KR102216686B1

KR102216686B1 - 물탱크 상판의 내진구조

Info

Publication number: KR102216686B1
Application number: KR1020200130421A
Authority: KR
Inventors: 이재욱; 이영주; 최승태; 신관식
Original assignee: 성일테크원 주식회사; 디엘이앤씨 주식회사
Priority date: 2020-10-08
Filing date: 2020-10-08
Publication date: 2021-02-17

Abstract

본 발명은 물탱크 상판의 내진구조에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 물탱크 상판의 내진구조는 물탱크의 상판으로 이용하는 PDF패널이 슬로싱 현상에 저항할 수 있도록 상기 물탱크의 상부에 배열되는 각각의 PDF패널을 앵글조립체로 내진하는 물탱크 상판의 내진구조에 있어서, 상기 앵글조립체는 물탱크의 내부에 형성되어 용수가 저장되는 담수공간에 수직방향으로 기립 설치되며, 하부와 중부는 직각으로 절곡 형성되고, PDF패널의 측면과 면접하는 상부는 일자(-) 형태인 형강으로 구성된 수직앵글; 상기 수직앵글의 상부 일면에 수평방향으로 용접되어 PDF패널의 하부를 지지할 수 있도록 ㄱ형강으로 구성된 제1서포트앵글; 상기 수직앵글의 상부 일면에 수평방향으로 용접되어 PDF패널의 상부를 고정할 수 있도록 ㄴ형강으로 구성된 제2서포트앵글; 및 상기 제2서포트앵글과 교차방향으로 배치되어 제2서포트앵글을 지지할 수 있도록 ㄱ형강으로 구성되어 수직앵글의 중부 일면에 수평방향으로 용접된 스테이앵글을 포함한다.

Description

물탱크 상판의 내진구조{ROOF PLATE SEISMIC STRUCTURE OF POLYETHYLENE COMPLEX PANEL WATER TANK}

본 발명은 물탱크에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 물탱크 내부에서 발생하는 슬로싱 현상에 저항할 수 있는 물탱크의 상판을 구성하기 위한 물탱크 상판의 내진구조에 관한 것이다.

대형 빌딩이나 아파트와 같이 용수를 대량으로 소비하는 시설에는 많은 양의 용수를 저장할 수 있도록 물탱크가 설치되어 운용되고 있다.

이러한 물탱크는 일반적으로 바닥프레임(Base Frame) 및 상기 바닥프레임의 상부에 설치되어 측벽을 구성하는 측판(Side Plate)을 포함하고 있으며, 상기 측면프레임의 상부에 천장을 구성하는 상판(Roof Plate)이 설치되어 있다.

한편, 본 발명과 관련된 기술은 (특허문헌 1)(이하 '종래기술'이라 한다.)에 구체적으로 개시되어 있다.

종래기술은 PE 복합 스테인리스 강판제 물탱크 상판의 체결구조에 관한 것으로서, 바닥프레임 및 상기 바닥프레임의 상부에 설치되어 측벽을 구성하는 측판을 포함하고 있으며, 상기 측판의 상부에 천장을 구성하는 상판으로서 PDF패널(Polyethylene Double Frame Panel)을 이용하고 있다.

여기서 종래기술은 물탱크 상판인 PDF패널을 효과적으로 지지할 수 있도록 앵글을 이용하되, 이들의 체결구조를 개선하여 용수가 저장되는 물탱크의 담수공간구조를 단순화할 수 있도록 하고 있다.

그러나 종래기술은 물탱크 상판인 PDF패널을 서포트플레이트(Support Plate), 포스트 앵글(Post Angle) 및 스테이앵글(Stay Angle)로 구성된 서포트 앵글(Support Angle)로 지지하는 구조에 불과하여 예컨대, 지진동이나 충격발생시 상향 물 하중인 슬로싱(Sloshing) 현상에 의한 상기 PDF패널의 유동 및 이로 인한 신뢰성 저하가 발생할 수 있다.

