KR20080073561A

KR20080073561A - 패널 조립식 물탱크와 그 설치 방법

Info

Publication number: KR20080073561A
Application number: KR1020070012302A
Authority: KR
Inventors: 임옥서; 양순호
Original assignee: 임옥서
Priority date: 2007-02-06
Filing date: 2007-02-06
Publication date: 2008-08-11

Abstract

본 발명의 물탱크 및 그 조립 방법에 관한 것으로, 본 발명의 물탱크는 물탱크의 상면을 형성하는 천정부, 바닥면을 형성하는 바닥부 및 측면을 형성하여 횡압을 지지하는 측벽부로 이루어진 물탱크에 있어서, 상단과 하단에 "ㄷ" 자 형상의 절곡부가 각각 형성된 절곡판;과 상기 절곡부 사이로 절곡판 양측에 구비되는 각관; 및 상기 각관 위로 절곡판의 상면과 하면에 결착되는 전면판;을 포함하여 이루어진 패널을 다 수개 결합하여 측벽부를 형성하되, 상기 전면판이 내부를 향하도록 조립되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성 및 특징을 가지는 본 발명의 물탱크는 종래의 물탱크에 비하여 횡압에 대한 구조적 강도가 강하므로, 비싸고 복잡한 수조 내부 보강 구조물을 별도로 설치할 필요가 없어지므로 비용절감 및 유지 관리 측면에 있어서 매우 탁월한 효과가 있으며, 조립 및 설치시간이 단축되는 효과가 있다. 또한, 패널의 외부 및 내부에 보강재를 부착하기 용이한 구조로서 심재 및 충진재를 주입하여 경량이지만 구조적으로 강도가 강한 물탱크를 제공한다.

물탱크, 수직빔, 각관, 절곡판, 외부 보강

Description

패널 조립식 물탱크와 그 설치 방법{Water tank assembling panel and constructing method thereof}

도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 패널에서 전면판이 분리된 모습을 나타내는 참고도,

도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 패널의 전면 분해사시도,

도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 패널의 배면 분해사시도,

도 4 는 다른 실시예에 따른 패널에서 전면판이 분리된 모습을 나타내는 참고도,

도 5 는 패널의 결합 모습을 나타내는 사시도,

도 6 은 이웃하는 패널의 접합면이 어긋나게 적층되는 모습을 나타내는 사시도,

도 7 은 A-A 의 단면도,

도 8 은 수직빔이 구비된 부분의 단면도,

도 9 는 패널의 배면 결합 모습을 나타내는 사시도,

도 10 은 패널의 모서리부분의 결합 모습을 나타내는 단면도,

도 11 은 본 발명의 물탱크 내부에 분리벽을 설치한 모습을 나타내는 단면도,

도 12 는 본 발명의 실시예에 따른 물탱크의 사시도,

도 13 은 B-B 의 단면도,

도 14 는 본 발명의 실시예에 따른 물탱크의 구조해석 화면을 나타내는 참고도.

**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**

10 : 패널 11 : 전면판

12 : 절곡판 13 : 각관

14 : 충진재 15 : 심재

16 : 지지편 32 : 지수판

33 : 덮판 35 : 수밀캡

41 : 수직빔 43 : 스터드볼트

60 : 수직보강재

본 발명은 물탱크 내부에서 작용하는 횡압에 대하여 더 큰 내구력을 가지는 물탱크에 관한 것으로 더욱 상세하게는 저가의 내식성 금속과 고가의 고내식성 금속을 접합하여 제작되는 패널들을 조립연결하여 측벽부를 구성하는 물탱크에 관한 것이다. 이와 같은 물탱크는 제조 원가가 낮으며 구조적으로 강화된다.

각 부분품의 제작 방법은 금형을 이용한 프레스 방법이나 일반적 철골 형강을 사용하지 않고 금속 박판을 절곡하여 내부 공동 구조를 형성시키고 경량화된 자재 내부에 보강재로 보강하는 공법을 사용한다. 이는 압축 강도가 강한 허니컴 구조와 동일 하며 교량등에 사용하는 공법이다. 그러나 또한 본 발명은 휨 강도를 증가 시키기 위하여 모든 경량 구조체 구성 자재는 내부에 휨에 강하도록 압축 강도가 매우 뛰어난 경량 충진재를 각각의 공간에 금속과 충분 하게 접착 충진 시켜 횡압에 대응하도록 한다.

