모세관 현상 작동 장치(OPERATING APPARATUS FOR CAPILLARY PHENOMENON)

(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)
(45) 공고일자 2014년12월04일
(11) 등록번호 10-1463793
(24) 등록일자 2014년11월14일
(51) 국제특허분류(Int. Cl.)
G09B 23/38 (2006.01) G09B 25/08 (2006.01)
(21) 출원번호 10-2013-0143660
(22) 출원일자 2013년11월25일
심사청구일자 2013년11월25일
(56) 선행기술조사문헌
KR1020050089141 A
KR1020130076623 A
KR2020120004211 U
(73) 특허권자
(주) 지일
강원도 춘천시 공단로 49 (후평동)
(72) 발명자
이운봉
경기도 구리시 아치울길 28
(74) 대리인
유병일
전체 청구항 수 : 총 3 항 심사관 : 홍영욱
(54) 발명의 명칭 모세관 현상 작동 장치
(57) 요 약
본 발명의 식물의 모세관 현상을 간접적으로 체험해 볼 수 있는 모세관 현상 작동 장치에 관한 것으로, 동일한
직경과 길이의 제1아크릴관이 다수 집합된 제1아크릴관 모듈과, 상기 제1아크릴관과 직경과 길이가 다른 제2아크
릴관이 다수 집합된 제2아크릴관 모듈과, 상기 제1아크릴관 모듈이 직립 설치되는 제1수조와, 상기 제2아크릴관
(뒷면에 계속)
대 표 도 - 도3
등록특허 10-1463793
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모듈이 직립 설치되는 제2수조와, 상기 제1수조에 공급할 제1색을 가진 제1용액이 저장된 제1용액탱크와, 상기
제2수조에 공급할 상기 제1색과 다른 제2색을 가진 제2용액이 저장된 제2용액탱크와, 상기 제1아크릴관 모듈 내
에 제1높이로 제1용액이 채워 지도록 제1용액을 공급하고 일정 시간 후 공급한 제1용액을 모두 흡입하는 제1액주
입배출장치와, 상기 제1액주입배출장치가 상기 제1아크릴관 모듈에 제1용액을 공급할 때 상기 제1용액을 상기 제
1수조에 공급하는 제1펌프와, 제1전자밸브가 마련되고, 상기 제1액주입배출장치가 상기 제1아크릴관 모듈에서 제
1용액을 제1용액탱크 내에 흡수할 때 상기 제1전자밸브가 열려 상기 제1수조 내의 제1용액을 제1용액탱크에 회수
하는 제1액배출관와, 상기 제2아크릴관 모듈 내에 제1높이와 다른 제2높이로 제2용액이 채워 지도록 제2용액을
공급하고 일정 시간 후 공급한 제2용액을 모두 흡입하는 제2액주입배출장치와, 상기 제2액주입배출장치가 상기
제2아크릴관 모듈에 제2용액을 공급할 때 상기 제2용액을 상기 제2수조에 공급하는 제2펌프와, 제2전자밸브가 마
련되고, 상기 제2액주입배출장치가 상기 제2아크릴관 모듈에서 제2용액을 제2용액탱크 내에 흡수할 때 상기 제2
전자밸브가 열려 상기 제2수조 내의 제2용액을 제2용액탱크에 회수하는 제2액배출관을 포함하여 구성된다.
