges high-oxygen feed air.
When outside air is introduced into the air inlet 30 of the feed air generator 26, low-oxygen feed air with a low oxygen concentration and high-oxygen feed air with a high oxygen concentration are generated inside. The low-oxygen feed air is then discharged from the first discharge section 31, and the high-oxygen feed air is discharged from the second discharge section 32.
The specific structure of the feed air generator 26 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に低酸素混合空気を供給するものであり、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1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 device 1 supplies low-oxygen mixed air to the two training rooms 2a and 2b with one low-oxygen air supply device 3, and although the piping branches into two systems midway, the branch piping has the same configuration. Therefore, we will explain the flow path from the air compressor 25 to one of the training rooms, 2a, as a representative example.
In FIG. 1, the flow path leading to the first training room 2a is indicated by a thick line, and the flow path leading to the second training room 2b is indicated by a thin line.

低酸素空気供給装置3は、主流路23と高酸素空気流路36を有している。主流路23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に至る流路である。高酸素空気流路36は、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。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。 The hypoxic air supplying device 3 has a main flow path 23 and a high-oxygen air flow path 36. The main flow path 23 is a flow path that enters the raw air generating device 26 from the air compressor 25, passes through the first discharge section 31 of the raw air generating device 26, and reaches the first training room 2a via the mixing section 33a. The high-oxygen air flow path 36 is a flow path that reaches from the second discharge section 32 of the raw air generating device 26 to the mixing section 33a. The mixing section 33a is the confluence of the main flow path 23 and the high-oxygen air flow path 36 and the pipe downstream of that.

主流路23は、原料空気導入路37と低酸素空気流路38によって構成されている。原料空気導入路37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を繋ぐ流路である。低酸素空気流路38は、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に至る流路である。
低酸素空気流路38であって、第1排出部31から混合部33aの間には、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」と称する場合がある。
Main flow path 23 is composed of a raw air inlet path 37 and a low oxygen air flow path 38. Raw air inlet path 37 is a flow path that connects air compressor 25 and air inlet 30 of raw air generator 26. Low oxygen air flow path 38 is a flow path that leads from first exhaust part 31 of raw air generator 26 to training room 2a.
An oxygen concentration sensor 41 is provided in the low-oxygen air flow path 38, between the first discharge section 31 and the mixing section 33a. The oxygen concentration sensor 41 monitors the oxygen concentration of the low-oxygen feed air generated in the feed air generator 26, and for convenience of explanation, may be referred to as the "low-oxygen concentration monitoring sensor 41."

低酸素濃度監視センサー41の下流側から混合部33a側に至る間に定流量手段(ニードル弁)61aが設けられている。そのため、原料空気発生装置26の第1排出部31から排出される低酸素原料空気の流量の変動を小さくすることができる。また、当該位置に定流量手段61aが設けられているので、混合部33aの内圧が低く、高酸素原料空気が低酸素原料空気に円滑に混入される。 A constant flow means (needle valve) 61a is provided between the downstream side of the low oxygen concentration monitoring sensor 41 and the mixing section 33a side. This makes it possible to reduce fluctuations in the flow rate of the low-oxygen feed air discharged from the first discharge section 31 of the feed air generator 26. In addition, because the constant flow means 61a is provided at this position, the internal pressure of the mixing section 33a is low, and the high-oxygen feed air is smoothly mixed into the low-oxygen feed air.

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。
As described above, the oxygen-rich air flow path 36 is a flow path that leads from the second discharge section 32 of the raw air generator 26 to the mixing section 33a. The oxygen-rich air flow path 36 is provided with a mixing flow rate control means 42a. The mixing flow rate control means 42a is specifically a motor valve, and the opening degree of the valve can be adjusted.
Further, an oxygen concentration sensor 43 is provided in the oxygen-rich air flow path 36. The oxygen concentration sensor 43 monitors the oxygen concentration of the oxygen-rich feed air generated in the feed air generator 26, and for convenience of explanation, is referred to as the "high oxygen concentration monitoring sensor 43."

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。本実施形態では、高酸素空気流路36に分岐部65があり、排気流路(排気路)45が分岐されている。
排気流路45は、分岐部65と排気部48を繋ぐものであり、余剰の高酸素原料空気を排気部48から系外に排気する流路である。本実施形態では、第2排出部32から排出された高酸素原料空気の一部が、排気部48から系外に排気されて大気中に廃棄される。
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。排気流量制御手段46は、排気流路45の末端に設けられていてもよい。
The oxygen-rich air flow path 36 is further provided with an exhaust flow path (exhaust channel) 45. In this embodiment, the oxygen-rich air flow path 36 has a branching portion 65, at which the exhaust flow path (exhaust channel) 45 branches off.
The exhaust flow path 45 connects the branching portion 65 and the exhaust portion 48, and is a flow path that exhausts excess oxygen-rich feed air to the outside of the system from the exhaust portion 48. In this embodiment, a portion of the oxygen-rich feed air discharged from the second discharge portion 32 is exhausted to the outside of the system from the exhaust portion 48 and discarded into the atmosphere.
The exhaust flow path 45 is provided with an exhaust flow rate control means 46. The exhaust flow rate control means 46 is specifically a motor valve, and the opening degree of the exhaust flow rate control means 46 can be adjusted. The exhaust flow rate control means 46 may be provided at the end of the exhaust flow path 45.

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様であるから、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。 The piping system leading to the second training room 2b is similar to the piping system leading to the first training room 2a described above, so the same numbers are used for the same components, and the reference number b is used to distinguish between the two, and redundant explanations will be omitted.

前記した様に、排気流路45に排気流量制御手段46が設けられている。排気流量制御手段46の開度を開き方向に変化させると、系外に排出される高酸素原料空気の量が増加し、代わって、第1排出部31から排出される低酸素原料空気の排出量が減少傾向となり、低酸素原料空気の酸素濃度が低下する。排気流量制御手段46の開度を絞り方向に変化させると、系外に排出される高酸素原料空気の量が減少し、代わって、第1排出部31から排出される低酸素原料空気の排出量が増加傾向となり、低酸素原料空気の酸素濃度が上昇する。 As described above, the exhaust flow control means 46 is provided in the exhaust flow path 45. When the opening of the exhaust flow control means 46 is changed in the opening direction, the amount of high-oxygen feed air discharged outside the system increases, and instead, the amount of low-oxygen feed air discharged from the first discharge section 31 tends to decrease, and the oxygen concentration of the low-oxygen feed air decreases. When the opening of the exhaust flow control means 46 is changed in the narrowing direction, the amount of high-oxygen feed air discharged outside the system decreases, and instead, the amount of low-oxygen feed air discharged from the first discharge section 31 tends to increase, and the oxygen concentration of the low-oxygen feed air increases.

制御装置5は、公知のコンピュータであり、本実施形態においては、酸素濃度を設定する設定手段と、低酸素原料空気の酸素濃度を制御する低酸素原料空気の濃度制御手段と、トレーニングルーム2a、2bの酸素濃度を制御する酸素濃度制御手段として機能する。
具体的に説明すると、制御装置5は、酸素濃度設定部と、低酸素原料空気制御部と、酸素濃度制御部を有している。これらはコンピュータプログラムによって実現されている。
低酸素原料空気制御部は、酸素濃度検知部(低酸素原料空気の酸素濃度検知部)と、比較部と、排気流量制御部を有している。また、酸素濃度制御部は、酸素濃度検知部(トレーニングルームの酸素濃度検知部)と、混入流量制御部を有している。
The control device 5 is a known computer, and in this embodiment functions as a setting means for setting the oxygen concentration, a low-oxygen feed air concentration control means for controlling the oxygen concentration of the low-oxygen feed air, and an oxygen concentration control means for controlling the oxygen concentration in the training rooms 2a and 2b.
More specifically, the control device 5 has an oxygen concentration setting section, a low-oxygen feed air control section, and an oxygen concentration control section, which are realized by a computer program.
The low-oxygen feed air control unit has an oxygen concentration detector (oxygen concentration detector for low-oxygen feed air), a comparator, and an exhaust flow rate controller. The oxygen concentration controller also has an oxygen concentration detector (oxygen concentration detector for the training room) and a mixing flow rate controller.

制御装置5には、全てのセンサーの信号が入力され、制御装置5によってすべての流量制御手段が制御される。
特に本態様に関連する入力信号は、図1に示す様に、低酸素濃度監視センサー41の検知信号と、室内酸素濃度監視センサー13の検知信号である。
また特に本態様に関連する制御対象は、排気流量制御手段46と、混入流量制御手段42a、42bである。
Signals from all the sensors are input to the control device 5, which controls all the flow rate control means.
The input signals particularly related to this embodiment are the detection signal of the low oxygen concentration monitoring sensor 41 and the detection signal of the indoor oxygen concentration monitoring sensor 13, as shown in FIG.
Moreover, the controlled objects particularly related to this embodiment are the exhaust flow rate control means 46 and the mixed flow rate control means 42a, 42b.

制御装置5には、前記した様に低酸素濃度監視センサー41の検知信号が入力され、当該低酸素濃度監視センサー41で検知された低酸素原料空気の酸素濃度が一定値または一定の範囲に収まる様に、排気流量制御手段46の開度が制御される。
制御装置5の低酸素原料空気制御部では、酸素濃度検知部(低酸素原料空気の酸素濃度検知部)に低酸素濃度監視センサー41の信号が入力され、低酸素原料空気の現実の酸素濃度が認識される。
そして、比較部で、あらかじめ設定された低酸素原料空気の酸素濃度と、現実の低酸素原料空気の酸素濃度が比較され、排気流量制御部で、両者の差に応じた出力が演算される。
即ち本実施形態では、低酸素原料空気の酸素濃度が排気流量制御手段46の開度にフィードバックされ、排気部48から系外に廃棄される高酸素原料空気の量にフィードバックされる。
As described above, the detection signal from the low oxygen concentration monitoring sensor 41 is input to the control device 5, and the opening of the exhaust flow control means 46 is controlled so that the oxygen concentration of the low-oxygen feed air detected by the low oxygen concentration monitoring sensor 41 remains at a constant value or within a certain range.
In the low-oxygen feed air control section of the control device 5, a signal from the low-oxygen concentration monitoring sensor 41 is input to the oxygen concentration detection section (oxygen concentration detection section for low-oxygen feed air), and the actual oxygen concentration of the low-oxygen feed air is recognized.
Then, the comparison section compares the preset oxygen concentration of the low-oxygen feed air with the actual oxygen concentration of the low-oxygen feed air, and the exhaust flow rate control section calculates an output according to the difference between the two.
That is, in this embodiment, the oxygen concentration of the low-oxygen feed air is fed back to the aperture of the exhaust flow rate control means 46 and is also fed back to the amount of high-oxygen feed air discharged outside the system from the exhaust section 48.

