KR102015632B1 - 라이닝 시트가 부착된 조립식 금속탱크와 이의 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조립식 금속탱크와 이의 시공방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 소재의 라이닝 시트가 부착된 금속판을 절곡한 단위유닛을 현장에서 조립방식으로 시공함으로써 내구성과 시공성이 우수한 조립식 금속탱크와 이의 시공방법에 관한 것이다.
본 발명의 라이닝 시트가 부착된 조립식 금속탱크는 콘크리트 기초층의 상부에 설치된 바닥판과, 바닥판의 상부에 설치되어 내부에 액체를 저장하는 공간을 형성하는 통형의 몸체와, 몸체의 외주면을 둘러싸는 마감부재와, 몸체의 상부에 결합되어 상기 몸체의 내부를 밀폐시키는 덮개를 구비한다.

Description

라이닝 시트가 부착된 조립식 금속탱크와 이의 시공방법{tank of assembly type and construction method thereof}

본 발명은 조립식 금속탱크와 이의 시공방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 소재의 라이닝 시트가 부착된 금속판을 절곡하여 다수의 단위유닛을 만들고, 단위유닛을 현장에서 조립방식으로 시공함으로써 내구성과 시공성이 우수한 조립식 금속탱크와 이의 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 사무용 건물이나 아파트 및 공공건물과 같은 대부분의 주거용 및 상업용 건물에는 음용수를 공급하기 위한 물탱크가 옥상 또는 지하에 설치되어 있고, 공장 등에는 산업용수를 공급하기 위한 물탱크가 설치되어 있다.

이러한 물탱크는 그 재질에 따라 SMC(Sheet Molding Compound)수조, FRP(Fiber Reinforced Plastic)수조 및 콘크리트(Concrete)수조, 금속 수조 등으로 구분되고 있다.

SMC수조에서 사용되는 소재는 액상 매트릭스 수지에 저수축제, 충진제, 경화제, 증점제, 안료 등의 첨가제를 혼합한 수지 혼합물(COMPOUND)을 섬유 보강재에 함침시켜 가공하여 제조한 열경화성 중간 성형재료로써 고온에서 가압 프레스 성형하여 물탱크 제작에 적합한 형태로 성형하고 이를 조립하여 SMC수조를 제작도록 하고 있다. 이러한 SMC수조는 표면이 깨끗하고 착색이 가능하여 소규모 저수조에 적합할 뿐만 아니라 내식성이 있고 위생성이 뛰어난 장점이 있다. 하지만, SMC는 일반 FRP에 비해 유리섬유 함유량이 적어 인장 강도가 상대적으로 약하고 수밀성을 확보하기 위해서는 추가적인 실링 처리가 요구되는 단점이 있다.

또, FRP 수조는 가볍고 내구성과 내충격성 및 내마모성이 우수하면서도 가공성이 우수한 FRP를 이용한 것으로, 주로 소용량의 물탱크에 적합하지만 내열성이 취약하여 고온에서는 사용할 수 없는 문제점이 있다.

콘크리트 수조는 저렴한 가격과 우수한 내구성으로 인하여 일반적으로 대형 수조의 용도로 가장 많이 사용되고 있으며, 위생성 확보를 위한 다양한 방법의 내부처리가 이루어지고 있으며, 보편적인 내부처리 방법으로는 콘크리트 수조 내부의 위생성과 방수처리를 위하여 에폭시(Epoxy)수지가 사용하는 방법이 있다. 하지만 이 방법은 시간의 경과에 따라 에폭시 수지에서 유해물질이 용출될 뿐만 아니라 방수층의 균열과 박리로 인하여 물이 콘크리트와 직접 접촉하게 됨으로써 수질오염이 발생하는 문제점이 있다.

