KR100598365B1 - 육각형탱크를 서로 집합한 다수격벽 물탱크. - Google Patents

Abstract

본 발명은 육각형 물탱크의 격벽을 서로 인접하여 구성함으로써 무격벽 대용량의 탱크가 갖는 높은 수압에 의한 위험을 방지하고 물의 저장량을 규모에 맞춰 원하는 용량만큼 육각탱크를 인접증설 시공하는 것으로 육각이 갖는 안정성을 이용한 중대규모의 집합형 물탱크 제작에 관한 것이다. 또한 차량진입이 가능한 현장시공에서는 정확도를 기하고자 공장에서 표준모델을 만든 다음 이를 현장에서 조립함으로써 상품 질을 높이고 시공효율성을 높이는 방법이 있기 때문이다.

본 발명은 육각형물탱크의 격벽을 서로 연결하여 시공함으로써 물탱크 외벽체가 서로 지지함으로 인장력과 견고성을 향상시키고 대형 물탱크가 갖는 높은 수압을 분산시킴으로써 물탱크의 안정성에 기여한다. 또한 일반적인 물탱크에 비해 청소에 있어 순서대로 물을 빼면서 청소를 할 수 있어 청소시 탱크내 물을 모두 비워야 하며 청소중 물을 급수 받지 못하는 불편도 없게 된다. 발명이 갖는 육각 집합형 물탱크의 특징은 서로 인접되는 격벽이 양면으로 물을 접함에 따라 보온재 시공되는 바깥부분은 조립시공으로 육면체가 서로 인접되는 내부격벽은 용접시공으로 하는 것과 조립용접의 혼용시공방법이 있으며 이는 공장에서 구조해석에 의한 설계로 육각물탱크를 만들어 이를 현장에서 조립시공하고 배관 및 부대장치만 장착하는 방법도 있게 된다. 또한 상기의 구조는 PE나 RC(콘크리트)의 재질 및 성형물로도 만들 수 있는 것이라야 한다. 한편 육각물탱크는 자동 소독 물탱크로도 할 수 있는 기능을 첨가할 수 있는바 이는 유입관을 탱크상단으로 올린다음 여기에 분기관을 설치하여 이를 무동력 염소투입기와 연결하여 일체형으로 설치하거나 아니면 내부 유입관에서 탱크 상부로 분기하는 방법도 있게 된다. 따라서 집합형 육각 물탱크에서는 제1탱크의 유입출구에서 쏟아진 유입수가 탱크내 차오르면서 2번육각물탱크(22)와 인접되는 외벽체 높이가 다른 5개의 외벽체 높이보다 낮게 하여 1번탱크(21)의 만수된물이 월류토록 하여 2번탱크(22)에서 차면 2번탱크(22)와 인접된 3번탱크(23)까지 만수되도록 구성하였다. 이는 집합형 물탱크에서 전체를 월류방식만을 택할 경우 탱크아래에는 항상 월류 못한 사수가 계속해서 저장되어 심각한 물의 선도를 떨어뜨릴 수 있기 때문이다. 따라서 물의 저장방법에서 정체성을 없애고 오염을 방지하기 위해서 2번, 3번탱크(23)의 인접외벽측 하단부를 관통하여 1번탱크(21)에서 월류된 물이 아래로 수류를 형성하여 3번탱크(23)에서 4번탱크(24)로 월류될 때 물이 상하 사이클 곡선을 그리면서 넘어가도록 하여 기존의 탱크가 갖고 있는 정체수가 있는 수류의 사각지대가 없도록 하였다.

유입송수관, 육각탱크, 외부격벽, 월류웨어, STS 444, 듀플렉스, 배수관.

Description

육각형탱크를 서로 집합한 다수격벽 물탱크.{The water tank of a multitude gatherd each other partition wall with hexagonal tank.}

도1은 4개의 육각형탱크가 서로 집합하여 구성한 단면도.

도2은 무동력 염소투입기를 함께 구성한 단면도.

도3은 제1탱크(21)에서 제2탱크(22)로의 수류흐름도 및 내부 사시도.

도4는 제2탱크(22)에서 제3탱크(23)로의 수류흐름도 및 내부 사시도.