本実施形態では、低酸素濃度監視センサー41で検知された低酸素原料空気の酸素濃度が設定値より高い場合は、排気流量制御手段46の開度が開かれ、低酸素原料空気の酸素濃度を低下させる。
逆に、酸素濃度センサー41で検知された低酸素原料空気の酸素濃度が設定値より低い場合は、排気流量制御手段46の開度を小さくして、低酸素原料空気の酸素濃度を上昇させる。
低酸素原料空気の酸素濃度の設定値は、使用者が直接設定するようにしてもよい。また、低酸素原料空気の酸素濃度の設定値は、トレーニングルームの酸素濃度設定値に関連付けて自動又は手動によって設定するようにしてもよい。例えば、トレーニングルームの酸素濃度設定値から所定の値を引いた値を、低酸素原料空気の酸素濃度の設定値とすることができる。また、低酸素原料空気の酸素濃度設定値は、トレーニングルームの酸素濃度の制御量に関連付けて自動的に変更されるように制御されていてもよい。
低酸素原料空気制御部の制御は、PID制御であってもよい。
In this embodiment, when the oxygen concentration of the low-oxygen feed air detected by the low-oxygen concentration monitoring sensor 41 is higher than a set value, the exhaust flow control means 46 is opened to reduce the oxygen concentration of the low-oxygen feed air.
Conversely, when the oxygen concentration of the low-oxygen feed air detected by the oxygen concentration sensor 41 is lower than the set value, the opening of the exhaust flow control means 46 is reduced to increase the oxygen concentration of the low-oxygen feed air.
The set value of the oxygen concentration of the low-oxygen feed air may be directly set by the user. Also, the set value of the oxygen concentration of the low-oxygen feed air may be set automatically or manually in association with the oxygen concentration set value of the training room. For example, the set value of the oxygen concentration of the low-oxygen feed air may be a value obtained by subtracting a predetermined value from the oxygen concentration set value of the training room. Also, the oxygen concentration set value of the low-oxygen feed air may be controlled so as to be automatically changed in association with the control amount of the oxygen concentration of the training room.
The control of the low-oxygen feed air control section may be PID control.

排気流量制御手段46の開度を変化させることにより、原料空気生成装置26内の流量バランスが変化し、低酸素原料空気に含まれる酸素濃度が変化する。
即ち、排気流量制御手段46の開度が小さくなると、排気部48から系外に廃棄される高酸素原料空気の量が減少する。
一方、第1排出部31からの低酸素原料空気の排出量が増加傾向となる。その結果、低酸素原料空気の酸素濃度が上昇する。
By changing the opening of the exhaust flow rate control means 46, the flow rate balance within the feed air generator 26 changes, and the oxygen concentration contained in the low-oxygen feed air changes.
That is, when the opening of the exhaust flow rate control means 46 becomes smaller, the amount of oxygen-rich feed air discharged to the outside of the system through the exhaust section 48 decreases.
On the other hand, the amount of low-oxygen feed air discharged from the first discharge section 31 tends to increase. As a result, the oxygen concentration in the low-oxygen feed air increases.

逆に、排気流量制御手段46の開度が大きくなると、排気部48から系外に廃棄される高酸素原料空気の量が増加する。一方、第1排出部31からの低酸素原料空気の排出量が減少傾向となる。その結果、低酸素原料空気の酸素濃度が低下する。 Conversely, when the opening of the exhaust flow control means 46 increases, the amount of high-oxygen feed air discharged from the exhaust section 48 to the outside of the system increases. Meanwhile, the amount of low-oxygen feed air discharged from the first exhaust section 31 tends to decrease. As a result, the oxygen concentration of the low-oxygen feed air decreases.

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、制御装置5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, the functions of the training device 1 and the low oxygen air supply device 3 will be described.
Prior to use of the training apparatus 1, the oxygen concentration in each of the training rooms 2a, 2b is set in the control device 5.
In the low oxygen air supplying apparatus 3 , air pressurized by the air compressor 25 is introduced into the air inlet 30 of the raw air generating apparatus 26 via the raw air inlet passage 37 .
Oxygen and nitrogen are separated inside the feed air generator 26, and low-oxygen feed air with an oxygen concentration of about 8% is discharged from the first discharge section 31.
Further, from the second discharge section 32, oxygen-rich 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 percentage in the atmosphere is about 21 percent, but by passing the air through the feed air generator 26, the low-oxygen feed air, whose oxygen percentage has been reduced to about 8 percent, is discharged from the first discharge section 31, and the high-oxygen feed air, whose oxygen concentration has increased to about 38 percent, is discharged from the second discharge section 32.

低酸素原料空気の酸素濃度が低酸素濃度監視センサー41で検知され、制御装置5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 the control device 5.
In this embodiment, the amount and pressure of air introduced from the upstream air compressor 25 to the raw air generator 26 is adjusted by a control valve or the like (not shown) so that the oxygen concentration of the low-oxygen raw air discharged from the raw air generator 26 stabilizes at approximately the level described above.

特に本実施形態では、制御装置5(低酸素原料空気制御部)によって、低酸素濃度監視センサー41で検知された低酸素原料空気の酸素濃度が、排気流量制御手段46にフィードバックされ、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が安定する。 In particular, in this embodiment, the control device 5 (low-oxygen feed air control unit) feeds back the oxygen concentration of the low-oxygen feed air detected by the low-oxygen concentration monitoring sensor 41 to the exhaust flow control means 46, stabilizing the oxygen concentration of the low-oxygen feed air discharged from the feed air generation device 26.

本実施形態の低酸素空気供給装置3では、主流路23(低酸素空気流路38)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 hypoxic air supply device 3 of this embodiment, the hypoxic feed air flowing through the main flow path 23 (hypoxic air flow path 38) is mixed with the high-oxygen feed air generated by the feed air generator 26 passing through the high-oxygen air flow path 36 to produce hypoxic mixed air adjusted to an appropriate oxygen concentration, which is then supplied to each training room 2a, 2b.

そして制御装置5(酸素濃度制御部)によって、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、制御装置5(酸素濃度制御部)の酸素濃度検知部(トレーニングルームの酸素濃度検知部)に室内酸素濃度監視センサー13a、13bの信号が入力され、各トレーニングルーム2a、2bの現実の酸素濃度が認識される。そして、図示しない比較部で、あらかじめ設定された各トレーニングルーム2a、2bの酸素濃度と、現実の各トレーニングルーム2a、2bの酸素濃度が比較され、混入流量制御部で、両者の差に応じた出力が演算される。
即ち本実施形態では、室内酸素濃度監視センサー13a、13bで監視した各トレーニングルーム2a、2bの酸素濃度が、混入流量制御手段42a、42bにフィードバックされる。
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の開度を大きくし、主流路23(低酸素空気流路38)を流れる低酸素原料空気により多くの高酸素原料空気を混入し、低酸素混合空気に含まれる酸素濃度を上昇させる。この低酸素混合空気を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の開度を大きくする。
The control device 5 (oxygen concentration control section) controls the opening of the mixing flow rate control means 42a, 42b so that the oxygen concentration in each training room 2a, 2b becomes a set value.
Specifically, signals from indoor oxygen concentration monitoring sensors 13a, 13b are input to an oxygen concentration detection section (training room oxygen concentration detection section) of control device 5 (oxygen concentration control section), and the actual oxygen concentration in each training room 2a, 2b is recognized. Then, a comparison section (not shown) compares the preset oxygen concentration in each training room 2a, 2b with the actual oxygen concentration in each training room 2a, 2b, and the mixing flow rate control section calculates an output corresponding to the difference between the two.
That is, in this embodiment, the oxygen concentrations in the training rooms 2a, 2b monitored by the indoor oxygen concentration monitoring sensors 13a, 13b are fed back to the mixed flow rate control means 42a, 42b.
If the oxygen concentration in the training room 2a is below the set value, the opening of the mixing flow rate control means 42a is increased, and more high-oxygen feed air is mixed with the low-oxygen feed air flowing through the main flow path 23 (low-oxygen air flow path 38), increasing the oxygen concentration contained in the low-oxygen mixed air. This low-oxygen mixed air is supplied to the training room 2a, increasing the oxygen concentration in the training room 2a.
If the oxygen concentration in the training room 2b is below the set value, the opening of the mixing flow rate control means 42b is increased.

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の開度を小さくし、主流路23(低酸素空気流路38)を流れる低酸素原料空気に混入する高酸素原料空気の混入量を減らして、低酸素混合空気の酸素濃度を下げる。この低酸素混合空気を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内の酸素濃度を低下させる。 Conversely, if the oxygen concentration in each training room 2a, 2b is higher than the set value, the opening of the mixing flow rate control means 42a, 42b is reduced to reduce the amount of high-oxygen feed air mixed into the low-oxygen feed air flowing through the main flow path 23 (low-oxygen air flow path 38), thereby lowering the oxygen concentration of the low-oxygen mixed air. This low-oxygen mixed air is supplied to the training rooms 2a, 2b, lowering the oxygen concentration in the training rooms 2a, 2b.

このように制御装置5では、低酸素原料空気の酸素濃度が一定値または一定の範囲に収まる様に排気流量制御手段46の開度が制御され、同時に、各トレーニングルーム2a、2bの酸素濃度が設定値となるように混入流量制御手段42a、42bの開度が制御される。
そして、混合部33a、33bに混入された高酸素原料空気と低酸素原料空気との混合は、これらの空気が混合部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進む。混合された空気は、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。
本実施形態で採用する原料空気生成装置26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が安定するから、トレーニングルーム2a、2bに供給される低酸素混合空気の酸素濃度が安定する。また、当該安定した低酸素原料空気に高酸素原料空気が混合されるので、トレーニングルーム2a、2bに供給される低酸素混合空気の酸素濃度を所望の酸素濃度値に高精度に調整することができる。
In this way, in the control device 5, the aperture of the exhaust flow control means 46 is controlled so that the oxygen concentration of the low-oxygen feed air remains at a constant value or within a constant range, and at the same time, the aperture of the mixed flow control means 42a, 42b is controlled so that the oxygen concentration in each training room 2a, 2b becomes the set value.
The high-oxygen feed air and low-oxygen feed air mixed in the mixers 33a, 33b are mixed as they pass through the piping from the mixers 33a, 33b to the training rooms 2a, 2b. The mixed air becomes low-oxygen mixed air of approximately uniform concentration and enters the training rooms 2a, 2b.
In the feed air generator 26 employed in this embodiment, the oxygen concentration of the low-oxygen feed air discharged from the feed air generator 26 is stabilized, and therefore the oxygen concentration of the low-oxygen mixed air supplied to the training rooms 2a, 2b is stabilized. Furthermore, because the stable low-oxygen feed air is mixed with high-oxygen feed air, the oxygen concentration of the low-oxygen mixed air supplied to the training rooms 2a, 2b can be adjusted with high precision to the desired oxygen concentration value.

