KR100736254B1 - 장력식 상판 구조를 갖는 무용접 저수구조물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 우수, 적설 등의 외부 하중 증가에도 불구하고 장력 보강 결합방식을 통해서 상판의 판재 두께를 최소화하면서 안전성을 높이고 시공이 용이한 장력식 상판 구조를 갖는 무용접 저수구조물을 제공하고자 한다.

본 발명의 장력식 상판 구조를 갖는 무용접 저수구조물은 몸체부(100, 100")의 하부를 바닥판(170)으로 밀폐시키되, 상기 몸체부(100, 100")의 상단부에 결합된 하부 보강링(110)과; 상기 하부 보강링(110)의 상부에 배치되며 지름 방향으로 팽팽하게 잡아당겨져서 소정 크기의 장력을 갖고 상기 몸체부(100, 100")의 상부를 덮는 상판(120, 120', 120")과; 상기 상판(120, 120')의 상부에 결합된 상부 보강링(130)과; 상기 하부 보강링(110) 또는 상기 상부 보강링(130) 중 어느 하나의 내부에서 해당 보강링(110, 130)을 지지하도록 십자형, 방사형, 격자형 중 어느 하나의 배열 방식으로 결합된 복수개의 보강축(140)을 포함하고, 상기 상판(120, 120')을 기준으로 겹쳐진 상기 하부 보강링(110), 상기 상판(120, 120') 및 상기 상부 보강링(130)을 두께 방향으로 가압 하도록 결합되어 있다.

저수구조, 스테인레스, 장력축, 상판, 처마부

Description

장력식 상판 구조를 갖는 무용접 저수구조물{WATER RESERVOIR WELDINGLESS STRUCTURE HAVING TENSIONAL UPPER PLATE}

도 1은 일반적인 립 시스템(LIPP SYSTEM) 구조를 이용한 물탱크의 분해사시도,

도 2는 본 발명에 따른 제1실시예에 따른 장력식 상판 구조를 갖는 무용접 저수구조물의 상부 결합관계를 설명하기 위한 분해사시도,

도 3은 도 2에 도시된 장력식 상판 구조를 갖는 무용접 저수구조물의 하부 결합관계를 설명하기 위한 분해사시도,

도 4는 도 2의 상부와 도 3의 하부 각각의 결합관계를 설명하기 위한 단면도,

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 장력식 상판 구조를 갖는 무용접 저수구조물의 단면도,

도 6은 본 발명의 응용예에 따른 장력식 상판 구조를 갖는 무용접 저수구조물의 분해 사시도,

도 7은 도 6에 도시된 장력식 상판 구조를 갖는 무용접 저수구조물의 상부 결합관계를 설명하기 위한 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100, 100" : 몸체부

102 : 다중접힘부

110, 130 : 보강링

120, 120', 120" : 상판

129 : 처마부

140 : 보강축

150 : 마감판

160 : 바닥 내측 상부 보강링

161 : 바닥 외측 상부 보강링

170 : 바닥판

171 : 입수관

172 : 청소입수라인

174 : 청소파이프

175 : 청소수 방출수단

176 : 드레인함

177 : 오수배출관

175 : 오수가이드판

180 : 바닥 하부 보강링

190 : 장력축

본 발명은 장력식 상판 구조를 갖는 무용접 저수구조물에 관한 것으로서, 배수지, 응집지, 간이상수도, 탱크 타입 정수장 등의 용도로 사용되는 유체 저장수단으로서 단일 몸체를 갖는 저수탱크와 다중격벽으로 복수 몸체를 갖는 저수탱크에 적용되는 장력식 상판 구조를 갖는 무용접 저수구조물에 관한 것이다.

일반적으로 수처리 시설은 물을 깨끗하고 안전하게 보관하는 기본 기능과 함께, 적설, 우수, 지진 등과 같은 극한 외부 하중 증가에도 구조적 강성을 확보할 수 있어야 함과 함께, 산업적 이용을 위해 최대한 경제적인 재질 또는 두께를 사용하여 안정성 있고 경제적인 구조물이어야 한다.

본 출원인은 다년간 수처리 시설을 개발하는 가운데, 원통형유니트를 적층하여 만든 단순 원형 물탱크 구조와, 다중격벽에 의한 다중 챔버를 갖는 다중격벽 물탱크와, 복합소재를 이용한 콘크리트-스테인레스 일체형 벽체를 갖는 물탱크 구조와, 웨이브패널을 이용한 라운드 사각 또는 웨이브형 물탱크 구조와, 특수 기능(산간 벽지의 간이상수도 시스템 기능, 정수처리 기능, 오수처리 기능, 네트워크 관리 기능 등)을 수행하기 위한 기능성 물탱크 구조와, 무용접 샌드위치 벽체를 갖는 저수구조 등을 개시한 바 있다.

이들 종래 기술에 따른 물탱크 조립 구조는 모두 내부에 유체를 담아 보관하 기 위하여, 바닥판의 외곽에 중공형 몸체를 형성하고, 그러한 중공형 몸체의 상부를 상판으로 덮고 있는 형태를 취하는 기본적인 결합 구조를 갖는다.

특히, 상판 또는 상판구조물은 중공형 몸체의 상부를 덮는 역할과 함께, 우수, 적설 등의 외부 하중 증가에도 구조적 강성을 유지하여, 안전성을 확보할 수 있는 역학적 구조물이다.