도5는 제3탱크(23)에서 제4탱크(24)로의 수류흐름도 및 내부 사시도.

도6은 탱크외벽의 보온방법을 도시한 단면도.

도7은 육각형탱크를 서로 집합한 다수격벽 물탱크의 수류흐름을 나타낸 평면도.

도8은 중앙 수직 보강대(7) 접합방법을 도시한 사시도.

<도면의 주요부분에 대한 설명>

(1)유입송수관 (2)제1 월류웨어 (3)제2유입구 (4)제3유입구 (5)제2월류웨어 (6)급수관 (7)중앙 수직 보강대 (8)에어밴트 (9)외부격벽 (10)내부격벽 (11)맨홀 (12)오버플로우관 (13)배수밸브 (14)상판 (15)하부바닥판 (16)외부 진입 사다리 (17)내부 진입 사다리 (18)보온재 (19)알류미늄케이싱 (20)무동력염소투입기 (21)제1탱크 (22)제2탱크 (23)제3탱크 (24)제4탱크

본 발명은 육각형물탱크를 서로 인접 시공함으로써 하나의 육각물탱크 시공시 원통형탱크가 갖고 있는 이상적인 응력과 균일수압에 비해 다소 떨어지는 점을 보완하기 위하여 서로 집합형태로 구성한 것이다. 이는 사각형탱크에 비해 수압안정성과 인장력이 뛰어나나 사각 및 원형탱크가 갖고 있는 다수격벽에 의한 시공을 하지 않고 단 표준적인 육각 소형탱크를 중대규모탱크로 전환할 때 보강대를 설치하거나 강판두께를 업그레이드 하지 않고 상기의 소형 육각탱크를 여러개 집합시공하여 이를 관통하여 함께 저장함으로써 물의 저장톤수를 높일 수 있기 때문이다. 또한 여러개의 똑같은 육각탱크에 유입수가 순번에 의해서 채워지면서 현탁물질 제거의 정수효과와 회전수류를 이용한 배수구에 모래 또는 침전물을 쉽게 제거할 수 있게 되며 저장탱크마다 서로 다른 수류의 흐름과 기능을 갖도록 하였다. 이러한 육각탱크의 집합형 물탱크에서 중규모저장조인 제4탱크(24)로 이루어진 집합물탱크의 유입수의 흐름을 보면 다음과 같다. 제1탱크(21)에 유입수가 중앙유입관 상부 또는 측면 유입관 상부으로 들어와 제2탱크(22)에 월류되면서 제3탱크(23)와 같이 동시에 차오르나 이어 하부에 반시계방향으로 출구된 최하단부에 있는 내벽측 관통구로 제3탱크(23)에 물이 회전수류를 발생하게 된다. 이러한 제3탱크(23)의 물은 다시 제4탱크(24)로 월류하면서 저장되고 이어 외부격벽 하단부로 나있는 배수출구를 통해 공급되도록 구성한 것이다. 이러한 응용기술은 물의 각저장조로 이동에 있어 상하이동과 제3탱크(23)에 아래에서 차오르면서 만수되는 회전수류 저장방법은 침전물의 맨 아래 중앙부분에 모이게 되는 정수효과를 기대할 수 있고 저장조마다 체류수가 없어 선도유지에 매우 획기적인 기술이라 할 수 있다. 