KR101232378B1 - 동결 방지용 저수장치 및 물탱크의 동결 방지 보강방법 - Google Patents

동결 방지용 저수장치 및 물탱크의 동결 방지 보강방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 동결 방지용 저수장치 및 물탱크의 동결 방지 보강방법에 관한 것으로, 혹한기에 물탱크 내부에 저장된 물이 동결되는 문제를 저렴한 초기설치비와 유지비용만을 사용하여 효과적으로 방지할 수 있으며, 새로운 물탱크는 물론 기존 물탱크를 간단히 보강하여 동일한 효과를 얻을 수 있도록 한 것이다.
이러한 본 발명은 물을 저장하는 물탱크와; 상기 물탱크를 이격되게 둘러싸서 외부의 찬 공기가 들어오지 않도록 차폐해주는 벽체와; 상기 물탱크를 감싸고 있는 상기 벽체의 내부 공간 공기를 빙점보다 높은 온도로 가열하고 유지해주는 히터를 포함하여 구성되며,
물탱크의 동결 방지 보강방법의 경우, 대상이 되는 기존 물탱크의 하측에 단열 처리된 받침다리를 설치하여 바닥으로부터 이격시키는 단계와; 상기 기존 물탱크를 이격되도록 감싸면서 외부 공기가 들어오지 않도록 차폐시켜주는 차폐용 벽체를 설치하는 단계와; 상기 기존 물탱크를 감싸고 있는 공기를 영상의 온도로 가열할 수 있도록 상기 벽체로 둘러싸인 내부 공간에 히터를 설치하는 단계를 포함하여 이루어진다.

Description

동결 방지용 저수장치 및 물탱크의 동결 방지 보강방법{WATER STORAGE APPARATUS AND REINFORCEMENT METHOD FOR ANTIFREEZING}
본 발명은 물탱크에 관한 것으로, 특히 혹한기에 물탱크 내부에 저장된 물이 동결되는 문제를 저렴한 초기설치비와 유지비용만을 사용하여 효과적으로 방지할 수 있으며, 새로운 물탱크는 물론 기존 물탱크를 간단히 보강하여 동일한 효과를 얻을 수 있도록 한 동결 방지용 저수장치 및 물탱크의 동결 방지 보강방법에 관한 것이다.
일반적으로, 물탱크는 주거용 단독주택, 다세대 주택, 아파트, 업무용 빌딩, 공장, 산업시설 등과 같이 생활용수의 사용이 많은 건물의 내부로 배관을 통해 물을 분배하기 위하여 건물의 옥상 등에 설치된다.
이러한 물탱크는 철판이나 강화플라스틱(유리섬유 강화 플라스틱: Fiber Reinforced Plastics=FRP) 및 스테인리스 스틸을 패널의 소재로 하여 다수의 패널을 용접 또는 조립하여 제조하며, 외부와의 단열을 위해 단열재가 거의 필수적으로 사용된다.
도 1은 종래기술에 의한 물탱크를 설명하기 위한 참조단면도이다.
도시된 바와 같이, 종래기술에 의한 물탱크는 내부에 대량의 물을 저장할 수 있도록 공간을 구비한 커다란 구조물의 형태로 이루어진다. 그리고 상기 물탱크의 벽체(10)의 경우에는 상세도에 도시된 것처럼 강화플라스틱이나 스테인리스 스틸로 구비된 외벽(10a)과 내벽(10c) 사이에 단열재(10b)가 내장되는 형태로 구성되었다.
종래기술에 의한 물탱크는 이처럼 단열재(10b)를 내장한 벽체(10)에 의해 하절기에는 외부로부터 유입되는 열을 차단하여 저장된 물의 온도 상승을 방지하고, 혹한기에는 외부로 유출되는 열을 차단하여 저장된 물의 온도가 낮아지지 않도록 어느 정도는 유지할 수 있었다.
그러나, 혹한기에는 외부로 유출되는 열을 차단하는 정도의 소극적인 방법에 기반을 둔 종래기술의 물탱크로는 저장된 물이 동결되는 문제를 효과적으로 막을 수 없었다.