예컨대, 종래 기술에 따른 무용접 샌드위치 벽체를 갖는 저수구조는 바닥(1)으로 하부를 밀폐시키고, 그러한 바닥(1)의 상부에 통상적으로 잘 알려진 바와 같은 립 시스템에 의한 중공형 몸체(2)를 설치함과 함께, 상기 중공형 몸체(2)의 상단에 상판구조물(3)을 설치하였다.

여기서, 상판구조물(3)과 바닥(1)의 사이에는 중심 지지축(4) 및 내부 사다리(5) 등이 결합된다.

그러한 상판구조물(3)은 평판형상 또는 콘형상으로서 매우 두꺼운 두께(2t 이상)(1t = 1㎜)의 상판(3a)과, 이런 상판(3a)의 두께 방향으로 연통하게 설치된 복수개의 U자형 덕트와 같은 환기수단(8) 및 맨홀(9)을 장착하고 있다.

이런 상판구조물(3)은 직경 2∼3m의 평면적을 요구하는 소형 물탱크에서부터, 직경 20m가 넘는 평면적을 요구하는 대형 저수구조물에 적용되는 경우, 서로 다른 형식이지만 기본적으로 중량에 의한 자체 하중을 견디면서도, 우수, 적설 등의 외부 하중을 모두 감당할 수 있도록 다양한 형식의 지지수단을 요구한다.

예컨대, 상판구조물(3)의 지지수단에는 복수개의 바, 축, 삼각판, 파이프 등을 상호 연결한 트러스 지지구조물(6)과; 이런 트러스 지지구조물(6)과 연계되어 중공형 몸체(2)의 상부 외곽 테두리를 따라 세워지고 상판(3a)의 테두리 하면에 고정되는 테두리 지지구조물(7), 탱크 종류별로 복수개(10개 ∼ 100개)로 구비되는 삼각 보강판(도시 안됨) 등이 있다.

그러나, 종래 기술에 따른 무용접 샌드위치 벽체를 갖는 저수구조를 비롯한 대부분의 물탱크는 상판, 각종 지지구조물, 보강판으로 이루어진 중량이 무거운 상판구조물을 중공형 몸체의 상부에 지지시킴에 따라, 그 상판 지지구조물 자체만으로도 자중에 의한 하중을 받고 있으며, 더구나 여름 또는 겨울철 우수 및 적설에 의한 외부 하중 증가시 구조적 강성 유지에 매우 무리가 따르는 단점이 있다.

또한, 종래 기술에 따른 물탱크 중에서 대형 물탱크는 고가의 스테인레스 재질의 원자재 자체가 고가이면서 두께(2t 이상)가 상대적으로 두꺼운 비싼 판자재를 요구하므로, 경제적인 탱크 제작에 많은 애로점이 존재한다.

이상과 같은 종래 기술의 문제점에 감안하여 본 발명의 목적은 우수, 적설 등의 외부 하중 증가에도 불구하고 복수개의 보강링, 보강축, 장력축에 의한 장력 보강 결합방식을 통해서, 상판의 판재 두께를 최소화하면서 안전성을 높이고 시공이 용이한 장력식 상판 구조를 갖는 무용접 저수구조물을 제공하고자 한다.

앞서 설명한 바와 같은 본 발명의 목적은 몸체부의 하부를 바닥판으로 밀폐 시킨 장력식 상판 구조를 갖는 무용접 저수구조물에 있어서, 상기 몸체부의 상단부에 결합된 하부 보강링과; 상기 하부 보강링의 상부에 배치되며 지름 방향으로 팽팽하게 잡아당겨져서 소정 크기의 장력을 갖고 상기 몸체부의 상부를 덮는 상판과; 상기 상판의 상부에 결합된 상부 보강링과; 상기 하부 보강링 또는 상기 상부 보강링 중 어느 하나의 내부에서 해당 보강링을 지지하도록 십자형, 방사형, 격자형 중 어느 하나의 배열 방식으로 결합된 복수개의 보강축을 포함하고, 상기 상판을 기준으로 겹쳐진 상기 하부 보강링, 상기 상판 및 상기 상부 보강링을 두께 방향으로 가압 하도록 형성된 볼트 구멍을 통해 각각 볼트 및 너트가 체결되어 있는 것을 특징으로 하는 장력식 상판 구조를 갖는 무용접 저수구조물에 의해 달성된다.

본 발명에서 언급된 장력 보강 결합방식이란 장력식 상판 구조물에 적용되는 것이다.

이런 장력 보강 결합방식은 상판을 지름 방향으로 팽팽하게 잡아당긴 상태에서, 상판의 테두리(예 : 테두리 상면 또는 하면 중 어느 하나의 위치)와 탱크 몸체부 상부(예 : 원통형 물탱크의 경우 내원주면 또는 외원주면 중 하나이거나 둘 모두의 위치) 각각에 소정 형상(예 : 물탱크의 단면 형상에 대응하게 원형, 사각형, 육각형 중 어느 하나로서 'ㄴ'자, 'ㄷ'자 단면 중 어느 하나와 같은 채널 단면의 링형상)을 갖는 보강링을 장착시키고, 상기 상판을 기준으로 겹쳐진 하부 보강링, 상판, 상부 보강링을 두께 방향으로 가압 하도록 볼트 및 너트로 체결한 결합방식을 의미한다. 이런 장력 보강 결합방식은 본 발명으로 하여금 트러스 구조, 복수개의 보강판 등을 사용하지 않고도, 고가인 스테인레스 재질의 상판의 두께를 얇게 하여, 상판의 저중량 설계를 가능케 하여, 결국 상대적으로 가벼운 상판이면서도 중량 하중 및 외부 하중(우수, 적설에 따른 하중)에 매우 강하고 안정된 구조적 강성을 확보케 할 수 있다.

