KR100896531B1 - 저장탱크 - Google Patents

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조흥식
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Abstract

본 발명은 저장탱크에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 결합구조를 개선할 수 있는 대용량 이중 구조의 저장탱크에 관한 것이다.
본 발명의 저장탱크는 내부에 내용물이 저장되는 금속소재의 제 1탱크유니트와, 제 1탱크유니트를 외측에서 둘러싸 지지하는 콘크리트 소재의 제 2탱크유니트와, 제 1탱크유니트의 바닥과 상기 제 2탱크유니트의 바닥은 상호 이격되어 이격공간부를 형성하고, 상기 이격공간부에 채워져 외부로부터의 유입되는 수분을 흡수하기 위한 흡수재를 구비한다.
본 발명에 의하면 제 1탱크유니트와 제 2탱크유니트의 바닥 사이에 흡수재를 충전시킴으로써 내용물의 하중을 지지하여 구조적 강도를 증대시키고, 금속재질로 이루어진 제 1탱크유니트의 바닥에 수분이 접촉하는 것을 방지하여 제 1탱크유니트의 내구성을 강화시킨다.
탱크, 저장탱크, 흡수, 수분차단, 본딩

Description

저장탱크{Storage tank}
본 발명은 저장탱크에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 내구성을 증대시킨 대용량 이중 구조의 저장탱크에 관한 것이다.
내부에 유체나 고형물 등 다양한 내용물을 저장하기 위한 종래의 저장탱크는 직사각형형상으로서 최하부 바닥에 수평하게 놓여지는 바닥판과, 바닥판의 사방둘레에 일체로 접합되어 상부로 연장되는 통체형의 벽판과, 벽판 상부에 일체로 접합되어 수평하게 덮여지는 상판으로 구성된다.
이러한 저장탱크는 시공방법에 따라 돌, 벽돌을 쌓아 올린 조적식, 콘크리트 타설식, 미리 성형한 철제패널이나 플라스틱 수지패널을 볼트 내지 용접에 의해 이어 붙인 패널조립식, 플라스틱 수지를 일체형으로 형성한 몰딩식, 철제 스트립의 길이방향의 변을 스파이럴 방향으로 용접한 LIPP 방식, 다수의 원통형 플랜지 유닛을 높이 방향으로 적층하여 결합시킨 원통형 유니트 적층식 등으로 분류된다.
또한, 저장탱크는 재질상으로 유지 보수가 매우 어려운 콘크리트 재질과, 소형이면서 수명이 7 ∼ 8년 정도 되는 FRP(Fiber Reinforced Plastics) 재질과, 10년 정도 사용이 가능한 SMC(Sheet Molding Compound) 재질과, 반영구적 사용이 가 능하여 물탱크의 사용처 대비 경제성이 매우 뛰어난 금속 재질 등을 이용하여 만들어진다.
하지만 상기의 재질 중 철판 또는 스테인레스 등의 금속재질의 저장탱크는 지면과 접촉하는 탱크의 바닥이 수분에 항시 노출되어 있어 부식으로 인한 내구성을 약화시킬 수 있다는 문제점이 있다.
또한, 대용량의 저장탱크는 작업의 효율성을 위해 다수의 단위 시트부재를 상호 용접이나 볼트 등에 의해 결합시켜 형성하게 되는 데, 이 경우 큰 내압을 받는 측벽이나 바닥이 구조적으로 취약할 수 밖에 없다.