이는 금형 개발에 대한 투자 비용이 없어 초기 투자 비용이 거의 없고 누구나 절곡하여 제작이 가능하므로 보급성이 매우 우수하다. 또한 금속 재료의 사용량을 줄이고 구조 강도를 증가시키는 효과는 사용 금속의 전체적 무게를 줄여 경제적인 효과도 얻을 수 있다. 또한, 힘을 지지하는 부분과 담수와 맞닿는 부분에 사용되는 금속 재료를 분리 사용함으로서 패널 제작단가를 더욱 절감하였다.

한편, 통상적으로 물탱크는 주택, 빌딩, 병원 학교 등과 같이 용수를 소비하는 장소에 필수적으로 구비된다. 물탱크는 철근 콘크리트, 스테인레스, SMC, PDF 등등 다양한 형태로 제작되고 있으며, 그에 따른 최대 담수용량 및 제작비용 등이 상이하다.

철근 콘크리드 물탱크는 구조적으로 안정적이며 가장 오래 사용된 형태이다. 대규모 배수지나 일부 아파트에 시공이 되고 있으나 크랙 발생으로 인한 누수 및 저수된 용수의 하중으로 인한 지반 침하 등 많은 문제점이 발생 된다. 스테인레스 물탱크는 외관이 미려하고 누수확인이 용이한 특징이 있으나 내부에는 복잡한 보강 재의 설치가 필수이며 제작단가가 비싸다는 문제점이 있다. SMC 물탱크는 내부보강이 스테인레스 보다 적으나 타격에 약하고 유리섬유인 폐자재의 처리가 용이하지 못하다. PDF 물탱크는 구조적으로 누수 확인이 힘든 구조이며, 외부 보강구조체와 내부 보강구조체가 추가로 필요하고, 보강구조체 내부 담수부분에 폴리에틸렌 시트 라이닝을 하는 것에 있어서 수 많은 수동 융착 부분이 발생되므로 수밀성 관리에 있어서 문제점이 발생될 요인이 매우 많다.

이와 같이 물탱크는 다양한 제작 형태에 따라 그 장단점이 있다. 따라서, 시공자는 담수용량이나 예산, 설치장소, 주변환경 등을 고려하여 물탱크의 형태를 결정하게 된다.

더욱이, 지금까지의 스테인레스 용접 방법이나 볼트 조립식인 SMC ,스테인레스 패널 등의 조립식 물탱크는 일차적으로 금형이 필요하여 각각의 회사마다 중복 투자가 되는 문제점이 있었다. 또한, 값비싼 재료를 사용해야 하고 유지 관리가 어려운 내부 보강재가 복잡하게 설치되며, 설치의 융통성이 좋지 못하였다.

따라서, 기존 물탱크의 단점을 보완하고 각각의 장점만을 취합하도록 새로운 형태의 물탱크 즉, 수밀성 확보가 쉽고 경제적이며 견고한 구조를 가지는 물탱크가 절실히 필요한 상황이다.

이에 본 발명은 물탱크의 선택에 있어서 중요 사항인 구조적 안정성, 수밀 성, 기계적 내구성, 화학적 내식성, 누수확인의 용이성, 작업의 용이성, 보수 유지의 편리성, 자재의 재활용성 등 더욱 향상시킨 물탱크를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 물탱크는 구조적으로 강화된 반면, 제조원가는 최소한으로 사용되고, 유지관리와 시공이 용이한 물탱크를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 물탱크의 상면을 형성하는 천정부, 바닥면을 형성하는 바닥부 및 측면을 형성하여 횡압을 지지하는 측벽부로 이루어진 물탱크에 있어서, 상단과 하단에 "ㄷ" 자 형상의 절곡부(12a, 12b; 도3 참조)가 각각 형성된 절곡판(12);과 상기 절곡부 사이로 절곡판(12) 양측에 구비되는 각관(13); 및 상기 각관(13) 위로 절곡판(12)의 상면과 하면에 결착되는 전면판(11);을 포함하여 이루어진 패널(10)을 다 수개 결합하여 측벽부를 형성하되, 상기 전면판(11)이 내부를 향하도록 조립되는 것을 특징으로 한다. 이와 같은 구성을 가지는 물탱크는 각관(13)이 구비되어 조립을 더욱 용이하게 하는 효과가 있으며 대량 생산이 가능하여 생산비용 절감의 효과가 있으며, 전용 금형이 필요치 않아 대량 생산이 가능하여 보급성이 우수하며 생산비용 절감의 효과가 있다.

상기 각관(13) 사이로 절곡판(12)에 심재(15)가 적재되고 절곡부에는 지지편(16)이 부설되어 패널(10)의 기계적 강도를 더욱 증가시킨다.

상기 패널(10)들의 접합면에는 실링제가 도포되어 수밀성을 확보하고, 이웃 하는 패널들의 접합면에는 지수판과 덮판이 부착되어 수밀성을 더욱 증대시킨다.