이러한 장력 보강 결합방식은 본 발명에서 언급할 무용접 벽체를 갖는 물탱크 몸체부(이하, '몸체부'라 칭함)를 비롯하여, 본 출원인이 다년간 개발한 원통형유니트를 적층하여 만든 단순 원형 물탱크, 다중격벽에 의한 다중 챔버를 갖는 다중격벽 물탱크, 콘크리트-스테인레스 일체형 벽체를 갖는 물탱크, 웨이브형 물탱크, 기능성 물탱크, 무용접 샌드위치 벽체를 갖는 저수탱크 등과 같이 모든 스테인레스 재질의 물탱크에 적용 가능함은 물론이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부 도면을 참조하여 설명한다.

제1실시예

도면에서, 도 2는 본 발명에 따른 제1실시예에 따른 장력식 상판 구조를 갖는 무용접 저수구조물의 상부 결합관계를 설명하기 위한 분해사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 장력식 상판 구조를 갖는 무용접 저수구조물의 하부 결합관계를 설명하기 위한 분해사시도이고, 도 4는 도 2의 상부와 도 3의 하부 각각의 결합관계를 설명하기 위한 단면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 장력식 상판 구조를 갖는 무용접 저수구조물의 탱크 몸체부(100)(이하, 몸체부라 칭함)는 통상의 립 시스템과 유사하지만 구성적 특징을 더 구비한 새로운 제조장치(도시 안됨)에 의해 제조된다.

본 발명에서 몸체부(100)를 제조하기 위해 사용된 제조장치는 스테인레스 코일, 선 코팅(pre-coated material) 스테인레스 코일, 기타 철판재 코일 중 어느 하나를 장착하고 그러한 코일을 풀어서 스트립 상태로 배출시키는 릴멤버(reel member)와; 원형을 유지하면서 탱크 형상 유지/구조물 지지/멤버 장착대의 역할을 담당하는 링멤버(ring member)와; 이런 링멤버의 일측 원주에 설치되어서 상기 릴멤버로부터 공급받은 스트립의 상끝단부와 하끝단부에 서로 다른 절곡 형상을 형성시키고 별도의 가압롤을 통해 몸체부(100)용 스트립의 원주면에 복수개(예 : 2개)의 벤딩 라인(101)을 형성시키는 역할을 담당하는 개선된 프로파일멤버(profile member)를 갖는다.

또한, 본 발명에서 몸체부(100)를 제조하기 위해 사용된 제조장치는 상기 링멤버의 타측 원주에 설치되어서 상기 프로파일멤버에서 빠져나온 서로 다른 절곡 형상의 끝단부를 합체시켜 다중접힘부(102)(5겹으로 폴딩됨)로 형성시키는 역할을 담당하는 폴딩멤버와; 상기 폴딩멤버의 스트립 입구부위에 설치되어서 상기 서로 다른 절곡 형상의 끝단부의 사이에 실링재(103)(예 : 수밀용 실리콘, 에폭시 수지, 겔 상태의 테프론수지 등에서 선택된 어느 하나의 실링재)를 주입함에 따라, 상기 폴딩멤버를 통과하여 완성된 다중접힘부(102)의 모든 내측면의 사이에 실링재(103)가 균일하게 도포되도록 하는 역할을 담당하는 실링멤버(sealing member) 및; 몸체부(100)의 다중접힘부(102)를 롤러로 지지하면서 롤러를 회전함에 따라 몸체부(100)가 나선형의 회전을 하면서 수직 상승하도록 하는 승강롤러부와; 상기 릴멤버(reel member)의 주위에 설치되는 보온/단열재코일 릴멤버를 더 포함한다.

특히, 보온/단열재코일 릴멤버는 상기 승강롤러부에 의해서 몸체부(100)가 나선 회전 및 상승을 할 때, 상기 릴멤버와 동일한 형식 및 작동 구조를 갖기 때문에 두루마리처럼 말아진 보온/단열재코일을 풀어내는 역할을 한다.

이때, 풀려나온 보온/단열재코일에서 풀려진 끝단은 몸체부(100)의 다중접힘부(102)의 사이의 외원주면에 접착 테이프로 부착되어 있기 때문에, 결국, 보온/단열재가 몸체부(100)의 나선 회전 및 상승과 동반되어 몸체부(100)의 다중접힙부(102)의 사이의 외원주면에 함께 감겨지므로, 별도의 보온/단열재 시공작업을 없앨 수 있는 효과가 있다.

이런 제조장치에 의해 완성된 몸체부(100) 또는 하기에 설명할 다중격벽 물탱크 형식의 몸체부(100") 및 그의 다중격벽부(109")(도 6, 도 7참조)는 그의 외주면에 복수개의 다중접힘부(102)가 높이 방향으로 소정 간격을 유지하면서 배치되며, 또한 각각의 다중접힘부(102)의 사이의 외원주면에는 복수개의 벤딩 라인(101)(내측 또는 외측 중 어느 하나로 벤딩되어 있음)이 형성되어 있게 된다.

