CN100479798C - 利用热气泡达到按摩效果的水疗法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明为一种利用在水中产生热气泡达到在水中按摩效果的水疗法，包括以下步骤：在一水池中喷发出多个温度高于室温的热气泡；以及利用该热气泡膨胀的浮力与其具有的温度，撞击待按摩的部位，藉由该气泡的撞击力与温度，达到在水中按摩的效果。

Description

利用热气泡达到按摩效果的水疗法及其装置

技术领域

本发明有关一种新的按摩方法，尤其是有关一种应用在水中按摩设备上以完成本发明的按摩方法所必须使用的设备。

背景技术

由于都市人所承受的压力与日俱增，并且因为每天长时间坐在办公桌前缺乏运动，日积月累下来身体容易产生毛病，尤其是肌肉紧绷、筋骨酸痛等，所以近年来水中SPA水疗成为日益风行的休闲养生活动，坊间出现了许多按摩舒压的疗程服务，水疗设备的需求日渐增加，而其所能产生的功效也备受检验。

在SPA水疗中，「热」是一个很重要的因素，因为热能可以有助于让身体排汗，帮助新陈代谢；此外，在某些疗法中，热能也占有非常重要的地位。因此，提供热水的SPA水疗池或是热蒸气室常见于一般的SPA设备中。对这些设备来说，不论是注满热水的水疗池，或是充满热蒸气的蒸气室，使用这些设备时，全身上下不分部位都会接触到来自水分子的热能；然而当热能逸散、水温降低时，加注热水时极容易发生烫伤。

空气注入式的SPA水疗机器是将冷空气注入水中，藉由在水中产生的气泡对身体的局部部位按摩或清洁。这种机器的原理是，冷空气进入水中之后受到浮力影响而产生加速度。假设气泡具有相同的初速度，加速度愈大时，在相同距离内(一样的水面高度)所能得到的末速度就愈大。也就是说，空气注入式的SPA水疗机器是利用浮力将气泡加速，气泡在水中获得更快的速度之后，具有更大的冲力，利用气泡的冲击力对身体进行按摩以及清洁等。

图1所示是目前市面上已有的家庭式的空气注入式SPA水疗浴缸，包含空气压缩机11、导管12、水疗垫13、浴缸14、以及枕头15。周围的空气被空气压缩机11压缩后，经由导管12输送至水疗垫13。如图2所示，水中水疗垫13上有多个空气导管21，可以将压缩后的空气均匀导至水疗垫13前后左右各个部位。空气导管21上面设有多个孔洞22，压缩后的空气通过这些孔洞喷射至水中。喷射出来的气泡因浮力撞击水分子及人体16而达到水疗按摩的效果。

使用水疗设备时，如果不持续提供循环的热水或是没有对池内的水加热的话，随着使用时间的增长，池水就会慢慢地冷却，人体就会渐渐觉得水温不够，而感到不适。然而，以往的水疗按摩浴缸会藉由在温度不足的池水中注入热水以调节水温至舒适的温度，对间歇性大量涌出的热水，使用者若稍有不慎或是太接近出水口，就会被烫伤。而且以往的水疗按摩浴缸没有办法在人体的特定局部部位同时提供热敷以及按摩；同时常温下的气泡浮力、及按摩的撞击力不佳。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种可一方面温和、均匀地加热池水，一方面对人体作局部、有效的按摩，并同时具有热敷效果的水疗方法。

根据本发明的构想，一种利用热气泡达到按摩效果的水疗方法，包括以下步骤：在一水池中喷发出多个温度高于室温的热气泡；以及利用该热气泡所受到的浮力与其具有的温度，撞击待按摩的部位，藉由该气泡的撞击力与温度，达到水疗的按摩效果。

根据上述的构想，该热气泡是由该水池底部喷发。

根据上述的构想，该热气泡的功能还包括加热或维持该池水的温度，或减缓该池水的温度下降。

根据上述的构想，该热气泡的浮力是与该气泡的温度成正比。

根据上述的构想，该热气泡进行水疗按摩时的撞击力是与该气泡的温度成正比。

根据上述的构想，该热气泡是受到浮力的作用而加速，并且愈接近水面时速度愈快，热气泡的冲力也就愈大。

本发明另一方面提供一种在水池中产生热气泡的方法，包括以下步骤：以一空气压缩机压缩冷空气；加热该压缩后的冷空气；将该加热后的压缩空气输送至一底垫；以及该加热后的压缩空气经过位于底垫上的多个孔洞之后，在水中形成多而绵密的气泡。