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。
トレーニングルーム2a、2b内には、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が設置される。
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 this embodiment, the training rooms 2a, 2b are made hypoxic, making it possible to artificially create an environment equivalent to that of a high altitude, for example, at an altitude of 2000 m to 6000 m.
In the training rooms 2a and 2b, training machines such as treadmills (running machines) are installed.
A user can enter the training rooms 2a and 2b and use the training machines in a low-oxygen environment to perform simulated 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17a、17b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、主流路23を流れる低酸素原料空気により多くの高酸素原料空気を混入する。このように、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。 The carbon dioxide concentration in the training rooms 2a and 2b is monitored by carbon dioxide concentration sensors 17a and 17b. If the carbon dioxide concentration in the training rooms 2a and 2b rises excessively, the mixing flow control means 42a and 42b are opened to mix more high-oxygen feed air with the low-oxygen feed air flowing through the main flow path 23. In this way, the oxygen concentration in the low-oxygen mixed air is increased, and the oxygen concentration in the training rooms 2a and 2b is increased.

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15a、15bでも監視されている。最低酸素濃度監視センサー15a、15b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内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15a、15b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、換気装置を駆動してトレーニングルーム2a、2b内の酸素濃度を大気状態に戻してもよい。
The oxygen concentration in the training rooms 2a, 2b is also monitored by minimum oxygen concentration monitoring sensors 15a, 15b. The minimum oxygen concentration monitoring sensors 15a, 15b are safety devices that issue a warning via a warning means (not shown) if the oxygen concentration in the training rooms 2a, 2b drops to a level that poses a risk to health for some reason.
If the minimum oxygen concentration monitoring sensors 15a, 15b detect an excessive drop in the oxygen concentration in the training rooms 2a, 2b, the low oxygen air supply device 3 may be stopped to ensure safety, and the ventilation device may be operated to return the oxygen concentration in the training rooms 2a, 2b to atmospheric conditions.

図1に示す実施形態では、高酸素空気流路36に酸素濃度センサー43が設けられているが、酸素濃度センサー43は、設けられなくてもよい。また以下の実施形態において、酸素濃度センサー43の検知信号を利用しない態様においても同様であり、酸素濃度センサー43は、設けられなくてもよい。 In the embodiment shown in FIG. 1, an oxygen concentration sensor 43 is provided in the oxygen-rich air flow path 36, but the oxygen concentration sensor 43 does not have to be provided. This also applies to the following embodiments in which the detection signal of the oxygen concentration sensor 43 is not used, and the oxygen concentration sensor 43 does not have to be provided.

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 hypoxic air supplying apparatus 3 of this embodiment utilizes a pressurizing device such as an air compressor 25 as an air introduction device to introduce air into the raw air generating apparatus 26. In the hypoxic air supplying apparatus 3 of this embodiment, the air supply capacity required for the air compressor 25 is sufficient to meet the amount of air required by the raw air generating apparatus 26, and there is no need to pressurize the air to be mixed. Therefore, the capacity of the air compressor 25 can be small.
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 supplying device 3 of this embodiment can be made smaller than a conventional device having the same capacity.

次に、原料空気生成装置26の構造について図2を参照しつつ補足説明する。
原料空気生成装置26は、気体分離部材として気体分離膜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(気体分離部材)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, the structure of the feed air generator 26 will be further explained with reference to FIG.
The raw air generator 26 incorporates a gas separation membrane 51 as a gas separating member, and is also used as a nitrogen gas generator.
The raw air generator 26 has a vessel-shaped main body 50 inside which are built-in a plurality of pipes 53 made of gas separation membranes (gas separation members) 51 .
A pair of support parts 52 are arranged at a distance from each other in the internal space of the main body part 50, and a pipeline 53 is supported by the pair of support parts 52. The main body part 50 is also provided with an air inlet 30, a first discharge part 31 that discharges low-oxygen feed air, and a second discharge part 32 that discharges high-oxygen feed air.
The air inlet 30 of the main body 50 is connected to a pipe 53, and the air introduced into the main body 50 flows through the pipe 53 and is separated into high-oxygen feed air and low-oxygen feed air.

気体分離膜(気体分離部材)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 (gas separating member) 51 is a separation membrane capable of separating nitrogen and oxygen from air, and organic membranes using polymers and inorganic membranes using inorganic materials are known.
In this embodiment, a polymer organic membrane is used. The types and principles of gas separation membranes are well known, so detailed explanations will be omitted.

以上説明した実施形態では、排気流量制御手段46の開度が、低酸素濃度監視センサー41で検知された低酸素原料空気の酸素濃度によって決定されるが、酸素濃度に代えて低酸素原料空気の窒素濃度を検知し、当該窒素濃度によって排気流量制御手段46の開度を調整してもよい。
例えば、図1に示す低酸素濃度監視センサー41に代えて、窒素濃度センサーを設け、窒素濃度センサーによって間接的に低酸素原料空気の酸素濃度を検知する。
窒素濃度センサーが検知する窒素濃度が降下傾向にある場合は、第1排出部31から排出される低酸素原料空気の酸素濃度が上昇傾向となっている。
そのため、窒素濃度センサーが検知する窒素濃度が低下した際には、排気流量制御手段46の開度を開き方向に変化させ、低酸素原料空気の酸素濃度を低下させる。
逆に、窒素濃度センサーが検知する窒素濃度が上昇傾向にある場合は、第1排出部31から排出される低酸素原料空気の酸素濃度が低下傾向となっている。
そのため、窒素濃度センサーが検知する窒素濃度が上昇した際には、排気流量制御手段46の開度を絞り方向に変化させ、低酸素原料空気の酸素濃度を上昇させる。
In the embodiment described above, the aperture of the exhaust flow control means 46 is determined by the oxygen concentration of the low-oxygen feed air detected by the low-oxygen concentration monitoring sensor 41, but it is also possible to detect the nitrogen concentration of the low-oxygen feed air instead of the oxygen concentration and adjust the aperture of the exhaust flow control means 46 based on the nitrogen concentration.
For example, a nitrogen concentration sensor may be provided in place of the low oxygen concentration monitoring sensor 41 shown in FIG. 1, and the oxygen concentration of the low-oxygen feed air may be indirectly detected by the nitrogen concentration sensor.
When the nitrogen concentration detected by the nitrogen concentration sensor is on a downward trend, the oxygen concentration of the low-oxygen feed air discharged from the first discharge section 31 is on an upward trend.
Therefore, when the nitrogen concentration detected by the nitrogen concentration sensor decreases, the aperture of the exhaust flow rate control means 46 is changed in the opening direction to decrease the oxygen concentration of the low-oxygen feed air.
Conversely, when the nitrogen concentration detected by the nitrogen concentration sensor is on an increasing trend, the oxygen concentration of the low-oxygen feed air discharged from the first discharge section 31 is on a decreasing trend.
Therefore, when the nitrogen concentration detected by the nitrogen concentration sensor increases, the opening of the exhaust flow rate control means 46 is changed in the throttling direction to increase the oxygen concentration of the low-oxygen feed air.

以上説明した実施形態では、低酸素原料空気の組成の変化を検知して、排気流量制御手段46の開度を調整するものであるが、他の検出値によって排気流量制御手段46の開度を調節してもよい。 In the embodiment described above, the opening degree of the exhaust flow control means 46 is adjusted by detecting the change in the composition of the low-oxygen feed air, but the opening degree of the exhaust flow control means 46 may also be adjusted based on other detection values.

例えば、低酸素原料空気の圧力を検知し、当該圧力に応じて、排気流量制御手段46の開度を補正してもよい。
本発明者らの研究によると、低酸素原料空気の排出量が多い場合には、当該低酸素原料空気に含まれる酸素濃度が高い。逆に、低酸素原料空気の排出量が減少すると、当該低酸素原料空気に含まれる酸素濃度が低下する。
また、第1排出部31から排出される低酸素原料空気の酸素濃度と流量は、空気導入口30に供給される供給側空気の圧力と第1排出部31の出口圧力の差に依存する。
第1排出部31の出口圧力と、第2排出部32の出口圧力は、異なるものとなる。
第2排出部32から排出される高酸素原料空気量が増えると、第1排出部31から排出される低酸素原料空気の排出量が減少し、当該低酸素原料空気の酸素濃度も低下する。
逆に、第2排出部32から排出される高酸素原料空気量が減少すると、第1排出部31から排出される低酸素原料空気の排出量が増加し、当該低酸素原料空気の酸素濃度が上昇する。
従って、低酸素原料空気の圧力を検知し、当該圧力に応じて排気流量制御手段46の開度を補正することによっても、低酸素原料空気の酸素濃度を安定させることができる。
For example, the pressure of the low-oxygen feed air may be detected, and the opening of the exhaust flow rate control means 46 may be corrected in accordance with the detected pressure.
According to the research of the present inventors, when the discharge amount of low-oxygen feed air is large, the oxygen concentration contained in the low-oxygen feed air is high. Conversely, when the discharge amount of low-oxygen feed air is decreased, the oxygen concentration contained in the low-oxygen feed air is decreased.
In addition, the oxygen concentration and flow rate of the low-oxygen feed air discharged from the first discharge section 31 depend on the difference between the pressure of the supply-side air supplied to the air inlet 30 and the outlet pressure of the first discharge section 31 .
The outlet pressure of the first discharge portion 31 and the outlet pressure of the second discharge portion 32 are different.
When the amount of high-oxygen feed air discharged from the second discharge section 32 increases, the amount of low-oxygen feed air discharged from the first discharge section 31 decreases, and the oxygen concentration of the low-oxygen feed air also decreases.
Conversely, when the amount of high-oxygen feed air discharged from the second discharge section 32 decreases, the amount of low-oxygen feed air discharged from the first discharge section 31 increases, and the oxygen concentration of the low-oxygen feed air rises.
Therefore, the oxygen concentration in the low-oxygen feed air can also be stabilized by detecting the pressure of the low-oxygen feed air and correcting the opening of the exhaust flow rate control means 46 in accordance with that pressure.

