KR101691324B1 - 물 출렁임 저감이 가능한 물탱크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 물과 같은 유체를 저장할 수 있는 저장탱크에 관한 것으로서, 더욱이 상세하게는 저장탱크 내부에 저장된 물의 과도한 출렁임 현상을 억제할 수 있는 과도 출렁임 저감수단을 저장탱크 내부에 구비한 물탱크에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 물을 대량으로 상시 저장하고 사용할 수 있는 물탱크로서, 상기 물탱크의 내부 공간에 상부 및 측벽에 종방향과 횡방향으로 설치되어 상기 물탱크의 내부에 수용되는 물의 유동을 방해함으로써 과도한 물의 출렁임 현상의 영향을 감소시키기 위한 출렁임 저감장치와 물탱크 내부에 출렁임 저감장치를 설치하기 위한 고정구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 출렁임 저감이 가능한 물탱크가 제공된다.

Description

물 출렁임 저감이 가능한 물탱크{Sloshing reduction type water tank}

본 발명은 물을 저장할 수 있는 물탱크에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 과도한 물 출렁임 현상을 억제할 수 있도록 출렁임 저감장치를 내부에 구비한 물탱크에 관한 것이다.

일반적으로 물탱크는 식수, 세척수를 비롯한 생활용수를 저장하기 위한 수단으로 사용되는 저장탱크로 다양한 구조를 갖고 있으나, 최근 시공을 용이하게 하기 위해 조립식 물탱크가 많이 사용되고 있다. 조립식 물탱크는 통상적으로 SMC(sheet molding compound) 또는 스테인레스(stainless)를 소재로 하여 제조된 사각체의 단위 패널들을 시공현장에서 상호 조립하여 구성된다. 이러한 물탱크는 지진시 물탱크 내부에 발생하는 출렁임 현상이 문제가 되고 있다. 출렁임 현상은 물탱크 내부에 저장되는 액체가 외부로부터 전달되어지는 비교적 장주기의 진동에 의해 발생한다. 이 출렁임 현상에 대한 대책을 실시하지 않으면 물탱크 내부의 액체의 물결이 물탱크 측벽이나 천정에 반복적으로 충돌하여 물탱크가 손상되기도 한다. 물 출렁임 현상의 발생 영향인자는 저장 액체의 수심과 물탱크로의 출렁임의 고유진동수가 주로 영향을 미치는 것으로 나타나 있으나, 기타 영향인자에 대한 연구가 없는 실정이다. 이와 같은 물탱크와 관련된 기술은 일본공개특허공보 특표 2008-503703을 비롯하여 다양한 형상으로 이루어져 있다. 선행기술에 기대된 구성은 저장탱크 전체적으로 실질적인 영향은 확보하면서도 외관상의 용량이 작아지므로 출렁임 현상의 유체 유동에너지가 분산되어 출렁임 현상에 의한 저장탱크의 파괴가 경감되고 있다. 그렇지만, 특허문헌1에 기재된 기술은 출렁임 현상 자체를 저감하는 것이 아니고, 액체의 유동에너지를 분산하는 것이고, 셀의 하부공간에서는 개구를 통해 유체의 이동 가능하여 출렁임 현상이 크게 발생하는 상부 공간에서는 유체의 이동을 전혀 할 수 없다. 따라서 큰 지진이 발생하여 출렁임 현상이 매우 커질 경우 모든 유동에너지가 내부 벽체에 작용하면 액체의 유동에너지가 감소되지 않기 때문에 벽체가 파괴될 우려가 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 물탱크에서의 출렁임 현상을 간단하고 시공이 용이한 출렁임 저감장치를 물탱크에 형성하여 출렁임 현상을 효과적으로 저감하는데 목적이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 개발된 것으로, 발명의 목적은 물탱크 내부에 저장된 물이 지진과 같은 외부진동에 의해 과도하게 출렁임 현상이 발생할 경우 이 출렁임 현상을 효과적으로 저감할 수 있는 출렁임 저감장치가 적용된 물탱크를 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 과도한 출렁임을 방지할 수 있는 물탱크는 물과 같은 액체를 저장하도록 저장 공간이 형성된 물탱크와 상기 물탱크 내부에 십자 형상으로 형성되어 물의 과도한 출렁임을 방지할 수 있는 방파판을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 의하면, 방파판이 물탱크 저장 공간 내부에 십자형으로 교차되어 형성됨으로써 지진과 같은 자연재해 발생으로 인한 물의 과도한 유동을 방해하므로 과도 출렁임 현상을 억제하며, 과도 출렁임 현상이 발생 경우 효과적으로 물의 유동을 억제함으로써 물탱크의 구조적인 안전성을 향상 시킬 수 있는 이점이 있다.