根据上述的构想，该加热方法是利用一空气加热与温控单元完成。

根据上述的构想，该空气加热与温控单元的加热过程包含：利用一加热线圈加热该压缩后的冷空气，利用一温度传感器检测温度；以及利用一电子电路系统调整该加热线圈的温度高低。

根据上述的构想，该温度传感器是检测该加热后的压缩空气的温度。

根据上述的构想，该温度传感器是检测该池水的温度。

根据上述的构想，该电子电路系统是根据该温度传感器所测得的温度信息而自动调整该加热线圈的温度高低。

根据上述的构想，该电子电路系统是通过使用者以手动方式调整该加热线圈的温度高低。

根据上述的构想，该温度信息是经由一反馈路径传送至该电子电路系统。

根据上述的构想，该加热后的压缩冷空气是利用一导管输送至该底垫。

根据上述的构想，该导管的材质为软材质或硬材质。

根据上述的构想，该底垫的材质为防水材质。

根据上述的构想，该孔洞呈圆形。

本发明又一方面提供一种在水池中产生热气泡的方法，包括以下步骤：加热冷空气；以一空气压缩机压缩该加热后的冷空气；以及该压缩后的热空气经过位于该底垫上的多个孔洞后，在池水中形成多而绵密的气泡。

根据上述的构想，该加热方法是利用一空气加热与温控单元完成。

根据上述的构想，该空气加热与温控单元的加热过程包含：利用一加热线圈加热冷空气；利用一温度传感器检测温度；以及利用一电子电路系统调整该加热线圈的温度高低。

根据上述的构想，该温度传感器是检测该压缩后的热空气的温度。

根据上述的构想，该温度传感器是检测该池水的温度。

根据上述的构想，该电子电路系统是根据该温度传感器所测得的温度信息而自动调整该加热线圈的温度高低。

根据上述的构想，该电子电路系统是通过使用者以手动方式调整该加热线圈的温度高低。

根据上述的构想，该温度信息是经由一反馈路径传送至该电子电路系统。

根据上述的构想，该压缩后的热空气是利用一导管输送至该底垫。

根据上述的构想，该导管的材质为软材质或硬材质。

根据上述的构想，该底垫的材质为防水材质。

根据上述的构想，该孔洞呈圆形。

本发明又一方面提供一种在水池中提供热气泡的装置，包含：一空气压缩机，用以压缩空气；一空气加热与温控单元，用以加热空气并且密切控制加热后的温度；一具有多个孔洞的底垫，使经过上述处理的空气经过该底垫后，在池水中形成多而绵密的气泡；以及多个导管，其连接该空气压缩机与该空气加热与温控单元，以及该空气加热与温控单元与该底垫。

根据上述的构想，该空气加热与温控单元包含：一加热线圈，用以加热空气；一电子电路系统，用以控制该加热线圈的温度；以及一温度传感器，用以检测温度。

根据上述的构想，该温度传感器是检测该热空气的温度。

根据上述的构想，该温度传感器是检测该池水的温度。

根据上述的构想，该电子电路系统是根据该温度传感器所测得的温度信息而自动调整该加热线圈的温度高低。

根据上述的构想，该电子电路系统是通过使用者以手动方式调整该加热线圈的温度高低。

根据上述的构想，该温度信息是经由一反馈路径传送至该电子电路系统。

根据上述的构想，该孔洞为圆形。

根据上述的构想，该底垫的材质为防水的材质。

根据上述的构想，该导管的材质为软材质或硬材质。

采用本发明的技术方案，由于可在水池中产生温度高于室温的热气泡，利用热气泡所具有的高温度产生快速浮力，因此可一方面温和、均匀地加热池水，一方面对人体作局部、有效的按摩，并同时具有热敷效果。

为进一步说明本发明的上述目的、结构特点和效果，以下将结合附图对本发明进行详细的描述。

附图说明

图1表示一水疗设备的示意图；

图2为水中水疗垫的上视图；

图3为气泡从液体底部浮到液体表面的过程的示意图；

图4为本发明的一较佳实施例的提供压缩热空气的装置图；以及

图5为本发明另一较佳实施例的提供压缩热空气的装置图。

具体实施方式

本发明的利用热气泡达到按摩效果的方法及其装置，将可由以下的实施例说明而得到充分了解，使得熟习本技术的人士可以据以完成，然而本发明的实施并非由下列实施例而被限制其实施型态。