따라서 물이 순서에 의해 저장조로 이동함에 있어 육각이 갖는 구조상 체류수가 생길 수 없는 즉, 사수(死水)없는 신선도를 유지할 수 있는 저장기술로 평가될 수 있다. 따라서 중대규모 용량설계시 집합형으로 설계 시공하면 저장량은 원하는 용량을 유지하면서 개방된 대형탱크의 위험성을 낮추고 체류수가 없는 수류이동이 이루어지고 같은 규격의 탱크가 서로 집합되어 구조자체가 꽉 짜인 육각구조로 매우 안정성이 있게 된다. 따라서 종래기술의 중대규모의 물탱크에 관한 기술적인 면을 다음과 같다. 중대규모 탱크로는 주로 지하에 매설된 콘크리트 저장조와 SMC조립식 사각 물탱크 그리고 스테인레스 다수격벽 원통형 탱크등이 있다. 재래식 저장방법인 RC조의 경우 물과 콘크리트표면의 물이끼 및 미생물의 비위생적인 저장도 문제로 지적되고 있으며 물체류시 발생하는 수류의 사각지대가 생기는 것 또한 문제로 되고 있다. 이는 지하에 설치되는 관계로 온도차 및 탱크안정성에 있어서는 뛰어나지만 저장조 구획을 위한 격벽만 가지고는 실제 유입수류에서 배수까지 같이 이행되지 않은 많은 사수(死水) 즉 체류수가 발생 청정수 유지에는 문제가 있다고 볼 수 있다. 이런점 때문에 위생문제등으로 인하여 지금은 물저장조가 지하에서 지상으로 이행되는 추세이며 따라서 중대규모의 SMC 및 다수격벽원통형 물탱크가 등장하였다. 그러나 조립식인 SMC물탱크는 필요한 규모의 조절이 가능하고 시공상 잇점이 있는 반면 사각인 관계로 원통형에 비해 지지대 및 강력한 보강대를 쓰지 않으면 안되는 구조이면서도 용접에 비해 누수위험이 높은 문제가 내포된다. 또한 균일수압의 분포작용으로 인장력이 우수한 원통형 탱크는 가장 이상적 탱크임에도 청소시 물을 전체 배수해야 가능하고 규모가 클 경우 불시의 자연재난 및 인위적 훼손에 치명적인 위험을 내포하고 있다. 따라서 실용신안 등록 제 0271280호 다수격벽을 구비한 원통형저장탱크가 그 부분을 보완할 수 있는 기술이라 볼 수 있다. 그러나 상기 등록기술에 있어 다수격벽 원통형저장탱크는 탱크의 용적크기는 매우 큰데 반하여 물을 저장할 수 있는 담수율이 내부계단식 격벽에 의해 다음단계의 내부중심축 저장조로 이행되는 구조로 인해 물저장량이 상대적으로 적어지는 결점이 있다. 즉 바깥 최외측 저장조에서 다음내부저장조로 넘는 월류 높이가 낮으며 이어 다음저장조의 관통되는 낮은 유입구로 물이 차오르면서 첫번째보다 높은 월류를 하도록 구성되고 이어 중심 저장조에 중앙 바닥 아래에서 최외부로 빠져나가는 배수관을 구성하여 대형수조일수록 배관이 길고 시공상 문제와 혹 있을 중간지점에서 누수발생시 전체탱크를 뜯어야 하는 등 대책이 없게 된다.