본 발명은 상기의 문제점을 개선하고자 창출된 것으로서, 탱크의 구조적 강도를 향상시키기 위해 이중 구조로 형성되며 탱크의 측벽이나 바닥에 가해지는 내압을 분산 또는 흡수하여 구조적 강도를 향상시킬 수 있는 저장탱크를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 지면에서 탱크의 바닥으로 올라오는 습기를 효과적으로 제거하여 금속소재의 탱크의 내구성을 증대시킬 수 있는 저장탱크를 제공하는 데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 저장탱크는 내부에 내용물이 저장되는 금속소재의 제 1탱크유니트와; 상기 제 1탱크유니트를 외측에서 둘러싸 지지하 는 콘크리트 소재의 제 2탱크유니트와; 상기 제 1탱크유니트의 바닥과 상기 제 2탱크유니트의 바닥은 상호 이격되어 이격공간부를 형성하고, 상기 이격공간부에 채워져 외부로부터의 유입되는 수분을 흡수하기 위한 흡수재를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 흡수재는 모래와 숯이 혼합되어 형성되며, 상기 이격공간부에 내장된 히터와, 상기 이격공간부와 상기 제 2탱크유니트의 외부와 연통되도록 설치된 통기관을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1탱크유니트는 호형의 다수의 제 1시트부재가 상하로 결합되어 형성된 측벽과, 판형의 다수의 제 2시트부재가 좌우로 결합되어 형성된 바닥을 구비하며, 상기 제 1탱크유니트는 상기 측벽과 상기 바닥이 인접하는 모서리에 덧대어지도록 접착제에 의해 본딩접합되며, 상기 측벽과 접합되는 제 1밀착부와 상기 제 1밀착부와 직각으로 절곡되어 형성되며 상기 바닥과 접합되는 제 2밀착부를 가지는 보강프레임을 더 구비하고, 상기 보강프레임은 상기 바닥 및 상기 측벽과 접합면적을 확장시킬 수 있도록 상기 제 1밀착부의 단부에서 연장되어 상기 측벽과 점진적으로 간격이 커지도록 이격되는 제 1날개부와, 상기 제 2밀착부의 단부에서 연장되어 상기 바닥과 점진적으로 간격이 커지도록 이격되는 제 2날개부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 제 1탱크유니트와 제 2탱크유니트의 바닥 사이에 흡수재를 충전시킴으로써 제 1탱크유니트의 내부에 저장된 내용물의 하 중을 지지하여 구조적 강도를 증대시킬 수 있다.
또한, 흡수재가 금속재질로 이루어진 제 1탱크유니트의 바닥에 수분이 접촉하는 것을 방지하여 제 1탱크유니트의 내구성을 강화시킨다.
그리고 바닥과 측벽이 만나는 모서리에 보강프레임을 본딩접합시켜 덧대므로 모서리 부분의 구조적 취약성을 보강할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 저장탱크에 대해서 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 저장탱크의 사시도이고, 도 2는 도 1의 저장탱크의 내부를 나타내는 단면도이고, 도 3은 도 1의 저장탱크에서 요부를 발췌한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 저장탱크에서 요부를 발췌한 단면도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 제 1탱크유니트의 바닥을 나타내는 일부 발췌 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 저장탱크(10)는 크게 내부에 내용물이 저장되는 제 1탱크유니트(40)와, 제 1탱크유니트(40)를 외측에서 둘러싸 지지하는 제 2탱크유니트(20)를 가진다.
제 1탱크유니트(40)는 철, 스테인레스 강 또는 스테인레스 합금강 등의 금속판으로 형성되며 직육면체의 형상을 가진다. 바람직하게는 1.5 내지 2.0mm정도의 두께를 가지는 냉간 압연 스테인레스 강(STS304)으로 이루어진다. 제 1탱크유니트(40)의 재질은 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고, 제 1탱크유니트(40)의 내부 에 저장되는 유체나 물체의 종류에 따라 달라질 수 있다.
제 1탱크유니트(40)는 바닥(41)과, 바닥(41)의 가장자리에서 상방으로 형성되는 측벽(43)과, 측벽(43)의 상부에 결합되는 상판(47)으로 이루어진다.
제 1탱크유니트(40)의 바닥(41)은 다수의 제 2시트부재(42)가 상호 결합되어 형성된다. 평판형의 제 2시트부재(42)는 가장자리가 서로 맞대도록 이어놓은 상태에서 용접에 의해 결합된다. 이외에도 제 2시트부재(42)의 가장자리가 상하로 서로 겹치도록 배열한 상태에서 볼트구멍을 관통하여 형성한 후 실링과 함께 볼트 및 너트를 사용하여 상호 인접하는 시트부재 간을 결합시키는 볼트방식에 의해 형성될 수 있다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이 제 2시트부재(42)의 일측 가장자리를 절곡하여 결합부(42a)를 형성하고, 결합부(42a)의 하부에 인접하는 제 2시트부재의 가장자리가 겹치도록 배치하여 접착제에 의해 본딩접합 될 수 있다. 이러한 바닥구조는 다수의 제 2시트부재가 본딩접합되므로 제조공정이 빠르고 간단하며 경량화를 높일 수 있다.