등록특허 10-1463793
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특허청구의 범위
청구항 1
동일한 직경과 길이의 제1아크릴관이 다수 집합된 제1아크릴관 모듈;
상기 제1아크릴관과 직경과 길이가 다른 제2아크릴관이 다수 집합된 제2아크릴관 모듈;
상기 제1아크릴관 모듈이 직립 설치되는 제1수조;
상기 제2아크릴관 모듈이 직립 설치되는 제2수조;
상기 제1수조에 공급할 제1색을 가진 제1용액이 저장된 제1용액탱크;
상기 제2수조에 공급할 상기 제1색과 다른 제2색을 가진 제2용액이 저장된 제2용액탱크;
상기 제1아크릴관 모듈 내에 제1높이로 제1용액이 채워 지도록 제1용액을 공급하고 일정 시간 후 공급한 제1용
액을 모두 흡입하는 제1액주입배출장치;
상기 제1액주입배출장치가 상기 제1아크릴관 모듈에 제1용액을 공급할 때 상기 제1용액을 상기 제1수조에 공급
하는 제1펌프;
제1전자밸브가 마련되고, 상기 제1액주입배출장치가 상기 제1아크릴관 모듈에서 제1용액을 제1용액탱크 내에 흡
수할 때 상기 제1전자밸브가 열려 상기 제1수조 내의 제1용액을 제1용액탱크에 회수하는 제1액배출관;
상기 제2아크릴관 모듈 내에 제1높이와 다른 제2높이로 제2용액이 채워 지도록 제2용액을 공급하고 일정 시간
후 공급한 제2용액을 모두 흡입하는 제2액주입배출장치;
상기 제2액주입배출장치가 상기 제2아크릴관 모듈에 제2용액을 공급할 때 상기 제2용액을 상기 제2수조에 공급
하는 제2펌프;
제2전자밸브가 마련되고, 상기 제2액주입배출장치가 상기 제2아크릴관 모듈에서 제2용액을 제2용액탱크 내에 흡
수할 때 상기 제2전자밸브가 열려 상기 제2수조 내의 제2용액을 제2용액탱크에 회수하는 제2액배출관;을 포함하
는 모세관 현상 작동 장치.
청구항 2
제 1 항에 있어서,
상기 모세관 현상 작동 장치는, 상기 제1아크릴관 및 제2아크릴관과 직경과 길이가 다른 제3아크릴관이 다수 집
합된 제3아크릴관 모듈과, 상기 제3아크릴관 모듈이 직립 설치되는 제3수조와, 상기 제3수조에 공급할 상기 제1
색 및 제2색과 다른 제3색을 가진 제3용액이 저장된 제3용액탱크와, 상기 제3아크릴관 모듈 내에 제1높이 및 제
2높이와 다른 제3높이로 제3용액이 채워 지도록 제3용액을 공급하고 일정 시간 후 공급한 제3용액을 모두 흡입
하는 제3액주입배출장치와, 상기 제3액주입배출장치가 상기 제3아크릴관 모듈에 제3용액을 공급할 때 상기 제3
용액을 상기 제3수조에 공급하는 제3펌프와, 제3전자밸브가 마련되고, 상기 제3액주입배출장치가 상기 제3아크
릴관 모듈에서 제3용액을 제3용액탱크 내에 흡수할 때 상기 제3전자밸브가 열려 상기 제3수조 내의 제3용액을
제3용액탱크에 회수하는 제3액배출관를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모세관 현상 작동 장치.
청구항 3
제 2 항에 있어서,
상기 제1수조는 상기 제2수조 내부에 설치되고 상기 제2수조는 상기 제3수조 내부에 설치되며, 상기 제1아크릴
관의 길이는 상기 제2아크릴관의 길이 보다 길고 상기 제2아크릴관의 길이는 상기 제3아크릴관의 길이보다
길며, 상기 제1아크릴관의 내경은 상기 제2아크릴관의 내경보다 작고 상기 제2아크릴관 내경은 상기 제3아크릴
관 내경보다 작은 것을 특징으로 하는 모세관 현상 작동 장치.
등록특허 10-1463793
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명 세 서
기 술 분 야
본 발명의 식물의 모세관 현상을 간접적으로 체험해 볼 수 있는 모세관 현상 작동 장치에 관한 것으로, 더 상세[0001]
하게는 모세관을 따라 물이 상승하는 것을 시각적으로 관찰하면서 모세관현상의 결과를 간접적으로 체험할 수
있게 한 모세관 현상 작동 장치에 관한 것이다.
배 경 기 술
식물의 뿌리에서 무기양분과 물을 흡수하는 원리를 모세관 현상으로 설명한다. 액체 속에 폭이 좁고 긴 관을 넣[0002]
었을 때, 관 내부의 액체 표면이 외부의 표면보다 높거나 낮아지는 현상을 모세관 현상을 관찰할 수 있다.