따라서, 혹한기에 물탱크에 저장된 물이 동결되는 문제를 저렴한 초기시설비와 유지비로 막을 수 있는 보다 적극적이면서 새로운 기술의 개발이 절실하였다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명은 혹한기에 물탱크 내부에 저장된 물이 동결되는 문제를 저렴한 초기설치비와 유지비용만을 사용하여 효과적으로 방지할 수 있으며, 새로운 물탱크는 물론 기존 물탱크를 간단히 보강하여 동일한 효과를 얻을 수 있도록 한 동결 방지용 저수장치 및 물탱크의 동결 방지 보강방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 동결 방지용 저수장치는, 물을 저장하는 물탱크와; 상기 물탱크를 이격되게 둘러싸서 외부의 찬 공기가 들어오지 않도록 차폐해주는 벽체와; 상기 물탱크를 감싸고 있는 상기 벽체의 내부 공간 공기를 빙점보다 높은 온도로 가열하고 유지해주는 히터를 포함하여 구성되는 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.
여기서, 상기 히터는 상기 벽체의 내부 공간 바닥에 설치된 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 히터는 상기 벽체의 외부에 설치되고, 배관을 통해 열기를 상기 벽체의 내부 공간으로 전달하도록 연결된 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 물탱크 내부에는 수중에서 회전하면서 저장된 물을 요동시키는 스크루와 상기 스크루가 회전하도록 동력을 제공하는 구동용 모터를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 스크루는 물탱크의 배수구 상측에 설치되고, 상기 스크루에는 상기 배수구를 통해 배수관 내부에 삽입되어 회전하면서 물의 동결을 방지해주는 동결방지용 스프링이 더 설치된 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 물탱크에 저장된 물의 온도를 측정하는 수온센서와, 상기 수온센서에 의해 측정된 온도가 설정온도에 도달하면 상기 히터를 작동시키는 제어기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 벽체의 내부 공간의 온도를 측정하는 온도센서와, 상기 온도센서에 의해 측정된 온도가 설정온도에 도달하면 상기 히터를 작동시키는 제어기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 물탱크의 하측 및 전후좌우측에는 상기 벽체와의 이격을 위해 단열 처리된 스페이서가 설치되고, 상기 스페이서는 신축 가능하게 결합되는 수나사와 암나사를 갖는 한 쌍의 아암과, 양 끝단에 설치된 단열재로 이루어진 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 벽체에는 단열재가 포함된 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 벽체의 일부에는 개폐도어가 설치되고, 상기 개폐도어는 열흐름을 차단하기 위하여 진공의 내부 공간을 갖는 이중벽 구조로 이루어지며, 투시 가능하도록 투명한 재질로 이루어진 것을 특징으로 할 수 있다.
한편, 본 발명에 의한 물탱크의 동결 방지 보강방법은, 대상이 되는 기존 물탱크의 하측에 단열 처리된 받침다리를 설치하여 바닥으로부터 이격시키는 단계와; 상기 기존 물탱크를 이격되도록 감싸면서 외부 공기가 들어오지 않도록 차폐시켜주는 차폐용 벽체를 설치하는 단계와; 상기 기존 물탱크를 감싸고 있는 상기 차폐용 벽체의 내부 공간 공기를 빙점보다 높은 온도로 가열하는 히터를 설치하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.
여기서, 상기 히터는 상기 벽체의 외부에 설치되고, 배관을 통해 열기를 상기 벽체의 내부 공간으로 전달하도록 연결된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 의한 동결 방지용 저수장치 및 물탱크의 동결 방지 보강방법은, 저장된 물을 감싸고 있는 한정된 양의 공기만을 가열하여 대류시키는 독특한 원리 및 방식에 의하여 최소한의 에너지만을 사용하면서도 물의 동결을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 기존에 사용하던 물탱크를 그대로 활용하면서 간단히 벽체 및 히터를 설치하는 방식에 의하여 기존 물탱크를 보강하는 보강용으로도 적용할 수 있다.
