ES2281386T3 - Bañera de hidromasaje. - Google Patents
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Abstract
Una bañera de hidromasaje (10) que comprende una pluralidad de dispositivos de micromasaje ultrasónico (13) distribuida en las paredes (11) de la bañera (10) en la que cada uno de los citados dispositivos de micromasaje ultrasónico (13) comprende medios (23, 30) para orientar la dirección de la emisión del ultrasonido en un ángulo sólido, estando los citados dispositivos (13) conectados eléctricamente con, por lo menos, un generador eléctrico (15) con la frecuencia ultrasónica; caracterizada por el hecho de que cada dispositivo de micromasaje ultrasónico (13) comprende adicionalmente una placa (26) de aislamiento eléctrico unido a un elemento piezoeléctrico (25) para formar una unidad resonante (27), donde la citada placa (26) permite la propagación de las ondas ultrasónicas procedentes desde el citado elemento piezoeléctrico (25) en el agua en la bañera (10), estando situada la citada placa (26) entre el elemento piezoeléctrico (25) y el agua en la bañera (10); y el espesor de la citada placa (26) del aislamiento eléctrico es igual a un cuarto de la longitud de la onda ultrasónica en el material del que está hecha la citada placa (26).
Description
Bañera de hidromasaje.
La presente invención se refiere a la bañera de
hidromasaje de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. Una
bañera de hidromasaje comprende normalmente un sistema de masaje de
todo el cuerpo, provisto de una pluralidad de boquillas desde las
cuales se emiten chorros de agua bajo presión para que lleguen al
cuerpo del usuario y adicionalmente comprende un sistema de
micromasaje ultrasónico provisto con una pluralidad de dispositivos
de generación de ondas sonoras.
En particular, la presente invención se refiere
a un elemento capaz de aislar eléctricamente las partes activas de
tal manera que se pueda prevenir cualquier contacto no intencionado
entre el cuerpo del usuario y las partes activas del sistema del
micromasaje ultrasónico.
Las solicitudes de la Patente italiana
MI93A002341 (número de familia
EP-A-0651987) y MI95A000778 (número
de familia EP-A-0737466) presentan
una bañera provista de los sistemas de micromasaje y masaje del
cuerpo entero. El micromasaje se lleva a cabo por medio de los
dispositivos capaces de generar haces de ultrasonidos que se envían
dentro del interior de la bañera. En particular, la solicitud de la
Patente MI95A000778 describe una bañera de hidromasaje de acuerdo
con el preámbulo de la reivindicación 1. En esta bañera de
hidromasaje la distribución de las ondas sonoras está perfeccionada
por medio de la utilización de los dispositivos de emisión de
ultrasonidos que comprenden medios para la orientación de la
dirección de la emisión de las ondas ultrasónicas en un ángulo
sólido de no menos que 30º, preferentemente más de 40º, y, en
particular, por lo menos 50º.
A pesar de que este tipo del dispositivo para la
emisión de ultrasonidos en una bañera de hidromasaje representa un
avance indiscutible hacia la consecución de una mejor distribución
de las ondas ultrasónicas en una bañera de hidromasaje, tiene el
problema consistente en poner en contacto la superficie exterior del
elemento activo piezoeléctrico con el agua en la bañera y, por lo
tanto, posiblemente, con las partes del cuerpo del usuario. Además,
los actuales estándares de seguridad eléctrica requieren que en las
instalaciones donde no existe asistencia del personal sanitario
especializado, no deben existir partes activas que puedan, incluso
accidentalmente, entrar en contacto con las partes del cuerpo del
usuario sumergido en la bañera.
Por lo tanto el problema consiste en
proporcionar un eficaz aislamiento eléctrico de las partes activas
de cada dispositivo capaz de producir ondas ultrasónicas que se
vayan a emitir dentro de la bañera. La utilización de una placa
circular de un material cerámico, particularmente esteatita, que
vaya a estar unida con el elemento piezoeléctrico desde el cual se
emite el ultrasonido, ha sido tomada en consideración para este
propósito. Asimismo se ha descubierto que esta placa cerámica debe
tener un espesor preferido con el fin de prevenir la interferencia
negativa de la citada placa resonante con las ondas ultrasónicas
emitidas del elemento piezoeléctrico.
En consecuencia, se ha descubierto que, para
conseguir los mejores resultados, el espesor de la placa cerámica
que forma tanto el elemento de aislamiento como el elemento
resonante debe tener una cuarta parte de la longitud de onda de la
onda ultrasónica en el material del que está hecha la placa.