그리고 상기 방파판을 단위판 형태로 물탱크 내부의 수직보강재와 수평보강재에 용접 또는 볼트 결합될 경우 종래에 설치되어 사용 중인 물탱크에도 물의 과도 출렁임 방지장치를 설치할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 지진 및 지반 침하와 같은 자연재해로 인한 과도 출렁임 현상을 억제하여 물탱크의 유지관리가 용이하면서도 안전하게 음용수를 공급할 수 있으므로 물탱크를 안정감 있게 사용할 수 있는 이점을 가질 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 물탱크의 사시도
도 2는 본 발명에 따른 물탱크의 방파판 분해 사시도
도 3은 본 발명에 따른 물탱크의 단면도
도 4는 본 발명에 따른 물탱크의 내부 단위방파판 형성도
도 5는 본 발명에 따른 물탱크의 단위방파판 상세 형상 사시도
도 6은 본 발명에 따른 물탱크의 방파판 형상 사시도

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시예 들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 물탱크를 상세하게 설명한다.

본 발명은 물탱크에 전달되는 지진을 포함하는 외부의 진동을 보호하고 효과적으로 진동 저감시킬 수 있을 뿐만 아니라, 지진과 같은 급작스러운 큰 진동이 발생할 경우에도 물탱크의 파손되지 않게 할 수 있다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명을 상세히 설명한다. 도1은 본 발명의 전체 형상이 나타난 사시도이다.

본 발생의 물의 과도한 출렁임을 방지하기 위한 방파판이 구비된 물탱크(100)는, 물을 저장하도록 저장 공간이 형성된 원통형 또는 육면체형 저장탱크로 구성되고, 상기 물탱크(100)의 내부에는 저장 공간을 분할하여 물의 과도한 출렁임을 방지하기 위해 물탱크 내부에 저장되는 전체 물 저장 깊이의 1/2 이상으로 형성되도록 ‘+’자 형상으로 상호 교차되도록 형성되어 물의 과도한 출렁임을 방지 및 억제하는 방파판(200)이 구성되는 것으로 이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

상기와 같은 방파판(200)은 도2, 도3에 도시된 바와 같이 형성되며, 상기 방파판(200)은 물탱크의 내부 저장 공간을 직각으로 교차되도록 크게 구분하여 물 출렁임을 억제하는 메인 방파판(210)과 상기 메인방파판(210)의 내부 구역에 상기 메인 방파판(210)과 동일한 형상으로 이루어지되, 물탱크 내부에 저장되는 전체 물 저장 깊이의 1/4 이상으로 형성되도록 ‘+’자 형상으로 상호 교차되도록 형성되어 물의 과도한 출렁임을 방지 및 억제하는 보조방파판(200)이 형성된다. 보다 구체적으로 상기 메인방파판(210)은 물탱크의 액체 저장 깊이의 1/2 이상의 길이로 이루어지고, 상기 보조방파판은(220) 물탱크의 액체 저장 깊이의 1/2 이상의 길이로 형성될 수 있다.

