具有旁路通气口的空气浴器.pdf

本发明提供一种空气浴器(10)，其具有围绕水池(12)的侧壁(16)伸展的空气出口(22)。空气通过由导管(30)连接到鼓风机(26)的环状空气歧管(24)而传输到所述空气出口。所述导管具有旁路通气口(80)，其虹吸一部分会传输到所述空气出口的空气流，并且保持鼓风机与周围空气的连通。所述空气传输系统允许所述鼓风机在较低速度下运转，而不会由于所述水池中的水的压力水头所产生的回压而发生过热或停转，从而提供了较宽范围的气泡密度。

1、  一种用于空气浴器的空气传输系统，所述空气浴器具有的水池带有含多个空气出口的侧壁，所述空气传输系统包括：
产生空气流的鼓风机；
与周围空气连通的旁路通气口；和
导管，其在所述鼓风机与所述空气出口之间伸展，并将至少一部分所述空气流连通到所述旁路通气口。

2、  根据权利要求1所述的空气传输系统，其中所述旁路通气口为在所述导管的一部分中的开口。

3、  根据权利要求2所述的空气传输系统，其中所述开口的截面积小于所述导管的截面积的一半。

4、  根据权利要求3所述的空气传输系统，其中所述开口的截面积在所述导管的截面积的10％和40％之间。

5、  根据权利要求2所述的空气传输系统，其中所述开口具有小于1/2英寸的直径。

6、  根据权利要求2所述的空气传输系统，进一步包括覆盖所述开口的过滤器。

7、  根据权利要求6所述的空气传输系统，其中所述过滤器包括至少一个网筛。

8、  根据权利要求1所述的空气传输系统，其中所述导管部分地形成回流阻止环，该回流阻止环所具有的导管部分所在高度处于或者高于所述水池的注水高度。

9、  根据权利要求8所述的空气传输系统，其中所述旁路通气口沿着所述回流阻止环定位。

10、  根据权利要求1所述的空气传输系统，进一步包括止回阀，其与在所述鼓风机的出口的下游的导管共线。

11、  根据权利要求10所述的空气传输系统，其中所述旁路通气口置于在所述止回阀的上游的导管中。

12、  根据权利要求10所述的空气传输系统，其中所述旁路通气口形成于所述导管的T状部分中。

13、  根据权利要求1所述的空气传输系统，进一步包括空气歧管，其将所述导管连接到所述空气出口。

14、  根据权利要求13所述的空气传输系统，其中所述空气歧管包括围绕所述水池的侧壁伸展的一个或多个通道。

15、  根据权利要求14所述的空气传输系统，其中所述空气歧管与所述水池的侧壁外侧形成一体。

16、  根据权利要求1所述的空气传输系统，其中所述空气出口被排列为竖直隔开的行，这些行竖直地位于所述水池的侧壁的下半部中。

17、  根据权利要求1所述的空气传输系统，其中所述鼓风机的速度可变。

18、  一种空气浴器，包括：
具有底部和侧壁的水池；
空气传输系统，其包括：
鼓风机；
延伸通过所述侧壁并呈间隔关系的多个空气出口；
在所述鼓风机与所述空气出口之间伸展的导管；和
在所述导管中的旁路开口，其与周围空气连通并用于在运行期间保持所述鼓风机与所述周围空气连通。