근래, 아동이나 학생들이 과학 원리를 체험할 수 있는 과학관, 자연 체험관 등이 많이 개설되어 있다. 식물의[0003]
뿌리에서 발생하는 모세관 현상은 육안으로 관찰하기 어렵기 때문에, 이들 과학관 등에서는 모세관 현상을 그래
픽으로 보여 주거나, 광섬유 등에 광을 조사하는 방법으로 보여주고 있기 때문에 관람자들이 사실적인 체험 기
회를 갖지 못하고 단순히 정보만 얻게 되어, 관람자들이 흥미를 가지고 과학 원리 체험에 참여하기 어려운 단점
이 있다.
발명의 내용
해결하려는 과제
본 발명은 상술한 종래 과학관 등에서의 과학 원리 체험용 모세관 현상 구현 방법의 문제점을 해결하기 위하여[0004]
이루어진 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 제1과제는 모세관의 관경의 차이에 따라 모세관에서의 물의 상승
높이가 달라지는 것을 시각적으로 연출하여 보여줄 수 있는 모세관 현상 작동 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 제2과제는 서로 다른 관경의 모세관에 흡수되는 물을 시각적으로 구별하여 모세관의[0005]
관경에 따른 모세관 현상의 차이를 육안으로 확인할 수 있는 모세관 현상 작동 장치를 제공하는 데 있다.
과제의 해결 수단
상술한 본 발명의 과제들은, 동일한 직경과 길이의 제1아크릴관이 다수 집합된 제1아크릴관 모듈과, 상기 제1아[0006]
크릴관과 직경과 길이가 다른 제2아크릴관이 다수 집합된 제2아크릴관 모듈과, 상기 제1아크릴관 모듈이 직립
설치되는 제1수조와, 상기 제2아크릴관 모듈이 직립 설치되는 제2수조와, 상기 제1수조에 공급할 제1색을 가진
제1용액이 저장된 제1용액탱크와, 상기 제2수조에 공급할 상기 제1색과 다른 제2색을 가진 제2용액이 저장된 제
2용액탱크와, 상기 제1아크릴관 모듈 내에 제1높이로 제1용액이 채워 지도록 제1용액을 공급하고 일정 시간 후
공급한 제1용액을 모두 흡입하는 제1액주입배출장치와, 상기 제1액주입배출장치가 상기 제1아크릴관 모듈에 제1
용액을 공급할 때 상기 제1용액을 상기 제1수조에 공급하는 제1펌프와, 제1전자밸브가 마련되고, 상기 제1액주
입배출장치가 상기 제1아크릴관 모듈에서 제1용액을 제1용액탱크 내에 흡수할 때 상기 제1전자밸브가 열려 상기
제1수조 내의 제1용액을 제1용액탱크에 회수하는 제1액배출관과, 상기 제2아크릴관 모듈 내에 제1높이와 다른
제2높이로 제2용액이 채워 지도록 제2용액을 공급하고 일정 시간 후 공급한 제2용액을 모두 흡입하는 제2액주입
배출장치와, 상기 제2액주입배출장치가 상기 제2아크릴관 모듈에 제2용액을 공급할 때 상기 제2용액을 상기 제2
수조에 공급하는 제2펌프와, 제2전자밸브가 마련되고, 상기 제2액주입배출장치가 상기 제2아크릴관 모듈에서 제
2용액을 제2용액탱크 내에 흡수할 때 상기 제2전자밸브가 열려 상기 제2수조 내의 제2용액을 제2용액탱크에 회
수하는 제2액배출관를 포함하는 모세관 현상 작동 장치에 의하여 해결될 수 있다.
등록특허 10-1463793
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상기 모세관 현상 작동 장치는, 상기 제1아크릴관 및 제2아크릴관과 직경과 길이가 다른 제3아크릴관이 다수 집[0007]
합된 제3아크릴관 모듈과, 상기 제3아크릴관 모듈이 직립 설치되는 제3수조와, 상기 제3수조에 공급할 상기 제1
색 및 제2색과 다른 제3색을 가진 제3용액이 저장된 제3용액탱크와, 상기 제3아크릴관 모듈 내에 제1높이 및 제
2높이와 다른 제3높이로 제3용액이 채워 지도록 제3용액을 공급하고 일정 시간 후 공급한 제3용액을 모두 흡입
하는 제3액주입배출장치와, 상기 제3액주입배출장치가 상기 제3아크릴관 모듈에 제3용액을 공급할 때 상기 제3
용액을 상기 제3수조에 공급하는 제3펌프와, 제3전자밸브가 마련되고, 상기 제3액주입배출장치가 상기 제3아크
릴관 모듈에서 제3용액을 제3용액탱크 내에 흡수할 때 상기 제3전자밸브가 열려 상기 제3수조 내의 제3용액을
제3용액탱크에 회수하는 제3액배출관를 더 포함할 수 있다.