상기 물탱크(100)의 측벽에는 물탱크에 저장되는 물의 사용에 따른 유입 또는 배출시 물이 물탱크 저장 공간에서 만 수위가 아닌 정도의 물의 높이로 채워져 있을 경우, 이때 지진과 같은 급작스런 진동이 발생하여 과도하게 물이 출렁일 경우 상기 물탱크(100)의 수위에 따라 상기 출렁임을 억제하기 위한 것으로서, 상기 물탱크(100)의 내부에 수평방향으로 복수로 부착되어 상기 물탱크(100)에 저장되는 유체의 저장 깊이별 단계로 물의 출렁임을 방지할 수 있는 수평방파판(230)이 추가적으로 형성될 수 있다. 상기 수평방파판(230)은 상기 메인방파판(210) 및 보조방파판(220)과 간섭되지 않도록 수평으로 형성되며, 수평방향을 기준으로 하여 수평방향으로 설치되거나, 수평방향보다 하향 경사지게 형성되어 설치될 수 있으며, 여기서 하향 경사각도는 1°~45° 범위내로 형성된다.

상기 방파판(200)을 물탱크 내부에 결합 고정하기 위한 수단으로서, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 방파판(200)을 구성하는 메인방파판(210), 보조방파판(220)을 고정하기 위해 별도의 중앙기둥(410)과 보조기둥(330)이 설치될 수 있다. 상기 중앙기둥(410)과 보조기둥(330)에는 상기 방파판(200)을 결합 고정할 수 있도록 체결홈(430)이 각각 형성되어 있으며, 상기 체결홈(430)의 내측면에는 다수의 구멍(440)이 형성되어져 있고, 상기 방파판(200)이 상기 체결홈(430)에 끼움 결합될 경우 높이를 임의로 조절할 수 있도록 상기 구멍(440)에 끼움 결합되는 체결 핀(450)이 형성될 수 있며, 상기 중앙기둥(410)과 보조기둥(330)에 결합되는 상기 방파판(200)의 양 끝단부는 상기 체결홈(430)에 끼움 결합되도록 돌기(250)가 체결홈의 형상으로 형성된다. 상기 체결홈(430)의 형상은 원형, 사각형, 삼각형, 사다리꼴형 등의 형태로 이루어질 수 있다.

상기 방파판(200)은, 도면에 도시하지 않았지만, 상하 길이방향으로 돌출 및 함몰을 반복하는 패턴으로 형성되어, 유동하는 물의 압력으로 발생하는 충격을 흡수 및 분산시키고, 다시 배출하는 과정을 통해 물의 유동을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 유동하는 물의 압력으로 상기 방파판(200)이 변형되면서 충격을 용이하게 흡수하여 충격을 효율적으로 감소시킬 수 있고, 상기 방파판(200)은 자체 탄력으로 복원되면서 다음의 동작을 대비할 수 있는 것이다.

상기 방파판(200)은 도4, 도5에 도시된 바와 같이, 상기 물탱크(100)를 보강하기 위해 내부에 형성된 수직보강재(310)와 수평보강재(320)의 사이에 단위판 형태로 결합되는 단위방파판(500)으로 형성될 수 있다. 상기 단위방파판(500)의 중앙부에는 원형 또는 사각형 형상으로 복수로 형성된 통공(510)이 형성될 수 있다. 상기 통공(510)은 구멍만 형성된 것이 아니라 상기 단위방파판(500)과 방파판(200)의 일측면과 타측면으로 교호로 이격돌기가 결합 되어 형성될 수 있다. 상세하게 상기 방파판(200)과 단위방파판(500)의 각각 일측면에는 하부면 또는 상부면은 연결되고, 다른 세측면은 절단되도록 형성되어 상기 연결된 하부면 또는 상부면을 중심으로 일정각도로 절곡되어 이격돌기(241)이 형성되고, 이돌기(241)가 형성된 공간에는 관통공(242)가 형성되어 유체가 제한적으로 유동할 수 있다.

상기 단위방파판(500)의 테두리면에는 상기 수직보강재(310)와 수평보강재(320)에 결합하기 위해 장공(511)이 형성되어 볼트(B)와 너트(N)로 상호 체결 결합 형성될 수 있으며, 이때 수직보강재(310)와 수평보강재(320)에는 상기 볼트(B)와 너트(N)로 상호 체결할 수 있도록 구멍을 형성해야 한다.

