KR20140024196A - 풍속 조절이 용이한 학습용 풍동 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 풍속조절이 용이한 학습용 풍동은 관찰부를 구비하며, 제 1 흡입구와 제 1 배출구를 구비한 사각형 통체(筒體)의 실험부와; 제 2 흡입구와 제 2 배출구를 구비하며, 제 2 배출구가 선풍기의 뒷면과 연결되는 사각형 통체의 팬 설치부와; 상기 팬 설치부의 제 2 흡입구와 상기 실험부의 제 1 배출구가 연통되게 연결된 비닐튜브와; 상기 제 2 배출구에 연결되는 선풍기로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

풍속 조절이 용이한 학습용 풍동{Wind Tunnel For Education}
본 발명은 학습용 풍동에 관한 것으로, 보다 상세하게는 학습용으로 간단하게 제작되어 사용될 수 있으며, 손쉽게 풍속을 조절할 수 있는 학습용 풍동에 관한 것이다.
비행기 또는 비행기 날개 등의 양력을 측정하거나, 교량 또는 건물 등의 건축물 뿐만 아니라 자동차 등에 있어 바람의 영향을 측정하기 위해서는 풍동을 사용하는 경우가 많다.
통상 산업용으로 제작된 풍동은 그 크기가 거대하며, 비행기나 자동차 제작사 등에 의해 건설되어 사용되므로, 실제로 초중고 학생들이 풍동에 의한 실험을 해보기 어려운 실정이다.
또한, 대한민국 등록특허 10-1107610호에 개시된 도 1과 같은 학습용 풍동의 경우, 배기관(10)에 내설된 팬(20)이 배터리(30)에 의해 구동되는 것이어서 실험에 적합한 풍속을 얻기 힘들며, 대한민국 공개특허 10-2006-00090632호에 개시된 도 2와 같은 학습용 풍동은 대형 선풍기를 사용하여 강한 풍속을 얻을 수는 있으나 풍속의 조절이 선풍기(40)의 풍속 조절단계에 따라 결정될 뿐이어서 풍속을 미세하게 조절하는 것이 불가능한 문제점이 있었다.
KR 10-1107610 B, 2012.1.25., 도면 2 KR 10-2006-00090632 A, 2006.8.14., 도면 1
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은 그 구조가 간단하면서 풍속을 미세하게 조절할 수 있는 학습용 풍동을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 풍속조절이 용이한 학습용 풍동은
관찰부를 구비하며, 제 1 흡입구와 제 1 배출구를 구비한 사각형 통체(筒體)의 실험부와;
제 2 흡입구와 제 2 배출구를 구비하며, 제 2 배출구가 선풍기의 뒷면과 연결되는 사각형 통체의 팬 설치부와;
상기 팬 설치부의 제 2 흡입구와 상기 실험부의 제 1 배출구가 연통되게 연결된 비닐튜브와;
상기 제 2 배출구에 연결되는 선풍기;로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 실험부 내부에는 프로펠러가 장착된 직류모터를 설치하고, 상기 직류모터와 연결된 전압측정기를 실험부 외부에 설치하여, 풍속에 의해 프로펠러가 회전하여 발생하는 전압을 실험부 외부의 전압측정기에 의해 측정할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 간단한 구조로 학습용 풍동의 제작이 용이하며, 간편하게 풍속을 미세하게 조절할 수 있는 효과가 있다.
도 1 및 도 2는 종래의 학습용 풍동을 나타낸 도.
도 3 및 도 4는 본 발명 일 실시예 풍동의 구조 및 작동관계를 나타낸 도.
이하, 본 발명을 그 실시예에 따라 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 3은 본 실시예 학습용 풍동의 형태를 나타낸 사시도 및 단면도이다.
본 실시예 학습용 풍동은 실험부(100), 팬 설치부(200), 상기 실험부(100)와 팬 설치부(200)를 연결하는 비닐튜브(300)로 대별된다.
실험부(100)는 제 1 흡입구(110)와 제 1 배출구(120)를 구비한 사각형 통체(筒體)로 제작되는데, 일반 골판지 상자로 제작할 수 있다. 또한 실험부(100)의 측면과 상면에는 실험부(100)의 내부를 관찰할 수 있는 통공을 가공하고, 통공을 투명 필름으로 막은 관찰부(130)를 구비하고 있다. 실험부는 골판지 이외에도 투명한 아크릴 수지를 사용하여 제작될 수도 있는데, 이 경우, 관찰부는 실험부 벽체가 되는 것이다.