또한, 본 발명은 물탱크에 저장된 물을 출렁이도록 요동시키는 스크루를 구비하여 다른 부위에 비해 상대적으로 동결에 취약한 배수구 인근의 물을 동결되지 않도록 효과적으로 억제할 수 있다.
또한, 본 발명은 히터를 벽체로 둘러싸인 내부 공간에 설치하거나 실외기의 형태로 외부에 설치하는 구성이 가능한데, 히터가 외부에 설치되는 경우 히터에 대한 시공과 유지보수가 용이하다.
또한, 본 발명은 수온센서와 온도센서에서 측정된 온도를 근거로 제어기가 히터와 스크루를 작동시키는 자동화된 관리시스템이 가능하다.
또한, 본 발명은 개폐도어가 진공의 내부 공간을 갖는 이중벽 구조로 이루어져 발생할 수 있는 열흐름을 차단한다.
또한, 본 발명은 철판이나 FRP 소재로 된 대형 탱크를 포함하여 세차기용 물탱크, 농업용 물탱크, 야외 화장실 변기용 물통 등 다양한 형태의 기존 물탱크를 저렴한 초기설치비와 유지비용만으로 간단하게 보강하여 물탱크에 저장된 물이 동결되는 문제를 효과적으로 방지할 수 있다.
도 1은 종래기술에 의한 물탱크를 설명하기 위한 참조단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 동결 방지용 저수장치의 외부 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 동결 방지용 저수장치의 구성을 설명하기 위한 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 동결 방지용 저수장치의 기능 및 작용을 설명하기 위한 참조 단면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 동결 방지용 저수장치의 동작을 위한 구성도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 개폐도어의 구성을 설명하기 위한 참조 단면도.
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 물탱크의 보강방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 8은 본 발명의 실시예에 의한 물탱크의 보강방법을 설명하기 위한 참조도.
도 9는 본 발명의 변형실시예에 의한 물탱크의 보강방법을 설명하기 위한 참조도.
이하, 상기와 같은 본 발명의 기술적 사상에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시예에 의한 동결 방지용 저수장치는, 물탱크를 감싸도록 차폐된 한정된 양의 공기를 빙점보다 높은 온도로 유지하는 독특한 원리에 의해 혹한기에 최소한의 에너지만으로도 물의 동결을 방지할 수 있도록 구성된다.
이 같은 본 발명의 실시예에 의한 동결 방지용 저수장치는, 모든 구성요소들을 새롭게 설치하는 방식에 의해 구현될 수 있고, 기존에 설치된 물탱크를 간단히 보강하는 방식에 의해 구현될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 의한 동결 방지용 저수장치의 구성에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 동결 방지용 저수장치의 외부 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 동결 방지용 저수장치의 구성을 설명하기 위한 단면도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 의한 동결 방지용 저수장치의 기능 및 작용을 설명하기 위한 참조 단면도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 의한 동결 방지용 저수장치의 동작을 위한 구성도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 동결 방지용 저수장치는, 물을 저장하는 물탱크(120)와, 상기 물탱크(120)를 이격되게 둘러싸서 외부 공기가 들어오지 않도록 차폐된 내부 공간을 형성하는 벽체(110)와, 상기 벽체(110)의 내부 공간에서 상기 물탱크(120)를 감싸고 있는 공기를 가열하는 히터(140)와, 개폐도어(150)를 포함하여 이루어진다. 그리고, 이에 더해 스크루(125)와 상기 스크루(125)를 구동하기 위한 구동용 모터(126), 상기 물탱크(120)에 저장된 물의 온도를 측정하는 수온센서(128), 상기 벽체(110)로 둘러싸인 내부 공간의 온도를 측정하는 온도센서(147), 제어기(129)를 더 포함하여 이루어진다.
