KR100871418B1 - 하니컴 구조를 가진 php를 이용한 물탱크 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하니컴 구조를 가진 PHP를 이용한 물탱크 제조방법에 관한 것으로서, 보다 강한 내압이나 외부 충격에 견딜 수 있도록 하면서 무게가 경량인 PHP를 제조하여 이를 물탱크에 효과적으로 적용하도록 하기 위하여 개발된 것으로;

내측에 위치하는 일정 두께를 가진 내측 PE판재와;

상기 PE판재의 외측에 형성되는 에폭시계열의 제1 화학접착제층과;

상기 제1 화학접착제층에 의하여 상기 내측 PE판재와 결합하며 다수의 연속된 육각형으로 이루어지는 하니컴 구조가 수직으로 형성되고, FRP 소재로 이루어져 일정 두께를 가지는 하니컴 판재와;

상기 하니컴 판재의 외측에 형성되는 에폭시 계열의 제2 화학접착제층과;

상기 제2 화학접착제층에 의하여 상기 하니컴 판재와 결합하는 외측 PE판재와;

용도에 맞는 판재;로 구성됨을 특징으로 하는 하니컴 구조를 이용한 PHP 및;

물탱크의 외형 틀의 구조를 형성하는 철구조물 형성단계와;

일정한 규격으로 제조된 하니컴 구조를 이용한 PHP를 상기 철구조물의 내측에 밀착시켜 조립하는 판재 조립단계와;

배열된 판재 상호 간의 이음매를 가열된 기구에 의하여 평탄화하는 마감단계의 일련의 단계가 연속적으로 이루어짐을 특징으로 한다.

물탱크, PE, 하니컴

Description

하니컴 구조를 가진 PHP를 이용한 물탱크 제조방법{METHOD OF PRODUCING WATER TANK USING POLYETHYLENE HONEYCOMB PANEL}

본 발명은 하니컴 구조를 이용한 PHP 제조방법 및 상기 PHP를 이용한 물탱크 제조방법에 관한 것으로서, 좀더 상세하게 설명하면 강한 내부 압력과 외부의 충격 등으로부터 안전하고 견고하게 설치할 수 있을 뿐만 아니라 가볍고 이에 따른 단가도 저렴한 PHP를 개발하고 또 이에 적합한 물탱크 제조방법을 제공하여 제조가 용이하고 내구성을 높일 수 있도록 하기 위하여 개발된 것이다.

일반적으로 수도물은 각 가정 또는 건물에 설치되는 저장소에 일정량이 저장되었다가 각 가정에 공급되고 있으며 이러한 저장소를 저수조 또는 물탱크라고 한다.

과거 연립주택이나 소형 건물 옥상에서는 합성수지로 이루어진 둥근 또는 원통형의 물탱크가 설치된 것을 많이 볼 수 있었으나 최근에는 물 사용량의 증가와 대형 건물의 증가로 물의 압력에 효과적으로 내구성을 유지하기 위하여 대용량의 물탱크가 요구되어 점차 이러한 둥근 또는 원통형의 물탱크는 감소하는 추세이다.

최초 대용량의 물탱크는 콘크리트를 사용하여 저수조를 만든 다음 내부에 방 수도장 처리한 것이 많이 사용되었으나, 이는 시멘트의 양생 기간을 고려하면 공사기간이 길며, 배부에 별도의 보강 수단이 없어 청소를 위하여 작업자가 활동할 수 있는 공간의 확보는 용이하나 도장의 들뜸, 또는 청소중에 도장이 벗겨지는 등의 문제점으로 장기간 사용시 유지 보수 비용이 많이 소요되는 문제점을 가지고 있었다.

또한 수돗물에는 소독을 위한 염소를 함유하고 있기에 염소에 의한 부식진행에 의하여 내부 저장된 물의 위생상태가 상당히 불량하게 된다.

도 7은 종래 SMC 물탱크를 나타낸 개념도로서, SMC(Sheet Molding compound panel)는 일정 판넬(6)를 상호 체결용볼트에 의하여 연결 체결하여 박스형을 이루도록 제작하고 내부는 다수의 보강봉(7)으로 내부 수압을 견디도록 한 구조이다.

이때 보강봉(7)은 보통 턴버클이 많이 사용되고 있으나 이러한 턴버클 및 연결부의 체결용볼트의 경우 시간이 경과함에 따라 부식이 진행되어 누수가 되는 문제점과 위생상 녹물의 발생 우려를 가지고 있다.