그리고 금속 수조는 대부분 사각형태의 단위패널을 시공현장에서 조립하여 제작되며, 위생적이고 유지보수가 편리한 장점이 있다. 하지만, 부식에 매우 취약하므로 별도의 코팅 처리를 해야하는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허 제10-1050268호에는 폴리에틸렌 이중 복합 판넬 물탱크 및 그 시공방법이 개시되어 있다.

상기 물탱크는 개별판넬을 박스형태로 조립한 후 개별판넬의 내부 전체면에 폴리에틸렌단일판넬시트를 설치한다.

이와 같이 물탱크를 모두 조립한 후 물탱크의 내벽에 시트를 설치할 경우 시공기간이 길어지는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허 제10-1050268호: 폴리에틸렌 이중 복합 판넬 물탱크 및 그 시공방법

본 발명은 상기의 문제점을 개선하기 위해 창출된 것으로서, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 소재의 라이닝 시트가 부착된 금속판을 절곡하여 원통형의 단위유닛을 만들고, 만들어진 단위유닛을 현장에서 조립방식으로 시공함으로써 내구성과 시공성이 우수한 조립식 금속탱크와 이의 시공방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 라이닝 시트가 부착된 조립식 금속탱크는 콘크리트 기초층의 상부에 설치된 바닥판과; 상기 바닥판의 상부에 설치되어 내부에 액체를 저장하는 공간을 형성하는 통형의 몸체와; 상기 몸체의 상부에 결합되어 상기 몸체의 내부를 밀폐시키는 덮개;를 구비하고, 상기 몸체는 단위유닛들이 좌우방향 또는 상하방향으로 결합되어 형성되며, 상기 각 단위유닛들은 양 가장자리에 바깥으로 굽어진 플랜지가 마련되고 둥글게 절곡되어 형성된 금속소재의 케이싱과, 상기 케이싱의 내주면에 부착되어 형성된 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 소재의 라이닝 시트를 구비하고, 상기 라이닝 시트의 가장자리가 상기 케이싱으로부터 박리되는 것을 막기 위해 각 단위유닛들이 상호 접하는 경계부위에서 상기 라이닝 시트의 가장자리를 고정시키는 고정수단을 구비한다.

상기 고정수단은 상기 라이닝 시트와 포개져 열에 의해 상기 라이닝 시트와 융착되는 접합시트이다.

상기 고정수단은 상기 라이닝 시트와 포개지는 금속소재의 압착스트립과, 상기 압착스트립이 상기 라이닝 시트를 압착하도록 상기 압착스트립을 상기 케이싱에 지지시키는 지지부재를 구비한다.

상기 고정수단은 상기 라이닝 시트와 포개지는 금속소재의 압착스트립과, 상기 압착스트립과 연결되어 상기 플랜지 사이에 삽입되며 볼트가 통과하는 장공이 형성된 삽입밴드를 구비한다.

상기 압착스트립은 상기 라이닝 시트와 접촉하는 접촉면이 톱니형으로 형성된다.