具有旁路通气口的空气浴器
技术领域
本发明涉及一种浴池(bathtub)，其中空气在水中起泡，更具体地，本发明涉及一种用于这种浴池的空气传输系统。
背景技术
治疗用水浴和水池已众所周知。矿泉浴场或者旋流温水浴池即为常见的例子，其中，来自连通水池壁的各喷口的水流流入水面下的水中，通常朝向人体的肌肉区域，例如肩部、背部或腿股部。来自各喷口的力直接“按摩”浴者，并将水搅动以对未直接处于所述各喷口的流路中的身体的其他部分提供治疗效果。美国专利6,185,757公开了一种这样的具有水流喷口的浴器。
一些浴池(tub)替代地使用气流来将搅动水。美国专利5,898,958和6,317,903均公开了一种浴池，其使空气从鼓风机或气泵经过导管和歧管直达该浴池壁中的空气喷口，从而将空气引入到水中。在这些专利中的空气传输系统相当复杂，而且可能针对每个空气喷口需要单独的导管。
共同待审并共同拥有的美国专利申请No.10/774,123，于2004年2月6日提交，其公开内容被合并于此作为引用参考，该专利申请公开了一种带有改进空气分配系统的空气浴器，其减少了死区(或浴池中无空气注入的水囊)，从而更一致地实现了全身治疗。该系统帮助克服空气喷口的问题，特别是距离鼓风机最远的空气喷口的问题，这些空气喷口被浴池中水的压力水头(pressure head)所阻塞，尤其是当鼓风机速度降低时更是如此。所述空气喷口基本上沿着水池的整个周界逐行扩展地排列。所述空气喷口的行被竖直地空间隔开，使得每行中的空气喷口形成不同的压力水头，空气喷口在竖直方向上越高，其压力水头越小。这样，当水位为高且/或鼓风机正在低速运转而使得在较低的行中的空气喷口被有效阻塞时，空气仍能够流动通过较高的行中的空气喷口，从而保持沿着水池整个周边的起泡。
如果所有空气喷口均被阻塞而且持续阻塞足够长的时间，则能够形成足够的回压(back pressure)而使鼓风机停转。必须提供限热或限流电路以关闭鼓风机马达以使其免于受损。受损的鼓风机马达将使所述空气系统无法运行，而更换马达是昂贵的，并且经常需要业务呼叫技术人员，从而进一步增加了成本。即使能够避免马达的损坏，仍然有可能中断起泡工作，并破坏所述空气浴器。
在上述专利申请中所描述的系统，通过保持来自鼓风机的空气流的出口打开，有助于在某种程度上保护鼓风机。不过，为避免甚至是最上方的空气喷口也被阻塞，鼓风机必须选择足够高速工作，以克服所述压力水头。这样，如果不使用辅助箱体或积累器，则提供柔和的低密度起泡的能力会受到一些限制，如美国专利4,907,305中所述。
美国公开申请2003/0233704公开了一种带有空气分配系统的浴池，其可具有在空气喷口上游的减压阀，以减小来自鼓风机的过量压力，并使其免于过热。因此，这种系统需要调节阀门从而在压力过量的情况下打开以保护鼓风机马达。而且，由于这仅为保护性措施，因此，所述系统不需要提供更精细的起泡。
因此，针对这些缺陷，有必要改进起泡浴池。
发明内容
本发明提供一种用于空气浴器的改进的空气传输系统和一种与改进的空气传输系统结合使用的空气浴器。根据本发明，通过更宽范围的起泡密度，实现了更优的洗浴体验。
具体地，所述空气传输系统包括：产生空气流的鼓风机；与周围空气连通的旁路通气口；和导管，该导管在所述鼓风机与所述空气出口之间伸展，并将至少一部分所述空气流连通到所述旁路通气口。
在优选形式中，旁路通气口为所述导管中的位于鼓风机与空气喷口之间的导管中的开口，举例而言，位于鼓风机下游的回流阻止环中的T状部分。所述回流阻止环竖直向上延伸到达等于或高于所述水池的注水高度的高度，而与导管共线的诸如弹簧球型止回阀的止回阀，阻止水向上回到鼓风机中。止回阀和旁路通气口可位于鼓风机上游而与空气流共线的任何适合的位置。例如，旁路阀可处于止回阀上游或在止回阀与空气出口之间定位。在任何情况下，旁路通气口和止回阀优选地位于回流阻止环之处或其附近。
旁路通气口优选地对周围空气保持打开，并因此不需要对阀进行调节。通过开口的流量被选择，以确保鼓风机在正常运行期间将空气流的一部分(优选地为较大部分)传送到空气出口，而空气流的一部分(优选地为较小部分)传送通过旁路通气口。这种比例受所述开口的截面积相对于导管截面积所影响。
在优选的情况中，所述开口的截面积小于所述导管的截面积的一半，而更优选地，所述开口的截面积在所述导管的截面积的10％和40％之间。因此，能够选择通气口开口的尺寸以形成在水池的水中所需的起泡效果。通过或多或少的空气从空气出口迂回，相应地，根据起泡的量和流速，在水池的水中存在或多或少的起泡。