図3に示すトレーニング装置82では、低酸素空気流路38であって、第1排出部31から混合部33aの間に、圧力センサー60が設けられている。圧力センサー60は、原料空気生成装置26で生成された低酸素原料空気の圧力を監視するものであり、説明の都合上、「低酸素圧力監視センサー60」と称する。本実施形態では、低酸素圧力監視センサー60によって、原料空気生成装置26における第1排出部31の出口圧力が監視される。 In the training device 82 shown in FIG. 3, a pressure sensor 60 is provided in the low-oxygen air flow path 38 between the first discharge section 31 and the mixing section 33a. The pressure sensor 60 monitors the pressure of the low-oxygen feed air generated in the feed air generation device 26, and for convenience of explanation, is referred to as the "low-oxygen pressure monitoring sensor 60." In this embodiment, the low-oxygen pressure monitoring sensor 60 monitors the outlet pressure of the first discharge section 31 in the feed air generation device 26.

第1排出部31からの低酸素原料空気の排出量が多い場合には、第1排出部31の出口圧力が低下傾向となる。この場合は、前記した様に、低酸素原料空気の酸素濃度が高い。
逆に、第1排出部31からの低酸素原料空気の排出量が減少すると、第1排出部31の出口圧力が上昇傾向となる。この場合には、低酸素原料空気の酸素濃度が低下する。
When the amount of low-oxygen feed air discharged from the first discharge part 31 is large, the outlet pressure of the first discharge part 31 tends to decrease. In this case, as described above, the oxygen concentration of the low-oxygen feed air is high.
Conversely, when the amount of low-oxygen feed air discharged from the first discharge part 31 decreases, the outlet pressure of the first discharge part 31 tends to increase. In this case, the oxygen concentration of the low-oxygen feed air decreases.

図3に示す配管系統においても、高酸素空気流路36から排気流路(排気路)45が分岐され、当該排気流路45の排気部48に至るまでの間に、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はモータバルブであり、開度を調整することができる。
そのため、排気流路(排気路)45は、断面積が排気流量制御手段46によって変わり、排気流量制御手段46を閉じ方向に変化させると、排気流路(排気路)45に繋がる高酸素空気流路36の第2排出部32の出口圧力が上昇傾向となる。即ち排気流量制御手段46を閉じ方向に変化させると、系外に排出される高酸素原料空気の量が減少し、代わって、第1排出部31から排出される低酸素原料空気の排出量が増加傾向となり、第1排出部31の出口圧力は低くなる。また第1排出部31から排出される低酸素原料空気の酸素濃度が増加する。
3, an exhaust flow path (exhaust passage) 45 branches off from the oxygen-rich air flow path 36, and an exhaust flow rate control means 46 is provided on the exhaust flow path 45 before reaching an exhaust section 48. The exhaust flow rate control means 46 is a motor valve, and the opening degree of the exhaust flow rate control means 46 can be adjusted.
Therefore, the cross-sectional area of exhaust flow path (exhaust channel) 45 changes depending on exhaust flow rate control means 46, and when exhaust flow rate control means 46 is changed in the closing direction, the outlet pressure of second discharge section 32 of oxygen-rich air flow path 36 connected to exhaust flow path (exhaust channel) 45 tends to increase. In other words, when exhaust flow rate control means 46 is changed in the closing direction, the amount of high-oxygen feed air discharged to the outside of the system decreases, and instead the amount of low-oxygen feed air discharged from first discharge section 31 tends to increase, and the outlet pressure of first discharge section 31 decreases. Also, the oxygen concentration of the low-oxygen feed air discharged from first discharge section 31 increases.

要点をまとめると、第1排出部31の空気圧(出口圧力、以下同じ)と、低酸素原料空気に含まれる酸素濃度の間に相関関係があり、第1排出部31の空気圧が上昇すると、低酸素原料空気の酸素濃度が低下傾向となり、第1排出部31の空気圧が低下すると、低酸素原料空気の酸素濃度が上昇傾向となる。
また、低酸素原料空気を排出する第1排出部31の圧力及び低酸素原料空気の酸素濃度と、排気流量制御手段46の開度には相関関係があり、排気流量制御手段46の開度を小さくすると、低酸素原料空気の酸素濃度が上昇し、排気流量制御手段46の開度を大きくすると、低酸素原料空気の酸素濃度が低下する。
To summarize the key points, there is a correlation between the air pressure (outlet pressure, same below) of the first discharge section 31 and the oxygen concentration contained in the low-oxygen feed air, and when the air pressure of the first discharge section 31 increases, the oxygen concentration of the low-oxygen feed air tends to decrease, and when the air pressure of the first discharge section 31 decreases, the oxygen concentration of the low-oxygen feed air tends to increase.
In addition, there is a correlation between the pressure of the first discharge section 31 that discharges the low-oxygen feed air, the oxygen concentration of the low-oxygen feed air, and the aperture of the exhaust flow control means 46; reducing the aperture of the exhaust flow control means 46 increases the oxygen concentration of the low-oxygen feed air, and increasing the aperture of the exhaust flow control means 46 decreases the oxygen concentration of the low-oxygen feed air.

本実施形態では、低酸素圧力監視センサー60で検知された低酸素原料空気の圧力があらかじめ設定された低酸素原料空気の圧力よりも低い場合(酸素濃度が高い場合)は、排気流量制御手段46の開度が大きくなり、高酸素原料空気を排出する第2排出部32の圧力が低下傾向となり、低酸素原料空気を排出する第1排出部31の圧力が上昇して、低酸素原料空気の酸素濃度が低下する。
逆に、低酸素圧力監視センサー60で検知された低酸素原料空気の圧力があらかじめ設定された低酸素原料空気の圧力よりも高い場合(酸素濃度が低い場合)は、排気流量制御手段46の開度が小さくなり、高酸素原料空気を排出する第2排出部32の圧力が上昇傾向となり、低酸素原料空気を排出する第1排出部31の圧力が低下して、低酸素原料空気の酸素濃度が上昇する。
In this embodiment, when the pressure of the low-oxygen feed air detected by the low-oxygen pressure monitoring sensor 60 is lower than the preset pressure of the low-oxygen feed air (when the oxygen concentration is high), the opening of the exhaust flow control means 46 increases, the pressure of the second discharge section 32 discharging the high-oxygen feed air tends to decrease, the pressure of the first discharge section 31 discharging the low-oxygen feed air increases, and the oxygen concentration of the low-oxygen feed air decreases.
Conversely, when the pressure of the low-oxygen feed air detected by the low-oxygen pressure monitoring sensor 60 is higher than the preset pressure of the low-oxygen feed air (when the oxygen concentration is low), the opening of the exhaust flow control means 46 becomes smaller, the pressure of the second discharge section 32 discharging the high-oxygen feed air tends to increase, the pressure of the first discharge section 31 discharging the low-oxygen feed air decreases, and the oxygen concentration of the low-oxygen feed air increases.

低酸素原料空気の圧力変化は、低酸素原料空気の酸素濃度変化に対して遅れが少ない。また低酸素原料空気の圧力は、検出が容易である。そのため、低酸素原料空気の圧力は、低酸素原料空気の酸素濃度変化を検知する指標として好適である。 There is little delay in the pressure change of the low-oxygen feed air relative to the change in the oxygen concentration of the low-oxygen feed air. In addition, the pressure of the low-oxygen feed air is easy to detect. Therefore, the pressure of the low-oxygen feed air is suitable as an indicator for detecting the change in the oxygen concentration of the low-oxygen feed air.

図3に示す実施形態においては、低酸素濃度監視センサー41及び高酸素濃度監視センサー43が設けられていなくてもよい。 In the embodiment shown in FIG. 3, the low oxygen concentration monitoring sensor 41 and the high oxygen concentration monitoring sensor 43 do not have to be provided.

さらに、低酸素原料空気の圧力以外にも、低酸素原料空気の酸素濃度と相関関係にある数値があり、当該低酸素原料空気の酸素濃度と相関関係にある数値を、低酸素濃度監視センサー41で検知された低酸素原料空気の酸素濃度に代えて採用してもよい。
例えば、以下の項目は、いずれも低酸素原料空気の酸素濃度と相関がある。
(1)高酸素原料空気の圧力。
(2)低酸素原料空気の流量。
(3)高酸素原料空気の流量。
(4)高酸素原料空気の酸素濃度。
(5)高酸素原料空気の窒素濃度。
従って、これらを前記した各実施形態の低酸素圧力監視センサー60の検知信号に代えて、制御装置5に入力してもよい。
Furthermore, in addition to the pressure of the low-oxygen feed air, there is a numerical value that is correlated with the oxygen concentration of the low-oxygen feed air, and this numerical value that is correlated with the oxygen concentration of the low-oxygen feed air may be used in place of the oxygen concentration of the low-oxygen feed air detected by the low-oxygen concentration monitoring sensor 41.
For example, the following items are all correlated with the oxygen concentration of low-oxygen feed air:
(1) Pressure of high-oxygen feed air.
(2) Flow rate of low-oxygen feed air.
(3) Flow rate of oxygen-enriched feed air.
(4) Oxygen concentration of the oxygen-rich feed air.
(5) Nitrogen concentration of the oxygen-rich feed air.
Therefore, these may be input to the control device 5 in place of the detection signal of the low oxygen pressure monitoring sensor 60 in each of the above-described embodiments.

図4は、他の実施形態のトレーニング装置の配管系統等を示している。
図4に示すトレーニング装置80では、高酸素空気流路36の第2排出部32と分岐部65の間に、高酸素圧力監視センサー70が設けられており、当該高酸素圧力監視センサー70で、高酸素原料空気の圧力が検知される。
本実施形態では、高酸素圧力監視センサー70の信号が、制御装置5に入力される。
FIG. 4 shows the piping system etc. of a training apparatus according to another embodiment.
In the training apparatus 80 shown in FIG. 4, a high-oxygen pressure monitoring sensor 70 is provided between the second discharge section 32 and the branch section 65 of the high-oxygen air flow path 36, and the high-oxygen pressure monitoring sensor 70 detects the pressure of the high-oxygen feed air.
In this embodiment, a signal from the high oxygen pressure monitoring sensor 70 is input to the control device 5 .

高酸素原料空気の圧力は低酸素原料空気の酸素濃度と相関があり、低酸素原料空気の酸素濃度が上昇すると、高酸素原料空気の圧力が上昇し、逆に、低酸素原料空気の酸素濃度が低下すると、高酸素原料空気の圧力が低下する。 The pressure of the high-oxygen feed air is correlated with the oxygen concentration of the low-oxygen feed air; when the oxygen concentration of the low-oxygen feed air increases, the pressure of the high-oxygen feed air increases; conversely, when the oxygen concentration of the low-oxygen feed air decreases, the pressure of the high-oxygen feed air decreases.