즉 지진동이나 물탱크에 충격발생시 담수공간에 저장되어 있는 용수가 출렁이는 슬로싱 현상이 발생하여 물탱크 상판인 PDF패널에 충격이 가해지는데, 이로 인하여 상기 PDF패널의 유동이나 심한 경우 파손 등이 발생할 수 있으며, 이는 물탱크의 내진 관련 신뢰성을 낮추는 인자로 작용하고 있다.

따라서 물탱크 내부의 슬로싱 현상에 의해 물탱크 상판인 PDF패널에 충격이 가해지더라도 상기 PDF패널이 이에 저항할 수 있는 대책마련이 시급하게 요구되고 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1863864호

본 발명의 목적은 물탱크의 상판으로 PDF패널을 이용하고, 복수의 앵글을 통해 이를 지지하되, 이들에 내진구조를 적용하여 슬로싱 현상에 의한 PDF패널의 피해를 방지할 수 있을 뿐만 아니라 나아가 지진동으로부터 보호할 수 있도록 한 물탱크 상판의 내진구조를 제공하는 데 있다.

상기 과제를 해결하기 위하여,

본 발명의 실시예에 따른 물탱크 상판의 내진구조는 물탱크의 상판으로 이용하는 PDF패널(Polyethylene Double Frame Panel)이 슬로싱(Sloshing) 현상에 저항할 수 있도록 상기 물탱크의 상부에 배열되는 각각의 PDF패널을 앵글조립체(Angle Assembly)로 내진하는 물탱크 상판의 내진구조에 있어서,

상기 앵글조립체는 물탱크의 내부에 형성되어 용수가 저장되는 담수공간에 수직방향으로 기립 설치되며, 하부와 중부는 직각으로 절곡 형성되고, PDF패널의 측면과 면접하는 상부는 일자(-) 형태인 형강으로 구성된 수직앵글(Post Angle);

상기 수직앵글의 상부 일면에 수평방향으로 용접되어 PDF패널의 하부를 지지할 수 있도록 ㄱ형강으로 구성된 제1서포트앵글(Support Angle);

상기 수직앵글의 상부 일면에 수평방향으로 용접되어 PDF패널의 상부를 고정할 수 있도록 ㄴ형강으로 구성된 제2서포트앵글; 및

상기 제2서포트앵글과 교차방향으로 배치되어 제2서포트앵글을 지지할 수 있도록 ㄱ형강으로 구성되어 수직앵글의 중부 일면에 수평방향으로 용접된 스테이앵글(Stay Angle);

을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 물탱크 상판의 내진구조에 있어서, 상기 PDF패널은 가열 및 압출성형에 의해 내부공간이 마련되고, 상기 내부공간에 격벽이 배열 형성되어 제조될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 물탱크 상판의 내진구조에 있어서, 상기 PDF패널은 수직앵글의 상부와 면접하는 측면에 상기 수직앵글의 상부두께만큼의 깊이로 앵글관통용홈이 형성되어 상기 앵글관통용홈에 수직앵글의 상부가 수용 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 물탱크 상판의 내진구조에 있어서, 상기 앵글관통용홈은 PDF패널의 꼭짓점 측에 구성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 물탱크 상판의 내진구조에 있어서, 상기 제1서포트앵글과 스테이앵글은 각각 등변ㄱ형강 또는 부등변ㄱ형강으로 구성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 물탱크 상판의 내진구조에 있어서, 상기 제2서포트앵글은 등변ㄴ형강 또는 부등변ㄴ형강으로 구성될 있다.