그리고 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 라이닝 시트가 부착된 조립식 금속탱크의 시공방법은 금속판의 일면에 폴리에틸렌 소재의 라이닝 시트를 부착하되 상기 금속판의 상하 또는 좌우 양측에 상기 라이닝 시트가 부착되지 않은 여백영역이 형성될 수 있도록 상기 금속판보다 더 작은 폭을 갖는 상기 라이닝 시트를 부착하는 단계와; 상기 금속판의 상기 여백영역을 절곡하여 플랜지를 형성시키는 단계와; 상기 플랜지가 형성된 금속판을 둥글게 절곡하여 단위유닛을 형성시키는 단계와; 콘크리트 기초층의 상부에 설치된 바닥판에 상기 단위유닛을 상호 결합시켜 통형의 몸체를 조립하는 단계와; 상기 몸체의 상부에 덮개를 결합시키는 단계;를 포함하고, 상기 몸체의 조립시 상기 단위유닛들이 상호 접하는 경계부위에서 상기 라이닝 시트의 가장자리를 고정수단으로 고정시킨다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 소재의 라이닝 시트가 부착된 금속판을 절곡하여 단위유닛을 만들고, 만들어진 단위유닛을 현장에서 조립방식으로 시공함으로써 내구성과 시공성이 우수하다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 조립식 금속탱크의 사시도이고,
도 2는 도 1의 조립식 금속탱크에 적용된 요부의 분리사시도이고,
도 3은 도 1의 단면도이고,
도 4는 라이닝 시트가 부착된 금속판의 모습을 나타낸 사시도이고,
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 조립식 금속탱크의 요부를 발췌한 단면도이고,
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 조립식 금속탱크의 요부를 발췌한 단면도이고,
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 조립식 금속탱크의 요부를 발췌한 단면도이고,
도 8은 본 발명의 또 따른 실시 예에 따른 조립식 금속탱크의 일부 절개 사시도이고,
도 9는 도 8의 요부를 발췌한 사시도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 라이닝 시트가 부착된 조립식 금속탱크와 이의 시공방법에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 예에 따른 조립식 금속탱크(10)는 콘크리트 기초층(1)의 상부에 설치된 바닥판(15)과, 바닥판(15)의 상부에 설치되어 내부에 액체를 저장하는 공간을 형성하는 원통형의 몸체와, 몸체의 외주면을 둘러싸는 마감부재와, 몸체의 상부에 결합되어 몸체의 내부를 밀폐시키는 덮개(30)를 구비한다.

도시된 본 발명의 조립식 금속탱크(10)는 콘크리트 기초층(1) 위에 바닥판(15)을 위치시키고 그 상측으로 통형의 몸체와, 몸체의 상부를 밀폐시키는 덮개(30)로 구성되어 내부에 물과 같은 액체를 저장할 수 있다.

콘크리트 기초층(1)은 콘크리트로 타설되어 조립식 금속탱크(10)를 지지한다.

바닥판(15)에는 외부에서부터 연장된 유입관(3) 및 배수관(5)과 드레인관(7)이 관통한다. 바닥판(15)에도 후술할 라이닝 시트가 부착될 수 있음은 물론이다.

몸체는 바닥판(15)의 상부에 설치된다. 몸체는 다수의 단위유닛들(20)이 상하 또는 좌우방향으로 결합되어 형성된다. 도시된 예에서는 단위유닛들(20)이 상하 방향으로 결합된다.

각 단위유닛들(20)은 금속소재의 케이싱(21)과, 케이싱(21)의 내주면에 부착되어 형성된 라이닝 시트(29)를 구비한다.

케이싱(21)의 상하 또는 좌우 양가장자리에는 부 바깥으로 굽어진 플랜지(23)(25)가 마련되고 둥글게 절곡되어 형성된다. 이러한 케이싱(21)은 도 4에 도시된 직사각형의 금속판(100)을 절곡하여 형성시킬 수 있다.

케이싱(21)은 부식성과 강도가 강한 금속소재로 이루어진다. 케이싱(21)의 상부와 하부에 형성된 플랜지(23)(25)는 인접하는 케이싱의 플랜지와 용접 또는 볼트(35)로 결합된다. 도시된 예는 볼트로 결합된다. 플랜지 사이에는 기밀성 향상을 위해 패킹 부재를 삽입할 수 있다.

라이닝 시트(29)는 케이싱(21)의 내주면에 부착되어 형성된다. 라이닝 시트(29)는 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 소재로 형성된다. 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 소재의 라이닝 시트(29)는 인체에 무해한 수지로서, 강도가 높고 내구성이 우수하다. 라이닝 시트(29)는 접착제에 의해 부착된다. 접착제로 통상적인 물탱크의 라이닝용 접착제를 이용할 수 있다.

라이닝 시트(29)는 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌, 에틸렌-부텐 블록 코폴리머, 안료로 조성될 수 있다.