本実施形態では、低酸素原料空気の酸素濃度が高く、高酸素圧力監視センサー70で検知された高酸素原料空気の圧力があらかじめ設定された高酸素原料空気の圧力よりも高い場合は、排気流量制御手段46の開度が増大され、高酸素原料空気を排出する第2排出部32の出口圧力が低下傾向となり、低酸素原料空気の酸素濃度が低下する。
逆に、低酸素原料空気の酸素濃度が低く、高酸素圧力監視センサー70で検知された高酸素原料空気の圧力があらかじめ設定された高酸素原料空気の圧力よりも低い場合は、排気流量制御手段46の開度が小さくなり、高酸素原料空気を排出する第2排出部32の出口圧力が上昇傾向となり、低酸素原料空気の酸素濃度が上昇する。
In this embodiment, when the oxygen concentration of the low-oxygen feed air is high and the pressure of the high-oxygen feed air detected by the high-oxygen pressure monitoring sensor 70 is higher than the predetermined pressure of the high-oxygen feed air, the opening of the exhaust flow control means 46 is increased, the outlet pressure of the second discharge section 32, which discharges the oxygen-rich feed air, tends to decrease, and the oxygen concentration of the low-oxygen feed air decreases.
Conversely, when the oxygen concentration of the low-oxygen feed air is low and the pressure of the high-oxygen feed air detected by the high-oxygen pressure monitoring sensor 70 is lower than the preset pressure of the high-oxygen feed air, the opening of the exhaust flow control means 46 becomes smaller, the outlet pressure of the second discharge section 32 which discharges the oxygen-rich feed air tends to increase, and the oxygen concentration of the low-oxygen feed air increases.

図4に示す実施形態においては、低酸素濃度監視センサー41及び高酸素濃度監視センサー43が設けられていなくてもよい。 In the embodiment shown in FIG. 4, the low oxygen concentration monitoring sensor 41 and the high oxygen concentration monitoring sensor 43 do not have to be provided.

他の実施形態として、図1の実施形態の低酸素原料空気の酸素濃度を利用する形態や、図3の実施形態の低酸素原料空気の圧力を利用する形態に代えて、低酸素原料空気の流量を利用する形態としてもよい。
具体的には、トレーニング装置1において、低酸素空気流路38の第1排出部31と混合部33との間に設けられた低酸素濃度監視センサー41や低酸素圧力監視センサー60に代えて、流量センサーを設ける実施形態としてもよい。当該実施形態では、流量センサーで、原料空気生成装置26から排出される低酸素原料空気の流量が検知される。
本実施形態では、流量センサーの信号が、制御装置5の酸素濃度検知部や圧力検知部に代えて流量検知部に入力される。
As another embodiment, instead of the embodiment of FIG. 1 utilizing the oxygen concentration of the low-oxygen feed air, or the embodiment of FIG. 3 utilizing the pressure of the low-oxygen feed air, a configuration utilizing the flow rate of the low-oxygen feed air may be used.
Specifically, in the training apparatus 1, an embodiment may be adopted in which a flow rate sensor is provided instead of the low oxygen concentration monitoring sensor 41 and the low oxygen pressure monitoring sensor 60 provided between the first discharge section 31 and the mixer section 33 of the low oxygen air flow path 38. In this embodiment, the flow rate sensor detects the flow rate of the low oxygen feed air discharged from the feed air generator 26.
In this embodiment, a signal from the flow rate sensor is input to a flow rate detection section instead of the oxygen concentration detection section and pressure detection section of the control device 5 .

低酸素原料空気の流量は低酸素原料空気の酸素濃度と相関があり、低酸素原料空気の酸素濃度が上昇すると、低酸素原料空気の流量が増加傾向となる。逆に、低酸素原料空気の酸素濃度が低下すると、低酸素原料空気の流量が減少傾向となる。 The flow rate of low-oxygen feed air is correlated with the oxygen concentration of the low-oxygen feed air, and as the oxygen concentration of the low-oxygen feed air increases, the flow rate of the low-oxygen feed air tends to increase. Conversely, as the oxygen concentration of the low-oxygen feed air decreases, the flow rate of the low-oxygen feed air tends to decrease.

本実施形態では、流量センサーで検知された低酸素原料空気の流量があらかじめ設定された流量よりも多い場合(低酸素原料空気の酸素濃度が高い場合)は、排気流量制御手段46の開度が大きくなり、低酸素原料空気の酸素濃度が低下する。
逆に、流量センサーで検知された低酸素原料空気の流量があらかじめ設定された流量よりも少ない場合(低酸素原料空気の酸素濃度が低い場合)は、排気流量制御手段46の開度が小さくなり、低酸素原料空気の酸素濃度が上昇する。
In this embodiment, when the flow rate of the low-oxygen feed air detected by the flow sensor is greater than a preset flow rate (when the oxygen concentration of the low-oxygen feed air is high), the opening of the exhaust flow control means 46 increases, and the oxygen concentration of the low-oxygen feed air decreases.
Conversely, when the flow rate of the low-oxygen feed air detected by the flow sensor is less than the preset flow rate (when the oxygen concentration of the low-oxygen feed air is low), the opening of the exhaust flow control means 46 is reduced, and the oxygen concentration of the low-oxygen feed air increases.

また高酸素原料空気の流量は低酸素原料空気の酸素濃度と相関があり、低酸素原料空気の酸素濃度が上昇すると、高酸素原料空気の流量が減少し、逆に、低酸素原料空気の酸素濃度が低下すると、高酸素原料空気の流量が増加する。
この現象を利用した他の実施形態として、図4の実施形態の高酸素原料空気の圧力を利用する形態に代えて、高酸素原料空気の流量を利用する形態としてもよい。
具体的には、トレーニング装置80において、高酸素空気流路36の第2排出部32と分岐部65の間に設けられた高酸素圧力監視センサー70に代えて、流量センサーを設ける実施形態としてもよい。当該実施形態では、流量センサーで高酸素原料空気の流量が検知される。
本実施形態では、流量センサーの信号が、制御装置5の圧力検知部に代えて図示しない流量検知部に入力される。
In addition, the flow rate of the oxygen-rich feed air is correlated with the oxygen concentration of the low-oxygen feed air; when the oxygen concentration of the low-oxygen feed air increases, the flow rate of the oxygen-rich feed air decreases, and conversely, when the oxygen concentration of the low-oxygen feed air decreases, the flow rate of the oxygen-rich feed air increases.
As another embodiment utilizing this phenomenon, instead of utilizing the pressure of the oxygen-rich feed air in the embodiment of FIG. 4, a configuration utilizing the flow rate of the oxygen-rich feed air may be used.
Specifically, in the training apparatus 80, an embodiment may be adopted in which a flow rate sensor is provided instead of the high-oxygen pressure monitoring sensor 70 provided between the second discharge portion 32 and the branch portion 65 of the high-oxygen air flow path 36. In this embodiment, the flow rate of the high-oxygen feed air is detected by the flow rate sensor.
In this embodiment, a signal from the flow rate sensor is input to a flow rate detection section (not shown) instead of the pressure detection section of the control device 5 .

本実施形態では、流量センサーで検知された高酸素原料空気の流量があらかじめ設定された流量より少ない場合(低酸素原料空気の酸素濃度が高い場合)は、排気流量制御手段46の開度が大きくなり、高酸素原料空気の流量が増加傾向となり、低酸素原料空気の酸素濃度が低下する。
逆に、流量センサーで検知された高酸素原料空気の流量が多い場合(低酸素原料空気の酸素濃度が低い場合)は、排気流量制御手段46の開度が小さくなり、高酸素原料空気の流量が減少傾向となり、低酸素原料空気の酸素濃度が上昇する。
In this embodiment, when the flow rate of the high-oxygen feed air detected by the flow sensor is less than a preset flow rate (when the oxygen concentration of the low-oxygen feed air is high), the opening of the exhaust flow control means 46 becomes larger, the flow rate of the high-oxygen feed air tends to increase, and the oxygen concentration of the low-oxygen feed air decreases.
Conversely, when the flow rate of the high-oxygen feed air detected by the flow sensor is high (when the oxygen concentration of the low-oxygen feed air is low), the opening of the exhaust flow control means 46 becomes smaller, the flow rate of the high-oxygen feed air tends to decrease, and the oxygen concentration of the low-oxygen feed air increases.

さらに他の実施形態として、低酸素原料空気の酸素濃度に代えて、高酸素原料空気の酸素濃度を利用してもよい。
低酸素原料空気の酸素濃度が高い場合は、高酸素原料空気の酸素濃度が低くなり、低酸素原料空気の酸素濃度が低い場合は、高酸素原料空気の酸素濃度が高くなる。
高酸素原料空気の酸素濃度を利用する場合は、高酸素空気流路36に設けられた酸素濃度センサー43の信号が、制御装置5に入力される。
In yet another embodiment, the oxygen concentration of oxygen-rich feed air may be used instead of the oxygen concentration of the low-oxygen feed air.
When the oxygen concentration of the low-oxygen feed air is high, the oxygen concentration of the high-oxygen feed air will be low, and when the oxygen concentration of the low-oxygen feed air is low, the oxygen concentration of the high-oxygen feed air will be high.
When utilizing the oxygen concentration of the oxygen-rich feed air, a signal from an oxygen concentration sensor 43 provided in the oxygen-rich air flow path 36 is input to the control device 5 .

本実施形態では、酸素濃度センサー43で検知された高酸素原料空気の酸素濃度があらかじめ設定された酸素濃度よりも低い場合は、排気流量制御手段46の開度が大きくなり、高酸素原料空気の酸素濃度が上昇傾向となり、低酸素原料空気の酸素濃度が低下する。
逆に、酸素濃度センサー43で検知された高酸素原料空気の酸素濃度があらかじめ設定された酸素濃度よりも高い場合は、排気流量制御手段46の開度が小さくなり、高酸素原料空気の酸素濃度が低下傾向となり、低酸素原料空気の酸素濃度が上昇する。
In this embodiment, when the oxygen concentration of the high-oxygen feed air detected by the oxygen concentration sensor 43 is lower than a preset oxygen concentration, the opening of the exhaust flow control means 46 increases, the oxygen concentration of the high-oxygen feed air tends to increase, and the oxygen concentration of the low-oxygen feed air decreases.
Conversely, when the oxygen concentration of the oxygen-rich feed air detected by the oxygen concentration sensor 43 is higher than a preset oxygen concentration, the opening of the exhaust flow control means 46 is reduced, the oxygen concentration of the oxygen-rich feed air tends to decrease, and the oxygen concentration of the low-oxygen feed air increases.