在先前技术中已经说明了「热」的重要性，以及空气注入式的气泡水疗机器的优点，还有它们对人体所带来的好处。若能结合以上两个特征，并将它们利用在水疗设备上，则可以大幅增加水疗设备的效果。举例来说，利用这种方法，可以对身体的某个部位，例如扭伤、酸痛、或任何需要按摩的部分，除了按摩之外，还可以同时对局部部分加热，达到热敷的效果。除此之外，热气泡的功能还不止如此，热气泡所具有的热能还能够对水体温和、均匀地加热。同时，因为热气泡膨胀迅速，可在水中产生较大的浮力、或得到较大的上升加速度，而具有较大的按摩力。

在池水中注入热气泡是维持水温的另一种好方法，注入的气泡温度比室内的温度来得高，气泡进入水中后，可以将部分的能量传递给池水，池水一方面会因为接触周围温度较低的冷空气而慢慢降温，另一方面又从热气泡上得到新的热量，所以藉由注入热气泡这个动作，可以让整个状态达到热平衡，以维持池水温度。而且使用着可以依据个人的喜好，控制气泡的温度或是气泡的注入量，藉以调整最舒适的水温。再者，因为热气泡在水中膨胀迅速，受到的浮力也就比较大，所以比起冷气泡有更快的速度，因此热气泡撞击人体后所产生的按摩效果，比起冷气泡所产生的效果要好上许多。

以下将说明本发明所依据的科学原理。根据理想气体方程式，一个理想气体的体积(V)、产生的压力(P_b)、气体莫耳数(n)、以及气体温度(T)之间满足以下的关是式：

P_bV＝nRT                        (1)

其中R为一常数。由上述的方程式可知，当气体温度愈高时，气体膨胀压力也就愈大。当气体在水中时，便形成气泡，而该气泡的膨胀压力与周遭环境的压力达到平衡状态。该气泡所受到来自周围环境的压力与气泡在水中的深度以及大气压力有关。图3为气泡从液体底部浮到液体表面的过程的示意图。图中表示气泡32受到浮力33的作用从水底往水面31移动，气泡32渐渐膨胀，而作用在其上的浮力33随着气泡的体积愈大也就跟着愈大。

如果气泡在水面下距离水面H的地方，则其所受的压力可以表示为：

P_b＝P_a+ρgh                      (2)

是大气压力、ρ是水的密度、G则是重力加速度。由第(1)式及第(2)式，气泡的体积可以表示为：

$V=\frac{\mathrm{nRT}}{(P_a+\mathrm{\ρgh})}---\left(3\right)$

因为N、R、ρ、G都是定值，因此在大气压力(P_b)不变的情况下，气泡的体积与温度成正比，而且当气泡愈往水面时(h愈小)，体积也会跟着膨胀。

根据阿基米德的理论，物体所得到的浮力等于其所排开的液体重。也就是说，气泡在水中所得到的浮力等于该气泡体积大小的水的重量：

F_B＝ρVg                         (4)

结合第(3)式及第(4)式便可求得气泡的浮力，亦即有效的按摩力：

$F_B=\mathrm{\ρg}\frac{\mathrm{nRT}}{(P_a+\mathrm{\ρgh})}---\left(5\right)$

这个按摩力显然是跟气泡的温度T成正比。因为气泡在水中往上的加速度与浮力成正比，所以在水中热气泡的上升速度比冷气泡来得快，也因此可以产生较大的按摩力。总而言之，因为在水中热气泡膨胀快、得到的浮力大、移动速度快，因此按摩时产生的撞击力也较大，同时热能可以传输到局部或全面的身体部位，所以藉由在水疗池中注入热气泡，可以为整个按摩程序带来更好的效果。

