(57)【要約】【課題】  低圧室内で被験者が試験をしている場合と、被験者がいない場合における低圧室の圧力制御適切に行うことができる低圧環境模擬装置を提供する。【解決手段】  それぞれに被験者が収容できる複数の低圧室１Ａ、１Ｂと、低圧室１Ａ、１Ｂ毎に低圧室１Ａ、１Ｂ各々の内部が目視で監視できる位置に設置した制御卓２Ａ、２Ｂから、オペレータが低圧室１Ａ、１Ｂを目視で監視しながら行う直接圧力制御と、被験者が収容されていない他の低圧室１Ａ、１Ｂの遠隔圧力制御が可能な切替機構７を設ける。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれに被験者が収容できる複数の低圧室と、低圧室毎に低圧室内の圧力を制御する制御卓と、低圧室の内部が目視で監視できる位置に設置され前記制御卓を介して低圧室の圧力を遠隔から間接的に制御できる遠隔制御方式と低圧室に収容されている被験者を目視で監視しながら直接低圧室の圧力を前記制御卓を介して制御する直接制御方式の両方式のいずれかに切替選択できる切替機構を設けたことを特徴とする低圧環境模擬装置。
【請求項２】
各低圧室とは離れた位置に別の制御卓を設置し、被験者が収容されていない低圧室の圧力をこの制御卓から一元的にリモート制御でき、必要に応じて各制御卓をローカル制御に切替えることができる切替機構を設けたことを特徴とする低圧環境模擬装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高地スポーツ訓練やスポーツ医学研究、航空宇宙訓練、循環器系医学治療等に供せられる低圧環境模擬装置の圧力制御方式に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年高地スポーツ訓練の代替として、又スポーツ医学研究や航空・宇宙乗務員の適性検査や身体能力向上のための訓練や、循環器病の治療のために低圧環境模擬装置が供せられている（たとえば、特許文献１および特許文献２参照）。そこでは被験者は周囲の大気圧力よりも低い低圧室と呼ばれる隔室に入り、短期又は長期間収容される。その間オペレータ又は監視者は常時外部から被験者の健康と生命の安全を確保するための低圧室内の環境の維持と異常事態発生時の対処に備えている。
【０００３】
低圧室内の環境は通常、圧力、圧力変化率、温度、湿度及びガス濃度等が制御されているが、特に圧力と圧力変化率の制御と目視による監視は被験者の健康と生命の安全を確保するうえで特に重要である。又被験者が収容される低圧室は通常２室又は２室以上の複数室設けられており、低圧環境模擬装置の圧力制御方式や構成及び低圧室の利用形態は異なる。以下低圧室が２室の場合における従来の低圧室の圧力制御について図３〜図５にしたがって構成例及び作動を説明する。
【０００４】
低圧環境模擬装置の圧力制御部は図３に示す通りである。すなわち被験者が収容される複数の低圧室１Ａ及び１Ｂと、低圧室１Ａ及び低圧室１Ｂの圧力を室外の大気圧力よりも低くするための真空ポンプ１２、低圧室１Ａ及び低圧室１Ｂの圧力を減少させるための減圧弁９Ａ及び９Ｂと、増加させるための復圧弁１０Ａ及び１０Ｂ、減圧弁９Ａ及び９Ｂと復圧弁１０Ａ及び１０Ｂの開閉速度を制御する圧力制御器８Ａ及び８Ｂ、低圧室１Ａ及び低圧室１Ｂの圧力制御指令の設定と低圧室１Ａ及び低圧室１Ｂの室内の環境と被験者の状況を監視するための制御卓２Ａ及び２Ｂ並びに低圧室１Ａ及び低圧室１Ｂの圧力を検出する圧力センサ１１Ａ及び１１Ｂからなる。
【０００５】