高酸素原料空気の酸素濃度に代えて、高酸素原料空気の窒素濃度を利用してもよい。
即ち、上記した実施形態では、排気流量制御手段46の開度が、高酸素空気流路36に設けられた酸素濃度センサー43で検知された高酸素原料空気の酸素濃度によって決定されるが、酸素濃度に代えて高酸素原料空気の窒素濃度を検知し、当該窒素濃度によって排気流量制御手段46の開度を調整してもよい。
例えば、図1に示す高酸素空気流路36に設けられた酸素濃度センサー43に代えて、窒素濃度センサーを設け、窒素濃度センサーによって間接的に高酸素原料空気の酸素濃度を検知する。
高酸素空気流路36に設けられた窒素濃度センサー(図示せず)が検知する窒素濃度が低下傾向にある場合は、第1排出部31から排出される低酸素原料空気の酸素濃度が低下傾向となっている。
そのため、高酸素空気流路36に設けられた窒素濃度センサーが検知する窒素濃度があらかじめ設定された窒素濃度よりも低下した際には、排気流量制御手段46の開度を小さくする方向に変化させ、低酸素原料空気の酸素濃度を上昇させる。
逆に、高酸素空気流路36に設けられた窒素濃度センサーが検知する窒素濃度が上昇傾向にある場合は、第1排出部31から排出される低酸素原料空気の酸素濃度が上昇傾向となっている。
そのため、高酸素空気流路36に設けられた窒素濃度センサーが検知する窒素濃度があらかじめ設定された窒素濃度よりも上昇した際には、排気流量制御手段46の開度を大きくし、低酸素原料空気の酸素濃度を低下させる。
Instead of the oxygen concentration of the oxygen-enriched feed air, the nitrogen concentration of the oxygen-enriched feed air may be used.
That is, in the embodiment described above, the aperture of the exhaust flow control means 46 is determined by the oxygen concentration of the oxygen-rich feed air detected by the oxygen concentration sensor 43 provided in the oxygen-rich air flow path 36, but it is also possible to detect the nitrogen concentration of the oxygen-rich feed air instead of the oxygen concentration, and adjust the aperture of the exhaust flow control means 46 based on the nitrogen concentration.
For example, a nitrogen concentration sensor may be provided in place of the oxygen concentration sensor 43 provided in the oxygen-rich air flow path 36 shown in FIG. 1, and the oxygen concentration of the oxygen-rich feed air may be indirectly detected by the nitrogen concentration sensor.
When the nitrogen concentration detected by a nitrogen concentration sensor (not shown) provided in the high-oxygen air flow path 36 is on a downward trend, the oxygen concentration of the low-oxygen feed air discharged from the first discharge section 31 is on a downward trend.
Therefore, when the nitrogen concentration detected by the nitrogen concentration sensor installed in the high-oxygen air flow path 36 falls below a preset nitrogen concentration, the opening of the exhaust flow control means 46 is changed in the direction of decreasing the oxygen concentration, thereby increasing the oxygen concentration of the low-oxygen feed air.
Conversely, when the nitrogen concentration detected by the nitrogen concentration sensor provided in the oxygen-rich air flow path 36 is on the rise, the oxygen concentration of the low-oxygen feed air discharged from the first discharge section 31 is on the rise.
Therefore, when the nitrogen concentration detected by the nitrogen concentration sensor installed in the high-oxygen air flow path 36 rises above a preset nitrogen concentration, the opening of the exhaust flow control means 46 is increased, and the oxygen concentration of the low-oxygen feed air is reduced.

以上説明した実施形態では、排気流量制御手段46の開度が、低酸素濃度監視センサー41等で検知された低酸素原料空気の酸素濃度等によって決定されるが、他の要素を加味して排気流量制御手段46の開度を補正してもよい。 In the embodiment described above, the opening degree of the exhaust flow control means 46 is determined by the oxygen concentration of the low-oxygen feed air detected by the low-oxygen concentration monitoring sensor 41, etc., but the opening degree of the exhaust flow control means 46 may be corrected taking other factors into account.

例えば、排気流量制御手段46の開度と混入流量制御手段42a、42bの開度が、関連付けられて制御されるものであってもよい。
具体的には、前記した低酸素濃度監視センサー41で検知された低酸素原料空気の酸素濃度による排気流量制御手段46の開度調節を行う。さらに、混入流量制御手段42a、42bの開度が大きくなると、排気流量制御手段46が絞られる様に排気流量制御手段46の開度が補正される。また、混入流量制御手段42a、42bの開度が小さくなると、排気流量制御手段46を開く様に排気流量制御手段46の開度が補正される。
即ち、排気流量制御手段46の開度を、低酸素濃度監視センサー41で検知された低酸素原料空気の酸素濃度に加え、混入流量制御手段42a、42bの開度によっても制御する。
For example, the opening degree of the exhaust flow rate control means 46 and the opening degrees of the mixed flow rate control means 42a, 42b may be controlled in association with each other.
Specifically, the aperture of the exhaust flow control means 46 is adjusted based on the oxygen concentration of the low-oxygen feed air detected by the low-oxygen concentration monitoring sensor 41. Furthermore, when the aperture of the admixture flow control means 42a, 42b increases, the aperture of the exhaust flow control means 46 is corrected so that the exhaust flow control means 46 is narrowed. Furthermore, when the aperture of the admixture flow control means 42a, 42b decreases, the aperture of the exhaust flow control means 46 is corrected so that the exhaust flow control means 46 is opened.
That is, the aperture of the exhaust flow rate control means 46 is controlled not only by the oxygen concentration of the low-oxygen feed air detected by the low-oxygen concentration monitoring sensor 41 but also by the aperture of the mixed flow rate control means 42a, 42b.

例えば、排気流量制御手段46の開度を決定するための演算項目として、低酸素原料空気の酸素濃度に基づく制御量と、混入流量制御手段42a、42bの開度に基づく制御量があり、両者の合計によって、排気流量制御手段46の開度が決定される。
混入流量制御手段42a、42bの開度に基づく排気流量制御手段46の開度の制御量は、混入流量制御手段42a、42bの開度に対して反比例的に増減する。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の開度が開く方向に変化する。
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。
For example, the calculation items for determining the opening degree of the exhaust flow control means 46 include a control amount based on the oxygen concentration of the low-oxygen feed air and a control amount based on the opening degrees of the mixed flow control means 42a, 42b, and the opening degree of the exhaust flow control means 46 is determined by the sum of the two.
The control amount of the opening of the exhaust flow control means 46 based on the opening of the mixed flow control means 42a, 42b increases or decreases inversely proportional to the opening of the mixed flow control means 42a, 42b. That is, when the opening of the mixed flow control means 42a, 42b changes in the opening direction, the opening of the exhaust flow control means 46 changes in the closing direction, and when the opening of the mixed flow control means 42a, 42b changes in the closing direction, the opening of the exhaust flow control means 46 changes in the opening direction.
As a result, excess oxygen-rich feed air is appropriately exhausted from exhaust passage 45, and the back pressure applied within feed air generator 26 is appropriately controlled.

低酸素原料空気の窒素濃度、低酸素原料空気の圧力、低酸素原料空気の流量、高酸素原料空気の圧力、高酸素原料空気の流量、高酸素原料空気の酸素濃度、高酸素原料空気の窒素濃度等によって排気流量制御手段46を調整する場合も同様であり、他の要素を加味して排気流量制御手段46の開度を補正してもよい。 The same applies when adjusting the exhaust flow control means 46 based on the nitrogen concentration of the low-oxygen feed air, the pressure of the low-oxygen feed air, the flow rate of the low-oxygen feed air, the pressure of the high-oxygen feed air, the flow rate of the high-oxygen feed air, the oxygen concentration of the high-oxygen feed air, the nitrogen concentration of the high-oxygen feed air, etc., and the opening of the exhaust flow control means 46 may be corrected taking other factors into account.

以上説明した各実施形態は、いずれも、余剰の高酸素原料空気を系外に排気するものであり、高酸素原料空気の排気量を増減することによって、低酸素原料空気の酸素濃度を調節するものである。以上説明した各実施形態では、高酸素原料空気の排気量を調節する手段として、排気流路45に排気流量制御手段46が設けられている。
本発明は、この構成に限定されるものではなく、低酸素原料空気の酸素濃度と相関関係にある他の流路に流量制御手段を設けることも可能である。
例えば、以下の部位の流量は、いずれも低酸素原料空気の酸素濃度と相関がある。
(1)第2排出部32から混合部33a、33bまでの間。
(2)混合部33a、33bから低酸素空気の供給先(トレーニングルーム2a、2b)までの間。
(3)第1排出部31から混合部33a、33bまでの間。
In each of the embodiments described above, excess oxygen-rich feed air is exhausted to the outside of the system, and the oxygen concentration of the low-oxygen feed air is adjusted by increasing or decreasing the exhaust rate of the oxygen-rich feed air. In each of the embodiments described above, exhaust flow rate control means 46 is provided in the exhaust flow path 45 as a means for adjusting the exhaust rate of the oxygen-rich feed air.
The present invention is not limited to this configuration, and it is also possible to provide a flow rate control means in another flow path that is correlated with the oxygen concentration of the low-oxygen feed air.
For example, the flow rates at the following locations are all correlated with the oxygen concentration of the low-oxygen feed air:
(1) Between the second discharge section 32 and the mixing sections 33a, 33b.
(2) From the mixing sections 33a, 33b to the destinations where the low oxygen air is supplied (training rooms 2a, 2b).
(3) Between the first discharge section 31 and the mixing sections 33a, 33b.

図5は、第2排出部32から混合部33a、33bまでの間であって、第2排出部32から分岐部65までの間に、流量制御手段75を設けた例である。
図5に示すトレーニング装置83では、流量制御手段75の開度を調節すると、第2排出部32の出口圧力が変化し、低酸素原料空気の酸素濃度が変わる。
図5に示す実施形態では、混入流量制御手段42a、42b及び排気流量制御手段46よりも上流側に流量制御手段75があるので、混入流量制御手段42a、42b及び排気流量制御手段46の開度に影響を受けることなく、第2排出部32の出口圧力を調整することができる。よって、低酸素原料空気の酸素濃度や圧力を安定させることができる。
FIG. 5 shows an example in which a flow rate control means 75 is provided between the second discharge section 32 and the mixing sections 33 a and 33 b , and between the second discharge section 32 and the branch section 65 .
In the training device 83 shown in FIG. 5, when the opening of the flow rate control means 75 is adjusted, the outlet pressure of the second discharge section 32 changes, and the oxygen concentration of the low-oxygen feed air changes.
5, since the flow control means 75 is located upstream of the mixing flow control means 42a, 42b and the exhaust flow control means 46, the outlet pressure of the second discharge section 32 can be adjusted without being affected by the opening degrees of the mixing flow control means 42a, 42b and the exhaust flow control means 46. Therefore, the oxygen concentration and pressure of the low-oxygen feed air can be stabilized.