이같이 본 발명의 실시예에서는 상기 벽체(110)가 물을 저장하고 있는 물탱크(120)를 이격되게 감싸면서 차폐해주기 때문에 상기 물탱크(110)는 실질적으로 차폐된 벽체(110)의 내부 공간에서 허공에 뜬 상태로 설치된 것과 다름이 없다. 이 같은 구성에 의하면 상기 벽체(110)를 통하여 직접적으로 열이 전도(傳導)되는 것을 차단하는 동시에 상기 내부 공간의 공기가 물탱크(120)를 감싼 상태로 가열되는 것을 가능하게 하는 이중의 목적을 달성할 수 있다. 이 같은 상태에서 상기 물탱크(120)를 감싸고 있는 한정된 양의 공기를 빙점보다 높은 온도로만 가열하여 유지함으로써 최소한의 에너지만으로도 저장된 물의 동결을 방지할 수 있는 것이다.
아래에서는 상기 구성요소들을 중심으로 본 발명의 실시예에 의한 구성을 설명한다.
상기 물탱크(120)는 새롭게 마련되는 것이라면 강화 플라스틱처럼 가벼운 소재로 구비되며, 전술된 것처럼 상기 내부 공간에서 마치 허공에 달린 것처럼 상기 벽체(110)와 직접 접촉되지 않도록 상하 및 전후좌우측 이격시켜 설치된다. 이같이 상기 물탱크(120)가 벽체(110)로부터 이격된 형태로 설치되기 위해서 단열 처리된 스페이서(130)가 사용된다. 여기서, 상기 스페이서(130)는 상기 물탱크(120)의 하측 및 전후좌우측과 상기 벽체(110) 사이에 다수개가 설치되며, 상기 물탱크(120)의 하측에는 커다란 하중을 지지해야 하는 관계로 전후좌우측에 비해 많은 개수로 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 물탱크(120)는 도면에서 상부가 개구된 형태로 도시되었으나 상부가 개구되지 않고 폐쇄된 형태의 것으로 제한되지 않고 개구된 것으로 구비될 수 있다.
주목할 점으로, 상기 물탱크(120)는 새로운 것으로 마련할 수도 있지만, 기존에 사용하던 물탱크(120)를 그대로 활용하면서 그 주변을 이격되게 벽체(110)로 둘러싸서 차폐할 수도 있다. 이처럼 상기 물탱크(120)를 기존에 사용하던 것을 그대로 활용하게 되면 본 발명의 실시예에 의한 동결 방지용 저수장치는 새로운 장치를 신설하는 개념보다는 기존에 사용하던 물탱크를 보강하는 개념의 성격이 강해진다. 이처럼 본 발명의 실시예에 의한 동결 방지용 저수장치는 신설용으로 적용할 수 있는 것은 물론, 기존 물탱크를 활용하여 보강용으로도 적용할 수 있는 것이다.
상기 벽체(110)는 콘크리트, 철판, 강화 플라스틱(FRP)과 같은 일반적인 소재로써 외벽(110)을 구성하며, 그 내측으로 단열재(110b)를 덧댄 형태나 내장된 형태로 구비하여 차가운 외부 공기에 의한 열 손실을 일차적으로 차단하는 역할을 한다. 여기서 상기 벽체(110)와 물탱크(120)의 이격거리는 가능하면 줄여주는 것이 좋다. 이로써 상기 벽체(110)로 둘러싸인 공간의 용적이 줄어들면서 가열해야 할 공기의 양도 줄어들기 때문에 공기를 가열하여 빙점보다 높은 온도로 유지할 때 에너지를 절감할 수 있게 된다. 또한, 상기 벽체(110)는 전술된 것처럼 기존 물탱크(120)를 보강하는 용도를 염두하고 있다면 주로 외부의 찬 공기를 차단하는 차폐 기능에 충실하게 간단히 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 단열재(110b)는 가격이 저렴한 스티로폼 소재의 것을 사용하는 것이 적정하지만, 글라스올, 폴리에틸렌, 고무발포 소재를 사용할 수 있다. 또한, 뛰어난 단열효과를 위해서라면 소재로는 에어로젤(Aerogel)이 사용될 수도 있다. 상기 에어로젤은 미국 NASA의 우주복과 같은 고성능의 단열을 필요로 하는 특수 목적으로 사용되다가 최근 다양한 분야로 활용범위를 넓히고 있다. 상기 에어로젤은 가격적인 요인을 제외한다면 낮은 열전도율과 높은 열 저항성, 최저 보온두께, 발수성, 내열내화성, 내구성, 재활용성, 무독성 및 친환경성을 갖기 때문에 단열성능 및 친환경을 중요시하는 상기 단열재(110b)의 소재로서 최적이라 할 수 있다.