상기 심재(15)의 내부에는 충진재(14)가 주입되어 본 발명의 패널은 더 큰 횡압을 지지할 수 있다. 상기 충진재(14)는 비용이 저렴하고 매우 견고하게 응고되는 실리카벌룬인 것이 바람직하다. 상기 실리카벌룬은 응고 후, 압축 강도가 콘크리트 이상이며 심재(15)와 더욱 강하게 접착되어 철근 콘크리트와 유사한 강도를 가진다.

한편, 측면으로 이웃하는 패널의 접합면이 어긋나게 적층되어 구조적으로 더 큰 횡압을 지지할 수 있다. 즉, 패널의 접합면을 어긋나게 적층 구성하여 접합면이 상하에 적층된 패널들의 중단에 위치하도록 하여 구조적으로 보강을 받게 한다. 따라서, 더욱 횡압에 강하게 대응할 수 있다.

그리고, 상기 측벽부의 외부에는 수직빔(41)이 부착 설치되어 물탱크은 더욱 안정되게 설치고, 상기 측벽부에 형성되는 모서리 부분에서 수밀성을 확보하고 구조적으로 더욱 안정될 수 있도록 수직보강재(60)가 더 설치된다. 아울러, 상기 수직보강재(60)를 더욱 보강하기 위하여 수직보강재(60)의 표면에 원형보강판(91)이 더 구비될 수 있다.

본 발명의 물탱크는 통상의 물탱크와 같이 내부에 분리벽(80)이 구비될 수 있으며, 바닥부의 수밀성을 확보하기 위하여 설치된 바닥부를 구성하는 접판(6) 위로 우레탄 수지가 도포되고 스테인레스판이 부착된다. 또한, 상기 분리벽(80)도 접판(81)을 연결하여 형성되므로 조립이 용이하다.

아울러, 본 발명을 물탱크의 설치 방법 또한 제공한다. 본 발명에 따른 물탱 크의 설치 방법은, 물탱크의 설치 방법에 있어서 기초콘크리트(100) 위로 바닥부를 구성하는 단계(S1);와 상기 하벽부 위로 패널(10)들을 결합하여 측벽부를 구성하는 단계((S2); 및 상기 측벽부 위로 천정부를 구성하는 단계(S4);를 포함하여 이루어지며, 상기 측벽부를 이루는 패널(10)들은 접합면이 엇걸려 적층되도록 하여 측벽부가 더 큰 횡압에도 견딜 수 있도록 한다.

그리고, 기초콘크리트(100)와 바닥부 사이에는 지지관(90)이 설치되어 물탱크가 외부 충격에서 완충될 수 있도록 한다. 또한, 측벽부를 구성 후 분리벽(80)이 설치되는 단계(S3)를 더 포함된다.

상기 측벽부를 이루는 패널(10)들은 스터드용접으로 결합되어 조립 시간이 단축되며, 스터드볼트가 설치된 천공부분의 수밀성을 확보한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세히 설명하도록 한다.

도 1 내지 도 3 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 실시되는 패널(10)은 절곡판(12), 심재(15), 각관(13) 및 전면판(11)으로 구성된다. 상기 절곡판(12)은 상단과 하단에 "ㄷ" 자 형태로 절곡된 부분인 절곡부(12a, 12b)를 가진다. 상단과 하단의 절곡부는 동일면을 향하도록 절곡되어 있으며, 절곡부 사이에는 심재(15)와 두 개의 각관(13)이 안착된다. 두 개의 각관(13)은 심재(15)의 양측면에 위치하도록 안착되어 패널(10)의 양측을 보강한다. 전면판(11)은 상단과 하단에서 절곡되어 있으며 심재(15)와 각관(13)을 밀패하도록 절곡된 부분이 절곡판(12)의 상면과 하면에 부착된다.

상기 절곡판(12)과 각관(13)은 일반적인 내식성을 갖고 있으나 가격이 저렴한 아연도강판이나 스테인레스430, 또는 일반 스틸재에 방청처리한 강판인 것이 바람직하다. 그리고, 물탱크의 위치에 따라서 sts430, sts304, 429J4L 과 같은 다양한 스테인레스를 사용할 수 있다. 즉, 물탱크 내에서 담수와 직접 맞닿지 않는 측벽부의 상부는 가격이 저렴한 아연도강판으로 제작하고 담수와 맞닿게 되는 중단부와 하단부는 내식성이 더욱 뛰어한 sts430 또는 sts304 스테인레스강 등으로 제작될 수 있다. 상기 전면판(11)은 담수와 직접적으로 맞닿으므로 우수한 내식성을 가지는 sts444 또는 sts429J4L 스테인레스강인 것이 바람직하다. 또한, 상기 전면판(11)의 배면은 절곡판(11)에 의해 담수에서 발생하는 횡압을 지지받으므로, 가능한 얇게 제작될 수 있으며 그 두께가 약 0.3mm 내지 1mm 인 것이 바람직하다.