상기 제1수조는 상기 제2수조 내부에 설치되고 상기 제2수조는 상기 제3수조 내부에 설치되며, 상기 제1아크릴[0008]
관의 길이는 상기 제2아크릴관의 길이 보다 길고 상기 제2아클릴관의 길이는 상기 제3아크릴관의 길이보다
길며, 상기 제1아크릴관의 내경은 상기 제2아크릴관의 내경보다 작고 상기 제2아크릴관 내경은 상기 제3아크릴
관 내경보다 작은 것이 바람직하다.
발명의 효과
본 발명에 의하면, 서로 다른 색깔의 용액이 서로 다른 직경 및 길이를 갖는 투명 아크릴관 모듈에서 상승하면[0009]
서 모세관 현상을 일으키는 것을 직접 시연 및 관찰할 수 있으므로, 자연계에서 모세관현상이 어떻게 일어나는
지를 체험할 수 있고, 자연현상에 대한 이해를 높일 수 있을 뿐만 아니라, 과학에 재미를 유발시켜 학습효과를
높이는 효과가 있다.
도면의 간단한 설명
도 1은 본 발명에 따른 모세관 현상 작동 장치의 외관 사시도이다.[0010]
도 2는 도 1에 도시된 모세관 현상 작동 장치의 구성요소 중 아크릴관 모듈과 수조를 분리하여 도시한 분해 사
시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 모세관 현상 작동 장치의 종단면도이다.
도 4 및 도 5는 도 3에 도시된 모세관 현상 작동 장치의 구성요소 중 액주입배출장치의 작동을 보여주는 확대도
이다.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 모세관 현상 작동 장치의 구체적인 실시 예를 상세히 설명한다. [0011]
모세관 현상은 액체의 응집력과 관과 액체 사이의 부착력의 차이에 의해 일어난다. 물에 유리관을 넣었을 때,[0012]
물은 응집력보다 부착력이 더 강하기 때문에 액면이 오목해 지면서 수위가 올라간다. 이때 올라가는 높이(H) =
2Tcosθ/rρg 이다. 여기서 T는 표면장력, θ는 접촉각, r은 관의 반지름, ρ는 액체의 밀도, g는 중력가속도이
다. 즉, 모세관 현상에 의한 수위 상승 정도는 관의 반지름과 반비례함을 알 수 있다. 식물의 뿌리에서 흡수된
수분이나 양분이 식물체 전체에 퍼지는 것도 모세관 현상으로 일어난다. 따라서, 식물 뿌리에서의 모세관 현상
도 물관의 반지름의 영향을 받는다. 본원 발명은 이와 같은 모세관의 반지름과 수위 상승의 높이 관계를 시각적
으로 연출하여 보여준다.
본 발명의 모세관현상 연출 작동장치는 각각의 높이와 직경이 다른 아크릴관(7, 13, 21)을 통해 용액 수조에 있[0013]
는 용액을 액주입배출장치(J1, J2, J3)를 이용하여일정한 압력으로 위로 밀어올림으로써, 모세관 현상을 연출하
고 일정 시간이 지나면 용액은 다시 원위치하여 복귀한다.
등록특허 10-1463793
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본 발명에 따른 모세관 현상 작동 장치는 서로 직경과 길이가 다른 아크릴관 모듈 2개 이상을 이용하여 구현할[0014]
수 있다. 이가운데, 도면에는 아크릴관 모듈(5, 11, 19) 3개를 이용하여 구현한 경우를 예시적으로 도시하였다.