상기 스페이서(130)는 신축 가능하면서도 상기 벽체(110)와 물탱크(120) 사이의 열손실을 차단할 수 있도록 단열 처리되어야 한다. 이를 위해 상기 스페이서(130)는 암나사를 갖는 제1아암(131a)과, 수나사를 갖는 제2아암(131b)으로 이루어진 한 쌍의 아암(131)과, 상기 제1아암(131a)과 제2아암(131b)의 끝단에 각각 설치되어 열을 차단하는 단열재(133)로 이루어진다. 상기 단열재(133)의 소재로는 마찰력도 함께 겸비한 발포 고무 또는 이와 동등된 것이 적당하지만, 위 벽체(110)의 단열재(110b)로 사용된 소재의 것으로 구비될 수 있을 것이다. 단, 여기서 상기 한 쌍의 아암(131)의 경우 상기 물탱크(120)를 지지하는 구조적인 기능을 수행할 수 있다면 그 단면적을 가능하면 줄여서 열의 흐름을 보다 적극적으로 차단할 수 있도록 한다.
상기 히터(140)는 전술된 것처럼 내부 공간에서 물탱크(120)를 감싸고 있는 공기를 영상의 온도로 가열하는 역할을 한다. 이를 위해 상기 히터(140)는 상기 내부 공간 바닥에 설치된다. 이처럼 상기 히터(140)는 상기 내부 공간의 바닥에 설치되어 상대적으로 온도가 낮기 때문에 하강하게 되는 공기를 빙점보다 높게 유지하기 위한 가열수단으로 사용한다. 상기 히터(140)에 의해 가열된 공기는 한정된 내부 공간에서 도 4의 화살표와 같이 상승하면서 물탱크(120)에 저장된 물이 빙점보다 낮은 외부의 찬 공기에 직접 노출되어 발생하는 열전도 손실과, 대류 손실을 방지할 수 있다.
여기서 주목할 점은 상기 히터(140)에 의해 내부 공간의 공기를 높은 온도로 가열할 필요가 없다는 점이다. 즉, 상기 물탱크(120)에 저장된 물이 동결되지 않도록 하는 것이 목적이기 때문에 그 목적에 충실하게 빙점보다 높은 온도로만 공기를 가열하여도 된다. 이처럼 물탱크(120)가 상기 내부 공간에서 허공에 설치되어 외부와의 열차단이 잘 이루어진 상태에서 한정된 양의 내부 공기를 빙점보다 높은 온도로만 가열하고 이를 유지함으로써 저장된 물의 동결을 방지하는 데에는 적은 양의 에너지 소비(열 생산)만으로도 충분하다.
한편, 상기 히터(140)는 상기 벽체(110)로 둘러싸인 내부 공간만이 아니라 실외기의 형태로 외부에 설치되는 것도 가능하다. 이 경우 간단히 배관을 연결하여 외부에 설치된 히터(140)에서 생산된 열기를 상기 벽체(110)의 내부 공간으로 전달할 수 있도록 하면 된다. 이에 대해서는 차후에 도면과 함께 상세히 설명하기로 한다.
상기 스크루(125)는 상기 물탱크(120) 내부에 저장된 물에 잠기도록 수중에 설치되며 물 밖에 설치된 구동용 모터(126)의 샤프트와 연결되어 회전할 수 있도록 동력을 제공받는다. 이로써 상기 스크루(125)가 수중에서 회전하게 되면 상기 물탱크(120) 내부에 저장된 물이 요동하여 출렁이면서 동결을 방지할 수 있게 된다. 특히 상기 스크루(125)는 배수관(121)이 연결된 배수구 바로 상측에 설치되는 것이 바람직한데, 이는 다른 부위에 비해 상대적으로 동결에 취약한 배수구 인근의 물이 출렁이도록 하여 동결을 방지하는데 일조하기 위함이다.