En otras palabras, el objetivo de la presente
invención consiste en reconciliar el requerimiento de proporcionar
el eficaz aislamiento eléctrico de las partes activas del
dispositivo que produce los ultrasonidos con el requerimiento de
proporcionar una correcta transmisión de las ondas ultrasónicas
procedentes del elemento generador piezoeléctrico al agua de la
bañera y luego al cuerpo de su usuario.
Para conseguir este propósito, se ha hecho uso
de los estudios teóricos y de los experimentos de laboratorio que
indican que en adición a la transmisión de la onda ultrasónica desde
el elemento piezoeléctrico hasta la placa cerámica de aislamiento y
desde la placa de aislamiento hasta el agua en la bañera, existe
otro fenómeno de reflexión trasera de la onda ultrasónica. En
consecuencia, esta onda ultrasónica, mientras está siendo
transmitida, obviamente en la fase, está también reflejada en
oposición de fase desde el agua de la bañera hacia la placa
resonante del aislamiento. Por esta razón, si la placa resonante de
aislamiento no tiene las características dimensionales apropiadas,
las diferencias de fase se crearán dentro de la misma entre las
ondas salientes y las que regresan lo que alterará considerablemente
el movimiento vibratorio de toda la unidad vibratoria formada por
el elemento piezoeléctrico y la placa resonante de aislamiento.
Como se sabe, el efecto piezoeléctrico se
produce por medio de la sujeción de un elemento especial a un
voltaje de tensión eléctrica alterna. El efecto de la expansión y
la constricción del elemento piezoeléctrico producen como resultado
la creación de dos ondas ultrasónicas emitidas desde las dos caras
principales del elemento. Teóricamente, se ha descubierto y se ha
probado de manera experimental que los resultados óptimos se
obtienen cuando el espesor del elemento piezoeléctrico es igual a
la mitad de la longitud de la onda ultrasónica producida dentro del
elemento piezoeléctrico. Esto se produce porque, en este caso, la
interferencia constructiva se genera entre la onda ultrasónica
emitida desde la cara frontal y la que está emitida desde la cara
trasera.
Por ejemplo, se ha descubierto que el espesor
óptimo para el elemento piezoeléctrico, de una onda ultrasónica que
tiene la frecuencia de 1,5 MHz y la velocidad de 4000 m/s en el
material del que está hecho el elemento piezoeléctrico, es de 1,35
mm.
En cuanto a la placa resonante de aislamiento
unida al elemento piezoeléctrico, se debe tener en cuenta que, con
el fin de prevenir que esta placa interfiera negativamente con las
ondas ultrasónicas que están a punto de abandonar el elemento
piezoeléctrico, el espesor de esta placa debe estar hecho para ser
igual a un cuarto del largo de la onda ultrasónica dentro de la
placa para que adicionalmente se deje lugar a una tolerancia para
la onda ultrasónica reflejada desde el agua hacia la unidad
piezoeléctrica.
Además, el circuito excitante electrónico debe
de estar sintonizado con la frecuencia resonante del elemento
piezoeléctrico. Por lo tanto, la placa resonante de aislamiento
también debe tener una frecuencia resonante igual a la del elemento
piezoeléctrico de tal manera que toda la unidad que consiste del
elemento piezoeléctrico y de la placa resonante de aislamiento esté
hecha para resonar con el circuito de excitación electrónica.
Con el fin de determinar el correcto espesor de
la placa resonante de aislamiento, se ha hecho uso de los modelos
matemáticos en los que la placa está considerada esquemáticamente
como una placa de un espesor uniforme, no sujeta a ninguna
diferencia potencial y fijada rígidamente a un anillo sólido.
Se utilizó la siguiente fórmula teorética, los
resultados de la cual han sido confirmadas de manera experimental en
la que:
f =
\frac{0.467 \ \text{*} \ t}{R^{2}} * \sqrt{\frac{E}{\rho \ \text{*}
\ (1 -
\sigma^{2})}}
- t
- = espesor en centímetros del elemento de la placa
- R
- = radio en centímetros del elemento de la placa
- P
- = densidad en gramos por centímetro cúbico
- \sigma
- = coeficiente de Poisson
- E
- = módulo de Young expresado en dinas por centímetro cuadrado
\vskip1.000000\baselineskip
Cuando los valores para un material cerámico
están insertados en la fórmula, conjuntamente con el valor de la
frecuencia fundamental utilizada en la fabricación de los
dispositivos de ultrasonidos utilizados en las bañeras de
hidromasaje (normalmente, en aproximación a 3 MHz), se consigue el
valor óptimo del espesor de la placa resonante de aislamiento que,
según está presentado con anterioridad, es igual a la longitud de la
onda ultrasónica del material del que está hecha la placa.
