CN1104222C - 配有宽束超声波发射装置的水按摩浴缸 - Google Patents

配有宽束超声波发射装置的水按摩浴缸 Download PDF

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Abstract

配有超声波微按摩系统的水按摩浴缸包含许多浴缸壁分布的超声波发射装置(13，113)构成。超声波发射装置(13，113)包含把超声波发射方向导入宽的波束的导向机构(23，26；118，125)，波束宽度在距发射源20cm处至少为10cm。如果波束为锥状波束，该导向机构把波束导入一个不小于30°(至少为50°时更有利)的立体角范围。对于发射装置中只有一个超声波发射元件(24)而言，所获得的发射波束宽度比上述元件的固有波束宽度或散度更大。

Description

配有宽束超声波发射装置的水按摩浴缸
本发明涉及一种新型浴缸，它包括：流水宏观按摩或称为水按摩，以及超声波微按摩系统。本发明尤其实现了超声波在浴缸水里的高效合理分布。
在由同一申请者提交的专利EP-A-0,651,987中描述了一种浴缸，它有一个流水宏观按摩系统和一个超声波微按摩系统。
本发明的总体目标是提供一种浴缸，它包括正如前述应用中所描述的微观和宏观按摩系统。这种浴缸提高了工作效率，其超声波分布增加了身体的按摩面积，减少了盲区，而且还能够把超声波在水中的功率密度保持在一个预先设定的范围内。
要实现本发明的这一目标，必须提供一种配有超声波微按摩系统的水按摩浴缸，其中的超声波微按摩系统由许多沿缸壁分布的超声波发射装置构成，事实上，这种装置的特征在于：包含产生超声波束的导向机构，波束宽度在距缸壁20cm处至少为10cm。
参照附图，通过以下对利用本发明原理的实用的典型实施例的描述，可以更清楚地了解本发明的创新原理和相对于已有技术的优越性。附图中：
图1为表示按照本发明制造的浴缸的侧面示意图；
图2为表示按照本发明制造的超声波发射器的截面示意图；
图3为图2所示的发射器的正面示意图；
图4为表示按照本发明的超声波发射器的第二实施例的截面示意图；
图5为表示图4发射器的正面示意图；
图6为表示按照本发明的超声波装置发射率的定性分析曲线并与已知技术的普通发射器的发射率进行了比较。
参照附图，图1表示按照本发明的系统10，它包括：浴缸10；缸壁上有许多喷嘴或壁孔12，用于喷射水流，同时缸壁上还有许多超声波发射装置。其中喷嘴与循环泵14相连，而超声波发射装置与一个或多个电动超声波频率发生器15相连。
水按摩系统部分基本上与已知类型的水按摩系统相同，本专业技术人员可以轻易地设想出来，因此这里不再详细说明。尤其是在工作中，当喷嘴12喷射混合有空气的水流时，将会在水中产生涡流，从而起到了对水中的身体进行宏观按摩的作用。
超声波发射器发射的超声波在水中传播，对用户的身体产生微观按摩效果。
正如前述专利申请EP-A-0651,987中说明的那样，微按摩作用和宏观按摩作用一起共同产生了明显的、有益的按摩效果。
按照本发明的创新原理，发现如果对超声波发射器的数量加以限制，并且每个发射装置以宽的波阵面发射且波阵面宽度远大于已知的超声波发射器的普通波束宽度，那么按摩效果的空间分配和均匀性会得到显著改善。尤其是当每个发射装置13发射的波束宽度在距缸壁20cm处至少为10cm时最为有利。发射束可以为锥形或柱形。同样发现，锥形发射束的有利的宽度应不小于30°，优先选择大于40°，尤其至少为50°(如常用的一个值为60°)。每个发射器合理的输入功率范围为100mW到5W，而频率范围为0.5MHz到5MHz。在被浸泡身体上的有效功率至少为100mW/cm2。
本发明还指出了这样的超声波发射装置，它包含有把波束的发射方向导入预先设定的立体角范围内的机构。
图2表示了应用本发明创新原理的一种超声波发射装置的第一
实施例。
发射装置13包括箱形铸件16，铸件由尾壳17和前盖18构成，并通过螺丝19加以连接。装置13通过缸壁上的通孔由凸缘20固定在缸壁的合适位置上，其正面向浴缸的内侧突出。尾壳17相应螺纹区上的紧固环形螺母21把孔的边缘固定在凸缘20的环形螺母21之间，安装在孔上的发射装置的水密封由密封垫圈22保证。
前盖18有一个面向浴缸内侧的表面23，凹形，通常为抛物线型凹面。在凹面23的中心处是超声波发射元件24(如由人所共知的压电膜片制成)。发射元件24位于箱架28和表面23之内，其发射面25紧紧与表面23贴合。反射及散射元件26正面朝向元件24的发射面，由细的旋臂27固定在前盖18上。象元件26一样，表面23也是由能反射超声波的材料制成。其结果，由发射器24发射出的宽度相当窄的超声波束被凸面26反射回到抛物形反射器23上，再由反射器23发射进入浴缸内部，其波束形状取决于反射器23和散射元件26的几何尺寸、长度和曲面形状，本专业技术人员对这一点都十分清楚。波束可以为柱状或锥状，宽度在距波源20cm处时不小于10cm。
如为锥状波束，那么其宽度应不小于30°，最好不大于40°-50°，而且必须保证大于发射器24所代表的发射源的固有宽度或散度。
图6表示了发射功率与距发射器中心轴距离之间关系的实验曲线，其中对已知类型发射器24(曲线E1)和按照本发明的发射器(曲线E2)进行了比较。由图可见，本发明的发射器避免了在发射器中心轴附近出现功率峰值，并且获得了发射功率在整个宽波前范围里的大体上的均匀分布。其结果，可以防止身体的局部区域受到超声波的过分刺激，同时也可以避免身体的最远区域完全受不到刺激的情况发生。
图4为超声波束发射装置实施例的一个实例。
在图4中，发射装置113包括箱形铸件116，该铸件由尾壳117和前盖118构成，并通过螺丝119加以连接。装置113通过缸壁上的通孔由凸缘120固定在缸壁的合适位置上，其正面向浴缸的内侧突出。尾壳117相应螺纹区上的紧固环形螺母121把孔的边缘固定于凸缘120和环形螺母121之间。安装在孔上的发射装置的水密封由密封垫圈122保证。
前盖118上配有发射导向机构，它包括3个箱架128，每个箱架中均安放一个超声波发射元件124(由如人所共知的压电膜片制成)。3个发射元件124放置在等边三角形的顶点上，每个发射元件124均放置在各自的箱架128内，并使其发射表面125与顶盖表面紧密贴合。各个发射表面125的垂线相互倾斜，使得各个发射器的发射波束均朝着顶盖边缘处倾斜。之所以这样选择是为了把三个发射器发射出的三束波相互并置，从而大体上形成一个宽度为单个波束三倍的合成波束，该合成波束宽度应绝对不小于30°，最好大于40°-50°，并且不论在何种情况下均应大于单个发射器124的代表的发射源的固有散度。
这里明确显示了预计目标是通过提供一种配有超声波微按摩的水按摩浴缸而得以实现。其中超声波以散点形式发射，但具有宽的波束，事实表明：与大量的相互间隔的窄束发射器的情况相比，这种发射方式具有更高的效率。
使用数量少于15个发散器(尤其小于10个)时，发现具有非常好的效果。
具有宽波束孔径的发射器同样可以获得高度均匀的超声波功率分布，并可以减少盲区，而盲区的存在对按摩功效是十分有害的。
以上只是通过采用能说明本发明创新原理的例子就应用本发明创新原理的实施过程进行了明确地描述。因此对本发明权利要求的范围不应理解为仅限于此。例如，发射器和喷嘴的数量和位置与图1相比可能有所差异，发射器24的支撑方式也可能不同于旋臂27。同样为了获得特定的波束的功率分布，反射表面23和散射元件26可以与图中所示有所不同。例如，反射器可以为凸形而不是凹形，反之亦然。
此外，图2与图4中所示类型的发射器亦可以同时使用。
虽然对于浴缸里的整体区域来说，发器发射出大波束宽度的超声波是有利的，但对于特殊部位，如用户的颈部附近，也需要发射普通波束宽度超声波的发射器，而且，要设置波束导向机构以便调整波束宽度，这一点对于本专业技术人员来说是十分清楚的。超声波发生器可以置入超声头中，其示意图参见图2中参考号30代表的虚线部分。
发射器24可以取代部件26。
发射装置端部13可由一个能透过超声波的壁牢牢地密合在旋臂27上(参见图2)。空腔可由凝胶或软化水等流体填充。

