일반적으로 공장, 아파트, 농축산 시설물, 폐수처리장, 등에 설치되는 대형 저장탱크는 시설 규모나 용도에 따라 다양한 형태를 갖는다. 이런 저장탱크들은 콘크리트, FRP(Fiber Reinforced Plastics), SMC(Sheet Molding Compound), 금속 재질로 제작된다. 이러한 재질로 제작되는 저장탱크는 재질의 특성에 따라 제작 및 시공방법이 다르다.
특히 금속재인 철판 또는 스테인레스 강판를 이용하여 저장탱크를 만드는 경우 접합부위의 용접이 필수적이므로 저장탱크의 제조에 따른 많은 작업공수가 소요되어 생산효율의 향상과 제조단가를 절감하기 어렵다. 등록 실용신안 제 20-0313075호에는 사각형 외부보강식 저장탱크가 개시되어 있다. 개시된 저장탱크는 다수개의 분할 판체들에 의해 조립되는 상판 및 하판과, 이 상,하판의 사이에 서로 적층 또는 단독으로 설치 가능한 측판과, 상기 상판 보강대 및 측판보강대와 코너 보강대를 가지며, 상기 하판의 중앙에 아래쪽으로 돌출하여 설치되는 드레인 패널과, 이 드레인 패널 및 저장탱크를 수용하도록 안착홈이 형성된 콘크리트 패널로 이루어진다. 등록 실용신안 제 20-0328383호에는 다중 격벽 물탱크가 개시되어 있으며, 등록 실용신안 제 20-0170441호에는 스테인레스 조립식 물탱크가 개시되어 있다.
개시된 스테인레스 조립식 물탱크는 하부 지지프레임과, 상기 하부지지 프레임에 지지되고, 물탱크의 하부를 구성하는 하부패널과, 상기 하부패널과 직각으로 결합되는 측면패널과, 상기 측면패널과 직각으로 결합되는 상부패널과, 상기 하부패널, 측면패널 및 상부패널을 지지하는 앵글과 및 외부패널의 상호 연결을 보강하는 보강부재를 구비한다.
이러한 물탱크는 하부패널, 측면패널, 상부패널의 결합이 용접 또는 볼팅되어 있으므로 제작공정이 상대적으로 복잡하고 상대적으로 많은 작업공수가 소요된다. 특히 보강부재와 패널이 다소 이격되는 경우 패널이 변형되면서 보강부재에 지지되는데, 이 때에 상기 패널들을 용접되거나 볼팅되어 있는 경우 변형량의 흡수가 용이하지 않다.
한편, 본 출원인은 대한민국 특허출원 제55033호로 스테인레스 소재를 이용한 연속적 라운드사각구조를 갖는 물탱크를 출원하였으며, 원통형 저장탱크들을 등록 실용신안 제 20-0343014호, 20-294335호로 등록 받았다. 이러한 저장탱크들을 제작 및 시공함에 있어서, 상술한 바와 같이 저장탱크를 구성하는 판재를 용접 또는 볼팅하는 문제를 해결할 수는 없었다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 저장탱크를 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 5에는 본 발명에 따른 저장탱크(1)의 바람직한 일 실시예가 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 저장탱크(1)는 외부탱크(10)와, 내부탱크(20), 내부탱크(20)를 외부탱크(10)에 접착시키기 위한 접착제(30), 내부탱크(20)를 이루는 시트부재(21)들의 사이 이격공간으로 충진되는 충진부재(40) 및 시트부재(21)들의 설치위치를 가이드하는 가이드유닛(60)을 포함한다.
외부탱크(10)는 콘크리트를 양생하여 형성한다.
저장탱크(1)가 설치되는 장소 및 저장물에 따라 저장탱크(1)의 형상은 다양하게 형성될 수 있는데 본 실시예에 도시된 것처럼 육면체로 형성될 수도 있으며, 이와는 달리 원통형 또는 각기둥 형태로 형성될 수도 있다.
