KR101508923B1 - Operating model of hydrologic cycle - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 물의 순환 과정을 간접적으로 체험해 볼 수 있는 물의 순환 과정 작동 모형에 관한 것으로, 더 상세하게는 지표면의 물이 증발하여 구름이 되고 구름이 다시 비가 되어 강수(降水)하는 과정을 시각적으로 관찰하면서 물의 순환 과정을 간접적으로 체험할 수 있게 한 모세관 현상 작동 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a water circulation process operation model that can indirectly experience the circulation process of water. More specifically, the present invention relates to a water circulation process operation model in which water is evaporated to become a cloud, And to indirectly experience the circulation process of the water while observing the capillary phenomenon.
지구 표면은 71%가 물로 덮여 있으며 지구 상의 물의 총량은 약 13억 6천만 km3 로 대부분인 97.2%가 해수이며 빙하와 얼음이 2.15%를 차지하고, 호수, 강, 지하수 등의 담수와 대기 중의 수증기는 약0.65% 정도이다. 이들 물은 대기권 내에서 대순환을 한다. 즉, 해양과 육상(숲, 호수, 강, 토양 등)으로부터 태양열에 의해 증발산된 물이 대기 중에 머무르거나 바람에 의해 이동되는 와중에 응결되어 구름으로 변하였다가 비나 눈의 형태로 해양과 육지로 되돌아오며, 육지에 내린 강수는 지하수, 호수, 강 등을 구성하기도 하지만 대부분 바다로 흘러들어간다. 이와 같은 물 순환 과정을 통해 물은 해양, 대륙, 대기에 분배되고, 태양열을 저장하여 분산시키는 역할도 한다.
71% of the surface of the earth is covered with water, and the total amount of water on the earth is about 1.36 billion km3, 97.2% of which is mostly seawater, 2.15% of glaciers and ice and fresh water of lake, river, 0.65%. These waters circulate in the atmosphere. That is, the water evaporated by the sun from the ocean and land (forest, lake, river, soil, etc.) is condensed in the midst of moving in the air or moving by the wind and turned into a cloud. Returning to the land, precipitation falls on the ground, and it forms the groundwater, lake, and river, but most of it flows into the sea. Through this water cycle, water is distributed to the oceans, continents, and the atmosphere, and also serves to store and distribute solar heat.
근래, 아동이나 학생들이 과학 원리를 체험할 수 있는 과학관, 자연 체험관 등이 다양한 형태로 개설되어 있다. 자연 현실에서 위에 설명한 물의 증발 및 증산, 수증기의 응결에 의한 구름의 생성, 구름의 응축에 의한 강수 등의 과정을 전체적으로 관찰하기 어렵기 때문에, 이들 과학관 등에서는 물의 순환 과정을 그림이나 컴퓨터 그래픽 등으로 보여 주고 있다. 그러나 그림이나 컴퓨터 그래픽만으로 보여주는 물의 순환 과정에 의하여는 관람자들이 입체적이고 사실적인 체험을 하지 못하고 단순히 정보만 얻게 되어, 관람자들이 흥미를 가지고 과학 원리 체험에 참여하기 어려운 단점이 있다.
In recent years, there have been various forms of science museums and nature experience museums where children and students can experience scientific principles. In the natural world, it is difficult to observe the entire processes such as evaporation and evaporation of water, formation of clouds by condensation of water vapor, and precipitation due to condensation of clouds described above. . However, due to the circulation process of the water, which is shown only by paintings or computer graphics, spectators can not obtain stereoscopic and realistic experiences and simply obtain information, which makes it difficult for viewers to participate in scientific principles experience with interest.
본 발명은 과학관 등에서의 상술한 종래 물 순환 과정 체험에 따른 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 물이 수증기로 증발하여 구름이 되고 구름이 다시 비가 되는 과정 전체를 시각적으로 체험할 수 있게 연출하여 관람자에 보여줄 수 있는 물의 순환 과정 작동 모형을 제공하는 데 있다.
The present invention has been made in order to solve the problems of the above-mentioned water circulation process experience in the science museum and the like. The problem to be solved by the present invention is to visualize the whole process of water evaporation with water vapor, And to provide a model for the water circulation process that can be presented to the spectator.