이러한 몸체부(100)는 통상의 립 시스템에 의한 탱크 구조보다 동일 자재를 사용하더라고 상대적으로 구조적 강성이 강한 구조물이 된다.

특히, 다중접힘부(102)의 내부에서 접힌 판재의 사이사이에 수밀용 실리콘, 에폭시 수지, 겔 상태의 테프론수지 등에서 선택된 어느 하나의 실링재(103)가 개재되어 무용접 몸체부 시공이 가능케 된다.

이후, 작업자는 몸체부(100)의 상부와 하부를 수평 기준면에 평행하게 절단함에 따라, 전체적으로 상부와 하부가 개구된 원통 형상을 갖게 된다.

이하, 본 발명의 저수구조물의 상부 결합관계를 더욱 상세하게 살펴보고자 한다.

몸체부(100)의 상단부의 외주면에는 하부 보강링(110)이 용접 등에 의해 고정된다.

하부 보강링(110)은 몸체부(100)의 상단부의 외주면을 감싸게 삽입될 수 있는 링형상의 직경을 갖는 밴드부(111)와; 이런 밴드부(111)의 상단에서 우측방향으로 일체형으로 절곡되어 소정 폭을 갖게 확장된 플랜지(112)를 포함하고, 상기 플랜지(112)에 복수개의 볼트 구멍(113)을 원주 방향을 따라 규칙적으로 배치 및 형성하고 있는 것이 바람직하다.

상판(120)은 소정의 인장기에 의해 지름 방향으로 팽팽하게 잡아당겨져서 소정 크기의 장력을 갖는 상태에서 상기 하부 보강링(110) 및 하기에 설명할 상부 보강링(130)의 사이에 개재된다. 이런 상판(120)은 하부 보강링(110)의 플랜지(112)의 상면과 면접촉한다. 또한, 상판(120)은 소정폭(예 : 1m)과 소정 두께(종래보다 상대적으로 매우 얇은 두께(0.3t ∼ 1t)의 스테인레스 스트립을 소정 길이의 조각으로 절단하고 연접하는 변끼리 용접에 의해 평면적을 확장시킨 것으로서, 본 발명의 실시예에서는 원형 판형상을 갖는다.

상판(120)은 그의 테두리 부위 중에서 상기 하부 보강링(110)의 볼트 구멍(113)에 일치하는 각각의 위치에서 두께 방향으로 관통한 복수개의 볼트 구멍(123)을 형성하고 있다.

상부 보강링(130)은 상판(120)의 상부에 고정된다.

여기서, 상부 보강링(130)은 상판(120)의 테두리 상면에 밀착되는 플랜지(132)와; 상기 플랜지(132)의 좌측에서 상향으로 일체형으로 절곡되어 소정 높이를 갖는 링형상의 밴드부(131)를 포함하고, 상기 상판(120)의 볼트 구멍(123), 상기 하부 보강링(110)의 볼트 구멍(113)과 각각 일치한 복수개의 볼트 구멍(133)을 상기 플랜지(132)에서 통공하고 있는 것이 바람직하다.

이런 상태에서, 상판(120)을 기준으로 겹쳐진 하부 보강링(110), 상판(120), 상부 보강링(130)을 두께 방향으로 가압 하도록 해당 볼트 구멍(113, 123, 133)에 각각 볼트(도시 안됨) 및 너트로 체결한다.

한편, 복수개의 보강축(140)은 상부 보강링(130)에서 밴드부(131)의 마주보는 내측면 사이에서 십자형, 방사형, 격자형 중 어느 하나의 배열 방식으로 결합된다.

즉, 보강축(140)은 축방향으로 상부 보강링(130)을 지지하게 결합되어 있음에 따라서, 상부 보강링(130)과 상기 장력을 갖는 상판(120)이 중력 하중 또는 외부 하중 증가에 의해 쳐지는 현상을 막아준다.

도시되어 있지 않지만 설계 변경을 통해서 보강축(140)은 축방향으로 하부 보강링(110)을 지지하게 하부 보강링(110)의 내부에서 십자형, 방사형, 격자형 중 어느 하나의 배열 방식으로 결합될 수 있다.

한편, 상부 보강링(130)의 상부에는 우수, 적설이 상판(120)의 상부나 상부 보강링(130)의 안쪽으로 보강축(140) 사이사이의 공간에 고이는 것을 방지하도록, 원형 판형상 또는 탱크 형식에 대응한 소정의 판형상을 갖는 마감판(150)이 더 부 설되어 있는 것이 바람직하다.

마감판(150)은 상부 보강링(130)의 상단 테두리에 용접된다.

마감판(150)에는 맨홀(153)이 부설된다. 맨홀(153) 주위로 마감판(150)의 하면 또는 상면 중 어느 하나에는 보조보강판(151)이 더 용접에 의해 부착된다.

보조보강판(151)은 탱크 관리인이 마감판(150)의 상부를 밟고 보행하더라도 마감판(150)에 구조적 변형이 생기지 않게 하기 위한 것이다.

이런 보조보강판(151)에는 상기 맨홀(153)에 대응한 평면적의 맨홀구멍(152)이 형성되어 있고, 같은 방식으로 상판(120)에도 역시 맨홀구멍(122)이 형성되어 있다.