따라서, 이하에서는 도면을 참조하여, 아크릴관 모듈(5, 11, 19)이 3개인 경우를 설명한다. 그러나, 본원 발명
은 2개의 아크릴관 또는 4 이상의 아크릴관을 이용하여도 얼마든지 실시 할 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 모세관 현상 작동 장치는 동일한 직경과 길이[0015]
의 제1아크릴관(7)이 다수 집합된 제1아크릴관 모듈(5)과, 상기 제1아크릴관(7)과 직경과 길이가 다른 제2아크
릴관(13)이 다수 집합된 제2아크릴관 모듈(11)과, 상기 제1아크릴관(7) 및 제2아크릴관(13)과 직경과 길이가 다
른 제3아크릴관(21)이 다수 집합된 제3아크릴관 모듈(19)을 포함한다. 각 아크릴관 모듈(5)은 다수의 구성 아크
릴관(7)을 원형으로 유지할 수 있는 디스크(9, 15, 23)를 구비할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 모세관 현상 작동 장치는 상기 제1아크릴관 모듈(5)이 직립 설치되는 제1수조(41)와, 상[0016]
기 제2아크릴관 모듈(11)이 직립 설치되는 제2수조(43)와, 상기 제3아크릴관 모듈(19)이 직립 설치되는 제3수조
(45)를 포함한다. 이들 수조(41, 43, 45)들은 동심원 상에 일정 거리 이격된 원형 벽을 가진다. 도 1 및 도 3에
도시된 바와 같이, 상기 제1수조(41)는 상기 제2수조(43) 내부에 설치되고 상기 제2수조(43)는 상기 제3수조
(45) 내부에 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1아크릴관(7)의 길이는 상기 제2아크릴관(13)의 길이 보다 길고 상기 제2아클릴관(13)의 길이는[0017]
상기 제3아크릴관(21)의 길이보다 길며, 상기 제1아크릴관(7)의 내경은 상기 제2아크릴관(13)의 내경보다 작고
상기 제2아크릴관(13) 내경은 상기 제3아크릴관(21) 내경보다 작은 것이 바람직하다. 이와 같이 구성할 경우,
도면에 도시된 바와 같이, 길이가 길고 내경이 가장 작은 제1아크릴관 모듈(5)이 가장 중심부에 배치되고, 그
외측에 제1아크릴관 모듈(5)보다 길이가 짧고 내경이 더 큰 제2아크릴관 모듈(11)이 배치되고, 가장 외측에 제2
아크릴관 모듈(11)보다 길이가 짧고 내경이 더 큰 제3아크릴관 모듈(19)이 배치되어 중심으로 갈 수록 높아지는
3단 구조가 형성된다.
도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 아크릴관 모듈(7, 11, 19)과 수조(41, 43, 45)는 스탠드(1)는 상부에[0018]
배치되고, 그 외부에는 투명 캡(3)이 마련된다. 따라서, 관람자는 외부에서 투명 캡(3)을 통하여 아크릴관 모듈
(7, 11, 19) 및 수조(41, 43, 45)에서 발생하는 모세관 현상 작동을 모두 관찰할 수 있다.
모세관 현상의 작동에 필요한 다른 구성요소들은 상기 스탠드(1) 내부에 장치된다. [0019]
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 모세관 현상 작동 장치는 스탠드(1) 내부에, 상기 제1수조(41)에 공[0020]
급할 제1색을 가진 제1용액이 저장된 제1용액탱크(T1)와, 상기 제2수조(43)에 공급할 상기 제1색과 다른 제2색
을 가진 제2용액이 저장된 제2용액탱크(T2)와, 상기 제3수조(45)에 공급할 상기 제1색 및 제2색과 다른 제3색을
가진 제3용액이 저장된 제3용액탱크(T3)를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 모세관 현상 작동 장치는 상기 스탠드(1) 내부에, 상기 제1아크릴관 모듈(5) 내에 제1높[0021]
이로 제1용액이 채워 지도록 제1용액을 공급하고 일정 시간 후 공급한 제1용액을 모두 흡입하는 제1액주입배출
장치(J1)와, 상기 제2아크릴관 모듈(11) 내에 제1높이와 다른 제2높이로 제2용액이 채워 지도록 제2용액을 공급
하고 일정 시간 후 공급한 제2용액을 모두 흡입하는 제2액주입배출장치(J2)와, 상기 제3아크릴관 모듈(19) 내에
제1높이 및 제2높이와 다른 제3높이로 제3용액이 채워 지도록 제3용액을 공급하고 일정 시간 후 공급한 제3용액
을 모두 흡입하는 제3액주입배출장치(J3)를 구비한다.