図6は、第2排出部32から混合部33a、33bまでの間であって、分岐部65から混入流量制御手段42a、42bまでの間に、流量制御手段76を設けた例である。
図6に示すトレーニング装置85では、流量制御手段76の開度を調節すると、第2排出部32の圧力が変化し、低酸素原料空気の酸素濃度が変わる。
図6に示す実施形態では、混入流量制御手段42a、42bよりも上流側に流量制御手段76があるので、混入流量制御手段42a、42bの開度に影響を受けることなく、第2排出部32の出口圧力を調整することができる。よって、低酸素原料空気の酸素濃度や圧力を安定させることができる。
FIG. 6 shows an example in which a flow rate control means 76 is provided between the second discharge section 32 and the mixing sections 33a and 33b, and between the branching section 65 and the mixed flow rate control means 42a and 42b.
In the training device 85 shown in FIG. 6, when the opening of the flow rate control means 76 is adjusted, the pressure of the second discharge portion 32 changes, and the oxygen concentration of the low-oxygen feed air changes.
6, since the flow control means 76 is located upstream of the mixing flow control means 42a, 42b, the outlet pressure of the second discharge part 32 can be adjusted without being affected by the opening degree of the mixing flow control means 42a, 42b. Therefore, the oxygen concentration and pressure of the low-oxygen feed air can be stabilized.

図7は、混合部33a、33bから低酸素空気の供給先(トレーニングルーム2a、2b)までの間に、流量制御手段77a、77bを設けた例である。
図7に示すトレーニング装置86では、流量制御手段77a、77bの開度を調節すると、低酸素原料空気の酸素濃度が変わる。
FIG. 7 shows an example in which flow rate control means 77a, 77b are provided between the mixers 33a, 33b and the destinations of the low oxygen air (training rooms 2a, 2b).
In the training device 86 shown in FIG. 7, the oxygen concentration of the low-oxygen feed air changes when the opening of the flow rate control means 77a, 77b is adjusted.

図8は、第1排出部31から混合部33a、33bまでの間に、流量制御手段78を設けた例である。
図8に示すトレーニング装置87では、流量制御手段78の開度を調節すると、低酸素原料空気の酸素濃度が変わる。
図8に示す実施形態では、低酸素空気流路38であって、二つのトレーニングルーム2a、2bに分岐される前の位置に、共通の流量制御手段78が設けられているが、分岐後の位置に、それぞれ個別に流量制御手段78を設けてもよい。
FIG. 8 shows an example in which a flow rate control means 78 is provided between the first discharge section 31 and the mixing sections 33a and 33b.
In the training device 87 shown in FIG. 8, the oxygen concentration of the low-oxygen feed air changes when the opening of the flow rate control means 78 is adjusted.
In the embodiment shown in FIG. 8, a common flow control means 78 is provided in the hypoxic air flow path 38 at a position before it branches into the two training rooms 2a, 2b, but flow control means 78 may also be provided individually at positions after the branching.

図5乃至図8には、高酸素濃度監視センサー43が図示されているが、高酸素濃度監視センサー43は無くてもよい。 Although a high oxygen concentration monitoring sensor 43 is illustrated in Figures 5 to 8, the high oxygen concentration monitoring sensor 43 is not required.

図5乃至図8に示す実施形態では、低酸素原料空気の酸素濃度を低酸素濃度監視センサー41で直接的に検知したが、以下のような低酸素原料空気の酸素濃度と相関関係にある数値を、低酸素濃度監視センサー41の検知濃度に代えて利用してもよい。
(1)低酸素原料空気の圧力。
(2)高酸素原料空気の圧力。
(3)低酸素原料空気の流量。
(4)高酸素原料空気の流量。
(5)高酸素原料空気の酸素濃度。
(6)低酸素原料空気の窒素濃度。
(7)高酸素原料空気の窒素濃度。
In the embodiment shown in Figures 5 to 8, the oxygen concentration of the low-oxygen feed air is directly detected by the low-oxygen concentration monitoring sensor 41, but a numerical value correlated with the oxygen concentration of the low-oxygen feed air as described below may be used instead of the concentration detected by the low-oxygen concentration monitoring sensor 41.
(1) Pressure of low-oxygen feed air.
(2) Pressure of high-oxygen feed air.
(3) Flow rate of low-oxygen feed air.
(4) Flow rate of oxygen-enriched feed air.
(5) Oxygen concentration of the oxygen-rich feed air.
(6) Nitrogen concentration of the low-oxygen feed air.
(7) Nitrogen concentration of the oxygen-rich feed air.

上記した番号(1)乃至(7)のいずれかの検出値を利用して低酸素原料空気の酸素濃度を調整する場合には、他の検知手段は無くてもよい。例えば、上記した番号(1)乃至(7)のいずれかの検出値を利用して低酸素原料空気の酸素濃度を調整する場合には、低酸素濃度監視センサー41は設けられなくてもよい When the oxygen concentration of the low-oxygen feed air is adjusted using any of the detection values (1) to (7) above, other detection means may not be required. For example, when the oxygen concentration of the low-oxygen feed air is adjusted using any of the detection values (1) to (7) above, the low-oxygen concentration monitoring sensor 41 may not be provided.

図5乃至図8に示す実施形態及びこれの変形例の構成を採用する場合には、排気流路45に排気流量制御手段46が設けられていなくてもよい。ただし、排気部48を完全に開放状態とすることは好ましくないので、手動式の絞りの様な開度を変更可能な部材を設けることが望ましい。排気部48に固定式の絞りを設けてもよい。 When adopting the configurations of the embodiments and their modified examples shown in Figures 5 to 8, the exhaust flow control means 46 does not have to be provided in the exhaust flow path 45. However, since it is not preferable to leave the exhaust section 48 completely open, it is preferable to provide a member whose opening can be changed, such as a manual throttle. A fixed throttle may also be provided in the exhaust section 48.

流量制御手段75、76、77a、77b、78を図5乃至図8に示す位置に配置した場合においても、当該流量制御手段75、76、77a、77b、78の開度を、混入流量制御手段42a、42bの開度に関連付けて制御してもよい。
例えば、前記した低酸素濃度監視センサー41で検知された低酸素原料空気の酸素濃度によって排気流量制御手段75、76、77a、77b、78の開度調節を行う。さらに、混入流量制御手段42a、42bの開度に応じて、排気流量制御手段75、76、77a、77b、78の開度が補正される。
即ち、排気流量制御手段75、76、77a、77b、78の開度を、低酸素濃度監視センサー41等で検知された情報に加え、混入流量制御手段42a、42bの開度によっても制御する。
Even when the flow control means 75, 76, 77a, 77b, and 78 are arranged in the positions shown in Figures 5 to 8, the opening degrees of the flow control means 75, 76, 77a, 77b, and 78 may be controlled in relation to the opening degrees of the mixed flow control means 42a and 42b.
For example, the apertures of the exhaust flow control means 75, 76, 77a, 77b, 78 are adjusted according to the oxygen concentration of the low-oxygen feed air detected by the low-oxygen concentration monitoring sensor 41. Furthermore, the apertures of the exhaust flow control means 75, 76, 77a, 77b, 78 are corrected according to the apertures of the mixed flow control means 42a, 42b.
That is, the openings of the exhaust flow rate control means 75, 76, 77a, 77b, 78 are controlled not only by the information detected by the low oxygen concentration monitoring sensor 41 etc. but also by the openings of the mixed flow rate control means 42a, 42b.

以上説明した実施形態では、検知手段(低酸素濃度監視センサー41、窒素濃度センサー、圧力センサー60、高酸素濃度監視センサー43、高酸素圧力監視センサー70、流量センサー等)が検知した検出値が、一定値または一定の範囲に収まる様に、流量制御手段(排気流量制御手段46、流量制御手段75、流量制御手段76、流量制御手段77a、77b、流量制御手段78等)の開度が制御される。即ち上記した実施形態では、検知手段の検出値をそのまま利用し、当該検出値が一定値または一定の範囲に収まる様に、流量制御手段の開度が制御される。
しかしながら、本発明はこの構成に限定されるものではなく、特定の検知手段で検知された物理量から他の物理量を演算または推定し、この値が一定値または一定の範囲に収まる様に、流量制御手段の開度が制御されてもよい。
例えば、圧力センサー60で検知される低酸素原料空気の圧力(検知された物理量)に基づいて、低酸素原料空気の酸素濃度(他の物理量)を演算し、この値が一定値または一定の範囲に収まる様に、流量制御手段の開度が制御されるものであってもよい。
In the embodiments described above, the aperture of the flow control means (exhaust flow control means 46, flow control means 75, flow control means 76, flow control means 77a, 77b, flow control means 78, etc.) is controlled so that the detection values detected by the detection means (low oxygen concentration monitoring sensor 41, nitrogen concentration sensor, pressure sensor 60, high oxygen concentration monitoring sensor 43, high oxygen pressure monitoring sensor 70, flow sensor, etc.) are constant or fall within a constant range. That is, in the above-described embodiments, the detection values of the detection means are used as they are, and the aperture of the flow control means is controlled so that the detection values are constant or fall within a constant range.
However, the present invention is not limited to this configuration, and another physical quantity may be calculated or estimated from a physical quantity detected by a specific detection means, and the opening of the flow control means may be controlled so that this value falls within a constant value or a constant range.
For example, the oxygen concentration (another physical quantity) of the low-oxygen feed air may be calculated based on the pressure (detected physical quantity) of the low-oxygen feed air detected by pressure sensor 60, and the opening of the flow control means may be controlled so that this value remains at a constant value or within a certain range.

以上説明した実施形態では、低酸素空気流路38に定流量手段(ニードル弁)61a、61bが設けられているが、定流量手段(ニードル弁)61a、61bは、設けられなくてもよい。また、定流量手段はニードル弁に限らず開度調整可能なダンパ等であってもよい。また、定流量手段は、二つのトレーニングルーム2a、2bに分岐した配管にそれぞれ備えられているがこれに限定されず、分岐前の配管に一つ設けられていてもよい。 In the embodiment described above, constant flow means (needle valves) 61a, 61b are provided in the low oxygen air flow path 38, but the constant flow means (needle valves) 61a, 61b do not have to be provided. The constant flow means is not limited to needle valves and may be dampers with adjustable openings. The constant flow means is provided in each of the piping that branches into the two training rooms 2a, 2b, but is not limited to this and may be provided in the piping before the branching.

以上説明した実施形態では、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 the embodiment described above, the high-oxygen feed air and the low-oxygen feed air are mixed in a pipeline, but a mixing section with a larger volume may be provided and the high-oxygen feed air and the low-oxygen feed air may be introduced into the mixing section.
Also, the high-oxygen feed air and the low-oxygen feed air may be introduced separately into the training rooms 2a and 2b, and the high-oxygen feed air and the low-oxygen feed air may be mixed in the training rooms 2a and 2b. In other words, the training rooms 2a and 2b may be used as mixing sections.