가령, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 100중량부에 대하여 에틸렌-부텐 블록 코폴리머 40 내지 60중량부, 안료 2 내지 10중량부를 혼합한 수지 조성물을 필름형태로 성형하여 라이닝 시트(29)를 제조할 수 있다.

에틸렌-부텐 블록 코폴리머는 내충격성, 내열성, 내한성을 개선시킨다. 에틸렌-부텐 블록 코폴리머는 강성을 내는 결정형 에틸렌-부텐 블록과 탄성을 내는 무정형 에틸렌-부텐 블록이 교차로 연결된 고분자 구조를 가진다. 에틸렌-부텐 블록 코폴리머는 중량평균분자량 150,000~300,000g/mol일 수 있다.

에틸렌-부텐 블록 코폴리머의 함량은 40 내지 60중량부이다. 에틸렌-부텐 블록 코폴리머의 함량이 40중량부 미만이면 목적한 내열성과 내한성 등을 얻을 수 없으며, 60중량부를 초과하면 물성의 증가가 미미하다.

안료는 색상을 부여하기 위한 것으로서, 프탈로시아닌 안료를 이용할 수 있다. 바람직하게 청색 안료인 프탈로시아닌 블루(phthalocyanine blue)를 이용한다. 적절한 색상을 부여하기 위해 안료는 2 내지 10중량부를 혼합한다.

다수의 단위유닛(20)을 적층하여 몸체를 형성시, 라이닝 시트(29)의 가장자리가 케이싱(21)으로부터 박리되는 것을 막기 위해 본 발명은 각 단위유닛들(20)이 상호 접하는 경계부위에서 라이닝 시트(29)의 가장자리를 고정시키는 고정수단을 구비한다.

고정수단의 일 예는 라이닝 시트(29)와 융착되는 폴리에틸렌 소재의 접합시트(40)이다.

접합시트(40)는 라이닝 시트(29)와 동일한 소재로 형성되는 것이 바람직하다. 단위유닛(20)을 상하로 적층한 후 볼트(35)와 너트(37)로 2개의 단위유닛을 결합시킨 다음 몸체의 내측에서 열융착기를 이용하여 접합시트(40)를 라이닝 시트(29)에 열융착시킨다. 접합시트(40)는 상하 방향에서 서로 인접하는 2개의 라이닝 시트(29)의 경계 부위를 덮도록 위치한 다음 열융착된다.

그리고 도시되지 않았지만 바닥판(15)과 단위유닛(20)의 경계 그리고 단위유닛(20)과 덮개(30)의 경계에도 접합시트를 이용하여 열융착시킬 수 있다.

각 단위유닛(20)의 바깥은 단열재(50)로 감싼 후 마감부재(55)로 감싼다. 마감부재(55)는 외관이 미려하고 부식이 되지않아 반영구적으로 사용이 가능한 알루미늄 박판을 이용하는 것이 바람직하다.

덮개(30)는 몸체의 상부에 결합된다. 덮개(30)는 최상부의 단위유닛(20)과 볼트 결합 또는 용접결합될 수 있다.

덮개(30)에는 출입문(9)이 형성된다. 그리고 덮개(30)에는 환기관이 설치될 수 있다. 몸체의 측면에는 출입문(9)으로 오르내릴 수 있도록 사다리가 설치된다.

한편, 본 발명의 다른 실시 예에 적용되는 고정수단의 모습을 도 5에 나타내고 있다.

도 5를 참조하면, 고정수단은 라이닝 시트(29)와 포개지는 압착스트립(50)과, 압착스트립(50)이 라이닝 시트(29)를 압착하도록 압착스트립(50)을 케이싱(21)에 지지시키는 지지부재(55)를 구비한다.

압착스트립(50)은 상하 방향에서 서로 인접하는 2개의 라이닝 시트(29)의 경계 부위를 덮도록 위치한 다음 지지부재(55)에 의해 고정된다.