외부탱크(10)는 내부탱크(20)에 가해지는 압력을 보강하기 위한 것으로, 통상적으로 저장탱크(1)의 경우 저수조를 비롯하여 다양한 시설물에 시공되는 경우, 지하에 매립되거나 기타 외부 압력을 많이 받는 곳에 설치되는 경우가 많으므로 외압에 의해 내부탱크(20)가 파손되는 것을 방지한다.
내부탱크(20)는 다수의 시트부재(21)들을 상기 외부탱크(10)의 내벽에 접착 설치하여 형성하는 것이다. 상기 시트부재(21)들은 철판, 스테인레스 강판 또는 스 테인레스 합금강판 등으로 이루어질 수 있다. 상기 시트부재(21)의 재질은 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고, 탱크에 저장되는 유체나 물체의 종류에 따라 달라질 수 있다. 예컨데, 상기 모재금속의 표면에 모재금속의 보호를 위한 금속이 도금되거나 코팅되어 이루어질 수도 있다.
접착제(30)는 상기 외부탱크(10)에 시트부재(21)들을 접착시키기 위해 외부탱크(10)의 내벽에 도포되는 것으로서, (주)동아방수의 "파워본드" 또는 (주)삼천화학의 (" ")가 적용되는 것이 바람직하다.
상기 접착제(30)는 시트부재(21)가 안정적으로 접착될 수 있도록 충분한 두께로 도포된다.
상기 가이드유닛(60)은 시트부재(21)가 접착되는 접착위치를 가이드하여 시트부재(21)들이 일정간격으로 이격된 상태로 외부탱크(10)의 내벽에 부착될 수 있도록 부착위치를 가이드하는 것이다.
가이드유닛(60)은 제1, 제2 가이드부재(61,65)를 포함하는데, 제1 가이드부재(61)는 외부탱크(10)의 내벽으로부터 삽입되는 것으로, 외부탱크(10)로 삽입되는 삽입부(62)와, 삽입부(62)의 상단에 형성된 헤드부(63)를 포함한다.
외부탱크(10)는 양생시에 삽입부(62)가 삽입될 있도록 삽입홀(11)이 천공되거나 양생 후의 별도의 천공작업을 통해 삽입홀(11)을 형성하게 되며, 이 삽입홀(11)에 삽입부(62)를 삽입시키게 된다.
헤드부(63)는 삽입부(62)보다 상대적으로 직경이 크게 형성되어 있어서 삽입홀(11)로 삽입되지 않으며, 상면에는 열십(十)자 형태의 체결홈(64)이 형성되어 있 다. 이 체결홈(64)은 후술하는 제2 가이드부재(65)의 체결을 위한 것이다.
제2 가이드부재(65)는 제1 가이드부재(61)에 체결하여 시트부재(21)의 모서리를 지지하는 것으로서, 상기 체결홈(64)에 체결될 수 있도록 십(十)자 형상을 갖는 체결돌기(66)와, 이 체결돌기(66)의 상부에 마련되는 지지부(67)를 포함한다.
체결돌기(66)는 체결홈(64)에 끼워져 위치가 고정되며, 체결홈(64)과 체결돌기(66)가 각각 십(十)자 형상으로 형성되기 때문에 설치 지점에 고정되고 회전하지 않는다.
따라서 제2 가이드부재(65)가 설치위치에서 고정되어 안정적으로 시트부재(21)의 접착지점을 가이드할 수 있다.
지지부(67)는 체결돌기(66)의 상부에 형성되어 있으며, 지지부(67) 역시 열십(十)자 형태를 갖는다. 따라서 지지부(67)를 형성하는 교차부재들의 교차지점에서 네 개의 지지홈(68)이 형성되고, 시트부재(21)들이 이 지지홈(68)들에 끼워져 설치 위치가 가이드된다.
다수개의 지지부(67)가 시트부재(21)의 폭과 길이에 대응하도록 이격 형성되기 때문에 사각형의 시트부재(21)들은 네 모서리가 각각의 지지부(67)에 지지된다.