또한 이러한 판넬(6)의 결합으로 이루어지는 구조는 대형 구조물에서는 수압을 견디기 적합하지 않아 주로 중형 이하의 수조에 국한되어 사용되는 문제점이 있다.

또한 수압에 견딜 수 있도록 하기 위하여 판넬(6)의 두께가 상승하고 이에 따른 무게도 증가하여 시공이 불편했던 단점이 있었다.

도 8은 종래 STS 물탱크를 나타낸 개념도로서, STS는 일정 형태의 스테인레스를 일정한 형태로 프레스에 의하여 가공한 스테인레스판넬(8)을 용접하여 조립하고, 내부에 수직 및 수평방향으로 다수의 보강봉(7)을 설치한 것이다.

이러한 방식은 SMC방식보다 견고한 스테인레스판넬(8)을 사용하므로 견고하여 대용량의 물탱크에 적합하며 스테인레스의 내식성에 의하여 부식이 적다는 장점을 가지고 있다.

하지만 용접을 하게 되면 용접부위에서는 다른 면과는 달리 부식에 노출되기 쉬우며, 내부 보강봉(7)에서도 부식이 진행되어 위생성 및 내구성이 점차 떨어지게 되어 영구적인 소재로는 그 한계가 있다.

하지만 스테인레스는 무거운 중량을 가지고 있으며 단가가 매우 비싸다는 큰 단점을 가지고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 그 목적은 내부 물의 압력에 견딜 수 있는 강성을 가지면서 종래보다 가벼운 판재를 개발하는 것이다.

또한, 시공이 용이한 물탱크 제조방법을 개발하는 것이다.

또한, 물탱크의 내구성을 높이기 위한 보강이 용이한 시공방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 본 발명은 내측에 위치하는 일정 두께를 가진 내측 PE판재와;

상기 PE판재의 외측에 형성되는 에폭시계열의 제1 화학접착제층과;

상기 제1 화학접착제층에 의하여 상기 내측 PE판재와 결합하며 다수의 연속된 육각형으로 이루어지는 하니컴 구조가 수직으로 형성되고, FRP 소재로 이루어져 일정 두께를 가지는 하니컴 판재와;

상기 하니컴 판재의 외측에 형성되는 에폭시 계열의 제2 화학접착제층과;

상기 제2 화학접착제층에 의하여 상기 하니컴 판재와 결합하는 외측 PE판재로 구성됨을 특징으로 한다.

아울러, 상기 하니컴 판재는 내측 판재과 외측 판재의 두 장의 판재가 제3 화학접착제층에 의하여 접합됨으로 이루어짐을 특징으로 한다.

또한, 물탱크의 외형 틀의 구조를 형성하는 철구조물 형성단계와;

일정한 규격으로 제조된 하니컴 구조를 이용한 PHP를 상기 철구조물의 내측에 밀착시켜 조립하는 판재 조립단계와;

배열된 판재 상호 간의 이음매를 가열된 기구에 의하여 평탄화하는 마감단계의 일련의 단계가 연속적으로 이루어짐을 특징으로 한다.

아울러, 상기 판재 용접단계에서, 상기 PHP는 일면의 PE판재는 상호 맞닿고, 상호 맞닿은 PE판재 이외의 PE판재 및 하니컴 판재는 일정 공간을 두고 이격되게 형성되며;

상기 이격된 공간에는 PE판재 및 하니컴 판재로 된 긴 결합판재가 삽입되어 그 상호 맞닿는 부분은 에폭시 계열의 화학접착제로 접착하는 것으로 이루어짐을 특징으로 한다.

또한, 상기 마감단계 이후에는 PE판재를 일면이 개방되는 사각 파이프의 형상으로 절곡되고, 절곡된 양끝단은 상호 반대방향으로 소폭 절곡되는 용접리브가 형성되는 다수의 보강판재를 재작하는 보강판재 형성단계와;

상기 보강판재를 물탱크의 외벽에 수직 또는 수직으로 밀착되어 있는 H빔 형상의 보강심재가 상기 물탱크의 외벽과 보강판재의 사이에 형성되는 홀에 삽입되는 형상으로 상기 용접리브를 밀착하여 용접하는 보강판재 부착단계가 추가로 형성됨을 특징으로 한다.

아울러, 상기 보강심재는 사각파이프 형상인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 보강심재의 단면은 'ㄱ'의 형태를 가짐을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 종래보다 가벼운 소재로 사용하면서 시공작업이 용이해지는 효과가 있다.

