JPH0411218B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明は、気泡噴流制御の可能な気泡発生浴槽
に関するものである。

(ロ) 従来の技術 従来、浴槽内に噴流的な気泡を発生させる浴槽
は、すでに特開昭59−135058、特開昭61−87558、
特開昭57−173060、特開昭58−103456、特開昭57
−175360等に開示されて公知のものである。

これらの浴槽の基本原理は、浴槽に吸湯孔とノ
ズルとを設け、この間を水管にて連通し、水管の
中途にポンプを介設し、ポンプの駆動により浴湯
を循環させながら、循環中途より外気を吸入して
気泡と共に浴湯をノズルより噴出せしめるもので
ある。

そして、これらの基本原理の気泡発生浴槽で
は、ノズルから浴槽内に噴き出す気泡浴湯量や吐
出圧が一定の連続運転であるため、変化がなく、
単調であり、かえつて、連続して吐出圧の強い気
泡浴湯噴流を背中、肩、腹部等の患部に当ててい
ると、不快感を覚え、ときには息苦しく感じ、呼
吸困難となる場合さえあり、逆効果となるおそれ
があつた。

そこで、前述の公開公報に開示されているよう
に、復数の分岐した水管の中途に複数個のポンプ
をそれぞれ介設し、ポンプの駆動数を選択制御す
ることにより吐出圧を変化させて、ノズルからの
気泡浴湯噴流圧の変化を得ることができるように
し、或は、複数の分岐した水管にそれぞれ電磁バ
ルブを介設し、各バルブの開閉制御によつてやは
り気泡群の吐出圧を変化させ、或はノズルの部分
に吐出量調節機構を組込んで吐出圧を変化できる
ようにしたものがある。

(ハ) 発明が解決しようとする課題 しかし、このように、ポンプの作動時間制御
と、電磁バルブの流量制御とを組合せて噴流形態
に変化をもたせたものにおいては、主体的に電磁
バルブによつて流量を制御するものであるため、
バルブのヒステリシスの影響を受けやすい。

従つて、常に一定流量を得るように一定開度の
バルブを操作しても実際には、一定流量、流圧の
水流を得ることができず、従つて、発泡器にて気
泡を発生させても、浴槽中では、所望の気泡噴流
圧とならず、身体で感じる気泡噴流の変化が初期
の変化と異なつた変化となるため毎回の気泡噴流
変化の再現性がない。

更には、バルブによる流量制御を行うものであ
るために、水流の流量の流圧は反比例することに
なるため、例えば、流量を絞れば流圧は高くな
り、発泡器に至る水流の制御は流量と流圧の反比
例状態で気泡噴流を行うことになる。

従つて、例えば、気泡噴流を強い噴流状態と弱
い噴流状態との交互の形態に制御せんとした場
合、バルブの絞りを交互に大小変化させても、流
圧が高い時には、流量が小なくなるので気泡の取
り込み量は流量が少なくなる分だけ少く、反対に
流圧が小さく流量が多いバルブ操作時には、流圧
が小さい分だけ気泡の取り込み量は少なくなり、
結局は、バルブの操作のみでは、気泡の取り込み
量を確実に制御できず、ほとんど水流の流圧によ
る変化のみが身体で感じられる変化となる。

従つて、水流、水圧、共に同時に大小変化させ
て気泡噴流の気泡量も制御するような精度の高い
再現性のある気泡噴流制御は不可能であり、ま
た、変化のバリエーシヨンも単調で、更には、吐
出圧、量等の変化を行うために別途に調節用バル
ブ機構や、複数のポンプ等を設ける必要があり、
コスト上不利であり、省電力の面でも無駄が多
く、更には水管の中途に余分な分岐部や、ポン
プ、バルブ等が介設すると、経年的に溜まる水あ
か、ごみ等により徐々に圧力損失が大となり、調
節した所望の吐出圧量が得られなくなる欠点もあ
つた。

この発明では、上記の欠点を解消し、省電力上
も有利で、かつ、気泡浴湯の吐出変化のバリエー
シヨンが大となり、従つて単に健康上の効果のみ
ならず、入浴時の遊びの楽しさも満喫できる気泡
噴流制御の可能な気泡発生浴槽を提供せんとする
ものである。

(ニ) 課題を解決するための手段 本発明では、浴槽本体に、噴流用のノズルと、
循環湯用の吸湯孔とを設け、ノズルと吸湯孔との
間を水管にて連通せしめ、水管の中途部にモータ
駆動のポンプを介設し、浴槽内の浴湯を水管を介
して循環可能に構成すると共に、循環中途から空
気を吸入して、ノズルから浴槽内に噴流的な気泡
を発生すべく構成してなる気泡発生浴槽におい
て、インバータにより交流電源からの周波数を変
えることにより、モータの回転数を制御し、気泡
噴流の吐出力の強さを変化できるようにし、更に
は、その周波数変換過程の時間を制御し、更には
変換された周波数の保持時間を制御することによ
り気泡噴流の変動時間、保持時間を制御すること
ができる気泡噴流制御の可能な気泡発生浴槽を提
供せんとするものである。

