KR102595039B1 - 자유 낙하 시뮬레이터 냉각 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 자유 낙하 시뮬레이터(1)는 풍동 시스템(2); 상기 풍동 시스템과 비행 챔버가 순환 공기의 연속적인 흐름을 허용하도록 풍동 시스템에 연결된 비행 챔버(3); 및 상기 풍동 시스템에서 순환하는 공기를 냉각시키기 위해,(i) 상기 풍동 시스템에서 순환하는 공기의 일부를 흡입하는 공기 입구(17),(ii) 냉매를 포함하는 적어도 하나의 열교환기(15) 및(iii) 냉각된 공기가 적어도 하나의 공기 출구를 통해 냉각 시스템을 떠나도록 구성된 적어도 하나의 공기 출구(16)를 구비한 냉각 시스템(11)을 포함한다. 상기 냉각 시스템(11)은:(iv) 냉각 영역(11B)을 포함하는 폐쇄 압력 챔버(11A); 및(v) 압력 챔버(11A)의 냉각 영역 내에서 대기압보다 높은 압력을 유지하도록 구성된 적어도 하나의 보조팬(14)을 포함하고, 상기 냉각 영역(11B)의 압력은 대기압보다 높으며, 상기 적어도 하나의 열교환기(15)는 냉각 영역(11B)에서 순환 공기의 냉각이발생하도록 폐쇄 압력 챔버(11A)의 내부에 위치된다.

Description

자유 낙하 시뮬레이터 냉각 시스템

본 발명은 기존의 자유 낙하 시뮬레이터의 개선, 특히 시뮬레이터의 순환 공기 냉각 시스템의 개선에 중점을 둔다.

본 발명이 확장되는 유사한 자유 낙하 시뮬레이터가 체코 실용신안 제2009-21805호에 이미 기술되어있다. 이러한 최신 시스템은 팬의 유리한 배치와 조합한 유리한 형태의 풍동 시스템을 활용하며, 풍동 시스템 내부에 위치한 내부 냉각 시스템의 사용과 관련된 특정 이점을 이미 개시하고 있다.

자유 낙하 시뮬레이터 분야에서의 추가 개발은 위에서 설명한 공지의 자유 낙하 시뮬레이션 시스템의 증가된 효과에도 불구하고 여전히 사용자에게 보다 안락함을 제공할 뿐만 아니라 설치되는 주변 건물 단지에 시뮬레이터를 쉽게 통합을 제공하는 자유 낙하 시뮬레이터를 달성하기 위해 해결될 수 있는 몇 가지 단점이 있음을 보여 주었다. 아래 설명된 기술적 변경은 냉각 효율을 높이고 시뮬레이터의 전체 작동을 지원하며, 시뮬레이터 구조에 대한 접근을 개선하고 유지 보수를 보다 쉽게 한다.

자유 낙하 시뮬레이터는 상기 시뮬레이터가 작동 중일 때 중력에 대항하여 시뮬레이터의 사용자가 시뮬레이터 비행 챔버에 부유하게 하는 순환 공기의 원리에 따라 작동한다. 개방형 시뮬레이터에서, 공기는 비행 챔버 아래에서 대기로 직접 흡입되어 풍동을 통과해 흘러 비행 챔버 위의 대기로 다시 배출된다. 폐쇄형 자유 낙하 시뮬레이터에서, 전체 작동 시간 동안, 동일한 공기가 순환한다. 공기는 풍동 시스템에 의해 이동하고 안내되어 공기의 폐쇄 순환 흐름을 만든다. 이러한 자유 낙하 시뮬레이터 내에서 순환하는 공기는 항상 풍동 시스템의 벽과 접촉하므로, 시뮬레이터의 일정 기간 작동 후, 공기는 일반적으로 마찰을 통해 가열된다.

이 가열된 공기는 개방 냉각 시스템(패시브 냉각 시스템)을 사용하여 냉각될 수 있고, 순환 공기의 일부는 풍동을 떠나 대기로 방출되는 반면, 공기의 일부는 대기에서 순환 풍동 시스템에 다시 흡입된다. 순환 공기를 대기와 혼합함으로써 온도가 조절된다. 다른 시뮬레이터는 풍동에 통합된 냉각 시스템을 사용하는데, 이는 외부 환경과 독립적이므로 폐쇄 냉각 시스템(액티브 냉각 시스템)으로 작동한다.

풍동 시스템에 통합된 자유 낙하 시뮬레이터 냉각 시스템은 일반적으로 주 기류와 분리된 바이패스 채널을 형성하는 별도의 덕트(스트림 덕트)에 있다. 이러한 시뮬레이터에서, 순환 공기의 일부는 스트림 덕트를 통해 흐르고, 공기는 스트림 덕트에서 냉각되고, 연이어 주 기류로 다시 방출된다. 냉각 시스템은 전형적으로 이미 언급된 스트림 덕트(바이패스)를 포함한다. 스트림 덕트의 입구 덕트 뒤에는 냉각 시스템을 통한 기류를 지원하는 보조팬이 있다. 유입 덕트 뒤에 추가로, 콜드 제너레이터(cold generator)에 연결된 공기-물-접촉식 열교환기가 위치한다. 열교환기는 배출 덕트 내에 위치할 수 있어, 냉각된 기류를 비행 챔버 바로 아래로 향하게 한다. 열교환기는 훨씬 큰 크기이지만 자동차와 유사한 냉각기의 형태일 수 있으며, 이 교환기를 통해 풍동 시스템에서 순환하는 공기의 일부가 통과된다. 열 교환기를 통과하는 공기는 냉매(예를 들어, 열 교환기에서 순환하는 물)와 접촉한 후 풍동 시스템으로 다시 이동하여 나머지 순환 공기와 혼합되어 풍동 시스템을 냉각시킨다.

풍동 시스템에 위치한 현재 열교환기의 단점은 다음과 같다. 첫째, 열기와 냉매의 갑작스러운 접촉으로 인해, 작은 응축된 물방울의 발생이 관찰되고, 이 물방울이 기류에 의해 운반되어 비행 챔버로 들어가, 때때로 시뮬레이터 사용자에게 상당히 불편함을 야기할 수 있다. 사용자는 일반적으로 보호 안경을 착용하는데, 이 안경에 생성된 물방울이 튀어, 사용자를 산만하게 하고 전반적인 비행 경험효과를 떨어뜨린다. 시뮬레이터 사용자 얼굴의 보호되지 않은 부분에 튄 응축된 물방울도 또한 상당히 불편함을 야기한다.

상술한 시스템에서 사용자가 경험할 수 있는 또 다른 불편함은 시뮬레이터 풍동 시스템에서 주변 공기보다 온도가 훨씬 낮은 냉기류의 발생이다. 이 효과는 비행 챔버에 근접하여 비행 챔버의 방향으로 직접 응축된 스트림에 방출된 냉각 시스템으로부터의 냉각된 공기 추력에 의해 생성되어, 나머지 순환 공기와 불충분하게 섞이게 함으로써 야기된다. 특히, 냉각된 공기가 비행 챔버에 도달하는 일이 발생해, 비행 챔버의 사용자는 혼합되지 않은 차가운 기류를 감지할 수 있다.

그 외에도, 냉각 시스템 덕트에 의해 악화된 냉각 시스템(특히 보조팬 및 열교환기를 통해 흐르는 공기)의 작동은 비행 챔버 아래의 노즐의 하부 가장자리에 냉각 시스템의 집중 배출로 인해 시뮬레이터에서 소음 발생기 역할을 하고, 상기 소음이 비행 챔버 내로 들어가 사용자의 안락함을 저하시킨다.