이러한 해결 수단은 첨부된 도면에 의거한 다음의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용으로부터 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 수직앵글과 제1,2서포트앵글 및 스테이앵글로 구성되는 앵글조립체를 통해 물탱크 상판인 PDF패널이 상향 물 하중인 슬로싱 현상에 저항하도록 하는 한편 상기 PDF패널을 내진하여 지진하중으로부터 보호할 수 있다. 따라서 슬로싱 및 지진동에 대한 물탱크의 신뢰성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 물탱크 상판의 내진구조를 결합하여 나타내 보인 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 물탱크 상판의 내진구조를 분해하여 나타내 보인 평면도.
도 3 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 물탱크 상판의 내진구조를 나타내 보인 요부확대도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 물탱크 상판의 내진구조를 요부 확대하여 나타내 보인 평면도.

본 발명의 특이한 관점, 특정한 기술적 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 구체적인 내용과 실시예로부터 더욱 명백해 질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 또 다른 구성요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

본격적인 설명에 앞서, 본 발명의 실시예에 따른 물탱크는 SUS(Stainless steel sectional) 물탱크 또는 PE 복합 강판제(Polyethylene Complex Stainless Steel Panel) 물탱크로 지칭될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 물탱크는 예컨대, 원형물탱크나 다각형물탱크일 수 있으나 이하의 구체적인 내용에서는 사각형으로 형성된 물탱크를 기준으로 설명함을 사전에 밝혀둔다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 물탱크 상판의 내진구조를 결합하여 나타내 보인 사시도로서, 수직앵글(21)의 상부 일면에 제1,2서포트앵글(22,23)이 수평방향으로 용접되어 PDF패널(10)의 위아래를 지지 및 고정하고, 상기 제2서포트앵글(23)과 교차방향으로 배치되는 스테이앵글(24)이 수직앵글(21)의 중부에 수평방향으로 용접되는 결합관계를 나타내 보이고 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 물탱크 상판의 내진구조를 분해하여 나타내 보인 평면도로서, 수직앵글(21)의 상부 일면에 수평방향으로 용접되는 제1,2서포트앵글(22,23)을 통해 위아래가 지지 및 고정되는 PDF패널(10)의 구성을 나타내 보이고 있다.

도 3 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 물탱크 상판의 내진구조를 나타내 보인 요부확대도로서, PDF패널(10)을 기준으로 위아래에 제1,2서포트앵글(22,23)이 배치되고, 상기 제2서포트앵글(23)의 하부에 스테이앵글(24)이 배치된 결합관계를 나타내 보이고 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 물탱크 상판의 내진구조를 요부 확대하여 나타내 보인 평면도로서, 일자 형태인 수직앵글(21)의 상부가 수용 설치되도록 PDF패널(10)의 측면에 앵글관통용홈(13)이 형성된 것을 나타내 보이고 있다.

도 1 내지 5에서 보듯이, 본 발명의 실시예에 따른 물탱크 상판의 내진구조는 PDF패널(10)을 물탱크의 상판으로 이용하고, 상기 물탱크의 상부에 배열되는 각각의 PDF패널(10)을 앵글조립체(20)로 지지 및 고정하여 내진하게 된다.

예컨대, 상기 PDF패널(10)은 가열 및 압출성형에 의해 내부공간(11)이 마련되고, 상기 내부공간(11)에 격벽(12)이 배열 형성되어 제조된 것을 사용할 수 있다. 그리고 현장에 맞게 길이를 조절하여 사용하게 된다.

즉 이러한 PDF패널(10)을 앵글조립체(20)로 지지하여 용수가 저장되는 담수공간을 물탱크의 내부에 형성하게 된다.

여기서 물탱크의 상부에 PDF패널(10)을 배열시 상기 PDF패널(10) 사이에 형성되는 이음부가 수직앵글(21)의 상부에 의해 벌어지는 것을 방지할 수 있도록 PDF패널(10)의 측면에 앵글관통용홈(13)을 형성하게 된다(도 5 참조).

상기 앵글관통용홈(13)은 수직앵글(21)의 상부두께만큼의 깊이로 PDF패널(10)의 측면에 형성되는데, 예컨대 가공용이성 등을 위하여 상기 PDF패널(10)의 꼭짓점 측에 형성될 수 있다(도 5 참조).