複数の低圧室と制御卓の組み合わせ例は図４に示すように、一つの低圧室１Ａ又は１Ｂを一つの制御卓２Ａ又は２Ｂで制御する場合と、図５に示すように複数の低圧室１Ａ、１Ｂを一つの制御卓２Ｃで制御する場合に大別される。又低圧室の使用方法も、複数の低圧室の中に被験者がそれぞれ入室し収容される場合もあれば、一つの低圧室のみに被験者が入室し収容され、他の低圧室を真空タンク代わりに使用する場合もある。いずれの場合も被験者の健康と生命の安全を確保するために低圧室外から被験者を直接目視で監視する必要がある。
【０００６】
被験者は低圧室１Ａに備え付けられた扉から低圧室１Ａに入室する。制御卓２Ａで低圧室１Ａの最終到達圧力とそれに至る圧力変化率を設定し、圧力制御器８Ａに圧力制御指令を送る。低圧室１Ａ内の空気が減圧弁９Ａを介して真空ポンプ１２から室外に排出される。低圧室１Ａ内の圧力は圧力センサ１１Ａが検出し、圧力制御器８Ａにフィードバックされ、減圧弁９Ａの開度を微調整して所望の圧力変化率で低圧室１Ａ内圧力を所望の圧力まで減少させる。低圧室１Ａ内の圧力が所望の圧力に達した後は、減圧弁９Ａ及び復圧弁１０Ａを僅かに開閉させて低圧室１Ａ内圧力を一定に保つ。
【０００７】
被験者が低圧室１Ａから外出するときは、制御卓２Ａからその時の室外大気圧力とそれに至る圧力変化率を設定する。設定信号は圧力制御器８Ａに送られ、復圧弁１０Ａが圧力制御器８Ａの指令に従って開閉する。復圧弁１０Ａを介して室外空気が低圧室１Ａに流入し、低圧室１Ａ内圧力は徐々に増加する。低圧室１Ａ内圧力は圧力センサ１１Ａが検出し、圧力制御器８Ａにフィードバックされ、復圧弁１０Ａの開度を微調整して所望の圧力変化率で低圧室１Ａ内圧力を室外圧力まで増加させる。低圧室１Ａ内圧力が室外圧力に等しくなったとき、低圧室１Ａの扉を開け被験者は退出する。低圧室１Ｂの作動も同様である。以上の制御は予め組み込まれたプログラムに従って実行される。
【特許文献１】特開平１１−１９２６１号公報（図１０〜図１２）
【特許文献２】特開平２０００−２４０３６９号公報（１〜２頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
制御卓を低圧室毎に配置した場合には、低圧室に収容されている被験者の健康と生命の安全を確保するために複数のオペレータが必要である。制御卓が１箇所にまとまっている場合には、被験者が低圧室に収容されている場合、被験者を直接目視で監視することがオペレータのみでは困難で、別に監視員を配置する必要があり人的負荷が大きい。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記課題を解決するためにそれぞれに被験者が収容できる複数の低圧室と、低圧室毎に低圧室内の圧力を制御する制御卓を、低圧室の内部が直接目視で監視できる位置に設置し、前記制御卓を介して、低圧室の圧力を遠隔から間接的に制御できる遠隔制御方式と、低圧室に収容されている被験者を直接目視で監視しながら、直接低圧室の圧力を前記制御卓介して制御する直接制御方式のいずれに切替選択できる切替機構を設ける。更に各低圧室とは離れた位置に別の制御卓を設置し、被験者が収容されていない低圧室の圧力を操作者によりこの制御卓から一元的にリモート制御でき、必要に応じて各制御卓をローカル制御に切替えることができる切替機構を設ける。
【発明の効果】
【００１０】
各低圧室に被験者が収容されているときには、従来どおりオペレータは各低圧室の制御卓で被験者を直接目視監視しながら圧力制御を行うが、一つの低圧室にしか被験者が収容されていない場合には、被験者の収容されていない低圧室の直接目視による監視は不要であるので、１箇所の制御卓で被験者を直接目視監視しながら圧力制御を行い、他の低圧室の圧力制御はリモート操作で行う。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