상술한 결합부(42a)는 도시된 예로 한정되지 않고, 접합력을 향상시키고 압력에 의해 접착제가 전단되는 방향으로의 작용력을 최소화 할 수 있는 구조이면 어느 것이나 가능하다. 이를 위해 결합부의 접합면에는 접착제(100)의 접착력을 높이기 위하여 요철이나 스크래치 등을 형성할 수 있다.
그리고 접착체는 연성을 가지는 본드로서, 경화된 후에도 접합면 사이에서 제 2시트부재(42)들의 미세한 이동을 흡수할 수 있도록 함이 바람직하다. 일 예로 2N-360N(동양 케미컬 공업 주식회사)을 사용할 수 있다. 이외에도 통상의 고분자 에폭시 접착제를 이용할 수 있다. 이 경우 접착강도를 향상시키기 위해 주성분인 에폭시에 경화제, 촉진제, 충진제 등의 다양한 첨가물이 첨가될 수 있다. 그리고 제 1탱크유니트에 저장되는 내용물 등에 따라 다양한 접착제가 이용될 수 있음은 물론이다.
제 1탱크유니트(40)의 측벽(43)은 다수의 제 1시트부재(44)를 상하로 적층시켜 형성된다. 각각의 제 1시트부재(44)는 인접하는 제 1시트부재와 용접에 의해 결합된다. 제 1시트부재(44)는 판형의 금속판을 상부 및 하부에서 중앙으로 진행할 수록 제 1탱크유니트(40)의 내부방향으로 볼록한 호형으로 가공된다. 이러한 호형 형상의 제 1시트부재(44)는 제 1탱크유니트(40)의 내부에 저장된 내용물의 압력을 분산시키므로 대용량화가 가능하고, 동일 용량의 탱크의 경우 구조적 강도를 향상시킬 수 있다. 그리고 제 1시트부재(44)는 제 2탱크유니트(20)의 측벽에 앵커볼트(45)에 의해 고정된다.
제 1탱크유니트의 상판(47) 역시 다수의 시트부재(48)를 상호 결합하여 형성된다. 이 경우 상판의 시트부재(48)는 앵커볼트를 이용하여 제 2탱크유니트(40)의 상판에 지지되도록 할 수 있다.
그리고 본 발명의 저장탱크(10)는 측벽(43)과 바닥(41)이 만나는 모서리부분에는 강도를 보강하기 위한 보강프레임(60)이 설치된다. 바람직하게는 보강프레임(60)은 모서리에 덧대어지도록 접착제에 의해 본딩접합된다.
보강프레임(60)은 직각으로 절곡된 통상적인 앵글을 이용한다. 구체적으로 보강프레임은 측벽(43)과 접합되는 제 1밀착부(61)와, 제 1밀착부(61)와 직각으로 절곡되어 형성되며 바닥(41)과 접합되는 제 2밀착부(65)를 가진다.
제 1밀착부(61) 및 제 2밀착부(65)의 접착면에는 접착제가 도포되어 측벽(43) 및 바닥(41)에 접착된다. 이 경우 접합력을 강화시키기 위해 제 1 및 제 2밀착부(61)(65)의 접합면에 다수의 요철이 형성되도록 표면처리된 요철(미도시)이 마련될 수 있다. 요철은 표면거칠기를 증대시켜 원하는 접착력을 달성하기 위한 것으로서, 기계적인 표면 가공에 의해 형성되거나, 표면에 다공성 미세 산화물층을 만드는 산화처리법에 의해 형성될 수 있다.
보강프레임의 다른 실시 예를 도 4에 도시하고 있다. 도 4에 도시된 보강프레임(60)은 접착력 강화를 위해 접합면적을 확장시킬 수 있는 구조를 가진다. 접합면적을 확장시키위한 구조로서 보강프레임(60)은 제 1밀착부(61)의 단부에서 연장되어 측벽(43)과 점진적으로 간격이 커지도록 이격되는 제 1날개부(71)와, 제 2밀착부(65)의 단부에서 연장되어 바닥(41)과 점진적으로 간격이 커지도록 이격되는 제 2날개부(75)를 구비한다. 상술한 보강프레임의 구조는 제 1 및 제 2날개부(71)(75)와 측벽(43) 및 바닥(45)사이에 형성된 공간에 접착제(68)가 충전되어 본딩력을 더욱 강화시킬 수 있다.