또한, 벌집 모양의 하니컴 구조를 적용하여 강성이 증가 내구성이 향상되는 효과가 있다.

또, 단가가 저렴해지는 효과가 있다.

이에 본 발명의 구성을 첨부된 도면에 의하여 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 판재를 나타낸 분해사시도이며, 도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 판재를 나타낸 단면도로서, 내측에 위치하는 일정 두께를 가진 내측 PE판재(1)와;

상기 PE판재(1)의 외측에 형성되는 에폭시계열의 제1 화학접착제층(11)과;

상기 제1 화학접착제층(11)에 의하여 상기 내측 PE판재(1)와 결합하며 다수 의 연속된 육각형으로 이루어지는 하니컴 구조가 수직으로 형성되고, FRP 소재로 이루어져 일정 두께를 가지는 하니컴 판재(2)와;

상기 하니컴 판재(2)의 외측에 형성되는 에폭시 계열의 제2 화학접착제층(21)과;

상기 제2 화학접착제층(21)에 의하여 상기 하니컴 판재(2)와 결합하는 외측 PE판재(3)로 구성됨을 특징으로 하는 하니컴 구조를 이용한 PHP(Polyethylene Honeycomb Panel)를 나타내었다.

상기 하니컴 구조란 Honeycomb 즉 벌집의 형상과 같은 육각형의 조합으로 이루어지는 구조를 말하는 것으로 평면을 빈틈없이 매울 수 있는 정다각형 중 가장 동일면적당 둘레의 길이가 작은 정육각형으로 이루어져 구조적으로 안정되고 가장 튼튼한 구조로 알려져 있다.

따라서 종래 철구조물이나 여러 합성수지 혼합체로 이루어진 판재와 비교할 때 절반 이하의 중량으로 원자재의 절감을 가져올 수 있으며, 가벼운 무게로 인하여 시공이 용이하면서도 내구성이 증가하고 보다 튼튼한 판재를 얻을 수 있게 된다.

도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 판재를 나타낸 단면도로서, 상기 하니컴 판재(2)는 내측 판재(2a)과 외측 판재(2b)의 두 장의 판재가 제3 화학접착제층(22)에 의하여 접합되는 실시예를 제시하였다.

사용자에 따라 상기 실시예는 겹쳐진 양측 판재의 하니컴 구조를 하나는 수 직방향으로 하나는 수평방향으로 엇갈리게 형성하여 결합을 하게 되면 강성이 보다 증가하고 압력에 따른 휘어짐에 강한 저항력을 가지는 효과를 얻을 수도 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 블록도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 조립된 단면을 나타낸 단면도로서, 물탱크의 외형 틀의 구조를 형성하는 철구조물 형성단계와;

일정한 규격으로 제조된 하니컴 구조를 이용한 PHP(4)를 상기 철구조물의 내측에 밀착시켜 조립하는 판재 조립단계와;

배열된 판재 상호 간의 이음매를 가열된 기구에 의하여 평탄화하는 마감단계의 일련의 단계가 연속적으로 이루어짐을 특징으로 하는 하니컴 구조를 가진 PHP를 이용한 물탱크 제조방법을 나타내었다.

상기 실시예의 경우 먼저 하니컴 구조를 이용한 PHP(4)의 경우 종래 어떠한 판재보다 무게가 경량이기에 일정 규격으로 생산되는 판재를 조립하여 물탱크를 제작하기에 용이하여 시공성이 매우 우수한 장점을 가지고 있는 것이다.

또한 상기 마감단계에서 가열된 기구는 헤라와 같은 형상을 가진 것으로 돌출된 부분(비드)을 제거하거나 또는 밀착하여 넓게 펴지도록 하는 것이 가장 일반적인 방법이라고 하겠다.

이때 본 발명에서는 가장 취약하기 쉬운 판재 간의 결합부를 개선하기 위하여 제시한 또 다른 실시예로는 상기 판재 용접단계에서, 상기 PHP(4)는 일면의 PE 판재(41)는 상호 맞닿고, 상호 맞닿은 PE판재(41) 이외의 PE판재(42) 및 하니컴 판재(43)는 일정 공간을 두고 이격되게 형성되며;

상기 이격된 공간에는 PE판재(51) 및 하니컴 판재(52)로 된 긴 결합판재(5)가 삽입되어 그 상호 맞닿는 부분은 에폭시 계열의 화학접착제로 접착하는 것으로 이루어지도록 하였다.