본 발명은 위에서 설명한 종래의 문제점을 해결하고 송수유입에서 배수 공급 시까지 저장수가 탱크내에서 체류되는 것을 방지하고 저장조의 선도를 유지하며 지하수 및 지표수에 함유된 모래, 흙 및 현탁물질등이 정수처리과정을 거치지 아니하고 탱크로 유입시 월류 및 회전수류에 의한 침적효과로 저장조 자체에서 정수효과를 기대할 수 있도록 한 것이다.

또한 탱크의 재질은 STS 444와 큰용량의 경우 듀플렉스(Duplex)를 사용하여 내압성을 향상 시킬 수 있으며 PE나 콘크리트로 할 경우에는 여기에 항균 세라믹을 도포 처리하여 미생물에 의한 오염을 최소화 할 수 있다. 또한 소독을 위하여 부가장치인 수두형성과 수위평형을 이용한 접촉식 무동력 용해기술의 염소소독기를 장착하여 살균 소독도 자동으로 할 수 있게 하였다. 부가장치로 자가 발전시스템을 채택하여 수차를 돌릴 수 있으며 출력된 전기를 이용하여 전구를 설치하거나 수위감지 레벨센서를 제어하여 수중모터를 제어할 수 도 있게 할 수 있다.

앞에서 기술한바와 같이 발명의 목적은 대형탱크가 갖고 있는 수압을 분산시켜 안전도를 높이고 대형탱크가 갖고 있는 체류의 사각지대를 없애는데 있다. 이는 자연상태의 육각형 벌집에 가득차인 꿀이 어떠한 다른 저장 형태보다 안정감 있고 견고하면서도 이상적인 저장조로 증명되듯이 물의 저장에 있어 이와같은 집합형 육각물탱크를 구성하고자 한 것이다. 따라서 본 발명은 육각형 외벽체가 서로 물을 담수하고 인접하는 면과 그렇지 않는 외부격벽으로 나뉘어 시공되어야 하는 기술적인 면이 있는바 이는 물과 인접되는 내부벽은 상호 양면에서 수압을 골고루 받기에 안정성이 있으며 외부벽은 한쪽면만 수압을 받기에 반대측 외벽강판접합부를"C"자형 플렌지로 절곡된 부분을 접합함으로써 보강제 역활을 할 수 있게 하거나 아니면 육각의 지점마다 스테인레스 강파이프 중앙 수직 보강대(7)로 세워 여기에 내부면은 강판이 삼면에서 접합되고 외부면은 양면에서 접합되어 육각을 만들 수도 있다. PE나 콘크리트로 성형할 경우는 세라믹 항균 도포 처리를 하고 집합형 육각 탱크를 만들 수 있다. 따라서 시공 상의 방법은 집합형 물탱크의 용량에 따른 수압의 구조해석에 따라 각기 적합한 방법으로 시공될 수 있으며 본 발명의 구성과 작용에 있어서는 물저장에 있어 체류의 사각지대를 없애고 지하수에서 모래 및 콜로도이성 현탁물질이 다량 유입될때 이를 순번차에 의한 육각물탱크에서 월류 되고 또는 회전수류에 의해 월류 되면서 침전 분리되는 정수효과를 갖게 하는 것이다. 또한 제4탱크(24)의 육각물탱크에서 제2탱크(22) 및 제3탱크(23)의 물의 관통을 하부로 함으로써 전체적으로 물의 상하이동 및 좌우로 회전하면서 저장되고 급수되어 물의 선도를 항상 청정수로 유지할 수 있도록 한 것이다.

그럼 이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명한다. 도면에서 도3은 4개의 육각탱크에 내부격벽 높이를 일정수위로 맞추고자 월류벽을 제한하여 이 높이가 월류높이가 되고 저장수위가 되게 하는 사시도로 제1탱크(21)와 제2탱크(22)의 인접내부격벽(10)과 제3탱크(23)에서 제4탱크(24)로 넘어가는 내부격벽의 높이가 같게 한 것이다. 도4는 제2탱크(22)와 제3탱크(23)의 내부격벽 하단부에 관통구를 "ㄱ"자형으로 제3탱크(23) 로 나오게 함으로써 물이 반시계방향으로 회전수류를 형성하면서 차오르도록 한 단면도이다. 도6은 도1에서 표시된 저장조 제4탱크(24)가 1셋트로 된 집합형물탱크의 제작방법을 설명한 사시도이며 도7은 위 집합형물탱크의 평면도이다. 도7은 도1의 도면에서 유입수의 상하이동과 회전수류로 제4탱크(24)의 급수관(6)을 통해 나갈 때까지 물의 침체나 사각지대가 없는 흐름 현상을 그린 것으로 항상 새로운 물이 저장되고 기존의 물은 급배수 되도록 한 것이다. 따라서 본 발명은 스테인레스 및 물탱크 용도의 판넬을 가지고 용접 및 조립을 시공하되 탱크구조를 육각형으로 하여 이를 집합시켜 탱크용량에 대한 체적을 계산하여 저장조를 늘림으로써 확장성을 가지며 중대규모의 물탱크를 만들 수 있게 되었다. 또 하나 PE나 콘크리트로 성형 또는 시공할 경우에도 이를 상기와 같은 구조로 만들어 필요한 저장 용량의 다수격벽 육각 집합 물탱크를 만들 수 있다.