따라서, 본 발명은 상술한 단점을 완화시키는데 초점을 두어, 비행중인 자유 낙하 시뮬레이터를 사용하는 사람들의 안락함을 증가시킨다. 따라서, 본 발명의 자유 낙하 시뮬레이터에는 다음과 같은 기술적 특징이 제공된다.

기존 시뮬레이터 및 그 냉각 시스템의 상술한 단점을 제거하고 자유 낙하 시뮬레이터 사용자에 대한 경험을 더욱 향상시키기 위해, 본 발명에 따른 자유 낙하 시뮬레이터는 자유 낙하 시뮬레이터가 풍동 시스템, 상기 풍동 시스템과 비행 챔버가 순환 공기의 연속적인 흐름을 허용하도록 상기 풍동 시스템에 연결된 비행 챔버, 및 상기 풍동 시스템에서 순환하는 공기의 냉각을 위한 냉각 시스템을 포함하도록 구성된다. 상기 냉각 시스템은 풍동 시스템에서 순환하는 공기의 일부를 흡입하는 공기 입구, 냉매를 포함하는 적어도 하나의 열교환기, 및 냉각된 공기가 적어도 하나의 공기 출구를 통해 냉각 시스템을 떠나도록 구성된 적어도 공기 출구를 포함한다. 냉각 시스템은 냉각 영역을 포함하는 폐쇄 압력 챔버, 및 상기 압력 챔버의 냉각 영역 내의 압력을 대기압보다 높게 유지하도록 구성된 적어도 하나의 보조팬을 더 포함하고, 상기 냉각 영역의 압력은 대기압보다 높다. 상기 적어도 하나의 열 교환기는 폐쇄 압력 챔버 내부에 위치되어 순환 공기의 냉각이 냉각 영역에서 발생한다.

상기 정의된 바와 같은 새로운 시뮬레이터 및 냉각 시스템의 구조로, 다음의 유리한 효과가 관찰되었다. 먼저, 모든 응축수가 냉각 영역에서 포집되어 응축된 물방울이 비행 챔버로 운반되는 것을 방지하고 사용자와의 접촉을 방지한다. 구체적으로, 상기 정의된 구성에서, 대부분의 응축수가 압력 챔버에서 포집된다. 둘째, 풍동 시스템의 나머지 순환 공기와 냉각된 공기의 보다 효율적인 혼합이 달성된다. 폐쇄 압력 챔버에 의해 형성된 냉각 영역은 공기가 열 교환기를 떠난 직후에 냉각된 공기를 포집한다. 상기 정의된 압력 챔버의 존재로 인해, 냉각된 공기는 농축된 스트림으로 풍동 시스템으로 방출되지 않고 냉각 영역으로부터의 냉각된 공기가 공기 출구를 통해 나가기 때문에 오히려 보다 균일하게 배출되며, 이는 냉각된 공기의 균일한 배출을 보장한다. 상술한 시스템은 냉각된 공기의 더 나은 혼합을 보장하여 냉각된 공기가 비행 챔버 내의 사용자와 접촉하는 것을 방지한다. 더욱이, 압력 챔버는 예를 들어 압력 챔버 벽의 특수 소음 방지 코팅을 이용해 냉각 시스템에 의해 발생된 소음으로부터 더 나은 차폐에 적합하다. 상기 정의된 압력 챔버의 다른 이점은 전체 냉각 시스템에 쉽게 접근할 수 있을뿐만 아니라 유지 보수를 수행하기 위해 명확하게 정의된 영역을 제한한다는 것이다. 이를 통해 정기적인 유지 보수 작업으로 인해 예상치 못한 시뮬레이터 중단 시간의 위험을 줄일 수 있으며,이를 통해 훨씬 빠르게 유지보수를 수행할 수 있다.

또 다른 이점은, 배출된 공기가 풍동 시스템의 벽에서 경계층을 되살리기 때문에, 상기 정의된 냉각 시스템이 균일해져 전체적으로 속도 프로파일의 품질이 향상됨으로써, 비행 챔버의 기류 품질도 개선한다는 것이다.

자유 낙하 시뮬레이터에서 생성된 열은 일반적으로 더 이상 사용하지 않고 주변 대기로 배출되며, 배출된 열량은 상당하다. 이러한 이유로, 자유 낙하 시뮬레이터가 설치된 건물의 일부인 적합한 폐열회수 시스템에 폐열을 연관시켜, 이로써 유용한 용도로 손실된 열을 절약할 수 있게 하는 본 발명의 맥락에서 더 개시된다. 풍동 시스템으로부터의 따뜻한 공기가 주변 대기로 직접 방출되는 개방형 냉각 시스템에서는 회수를 통해 폐열을 재사용할 수 없다.

본 발명의 다른 유리한 실시예는 하기 열거된 이점적인 기술적 특징들 중 하나 이상을 포함한다:

-자유 낙하 시뮬레이터는 열 교환기에서 냉각된 공기가 냉각 영역 내부를 향한 방향으로 열 교환기를 떠나도록 한 다음 냉각된 공기만 냉각 영역에서 풍동 시스템으로 되돌아오도록 구성된다; 이 실시예의 장점은 실제로 뜨거운 공기와 차가운 공기의 더 나은 혼합을 가능하게 한다는 점에 있다; 또한, 이 실시예의 구성은 또한 응축수가 냉각 영역 내부에 갇히게 하는 대신 응축수가 비행 챔버 내로 빠져 나가게 한다;

-폐쇄 압력 챔버는 공기 입구가 흡기 윈도우 내부에 위치되고 냉각된 공기가 공기 출구를 통해 냉각 영역을 떠나도록 배치된 적어도 하나의 흡기 윈도우 및 적어도 하나의 공기 출구를 포함한다;

-열교환기의 출구는 열교환기로부터의 냉각된 공기가 임의의 공기 출구를 향한 방향으로 열교환기를 떠나지 않도록 배열된다; 다시 말해, 열교환기의 열교환기 출구는 열교환기로부터의 냉각된 공기가 압력 챔버의 벽들 중 하나를 향해 출력되도록 배열되며, 냉각된 공기가 출력되는 벽들 중 어느 것도 공기 출구를 포함하지 않는다; 냉각 시스템의 이 바람직한 실시예는 따뜻한 공기와 차가운 공기의 혼합을 개선하는 바람직한 효과, 즉 응축수가 유출되는 것을 방지하는 효과를 더 강화한다;

-압력 챔버의 공기 출구는 압력 챔버의 벽들 중 하나를 가로 질러 그리고 풍동 시스템의 전체 폭을 가로 질러 뻗어 있는 세장형 슬롯이며; 이 변경은 균일한 공기 방출 효과를 높인다; 압력 챔버의 벽에 적절한 치수의 세장형 슬롯은 냉각 영역 내에서 냉각된 공기의 균일한 배출뿐만 아니라 풍동의 순환하는 주 기류와의 쉽고 빠른 혼합을 달성하게 돕는다;