それぞれに被験者が収容できる複数の低圧室と、低圧室毎に低圧室各々の内部が目視で監視できる位置に設置した制御卓から、オペレータが低圧室を目視で監視しながら行う直接圧力制御と、被験者が収容されていない他の低圧室の遠隔圧力制御が可能な切替機構を設ける。
【実施例１】
【００１２】
低圧環境模擬装置の圧力制御部は図１に示すとおりである。被験者が収容される複数の低圧室１Ａ及び低圧室１Ｂと、低圧室１Ａ及び低圧室１Ｂの圧力を室外の大気圧力よりも低くするための真空ポンプ１２、低圧室１Ａ及び低圧室１Ｂの圧力を減少させるための減圧弁９Ａ及び９Ｂと、低圧室１Ａ及び低圧室１Ｂの圧力を増加させるための復圧弁１０Ａ及び１０Ｂ、減圧弁９Ａ及び９Ｂと復圧弁１０Ａ及び１０Ｂの開閉速度を制御する圧力制御器８Ａ及び８Ｂ、低圧室１Ａ及び低圧室１Ｂの制御指令の設定と低圧室１Ａ及び低圧室１Ｂの室内の環境と被験者の状態を直接目視監視するための制御卓２Ａ及び制御卓２Ｂ及びローカル制御、リモート制御の切り替えを行うローカル制御スイッチ３Ａ及び３Ｂ、リモート制御スイッチ５Ａ及び５Ｂ、ローカル制御、リモート制御で圧力を設定するローカル制御圧力設定器４Ａ及び４Ｂ、リモート制御圧力設定器６Ａ及び６Ｂ及び制御卓２Ａ、制御卓２Ｂの制御指令の切り替えを行う２つの切替スイッチ７１Ｓ及び７２Ｓからなる切替機構７並びに低圧室１Ａ及び２Ｂの圧力を検出する圧力センサ１１Ａ及び１１Ｂからなる。この切替機構７はローカル制御スイッチ３Ａ及び３Ｂ、リモート制御スイッチ５Ａ及び５Ｂによって作動する。すなわち切替スイッチ７１Ｓが接点Ａ１に傾動すると、制御卓２Ａのローカル制御圧力設定器４Ａからの設定信号が圧力制御器８Ａに供給され、この設定信号に従って減圧弁９Ａ及び復圧弁１０Ａが作動し低圧室１Ａの圧力は制御卓２Ａからのローカル制御指令に従って制御される。次に切替スイッチ７１Ｓが接点Ａ２に傾動すると、制御卓２Ｂのリモート制御圧力設定器６Ｂからの設定信号が圧力制御器８Ａに供給され、この設定信号に従って減圧弁９Ａ及び復圧弁１０Ａが作動し低圧室１Ａの圧力は制御卓２Ｂからのリモート制御指令に従って制御される。切替スイッチ７２Ｓが接点Ｂ１に傾動すると制御卓２Ｂのローカル制御圧力設定器４Ｂからの設定信号が圧力制御器８Ｂに供給され、この設定信号に従って減圧弁９Ｂ及び復圧弁１０Ｂが作動し低圧室１Ｂの圧力は制御卓２Ｂからのローカル制御指令に従って制御される。次に切替スイッチ７２Ｓが接点Ｂ２に傾動すると、制御卓２Ａのリモート制御圧力設定器６Ａからの設定信号が圧力制御器８Ｂに供給され、この設定信号に従って減圧弁９Ｂ及び復圧弁１０Ｂが作動し低圧室１Ｂの圧力は制御卓２Ａからのリモート制御指令に従って制御される
【００１３】
低圧室の圧力制御の方法は図２に示す通り２方式がある。１つはローカル制御方式と呼ばれるもので、低圧室１Ａをそれに付設された制御卓２Ａで、低圧室１Ｂをそれに付設された制御卓２Ｂでそれぞれ独立に行うものである。他方はリモート制御方式とよばれるもので、低圧室１Ａをそれに付設されていない制御卓２Ｂで、低圧室１Ｂをそれに付設されていない制御卓２Ａで行う。
【００１４】
ローカル制御方式で低圧室１Ａを制御するとき、制御卓２Ａでローカル制御スイッチ３Ａをオンにして、低圧室１Ａの最終到達圧力とそれに至る圧力変化率を設定する。切替機構７は設定信号を圧力制御器８Ａに送る。初期状態で低圧室１Ａの圧力が室外大気圧力に等しくなっているので、被験者は低圧室１Ａに備え付けられた扉から低圧室１Ａに入室する。次に低圧室１Ａ内の空気が減圧弁９Ａを介して真空ポンプ１２から室外に排出される。低圧室１Ａ内の圧力は圧力センサ１１Ａが検出し、圧力制御器８Ａにフィードバックされ、減圧弁９Ａの開度を微調整して所望の圧力変化率で低圧室１Ａ内の圧力を所望の圧力まで減少させる。低圧室１Ａ内の圧力が所望の圧力に達したとき、減圧弁９Ａ及び復圧弁１０Ａをわずかに開閉させて低圧室１Ａの内圧力を一定に保つ。