나아가, 상기 스크루(125)에는 하방향으로 길게 드리워져 상기 배수구를 통해 배수관(121) 내부에 삽입된 동결방지용 스프링(127)이 설치된다. 이같은 구성에 따르면 상기 스크루(125)가 회전할 때 상기 동결방지용 스프링(127)도 함께 회전하면서 배수관(121) 내부에 고여 있는 물을 요동시켜 동결을 방지할 수 있게 된다.
상기 수온센서(128)는 상기 물탱크(120) 내부에 설치되어 물의 온도를 측정하는 역할을 하며, 상기 온도센서(147)는 상기 벽체(110)의 내부 공간에 설치되어 상기 내부 공간의 온도를 측정하는 역할을 한다. 이처럼 수온센서(128)와 온도센서(147)가 설치되어 물탱크(120) 내부에 저장된 물과 벽체(110)로 둘러싸인 내부 공간의 온도를 측정할 수 있게 되면 이를 근거로 상기 제어기(129)가 필요한 때에 상기 히터(140) 및 스크루(125)를 작동시키는 자동화된 관리시스템이 가능해진다. 여기서 상기 제어기(129)는 상기 수온센서(128)에 의해 측정된 수온이 빙점에 가까운 온도가 되고 상기 온도센서(147)에 의해 측정된 내부 공간 온도가 상기 수온센서(128)에 의해 측정된 온도보다 낮아 물의 동결이 예상되면 물의 동결을 방지할 수 있도록 즉시 히터(140) 및 스크루(125)를 작동시킬 수 있다. 물론, 상기 제어기(129)는 위에서 설명된 방법 외에도 상기 수온센서(128) 및 온도센서(147)에서 측정된 온도에 근거하여 상기 히터(140) 및 스크루(125)를 작동시키는 다양한 운용이 가능하다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 개폐도어의 구성을 설명하기 위한 참조 단면도이다.
도시된 바와 같이, 상기 개폐도어(150)는 관리자가 내부 공간으로 출입하여 청소 등의 관리를 용이하게 할 수 있도록 한 것으로, 상기 벽체(110) 상부에 힌지(152)결합되어 여닫이 방식으로 설치된다. 여기서, 상기 개폐도어(150)는 열의 흐름을 효과적으로 차단하기 위하여 진공의 내부 공간(150a)을 갖는 이중벽 구조로 이루어진다. 여기서 진공이라 함은 상기 개폐도어(150)의 내부 공간(150a)에 공기나 어떠한 기체도 존재하지 않는다는 의미이다. 만일 공기가 상기 개폐도어(150)의 내부 공간(150a)에 존재한다면 공기가 열전달의 매개로 작용하기 때문에 의도하는 단열효과를 기대할 수 없게 된다. 또한, 상기 개폐도어(150)는 투시 가능하도록 투명한 재질로 이루어진다. 이로써, 관리자가 상기 개폐도어(150)를 열지 않아도 저수장치의 내부 상태를 확인하는 것이 가능하여 저수장치를 관리하기가 편해진다. 또한, 상기 개폐도어(150)의 상부에는 개폐를 위한 핸들(151)이 설치되고, 상기 개폐도어(150)와 벽체(110)와의 사이에는 단열 및 밀봉을 위해 단열 처리된 오링(153)이 설치된다.
계속해서, 본 발명에 의한 물탱크의 보강방법에 대해 설명한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 물탱크의 보강방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 의한 물탱크의 보강방법을 설명하기 위한 참조도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 물탱크의 보강방법은 앞서 전술된 동결 방지용 저수장치의 기술사상을 응용하여 기존 물탱크(10)에 대한 동결방지 기능을 강화할 수 있도록 한 것이다.
이를 위해, 본 발명의 실시예에 의한 물탱크의 보강방법은, 받침다리 설치단계(S110)와, 차폐용 벽체 설치단계(S120)와, 스페이서 설치단계(S130)와, 히터(S140) 설치단계를 포함하여 이루어진다.