본 실시예에서는 지지부(67)가 십(十)자 형상으로 형성되어 있으나, 외부탱크(10)의 내부 상단 또는 하단과 같은 가장자리에 설치하는 경우에는 두 개의 시트부재(21)만 지지할 수 있도록 티(T)자 형태로 형성될 수도 있다.
지지부(67)의 상면에는 후술하는 가압부의 체결을 위한 결합홈(70)이 형성되어 있는데, 결합홈(70)은 지지부(67)의 상면으로부터 하방으로 소정깊이 인입된 제 1 원통홈(71)과, 제1 원통홈(71)의 하단으로부터 하방으로 연장되며 제1 원통홈(71)보다 직경이 상대적으로 큰 제2 원통홈(72)을 포함한다.
제1, 제2 원통홈(72)의 직경이 상호 다르기 때문에 제1, 제2 원통홈(72)의 경계부에는 단턱(73)이 형성된다.
시트부재(21)는 상기 지지부(67)에 의해 네 모서리의 설치 위치가 가이드되기 때문에 지지부(67)의 폭에 대응하도록 시트부재(21)들 사이의 이격거리가 일정하게 유지된다.
만약 시트부재(21)들 사이의 이격거리를 시공자의 눈대중에 따라 이격시킨다면 시공자의 경험 및 능력에 따라 시트부재(21)들 사이의 이격거리가 달라지게 될수 있으며, 시트부재(21) 사이의 이격거리가 일정하지 못하면 결과적으로 외부탱크(10)에 시공되는 시트부재(21)의 숫자가 초기 계획보다 많아지거나 남게 될 수 있다. 그리고 이 경우에는 시트부재(21)들 사이의 이격거리가 일정하지 않기 때문에 이격공간에 시공되는 충진부재(40)의 양도 일정치 않아 시공을 준비하는 과정에서 어려움이 있을 수 있다.
따라서 본 발명에서와 같이 시트부재(21)들의 가장자리를 지지하는 가이드유닛(60)을 통해 시트부재(21)의 설치위치를 가이드하게 되면, 시공되는 시트부재(21)들 사이의 이격거리가 일정하게 유지될 수 있기 때문에 시트부재(21)의 사용갯수를 정확하게 예측할 수 있으므로 시공 준비가 더욱 용이하다.
충진부재(40)는 접착된 시트부재(21)들 사이에 형성되는 이격공간에 충진되는데, 본 실시예의 충진부재(40)는 실리콘이 적용되었다. 따라서 실리콘을 시트부 재(21) 사이에 도포하여 이격공간을 메워 마무리한다.
또한 시트부재(21)의 결합력을 높이기 위해 시트부재(21)의 모서리에 체결볼트(50)를 설치하고, 제2 가이드부재(65)의 상측에 가압부재(80)를 설치한다.
체결볼트(50)는 시트부재(21)의 상면으로부터 시트부재(21)를 관통하여 외부탱크(10)에 결합되어 시트부재(21)를 견고하게 외부탱크(10)에 고정시킨다.
가압부재(80)는 제2 가이드부재(65)에 설치되어 제2 가이드부재(65)에 지지되는 시트부재(21)들의 모서리를 가압하기 위한 것으로, 가압판(81)과 판고정핀(83)을 포함한다.
가압판(81)은 상기 지지부(67)의 면적보다 상대적으로 넓게 형성되어서 지지부(67)에 접촉하는 시트부재(21)들의 모서리에 소정영역 접촉할 수 있도록 형성되어 있다. 가압판(81)의 하면에는 상기 판고정핀(83)이 돌출 형성되어 있으며, 상기 시트부재(21)에 체결되어 있는 체결볼트(50)의 머리부분(51)이 인입될 수 있도록 인입홈(82)이 형성되어 있다.