-냉각 시스템은 적어도 하나의 보조팬 및/또는 적어도 하나의 입구 벤딩 베인 세트를 더 포함한다; 보조팬은 냉각 영역 내부의 기류뿐만 아니라 열교환기를 통한 기류를 촉진한다; 입구 벤딩 베인은 특히 풍동 시스템의 특정 형상에 매우 유용할 수 있다; 일반적으로, 이들 벤딩 베인은 유입되는 뜨거운 공기가 열교환기와 직접 접촉하도록 하여 냉각 시스템의 흡기시 바람직하지 않은 난류의 발생을 감소시킨다;

-공기 출구는 냉각된 공기를 미리 결정된 방향으로 보내도록 형성된 공기 역학적 형태를 가지고 있다; 어떤 부분에 관계없이 시뮬레이터의 기류 방향을 제어하는 것이 매우 중요하다; 특정 시뮬레이터가 필요한 경우, 이러한 변형은 기류의 평활도를 증가시키고, 따뜻한 공기와 차가운 공기의 더 나은 혼합을 제공하며, 냉각 영역으로부터의 출구에서의 난류를 감소시키기 때문에 바람직하다;

-노즐로부터 흡기 윈도우의 거리는 적어도 2미터이다; 시스템의 이러한 추가 개선은 노즐로부터(및 결과적으로 비행 챔버로부터) 충분한 거리에 공기 출구의 배치 덕분에 더 쉬운 공기 혼합을 보장한다;

-압력 챔버는 전형적으로 유지 보수 인력을 위한 맨홀로서 사용될 수 있는 밀봉된 폐쇄 가능한 개구를 더 포함한다; 냉각 영역에서 냉각 공기가 빠져 나가는 것을 막기 위해 밀봉되고 닫힐 수 있다;

-풍동 시스템과 비행 챔버에서 순환하는 공기의 온도는 폐쇄 냉각 시스템에 의해 조절된다; 설명된 냉각 시스템과 결합된 폐쇄 냉각 시스템은 냉각 효과와 관련하여 매우 우수한 결과를 보여 주며 계절이나 설치 위치에 관계없이 더 큰 온도 변동없이 전체 풍동 시스템 내에서 균일하게 퍼진 온도에 도달할 수 있다(열대 지역에서 일년 내내 운영 가능할 수 있다);

-냉각 시스템은 자유 낙하 시뮬레이터의 하단 수평 섹션에 있다; 이 위치는 일반적인 구성상의 이유로 선택된다; 시뮬레이터의 하부는 종종 건물의 지하 구역에 위치하고 있으며 소음 감소를 촉진한다; 그 외에도, 건물의 기초가 더 튼튼하고 냉각 시스템을 더 쉽게 설치하게 한다.

-냉각 시스템은 스트리밍 공기를 비행 챔버로 유도하는 노즐의 흡입 전에 위치한다; 이러한 구성은 시뮬레이터의 하부 수평 섹션에서 냉각 시스템의 배치와 관련된 이점을 더욱 증폭시킨다;

-풍동 시스템은 적어도 하나의 팬을 갖는 적어도 하나의 루프를 포함하고, 냉각 시스템은 순환 기류의 방향으로 상기 적어도 하나의 팬 뒤에 위치하며; 이 구성에서, 풍동의 메인 팬을 통한 흐름이 냉각 시스템으로부터의 따뜻한 공기와 차가운 공기의 혼합에 의해 직접적인 영향을 받지 않으며, 따라서 메인 팬의 효율은 잠재적 난기류 및 기류의 이질성에 영향받지 않는다.

-압력 챔버의 하부 내벽은 응축된 물방울을 포집하고 수집하는 내장된 그루브를 포함한다; 시뮬레이터의 이러한 특징은 냉각 영역 내부의 물방울이 풍동 시스템으로 공기를 통과시킴으로써 수행되는 바람직하지 않은 상황을 방지한다;

자유 낙하 시뮬레이터의 냉각 시스템은 폐쇄 냉각 시스템을 구현하는 상기 나열된 모든 변형과 조합하여 풍동으로부터의 폐열의 재순환 및 회수에 사용될 수 있다.

본 발명의 다른 유리한 구성은 후술하는 본 발명의 다양한 실시예 및 첨부도면으로부터 명백해질 것이다.

본 발명의 내용에 포함됨.

다양한 도면에서 참조부호는 항상 동일한 특징 또는 동일한 기능을 갖는 특징을 지칭한다.
도 1은 건물에 설치되고 2개의 공기 루프를 포함하는 자유 낙하 시뮬레이터의 횡단면도로, 냉각 회로의 간략한 회로 및 열회수를 위한 용도를 나타낸다.
도 2는 자유 낙하 시뮬레이터에 적용된 냉각 시스템의 횡단면 세부도이다.
도 3은 하나의 에어 루프를 포함하고 냉각 영역이 수직 설치 위치에 있는 다른 자유 낙하 시뮬레이터 도면이다.
도 4는 내부 및 외부 냉각 회로를 포함하는 냉각 회로의 상세한 개략도이다.

도 1은 청구항 1에 따른 자유 낙하 시뮬레이터에 따른 자유 낙하 시뮬레이터(1)의 예를 도시한다. 자유 낙하 시뮬레이터(1)는 빌딩(100)에 설치된다.

도 1에 따른 자유 낙하 시뮬레이터는 시뮬레이터(1)의 사용자가 접근할 수 있는 비행 챔버(3)를 포함한다. 비행 챔버(3)의 바닥에는 (예를 들어 금속 와이어로 제조된) 안전망(3A)이 설치되어 있다. 공기는 안전망(3A)을 통해 아래에서 위로 흐르고, 시뮬레이터(1) 사용자의 상방 리프팅을 달성하며, 여기서 상방으로 흐르는 공기의 힘으로 인해 사용자에게 작용하는 중력이 상쇄된다.

비행 챔버(3)에 연결되고 공기가 흐르는 시뮬레이터(1)의 나머지 부분은 풍동 시스템(2)으로서 기술된다. 풍동 시스템(2)과 비행 챔버(3)는 함께 순환 풍동을 형성한다. 비행 챔버(3)로부터 상방으로, 기류 방향으로, 풍동 시스템(2)이 디퓨저(7), 상부 수평 섹션(4C), 적어도 하나의 수직 섹션(4A, 4B), 하부 수평 섹션(4D) 및 노즐(8)을 연속적으로 포함한다. 자유 낙하 시뮬레이터(1)에는 더 많은 수직 섹션(4A, 4B)이 있을 수 있다. 도 1은 수직 섹션(4A, 4B)을 갖는 시뮬레이터(1)를 도시한다. 이는 풍동 시스템(2)이 2개의 개별 분리 루프(2A, 2B)를 포함하는 설계에 해당한다. 도 1의 제 1 루프(2A)는 디퓨저(7), 상부 수평 섹션(4C)의 좌측부, 제 1 수직 섹션(4A), 하부 수평 섹션(4D)의 좌측부 및 노즐(8)에 의해 정의된다. 도 1에서 제 2 루프(2B)는 디퓨저(7), 상부 수평 섹션(4C)의 우측부, 제 2 수직 섹션(4B), 하부 수평 섹션(4D)의 우측부 및 노즐(8)에 의해 정의된다. 풍동 시스템(2)은 디자인 관점에서 적절하기만 하면 임의의 개수의 루프를 가질 수 있다. 각 루프(2A, 2B) 내에 비행 챔버(3)를 떠나는 공기의 일부가 흐르는 한편, 모든 루프로부터의 기류가 다시 결합된 다음 비행 챔버(3)에 들어간다.