El objetivo de la presente invención es, por lo
tanto, proporcionar una bañera, utilizando un sistema de masaje del
cuerpo entero y de micromasaje ultrasónico que esté libre de de las
desventajas arriba mencionadas.
Por lo tanto, de acuerdo con la presente
invención, una bañera de hidromasaje está construida según está
definido en la reivindicación 1. Las realizaciones particulares
están definidas en las reivindicaciones dependientes.
La presente invención será descrita a
continuación con referencia a los dibujos adjuntos que muestran, sin
intención restrictiva, un ejemplo de realización en el que:
- La Figura 1 muestra una vista lateral de la
bañera de hidromasaje que comprende una pluralidad de dispositivos
de micromasaje ultrasónico de los que cada uno está dispuesto de la
placa resonante de aislamiento de acuerdo con la presente
invención;
- La Figura 2 muestra esquemáticamente y en la
sección de un emisor ultrasónico incluido en la bañera de
hidromasaje de la Figura 1 y provista de una placa resonante de
aislamiento de acuerdo con la presente invención;
- La Figura 3 muestra una vista frontal del
emisor de la Figura 2;
- La Figura 4 muestra una vista frontal de una
placa resonante de aislamiento de acuerdo con la presente invención,
combinada con el correspondiente elemento piezoeléctrico; y
- La Figura 5 muestra una vista lateral de la
placa con el elemento piezoeléctrico correspondiente mostrado en la
Figura 4.
Con referencia a la Figura 1, el número 10
indica la bañera de hidromasaje en cuyas paredes 11 está situada la
primera pluralidad de boquillas 12 para la emisión de los chorros
de agua bajo presión mezclada con el aire, siendo estos chorros
capaces de proporcionar el habitual efecto de masaje del cuerpo
entero en un cuerpo (que no está mostrado) inmerso en la bañera de
hidromasaje 10. En las mismas paredes 11 también está situada una
segunda pluralidad de dispositivos de onda ultrasónica 13 que son
capaces de llevar a cabo el micromasaje. Las boquillas 12 están
conectadas de manera convencional con una bomba de recirculación,
mientras que los dispositivos 13 están conectados eléctricamente
con, por lo menos, un generador eléctrico 15 con la frecuencia
ultrasónica.
El sistema de hidromasaje que comprende las
boquillas 12 y el sistema de micromasaje que consiste de la
pluralidad de los dispositivos 13 son del tipo convencional y, por
lo tanto, no serán descritos aquí de manera muy detallada. En
particular, las boquillas 12 controladas por un controlador
electrónico (que no está mostrado) emiten chorros de agua mezclada
con el aire cuando así se requiere. Este hecho produce un efecto de
masaje de cuerpo entero en el cuerpo del usuario. Al mismo tiempo,
por medio de la activación del dispositivo 13 para la producción de
ultrasonido por medio del generador eléctrico 15, resulta posible
asociar el antes mencionado efecto de masaje de cuerpo entero, de
manera que también es conocida, con el efecto de micromasaje debido
al impacto de la onda ultrasónica sobre el cuerpo del usuario
inmerso en el agua de la bañera 10.
Como está descrito con todo detalle en las
citadas solicitudes MI93A002341 y MI95A000778, la acción del
masaje de cuerpo entero debido a la acción de los chorros de agua
mezclada con el aire, combinada con la acción de micromasaje debida
a la acción de ultrasonido, tiene un efecto tonificante y relajante
para el usuario.
De acuerdo con la descripción y las
reivindicaciones de la citada solicitud MI95A000778, la distribución
espacial y la uniformidad del tratamiento mejora de manera
significante si se utiliza los dispositivos de emisión de
ultrasonidos capaces de emitir las frentes de la onda de ancho más
grande que las convencionales. En particular, se ha descubierto que
resulta ventajoso disponer del ancho de haz de no menos que 30º,
preferentemente más de 40º y en particular, por lo menos, 50º (por
ejemplo 60º) con una potencia, ventajosamente, en el rango desde
100 mW hasta 3 W suministrada a cada emisor y una frecuencia en el
rango desde 0,5 MHz hasta 5 MHz. La potencia aplicada al cuerpo
inmerso del usuario, ventajosamente, puede ser de por lo menos 100
mW/cm^{2}.