(ホ) 作用 この発明では、モータ８駆動のポンプ６により
浴槽本体１内の浴湯を循環せしめながら、浴槽本
体内にノズルから噴流的な気泡を浴湯と共に噴出
することにより、気泡入浴が可能となるものであ
る。

そして、特にモータ８がインバータ１０に接続
されているために、モータ８の任意な周期運転が
可能となり、従つて、ポンプ６の回転数が任意に
変化されて、ポンプ６により循環される浴湯や、
吸気される空気等が量、圧において変化されて、
ノズル３からは、任意に変化した吐出圧を得るこ
とができる。

即ち、予め制御装置により、大小の周波数の設
定をしておくと、この周波数の大小に従つて、モ
ータの回転数が大小制御されてポンプの回転数を
変化させ、気泡噴流の吐出力の強さが変化するこ
とになるものであり、また、かかる状態で周波数
の変換過程の時間を制御することにより、気泡噴
流の吐出力の変化にともなう変動時間を制御し、
弱い吐出力から強い吐出力へ、或はその逆の場合
の変動過程が急激に或は緩慢になるように制御で
きるものであり、また、変換された周波数により
一定の強さ、或は弱さで気泡噴流する吐出力は、
その保持時間を制御することにより、一定の強
さ、或は弱さの気泡噴流がどの位の時間持続され
るかを制御することができるものである。

このように、インバータ１０で変換された出力
周波数及びその変動時間、保持時間に従つて、モ
ータ８の回転数及びその変動時間、保持時間が制
御されて、ポンプ６の回転数等を制御し、ノズル
３から吐出する気泡浴湯の量や圧を経時的に変化
させるものである。

(ヘ) 効果 この発明によれば、モータにインバータを接続
して気泡噴流の任意の変化が行えるように構成し
ているために、インバータでつくられた出力周波
数に比例して、モータの回転数が制御されること
になり、従つて、インバータの出力周波数を任意
の型にプログラムすることにより、モータの回転
数が容易に任意の形態で制御され、それが、ポン
プに伝達されて、ノズルから吐出する気泡の吐出
量、吐出圧を変化させることができるものであ
り、また、かかる周波数の変換を行うに際し、変
動時間や保持時間を制御することができるので、
入浴者は、気泡の吐出量、吐出圧を自分の好みの
強さ或は弱さと、そのサイクルとを自由に操作で
き、周期的な変化を得る場合でも、周期の長さ
や、一周期内の変動過程の時間も制御できること
になり、入浴者の患部に最も適合した吐出圧で治
療効果を更に向上できる。

特に、インバータによりポンプの回転数を制御
することになるため、吐出量と吐出圧とが比例し
て制御できることになり、例えば、ポンプの回転
数を上げれば吐出量も吐出圧も高められるので、
噴流変化の制御に対する応答性が良好となり、当
初より予想して制御した形態の噴流がそのまま得
られて再現性がよくなり、常に所望の噴流形態を
形成することができるものであり、バルブ制御に
ともなうヒステリシス等の欠点も解消できる。

更には治療効果以外に、入浴者の好みに応じた
変化のあるる気泡噴流を行うことにより、気泡入
浴の楽しみが飛躍的に増大して、遊び心を有した
気泡入浴という全く新しい入浴形態を創造できる
効果を有する。

また、かかる気泡浴湯インバータを使用するた
めに、コスト上も安価に製造でき、また、機構的
にも可及的にシンプルに構成でき、更には電気的
にも省電力となり、経済面、機構面でも有益な装
置を提供することができる効果がある。

(ト) 実施例 本発明の実施例を図面にもとづき詳説すれば、
第１図は、本発明の気泡発生浴槽Ａに関する全体
的な概略説明図であり、浴槽本体１の側壁にはノ
ズル３が、底板には吸湯孔１６がそれぞれ設けら
れており、その間には、水管７が連通されてい
る。

そして、水管７の中途部には、モータ８により
駆動するポンプ６を介設し、モータ８の電気的駆
動によりポンプ６を駆動せしめて、浴槽本体１内
の浴湯を吸湯孔１６、ノズル３、水管７を介して
循環せしめるように構成されている。