以上説明した実施形態では、高酸素空気流路36に混入流量制御手段42a、42bを設け、排気流路45に排気流量制御手段46を設けて、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に混合するものと系外に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65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, mixing flow rate control means 42a, 42b are provided in the oxygen-rich air flow path 36, and an exhaust flow rate control means 46 is provided in the exhaust flow path 45, so that the oxygen-rich feed air generated in the feed air generation device 26 is divided into that which is mixed into the main flow path 23 and that which is exhausted to the outside of the system.
As another measure, a damper (flow control means) whose opening degree can be adjusted may be provided at the branching point 65 between the oxygen-rich air flow path 36 and the exhaust flow path 45, and the oxygen-rich feed air may be divided into that which is mixed with the main flow path 23 and that which is exhausted.

以上説明した実施形態では、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 embodiment described above, the destinations for the hypoxic mixed air from the hypoxic air supply device 3 are two locations, the training rooms 2a and 2b, but it is also possible to supply hypoxic mixed air to only one training room 2, or to supply hypoxic mixed air to more training rooms 2.
The embodiment described above is an example of using the hypoxic air supply device 3 to supply hypoxic mixed air to the training rooms 2a and 2b, but the destination of the hypoxic mixed air is not limited to the training rooms 2a and 2b. For example, the hypoxic mixed air may be supplied to a suction mask or a test device.

また低酸素空気供給装置3に二酸化炭素除去装置を設けてもよい。二酸化炭素除去装置は、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。 A carbon dioxide removal device may also be provided in the low-oxygen air supply device 3. It is preferable to provide the carbon dioxide removal device in the high-oxygen air flow path 36. According to this embodiment, carbon dioxide can be removed from the high-oxygen feed air, thereby reducing the amount of carbon dioxide.

1、80、82、83、85、86、87 トレーニング装置
2a 第1トレーニングルーム
2b 第2トレーニングルーム
3 低酸素空気供給装置
5 制御装置
13 室内酸素濃度監視センサー
26 原料空気生成装置(特殊空気生成装置)
30 空気導入口
31 第1排出部
32 第2排出部
33a、33b 混合部
36 高酸素空気流路
38 低酸素空気流路
41 低酸素濃度監視センサー
42a 混入流量制御手段
42b 混入流量制御手段
43 高酸素濃度監視センサー
45 排気流路
46 排気流量制御手段
48 排気部
51 気体分離膜(気体分離部材)
60 低酸素圧力監視センサー
65 分岐部
70 高酸素圧力監視センサー
75 流量制御手段
76 流量制御手段
77a、77b 流量制御手段
78 流量制御手段
1, 80, 82, 83, 85, 86, 87 Training device 2a First training room 2b Second training room 3 Low oxygen air supply device 5 Control device 13 Indoor oxygen concentration monitoring sensor 26 Raw air generator (special air generator)
30 Air inlet 31 First discharge section 32 Second discharge section 33a, 33b Mixing section 36 High oxygen air flow path 38 Low oxygen air flow path 41 Low oxygen concentration monitoring sensor 42a Mixing flow rate control means 42b Mixing flow rate control means 43 High oxygen concentration monitoring sensor 45 Exhaust flow path 46 Exhaust flow rate control means 48 Exhaust section 51 Gas separation membrane (gas separation member)
60 Low oxygen pressure monitoring sensor 65 Branching portion 70 High oxygen pressure monitoring sensor 75 Flow rate control means 76 Flow rate control means 77a, 77b Flow rate control means 78 Flow rate control means

Claims (8)

原料空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であって、
特殊空気生成装置を有し、
前記特殊空気生成装置は、窒素と酸素とを分離可能な気体分離部材を有するものであって、空気導入口と、第1排出部と、第2排出部を有し、前記空気導入口から原料空気が導入され、前記第1排出部から前記原料空気よりも酸素濃度が低い低酸素原料空気が排出され、前記第2排出部から前記原料空気よりも酸素濃度が高い高酸素原料空気が排出されるものであり、
前記第1排出部から排出された前記低酸素原料空気と前記第2排出部から排出された前記高酸素原料空気を混合して、前記原料空気よりも酸素濃度が低い低酸素混合空気を生成する混合部と、
前記第2排出部から排出された前記高酸素原料空気のうち余剰の高酸素原料空気を系外に排気する排気部と、
前記低酸素原料空気の酸素濃度、窒素濃度、圧力、又は流量のいずれかを検知する検知手段と、
第1群のいずれかの位置に設けられた流量制御手段と、
前記検知手段の検出値に基づき、前記流量制御手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とする低酸素空気供給装置。
第1群
(1)前記第2排出部から前記排気部までの間。
(2)前記第2排出部から前記混合部までの間。
(3)前記混合部から前記低酸素空気の供給先までの間。
A low-oxygen air supplying device for supplying low-oxygen air having an oxygen concentration lower than that of raw air,
It has a special air generating device,
The special air generating device has a gas separating member capable of separating nitrogen and oxygen, and has an air inlet, a first discharge section, and a second discharge section, in which raw air is introduced through the air inlet, low-oxygen raw air having a lower oxygen concentration than the raw air is discharged from the first discharge section, and high-oxygen raw air having a higher oxygen concentration than the raw air is discharged from the second discharge section,
a mixing section that mixes the low-oxygen feed air discharged from the first discharge section and the high-oxygen feed air discharged from the second discharge section to generate low-oxygen mixed air having an oxygen concentration lower than that of the feed air;
an exhaust section that exhausts excess oxygen-rich feed air from the second exhaust section to the outside of the system;
A detection means for detecting any one of the oxygen concentration, the nitrogen concentration, the pressure, or the flow rate of the low-oxygen feed air;
A flow rate control means provided at any position of the first group;
and a control means for controlling the flow rate control means based on a detection value of the detection means.
First group (1): Between the second exhaust section and the exhaust section.
(2) Between the second discharge section and the mixing section.
(3) From the mixing section to the destination where the low oxygen air is supplied.
原料空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であって、
特殊空気生成装置を有し、
前記特殊空気生成装置は、窒素と酸素とを分離可能な気体分離部材を有するものであって、空気導入口と、第1排出部と、第2排出部を有し、前記空気導入口から原料空気が導入され、前記第1排出部から前記原料空気よりも酸素濃度が低い低酸素原料空気が排出され、前記第2排出部から前記原料空気よりも酸素濃度が高い高酸素原料空気が排出されるものであり、
前記第1排出部から排出された前記低酸素原料空気と前記第2排出部から排出された前記高酸素原料空気を混合して、前記原料空気よりも酸素濃度が低い低酸素混合空気を生成する混合部と、
前記第2排出部から排出された前記高酸素原料空気のうち余剰の高酸素原料空気を系外に排気する排気部と、
前記低酸素原料空気の窒素濃度又は圧力を検知する検知手段と、
前記第1排出部から前記混合部までの間に設けられた流量制御手段と、
前記検知手段の検出値に基づき、前記流量制御手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とする低酸素空気供給装置。
A low-oxygen air supplying device for supplying low-oxygen air having an oxygen concentration lower than that of raw air,
It has a special air generating device,
The special air generating device has a gas separating member capable of separating nitrogen and oxygen, and has an air inlet, a first discharge section, and a second discharge section, in which raw air is introduced through the air inlet, low-oxygen raw air having a lower oxygen concentration than the raw air is discharged from the first discharge section, and high-oxygen raw air having a higher oxygen concentration than the raw air is discharged from the second discharge section,
a mixing section that mixes the low-oxygen feed air discharged from the first discharge section and the high-oxygen feed air discharged from the second discharge section to generate low-oxygen mixed air having an oxygen concentration lower than that of the feed air;
an exhaust section that exhausts excess oxygen-rich feed air from the second exhaust section to the outside of the system;
A detection means for detecting the nitrogen concentration or pressure of the low-oxygen feed air;
A flow rate control means provided between the first discharge section and the mixing section;
and a control means for controlling the flow rate control means based on a detection value of the detection means.
前記検知手段は、前記第1排出部から前記混合部に至るまでの間に設けられた酸素濃度検知手段であ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。 The low-oxygen air supply device according to claim 1, characterized in that the detection means is an oxygen concentration detection means provided between the first discharge section and the mixing section. 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、
前記高酸素空気流路から分岐されて前記排気部に至る排気路を有し、
前記流量制御手段は、前記排気路に設けられていることを特徴とする請求項1又は3に記載の低酸素空気供給装置。
an oxygen-rich air flow path from the second discharge section to the mixing section;
an exhaust path branched from the oxygen-rich air flow path to the exhaust section,
4. The low oxygen air supply device according to claim 1, wherein the flow rate control means is provided in the exhaust passage.
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、
前記高酸素空気流路を分岐する分岐部と、
前記分岐部で分岐されて前記排気部に至る排気路を有し、
前記流量制御手段は、前記第2排出部と前記分岐部の間に設けられていることを特徴とする請求項1又は3に記載の低酸素空気供給装置。
an oxygen-rich air flow path from the second discharge section to the mixing section;
A branching portion that branches the oxygen-rich air flow path;
an exhaust path that branches off at the branching portion and leads to the exhaust portion;
4. The low oxygen air supply device according to claim 1, wherein the flow rate control means is provided between the second discharge portion and the branch portion.
前記低酸素原料空気に混合される前記高酸素原料空気の量を制御する混入流量制御手段を有し、
前記流量制御手段の開度と前記混入流量制御手段の開度が関連付けて制御されることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の低酸素空気供給装置。
a mixing flow rate control means for controlling the amount of the high-oxygen feed air mixed with the low-oxygen feed air,
6. The low oxygen air supplying device according to claim 1, wherein the opening degree of the flow rate control means and the opening degree of the mixed flow rate control means are controlled in association with each other.
前記低酸素原料空気に混合される前記高酸素原料空気の量を制御する混入流量制御手段を有し、
前記混入流量制御手段は、前記混合部以降の流路の酸素濃度に基づき制御されることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の低酸素空気供給装置。
a mixing flow rate control means for controlling the amount of the high-oxygen feed air mixed with the low-oxygen feed air,
7. The low oxygen air supply device according to claim 1, wherein the mixing flow rate control means is controlled based on the oxygen concentration in the flow path following the mixing section.
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7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原料空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 device comprising a training room in which people can exercise and a hypoxic air supply device according to any one of claims 1 to 7, capable of creating a hypoxic environment in the training room with an oxygen concentration lower than that of the raw air.
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