즉 PE코일로 용접한 3개 부분 중 일부가 압력에 의하여 손상되었을 경우에도 나머지 용접부에 의하여 지지될 수 있도록 한 것으로 취약한 용접한 부위의 구조적인 안정성을 가져오기 위함이다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 블록도이며, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 조립되는 과정을 나타낸 개념도로서, 상기 마감단계 이후에는 PE판재를 일면이 개방되는 사각 파이프의 형상으로 절곡되고, 절곡된 양끝단은 상호 반대방향으로 소폭 절곡되는 용접리브(91)가 형성되는 다수의 보강판재(9)를 재작하는 보강판재 형성단계와;

상기 보강판재(9)를 물탱크의 외벽에 수직 또는 수직으로 밀착되어 있는 H빔 형상의 보강심재(93)가 상기 물탱크의 외벽과 보강판재(9)의 사이에 형성되는 홀(92)에 삽입되는 형상으로 상기 용접리브(91)를 밀착하여 용접하는 보강판재 부착단계가 추가로 형성되는 실시예를 제시하였다.

상기 실시예는 연결된 판재에 의한 구조적인 안정성이 떨어질 경우 이를 보강하기 위한 것으로서, 물탱크 전체적인 구조적인 안정성을 높여주기 위한 것이다.

이때 보강심재(93)는 최초 철구조물을 형성될 때 물탱크의 벽면에 밀착되는 구조물을 이루는 일부로서 재질은 아연도형강이나 도색형강을 사용하는 것이 바람직한 실시 예 일 것이다.

또한, 상기 보강심재(93)는 제시한 H의 형상뿐만 아니라 사각파이프 형상 또는 단면은 'ㄱ'의 형태를 가진 것 등 다양한 형상을 가진 것을 적용 가능할 것이며, 다만 중요한 점은 길이방향에 대한 구부러짐을 최소화할 수 있는 소재 및 형상을 가져야한다는 점이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 판재를 나타낸 분해사시도

도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 판재를 나타낸 단면도

도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 판재를 나타낸 단면도

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 블록도

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 조립된 단면을 나타낸 단면도

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 블록도

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 조립되는 과정을 나타낸 개념도

도 7은 종래 SMC 물탱크를 나타낸 개념도

도 8은 종래 STS 물탱크를 나타낸 개념도

<도면 중 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 내측 PE판재

11 : 제1 화학접착제층

2 : 하니컴 판재

2a : 내측판재 2b : 외측판재

21 : 제2 화학접착제층 22 : 제3 화학접착제층

3 : 외측 PE판재

4 : PHP

41, 42 : PE판재 43 : 하니컴 판재

5 : 결합판재

51 : PE판재 52 : 하니컴 판재

6 : 판넬

7 : 보강봉

8 : 스테인레스판넬

9 : 보강판재

91 : 용접리브 92 : 홈

93 : 보강심재

Claims (7)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 물탱크의 외형 틀의 구조를 형성하는 철구조물 형성단계;

   일정한 규격으로 제조된 하니컴 구조를 이용한 PHP(4)를 상기 철구조물의 내측에 밀착시켜 조립하는 판재 조립단계;

   배열된 판재 상호 간의 이음매를 가열된 기구에 의하여 평탄화하는 마감단계;

   PE판재를 일면이 개방되는 사각 파이프의 형상으로 절곡하고, 절곡된 양끝단을 상호 반대방향으로 소폭 절곡하여 용접리브(91)가 형성된 보강판재(9)를 제작하는 보강판재 형성단계; 및

   물탱크의 외벽에 수직으로 보강심재(93)를 밀착시킨 다음 상기 보강심재(93)의 외부로 보강판재(9)를 덧대어 상기 용접리브(91)를 용접하는 보강판재 부착단계;로 이루어지되,

   상기 판재 조립단계는, 상기 PHP(4)는 일면의 PE판재(41)는 상호 맞닿고, 상호 맞닿은 PE판재(41) 이외의 PE판재(42) 및 하니컴 판재(43)는 일정 공간을 두고 이격되도록 배열하며;

   상기 이격된 공간에는 PE판재(51) 및 하니컴 판재(52)로 된 결합판재(5)를 삽입하여 상호 맞닿는 부분을 에폭시 계열의 화학접착제로 접착함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 하니컴 구조를 가진 PHP를 이용한 물탱크 제조방법.
6. 제 5항에 있어서, 상기 보강심재(93)의 단면은 "H", "사각" 또는 "ㄱ"자 형상인 것을 특징으로 하는 하니컴 구조를 가진 PHP를 이용한 물탱크 제조방법.
7. 삭제

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