상기 심재(15)는 다 수개의 판이 가로 세로 방향으로 연결되는 구조로서 양측의 놓여지는 각관(13)들 사이에서 절곡판(12)의 전면에 놓여지게 된다. 이와 같은 특징을 가지는 심재(13)는 패널(10)의 강도를 더욱 증가시키고 횡압을 분산시키도록 한다. 또한, 더욱 큰 용량의 물탱크를 제작할 경우, 패널(10)의 강도를 더욱 증가시키기 위하여 심재 내부에 충진재(14)를 주입한 후 응고시켜 사용할 수 있다.

상기 충진재(14)는 비중이 1 이하의 경량이고 응고 후 압축강도가 높은 실리카 벌룬(silica balloon)인 것이 바람직하다. 상기 실리카 벌룬은 규산(SiO₂) 및 산화 알루미늄(Al₂O₃)이 주요 성분으로 경량성, 단열성, 방음성, 차단성 및 기계적 강도가 우수하여 다양한 분야에서 사용되고 있다.

또한, 본 발명의 패널(10)은 크기에 있어서 별도의 규격에 구애받지 않으나, 생산이 용이하도록 길이 또는 높이를 규격화하여 제작하는 것이 바람직하다. 즉, 도 4 에 도시된 바와 같이 길이를 달리하여 제작할 수 있으며, 심재(15)의 형태 또한 하니컴 구조와 같이 다양한 모양으로 형성하는 것이 가능하다. 상기 패널의 크기는 시판되는 금속 재료의 규격(즉, 스테인레스 롤 또는 아연도금판 롤의 규격)에 부합하도록 높이는 800mm 두께는 100mm 폭은 약 2 m 내지 5 m 인 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 패널(10)은 결합시 수밀성을 확보하기 위하여 상면과 하면 그리고 양측면에 음용수 조건에 적합함 무용제 타입의 자기 경화형 우레탄 또는 에폭시 계열의 실링제를 도포하여 결합된다. 상기 실링제는 수밀성을 확보함과 동시에 패널을 결합시키는 접착제 기능을 한다. 그리고, 도 5 와 도 6 에 도시된 바와 같이, 전면 결합부분에 지수판(22, 32)과 덮판(23, 33)이 설치되어 이중 수밀 구조를 가지게 된다.

본 발명의 패널을 결합하는 내부보강의 방법으로 첫 번째 보강수단(20)은, 도 5 에 도시된 바와 같이, 측방향으로 이웃하는 패널들의 접합면이 수직으로 연속하여 연결되도록 결합한다. 따라서, 지수판(22)과 덮판(23)은 양측으로 적어도 두 쌍 이상의 패널들을 결합하므로 후술되는 두 번째 방법과 대비하여 제작 기간 및 비용이 단축되는 효과가 있다.

그리고, 두 번째 보강수단(30)으로, 도 6 에 도시된 바와 같이, 측방향으로 이웃하는 패널들의 접합면이 상하로 위치하는 다른 패널들의 접합면과 어긋나게 적층시키는 결합 방법이다. 이와 같은 결합 방법은 횡압을 분산하기 위해 맞물린 형 태로 제작되는 벽돌 쌓는 방법과 유사한 구조로서 첫 번째 방법에 대비하여 구조적으로 더욱 안정된 형태를 가지게 된다. 따라서, 담수용량이 증가하여 패널이 적어도 4 단 이상으로 적층되야 할 경우 이와 같은 보강수단(30)을 가지는 것이 바람직하다.

상기 덮판 및 지수판의 결합구조는 도 6 A-A 선의 단면도인 도 7 에 상세히 나타난다. 도 7 을 참조하면, 측방향으로 이웃하는 패널(10)은 실링제가 도포되어 각관(13)이 맞닿도록 서로 부착되어 있다. 전면판(11)을 관통하여 좌우의 각관(13)에 스터드볼트(31)가 각각 고정된다. 상기 스터드볼트(31) 위로 도 6 에 나타난 바와 같이 지수판(32)과 덮판(33)이 차례대로 결합되고 너트(34)로 고정된다. 그리고, 너트(34) 위로 수밀캡(35)을 씌어 너트(34)의 풀림을 방지함과 동시에 녹 발생을 방지한다. 참고적으로, 도 6 에 나타난 두 번째 보강수단(30)은 서로 이웃하는 양측의 패널들의 각관(13) 뿐만 아니라, 상하로 적층된 패널들의 절곡부에도 고정된 형태이다. 절곡부에도 지수판(32)과 덮판(33)을 고정할지의 여부는 선택사항으로 더욱 견고한 구조를 가지도록 이와 같은 구조가 바람직하다. 한편, 도 5 에 나타난 첫 번째 보강수단(20)의 단면 또한 도 7 의 단면과 동일한 형태를 가진다.