Claims (14)

1.配有超声波微按摩系统的水按摩浴缸，它包括：许多沿缸壁分布的超声波发射装置(13，113)，其特征在于：超声波发射装置(13，113)由产生超声波束的导向机构(23，26；118，125)构成，超声波束宽度在距缸壁20cm处至少为10cm。
2.按照权利要求1的浴缸，其特征在于：导向机构(23，26；118，125)把超声波发射方向导入一个立体角范围，该立体角不小于30°。
3.按照权利要求2的浴缸，其特征在于：所述立体角大于40°。
4.按照权利要求2的浴缸，其特征在于：所述立体角至少为50°。
5.按照权利要求1的浴缸，其特征在于：导向机构包含一个反射单一超声波发射器(24)发射波束的表面(23)。
6.按照权利要求5的浴缸，其特征在于：反射表面将发射波束导入一个宽度大于单一发射器固有散度的立体角范围。
7.按照权利要求5的浴缸，其特征在于：反射表面(23)为凹形，超声波发射器置于反射表面(23)的中心，在反射表面上部一定距离处放置一散射元件(26)，散射元件(26)面向超声波发射器(24)，用于把超声波发射器发射出的超声波散射到发射表面(23)上，而反射表面(23)朝向浴缸内部。
8.按照权利要求5的浴缸，其特征在于：导向机构的散射元件(26)由介于散射元件和反射表面周边之间的径向支承臂(27)支撑，面向超声波发射器(24)。
9.按照权利要求1的浴缸，其特征在于：导向机构包含支撑架(118，128)，用于支撑多个间隔一定角度放置的超声波发射器(124)。
10.按照权利要求1的浴缸，其特征在于：发射装置的发射器组由三个发射器(124)组成，它们相互倾斜，使超声波发射方向相互偏斜。
11.按照权利要求1的浴缸，其特征在于：发射装置包括箱形铸件(16，116)，它包含超声波源(24，124)，通过缸壁上的孔面朝外贴合在浴缸的缸壁上，发射装置(13，113)由凸缘(20，120)固定在缸壁的合适位置上，凸缘(20，120)从浴缸一侧的箱形铸件上径向伸出，通过箱形铸件上紧固环形螺母(21，121)可以把发射装置固定在介于凸缘(20，120)和环形螺母(21，121)之间的孔边缘上。
12.按照权利要求11的浴缸，其特征在于：发射装置由超声波频率发生器(30)构成，该频率发生器置于箱形铸件(16，116)中，并与超声波源(24，124)相连。
13.按照权利要求1的浴缸，其特征在于：导向机构的反射表面(23)的凹腔由壁围合。
14.按照权利要求13的浴缸，其特征在于：凹腔充满流体。
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