La Figura 2 muestra una realización de un
dispositivo 13 capaz de emitir ultrasonido en el que se aplican los
principios innovadores.
El dispositivo 13 comprende un cuerpo principal
esencialmente con forma de una caja 16 formado por una carcasa
trasera 17 y una cubierta frontal 18 conectada con la carcasa
trasera 17 por medio de tornillos 19. El dispositivo 13 está
ajustado en un orificio de paso 11a en la pared 11 de la bañera 10 y
está fijado en su posición por medio de una pestaña 20 de la
cubierta frontal 18 y una tuerca de cierre 21 atornillada en la
correspondiente parte enroscada de la carcasa 17 de tal manera que
el borde del orificio 11a se encuentra atrapado entre la pestaña 20
y la tuerca 21. Un sello 22, preferentemente hecho de un material
plástico, asegura la estanquidad del dispositivo 13 en el orificio
11a.
La cubierta frontal 18 está hecha con su
superficie cóncava 23 orientada hacia el interior de la bañera 10.
Un elemento piezoeléctrico 25 está situado en el centro de la
superficie cóncava 23 en un apropiado asiento roscado 24 y se le
suministra la corriente de manera descrita con anterioridad por el
generador eléctrico 15. El elemento piezoeléctrico 25 está unido
(las Figuras 4, 5) con la placa resonante de aislamiento 26 cuyas
características principales están descritas con más detalles a
continuación, de tal manera para que forme una unidad resonante 27.
Esta unidad resonante 27 está apoyada en el sello anular 28 (Figura
2) y está mantenida en el asiento roscado 24 por un collar de
seguridad 29, roscado en su superficie exterior que puede estar
atornillado dentro del asiento roscado 24.
Según está mostrado en la Figura 2, la
superficie exterior de la placa 26 está orientada hacia un elemento
reflectante de dispersión 30 soportado por la cubierta 18 por medio
de unos finos brazos radiales 31.
La superficie 23, como el elemento 30, están
hechos de un material reflectante de ultrasonido de tal manera que
el haz de ultrasonido emitido por la unidad 27 con un ángulo sólido
relativamente estrecho se refleja por medio del elemento convexo 30
en la superficie reflectante cóncava 23, que, a su vez, envía el haz
de ultrasonido hacia atrás en dirección del interior de la bañera
10, esta vez con un ángulo sólido relativamente grande. El tamaño
de este ángulo sólido depende, lo que será evidente para una persona
familiarizada con esta técnica, de la curvatura de la superficie 23
y de la distancia entre esta superficie 23 y el elemento 30. Sin
embargo, el ángulo sólido no es menor de 30º y, ventajosamente, es
mayor de 50º que, en cualquier caso, es considerablemente más
grande que la natural divergencia de la fuente de ultrasonido
representada por la unidad 27.
En este momento se podrá comprender
perfectamente que los objetivos especificados están conseguidos
mediante la invención de una bañera de hidromasaje en la que el
ultrasonido se emite en puntos discretos pero con una gran
divergencia de las haces que, como se ha descubierto inesperadamente
proporciona mayor eficacia que, por ejemplo, un gran número de
emisores con pequeñas aberturas espaciadas una de la otra.
Con los emisores que tienen una gran apertura de
haces, una gran uniformidad de distribución de la potencia de las
ondas ultrasónicas también está conseguida evitando zonas de sombra
que son particularmente perjudiciales para la eficacia del
tratamiento.
En particular, la presencia de la placa 26 hace
posible aislar eléctricamente el elemento piezoeléctrico 25 del
ambiente de alrededor de tal manera que se puede evitar el contacto
directo de las partes activas del dispositivo 13 con algunas partes
del cuerpo del usuario que está inmerso en la bañera 10.
Adicionalmente, la placa 26 permite una correcta propagación de las
ondas ultrasónicas procedentes del elemento piezoeléctrico 25 al
agua contenida en la bañera 10.
Las Figuras 4 y 5 muestran con más detalles la
forma en la que el elemento piezoeléctrico 25 está unido con la
placa 26. Se debe de destacar primero que esta unión se lleva a cabo
mediante un enlace con el fin de formar la unión resonante 27. Esta
unidad resonante 27 tendrá, preferentemente, un espesor total que es
esencialmente igual a la suma de un cuarto de la longitud de la
onda ultrasónica en el elemento piezoeléctrico 25 y la mitad del
largo de la onda ultrasónica en la placa 26.