４はバルブであり、水管７の中途で、ポンプ６
とノズル３との間に介設し手動にて開閉度を調節
して、浴湯循環量等の調節をするために使用でき
るようにしている。

また、水管７の中途部には吸気孔５を設けてお
き、浴湯の循環中途から空気を吸入することがで
きるように構成されている。

すなわち、第１図に示す構造では、ポンプ６に
関連して吸気パイプを連設し、吸気パイプを介し
て循環中途に吸気孔５が形成されるようにしてい
る。

従つて、ポンプ６の駆動によつて浴槽本体１内
の浴湯は水管７を介して循環し、ノズル３より噴
流として浴湯を噴出するものであり、特に、循環
中途の水管７部分に吸気孔５が形成されているの
で、吸気孔５より空気が水管７中に取り込まれ
て、気泡混じりの浴湯がノズル３より噴流として
噴出するものである。

なお、空気の取り込み手段としては、ポンプ６
により循環する浴湯のイジエクシヨン機能によつ
て水管７中に吸気する場合と、ポンプ６によつて
直接に空気を取り込み水管７中の循環浴湯に混入
する場合とが考えられる。

いずれの場合にしても、循環浴湯中に空気を混
入して、ノズル３より気泡混じりの浴湯を噴流と
して噴出する技術は、すでに従来公知のものであ
り、かかる公知技術を採用する。

かかる循環式の気泡浴槽において、本発明の実
施例では第１図に示すように、モータ８にインバ
ータ１０を接続し、インバータにより交流電源か
らの周波数を変えることにより、モータ８の回転
数を制御し、気泡噴流の吐出力の強さを変えるよ
うに構成したものであり、かかる構成とすること
により、インバータ１０の周波数変換機能を予め
設定したプログラムに従つて制御し、その出力周
波数に比例してモータ８の回転数を制御し、それ
をポンプ６に伝達してノズル３から吐出する気泡
噴流の吐出量、吐出圧を変化させるようにしてい
るものである。

更には、インバータ１０により周波数の変換を
行うに際し、その変換過程の時間を制御すること
により、気泡噴流の吐出力の変化にともなう変動
時間を制御できるようにしている。

更には、変換された周波数を保持する時間を制
御することにより、気泡噴流の吐出力の保持時間
を制御できるようにしている。

すなわち、インバータ１０の周波数変換機能
を、予め設定したプログラムに従つて制御するた
めに、本実施例ではインバータ１０に周波数設定
器１２と、起動、停止時間設定器１３と、保持時
間設定器１４とを設けている。

各設定器１２，１３，１４を、第２図に示すノ
ズルからの気泡の吐出力、時間の相関関係を示す
グラフに従つて詳説すると、第２図は本発明のイ
ンバータにより制御された気泡噴流の各種形態
を、気泡の吐出力と時間との相関関係で例示した
ものであり、この第２図のグラフを基にして上記
した各設定器１２，１３，１４を詳説する。

周波数設定器１２は、気泡噴流の吐出力ｅ，ｆ
の強さを設定するものであり、第２図では、吐出
力ｅは、軽負荷時の吐出力、すなわち最も弱い吐
出力の場合であり、吐出力ｔは過負荷時の吐出
力、すなわち最も強い吐出力の場合を示してお
り、かかる強弱の吐出力が交互に周期的にきてい
る状態である。

吐出力ｔの許容最大値を決定する出力周波数の
許容最大値は、機器の寿命を下げない範囲、つま
りモータ８の温度上昇、並びに軸受等機構部分の
耐力、ポンプ６の軸受、羽根等機構部分の耐力、
水管の圧力強度等のフアクターを考慮して決定す
る。

起動、停止時間設定器１３は強弱の吐出力ｅ，
ｆの変動時間ｂ，ｄを設定するものであり、すな
わち、周波数の変換を行うに際し、その変換過程
の時間を設定する。

第２図では弱吐出力ｅから強吐出力ｆに、或は
吐出力ｆから弱吐出力ｅに変わ時のその過程にお
ける変動時間を制御するためのものであり、この
時間が短い程、強弱吐出の繰り返しの時間が短く
なり、頻繁な強弱気泡噴流を得ることができるも
のである。

保持時間設定器１４は、強弱の吐出力ｅ，ｆの
保持時間ａ，ｃを設定するものであり、すなわ
ち、変換された周波数を保持する時間を設定す
る。

この保持時間ａ，ｃの制御により強い吐出と弱
い吐出との持続時間を制御できる。

このように、各設定器１２，１３，１４の制御
の組み合わせをプログラミングしておくと、第２
図に示すように、強い気泡噴流と弱い気泡噴流と
がノズル３より交互に繰り返して周期的に噴出さ
れるような変化のあるる気泡噴流を得ることがで
きることになり、また、他方、周波数設定器１２
による吐出力の形態を多数変化させれば、強弱そ
のもの、多種類の気泡噴流となり、例えば、強吐
出、普通吐出、弱吐出と変化させることも可能と
なり、また、これに時間設定を加えると、強弱の
インターバルを自由に変えて、更にバリエーシヨ
ンに富んだ気泡噴流形態を得ることが可能とな
る。