따라서 본 발명의 실시예에 따르면, 앵글관통용홈(13)에 수직앵글(21)의 상부가 수용 설치됨으로써, 물탱크의 상부에 배열된 PDF패널(10)의 이음부가 서로 이격되지 않고 밀착될 수 있어 예컨대, 용수가 저장되는 담수공간으로 이물 등이 침투하는 것을 방지할 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 앵글조립체(20)는 물탱크의 내부에 형성되어 용수가 저장되는 담수공간에 수직방향으로 기립 설치되며, 하부와 중부는 직각으로 절곡 형성되고, PDF패널(10)의 측면과 면접하는 상부는 일자(-) 형태인 수직앵글(21)과 상기 수직앵글(21)에 각기 용접되어 PDF패널(10)을 지지 및 고정하는 제1,2서포트앵글(22,23) 및 상기 제2서포트앵글(23)을 지지하는 스테이앵글(24)을 포함한다.

상기 수직앵글(21)은 직각으로 절곡 형성되는 제1,2지지부(21a,21b)로 구성되되, 상기 제1지지부(21a)의 상단은 제2지지부(21b)의 상단보다 상대적으로 길게 형성되는데, 이를 수직앵글(21)의 상부로 지칭하게 된다(도 1 및 2 참조).

이러한 수직앵글(21)은 예컨대, 담수공간을 구성하는 물탱크의 바닥프레임(Base Frame)에 용접되어 일체화됨으로써, 수직방향으로 기립 설치되는데, 상기 바닥프레임에 용접되는 부위를 하부로 지칭하게 된다.

상기 제1서포트앵글(22)은 수직앵글(21)의 상부 일면에 수평방향으로 용접되어 PDF패널(10)의 하부를 지지하게 된다. 이러한 제1서포트앵글(22)은 등변ㄱ형강 또는 부등변ㄱ형강으로 실시될 수 있다(도 1 및 2 참조).

즉 제1서포트앵글(22)은 수직의 제1서포트부(22a) 및 상기 제1서포트부(22a)의 상단에 직각으로 절곡 형성된 수평의 제2서포트부(22b)로 구성되어 상기 제1서포트부(22a)가 수직앵글(21)의 상부 일면에 용접되어 일체화되고, 제2서포트부(22b)가 PDF패널(10)의 하면에 밀착되어 지지하게 된다(도 4 참조).

상기 제2서포트앵글(23)은 PDF패널(10)을 사이에 두고 제1서포트앵글(22)의 반대편에 배치되는데, 등변ㄴ형강 또는 부등변ㄴ형강으로 실시될 수 있다(도 4 참조).

구체적으로 수직의 제3서포트부(23a) 및 상기 제3서포트부(23a)의 하단에 직각으로 절곡 형성된 수평의 제4서포트부(23b)로 구성되어 상기 제3서포트부(23a)가 수직앵글(21)의 상부 일면에 용접되어 일체화되고, 제4서포트부(23b)가 PDF패널(10)의 상면에 밀착되어 고정하게 된다.

상기 스테이앵글(24)은 제2서포트앵글(23)과 교차방향으로 배치되어 상기 제2서포트앵글(23)을 지지할 수 있도록 수직앵글(21)의 중부 일면에 용접 설치된다. 이러한 스테이앵글(24)은 등변ㄱ형강 또는 부등변ㄱ형강으로 실시될 수 있다(도 3 참조).

즉 상기 스테이앵글(24)은 수직앵글(21)에 중부 일면에 용접되어 일체화되는 수직의 제1받침부(24a) 및 상기 제1받침부(24a)의 상단에 직각으로 절곡 형성된 수평의 제2받침부(24b)로 구성된다.