압착스트립(50)은 판상의 띠 모양으로 형성된다. 압착스트립(50)은 금속 또는 합성수지로 형성될 수 있다. 지지부재(55)는 케이싱(21)과 압착스트립(50)을 관통하도록 설치된다. 이러한 지지부재(55)로 리벳을 들 수 있다.

고정수단의 또 다른 모습을 도 6에 도시하고 있다.

도 6을 참조하면, 고정수단은 라이닝 시트(29)와 포개지는 압착스트립(60)과, 압착스트립(60)과 연결되어 플랜지(25)(23) 사이에 삽입되며 볼트(35)가 통과하는 장공(67)이 형성된 삽입밴드(65)를 구비한다.

압착스트립(60)은 원형으로 형성된다. 압착스트립(60)은 상하 방향에서 서로 인접하는 2개의 라이닝 시트(29)의 경계 부위를 덮도록 위치한 다음 고정된다. 압착스트립(60)은 판상의 띠 모양으로 형성된다. 압착스트립(60)은 금속 또는 합성수지로 형성될 수 있다.

삽입밴드(65)는 압착스트립(60)의 바깥에 형성된다. 삽입밴드(65)는 다수가 일정한 간격으로 형성된다. 삽입밴드(65)는 플랜지(25)(23) 사이에 설치되어 압착스트립(60)을 고정시키는 역할을 한다.

고정수단의 또 다른 모습을 도 7에 도시하고 있다.

도 7을 참조하면, 압착스트립(60)은 라이닝 시트(29)와 접촉하는 접촉면(61)이 파형으로 형성된다는 점에서 도 6과 차이가 있다. 파형으로 형성된 접촉면(61)에 의해 라이닝 시트(29)와 압착스트립(60)과의 결합력을 높일 수 있다.

이하, 상술한 조립식 금속탱크의 시공방법에 대하여 설명한다.

먼저, 사각의 금속판(100)을 준비한다. 금속판(100)으로 스테인리스 판을 이용할 수 있다. 금속판(100)을 준비한 후 라이닝 시트(29)를 부착한다.

라이닝 시트(29)는 상술한 수지 조성물을 압출성형하여 제작할 수 있다. 라이닝 시트(29)는 금속판(100)의 크기보다 더 작은 크기로 준비하다. 가령, 라이닝 시트(29)의 상하 폭은 금속판(100)의 상하 폭보다 더 작다.

이러한 라이닝 시트(29)는 금속판(100)의 일면에 접착제를 이용하여 부착시킨다. 라이닝 시트(29)가 부착된 금속판(100)의 모습을 도 4에 나타내고 있다.

금속판(100)의 폭보다 라이닝 시트(29)의 폭이 더 작으므로 금속판(100)의 가장자리 주위는 라이닝 시트(29)가 부착되지 않은 여백영역(101)(103)이 형성된다. 이러한 여백영역(101)(103)은 금속판(100)의 상하 가장자리 및 좌우 가장자리 주위에 형성된다. 또한, 이와 달리 여백영역은 상하 가장자리 주위에만 형성될 수 있다. 금속판(100)의 상하 가장자리 주위에 형성된 여백영역(101)(103)이 플랜지가 되는 부분이다.

다음으로, 금속판(100)의 상부측 여백영역(101)과 하부측 여백영역(103)을 직각으로 절곡하여 플랜지(23)(25)를 형성시킨다.

다음으로, 상하부에 플랜지(23)(25)가 형성된 금속판(100)을 둥글게 절곡하여 단위유닛(20)을 형성시킨다. 금속판(100)이 둥글게 절곡되어 맞닿는 양단부에 접합플레이트(27)가 형성될 수 있도록 금속판의 좌우 양단부는 적절하게 가공한다. 2개의 접합판(27)은 용접 또는 볼트로 결합시킬 수 있다.

다음으로, 콘크리트 기초층(1)의 상부에 설치된 바닥판(15)에 단위유닛을 둘 이상 적층하면서 플랜지(23)(25)를 볼트(35)와 너트(37)로 결합시켜 원통형의 몸체를 조립한다.