第２図においては、保持時間ａ，ｃ、変動時間
ｂ，ｄにおいて、強い吐出力の保持時間ｃを弱い
吐出力の保持時間ａの約1.5倍とし、変動時間ｂ，
ｄは、共に同一の時間で、かつ弱い吐出力の保持
時間ａと同時間としている。

更には、このような時間制御において、保持時
間、変動時間のａ，ｂ，ｃ，ｄを、一サイクルと
して周期的にａ，ｂ，ｃ，ｄが繰返すように制御
される。

従つて、第２図のグラフでは、吐出力と時間と
の相関関係が台形として一サイクルに表われてい
る。

なお、１５は交流商用電源を示しており、９は
モータ８とインバータ１０との間に介設した騒音
低減用交流リアクトル、１１は交流商用電源１５
とインバータ１０との間に介設したラジオノズル
低減用零相リアクトルを示す。

第３図は、第２図のa₁，b₁，c₁，d₁の各状態に
おける気泡噴流の状態と、その時点における効果
的な入浴姿勢を例示したものであり、a₁の状態で
は、弱い吐出力ｅであるため、入浴者が肩の力を
抜いて休む状態を示しており、b₁は強い吐出力ｆ
へ向つて徐々にノズル３からの気泡噴流が強くな
つていくために、入浴者が大きく深呼吸をして入
浴している状態を示しており、c₁は、強い吐出力
ｆであるため、入浴者が肩や腰のツボに勢いの強
い噴流気泡を当てている状態を示しており、d₁は
弱い吐出力に向つて気泡噴流が徐々に弱まつてい
る状態であり、従つて、入浴者はゆつくりと息を
吐きながら肩の力を抜いてゆく状態を示してい
る。

このように、インバータ１０を使用することに
より、気泡噴流の変化を自由に行うことができ、
従つて、気泡の超音波による治療効果を充分に得
ることができると共に、その気泡噴流変化にとも
なう遊びの楽しみも創造できるものであり、更に
は、このような効果を得るに必要な使用電力も可
及的な省電力につながるものである。

すなわち、経済性の面でみると、本発明の装置
の負荷は２乗低減トルク特性を有しているため、
気泡噴流の吐出量、吐出力に変化をつけるこの方
式では、大幅な省電力につながるものであり、こ
の次式に示す通りである。

Ｅ＝ｙ〔１−｛³ ₁t₁＋2³ ₂t₂＋³ ₃t₃） ／（t₁＋2t₂＋t₃）｝〕×100（％） ここに、 Ｅ：連続運転に比べて省電力率（％） ₁：最大出力周波数／電源周波数 ₃：最小出力周波数／電源周波数 ₂：（₁＋₃）／２ t₁：最大出力周波数の継続時間 t₂：最大・最小周波数間の加減速時間 t₃：最小出力周波数の継続時間 ｙ：電気効率

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の気泡発生浴槽の概略説明図
であり、これらのうち、符号３，４，５，６，
７，８で示す部分は、従来、浴槽内に噴流的な気
泡を発生させる装置と系統的に同一のものを示
す。第２図は、本発明の気泡発生浴槽における気
泡噴流の吐出力と時間の関係を示すグラフ。第３
図は、第２図の各状態における入浴者の利用方法
の例を示したものである。 １……浴槽、２……気泡、３……ノズル、４…
…バルブ、５……吸気孔、６……ポンプ、７……
水管、８……モータ、９……騒音低減用交流リア
クトル、１０……インバータ、１１……ラジオノ
イズ低減用零相リアクトル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 浴槽本体１に、噴流用のノズル３と、循環湯
   用の吸湯孔１６とを設け、ノズル３と吸湯孔１６
   との間を水管７にて連通せしめ、水管の中途部に
   モータ８駆動のポンプ６を介設し、浴槽内の浴湯
   を水管７を介して循環可能に構成すると共に、循
   環中途から空気を吸入して、ノズル３から浴槽内
   に噴流的な気泡を発生すべく構成してなる気泡発
   生浴槽において、 モータ８にインバータ１０を接続して、インバ
   ータ１０により交流電源からの周波数を変えるこ
   とにより、モータ８の回転数を制御し、気泡噴流
   の吐出力の強さを変化できる気泡噴流制御の可能
   な気泡発生浴槽。 ２ インバータ１０により周波数の変換を行うに
   際し、その変換過程の時間を制御することによ
   り、気泡噴流の吐出力の変化にともなう変動時間
   を制御できるようにした特許請求の範囲第１項の
   気泡噴流制御の可能な気泡発生浴槽。 ３ インバータ１０により周波数の変換を行うに
   際し、変換された周波数を保持する時間を制御す
   ることにより、気泡噴流の吐出力の保持時間を制
   御できるようにした特許請求の範囲第１項の気泡
   噴流制御の可能な気泡発生浴槽。