아울러, 상기 스터드볼트(31)의 고정방법으로는 리벳방식도 가능하나 제작 기간을 단축하고 천공 부분에 틈이 발생되지 않는 스터드용접과 같은 아크용접이 바람직하며, 전면판(11)이 충분한 두께를 가지고 있는 경우 관통하지 않고 전면판(11)에 부착될 수도 있으나 더욱 견고히 고정되도록 각관(13)에 고정되는 것이 바람직하다. 또한, 스터드볼트의 천공시 틈이 발생하지 않도록 실링제가 충분히 도 포되어야 한다.

그리고, 상기 덮판(23, 33)은 스테인레스강으로 제작되어 도면과 같은 플레이트 타입은 물론이고 후술되어질 수직빔과 같은 기둥 구조로 변형이 가능하므로 물탱크의 구조적 강도를 증대시킨다. 그리고, 지수판(22, 32)은 기존 물탱크에서 수밀성 확보를 위해 사용되는 공지의 합성수지재로 제작된다. 아울러, 스터드볼트(21, 31)와 너트(24, 34) 또한 내식성을 가지도록 스테인레스강으로 제작되고 수밀캡(25, 35)은 음용수 조건을 만족하는 합성수지재로 제작되는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에서 내부보강(20, 30)은 세로방향으로만 형성되어 있으나 패널(10) 접합면의 가로방향으로 형성되는 것도 가능하며, 두 가지 모두 사용하는 것 또한 가능하다.

본 발명의 외부보강(40)도 패널에 고정하기 용이하도록 각관(13)이 위치하는 패널(10)의 접합면에 덮판(33)과 대향하여 설치된다. 도 8 을 참조하면, 내부 공간부(42)가 형성되도록 절곡 가공된 수직빔(41)은 절곡판(12)을 관통하여 각관(13)에 고정된 스터드볼트(43)와 너트(44)로 고정된다. 수직빔(41)과 절곡판(12) 사이에는 덮판(45) 또는 지수판(미도시) 중 하나가 삽입되거나 두 개 모두 삽입된다. 상기 수직빔(41)과 덮판(45)은 도 12 에 도시된 바와 같이 측벽부와 동일한 높이이거나 이상의 높이를 가지며, 담수량과 물탱크의 크기 및 규격에 따라서 설치되는 간격이 달라진다. 또한, 패널(10)이 도 6 에 도시된 바와 같이 접합면이 어긋나게 적층되는 경우 홀수층에만 또는 짝수층에만 부분적으로 고정되는 것이 바람직하다. 아울러, 상기 수직빔(41)의 내부공간부(42)에는 충진재가 주입될 수 있다. 또한, 전술 한 바와 같이, 보강수단(20, 30)의 덮판(23, 33)을 수직빔(41)과 같은 형상으로 제작하고 충진재를 주입하여 더욱 큰 횡압을 견딜 수 있도록 제작하거나, 덮판(23, 33)과 같이 수직빔(41)을 물탱크 내부에 설치하는 구성 또한 가능하다.

도 9 는 패널(10)의 배면 결합 모습을 나타내는 사시도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 상하로 적층되는 패널(10)은 각각의 절곡부 하면과 상면에서 볼트(51)와 너트(52)로 고정되거나 리벳 등으로 고정된다. 물론, 전술한 바와 같이 고정되기 이전에 접합면에는 실링제가 도포되어 수밀성이 확보되어 있다. 또한, 상기 볼트(51)와 너트(52)는 도면에 도시된 바와 같이, 지그재그로 설치되어 수밀성과 굽힘강도를 동시에 더욱 증대시켰다.

도 10 은 패널(10)의 모서리부분의 결합 모습을 나타내는 단면도이다. 도면과 같이, 패널들이 수직으로 만나게 되는 부분 즉, 모서리부분은 내외 측으로 직각덮판(61, 64)을 부착하여 결합한다. 담수와 맞닿게 되는 내측 직각덮판(64)은 전술한 바와 유사하게 직각지수판(65)과 같이 스터드볼트와 너트로 고정하고 수밀캡(35)을 씌어서 방수되도록 한다. 그리고, 외측 직각덮판(61)으로 두 패널의 측면에 위치하는 각관(13)에 각각 고정한다. 물론, 외측의 직각덮판(61) 또한 직각수지판을 보강할 수 있다. 그리고, 직각의 두 날개를 가지는 수직보강재(60)를 각각의 패널(10)의 각관(13)에 고정한다. 이와 같은 모서리 부분은 직각덮판(61, 64) 및 직각지수판(65)에 실링제를 직접 도포하여 수밀성을 확보하며 스터드볼트(62) 및 너트(63)를 더욱 촘촘하게 설치하여 더욱 견고하게 설치하도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 수직보강재(60)의 외부에 원형보강판(91)을 부착하여 수직보강재(60)의 굽힘 강도를 더욱 증가시킬 수 있다.