【００１５】
被験者が低圧室１Ａから外出するときは、制御卓２Ａからその時の室外大気圧力とそれに至る圧力変化率を設定する。設定信号は圧力制御器８Ａに送られ、復圧弁１０Ａが圧力制御器８Ａの指令に従って開閉する。復圧弁１０Ａを介して室外空気が低圧室１Ａに流入し、低圧室１Ａ内圧力は徐々に増加する。低圧室１Ａ内圧力は圧力センサ１１Ａが検出し、圧力制御器８Ａにフィードバックされ、復圧弁１０Ａの開度を微調整して所望の圧力変化率で低圧室１Ａ内圧力を室外大気圧力まで増加させる。低圧室１Ａ内圧力が室外大気圧力に等しくなったとき、低圧室１Ａの扉を開け被験者は退出する。低圧室１Ｂの作動も同様である。以上の制御は予め組み込まれたプログラムに従って実行される。
【００１６】
リモート制御方式で低圧室１Ａを制御するとき、制御卓２Ｂ上でリモート制御スイッチ５Ｂをオンにし、低圧室１Ａの最終到達圧力とそれに至る圧力変化率を設定すると、切替機構７がこの設定信号を圧力制御器８Ａに送り、低圧室１Ａの圧力制御が開始される。以下の手順は上記ローカル制御方式と同様である。本発明は以上記述したとおりであるが、上記ならびに図示例に限定されず、他の変形例を包含する。例えば実施例では、低圧室が２室の例で示したが、３室以上とすることも可能である。切替機構７についても、その操作をリモコン方式で行うことも可能である。更に低圧室１Ａと低圧室１Ｂ間で相互に入退出することも、低圧室１Ａと低圧室１Ｂとが連結されているのではなく完全に隔離され独立している場合も同様である。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
本発明は、高地スポーツ訓練やスポーツ医学研究、航空宇宙訓練、循環器系医学治療等に供せられる低圧環境模擬装置に広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明における低圧環境模擬装置の圧力制御系統説明図である。
【図２】本発明における低圧環境模擬装置の圧力制御方式のローカル制御、リモート制御説明図である。
【図３】現在使用されている低圧環境模擬装置の圧力制御系統説明図である。
【図４】現在使用されている低圧環境負荷装置の低圧室と制御卓の組み合わせ例。
【図５】現在使用されている低圧環境負荷装置の低圧室と制御卓の組み合わせ例。
【符号の説明】
【００１９】
１Ａ  低圧室
１Ｂ  低圧室
２Ａ  制御卓
２Ｂ  制御卓
３Ａ  ローカル制御スイッチ
３Ｂ  ローカル制御スイッチ
４Ａ  ローカル制御圧力設定器
４Ｂ  ローカル制御圧力設定器
５Ａ  リモート制御スイッチ
５Ｂ  リモート制御スイッチ
６Ａ  リモート制御圧力設定器
６Ｂ  リモート制御圧力設定器
７  切替機構
７１Ｓ  切替スイッチ
Ａ１  接点
Ａ２  接点
７２Ｓ  切替スイッチ
Ｂ１  接点
Ｂ２  接点
８Ａ  圧力制御器
８Ｂ  圧力制御器
９Ａ  減圧弁
９Ｂ  減圧弁
１０Ａ  復圧弁
１０Ｂ  復圧弁
１１Ａ  圧力センサ
１１Ｂ  圧力センサ
１２  真空ポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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