Como está mostrado con más detalles en la Figura
4, el elemento piezoeléctrico 25 comprende, en adición a un cuerpo
central 25a, hecho preferentemente de un material cerámico, dos
capas que lo recubren 25b y 25c, preferentemente hechas de plata y
situadas, respectivamente, en la cara visible del elemento
piezoeléctrico 25 y en la cara oculta del citado elemento
piezoeléctrico 25, que está situado entre la placa 26 y el elemento
piezoeléctrico 25. Adicionalmente, la capa de recubrimiento 25b se
extiende sobre aproximadamente tres cuartas partes de la respectiva
cara visible del elemento 25 mientras que la capa de recubrimiento
25c cubre la cara entera oculta del elemento 25 y se extiende en la
dirección del espesor del elemento 25 y también ocupa una parte
esencialmente igual al restante cuarto que no está cubierto de la
cara visible del elemento piezoeléctrico 25. De esta manera las dos
capas de plata 25b, 25c pueden ser conectadas con facilidad con el
generador eléctrico 15 por medio de dos cables eléctricos 32, 33,
respectivamente.
Habiendo llegado a este punto, resulta, por lo
tanto, posible excitar eléctricamente el elemento piezoeléctrico 25
por medio de una corriente alterna que está emitida por el generador
eléctrico 15 de tal manera que pueda generar el deseado haz de ondas
ultrasónicas.
Claims (6)
1. Una bañera de hidromasaje (10) que
comprende
una pluralidad de dispositivos de micromasaje
ultrasónico (13) distribuida en las paredes (11) de la bañera (10)
en la que cada uno de los citados dispositivos de micromasaje
ultrasónico (13) comprende medios (23, 30) para orientar la
dirección de la emisión del ultrasonido en un ángulo sólido, estando
los citados dispositivos (13) conectados eléctricamente con, por lo
menos, un generador eléctrico (15) con la frecuencia ultrasónica;
caracterizada por el hecho de que
cada dispositivo de micromasaje ultrasónico (13)
comprende adicionalmente una placa (26) de aislamiento eléctrico
unido a un elemento piezoeléctrico (25) para formar una unidad
resonante (27),
donde la citada placa (26) permite la
propagación de las ondas ultrasónicas procedentes desde el citado
elemento piezoeléctrico (25) en el agua en la bañera (10), estando
situada la citada placa (26) entre el elemento piezoeléctrico (25) y
el agua en la bañera (10); y
el espesor de la citada placa (26) del
aislamiento eléctrico es igual a un cuarto de la longitud de la onda
ultrasónica en el material del que está hecha la citada placa
(26).
2. La bañera (1) según está reivindicada en la
Reivindicación 1 donde el espesor total de la citada unidad
resonante (27) que consiste de los citados medios piezoeléctricos
(25) para la generación de ultrasonido y de la citada placa (26) del
aislamiento eléctrico, es esencialmente igual a la suma de un cuarto
de la longitud de la onda ultrasónica en el citado elemento
piezoeléctrico (25) y a la mitad de la longitud de la onda
ultrasónica en la citada placa (26).
3. La bañera (1) según está reivindicada en
cualquiera de las Reivindicaciones 1 y 2, donde la primera cara del
citado elemento piezoeléctrico (25) tiene tres cuartas partes de su
superficie cubiertas por una primera capa eléctricamente conductora
(25b), mientras la restante cuarta parte de la superficie de la
citada primera cara está cubierta por una segunda capa
eléctricamente conductora (25c) que cubre también una parte del
espesor del elemento piezoeléctrico (25) y que también cubre
esencialmente la superficie entera de la segunda cara del citado
elemento piezoeléctrico (25).
4. La bañera según está reivindicada en la
Reivindicación 3, donde las citadas capas eléctricamente conductoras
(25b, 25c) están hechas de plata.
5. La bañera (1) según está reivindicada en
cualquiera de las reivindicaciones precedentes donde la citada placa
(26) consiste de esteatita.
6. La bañera (1) según está reivindicada en la
Reivindicación 1, donde la frecuencia resonante del citado generador
eléctrico (15) es esencialmente igual a la frecuencia resonante de
la citada unidad resonante (27).
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|---|---|---|---|
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3550586A (en) * | 1967-03-10 | 1970-12-29 | Ultrasonic Systems | Ultrasonic treatment method and device for fertilized ova and live embryos |
| US4942868A (en) * | 1988-03-30 | 1990-07-24 | Malmros Holding, Inc. | Ultrasonic treatment of animals |
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