도 11 은 물탱크 내부에 분리벽(80)이 설치될 경우 그 모습을 나타내는 단면도이다. 분리벽(80)은 물탱크 구성에 있어서 선택사항이다. 물탱크가 하나만 설치되 있는 경우, 물탱크의 내부 청소나 비상시를 위하여 물탱크의 공간을 나눌 목적으로 설치된다. 도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 분리벽(80)은 이웃하는 패널(10)들 사이에 지지빔(70)을 부설하고 상기 지지빔(70)에 분리벽(80)이 부착되는 구성을 가진다. 상기 지지빔(70)은 이웃하는 패널들 사이의 외부에서 양측의 각관(13)과 직각덮판(75)을 이용하여 각각 결합되고, 동시에 양측에 전면판(11)과 동일 평면을 이루도록 연결된다. 한편, 수밀성을 유지하도록 상기 지지빔(70) 양측의 각관(13)에 덮판(73)과 지수판(72)을 밀착시키고 스터드볼트와 너트로 고정한다. 물론, 지지빔(70)과 패널의 접합부분에도 실링제가 도포되는 것이 바람직하다. 상기 덮판(73) 위로 지수판(74)이 부착되고 분리벽(80)은 지지빔(70)과 결합된다.

상기 지지빔(70)은 도면에 표시된 것과 같이 외부로 돌출되는 두 개의 날개가 구비되어 물탱크 내부에서 발생하는 횡압을 더욱 견고히 지지할 수 있으며 직각덮판(75)과의 결합을 용이하게 하도록 구성된다.

상기 분리벽(80)은 도 12 의 원 안에 표시된 접판과 같이 사각형판의 네 측변에 직각의 날개편이 각각 형성된 접판(81)을 연속하여 결착하여 구성한다. 즉, 상하좌우로 이웃하는 접판(81)들을 스터드볼트와 너트를 이용해 필요한 크기만큼 결착하여 분리벽(80)의 일면을 만들고 이를 도면과 같이 두 개가 면접합하도록 접합시켜 분리벽(80)을 제작한다. 도면에서 표시되지 않은 분리벽(80)의 타측 또한 지지빔(70)이 형성되어 고정된다. 아울러, 이러한 접판 사이에 보조지지빔(78)을 부설하여 분리벽(80)이 더 큰 횡압을 지지할 수 있도록 한다. 또한, 분리벽(80)에 설치되 스터드볼트 또한 담수와 직접 맞닿게 되므로 수밀캡(35)이 씌워 보호한다.

도 12 는 본 발명의 실시예에 따른 물탱크의 사시도이다. 본 발명의 실시예에 따른 물탱크는 기초콘크리트(100) 상측으로 지지관(90)의 상면에 설치된다. 상기 지지관(90)은 바닥부에 가해지는 하중인한 물탱크의 파손을 방지하기 위한 것으로 기계적 강도가 높은 금속으로 제작하는 것이 바람직하다.

상기 물탱크의 측벽부는 전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 패널들을 접합하여 형성하고 외부보강(40) 및 내부보강(20, 30)의 설치와 함께 모서리부분을 연결하여 시공된다. 추가적으로, 상기 수직보강재(60) 외측으로 원형보강판(91)이 설치되어 구조적으로 더욱 큰 힘을 견딜 수 있도록 한다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 물탱크의 천정부 및 바닥부는 분리벽(80)을 구성하는 접판, 즉, 원 안에 표시된 형상과 같은 접판을 다 수개 연결고정하여 설치된다. 단, 도 13 에 나타난 바와 같이, 바닥부를 구성하는 접판(6)은 볼트 및 너트가 담수되지 않은 면을 향하여 설치하되 큰 힘을 견딜 수 있도록 전술한 바와 같은 스터드볼트 보다 직경이 큰 볼트, 너트로 고정하는 것이 바람직하다. 그러나, 천정부는 큰 하중을 받지 않으므로, 천정부를 구성하는 접판(5)은 보다 직경이 작은 볼트, 너트를 사용하거나 설치되는 수를 줄여서 시공 시간을 더 줄이는 것이 바람직 할 것이다. 물론, 종래에 공지된 패널을 결합하여 설치하는 것도 가능하다. 또한, 천정부 및 바닥부의 외부에는 세로결합부재(92)와 가로결합부재(93)를 설치 하여 수직빔(41)이 더욱 견고하게 고정되도록 한다.