탱크 관리인은 상기 맨홀구멍(122, 152) 및 맨홀(153)을 통해서 몸체부(100)의 내부로 들어간 후 내부 사다리를 통해 바닥으로 진입할 수 있게 된다.

이하, 도 3을 통해 본 발명의 저수구조물의 하부 결합관계를 더욱 상세하게 살펴보고자 한다.

몸체부(100)의 하단부에서 그의 내주면과 그의 외주면 각각에는 밴드부를 기준으로 각각 좌측 또는 우측 방향으로 플랜지(162)를 절곡시킨 바닥 내측 상부 보강링(160)과 바닥 외측 상부 보강링(161)이 역 'T'자 형상으로 용접에 의해 고정된다.

이때, 바닥 내측 상부 보강링(160)은 몸체부(100)의 하단부 내경에 대응한 규격을 갖고 있고, 바닥 외측 상부 보강링(161)은 몸체부(100)의 하단부 외경에 대응한 직경을 갖는다. 특히, 바닥 외측 상부 보강링(161)의 플랜지(162)에는 복수 개의 볼트 구멍(163)들이 원주 방향을 따라 규칙적으로 배치 및 형성되어 있는 것이 바람직하다.

바닥판(170)은 몸체부(100)의 하부를 밀폐시킬 수 있는 평면적을 갖는 것으로서, 바닥 내측 상부 보강링(160)과 바닥 외측 상부 보강링(161)의 하부에서 상기 보강링(160, 161) 각각의 플랜지(162)에 각각 면접촉하고 하기에 설명할 바와 같이 용접에 의해서 보강링(160, 161)에 용접되어 결국 몸체부(100)와 합체되어 수밀을 유지하게 된다.

바닥판(170)은 그의 테두리 부위 중에서 상기 바닥 외측 상부 보강링(161)의 볼트 구멍(163)에 일치하는 각각의 위치에서 두께 방향으로 관통한 복수개의 볼트 구멍(173)을 형성하고 있다.

바닥판(170)에는 각종 입수관(171), 출수관, 월류관 등과 같은 통상적인 배관부자재가 결합된다.

특히, 바닥판(170)에는 청소시설물이 구비되어 있다.

청소시설물은 입수관(171)으로부터 바이패스되고 밸브를 통해 개폐 제어가 가능하게 바닥판(170)의 저부로 연장된 청소입수라인(172)과; 상기 청소입수라인(172)과 연통하면서도 상기 바닥판(170)에 기밀하게 고정되고 상기 바닥판(170)의 상부로 몸체부(100)의 높이에 대응하게 돌설된 청소파이프(174)와; 상기 청소파이프(174)의 출구측에 결합된 청소수 방출수단(175)과; 바닥판(170)의 저부쪽으로 함몰된 드레인함(176)과; 드레인함(176)의 저면에서 외부측으로 연장된 오수배출관(177)으로 이루어져 있다. 특히, 바닥판(170)에서 드레인함(176) 주위의 부위는 드레인함(176)의 테두리까지 하향 경사 구배를 갖고 있어서, 청소수 폐수가 원활하게 드레인함(176) 쪽으로 유입되도록 한다. 또한, 드레인함(176)의 일측 변에는 오수가이드판(178)이 돌설되어 있는 것이 바람직하다(도 4와 병행 참조).

여기서, 청소수 방출수단(175)은 수도꼭지, 콕연결구, 샤워콕, 퀵 커플링 등의 연결구와 연결호스로 이루어져서, 필요에 따라 청소라인(172)의 밸브를 개폐시켜서 입수량의 일부를 청소수로 활용함에 따라 저수구조물 내부를 깨끗하게 청소할 수 있게 된다.

바닥 하부 보강링(180)은 바닥판(170)의 테두리 하면에 밀착되는 플랜지(182)와; 상기 플랜지(182)의 좌측에서 하향으로 일체형으로 절곡되어 소정 높이를 갖는 링형상의 밴드부(181)를 포함하고, 복수개의 볼트 구멍(183)이 상기 바닥판(170)의 볼트 구멍(183)과 각각 일치하게 상기 플랜지(182)에서 통공되어 있는 것이 바람직하다.

이런 상태에서, 바닥판(170)을 기준으로 겹쳐진 바닥 외측 상부 보강링(161), 바닥판(170), 바닥 하부 보강링(180)을 두께 방향으로 가압 하도록 해당 볼트 구멍(16, 173, 183)에 각각 볼트(도시 안됨) 및 너트로 체결한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상판(120)은 그의 지름방향으로 장력(f)이 팽팽하게 인가된 상태에서 하부 보강링(110)과 상부 보강링(130)의 사이에서 압착된 상태로 몸체부(100)의 상부에 결합된다.

이런 상판(120)은 그의 두께(0.3t ∼ 1t)를 얇게 가져가더라도, 자중 하중과 외부 하중을 견딜 수 있게 된다.

바닥판(170)과 바닥 하부 보강링(180)의 저면에는 콘크리트 기저부가 배치되어 바닥판(170)과 몸체부(100)를 지지하도록 된다.

또한, 하부 보강링(110)과 다중접힘부(102)의 사이, 또는 다중접힘부(102)들간의 사이, 혹은 다중접힘부(102)와 바닥 외측 상부 보강링(161)의 사이 각각에 위치한 몸체부(100)의 외원주면에는 몸체부(100)를 형성하는 과정에서 함께 감겨진 보온/단열재(105)가 배치되고, 그러한 보온/단열재(105)와 다중접힘부(102)의 외부에는 통상의 캔싱(cansing) 방식에 의해 마감재(106)가 마감처리된다.