상기한 바와같이 본 발명에 따른 효과를 열거하면 다음과 같다. 첫째 저장조 하나의 용량이 10톤이면 이를 집합형구조로 하여 상기 제4탱크(24)에서는 40톤인바 10톤용량의 경우 스테인레스 강판(측면)이 1.5T 이나 40톤이상은 2T로 시공해야 할 때도 1.5T로 가능하며 또 중대규모의 탱크로 증설시에도 같은 두께의 강판으로 시공할 수 있어 경제적 잇점이 있다. 둘째 외부충격 및 재난시에도 집합형 물탱크는 안전도에서 개방 물탱크에 비해 매우 높다. 이것은 저장수가 크게 담긴 것 하고 나뉘어 담긴 것 하고 차이인 바 개방된 대형물탱크가 사소한 틈새 및 지반침하등이 발생할시 수압에 의한 누수가능성이 더 높다고 할 수 있기 때문이다. 셋째 이렇게 집합형으로 시공함으로써 탱크청소 및 수리에 매우 효율적일 수 있다. 오픈탱크에 비해 청소시 순번에 의해 청소를 시행할 수 있으며 따라서 기존 물탱크가 탱크내 물을 모두 비워주어야 청소할 수 있는 불편도 해소된다. 또한 외부에서 충격으로 해당격벽이 훼손되었을 때 이를 해당부위만 교체할 수 있는 잇점도 있다. 넷째 육각집합형 제4탱크(24)물탱크에서 유입수가 제1탱크(21)에서 1번 외부격벽(9) 외부 및 내부 유입관으로 들어온 물이 최상부에서 떨어지고 반대편 제4탱크(24) 내부격벽으로 월류해서 넘어갈 때 좌우대칭을 이루면서 아래에서 위로 수류를 형성해감으로써 제1탱크(21) 상부에서 유입수 비례시 투입되는 소독약품인 염소의 고른 희석이 이루어진다. 이어 제1탱크(21)의 4번 내부격벽 즉 제2탱크(22)에서 보면 1번 내부격벽으로 월류된 물이 제3탱크(23)와 내부격벽된 6번격벽 하단부가 관통되고 제3탱크(23)에서 보면 1번 내부격벽 하단부로 나온 관통구가 제1탱크(21)와 제3탱크(23) 사이의 내부격벽(10)쪽으로 출구된 "ㄱ"자형의 관통구로 나오면서 회전수류를 형성하면 제3탱크(23) 15도 경사의 콘형 바닥면에 모래 및 현탁물질을 침전분리하게 되는 효과가 있게 된다. 이어 제3탱크(23)와 제4탱크(24) 사이의 제3탱크(23) 6번 내부격벽을 월류된 물이 제4탱크(24)에 담겨지고 이것이 제4탱크(24) 5번 외부격벽 하단부에 있는 배수구로 빠져나가게 되면 육각이 갖고 있는 유입구와 유출구가 각조마다 대칭되어 좌우상하로 물이 저장조마다 체류수가 없이 항상 유입과 유출의 교체가 이루어짐으로써 항상 선도 있는 물을 저장토록 하였다.

이상에서 본 바와 같이 본 발명의 핵심은 용접 및 조립 시공상의 기술이 아니라 육각형구조를 집합시켜 유입수가 상하좌우 흘러 저장될 수 있어 체류의 사각지대를 없애고 탱크내에서 회전수류를 이용하여 무거운 모래등 이물질을 분리한 것 등이다. 이는 기존의 물탱크에서 사각등 탱크에서 또는 원통형 대형탱크에서 발생할 수 있는 체류수를 없애므로 물의 신선도를 유지했고 또한 바닥에 쌓인 모래등 현탁물질이 물이 유입시 물탱크 상부에서 떨어지는 충돌파로 오히려 바닥의 이물질이 뒤집어지는 부유현상이 있는바 이를 방지하였다.