도 1의 루프(2A, 2B)는 원칙적으로 직사각형이지만, 다른 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 루프는 엄밀히 정사각형이거나 사다리꼴 형태로 기울어질 수 있다. 본 발명의 일부 실시예는 삼각형 형태로 또는 불규칙한 형태를 사용하여 풍동 시스템(2)을 설계할 수 있게 한다. 이들 실시예에서, 수직 섹션(4A, 4B)은 일반적으로 수직 방향과 평행하지 않으며, 오히려 수직 방향과 0이 아닌 예각이다. 수직(4A, 4B) 및 수평(4C, 4D) 섹션의 길이는 임의의 주어진 상대 비율일 수 있다.

도 1 및 도 3의 루프(2A, 2B)는 폐쇄 냉각 시스템을 포함하도록 설계된다. 이것은 주변 대기과 공기 교환이 없음을 의미한다. 자유 낙하 시뮬레이터(1)의 루프(2A, 2B)에 흐르는 공기는 시뮬레이터를 개시하거나 종료시 압력이 변화를 보상하도록만 단지 있는 일반적으로 비행 챔버 위에 위치된 몇몇의 천공을 제외하고 주위 대기로부터 보충되지도 않고 배기 챔버로도 배출되지 않는다. 대조적으로, 자유 낙하 시뮬레이터의 개방형 냉각 시스템은 주위 공기로 순환 공기를 방출하기 위한 적어도 하나의 개구 및 주위 대기로부터 공기를 시뮬레이터의 루프/루프들로 흡입하기 위한 적어도 하나의 개구를 갖는 풍동 시스템(2)을 특징으로 한다. 개방형 냉각 시스템은 주변 대기와의 공기 교환을 이용하여 온도를 조절한다. 대조적으로, 폐쇄 냉각 시스템은 냉각 시스템(11)으로 표현되는 이 특정한 경우에 내부 냉각 시스템에 전적으로 의존한다. 일반적으로, 폐쇄 시스템이 바람직한데, 이는 자유 낙하 시뮬레이터가 설치된 위치에서 기후 조건과 무관하기 때문이다. 본 출원에 설명된 냉각 시스템(11)은 개방 냉각 시스템뿐만 아니라 폐쇄 냉각 시스템에 사용될 수 있지만, 폐쇄 냉각 시스템이 모든 기후 조건에서 사용될 수 있다는 사실 때문에 그리고 그 다양성 대해 바람직하다.

도 3은 단지 하나의 루프(2B)를 갖는 예시적인 구조를 갖는 시뮬레이터(1)를 도시한다. 이 루프(2B)만이 디퓨저(7), 상부 수평 섹션(4C), 유일한 수직 섹션(4B), 하부 수평 섹션(4D) 및 노즐(8)에 의해 다시 정의된다.

단일 루프(2B)가 있는 도 3의 시뮬레이터(1) 및 2개의 루프가 있는 도 1의 시뮬레이터(1)와 관련하여 설명된 아래의 모든 특징들은 더 많은 루프가 있는 시뮬레이터에서도 유사하게 사용될 수 있다.

기류 방향에 수직인 횡단면에서, 디퓨저(7)는 내부 원형 설계를 가지며, 반경은 비행 챔버로부터 멀어지는 방향으로 그리고 시뮬레이터(1)의 상부 수평 섹션(4C)까지 점차적으로 증가하고, 여기서 프로파일은 이미 사각형이다. 간단히 말하면, 디퓨저(7)는 실질적으로 절단된 원뿔의 형상을 가지며, 상부면은 비행 챔버(3)의 상부에 배치된다. 가장 큰 반경을 갖는 디퓨저(7)의 일부가 풍동 시스템(2)의 상부 수평 섹션(4C)에 연결된다. 디퓨저(7)는 깔때기 또는 원통형 형상을 가질 수 있다. 디퓨저(7)의 기능은 공기가 풍동 시스템(2)의 개별 루프(2A, 2B) 내로 분배되도록 하고 스트리밍 속도를 점차적으로 감소시키는 것이다. 유사하게, 노즐(8)은 전형적으로 원뿔 또는 깔때기의 형상을 가질 수 있으며, 원뿔(깔때기)의 상단이 비행 챔버(3)의 바닥에 배치된다. 노즐(8)의 기능은 공기가 개별 루프(2A, 2B)로부터 다시 비행 챔버(3) 내로 다시 모이게 하는 것이다. 노즐(8)의 반경은 기류 방향으로 점차 감소하는 사실로 인해, 비행 챔버(3) 직전에, 기류가 가속된다.

노즐(8)은 비행 챔버(3) 아래에 배치되고 디퓨저(7)는 비행 챔버(3) 위에 배치된다. 유리한 구성은 노즐(8), 비행 챔버(3) 및 디퓨저(7)가 수직선으로 배열되는 것이다. 노즐(8), 비행 챔버(3) 및 디퓨저(7)에 의해 형성된 라인은 순환 시스템(4A, 4B)의 수직 섹션에 평행하거나 평행하지 않을 수 있다. 전형적으로, 수직 섹션(4A, 4B)은 수직 방향과 최대 40도의 예각을 이룰 수 있다. 다시 말해서, 본 발명의 일부 실시예에서, 수직 섹션(4A, 4B)은 반드시 수직 방향과 평행할 필요는 없지만, 오히려 이 방향과 논제로의 예각일 수 있다.

본 발명의 일부 실시예에서, 풍동 시스템(2)의 상부 수평 섹션(4C)의 횡단면 직경은 이 횡단면이 기류 방향에 수직으로 취해지고 디퓨저(7)로부터 멀리 대응하는 수직 섹션(4A, 4B)까지의 방향 더 넓게 커지는 것이 바람직하다.

풍동 시스템(2)에는, 기류의 방향을 변화시키는 역할을 하는 벤딩 베인(9)이 (유사하게 모든 루프에서) 배치되어 있다. 일반적으로, 벤딩 베인은 모서리, 즉 공기가 직각 또는 다른 예각으로 흐르는 곳에 위치한다. 일반적으로, 벤딩 베인은 기류의 방향을 어떤 각도로 변경해야할 때마다 사용할 수 있다. 도 1에 따른 본 발명에서, 각각의 루프(2A, 2B)는 디퓨저(7)와 상부 수평 섹션(4C) 사이에 배치된 한 세트의 벤딩 베인(9)을 갖는다. 상부 수평 섹션(4C)과 대응하는 수직 섹션(4A, 4B) 사이의 각각의 루프(2A, 2B)에는 다른 세트의 벤딩 베인(9)이 배치된다. 대응하는 수직 섹션(4A, 4B)과 하부 수평 섹션(4D) 간의 전이에 또 다른 세트의 벤딩 베인(9)이 각각의 루프(2A, 2B)에 위치된다. 마지막으로, 공기가 노즐(8)에 들어가기 직전에, 하부 수평 섹션(4D)의 모든 루프(2A, 2B)에 한 세트의 벤딩 베인(9)이 배치된다. 벤딩 베인(9) 세트의 개수는 특정 시뮬레이터(1)의 요구에 따라 더 많을 수 있으나, 더 적을 수도 있다.