그리고, 바닥판의 수밀성은 스테인레스판(8)을 부착하여 확보한다. 도 13 에 나타나는 바와 같이, 바닥판을 구성하는 접판(6)들 위로 우레탄 수지를 도포하여 수밀층(7)을 형성하고 그 위로 스테인레스판(8)을 부착한다.

도 14 는 본 발명의 실시예에 따른 측벽부의 구조해석 결과를 나타낸다. 단위 패널들을 다 수개 결합하여 제작하는 방식의 물탱크인 스테인레스, SMC, PDF 물탱크의 측벽부는 담수의 횡압력으로 인한 최대 변위가 외부,내부 보강을 하여 통상적으로 물탱크 높이(최대 담수 높이는 물탱크 높이의 80%)의 1% 변형을 허용 기준 으로 한다. 도 14는 폭 10m,담수 높이(물탱크 높이 5.76m) 4.8m로 하여 시뮤레이션을 한 결과 이며.내부 보강은 하지 않고 외부 보강 구조로 예상 최대 변위가 16.3mm로 일반적인 조립식 물탱크의 1/3정도의 변형으로 횡압으로 인한 외부변형이 감소한다는 것을 알 수 있다.

본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

상기와 같은 구성 및 특징을 가지는 본 발명의 물탱크의 효과는 다음과 같 다.

첫째, 물탱크 측면은 동일한 규격을 가지는 패널이 결합되어 이루어지므로 생산 비용이 절감되며 설치가 용이하다.

둘째, 상기 패널은 내부가 빈 각관이 구비되어 측 방향 결합을 더욱 용이하게 한다.

셋째, 패널 내부 심재에는 충진재가 주입되어 기계적 강도를 더욱 향상시킨다.

넷째, 측 방향으로 이웃하는 패널을 어긋나게 결합하여 횡압의 내구력을 더욱 증대시킨다.

다섯째, 외부 보강을 강화하여 복잡한 내부 보강이 필요하지 않으므로 유지관리가 용이하다.

여섯째, 상기 패널은 재질이 상이한 두 금속판을 접합하여 이루어지므로 기계적 강도 및 화학적 내식성을 증대시킬 수 있다.

일곱째, 조립식으로 설치되고 구성이 간단하여 다양한 장소에서 설치가 용이하다.

종합하면, 가격이 저렴한 내식성 금속을 구조체(절곡판)로 구성하고 가격이 고가인 고내식성 금속(전면판)은 담수부로 분리 구성하여 제조 원가의 절감과 구조체의 기계적 강도를 향상 시켰고, 그로 인한 구조체의 기계적 강도의 증가는 고내식성의 보강재가 필요한 물탱크 내부의 보강재를 획기적으로 줄여 원가 절감효과가 발생한다. 아울러, 내부 보강재의 획기적인 제거는 물탱크의 유지 관리에 매우 큰 간편함을 갖게 하여 청결성 유지를 용이하게 하였다. 일반적인 패널 타입의 용접 및 조립식 물탱크는 내부 보강구조가 매우 복잡 하여 작업자의 작업이 쉽지 않았다. 또한, 패널의 접합면을 어긋나게 결합하여 횡압에 대한 대응력을 더욱 증대시켰다. 본 발명에 따른 물탱크는 재질이 상이한 두 금속판을 입체적으로 접합하여 이루어지므로 기계적 강도 및 화학적 내식성을 더욱 증대시킬 수 있다. 즉, 전면판을 티타늄으로 변경하고 내화학성이 강한 실링재를 사용하면 경제적으로 저렴하고 기계적 강도 또한 우수한 화학 탱크로도 변경 사용이 가능하다.

또한, 물탱크 외부와 내부 벽면과 ,바닥이 완전 평면임으로 이중 접착 실링이 가능하여 담수 높이가 매우 높고 구조적인 변경이 필요한 경우 내부 보강을 용이하게 추가할 수 있다. 그리고, 볼트 조립식 물탱크로서 다각형으로 구성 가능 하다. 또한 도류벽 및 분리벽 구성이 용이 하며,실리카 벌룬 수지를 충진한 구조체 및 내부, 외부 보강은 종래의 조립식 물탱크 구조에 비하여 1/20-1/30의 무게로 대단위 배수지등을 구성할 수가 있다. 또한 대규모 배수지에 많이 적용이 되는 스테인레스 용접식 다중 격벽 원형 물탱크에 비하여 구조적 사용의 편의성과 경제성이 매우 우수 하다.