등록특허 10-1463793
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상기 액주입배출장치는 아크릴관 모듈(5, 11, 19) 내에 용액을 주입한 후 다시 배출 시킬 수 있는 구조이면, 어[0022]
떤 구조이든지 무방하다. 도 3 내지 도 5에는, 모터축(53)과 편심된 크랭크축(57)과, 상기 크랭크축(57)에 연결
된 링크장치와, 상기 링크장치에 연결된 피스톤(77)과, 상기 피스톤(77)과 용액을 내부에 수용하여 피스톤(77)
의 왕복 주행에 의하여 용액을 아크릴관 모듈(5, 11, 19) 내에 주입한 후 배출하게 안내하는 실린더(81)에 의하
여 액주입배출장치를 구현한 경우를 예시적으로 도시하였다. 상기 피스톤(77)에는 기밀링(79)이 마련되고, 피스
톤 로드(75)가 상기 실린더(81)의 후단측으로 연결된다. 상기 실린더(81)의 선단에는 액공급관(P1, P2, P3)에
연결되는 액출입관(83)이 마련된다. 상기 액공급관(P1, P2, P3)은 각 아크릴관 모듈(5, 11, 19)에 연결되어 용
액 유로를 형성한다. 용액탱크(T1, T2, T2) 상부에는 감속기를 갖는 모터(51)가 구비되고, 상기 모터(51)의 모
터축(53)에는 구동판(55)이 고정되어 모터축(53)과 함께 회전하며, 상기 구동판(55)에는 크랭크축(57)이 상기
모터축(53)과 편심되게 부착되고, 상기 크랭크축(57)에는 링크장치가 연결되어 크랭크축(57)의 회전을 상기 피
스톤 로드(75)와 피스톤 로드(75)에 연결된 피스톤(77)의 왕복으로 변환하여 준다. 상기 링크장치는 상기 크랭
크축(57)에 일단이 연결되고 타단은 제2링크(67)의 일단과 제1핀(61)으로 결합된 제1링크(59)와, 상기 제2링크
(67)의 중간부위에 제2핀(63)으로 결합되어 회동가능하게 지지하는 서포트(65)와, 일단이 상기 제2링크(67)의
타단과 제3핀(69)에 의하여 결합되고 타단은 상기 피스톤 로드(75)와 제4핀에 의하여 결합되는 제3링크(71)를
포함하여 구성할 수 있다. 이러한 구성에 의하여 상기 모터(51)가 1회전할 때마다 상기 피스톤(77)은 1회씩 실
린더 내부를 왕복하면서 용액을 상기 아크릴관(7, 13, 21)에 주입한 후 회수하게 된다.
본 발명에 따른 모세관 현상 작동 장치는 상기 아크릴관(7, 13, 21)에 용액을 주입할 때 상기 수조(41, 43, 4[0023]
5)에도 용액을 주입한다. 이렇게 해야 수조의 용액이 모세관 현상을 통해 아크릴관(7, 13, 21)으로 상승하는 것
처럼 연출할 수 있기 때문이다. 다음 차례의 모세관 현상 연출 작동을 위해, 상기 아크릴관(7, 13, 21)으로부터
용액을 배출할 때 상기 수조(41, 43, 45)에서도 용액을 배출한다. 이를 위하여, 도 3에 도시된 바와 같이, 본
발명에 따른 모세관 현상 작동 장치는, 상기 제1액주입배출장치(J1)가 상기 제1아크릴관 모듈(5)에 제1용액을
공급할 때 상기 제1용액을 상기 제1수조(41)에 액공급관(P4)을 통해 공급하는 제1펌프(WP1)와, 상기 제2액주입
배출장치(J2)가 상기 제2아크릴관 모듈(11)에 제2용액을 공급할 때 상기 제2용액을 상기 제2수조(43)에 액공급
관(P5)을 통해 공급하는 제2펌프(WP2)와, 상기 제3액주입배출장치(J3)가 상기 제3아크릴관 모듈(19)에 제3용액
을 공급할 때 상기 제3용액을 상기 제3수조(45)에 액공급관(P6)을 통해 공급하는 제3펌프(WP3)를 구비한다. 또
한, 본 발명에 따른 모세관 현상 작동 장치는, 상기 제1수조(41)의 바닥과 상기 제1용액탱크(T1)를 연결하는 제
1액배출관(P7)에 제1전자밸브(S1)가 마련하고, 상기 제1액주입배출장치(J1)가 상기 제1아크릴관 모듈(5)에서 제