상술한 본 발명의 과제는, 외부에서 내부를 투시할 수 있는 투명 챔버와, 상기 투명 챔버를 하부에서 지지하는 스탠드와, 상기 스탠드 내부에 마련되어 상기 투명 챔버에 수증기를 생성하여 공급할 수 있는 가습기와, 상기 스탠드 내부에 마련되어 상기 가습기에서 생성된 수증기 중 일부를 상기 투명 챔버 내에 구름 형상으로 펌핑할 수 있는 구름 형성 수단와, 상기 투명 챔버 상단에서 상기 투명 챔버 내에 비를 뿌려 줄 수 있는 강우 수단, 상기 가습기가 수증기를 상기 투명 챔버에 공급하고 상기 구름 형성 수단이 상기 가습기에서 생성된 수증기를 이용하여 상기 투명 챔버에 구름을 형성한 후, 상기 강우 수단이 상기 투명 챔버 내에 비를 뿌리도록 제어하는 콘트롤러를 포함하는 물의 순환 과정 작동 모형에 의하여 해결될 수 있다.
The above object of the present invention can be also achieved by a vacuum cleaner comprising a transparent chamber capable of penetrating from the outside to the inside thereof, a stand supporting the transparent chamber from below, a humidifier provided inside the stand to generate and supply water vapor to the transparent chamber, A cloud forming means provided in the stand and capable of pumping a part of the water vapor generated in the humidifier in the form of a cloud in the transparent chamber; a rain means for spraying rain in the transparent chamber at the top of the transparent chamber; And a controller for supplying water vapor to the transparent chamber and controlling the cloud forming means to form a cloud in the transparent chamber using water vapor generated in the humidifier and then spray the rain in the transparent chamber Water circulation process can be solved by operating model.
상기 구름 형성 수단은, 상기 투명 챔버 바닥에 마련되고 상기 스탠드 내부로부터 수증기가 유입될 수 있는 통공이 형성된 바닥판과, 상하 방향으로 신축할 수 있는 신축벽과 상기 가습기에서 발생한 수증기가 유입되는 플렉시블관이 연결된 가동판으로 이루어지고 상기 바닥판 하부 통공 주위에 부착된 수증기 포집통과, 상기 수증기 포집통 하부에 부착되고 상기 수증기 포집통을 상하 방향으로 수축 팽창시켜 상기 수증기 포집통 내의 수증기가 상기 바닥판의 통공을 통해 구름 형상으로 상기 투명 챔버에 유입되게 하는 액추에이터를 포함하여 구성할 수 있다.
The cloud forming means includes a bottom plate provided at the bottom of the transparent chamber and provided with a through hole through which water vapor can flow from the inside of the stand, a stretchable and contractible wall vertically expandable and contractible, And a steam collecting passage which is attached to the bottom of the bottom plate and which is attached to a lower portion of the steam collecting container and expands and contracts the water vapor collecting container vertically so that water vapor in the water collecting container And an actuator for allowing the air to flow into the transparent chamber through the through hole.
상기 강우 수단은, 상기 투명 챔버 천장에 마련된 물 살포 장치와, 상기 물 상포 장치에서 살포된 물을 흡수한 후 물방울 형태로 떨어 뜨리는 스펀지와, 상기 스탠드내부에 마련된 물통과, 상기 물통의 물을 물관을 통해 상기 물 살포 장치에 공급하는 펌프를 포함하여 구성할 수 있다.
Wherein the rainfall means comprises a water spraying device provided on the ceiling of the transparent chamber, a sponge for absorbing the water sprayed by the water spraying device and dropping in the form of water drops, a water bottle provided inside the stand, And a pump for supplying the water to the water spraying device.
본 발명에 의하면, 관람자가 외부에서 볼 수 있는 투명 챔버 내에, 가습기를 통해 수증기를 발생시키면서 구름 형성 수단에 의하여 구름을 생성하고 강우 수단에 의하여 비가 내리게 할 수 있으므로, 관람자가 물의 증발에 의한 구름의 생성, 구름의 응축에 의한 강우 등 물의 순환 전 과정을 시각적으로 관찰할 수 있고, 이를 통해 관람자는 자연계에서 물이 어떻게 수증기가 되어 구름이 되고 비가 되어 내리는지를 실감나게 체험하면서 자연현상에 대한 이해를 높일 수 있는 효과가 있다.