本发明的较佳实施例显示于图4的装置示意图中。这个提供压缩热空气的装置主要包含两大部分，首先是空气压缩部分41，它包含一个空气压缩机411，可以吸入冷空气并且将其压缩；另一个部分是加热与温控单元42，用来加热被空气压缩机411压缩后的冷空气，并且备有严密的温控系统以控制热空气的温度。环境中的冷空气43经过空气压缩机411后成为压缩后的冷空气44，然后就进入加热与温控单元42。加热线圈421用来将压缩后的冷空气44加热，该加热线圈421受到电子电路系统422的控制而调整其温度。该电子电路系统422可以由使用者手动控制以调整理想的温度，或是通过温度传感器423与反馈路径424自动调整理想的温度。温度传感器423可以设定检测加热后的冷空气的温度或是池水的温度，然后经由反馈路径424通知电子电路系统422，电子电路系统422会依据得到的温度信息而调整加热线圈421的温度，若是温度不足，则提高加热线圈421的温度，若是太高，则调降加热线圈421的温度，最后便可输出加热后的压缩空气45。

图5为本发明的另一个较佳实例，主要目的也是提供压缩热空气，与图4中所示的实施例的差别在于，在图4中冷空气先经过空气压缩部分41，然后再经过加热与温控单元42，也就是说冷空气43是先压缩再加热。而在图5中，整个压缩和加热的程序刚好和图4所示相反，冷空气43先经过加热与温控单元42，而后才经过空气压缩部分41，也就是说冷空气43是先加热再压缩。在图5所示的第二个实施例中，首先冷空气43先通过加热与温控单元42，加热线圈421用来将冷空气43加热，随后热空气51被空气压缩机411压缩而形成压缩后的热空气52。同样地，在这个实施例中该加热线圈421受到电子电路系统422的控制而调整其温度。该电子电路系统422可以由使用者手动控制以调整理想的温度，或是通过温度传感器423与反馈路径424自动调整理想的温度。温度传感器423会检测压缩后的热空气52的温度或是池水的温度，然后经由反馈路径424通知电子电路系统422，电子电路系统422会依据得到的温度信息而调整加热线圈421的温度，若是温度不足，则提高加热线圈421的温度，若是太高，则调降加热线圈421的温度，以便将压缩后的热空气52的温度调整到最适当的范围。

以上两个实施例中所述的装置不仅可以加热空气，更重要的是，它可以严格控制热气泡的温度，因此在使用水疗设备的时候才不会因为温度的忽冷忽热而感到不适。此外，这两个实施例中所提出的设备可以用在任何传统的水疗器材上，传统的器材只要安装上空气压缩机411连同加热与温控单元42，或是单独安装加热与温控单元42，就可以成为新式的热气泡水疗按摩机。虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，在没有脱离本发明精神的情况下还可作出各种等效的变化或替换，因此，只要在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。

Claims (5)

1.一种在水池中产生热气泡的方法，其特征在于包括以下步骤：

先加热冷空气，然后以一空气压缩机压缩该加热后的冷空气，或先以一空气压缩机压缩冷空气，然后才进行加热；

将该压缩后的热空气输送至一底垫；以及

该压缩后的热空气经过位于该底垫上的多个孔洞之后，在池水中形成多而绵密的气泡，其中该加热方法是利用一空气加热与温控单元完成。

2.如权利要求1所述的在水池中产生热气泡的方法，其特征在于该空气加热与温控单元的加热过程包含：

利用一加热线圈加热该压缩后的冷空气；

利用一温度传感器检测温度；以及

利用一电子电路系统调整该加热线圈的温度高低，其中：

该温度传感器是检测该加热后的压缩空气的温度或该池水的温度；

该电子电路系统是根据该温度传感器所测得的温度信息而自动调整该或通过使用者以手动方式调整该加热线圈的温度高低；以及

该温度信息是经由一反馈路径传送至该电子电路系统。

3.如权利要求1所述的在水池中产生热气泡的方法，其特征在于：

该加热后的压缩空气是利用一导管输送至该底垫；

该导管的材质为软材质或硬材质；

该底垫的材质为防水材质；及

该孔洞呈圆形。

4.一种在水池中提供热气泡的装置，其特征在于包含：

一空气压缩机，用以压缩空气；

一空气加热与温控单元，用以加热空气并且密切控制加热后的温度；

一具有多个孔洞的底垫，使经过上述处理的空气经过该底垫之后，在池水中形成多而绵密的气泡；以及

多个导管，其连接该空气压缩机与该空气加热与温控单元，以及该空气加热与温控单元与该底垫。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于该空气加热与温控单元包含：一加热线圈，用以加热空气；

一电子电路系统，用以控制该加热线圈的温度；以及

一温度传感器，用以检测温度。

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