이외에도 제 1 및 제 2날개부(71)(75)는 경사지게 연장되어 형성되다 수평으로 일정 길이 더 연장되는 구조를 가질 수 있다. 또한, 제 1 및 제 3날개부(71)(75)는 경사지게 연장되어 형성되되 단이 형성될 수 있다.
그리고 제 1탱크유니트(40)의 내면은 에폭시 도장처리될 수 있다.
제 2탱크유니트(20)는 제 1탱크유니트(40)를 지지하도록 제 1탱크유니트(40)의 외주면에 밀착된 통상적인 콘크리트 구조체로 형성된다. 제 2탱크유니트(20)는 저수탱크, 정수처리시설, 폐수저장시설 수영장 등 이용되는 장소에 따라 내부공간을 가진 원통형, 사각형 등 다양한 형상으로 제조될 수 있다. 제 2탱크유니트(20)를 제조한 후에 그 내부 공간에 금속판으로 이루어진 제 1탱크유니트의 바닥(41)과, 측벽(43), 상판(47)을 상술한 바와 같은 방법으로 설치하게 된다.
본 발명에서 제 1탱크유니트의 바닥(41)과 제 2탱크유니트의 바닥(25)은 상호 이격되어 이격공간부를 형성한다. 따라서 제 1탱크유니트의 바닥(41) 형성시 제 2탱크유니트의 바닥(25)으로부터 일정 거리 상방으로 이격되어 형성된다. 제 1탱크유니트의 바닥(41)을 상기 제 2탱크유니트의 바닥(25)으로 부터 이격되도록 지지하는 지지프레임(81)이 제 2탱크유니트의 바닥(25) 상면에 다수 설치된다. 이격공간부는 지지프레임(81)에 의해 다수로 구획될 수 있는 데, 이 경우 다수로 구획된 이격공간부는 통기를 위해 상호 연통되도록 형성됨이 바람직하다.
이격 공간부에는 제 1탱크유니트(40)에 가해지는 내압을 흡수하기 위한 흡수재(91)가 채워진다. 흡수재(91)로는 마른 모래를 이용한다. 상술한 구조에 의해 제 1탱크유니트(40)로부터 가해지는 하중은 흡수재(91)에 흡수되어 구조적 강도를 향상시킬 수 있다. 또한, 흡수재(91)가 채워진 이격공간부는 도 5에 도시된 바와 같이 제 1 탱크 유니트의 바닥이 본딩접합에 의해 상호 결합되는 경우 본딩된 접합부위에 압력이 직접적으로 가하여지는 것을 효과적으로 방지한다.
흡수재(91)는 마른 모래에 잘게 분쇄된 숯이 혼합되어 형성될 수 있다. 이러 한 흡수재(91)는 하중의 흡수 뿐만 아니라 제 2탱크유니트의 바닥(41)을 통해 올라오는 습기를 흡수하게 된다. 따라서 금속 재질의 제 2탱크유니트의 바닥(41)이 수분과 접촉하는 것을 방지함으로써 내식성을 크게 향상시킬 수 있다. 특히, 제 2탱크유니트의 바닥이 철판으로 이루어진 경우 더욱 유용하다.
그리고 흡수재(91)가 포화상태 이상으로 수분을 흡수한 경우 일정량의 수분을 제거하기 위해 이격공간부에는 히터(95)가 내장되어 설치된다. 히터(95)는 이격공간부 전체에 걸쳐 골고루 배치된다. 히터(95)는 외부에 마련된 전원(미도시)과 연결된다. 전원이 히터(95)에 인가되면 이격공간부에 채워진 흡수재(91)를 가열시켜 수분을 증발시킨다.
이때 증발된 수분이 외부로 배출될 수 있도록 이격공간부와 연통되는 통기관(97)이 제 2탱크유니트(20)의 외부에서 연장되어 이격공간부로 연결된다. 통기관(97)은 도시된 바와 같이 하나 또는 다수로 설치될 수 있음은 물론이다. 그리고 도시되지 않았지만 이격공간부에는 습도감지센서와, 습도감지센서의 신호를 받아 히터(95)의 작동을 제어하는 컨트롤러가 더 설치될 수 있다.