풍동 시스템(2)의 각각의 루프(2A, 2B)는 팬(6)을 포함한다. 팬(6)은 풍동 시스템(2)의 수직 섹션(4A, 4B)에 이상적으로 배치되며, 원하는 동력을 제공하고, 시뮬레이터(1)내에 적절한 압력 조건 안정화를 가능하게 하며, 비행 챔버(3)로부터 소음을 충분히 격리시킨다. 일부 실시예에서, 풍동 시스템(2)의 다른 섹션에 팬(6)을 배치하는 것이 또한 가능하다. 도 1의 실시예에 따르면, 각각의 수직 섹션(4A, 4B)은 하나의 팬(6)을 포함하는 단일 덕트이다. 본 발명의 다른 실시예에서, 각각의(또는 적어도 하나의) 수직 섹션(4A, 4B)의 덕트는 (도면에 미도시된) 여러 가지 브랜치들로 분할될 수 있다. 수직 섹션(4A, 4B)의 특정 부분에서, 단일 수직 섹션 덕트는 다수의 개별 덕트로 분할될 수 있고, 이는 다시 단일 수직 섹션(4A, 4B) 덕트로 결합된다. 이러한 경우에, 수직 섹션(4A, 4B)의 각각의 브랜치는 정확히 하나의 팬(6)을 포함할 수 있다. 이는 루프(2A, 2B)에서 팬(6)의 개수 및 시뮬레이터(1)의 효율을 증가시킨다.

일반적으로, 자유 낙하 시뮬레이터(1)의 하부는 튼튼한 건축 재료, 전형적으로 콘크리트로 만들어진다. 구체적으로, 풍동 시스템(2)의 전체 하부 수평 섹션(4D)은 예를 들어 콘크리트 우물(13)의 형태로 실행될 수 있는 반면, 콘크리트와는 별도로 다른 적합한 건축 자재도 역시 사용될 수 있다. 이 우물(13)의 콘크리트 벽은 본 발명의 일부 실시예에서 풍동 시스템(2)의 수직 섹션(4A, 4B)의 일부, 예를 들어 수직 섹션(4A, 4B)의 10-25%를 덮을 수 있다. 또한, 풍동 시스템(2)의 하부 수평 섹션(4D)에는, 냉각 시스템(11)을 포함하는 콘크리트 챔버(10)가 건조된다. 여기서, 역시, 콘크리트 챔버는 임의의 다른 적합한 건축 자재로 된 구조물로 대체될 수 있다.

풍동 시스템(2)에서 순환하는 공기의 일부가 냉각 시스템(11)을 통과하여 또한 콘크리트 챔버(10)를 통과한다. 따라서, 본 발명의 설명의 목적상, 냉각 시스템(11) 및 콘크리트 챔버(10)는 풍동 시스템(2)의 일부로 간주된다. 전형적으로, 순환 공기의 1-20%가 냉각 시스템(11)으로 전환될 수 있으며, 전형적으로 사용되는 값들은 예를 들어 5%, 10% 또는 15%이다. 일반적으로, 냉각 시스템(11)으로 전환된 공기의 양은 시뮬레이터(1)의 크기, 냉각 시스템(11)의 동력 및 시뮬레이터(1)의 설치 장소에서의 기후 조건에 의해 결정되므로 명시된 것과는 다른 비율이 원칙적으로 가능하다.

도 1로부터 명백한 바와 같이, 콘크리트 챔버(10) 및 냉각 시스템은 풍동 시스템(2)의 주 기류 외부에 위치되어, 기류의 평활도를 방해하지 않는다. 냉각 시스템(11) 및 콘크리트 챔버(10)는 풍동 시스템(2)에서 주 기류 바로 옆에 위치된다. 본 발명의 일 실시예에서, 풍동 시스템(2)의 주 기류로 돌출한 냉각 시스템(11)의 유일한 부분은 공기 입구(17)이다. 콘크리트 챔버(10) 및 냉각 시스템(11)은 예를 들어 노즐(8)과 수직 섹션(4A, 4B)의 하부 네 번째 사이에 배치된다.

냉각 시스템(11)은 도 1에 따라 콘크리트 챔버(10)의 존재에 반드시 구속될 필요는 없다. 다른 구성의 방안도 허용 가능하다. 마찬가지로, 냉각 시스템이 구조적 관점에서 유리하다면, 상부 수평 섹션(4C) 또는 수직 섹션(4A, 4B)에 냉각 시스템을 배치할 수 있다. 냉각 시스템(11)이 하부 수평 섹션(4C)에 위치되면, 유리한 해결책은 예를 들어 수직 섹션(4A, 4B)과 하부 수평 섹션(4C) 사이의 전이에서 코너에 (도 1의 실시예) 또는 노즐(8)의 흡입구에 냉각 시스템(11)이 있는 것이다. 냉각 시스템(11)의 위치는 팬(6)에 따라 변할 수 있다. 냉각 시스템은 팬(6)의 전후에 기류 방향으로 배치될 수 있다. 팬(6) 뒤에 냉각 시스템(11)을 갖는 이점은 기류 방향으로 공기의 일부를 공기 입구(17)로보다 용이하게 지향시키는 데 있고(냉각 시스템의 부품들과 그들의 기능에 대한 상세한 설명은 아래에 제공되어 있음) 시뮬레이터 팬의 효율에 미치는 냉각 시스템의 영향이 더 적은 데 있다.

도 2로부터 명백한 바와 같이, 냉각 시스템(11)은 청구 발명 및 기술된 발명에 따라 폐쇄 압력 챔버(11A)에 의해 정의되며, 상기 챔버는 순환 공기의 일부를 통과하기 위한 냉각 영역(11B)을 둘러싼다. 압력 챔버(11A)에는 냉매가 통과하는 적어도 하나의 열교환기(15)가 배치된다. 주 기류로부터 냉각 시스템(11)으로 흡입된 2차 기류의 냉각은 폐쇄 압력 챔버(11A)에 의해 한정된 냉각 영역(11B)에서 일어난다.

압력 챔버(11A)는 콘크리트, 벽돌, 금속 시트로 제조될 수 있거나, 다른 적합한 재료 또는 이들의 조합으로 제조될 수 있다. 압력 챔버(11A)는 폐쇄되어 있으므로, 냉각 시스템(11)을 통과하는 주 기류로부터 공기의 일부를 제공하는 개구와는 별개의 개구가 없다. 이는 냉각된 공기가 냉각 영역(11B)으로부터 빠져 나가는 것을 방지한다. 압력 챔버(11A)는 냉각 영역(11B)을 포함하며, 여기서 냉각 영역의 압력은 대기압보다 높다. 냉각 영역(11B)에서 대기압보다 높은 조건은 주 기류로부터 공기를 흡입하도록 설정된 보조팬(14)에 의해 유지된다. 보조팬(14)은 냉각 영역(11B)에서 대기압보다 높은 압력을 생성하여 유지한다.

냉각 시스템(11)의 압력 챔버(11A)는 순환 공기의 주 기류의 바이패스를 형성하고, 냉각되고 있는 2차 기류를 생성한다. 이 2차 기류를 성공적으로 지향시키기 위해, 압력 챔버(11A)는 주 기류로부터 공기를 흡입하여 원하는 방향으로 지향시키는 스트림 덕트(12)를 포함한다.