바닥판(170)에는 역 'T'자 형상으로 몸체부(100)의 판재 두께만큼 이격된 바닥 내측 상부 보강링(160)과 바닥 외측 상부 보강링(161)의 플랜지가 용접된다.

상기 이격된 공간에는 몸체부(100)의 하단 테두리가 끼워진 후 용접에 의해 고정된다.

바닥판(170)의 테두리는 볼트 및 너트로 결합된 바닥 외측 상부 보강링(161)과 바닥 하부 보강링(180)에 의해 견고하게 고정된다.

마감재(106)의 하단 테두리는 'ㄴ'자 링형강에 의해 감싸지므로써, 지면 또는 콘크리트기저부의 상면에서 깔끔하게 마감된다.

상술한 바와 같은 몸체부(100)와 바닥판(170)과 상판(120)을 갖는 본 발명의 장력식 상판 구조를 갖는 무용접 저수구조물은 물을 저장 및 처리하는 용도로 사용된다.

특히, 몸체부(100)는 복수개의 벤딩 라인이 형성되어 기존의 물탱크보다 더욱 견고한 구조적 강성을 갖고 있고, 마감재(106)에 의해 외형적으로도 구매의욕을 자극하는 미감을 일으킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 장력식 상판 구조를 갖는 무용접 저수구조물은 두께를 얇게 설계하면서도 구조적 강성이 매우 뛰어한 장력 보강 결합방식의 상판(120)을 비롯하여 다른 구성품, 즉 보강링(110, 130), 보강축(140), 마감판(150), 보조보강판(151)에 의해 몸체부(100)의 상부 구성을 심플하고 견고하게 할 수 있다.

제2실시예

이 실시예에서 설명하는 본 발명의 장력식 상판 구조를 갖는 무용접 저수구조물은 몸체부의 직경보다 상대적으로 큰 상판의 테두리에 하향 경사구배를 갖는 처마부를 형성하고, 그러한 처마부와 다중접힘부의 사이에 장력 보강을 위한 복수개의 장력축을 결합시켜 상판의 장력을 더욱 증가시킨 것을 제외하고는 제1실시예와 동일하다. 그러므로, 도 2 내지 도 5에서 동일하거나 대응하는 구성요소에 대해서는 동일하거나 유사한 도면부호가 부여될 것이며, 이것들에 대한 설명은 여기에서 생략될 것이다.

도면에서, 도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 장력식 상판 구조를 갖는 무용접 저수구조물의 단면도이다.

도 5에 도시한 바와 같이, 상판(120')은 그의 평면적이 몸체부(100)의 직경보다 상대적으로 큰 것으로서, 상판(120')의 테두리 전체에 걸쳐 스커트 형상과 같이 하향 경사구배를 갖고 있음에 따라 물 빠짐을 양호하게 하고 상판(120') 자체의 구조적 강성을 증가시키는 상판 일체형 처마부(129)를 형성하고 있다.

처마부(129)에는 원주방향을 따라 소정 간격을 유지하는 복수개의 볼트 구멍들이 형성되어 있다.

처마부(129)의 볼트 구멍에는 복수개의 장력축(190)들 중 어느 하나의 상단(191)이 볼트 및 너트에 의해 체결된다. 여기서, 장력축(190)의 상단은 처마부(129)의 하경사에 대응한 소정 크기의 예각 각도를 갖도록 절곡되어 있는 것이 바람직하다.

그러한 해당 장력축(190)의 하단(192)은 볼트/너트 체결방식으로 몸체부(100)의 최 상단쪽 다중접힘부(102)에 결합된다. 여기서, 장력축(190)의 하단(192)은 다중접힘부(102)의 상경사에 대응한 소정 크기의 둔각 각도를 갖도록 절곡되어 있는 것이 바람직하다.

여기서, 장력축(190)은 1자 나사형, 후크형, S자형 중 어느 하나의 형상을 갖는 것이 바람직하다.

응용예

도면에서, 도 6은 본 발명의 응용예에 따른 장력식 상판 구조를 갖는 무용접 저수구조물의 분해 사시도이고, 도 7은 도 6에 도시된 장력식 상판 구조를 갖는 무용접 저수구조물의 상부 결합관계를 설명하기 위한 단면도이다.

도 6과 도 7에 개시된 본 발명은 다중격벽 물탱크의 형식으로서 바닥판이 결합된 저수구조물이다.

예컨대, 본 발명에서는 다중격벽 물탱크 몸체부(100")와, 이런 몸체부(100") 의 내부에서 서로 다른 직경을 갖고 나이테 형상으로 배열된 복수개의 다중격벽부(109")가 사용된다.

이런 다중격벽 물탱크 형식의 저수구조물은 역시 장력식 상판 구조를 구비한다.

즉, 대형 상판(120")은 그의 지름방향으로 팽팽하게 당겨진 상태로 하기에 설명할 내, 외측 보강링(110", 110a", 110b")에 결합된다.

내, 외측 보강링(110", 110a", 110b")은 플랜지 및 밴드부를 갖는 'ㄴ'자 형강이다.

해당 내, 외측 보강링(110", 110a", 110b")은 상기 다중격벽 물탱크 몸체부(100")와 상기 다중격벽부(109")의 상단 및 하단의 내주면 또는 외주면에서 용접에 의해 고정된다.