旁路通气口还在保护鼓风机免于过热方面具有关键作用，尤其是当低速运转时。由于旁路阀向周围空气打开，因此，如果水池中来自水头的回压对于通过空气出口的正向空气流而言过高，则所有来自鼓风机的空气能够被重新导出旁路阀之外。由于相比于正常运转期间，在这种情况下的空气被传送通过较小的通道，因此，在鼓风机上将有更高一些的回压，不过该回压不足以导致鼓风机停转或者使鼓风机过热和损坏。如已经提到的那样，水的压力水头阻塞流动通过空气出口的问题，最有可能在低流量/流速时产生，尤其是当水池中的水位较高时。由于具有旁路阀，鼓风机能够低速运转，而不会停转或过热。如上所述，这向用户提供了更宽范围的起泡效果，尤其是更精细更柔和感觉的起泡。
除了保护鼓风机以外，旁路通气口还减少或阻止了止回阀的振颤，这种振颤当回压约等于鼓风机的压力时可在关闭系统中发生。通过减小回压，止回阀变得平稳。
在其他优选形式中，过滤器，例如一个或多个网筛，可被用来覆盖所述开口，并驱散正在排放的空气流以减小噪音。过滤器可在一定程度上减小通过旁路通气口的流量，因而，当设置通气口开口的尺寸时，应予以考虑。空气歧管可提供来将导管连接到空气出口。空气歧管可为一个或多个通道，其沿着水池的侧壁延伸并可与其形成一体。
另外，电控制和控制界面可允许用户通过按压按钮来迅速和容易地将空气调节到一个或多个区域(脚部、背部、肩部等)。控制器还可被用来控制鼓风机的速度，以调节通过所述歧管的空气流速，以及水中起泡的密度和压力。
本发明的另一个方面是具有改进的空气传输系统的空气浴器。所述空气浴器包括：具有底部和侧壁的水池和空气传输系统，所述空气传输系统包括：鼓风机，延伸通过所述侧壁并呈间隔关系的多个空气出口，在所述鼓风机与所述空气出口之间伸展的导管，和在所述导管中的与周围空气连通的旁路开口，该开口用于在运转期间保持所述鼓风机与周围空气连通。
本发明的上述以及其他优点，将通过详细描述和附图而变得清晰。
附图说明
图1为根据本发明的空气浴器的透视图。
图2为显示了空气传输系统各部件的局部放大透视图。
图3为空气传输系统的平面视图。
图4为沿着图1中的线4-4截取的局部放大截面图，其显示了水池侧壁中的空气出口。
图5为沿着图3中的弧5-5截取的局部截面图，其显示了止回阀。
图6为沿着图2中的线6-6截取的局部截面图，其显示了旁路通气口。
图7示意性图示了通气的空气传输系统，其具有能够被单独控制的多个空气治疗区域。
具体实施方式
参看图1，空气浴器10具有水池12，其限定底部14和特定形状的竖直侧壁16。底部14具有带排水塞的排水开口，该排水塞优选地由具有过流部件的致动器间接控制。应注意的是，虽然所显示和描述的为浴池，但空气浴器10也可为其他形式，例如矿泉浴场或游泳池。
水池12的侧壁16形成为具有限定了空气出口22的多个开口，其优选地处于侧壁16的下半部。空气出口22为延伸通过侧壁16的厚度的简单圆孔。空气出口22优选地按特定图案来设置尺寸和排列，该图案被设计来为全身空气注入水疗提供改进的空气流，如同在共同拥有和共同待审的并且于2004年2月6日提交的美国专利申请No.10/774,123中所公开的。
简而言之，空气出口22被排列为多个侧向(或水平)行，其中的三个显示在图1和图4中，其基本上环绕侧壁16的整个周界。如果，由于水的压力水头大于空气在相关空气出口的排放力而使得在较低的行中的空气出口被变为阻塞时，空气仍可从一个或多个较高的行中的空气出口进行流动，原因在于其减弱的压力水头。因为所述的行基本上环绕水池12，所以全身治疗得以实现和保持，而在水中没有意料之外的“死点”(其中很少或没有空气流产生)，当空气流减少时对于较柔和起泡，这尤其是一个问题。
优选地，各空气出口22均连通到空气歧管24，其可为环绕侧壁16的整个外侧周界的单一通道，或可为与对应于不同治疗区域的各组空气出口相连通的一系列分立的通道(如图1所示)。无论何种情况，空气歧管24可为与水池12机械连接并将其密封的单独通道(或多个通道)，或者，优选地，它可为铸造或模制的水池12的一体(unitary)部分。
参看图2、图3和图7，空气浴器10具有空气传输系统，用于将含空气的洗浴水注入通过空气出口22。空气通过气泵或鼓风机26产生。鼓风机26优选地工作于不同的速度，并包括速度多样或速度可变的马达28。
空气流通过空气管线或导管30而被导向空气出口22，其中空气管线或导管30将鼓风机26的出口32连接到空气歧管24。导管30可以为任何适合的刚性或柔性水管管线，不过，优选地使用具有标准内径的PVC管。传统上说，不同长度的PVC管与直形的或拐角的连接器进行组装，从而创建了所需要的导向路线。