냉각 시스템(11)으로 전환된 공기는 필요한 온도로 냉각된 후 나머지 순환 공기와 혼합된다. 공기가 압력 챔버(11A)로 들어가도록 하기 위해, 압력 챔버(11A)는 적어도 하나의 흡기 윈도우(17A)를 갖는다. 냉각 시스템(11)으로부터 주 기류로의 공기를 다시 허용하기 위해, 압력 챔버(11A)는 적어도 하나의 공기 출구(16)를 갖는다. 압력 챔버(11A)는, 예를 들어, 직육면체, 프리즘 또는 불규칙한 형상, 피라미드의 형상 등 임의의 적절한 형상을 가질 수 있다. 따라서, 압력 챔버(11A)는 임의의 개수의 벽을 가질 수 있다. 압력 챔버(11A)의 적어도 하나의 벽은 풍동 시스템(2)에서 주 기류와 접촉하고 있다. 압력 챔버(11A)의 하나의 벽은 흡기 윈도우(17A)(또는 다수의 흡기 윈도우)를 가질 수 있는 반면, 공기 출구(16)는 콘크리트 챔버(11A)의 다른 벽에 있을 수 있다. 도 1의 실시예에 따른 흡기 윈도우(17A)는 수직 섹션(4A, 4B)의 말단에 위치한 반면, 공기 출구(16)는 기류 방향에서 볼 때 하부 수평 섹션(4D)의 시작 부분에 있다.

압력 챔버(11A)는 유지 보수 기술자를 위한 맨홀로서 사용될 수 있는 폐쇄 가능한 밀봉 개구(19)를 추가로 포함할 수 있다. 시스템이 작동 중일 때, 폐쇄 가능한 밀봉 개구(19)는 압력 덮개를 사용하여 폐쇄될 수 있다.

스트림 덕트는 압력 챔버(11A) 내부의 냉각 영역(11B)에 위치된다. 스트림 덕트(12)는 냉각된 공기가 통과하는 튜브 형태를 가질 수 있다. 스트림 덕트(12)의 시작 부분에는, 풍동 시스템(2)의 주 기류으로부터 뜨거운 공기를 흡입하는 공기 입구(17)가 있고, 스트림 덕트(12)의 말단에는 스트림 덕트의 바디 외부의 냉각된 공기를 나머지 냉각 영역(11B)으로 배출하는 배출 덕트가 있다. 공기 입구(17) 및 출구 덕트(18)뿐만 아니라 스트림 덕트(12)의 바디는 하나의 라인으로 배열될 수 있거나 구배질 수 있다. 마찬가지로, 스트림 덕트(12)를 통과하는 공기의 방향은 직선일 수 있거나 공기가 턴을 형성할 수 있다. 스트림 덕트(12)에서 기류를 턴시키는 것이 바람직한 경우, 기류 방향으로 완만한 변화를 지지하는 한 세트의 벤딩 베인을 사용하는 것이 유리하다. 공기 입구(17)에서, 도 1에 따른 본 발명의 실시예에서, 기류의 방향을 약 90°만큼 변경하기 위한 흡입 벤딩 베인(20)이 배치된다. 도 1의 실시예의 경우, 공기가 하방으로 이동할 때 공기가 스트림 덕트(12)로 들어가고, 이어서 기류의 방향이 수평 방향으로 변경된다. 흡기 벤딩 베인(20)은 완만하고 균일한 기류를 확보하기 위해 사용된다.

공기 입구(17)는 흡기 윈도우(17A)에 유리하게 배치될 수 있고, 이 윈도우로부터 풍동 시스템(2)의 주 기류의 공간, 즉 압력 챔버(11A)의 외부로 부분적으로 돌출될 수 있다. 공기 입구(17)의 개구는 상기 공기 입구(17)가 설치된 지점에서 순환 공기 방향으로 향할 수 있다.

도면은 모든 냉각 시스템(11)에서 단일 스트림 덕트(12)만을 도시하지만, 본 발명의 다양한 실시예에서, 단일 냉각 시스템(11)은 2이상의 스트림 덕트(12)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 1에서, 도시된 스트림 덕트(12) 뒤에 숨겨진 제 2 또는 제 3 스트림 덕트가 있을 수 있거나, 훨씬 더 많은 스트림 덕트(12)가 설치될 수 있다. 이러한 경우에, 압력 챔버(11A)는 대응하는 개수의 흡기 윈도우(17A), 즉 각각의 스트림 덕트(12)에 대한 하나의 흡기 윈도우(17A)를 포함한다.

바람직한 구성에서, 팬(14)은 스트림 덕트(12)의 바디 내에 위치된다. 동일한 방식으로, 열교환기(15)는 보조팬(14)의 전후에 스트림 덕트(12)의 바디 내에 위치된다. 공기 입구(17)는 순환 공기의 일부를 주 기류로부터 열교환기(15)로 인도하고, 여기서 공기는 냉각된다. 도 1-3에서, 열교환기는 출구 덕트(18)에서 스트림 덕트(12)의 가장 말단에 위치된다. 각각의 스트림 덕트(12)는 별도의 열교환기(15)를 포함할 수 있다. 보조팬(14)은 벤딩 베인 뒤에 위치될 수 있다. 열교환기(15)의 냉매는 물 또는 충분한 열 용량을 갖는 다른 적합한 매질일 수 있다.

각각의 스트림 덕트(12)는 또한 기류에 의해 운반되는 먼지 입자를 포획하는 적어도 하나의 클리닝 시브(cleaning sieve)(22)를 포함할 수 있다. 클리닝 시브(22)는 열교환기(15) 및 보조팬(14)에 대해 임의의 적절한 구성 위치에 배치될 수 있다. 최적으로, 클리닝 시브는 기류에 의해 운반되는 입자에 의한 열교환기의 막힘을 감소시키기 위해 기류 방향으로 보조팬(14) 뒤에 그리고 열교환기 전에 위치될 수 있다.

더욱이, 각각의 스트림 덕트(12)는 흡기 디퓨저(23A) 및/또는 출구 디퓨저(23B)를 포함할 수 있다. 흡기 디퓨저(23A)는 점진적으로 좁아지는 프로파일을 가지며 유입 공기를 보조팬(14)으로 향하게 하는 반면, 출구 디퓨저(23B)는 넓어진 프로파일을 가지며 열교환기(15)로의 공기의 균일한 배출을 보장한다.

풍동 시스템(2) 내에서 스트림 덕트(12)의 바디의 방향은 변할 수 있다. 도 1에서, 스트림 덕트(12)의 바디는 수평으로 배향되는 반면, 도 3에서는 수직으로 배향된다. 일반적으로, 스트림 덕트(12)의 배치 방향은 자유 낙하 시뮬레이터(1)가 설치되는 빌딩(100)의 형상 및 특성에 기초하여 이용 가능한 공간에 의해 결정된다. 열교환기(12) 내에서 필요한 기류 방향 변화는 언급된 벤딩 베인(20)에 의해 수행된다.

자유 낙하 시뮬레이터(1)가 다수의 스트림 덕트(12)를 포함하는 경우, 모든 스트림 덕트(12)가 완전히 동일할 필요는 없다. 예를 들어, 하나의 스트림 덕트(12)는 흡입 벤딩 베인(20)을 포함할 수 있는 반면, 제 2 스트림 덕트(12)는 이를 포함할 필요가 없다. 결정 요인은 항상 건축되는 각 시뮬레이터(1)의 필요한 설계 방안의 특정 요구에 따른다.

현재 냉각 시스템의 일반적인 단점은 출구에서 응축된 물방울을 형성하는 경향이 있다는 것이다. 이는 냉각 시스템(12)으로 유입되는 뜨거운 공기가 냉매와 접촉하여 발생하며, 이는 공기 온도를 급격히 떨어뜨리게 하며, 그 결과 대기 습도의 응축을 통한 물방울 형성을 많은 경우 피할 수 없다. 출구 덕트(18)에서 응축수의 형성은 많은 경우에 물방울이 비행 챔버(3)에까지 멀리 도달함에 따라 사용자에게 불편 함을 유발하여 비행 경험을 저하시키므로 바람직하지 않다.