여기서, 내, 외측 보강링(110", 110a", 110b")은 몸체부(100") 및 다중격벽부(109")에 각각 체결될 수 있도록 종류별로 서로 다른 직경을 갖는 것이 바람직하다.

또한, 내, 외측 보강링(110", 110a", 110b")의 사이사이에는 방사형 배열, 십자형 배열에 의해 복수개의 보강축(140")들이 몸체부(100")의 지름방향으로 배치된다.

그러한 보강축(140") 각각의 끝단은 직경이 큰 내측 보강링(110a")와 직경이 작은 외측 보강링(110b")의 사이에서 용접되어 보강축(140")의 축방향으로 해당 보강링(110a", 110b")을 상호 지지하게 된다.

한편, 내, 외측 보강링(110", 110a", 110b")의 플랜지에는 복수개의 볼트 구멍이 각각 형성되어 있다.

다중격벽 물탱크 몸체부(100")의 전체 평면적에 대응한 장력식 대형 상판(120")은 그의 테두리에 하경사 방향으로 처마부(129)를 일체형으로 형성하고 있다.

이런 처마부(129)의 근처의 대형 상판(120")에는 최 외곽에 위치한 내, 외측 보강링(110", 110a")의 볼트 구멍과 일치한 한 쌍을 이루는 복수개의 볼트 구멍이 형성되어 있다.

이들 볼트 구멍들은 앞서 설명한 바와 같은 볼트/너트 결합이 이루어진다.

그 결과, 볼트/너트 결합에 의해 대형 상판(120")은 해당 내, 외측 보강링(110", 110a")과 고정되어 몸체부(100")의 상부에 결합된다. 볼트/너트 결합에는 수밀을 유지하기 위하여 고무패킹 및 와셔가 더 결합되어 있는 것이 바람직하고, 특히, 외부에 노출되는 부위에는 실리콘 실링이 더 부설되는 것이 더욱 바람직하다.

이와 같은 방식으로, 몸체부(100") 내부에 위치한 복수개의 다중격벽부(109") 각각의 상단도 대형 상판(120")의 저면에 결합된다.

대형 상판(120")에는 복수개의 환기 시설(배기 덕트, 환풍기 등)이 구비되어 몸체부(100")의 내부 공기를 환기시키도록 되어 있다.

이상 설명한 바와 같이 구성된 본 발명의 장력식 상판 구조를 갖는 무용접 저수구조물에서는 상판에 장력을 가한 상태에서 보강링을 이용하여 몸체부의 상부에 결합시킴에 따라서, 두께가 상대적으로 얇은 상판의 사용이 가능한 효과가 있다.

또한, 본 발명의 장력식 상판 구조를 갖는 무용접 저수구조물은 보강축을 덮고 있는 마감판을 사용하거나, 상판의 테두리에 처마부를 구비함에 따라 우수, 적설에 따른 물 빠짐을 양호하게 할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 장력식 상판 구조를 갖는 무용접 저수구조물은 처마부와 다중접힘부의 사이에 복수개의 장력축을 더 부설하여 상판을 더욱 팽팽하고 안정되게 몸체부의 상부에 결합시킬 수 있는 장점이 있다.

이러한 본 발명의 장력식 상판 구조를 갖는 무용접 저수구조물은 몸체부의 상부에 중력 하중 및 외부 하중이 인가 또는 증가되더라도 구조적 강성을 안정하게 유지시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 장력식 상판 구조를 갖는 무용접 저수구조물은 고가의 스테인레스 재질의 원자재를 상대적으로 적게 사용할 수 있어서 경제적인 탱크 제작이 가능한 장점이 있다.

아울러 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims (13)

1. 몸체부(100, 100")의 하부를 바닥판(170)으로 밀폐시킨 장력식 상판 구조를 갖는 무용접 저수구조물에 있어서,

   상기 몸체부(100, 100")의 상단부에 결합된 하부 보강링(110)과;

   상기 하부 보강링(110)의 상부에 배치되며 지름 방향으로 팽팽하게 잡아당겨져서 소정 크기의 장력을 갖고 상기 몸체부(100, 100")의 상부를 덮는 상판(120, 120', 120")과;

   상기 상판(120, 120')의 상부에 결합된 상부 보강링(130)과;

   상기 하부 보강링(110) 또는 상기 상부 보강링(130) 중 어느 하나의 내부에서 해당 보강링(110, 130)을 지지하도록 십자형, 방사형, 격자형 중 어느 하나의 배열 방식으로 결합된 복수개의 보강축(140)을 포함하고,

   상기 상판(120, 120')을 기준으로 겹쳐진 상기 하부 보강링(110), 상기 상판(120, 120') 및 상기 상부 보강링(130)을 두께 방향으로 가압 하도록 형성된 볼트 구멍(113, 123, 133)을 통해 각각 볼트 및 너트가 체결되어 있는 것을 특징으로 하는 장력식 상판 구조를 갖는 무용접 저수구조물.
2. 제1항에 있어서,

   상기 몸체부(100, 100")에는 그 외주면에 복수개의 다중접힘부(102)가 높이 방향으로 소정 간격을 유지하면서 배치되고, 상기 다중접힘부(102)의 사이의 외원주면에는 복수개의 벤딩 라인(101)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 장력식 상판 구조를 갖는 무용접 저수구조물.
3. 제1항에 있어서,