따라서 본 발명의 실시예에 따르면, 지진동이나 물탱크에 충격발생시 상향 물 하중인 슬로싱 현상에 PDF패널(10)이 앵글조립체(20)에 의해 저항하게 되는데, 이는 상부의 활하중에 대해서는 각각 X 방향 및 Y 방향으로 배치되는 제2서포트앵글(23)과 스테이앵글(24)이 지지하게 되며, 지진하중에 대해서는 제1서포트앵글(22)이 지지하여 내진하게 된다.

즉 결과적으로 수직앵글(21)과 제1,2서포트앵글(22,23) 및 스테이앵글(24)을 포함하는 앵글조립체(20)를 통해 물탱크 상판인 PDF패널(10)을 내진하여 보호함으로써, 물탱크의 내진 관련 신뢰성을 효과적으로 향상시킬 수 있게 된다.

이상 본 발명을 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 물탱크 상판의 내진구조는 이에 한정되지 않는다. 그리고 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다", 또는 "가지다", 등의 용어는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 해당 구성요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 하며, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다.

또한, 이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형 가능하다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: PDF패널 11: 내부공간
12: 격벽 13: 앵글관통용홈
20: 앵글조립체 21: 수직앵글
21a: 제1지지부 21b: 제2지지부
22: 제1서포트앵글 22a: 제1서포트부
22b: 제2서포트부 23: 제2서포트앵글
23a: 제3서포트부 23b: 제4서포트부
24: 스테이앵글 24a: 제1받침부
24b: 제2받침부

Claims

물탱크의 상판으로 이용하는 PDF패널(10)이 슬로싱 현상에 저항할 수 있도록 상기 물탱크의 상부에 배열되는 각각의 PDF패널(10)을 앵글조립체(20)로 내진하는 물탱크 상판의 내진구조에 있어서,
상기 앵글조립체(20)는 물탱크의 내부에 형성되어 용수가 저장되는 담수공간에 수직방향으로 기립 설치되며, 하부와 중부는 직각으로 절곡 형성되고, PDF패널(10)의 측면과 면접하는 상부는 일자(-) 형태인 형강으로 구성된 수직앵글(21);
상기 수직앵글(21)의 상부 일면에 수평방향으로 용접되어 PDF패널(10)의 하부를 지지할 수 있도록 ㄱ형강으로 구성된 제1서포트앵글(22);
상기 수직앵글(21)의 상부 일면에 수평방향으로 용접되어 PDF패널(10)의 상부를 고정할 수 있도록 ㄴ형강으로 구성된 제2서포트앵글(23); 및
상기 제2서포트앵글(23)과 교차방향으로 배치되어 제2서포트앵글(23)을 지지할 수 있도록 ㄱ형강으로 구성되어 수직앵글(21)의 중부 일면에 수평방향으로 용접된 스테이앵글(24);
을 포함하는 물탱크 상판의 내진구조.
청구항 1에 있어서,
상기 PDF패널(10)은 가열 및 압출성형에 의해 내부공간(11)이 마련되고, 상기 내부공간(11)에 격벽(12)이 배열 형성되어 제조된 것을 특징으로 하는 물탱크 상판의 내진구조.
청구항 2에 있어서.
상기 PDF패널(10)은 수직앵글(21)의 상부와 면접하는 측면에 상기 수직앵글(21)의 상부두께만큼의 깊이로 앵글관통용홈(13)이 형성되어 상기 앵글관통용홈(13)에 수직앵글(21)의 상부가 수용 설치된 물탱크 상판의 내진구조.
청구항 1에 있어서,
상기 제1서포트앵글(22)과 스테이앵글(24)은 각각 등변ㄱ형강 또는 부등변ㄱ형강으로 구성된 것을 특징으로 하는 물탱크 상판의 내진구조.
청구항 1에 있어서,
상기 제2서포트앵글(23)은 등변ㄴ형강 또는 부등변ㄴ형강으로 구성된 것을 특징으로 하는 물탱크 상판의 내진구조.