또 다른 관찰된 단점은 냉각 시스템(11)을 떠나는 냉각된 공기가 풍동 시스템(2)의 벽을 따라 비행 챔버(3) 내로 퍼져 쭉 나간다는 사실이다. 그런 후 사용자는 비행 챔버의 다양한 부분에서 온도 차를 인지할 수 있다. 예를 들어, 비행 챔버(3)의 벽으로부터 멀리에서는 따뜻한 공기를 느낄 수 있는 반면, 비행 챔버(3)의 벽에 가까이에서는 시원한 기류를 느낄 수 있다.

상술된 단점 둘 다를 제거하는 기술적 해결책은 압력 챔버(11A) 내부의 냉각 영역(11B)에 열교환기(15)를 배치하는 데 있으며, 압력 챔버는 냉각 영역(11B) 및 따라서 열교환기(15)를 완전히 둘러싼다. 따라서, 응축된 물방울이 압력 챔버(11A) 내부에 포집된다. 따라서 비행 챔버(3)의 사용자는 기류에 의해 운반되는 물방울을 맞지 않으며, 상당한 온도 변동을 전혀 감지하지 못한다.

냉각 시스템(11)의 유리한 구성은 열교환기(15)를 떠나는 냉각된 공기가 압력 챔버(11A)의 냉각 영역(11B) 내부로 송풍되는 경우이다. 따라서, 열교환기(15)의 출구가 공기 출구(16)를 향하게 하는 것이 바람직하지 않다. 이는 상술한 장점을 더욱 강화시킨다. 열교환기(15)로부터의 출구는 따라서 공기 출구(16)로부터 공간적으로 분리된다. 예를 들어, 열교환기(15)의 출구는 대략 냉각 영역(11B)의 중심에 있을 수 있거나, 열교환기(15)의 출구는 공기 출구(16)를 포함하지 않는 콘크리트 구조물(11A)의 벽을 향하여 배향될 수 있다.

공기 출구(16)의 형상은 본질적으로 임의적이지만, 세장형 슬롯 형태의 길쭉한 슬롯, 예를 들어 콘크리트 챔버(11A)의 한 벽의 전체 길이에 걸쳐 있는 슬롯이 바람직하다. 유리하게는, 세장형 슬롯(16)은 주어진 위치에서 풍동 시스템(2)의 프로파일의 전체 폭을 따라 뻗어 있다. 필요한 경우, 압력 챔버(11A)는 예를 들어 언급된 세장형 슬롯 형태의 2이상의 공기 출구(16)를 가질 수 있다. 공기 출구(16)는 또한 서로 뒤에, 일렬로 배열된 다수의 작은 윈도우 형태일 수 있다. 공기 출구(16)의 세장형 형상은 열교환기(15)로부터의 냉각된 공기와 시뮬레이터(1) 내에서 순환하는 나머지 공기 사이에 열 교환을 균일하게 한다.

공기 출구(16)는 순수하게 압력 챔버(11A)에서 컷아웃 형태일 수 있거나, 공기 출구(16)는 나가는 냉각된 공기가 미리 결정된 방향으로 향하는 것을 보장하는 적절한 공기역학적 형상(21)을 가질 수 있다. 동시에, 이러한 공기역학적 형상(21)은 통과하는 공기의 완만함을 증가시킬 수 있다. 공기 출구(16)가 일렬로 배열된 다수의 더 작은 위도우 형태인 경우, 이들 각각은 적합한 공기역학적 형상(21)일 수 있다.

본 발명의 일부 실시예에서, 공기 출구(16)는 노즐(8)의 가장자리로부터 적어도 2m 떨어져 배치되어, 이로써 따뜻하고 차가운 공기의 적시에 균일한 혼합이 확보된다.

압력 챔버(11A)의 내부 벽 중 하나, 전형적으로 냉각 영역(11B)의 바닥에 위치하는 벽은 유리하게는 빠져 나가는 응축된 물방울을 포집하도록 위치된 그루브(도면에 미도시됨)를 포함할 수 있다. 이는 응축수가 기류에 의해 무작위로 운반되는 것을 방지하고, 따라서 비행 챔버(3)에서 작동 시뮬레이터(1)의 사용자에게 다시 불편을 야기할 수 있는 압력 챔버(11A)로부터 배출된다.

도 3은 도 1의 시뮬레이터와 비교하여 몇 가지 차이점을 특징으로 하는 자유 낙하 시뮬레이터(1)의 대안적인 실시예를 도시한다. 가장 중요하게는, 도 3의 시뮬레이터(1)의 풍동 시스템(2)은 단지 하나의 루프(2B)를 특징으로 한다. 이미 설명한 바와 같이, 루프(2A, 2B)는 임의의 개수로 있을 수 있으며, 그 수는 특정 요구 및 각 시뮬레이터의 크기에 기초하여 선택된다. 도 1 및 도 3에서 시뮬레이터들의 두 번째 차이점은, 도 3에서, 냉각 시스템(11)이 수직 방향으로 배향된다는 사실이다. 대조적으로, 도 1의 냉각 시스템(11)은 수평으로 배향된다. 또한 설명된 바와 같이, 냉각 시스템(11)의 임의의 배향이 원칙적으로 가능하다. 마찬가지로, 냉각 시스템(11)을 풍동 시스템(2)의 상이한 부분, 즉 상부 수평(4C), 또는 수직(4A, 4B), 또는 풍동 시스템(2)의 하부 수평(4D) 섹션에 설치하는 것이 가능하다. 도 1은 수직 섹션(4A, 4B)과 하부 수평 섹션(4D) 사이의 전이에서 코너에 있는 냉각 시스템(11)의 특히 유리한 배치들 중 하나를 도시한다. 도 3은 수직 섹션(4A, 4B)의 하부 네 번째에서 냉각 시스템(11)의 유리한 배치의 다른 예이다. 도 3의 시뮬레이터(1)는 또한 흡기 윈도우(17A)와 공기 출구(16)가 모두 압력 챔버(11A)의 동일한 벽에 있는 예이다.

도 3은 더 개략적이며 따라서 열교환기(15)를 둘러싸는 압력 챔버(11A)의 벽의 존재를 상세하게 포착하지 않는다는 점에 유의해야 한다. 그러나, 이 경우에도 역시, 대기압보다 높 압력을 갖는 압력 챔버(11A)는 콘크리트 또는 상술한 다른 자재로 만들어진다.

또한, 풍동 시스템(2) 내부에 위치한 효과적인 냉각 시스템(11)을 사용하는 경우 시뮬레이터(1)로부터 방출되는 열의 양이 상당히 중요하다는 것이 밝혀졌다. 이러한 이유로, 일부 시뮬레이터(1)는 실용적 목적으로 시뮬레이터(1)로부터 폐열을 빌딩(100)으로 유도하는 것이 바람직하다는 것이 밝혀졌다. 자유 낙하 시뮬레이터(1)는 훈련 및 레크리에이션 목적뿐만 아니라 열회수 목적으로도 사용되며, 이는 시뮬레이터(1)가 설치된 빌딩(100)에 에너지 절약을 초래하여 건물의 표준 운영에 대한 전체 비용을 감소시킨다.