또한 상기 단위방파판(500)을 상기 수직보강재(310)와 수평보강재(320)에 결합하기 위한 다른 방법으로 별도의 구멍 형성할 필요 없이 상기 단위방파판(500)의 테두리면을 상기 수직보강재(310)와 수평보강재(320)에 용접하여 일체로 형성할 수 있다. 상기 단위방파판(500)에는 통공(510)이 복수로 형성되고, 상기 통공(510)을 중심으로 상부와 하부에는 단위방파판(500)의 길이방향으로 가로벽(520)이 하나 이상으로 형성될 수 있다. 이때 상기 가로벽(520)은 수평방향을 기준으로 하여 수평방향으로 설치되거나, 수평방향보다 하향 경사지게 형성되어 설치될 수 있으며, 여기서 하향 경사각도는 1°~45° 범위내로 형성된다. 더욱이 상기 단위방파판(500)에 복수로 형성된 통공(510)을 중심으로 가로방향, 세로방향으로 일정 각도로 형성된 가로 벽(520)과 가로 벽 사이로 각각 세로 벽(530)이 형성될 수 있으며, 상기 세로 벽(530)도 상기 가로 벽(520)과 같이 일정한 각도로 형성될 수 있으며, 그 경사각은 1°~45° 범위내로 형성될 수 있다. 이와 같이 상기 단위방파판(500) 형태로 물탱크 내부의 수직보강재(310)와 수평보강재(320)에 용접 또는 볼트 결합될 경우 종래에 설치되어 사용중인 물탱크에도 물 과도 출렁임 방지장치를 설치할 수 있는 이점이 있다.

이상과 같이 본 발명은, 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 일실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 발명의 청구범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

100 : 물탱크부
200 : 방파판
210 : 메인방파판
220 : 보조방파판
230 : 수평방파판
310 : 수직보강재
320 : 수평보강재
500 : 단위방파판
520 : 가로 벽
530 : 세로 벽

Claims (5)

1. 과도한 출렁임을 방지하기 위한 액체 저장탱크에 있어서,
   액체를 저장하기 위한 물탱크(100)와; 상기 물탱크(100) 내부에 저장된 물의 유동을 허용하는 부분과 액체의 유동을 억제하는 부분으로 구성되어 서로 교차된 상태로 형성된 방파판(200);이 형성되되,
   상기 방파판(200)은 상기 물탱크(100)를 보강하기 위해 내부에 형성된 수직보강재(310)와 수평보강재(320)의 사이에 단위판 형태로 결합되는 단위방파판(500)이 형성되며,
   상기 단위방파판(500)의 중앙부에는 통공(510)이 복수로 형성되고, 상기 통공(510)을 중심으로 상부와 하부에는 단위방파판(500)의 길이방향으로 가로벽(520)이 복수로 형성되거나 또는 가로방향, 세로방향으로 경사각 1°~45°로 이루어진 가로 벽(520)과 세로 벽(530)이 격자 형태로 복수로 형성되는 것을 특징으로 하는 액체의 과도한 출렁임을 방지할 수 있는 물탱크.
2. 제1항에 있어서,
   상기 방파판(200)은 상기 물탱크(100)의 내부를 직각으로 교차되도록 이루어진 메인방파판(210)과 상기 메인방파판(210) 구역 내에서 직각으로 교차되도록 이루어진 보조방파판(220)이 형성되는 것을 특징으로 하는 액체의 과도한 출렁임을 방지할 수 있는 물탱크
3. 제1항에 있어서,
   상기 물탱크(100)의 측벽에 수평방향으로 복수로 부착되어 물탱크(100)에 저장되는 유체의 저장 깊이별로 물의 출렁임을 방지할 수 있는 수평방파판(230)이 형성되는 것을 특징으로 하는 액체의 과도한 출렁임을 방지할 수 있는 물탱크
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