팬 설치부(200) 역시 제 2 흡입구(210)와 제 2 배출구(220)를 구비하며 사각형 통체로 제작되며, 일반 골판지 상자로 제작할 수 있다. 제 2 배출구(220)는 선풍기(400)의 뒷면과 연결되게 되며, 선풍기(400)의 뒷면과 제 2 배출구(220) 사이에는 팬 설치부(200) 내부의 공기 이외 외부로부터 공기가 유입되지 않도록 테이프 등으로 밀봉하는 것이 바람직하다.
상기 팬 설치부(200)의 제 2 흡입구(210)와 상기 실험부(100)의 제 1 배출구(120)는 비닐튜브(300)에 의해 연통되게 연결된다.
또한, 상기 실험부(100) 내부에는 프로펠러(510)가 장착된 직류모터(520)를 설치하고, 상기 직류모터(520)와 연결된 전압측정기(530)를 실험부(100) 외부에 설치하게 된다. 선풍기(400)가 회전하게 되면, 상기 실험부(100)의 제 1 유입구(110)로 공기가 유입된 후 선풍기(400)의 전면으로 공기가 유출되게 되는데, 이때 실험부(100) 내부로 흐르는 공기의 흐름에 따라 프로펠러(510)가 회전하게 되며, 프로펠러(510)가 회전함에 따라 직류모터(520)는 발전기로 작동하여 전압을 발생시키게 된다. 이렇게 발생한 전압은 실험부(100) 외부에 설치된 전압측정기(530)에 의해 측정되며, 전압과 풍속은 비례관계를 가지게 된다.
이하, 상기 구성을 가진 본 발명 일 실시예 학습용 풍동의 풍속 조절 방법에 대하여 설명한다.
먼저 도 3과 같이 비닐튜브(300)가 최대로 펴진 상태에서 실험부(100) 내에 실험할 날개(600)를 거치하게 된다. 이후, 선풍기(400)를 가동시키고, 통상 3단계로 조절가능한 선풍기의 풍속조절스위치(410)를 저속에서 고속으로 증가시켜 본다. 이러한 풍속 조절의 단계 중 어느 한 단계에서 날개(600)는 양력을 받아 상승하게 되는데, 실제 어느 정도의 풍속에서 상승이 이루어지는지 정확하게 결정할 수 없다.
예를 들어 중속에 풍속조절 스위치(410)를 위치시켰을 때 날개(600)가 상승하게 되면, 날개(600)를 상승시킬 풍속은 중속과 저속 사이에 위치하는 것이다. 이때 선풍기(400)와 연결된 팬 설치부(200)를 실험부(100)쪽으로 이동시키게 되면 비닐튜브(300)는 도 4와 같이 그 중간 부분이 수축하게 되어, 실험부(100) 내부를 흐르는 풍속은 서서히 약해지게 되며, 날개(600)는 하강하게 된다. 다시 선풍기(400)와 연결된 팬 설치부(200)를 실험부(100)와 멀어지도록 서서히 이동시키면 날개(600)가 상승하기 시작하는 시점을 지정할 수 있게 되는데, 이때 프로펠러(510)가 장착된 직류모터(520)에 의해 발생한 전압을 전압측정기(530)에 의해 측정하여 풍속을 결정할 수 있게 되며, 이러한 전압을 기록하여 다른 형상의 날개 등을 실험할 때 동일한 풍속을 정확하게 재현할 수 있게 되는 것이다.
또한, 본 실시예의 풍동에서 공기의 흐름을 관찰하기 위해서는 실험부의 제 1 유입구 측에 연기를 발생시킬 수 있는 향 등을 피우게 되면 날개의 상하면을 흐르는 공기의 흐름을 관찰할 수도 있다.
100 : 실험부 110 : 제 1 흡입구 120 : 제 1 배출구 130 : 관찰부
200 : 팬 설치부 210 : 제 2 흡입구 220 : 제 2 배출구
300 : 비닐튜브 400 : 선풍기 510 : 프로펠러 520 : 직류모터
530 : 전압측정기 600 : 날개

Claims (2)

  1. 관찰부를 구비하며, 제 1 흡입구와 제 1 배출구를 구비한 사각형 통체(筒體)의 실험부와;
    제 2 흡입구와 제 2 배출구를 구비하며, 제 2 배출구가 선풍기의 뒷면과 연결되는 사각형 통체의 팬 설치부와;
    상기 팬 설치부의 제 2 흡입구와 상기 실험부의 제 1 배출구가 연통되게 연결된 비닐튜브와;
    상기 제 2 배출구에 연결되는 선풍기로 이루어진 것을 특징으로 하는 풍속조절이 용이한 학습용 풍동.

  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 실험부 내부에는 프로펠러가 장착된 직류모터를 설치하고, 상기 직류모터와 연결된 전압측정기를 실험부 외부에 설치하여, 풍속에 의해 프로펠러가 회전하여 발생하는 전압을 실험부 외부의 전압측정기에 의해 측정할 수 있도록 연결하는 것을 특징으로 하는 풍속조절이 용이한 학습용 풍동.
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