상술한 구성을 가지는 본 발명의 저장탱크(10)는 상부에 출입구와 환기구(11)가 형성되어 각각 출입문(25)과 환기관(23)이 설치된다. 출입문(25)은 넓게 형성하여 관리자가 쉽게 들어갈 수 있도록 한다. 필요할 경우 출입문(25)에 잠금장치를 부가할 수 있다.
제 2탱크유니트의 측면에는 출입문(25)으로 오르내릴 수 있도록 사다리(27)가 부착된다. 이러한 사다리(27)에는 나선형 사다리, 회전형 계단 사다리, 또는 계 단형 사다리를 포함한다. 그리고 관리의 편이를 위해 저장탱크(10)의 내부에도 필요하다면 내부 사다리가 더 구비될 수 있다.
그리고 본 발명의 저장탱크(10)의 내부에 물이 저장된 경우, 저장탱크(10)의 하부에는 물 유입구 및 배수구와 청소구가 형성되어 각각 유입관(31) 및 배수관(33)과 청소관(35)이 설치될 수 있다. 유입관(31) 및 배수관(33)과 청소관(35)은 제 2탱크유니트 바닥(21)의 내부를 횡단하여 바닥921)의 측면으로 연장되도록 설치되어 동파를 방지한다. 또한, 각각에는 개폐밸브가 설치된다.
이상에서 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 저장탱크의 사시도이고,
도 2는 도 1의 저장탱크의 내부를 나타내는 단면도이고,
도 3은 도 1의 저장탱크에서 요부를 발췌한 단면도이고,
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 저장탱크에서 요부를 발췌한 단면도이고,
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 제 1탱크유니트의 바닥을 나타내는 일부 발췌 사시도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
20: 제 2탱크유니트 40: 제 2탱크유니트
41: 바닥 43: 측벽
47: 상판 60: 보강프레임
91: 흡수재 95: 히터

Claims (3)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 내부에 내용물이 저장되는 금속소재의 제 1탱크유니트와;
    상기 제 1탱크유니트를 외측에서 둘러싸 지지하는 콘크리트 소재의 제 2탱크유니트와;
    상기 제 1탱크유니트의 바닥과 상기 제 2탱크유니트의 바닥은 상호 이격되어 이격공간부를 형성하고,
    상기 제 2탱크 유니트의 바닥에는 상기 이격공간부를 다수로 구획하되 상호 연통가능하도록 설치되며 상기 제 1탱트유니트의 바닥을 지지하는 다수의 지지프레임이 구비되고,
    상기 이격공간부에 채워져 외부로부터의 유입되는 수분을 흡수하기 위해 모래와 숯이 혼합되어 형성된 흡수재를 구비하며,
    상기 이격공간부에 내장된 히터와, 상기 이격공간부와 상기 제 2탱크유니트의 외부와 연통되도록 설치된 통기관을 더 구비하고,
    상기 제 1탱크유니트는 호형의 다수의 제 1시트부재가 상하로 결합되어 형성된 측벽과, 판형의 다수의 제 2시트부재가 좌우로 결합되어 형성된 바닥을 구비하며,
    상기 제 1탱크유니트는 상기 측벽과 상기 바닥이 인접하는 모서리에 덧대어지도록 접착제에 의해 본딩접합되며, 상기 측벽과 접합되는 제 1밀착부와 상기 제 1밀착부와 직각으로 절곡되어 형성되며 상기 바닥과 접합되는 제 2밀착부를 가지는 보강프레임을 더 구비하고,
    상기 보강프레임은 상기 바닥 및 상기 측벽과 접합면적을 확장시킬 수 있도록 상기 제 1밀착부의 단부에서 연장되어 상기 측벽과 점진적으로 간격이 커지도록 이격되는 제 1날개부와, 상기 제 2밀착부의 단부에서 연장되어 상기 바닥과 점진적으로 간격이 커지도록 이격되는 제 2날개부를 구비하는 것을 특징으로 하는 저장탱크.
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