1용액을 제1용액탱크(T1) 내에 흡수할 때 상기 제1전자밸브(S1)를 열어 상기 제1수조(41) 내의 제1용액을 제1용
액탱크(T1)에 회수한다. 또한, 상기 제2수조(43)의 바닥과 상기 제2용액탱크(T2)를 연결하는 제2액배출관(P8)에
제2전자밸브(S2)를 마련하고, 상기 제2액주입배출장치(J2)가 상기 제2아크릴관 모듈(11)에서 제2용액을 제2용액
탱크(T2) 내에 흡수할 때 상기 제2전자밸브(S2)를 열어 상기 제2수조(43) 내의 제2용액을 제2용액탱크(T2)에 회
수한다. 또한, 상기 제3수조(45)의 바닥과 상기 제3용액탱크(T3)를 연결하는 제3액배출관(P9)에 제3전자밸브
(S2)를 마련하고, 상기 제3액주입배출장치(J3)가 상기 제3아크릴관 모듈(19)에서 제3용액을 제3용액탱크(T3) 내
에 흡수할 때 상기 제3전자밸브(S3)를 열어 상기 제3수조(45) 내의 제3용액을 제3용액탱크(T3)에 회수한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 모세관 현상 작동 장치는 상기 모터(51), 펌프(WP1, WP2, WP3) 및 전[0024]
자밸브(S1, S2, S3)를 제어하는 구동 회로를 포함한 콘트롤러(49)와 관람자가 콘트롤러(49)에 지령할 수 있는
작동스위치(47)를 구비한다. 상기 작동스위치(47)를 누르면, 액주입배출장치(J1, J2, J3)로 서로 색깔이 다른
용액을 가압하여 지름과 길이가 다른 아크릴관 모듈(5, 11, 19)을 통해 위로 밀어올림으로서 각 아크릴관 모듈
(5, 11, 19)에 설정된 높이까지 모세관현상을 연출하고 일정시간이 지나면 다시 원위치로 돌아 간다. 이를 통해
관람자들은, 모세관현상을 직접 작동을 통해 시연하고 시각적으로 모세관현상의 결과를 확인 할 수 있게 된다.
이와 같이, 본 발명에 의하면, 관람자가 모세관 현상을 직접 시연해 볼 수 있고, 모세관 현상의 상승 높이와 관
경의 상관관계를 색깔이 있는 다양한 용액의 아크릴관 상승 과정을 통해 관찰해 볼 수 있으므로, 자연계에서 모
세관현상이 어떻게 일어나는지를 간접적으로 체험할 수 있게 된다.
부호의 설명
등록특허 10-1463793
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1 : 스탠드 3 : 투명 캡[0025]
5, 11, 19 : 아크릴관 모듈 7, 13, 21 : 아크릴관
9, 15, 23 : 디스크 17, 25, 27 ; 관삽입공
29, 33, 37 : 액투입공 31, 35, 39 : 액배출공
41, 43, 45 : 수조 47 : 작동스위치
49 : 콘트롤러 51 : 모터
53 : 모터축 55 : 구동판
57 : 크랭크 축 59, 67, 71 : 링크
61, 63, 69, 73 : 핀 65 : 서포트
75 : 피스톤 로드 77 : 피스톤
79 : 기밀링 81 : 실린더
J1, J2, J3 : 액주입배출장치 T1, T2, T3 : 용액탱크
WP1, WP2, WP3 : 펌프 S1, S2, S3 : 전자밸브
P1 ~ P6 : 액공급관 P7, P8, P9 : 액배출관
도면
도면1
등록특허 10-1463793
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도면2
등록특허 10-1463793
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도면3
도면4
등록특허 10-1463793
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도면5
【심사관 직권보정사항】
【직권보정 1】
【보정항목】청구범위
【보정세부항목】청구항 제3항
【변경전】
제2아클릴관
【변경후】
제2아크릴관
등록특허 10-1463793
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