상기 받침다리 설치단계(S110)는, 보강 대상이 되는 기존 물탱크(10)의 하측에 단열 처리된 받침다리(160)를 설치하여 바닥으로부터 이격시키게 된다. 만일 기존 물탱크(10)에 바닥으로부터 이격시켜주는 다리가 설치되어 있다면 그것을 단열 처리된 것으로 교체하거나 단열 처리를 해줄 필요가 있다. 여기서 보강 대상이 되는 기존 물탱크(10)는 철판이나 FRP 소재로 된 대형 탱크를 포함하여 세차기용 물탱크, 농업용 물탱크, 야외 화장실 변기용 물통 등 생활 주변에 물을 담아 저장하는 다양한 종류의 용기를 망라한다.
상기 차폐용 벽체 설치단계(S120)는, 상기 기존 물탱크(10)를 이격되도록 감싸면서 외부 공기가 들어오지 않도록 차폐시켜주는 차폐용 벽체(170)를 설치하게 된다. 이때 차폐용 벽체(170)로는 에어로젤과 같이 단열성능이 뛰어난 단열성 소재라면 바람직하겠지만 최우선 순위로 고려할 것은 차폐성능이며 간편하게 설치할 수 있으면서 외부 공기를 차폐할 수 있는 정도의 비닐, 고무 등의 소재라도 무방하다. 또한, 상기 기존 물탱크(10)와 차폐용 벽체(170) 간 이격거리는 가능하면 짧은 것이 좋다. 그러면 상기 차폐용 벽체(170)로 둘러싸인 공간의 용적이 줄어들면서 가열해야 할 공기의 양도 줄어들기 때문에 에너지를 절감할 수 있게 된다.
상기 스페이서 설치단계(S130)는, 상기 기존 물탱크(10)와 차폐용 벽체(170)의 이격을 유지시켜주는 단열 처리된 스페이서(180)를 상기 기존 물탱크(10)의 상측 및 전후좌우측에 설치하게 된다. 이같은 스페이서(180)는 상기 차폐용 벽체(170)의 재질에 따라 사용 여부가 결정된다. 즉, 상기 차폐용 벽체(170)가 자체적으로 형태를 유지할 수 있는 재질이라면 굳이 스페이서(180)를 사용할 필요가 없다. 그러나 그렇지 않다면 반드시 스페이서(180)를 사용하여 상기 기존 물탱크(10)와의 이격을 유지시켜주어야 한다.
상기 히터 설치단계(S140)는, 상기 기존 물탱크(10)를 감싸고 있는 공기를 빙점보다 높은 온도로 가열할 수 있도록 상기 벽체(170)로 둘러싸인 내부 공간에 히터(140)를 설치하게 된다. 여기서 상기 히터(140)는 도 8에 도시된 것처럼 벽체(170)로 둘러싸인 내부 공간에 설치된다면 상기 기존 물탱크(10)의 하측에 설치하는 것이 바람직하다.
전술된 것처럼 본 발명에 의한 전술된 물탱크의 보강방법은, 기존 물탱크(10) 주변을 차폐용 벽체(170)로 간단히 둘러싼 후 그 내부 공간에 히터(140)를 설치한 후, 빙점보다 높은 온도를 유지하도록 함으로써 최소한의 에너지만으로도 저장된 물의 동결을 효과적으로 방지할 수 있는 것이다.
도 9는 본 발명의 변형실시예에 의한 물탱크의 보강방법을 설명하기 위한 참조도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 변형실시예에 의한 물탱크의 보강방법에 따르면, 상기 히터(140)가 상기 차폐용 벽체(170)의 내부 공간 바닥에 설치되는 대신 케이싱(141)에 담긴 실외기의 형태로 상기 차폐용 벽체(170)의 외부에 설치된다. 이 경우 간단히 배관(142)으로 연결하여 외부 히터(140)에서 생산된 열기를 상기 벽체(110)로 둘러싸인 내부 공간으로 전달하면 된다.