According to the present invention, since a spectator can generate clouds through a humidifier in a transparent chamber visible from the outside and generate clouds by means of cloud forming means and rain by means of rainfall means, It is possible to visually observe the whole process of circulation of water such as generation, rainfall due to condensation of clouds, etc. Through this, the spectator will realize how water becomes water vapor in the natural world and become clouds and rain. There is an effect that can be increased.
도 1은 본 발명에 따른 물의 순환 과정 작동 모형의 외관 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 물의 순환 과정 작동 모형의 구성도이다. 1 is an external perspective view of a water circulation process operation model according to the present invention.
2 is a block diagram of a water circulation process operation model according to the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시 예를 상세히 설명한다.
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 물의 순환 과정 작동 모형은 외부에서 내부를 투시할 수 있는 투명 챔버(1)와, 상기 투명 챔버(1)를 하부에서 지지하는 스탠드(3)를 포함한다. 상기 투명 챔버(1) 상단에는 천장(45)이 조립되고, 천장(45) 하부 투명 챔버(1)의 외주면이나 내주면을 따라 구름 장식(39)을 부착할 수 있다. 상기 천장(45)을 상기 스탠드(3) 상부에 지지하기 위하여 지주(33)를 다수 구비할 수 있다.
1, the water circulation process operation model according to the present invention includes a
본 발명은 상기 투명 챔버(1) 내부에, 외부 관람자가 관찰 수 있게 물 순환 과정을 연출한다. 이를 위하여, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 스탠드(3) 내부에 가습기(5)와 구름 형성 수단을 마련한다. 상기 가습기(5)는 본 발명의 작동 과정에서 수증기를 생성하여 상기 투명 챔버(5)에 공급한다. 상기 구름 형성 수단은 상기 스탠드(3) 내부에 마련되어, 상기 가습기(5)에서 생성된 수증기 중 일부를 상기 투명 챔버(1) 내에 구름 형상으로 펌핑한다. 상기 구름 형성 수단은 다양한 형태로 구성할 수 있다. 도 2에는 그 일 예를 나타낸 것으로, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
The present invention directs a water circulation process inside the transparent chamber (1) so that an external spectator can observe it. For this purpose, as shown in FIG. 2, a
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 구름 형성 수단은, 투명 챔버(1) 바닥에 마련 되고 상기 투명 챔버(1)로 수증기 유입을 안내하는 할 수 있는 통공(9)이 형성된 바닥판(7)과, 상기 통공(9) 하면에 연속하여 형성된 수증기 포집통(47)과, 상기 수증기 포집통(47)을 수축 팽창시키면서 수증기 포집통(47) 내에 채워진 수증기를 상기 통공(9)을 통해 구름 형상으로 내뿜는 액추에이터(15)를 포함하여 구성할 수 있다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 수증기 포집통(47)은, 상기 바닥판(7) 하부에 하방으로 연장되어 상하 방향으로 신축하도록 형성된 신축벽(11)과, 상기 신축벽(11) 하단에 부착된 가동판(13)으로 구성할 수 있다. 상기 신축벽(11)과 가동판(13)의 평면적은 상기 바닥판 하부 통공(9) 하부를 충분히 감쌀 수 있는 크기로 형성하는 것이 바람직하다. 상기 가동판(13)에는 상기 가습기(5)에서 발생한 수증기가 유입되는 플렉시블관(17)이 연결된다. 상기 액추에이터(15)는 상기 수증기 포집통(47)의 가동판(13) 하부에 부착되고 상기 수증기 포집통(47)을 상하 방향으로 수축 팽창시켜 상기 수증기 포집통(47) 내의 수증기가 다양한 형상으로 서로 뭉치면서 상기 바닥판(7)의 통공(9)을 통해 구름 형상으로 상기 투명 챔버(1)에 유입되게 한다. 상기 액추에이터(15)로는 에어실린더와 에어컴프레셔 등의 공압장치를 사용할 수 있다.
2, the rolling means includes a bottom plate 7 provided at the bottom of the
상기 바닥판(7)의 상부에는 인조 잔디층이 마련될 수 있다. 상기 바닥판(7)은 스탠드(3)와 분리 형성되어 스탠드(3) 상부에 적층되거나, 상기 스탠드(3) 상부에 일체로 형성 될 수 있다.