도 1에 도시된 바와 같이 열회수 회로가 전반적이고 개략적인 방식으로 도시되어 있다. 보다 상세한 묘사는 도 4에서 찾을 수 있다. 시뮬레이터(1)의 냉각 루프는 2개의 별개의 회로, 즉, 내부 냉각 회로(30) 및 외부 냉각 회로(40)를 포함한다. 내부 냉각 회로(30)는 예를 들어 물, 글리콜 등과 같은 적합한 냉매를 포함하는 냉각 파이프 시스템을 포함한다. 내부 냉각 회로(30)의 냉매는 열교환기(15)를 통과하여 풍동 시스템(2)에서 순환하는 따뜻한 공기로부터 열을 흡수한다. 열교환기(15)에서, 내부 냉각 회로(30)의 파이프는 통과하는 공기와 접촉하게 가능한 가장 큰 표면을 생성하도록 적절하게 분기된다.

내부 냉각 회로(30) 내에서, 냉매는 열 교환기(15)로부터 압축기 유닛(15A)으로 안내되고, 여기서 외부 냉각 회로(40)로 열을 전달한다. 외부 냉각 회로(40)는 다시 냉매를 포함하는 파이프 시스템을 포함한다. 외부 냉각 회로(40)는 오일, 프레온을 사용할 수 있거나 다른 냉매에 기초할 수 있다. 외부 냉각 회로(40) 내에서, 축적된 열은 실외 응축 유닛(15B)으로 직접 방출되고 대기로 방출되고/되거나 빌딩(100)용의 다용도 열로서 폐열회수 유닛(15C)에 부분적으로 이용될 수 있다. 따라서, 냉각 회로(40)는 적절한 열 전달(예를 들어 물 가열)을 허용하는 방식으로 빌딩(100)의 열 시스템과 접촉할 수 있다. 전체 냉각 회로는 열회수 회로가 우선적으로 이용되도록 구성될 수 있다. 시뮬레이터로부터 방출된 열에 대한 적절한 용도가 빌딩(100)에 없는 경우, 폐열은 실외 응축 유닛(15B)에 인도될 수 있고, 이로부터 열이 주변 대기로 방출된다.

도 4와 도 1의 대시선은 차가운 기류를 나타내는 반면, 실선은 따뜻한 기류를 나타낸다. 따라서, 내부 냉각 회로(30)의 대시선은 흐르는 공기로부터 열이 전달되기 전의 냉매를 나타내는 반면, 내부 냉각 회로(30)의 실선은 열이 전달된 후의 냉매를 나타낸다. 마찬가지로, 외부 냉각 회로(40)의 실선은 (환경으로 또는 회수의 일부로) 열을 전달하기 전의 냉매를 나타내는 반면, 대시선은 열을 잃은 후에 냉매를 나타낸다.

이미 언급된 바와 같이, 빌딩(100)에서, 축적된 열은 물 또는 방을 가열하는 프로세스에 사용될 수 있다. 이 접근법은 가장 경제적인 것으로 간주되는데, 이는 지금까지 시뮬레이터(1)로부터의 열이 제어되지 않은 방식으로 빌딩 외부의 주변 대기로만 방출되었기 때문이다. 본 시스템에서, 이 제어되지 않은 열 방출은 직접적으로 풍동 시스템, 개방형 냉각 시스템에 있는 개구를 통해 그리고 간접적으로 폐쇄형 냉각 시스템에 있는 개구를 통해 모두 발생하며, 외부 응축 유닛(15B)으로부터의 열이 자유롭게 환경으로 방출된다. 따라서, 개시된 기술 방안의 장점 중 하나는 외부 냉각 회로(40)에 폐열회수 유닛(15C)을 추가하고 폐열을 부분적으로 이용하는 옵션이다.

Claims (10)

1. -풍동 시스템(2);
   -상기 풍동 시스템과 비행 챔버가 순환 공기의 연속적인 흐름을 허용하도록 풍동 시스템에 연결된 비행 챔버(3); 및
   -상기 풍동 시스템에서 순환하는 공기를 냉각시키기 위해, 상기 풍동 시스템에서 순환하는 공기의 일부를 흡입하는 공기 입구(17), 냉매를 포함하는 적어도 하나의 열교환기(15) 및 냉각된 공기가 적어도 하나의 공기 출구를 통해 냉각 시스템을 떠나도록 구성된 적어도 하나의 공기 출구(16)를 구비한 냉각 시스템(11)을 포함하는 자유 낙하 시뮬레이터(1)로서,
   상기 냉각 시스템(11)은:
   -냉각 영역(11B)을 포함하는 폐쇄 압력 챔버(11A); 및
   -압력 챔버(11A)의 냉각 영역 내에서 대기압보다 높은 압력을 유지하도록 구성된 적어도 하나의 보조팬(14)을 포함하고,
   -상기 냉각 영역(11B)의 압력은 대기압보다 높으며,
   상기 적어도 하나의 열교환기(15)는 냉각 영역(11B)에서 순환 공기의 냉각이발생하도록 폐쇄 압력 챔버(11A)의 내부에 위치되는 것을 특징으로 하는 자유 낙하 시뮬레이터.
2. 제 1 항에 있어서,
   열교환기(15)에서 냉각된 공기는 냉각 영역(11B)의 내부를 향한 방향으로 열교환기를 떠나도록 구성된 자유 낙하 시뮬레이터.
3. 제 1 항에 있어서,
   폐쇄 압력 챔버(11A)는 적어도 하나의 공기 입구(17)가 흡기 윈도우(17A) 내부에 위치되고, 냉각된 공기는 공기 출구(16)를 통해 냉각 영역(11A)을 빠져 나가도록 배열된 적어도 하나의 흡기 윈도우(17A) 및 적어도 하나의 공기 출구(16)를 포함하는 자유 낙하 시뮬레이터.
4. 제 3 항에 있어서,
   열교환기(15)의 출구는 상기 열교환기로부터의 냉각된 공기가 압력 챔버의 벽들 중 하나를 향해 출력되도록 배열되고, 냉각된 공기가 출력되는 상기 벽 중 어느 것도 공기 출구(16)를 포함하지 않는 자유 낙하 시뮬레이터.
5. 제 3 항에 있어서,
   공기 출구(16)는 압력 챔버(11A)의 벽들 중 하나를 가로 질러 그리고 풍동 시스템의 전체 폭을 가로 질러 뻗어 있는 세장형 슬롯인, 자유 낙하 시뮬레이터.
6. 제 3 항에 있어서,
   공기 출구(16)는 냉각된 공기를 미리 결정된 방향으로 지향시키도록 구성된 공기역학적 형상(21)을 갖는 자유 낙하 시뮬레이터.
7. 제 1 항에 있어서,
   폐쇄 냉각 시스템에 의해 풍동 시스템(2) 및 비행 챔버(3)에서 순환하는 공기의 온도가 조절되는 자유 낙하 시뮬레이터.
8. 제 1 항에 있어서,
   냉각 시스템(11)은 자유 낙하 시뮬레이터의 하부 수평 섹션(4D)에 위치되는 자유 낙하 시뮬레이터.
9. 제 1 항에 있어서,
   풍동 시스템(2)은 적어도 하나의 팬(6)을 갖는 적어도 하나의 루프(2A, 2B)를 포함하고, 냉각 시스템(11)은 순환 공기 방향으로 적어도 하나의 팬 뒤에 위치되는 자유 낙하 시뮬레이터.
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