이처럼 상기 히터(140)는 실외기의 형태로 외부에 설치되는 것이 가능하며, 이 경우 상기 히터(140)에 대한 시공과 유지보수가 용이하다는 장점이 있다. 참고로 이같이 상기 히터(140)가 외부에 설치되는 형태의 경우 상기 히터(140)는 주택의 보일러를 이용할 수도 있고 주택 자체를 히터화 하여 난방용으로 사용되는 열기 중 일부를 활용하는 등 다양한 운용이 가능해진다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.
110, 170 : 벽체 120 : 물탱크
121 : 배수관 125 : 스크루
126 : 구동용 모터 127 : 동결방지용 스프링
128 : 수온센서 129 : 제어기
130, 180 : 스페이서 140 : 히터
147 : 온도센서 150 : 개폐도어
160 : 받침다리

Claims (13)

  1. 물을 저장하는 물탱크와;
    상기 물탱크를 이격되게 둘러싸서 외부의 찬 공기가 들어오지 않도록 차폐해주는 벽체와;
    상기 물탱크를 감싸고 있는 상기 벽체의 내부 공간 공기를 빙점보다 높은 온도로 가열하고 유지해주는 히터와;
    상기 물탱크에 저장된 물의 온도를 측정하는 수온센서와;
    상기 수온센서에 의해 측정된 온도가 설정온도에 도달하면 상기 히터를 작동시키는 제어기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 동결 방지용 저수장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 히터는 상기 벽체의 내부 공간 바닥에 설치된 것을 특징으로 하는 동결 방지용 저수장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 히터는 상기 벽체의 외부에 설치되고, 배관을 통해 열기를 상기 벽체의 내부 공간으로 전달하도록 연결된 것을 특징으로 하는 동결 방지용 저수장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 물탱크 내부에는 수중에서 회전하면서 저장된 물을 요동시키는 스크루와 상기 스크루가 회전하도록 동력을 제공하는 구동용 모터를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 동결 방지용 저수장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 스크루는 물탱크의 배수구 상측에 설치되고, 상기 스크루에는 상기 배수구를 통해 배수관 내부에 삽입되어 회전하면서 물의 동결을 방지해주는 동결방지용 스프링이 더 설치된 것을 특징으로 하는 동결 방지용 저수장치.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 벽체의 내부 공간의 온도를 측정하는 온도센서와, 상기 온도센서에 의해 측정된 온도가 설정온도에 도달하면 상기 히터를 작동시키는 제어기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 동결 방지용 저수장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 물탱크의 하측 및 전후좌우측에는 상기 벽체와의 이격을 위해 단열 처리된 스페이서가 설치되고, 상기 스페이서는 신축 가능하게 결합되는 수나사와 암나사를 갖는 한 쌍의 아암과, 양 끝단에 설치된 단열재로 이루어진 것을 특징으로 하는 동결 방지용 저수장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 벽체에는 단열재가 포함된 것을 특징으로 하는 동결 방지용 저수장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 벽체의 일부에는 개폐도어가 설치되고, 상기 개폐도어는 열흐름을 차단하기 위하여 진공의 내부 공간을 갖는 이중벽 구조로 이루어지며, 투시 가능하도록 투명한 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 동결 방지용 저수장치.
  11. 기존 물탱크의 동결 방지를 위한 물탱크의 동결 방지 보강방법으로서,
    대상이 되는 기존 물탱크의 하측에 단열 처리된 받침다리를 설치하여 바닥으로부터 이격시키는 단계와;
    상기 기존 물탱크를 이격되도록 감싸면서 외부 공기가 들어오지 않도록 차폐시켜주는 차폐용 벽체를 설치하는 단계와;
    상기 기존 물탱크를 감싸고 있는 상기 차폐용 벽체의 내부 공간 공기를 빙점보다 높은 온도로 가열하는 히터를 설치하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 물탱크의 동결 방지 보강방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 히터는 상기 차폐용 벽체의 내부 공간 바닥에 설치된 것을 특징으로 하는 물탱크의 동결 방지 보강방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 히터는 상기 벽체의 외부에 설치되고, 배관을 통해 열기를 상기 벽체의 내부 공간으로 전달하도록 연결된 것을 특징으로 하는 물탱크의 동결 방지 보강방법.
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