체결볼트(50)는 일반적으로 사용되는 고정부품이며 통상적으로 스틸로 형성되어 있다. 따라서 체결볼트(50)가 부식될 가능성이 있는데, 저장물이 산화된 체결볼트(50)에 의해 오염되면 안되는 경우에는 체결볼트(50)가 저장물과 접촉되는 것을 차단하는 것이 바람직하다.
상기 가압판(81)은 상기 체결볼트(50)의 머리부분(51)을 덮음으로써 체결볼트(50)와 저장물의 접촉을 차단하게 되며 시트부재(21)의 모서리를 가압하여 결합력을 증진시킨다.
판고정핀(83)은 상기 가압판(81)을 지지부(67)에 고정시키기 위한 것으로서, 상기 지지부(67)에 형성되어 있는 결합홈(70)에 체결된다.
판고정핀(83)은 하단으로부터 상방으로 연장될수록 직경이 점점 커지게 형성되어 있는 원추부(84)와, 원추부(84)의 상단으로부터 가압판(81)으로 연장되는 연장부(85)를 포함하는데, 원추부(84)의 상단의 직경은 상기 제2 원통홈(72)의 직경에 대응하며, 연장부(85)의 직경은 상기 제1 원통홈(71)의 직경에 대응한다.
그리고 판고정핀(83)은 신축성이 있는 재질로 형성된다. 따라서 가압부재(80)를 제2 가이드부재(65)에 체결할 때, 원추부(84)를 체결홈(64)으로 끼우는데, 이 과정에서 원추부(84)가 탄성변형하여 제1 원통홈(71)을 통과한 후 직경이 넓은 제2 원통홈(72)에서 초기 형상으로 복귀됨으로써 원추부(84)의 상단이 제1, 제2 원통홈(72)의 경계부에 형성된 단턱(73)에 걸리게 된다.
본 발명에 따른 저장탱크(1)의 제작과정은 다음과 같다.
먼저 콘크리트를 양생하여 외부탱크(10)를 형성하고, 외부탱크(10)의 내부벽에 시트부재(21)들을 접착하여 내부탱크(20)를 형성한다.
시트부재(21)의 접착을 위해 외부탱크(10)의 내벽에 시트부재(21)의 폭과 길이를 고려하여 제1 가이드부재(61)를 삽입하기 위한 삽입홀(11)을 천공하고, 제1 가이드부재(61)를 삽입 설치한다. 이때 제1 가이드부재(61)의 체결홈(64)의 교차방향과 시공되는 시트부재(21)의 길이방향 및 폭방향이 일치되도록 하여 제2 가이드부재(65)의 지지부(67)가 설치방향을 정확하게 가이드할 수 있도록 한다.
물론 외부탱크(10)의 제작을 위한 콘크리트의 양생시 상기 삽입홀(11)이 미 리 형성되도록 양생하는 경우에는 삽입홀(11)의 천공과정이 생략될 수 있다.
제1 가이드부재(61)가 삽입된 후에 외부탱크(10)의 내벽에 접착제(30)를 도포한다. 접착제(30)를 적정 두께로 도포한 다음 접착제(30)의 두께가 동일하도록 즉, 접착제(30)의 상면이 평탄해지도록 미장을 한 후 상기 제1 가이드부재(61)에 제2 가이드부재(65)를 체결한다.
제2 가이드부재(65)게 제1 가이드부재(61)에 체결된 후에 시트부재(21)를 제2 가이드부재(65)를 통해 적정 간격으로 이격시켜 접착시키고, 체결볼트(50)를 시트부재(21)의 각 모서리에 체결하여 시트부재(21)를 외부탱크(10)에 고정시킨다.
시트부재(21)가 접착되면 시트부재(21)들의 사이에 형성되는 이격공간에 충진부재(40)를 충진하여 마무리 작업을 실시한다.
이후, 상기 가압부재(80)의 판고정핀(83)을 지지부(67)에 형성되어 있는 결합홈(70)에 끼움으로써 체결볼트(50)의 머리부분(51)을 감싸고 시트부재(21)의 모서리를 가압하여 시공을 완료한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 사람이라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.