이때 단위유닛들(20)이 상호 접하는 경계부위에서 라이닝 시트의 가장자리를 고정수단으로 고정시킨다. 단위유닛(20)을 하나씩 적층할 때마다 고정수단으로 라이닝 시트의 가장자리를 고정수단으로 고정시킨다. 고정수단은 상술하였으므로 구체적인 설명은 생략한다.

다음으로, 몸체의 상부에 덮개(30)를 결합시킨다. 덮개(30)는 최상부의 단위유닛의 상부플랜지와 볼트로 결합되거나 용접으로 결합될 수 있다.

위와 같이 본 발명은 단위유닛들을 조립한 후 내벽에 라이닝 시트를 부착하는 방식이 아니라 라이닝 시트가 부착된 단위유닛들을 조립하여 금속탱크를 제작하므로 시공이 매우 빠르고 간편하다.

한편, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 라이닝 시트가 부착된 조립식 금속탱크의 모습을 도 8 및 도 9에 도시하고 있다.

도 8 및 도 9에 도시된 것처럼 본 발명은 다수의 단위유닛들(81)을 좌우 결합하여 사각의 몸체(80)를 형성할 수 있다. 이 경우 각 단위유닛들(81)의 플랜지는 볼트 또는 용접에 의해 서로 결합될 수 있다. 그리고 라이닝 시트가 박리되는 것을 막기 위해 고정수단으로서 단위유닛들(81)이 상호 접하는 경계부위에 접합시트가 결합된다.

그리고 몸체(80)가 외측으로 휘어지거나 변형되는 것을 방지하기 위해 몸체(80)의 바깥에는 보강외벽(90)이 마련될 수 있다. 보강외벽(90)은 몸체(80)의 외측을 감싸도록 형성되어 몸체(80)의 저수공간에 수용되는 물이나 유체의 압력에 의해 몸체가 외측으로 휘어지거나 변형되는 것을 방지한다.

보강외벽(90)은 철근들과 콘크리트 모르타르가 결합된 철근콘크리트로 형성된다. 도면에 도시되진 않았지만, 외부로 노출된 보강외벽(90)의 표면에는 결로현상이 발생하는 것을 방지할 수 있도록 별도의 단열재를 설치할 수도 있다.

이상, 본 발명은 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.

1: 기초층 15: 바닥판
20: 단위유닛 21: 케이싱
23: 상부플랜지 25: 하부플랜지
29: 라이닝 시트 30: 덮개

Claims (6)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 사각의 금속판을 준비하는 단계와;
   상기 금속판의 일면에 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 소재의 라이닝 시트를 부착하되 상기 금속판의 상하 또는 좌우 양측에 상기 라이닝 시트가 부착되지 않은 여백영역이 형성될 수 있도록 상기 금속판보다 더 작은 폭을 갖는 상기 라이닝 시트를 부착하는 단계와;
   상기 금속판의 상기 여백영역을 절곡하여 플랜지를 형성시키는 단계와;
   상기 플랜지가 형성된 금속판을 둥글게 절곡하여 단위유닛을 형성시키는 단계와;
   콘크리트 기초층의 상부에 설치된 바닥판에 상기 단위유닛을 상호 결합시켜 통형의 몸체를 조립하는 단계와;
   상기 몸체의 상부에 덮개를 결합시키는 단계;를 포함하고,
   상기 몸체의 조립시 상기 단위유닛들이 상호 접하는 경계부위에서 상기 라이닝 시트의 가장자리를 고정수단으로 고정시키며,
   상기 고정수단은 상기 라이닝 시트와 포개지는 금속소재의 압착스트립과, 상기 압착스트립과 연결되어 상기 플랜지 사이에 삽입되며 볼트가 통과하는 장공이 형성된 삽입밴드를 구비하는 것을 특징으로 하는 라이닝 시트가 부착된 조립식 금속탱크의 시공방법.
   

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