본 발명은 절곡 가공으로 입체적 구조를 형성시켜 내압 구조를 구성하여 형성된다. 일반적인 용접 또는 볼트 조립식 물탱크 패널은 2차원적인 단순 패널로 구성되어 구조 보강을 위한 내부 보강이 필수적 이다.이는 유지 관리의 불편함과 값비싼 고내식성 자재의 사용이 필수적이며 이는 원가 상승의 원인이 된다. 스테인레스를 사용한 물탱크가 매우 유용한 점이 많으나 재료비의 상승과 용접식인 경우 용 접 부분의 방청, 볼트조립식인 경우 실링 등에 주의 작업이 필요 하다. 본 발명의 연속 이음부의 폭은 100mm 이상이며 접착 실링 과 스터드 볼트를 이용한 공법이므로 작업자의 숙련도에 크게 의존 하지 않아도 된다..이는 설치 공정의 표준화를 가능 하게 하는 요소로 작용 하며 보급성에 매우 유리 하다.

Claims

물탱크의 상면을 형성하는 천정부, 바닥면을 형성하는 바닥부 및 측면을 형성하여 횡압을 지지하는 측벽부로 이루어진 물탱크에 있어서,

상단과 하단에 "ㄷ" 자 형상의 절곡부(12a, 12b)가 각각 형성된 절곡판(12);과

상기 절곡부(12a, 12b) 사이로 절곡판(12) 양측에 구비되는 각관(13); 및

상기 각관(13) 위로 절곡판(12)의 상면과 하면에 결착되는 전면판(11);을 포함하여 이루어진 패널(10)을 다 수개 결합하여 측벽부를 형성하되,

상기 전면판(11)이 내부를 향하도록 조립되는 것을 특징으로 하는 패널 조립식 물탱크.
제 1 항에 있어서, 상기 각관(13) 사이로 절곡판(12)에 심재(15)가 적재되는 것을 특징으로 하는 패널 조립식 물탱크.
제 2 항에 있어서, 상기 절곡부(12a, 12b)에는 지지편(16)이 부설된 것을 특징으로 하는 패널 조립식 물탱크.
제 3 항에 있어서, 상기 패널들의 접합면에는 실링제가 도포된 것을 특징으로 하는 패널 조립식 물탱크.
제 4 항에 있어서, 이웃하는 패널의 접합면에 지수판과 덮판이 부착되는 것을 특징으로 하는 패널 조립식 물탱크.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 심재(15)의 내부에 충진재(14)가 주입된 것을 특징으로 하는 패널 조립식 물탱크.
제 6 항에 있어서, 상기 충진재(14)는 실리카벌룬인 것을 특징으로 하는 패널 조립식 물탱크.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 이웃하는 패널의 접합면이 어긋나게 적층되는 것을 특징으로 하는 패널 조립식 물탱크.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 측벽부의 외부에는 수직빔(41)이 부착 설치되는 것을 특징으로 하는 패널 조립식 물탱크.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 측벽부에 형성되는 모서리는 수직보강재(60)가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 패널 조립식 물탱크.
제 10 항에 있어서, 상기 수직보강재(60)의 외부로 원형보강판(91)이 부착되는 것을 특징으로 하는 패널 조립식 물탱크.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 물탱크의 내부에는 분리벽(80)이 구비된 것을 특징으로 하는 패널 조립식 물탱크.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 바닥부는 우레탄 수지가 도포되고 스테인레스판이 부착된 것을 특징으로 하는 패널 조립식 물탱크.
제 12 항에 있어서, 상기 분리벽(80)은 접판(81)을 연결하여 형성되는 것을 특징으로 하는 패널 조립식 물탱크.
물탱크의 설치 방법에 있어서,

기초콘크리트 위로 바닥부를 구성하는 단계(S1);와

상기 하벽부 위로 패널들을 결합하여 측벽부를 구성하는 단계((S2); 및

상기 측벽부 위로 천정부를 구성하는 단계(S4);를 포함하여 이루어지며,

상기 측벽부를 이루는 패널들은 접합면이 엇걸려 적층되는 것을 특징으로 하는 패널 조립식 물탱크의 설치 방법.
제 15 항에 있어서, 측벽부를 이루는 패널은 스터드용접으로 결합되는 것을 특징으로 하는 패널 조립식 물탱크의 설치 방법.
제 15 항 또는 제 16 항에 있어서, 측벽부를 구성 후 분리벽이 설치되는 단계(S3)를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 패널 조립식 물탱크의 설치 방법.