An artificial turf layer may be provided on the bottom plate 7. The bottom plate 7 may be separated from the
물 순환 과정 전체를 보여주기 위하여 본 발명은 위와 같은 수증기 발생 수단과 구름 형성 수단 뿐만아니라, 상기 투명 챔버(1) 상단에서 상기 투명 챔버(1) 내에 비를 뿌려 줄 수 있는 강우(降雨) 수단을 포함한다. 상기 강우 수단은, 상기 투명 챔버 천장에 마련된 물 살포 장치(35)와, 상기 물 상포 장치(35)에서 살포된 물을 흡수한 후 물방울 형태로 떨어 뜨리는 스펀지(37)와, 상기 스탠드(3) 내부에 마련된 물통(19)과, 상기 물통(19)의 물을 물관(31)을 통해 상기 물 살포 장치(35)에 공급하는 펌프(25)를 포함하여 구성할 수 있다.
In order to show the entire water circulation process, the present invention is not limited to the above-described water vapor generating means and the cloud forming means but also includes rainfall means capable of spraying rain from the upper end of the
상기 물 살포 장치(35)에서 물을 살포하면 물은 빗방울 형태로 상기 바닥판(7)에 낙하하고 상기 통공(9)을 통해 가동판(13)으로 흘러 들어 간다. 따라서, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 가동판(13)에는 드레인(41)을 형성하고, 상기 드레인(41)과 상기 물통(19) 사이에는 배수관(21)을 연결하는 것이 바람직하다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 물통(19)의 물은 물관(27)을 통해 펌프(25) 뿐만아니라, 가습기에도 공급되게 할 수 있다.
When water is sprayed from the
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 바닥판(7)에는 투명 챔버(1) 측으로 노출된 에어노즐(43)을 부착하고, 상기 에어노즐(43)에는 송풍기(41)를 연결하는 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 물의 순환 과정 작동 모형은 작동 스위치(49)를 누룰 때마다 1회씩 작동되도록 제어 되는데, 상기 송풍기(41)는 본 발명의 작동이 1회 끝난 후 다음 작동 전에 상기 투명 챔버(1) 내의 잔류하는 구름을 제거하는 데 필요하다. 상기 송풍기(41) 내에 히터를 더 마련하여 열풍이 공급되게 하면 잔류 구름을 쉽게 제거할 수 있다.
1 and 2, an
상기 가습기(15), 액추에이터(15), 펌프(25) 및 송풍기(41)는 콘트롤러(23)에 의하여 제어된다. 상기 콘트롤러(23)는 작동스위치(49)가 눌러 질 때마다, 우선 가습기(5)를 제어하여 수증기를 상기 수증기 포집통(47)에 공급되게 하고, 상기 액추에이터(15)를 제어하여 상기 수증기 포집통(47)에 공급된 수증기의 일부를 수축 팽창시켜 구름이 형성하게 하고, 상기 펌프(25)를 제어하여 투명 챔버(1)에 내에 비를 뿌리게 한다. 전 과정이 종료되면 상기 송풍기(41)를 작동하여 잔류하는 구름을 제거한다. 상기 송풍기(41)는 비를 뿌리기 전에 작동하여 구름이 없는 상태에서 비를 뿌리게 할 수도 있다.
The
본 발명에 따른 물의 순환 과정 작동모형은, 이와 같이 수증기발생장치로 수증기를 발생시키고 일정량의 수증기가 수증기 포집통에 채워지면 공압 장치 등의 엑추에이터로 순간 푸시 하여 구름모양으로 위로 수증기가 올라게 한다. 이때 펌프가 작동하여 물을 분사시켜 스펀지 천정을 통과하여 비가 내리도록 연출하게 된다.
According to the water circulation process operation model according to the present invention, when water vapor is generated by the steam generator and a certain amount of water vapor is filled in the water vapor collecting container, the steam is pushed up to an actuator such as a pneumatic device. At this time, the pump is operated to spray the water and pass through the sponge ceiling to produce rain.