Claims (7)

1. 6개의 스테인레스 외벽체를 바닥판과 상판을 접합시켜 육각형 물탱크를 만들고 이를 제4탱크(24)의 육각탱크로 인접 시공함으로써 집합형 육각물탱크를 만들고, PE 또는 콘크리트로 시공할 경우에도 제1탱크(21)에 유입구와 제4탱크(24)에 배수구를 설치하고 유입수가 제1탱크(21)에서 내부 또는 외부측면에서 유입되더라도 제1탱크(21)내 상부에서 출수되면 차올라 인접된 제2번탱크(22)와의 낮은 내부격벽인 제1월류웨어(2)로 균일하게 월류되고 이는 다음 제3번탱크(23)와 인접된 내부격벽 하단부에 반시계방향으로 관통된 "ㄱ"자관을 통하여 제3탱크(23)에서는 회전수류를 발생하여 모래등 이물질을 콘형 경사면 중앙부에 분리한 다음 이어 제4탱크(24)로 제2월류웨어(5)로 월류 되어 저장되면서 배수구로 수용가에 공급되는 입수부터 출수까지 체류수가 없이 흐르면서 저장되고 무거운 이물질은 회전수류를 의해 하단부로 모이게 하여 이를 처리할 수 있도록 한 격벽을 이용한 것으로 육각형 탱크를 서로 집합한 다수격벽 물탱크.
2. 청구항 1에 있어서 육각 저장조 4개의 집합형 물탱크를 숫자를 9개 또는 그이상 이하로 이를 가감할 수 있게 하여 물의 저장톤수를 규모에 맞게 조절할 수 있고 제1탱크(21)의 저장톤수를 다양하게 하는 대신 수압분포를 계산하여 강판두께를 달리하고 외벽에 강판접합부분을 양측 "C"자로 플렌지하여 "C"자 프레임화 시켜 내압을 향상시키는 격벽을 서로 이용하는 육각형 탱크를 서로 집합한 다수격벽 물탱크.
3. 청구항 1에 있어서 제1탱크(21) 탱크에 유입송수관에 분기하여 이를 수두형성과 수위평형을 이용한 접촉식 용해기술로 약품 저장조에 적층된 차아염소산칼슘을 투입해주는 소독기를 장착하거나 외부 유입송수관 측면에서 수차를 장착할수있고 분기관에 의한 수차로 이를 이용한 발전을 하여 관정사의 수중모터의 ON,OFF 조절과 약품투입 동력원으로 하는 격벽을 서로 이용하는 육각형 탱크를 서로 집합한 다수격벽 물탱크.
4. 청구항 1에 있어서 탱크재질을 스테인레스 444를 사용하거나 강도가 강한 듀플렉스를 사용할 수 있고 PE나 콘크리트로 성형할 경우에는 탱크내벽을 세라믹 코팅처리하거나 항균도포 처리하여 항균성을 추가할 수 있는 격벽을 서로 이용하는 육각형 탱크를 서로 집합한 다수격벽 물탱크.
5. 청구항 1에 있어서 암반수로 모래등의 유입이 없을시 제3탱크(23)의 콘형 경사각도를 평면으로 하고 각 조의 청소용 배수구를 마개처리하여 상부에서 개폐할 수 있고 오버플로우관은 제4탱크(24)에 설치하고 입구를 나팔관으로 하여 망을 부착한 오버드레인관(12)으로 혹시 모를 해충의 침입을 막게하고 청소관은 집수하여 각각 밸브 처리하여 탱크마다 별도로 처리할 수 있도록 하는 격벽을 이용한 육각형 탱크를 서로 집합한 다수격벽 물탱크.
6. 청구항 2에 있어서 이중으로 하되 한쪽면은 접합면을 "C"자 플렌지로 해서 사이에 강파이프를 삽입하여 용접한 보강프레임을 만들고 다른 한쪽은 강판을 끼워 맞춤하여 그대로 용접 접합 시공하는 격벽을 이용한 육각형 탱크를 서로 집합한 다수격벽 물탱크.
7. 청구항 1에 있어서 탱크에 올라갈 수 있는 제1탱크의 외벽측면에 설치된 진입사다리(16)와 상부에 각 조마다 출입덮개를 두고 또한 아래로 내려갈 수 있는 사다리(17) 중앙에 "∩"자형 에어밴트(8)와 각 외부격벽을 둘러싼 보온재(18) 및 알루미늄 케이싱(19) 시공과 한곳에 유입구와 배수관, 오버플로우관 및 청소관이 정렬된 집수정이 설치되는 격벽을 이용한육각형 탱크를 서로 집합한 다수격벽 물탱크.

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