如图1或图7中所示，空气传输系统包括针对空气歧管24各通道(24A，24B，24C和24D)的导管空气线路(40A，40B，40C和40D)。通过空气管线40A和通道24A的空气流由蝶阀42A控制。通过空气管线40B和40C及相应通道24B和24C的空气流由单一的蝶阀42B控制。通过空气管线40D和通道24D的空气流由蝶阀42C控制。所有所述阀均可由控制器44单独控制，并由连接到控制器44(其被连接到电源47)的致动器46A-46C进行电致动。用于这一系统的用户控制件48可具有针对浴者而设的触板或其他按钮来选择空气所供应到的区域，所述触板或其他按钮信号通知控制器44打开或关闭一个或多个阀42A-42C。还可以提供全体选择进行用户控制来同时打开所有三个阀42A-42C。
如图2和图3中所示，导管28还在接近鼓风机26处形成水回流阻止环50，其通常为倒U形，其平行支件52位于或高于水池12的最大注满水位，该水位通常处于过流高度。如果水从所述水池向上返回所述导管中，则环50的下游竖直支件54中的水量，通常不应该升高到足以被传送通过水平支件52并沿着环50的上游竖直支件56下传。
此外，常闭的弹簧偏置的球型止回阀60被设置为与上游的竖直支件56共线，以确定地关断朝向鼓风机26的回流，如图5所示。应注意的是，在这种通气系统中，止回阀60不太可能“颤动(chatter)”，或者在就位和离位位置之间快速振动，这种情况在回压约等于来自鼓风机的压力时会发生于关闭系统中。因此，止回阀60在此平稳工作。
参看图2、图3和图6，在鼓风机26的出口与环50的上游竖直支件56之间的连接部处，有一个T状连接器70，其所具有的较低末端未连接到环50的支件上。所述末端形成了旁路通气口80。更具体地，导管的短部82限定圆柱形凹部84，其与小直径圆柱形开口86共轴。塞88也具有小直径圆柱形开口90，并配合(并通过粘合剂固定)进入在短部82的凹部84，以夹持处于其间的一个或多个网筛(mesh screen)92，使得其覆盖开口86并减少噪音。除网筛之外，也可使用泡沫件或其他隔音材料，或任何其他适合的透气的过滤元件。
开口86(以及开口90)因此形成了旁路通气口80，该通气口80向周围的空气开放了导管30，并进而开放了鼓风机26。旁路通气口80必须产生足够的回压，使得在正常的工作状况下，一些空气流，且实际上是大多数空气流，传送到空气出口22上并进入水中，这样旁路通气口80就产生了其自有的回压。实现这一点的首要方式是通过设置开口86的尺寸小于导管30的内径，使得仅有一部分来自鼓风机26的空气流在正常工作期间通过开口86排出。
在优选的情况中，开口86的截面积小于导管30的截面积的一半，而更优选地为导管30的截面积的10％和40％之间。进一步更为优选地，所述开口呈圆形的横截面，且其具有的直径小于1英寸，例如3/8英寸到1/2英寸甚至更小。导管30的内径优选地小于3英寸，例如1.5或2英寸。空气喷口开口的直径优选地小于1/4英寸。因此，开口86的尺寸可根据需要针对具体应用的流量要求进行改变，并可被选择以产生水池的水中的所需起泡效果。通过将或多或少的空气从空气出口迂回，相应地，根据起泡的量和流速，在水池的水中存在或多或少的起泡。
如果水的压力水头产生的回压足够大到基本上阻塞了所有空气出口22，则导管30中的空气流将有相当程度的积聚，直到该空气流克服了旁路通气口80的回压并开始流动通过开口86(和开口90)。鼓风机26虽然要对抗稍高的回压而运转，但却能够持续工作而不会过热或停转。当在空气出口22处的回压被充分地降低之后，通过所述导管的空气流将恢复到其正常的路线，使得大多数空气传送到空气出口22上并通过其中。
如图7中所示，浴者能够操作安装在水池12上或其附近的用户控制件48，以操作控制器44来打开或关闭鼓风机26，并通过改变鼓风机26的马达速度来调节起泡效果。如同所论述的那样，所述旁路通气口允许用户以低速操作鼓风机，以较柔和地和更精细地起泡，而没有在其他系统中可能会出现的损坏鼓风机马达的相关风险。
最后，为进一步改善洗浴体验，空气浴器10可包括彩色治疗系统100(包括灯箱102和安装在侧壁上的灯104)，以将洗浴的水照射出各种色彩。适合的彩色治疗系统在美国专利6,360,380和6,752,517中被公开，这两项专利均由本发明的受让人所拥有，并将其全文合并于此作为引用参考。用户控制件48和控制器44也可用于操作彩色治疗系统100。
本发明的优选实施例已经进行了详细描述。不过，本发明可应用于处于本发明保护范围内的多个不同的其他实施例中。因此，所附的权利要求书应该被用作参考，以确定本发明的完整的保护范围。
工业应用
本发明提供一种通气的传输系统，用于在浴池或类似物中将空气提供到空气出口。