1 : 투명 챔버 3 : 스탠드
5 : 가습기 7 : 바닥판
9 : 통공 11 : 신축벽
13 : 가동판 15 : 액추에이터
17 : 플렉시블관 19 : 물통
21 : 배수관 23 : 콘트롤러
25 : 펌프 27, 29, 31 : 물관
33 : 지주 35 : 물 살포 장치
37 : 스펀지 39 : 구름 장식
41 : 송풍기 43 : 에어노즐
45 : 천장 47 : 수증기 포집통
49 : 작동 스위치1: Transparent chamber 3: Stand
5: humidifier 7: bottom plate
9: through hole 11:
13: movable plate 15: actuator
17: Flexible tube 19: Bucket
21: Water pipe 23: Controller
25:
33: column 35: water spraying device
37: Sponge 39: Cloud Ornament
41: blower 43: air nozzle
45: ceiling 47: steam trap
49: Operation switch
Claims (3)
상기 투명 챔버를 하부에서 지지하는 스탠드;
상기 스탠드 내부에 마련되어 상기 투명 챔버에 수증기를 생성하여 공급할 수 있는 가습기;
상기 스탠드 내부에 마련되어 상기 가습기에서 생성된 수증기 중 일부를 상기 투명 챔버 내에 구름 형상으로 펌핑할 수 있는 구름 형성 수단;
상기 투명 챔버 상단에서 상기 투명 챔버 내에 비를 뿌려 줄 수 있는 강우 수단; 및
상기 가습기가 수증기를 상기 투명 챔버에 공급하고 상기 구름 형성 수단이 상기 가습기에서 생성된 수증기를 이용하여 상기 투명 챔버에 구름을 형성한 후, 상기 강우 수단이 상기 투명 챔버 내에 비를 뿌리도록 제어하는 콘트롤러;를 포함하고,
상기 구름 형성 수단은, 상기 투명 챔버 바닥에 마련되고 상기 투명 챔버로 수증기 유입을 안내하는 할 수 있는 바닥판과, 상하 방향으로 신축할 수 있는 신축벽과 상기 가습기에서 발생한 수증기가 유입되는 플렉시블관이 연결된 가동판으로 이루어지고 상기 바닥판 하부 통공 주위에 부착된 수증기 포집통과, 상기 수증기 포집통 하부에 부착되고 상기 수증기 포집통을 상하 방향으로 수축 팽창시켜 상기 수증기 포집통 내의 수증기가 상기 바닥판의 통공을 통해 구름 형상으로 상기 투명 챔버에 유입되게 하는 액추에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 물의 순환 과정 작동 모형.
A transparent chamber capable of penetrating from the outside to the inside;
A stand supporting the transparent chamber from below;
A humidifier provided inside the stand and capable of generating and supplying water vapor to the transparent chamber;
A cloud forming means provided in the stand and capable of pumping a part of the water vapor generated in the humidifier into the transparent chamber in a rolling manner;
A rainfall means capable of spraying rain within the transparent chamber at the top of the transparent chamber; And
Wherein the humidifier supplies water vapor to the transparent chamber and the cloud forming means forms a cloud in the transparent chamber using water vapor generated in the humidifier and then controls the rainfall means to spray the rain in the transparent chamber Lt; / RTI >
The cloud forming means may include a bottom plate provided at the bottom of the transparent chamber and capable of guiding water vapor into the transparent chamber, a stretchable and contractible wall vertically expandable, and a flexible tube into which water vapor generated in the humidifier flows, A water vapor trap attached to the bottom of the bottom plate and attached to a lower portion of the water vapor collecting container and expanding and contracting the water vapor collecting container vertically so that water vapor in the water vapor collecting container, And an actuator for causing the water to flow into the transparent chamber in a cloud shape through the water circulation passage.
상기 바닥판에는 상기 투명 챔버 측으로 노출된 에어노즐을 부착하고, 상기 에어노즐에는 송풍기를 연결하여, 작동 종료 후 상기 투명 챔버 내의 잔류하는 구름을 제거하는 것을 특징으로 하는 물의 순환 과정 작동 모형.
The method according to claim 1,
Wherein an air nozzle exposed to the transparent chamber side is attached to the bottom plate, and an air blower is connected to the air nozzle to remove residual clouds in the transparent chamber after the operation is completed.
상기 강우 수단은, 상기 투명 챔버 천장에 마련된 물 살포 장치와, 상기 물 상포 장치에서 살포된 물을 흡수한 후 물방울 형태로 떨어 뜨리는 스펀지와, 상기 스탠드내부에 마련된 물통과, 상기 물통의 물을 물관을 통해 상기 물 살포 장치에 공급하는 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 물의 순환 과정 작동 모형.The method according to claim 1,
Wherein the rainfall means comprises a water spraying device provided on the ceiling of the transparent chamber, a sponge for absorbing the water sprayed by the water spraying device and dropping in the form of water drops, a water bottle provided inside the stand, And a pump for supplying the water to the water spraying device through the pump.
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