   상기 하부 보강링(110)은 상기 몸체부(100, 100")의 상단부의 외주면을 감싸게 삽입될 수 있는 링형상의 직경을 갖는 밴드부(111)와; 이런 밴드부(111)의 상단에서 우측방향으로 일체형으로 절곡되어 소정 폭을 갖게 확장된 플랜지(112)를 포함하고, 상기 플랜지(112)에 복수개의 볼트 구멍(113)이 원주 방향을 따라 규칙적으로 배치 및 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 장력식 상판 구조를 갖는 무용접 저수구조물.
4. 제1항에 있어서,

   상기 상판(120, 120', 120")은 그의 두께가 0.3t ∼ 1t인 스테인레스 스트립을 소정 길이의 조각으로 절단하고 연접하는 변끼리 용접에 의해 평면적을 확장시킨 원형 판형상인 것을 특징으로 하는 장력식 상판 구조를 갖는 무용접 저수구조물.
5. 제1항에 있어서,

   상기 상판(120', 120")은 그의 평면적이 상기 몸체부(100, 100")의 직경보다 상대적으로 큰 것으로서, 스커트 형상과 같이 하향 경사구배를 갖는 상판 일체형 처마부(129)를 더 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 장력식 상판 구조를 갖는 무용접 저수구조물.
6. 제5항에 있어서,

   상기 처마부(129)와 상기 몸체부(100, 100")의 다중접힘부(102)의 사이에는 1자 나사형, 후크형, S자형 중 어느 하나에 해당하는 형상으로서 복수개인 장력축(190)들이 원주방향으로 소정 간격을 유지하면서 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 장력식 상판 구조를 갖는 무용접 저수구조물.
7. 제6항에 있어서,

   상기 장력축(190)은 그의 상단(191)이 상기 처마부(129)의 하경사에 대응한 소정 크기의 예각 각도를 갖도록 절곡되어 있고, 그의 하단(192)이 상기 다중접힘부(102)의 상경사에 대응한 소정 크기의 둔각 각도를 갖도록 절곡되어 있는 것을 특징으로 하는 장력식 상판 구조를 갖는 무용접 저수구조물.
8. 제1항에 있어서,

   상기 상부 보강링(130)은 상기 상판(120)의 테두리 상면에 밀착되는 플랜지(132)와; 상기 플랜지(132)의 좌측에서 상향으로 일체형으로 절곡되어 소정 높이를 갖는 링형상의 밴드부(131)를 포함하고, 복수개의 볼트 구멍(133)이 상기 상판(120)의 볼트 구멍(123)과 각각 일치하게 상기 플랜지(132)에서 통공되어 있는 것을 특징으로 하는 장력식 상판 구조를 갖는 무용접 저수구조물.
9. 제1항에 있어서,

   상기 바닥판(170)에 구비된 청소시설물을 더 포함하고,

   상기 청소시설물은 입수관(171)으로부터 바이패스되고 밸브를 통해 개폐 제어가 가능하게 상기 바닥판(170)의 저부로 연장된 청소입수라인(172)과; 상기 청소입수라인(172)과 연통하면서도 상기 바닥판(170)에 기밀하게 고정되고 상기 바닥판(170)의 상부로 상기 몸체부(100, 100")의 높이에 대응하게 돌설된 청소파이프(174)와; 상기 청소파이프(174)의 출구측에 결합된 청소수 방출수단(175)과; 상기 바닥판(170)의 저부쪽으로 함몰된 드레인함(176)과; 드레인함(176)의 저면에서 외부측으로 연장된 오수배출관(177)으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 장력식 상판 구조를 갖는 무용접 저수구조물.
10. 제9항에 있어서,

    상기 청소수 방출수단(175)은 수도꼭지, 콕연결구, 샤워콕, 퀵 커플링 중 어느 하나의 연결구와 연결호스로 이루어진 것을 특징으로 하는 장력식 상판 구조를 갖는 무용접 저수구조물.
11. 제9항에 있어서,

    상기 드레인함(176) 주위의 부위는 상기 드레인함(176)의 테두리까지 하향 경사 구배를 갖고 있고, 상기 드레인함(176)의 일측 변에 오수가이드판(178)을 돌설하고 있는 것을 특징으로 하는 장력식 상판 구조를 갖는 무용접 저수구조물.
12. 제1항에 있어서,

    상기 몸체부(100")의 내부에는 서로 다른 직경을 갖고 나이테 형상으로 배열된 복수개의 다중격벽부(109")가 더 배열되며, 상기 몸체부(100") 및 상기 다중격벽부(109") 각각의 상단 및 하단의 내주면 또는 외주면에는 상기 상판(120")을 지지 및 고정하도록 내, 외측 보강링(110", 110a", 110b")이 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 장력식 상판 구조를 갖는 무용접 저수구조물.
13. 제1항에 있어서,

    상기 상부 보강링(130)의 상부에는 우수, 적설이 상기 상판(120)의 상부나 상기 상부 보강링(130)의 안쪽으로 상기 보강축(140) 사이사이의 공간에 고이는 것을 방지하도록, 원형 판형상 또는 탱크 형식에 대응한 소정의 판형상을 갖는 마감판(150)이 더 부설되어 있는 것을 특징으로 하는 장력식 상판 구조를 갖는 무용접 저수구조물.

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