KR20090095126A

KR20090095126A - 물탱크

Info

Publication number: KR20090095126A
Application number: KR1020080020247A
Authority: KR
Inventors: 양순호
Original assignee: 양순호
Priority date: 2008-03-04
Filing date: 2008-03-04
Publication date: 2009-09-09
Also published as: KR100937001B1

Abstract

본 발명은 설치의 구조가 간단하며 물을 담수 하였을 때 발생되는 측방수압을 효율적으로 분산 지지하여 구조적 변형이 발생되지 않도록 하고, 측판의 외부와 내부의 형상을 평판으로 구성하여 외부보강기둥과 접촉 면적을 늘려 측방수압에 대응효율의 증가와, H빔을 채택하여 제작함으로써 제조공정의 단순화에 따라 제조원가가 절감되고, 측판과 밀착 고정되어 구조체를 형성시킬 기둥 및 천장, 바닥골격을 H빔으로 제작하여 기계적 강도를 증가 및 H빔의 기계적 특징과 구조체 조립의 편의성, 단위 무게의 모멘트의 우수성 등으로 제작공정이 단순화되어 기계적 강도가 개선되어진 H빔 구조를 이용한 물탱크에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 물을 저수하는 것으로 콘크리트 패드에 설치되어 바닥기능을 하는 바닥골격부, 바닥골격부에 설치되는 기둥부, 기둥부의 내측으로 물을 저수하도록 설치되는 측벽부, 측벽부의 내측으로 설치되는 내부보강부, 측벽부가 이루는 내부공간을 양분하는 분리벽, 측벽부의 외측에서 지지하는 외부보강부, 천장을 이루는 천장골격부로 구성되는 것을 특징으로 하여; 육방체의 형상이 되도록 H빔을 이용하여 기본 틀을 제작함으로써 강도의 증강 및 제작공정의 간단화와 제작단가가 절감되는 효과가 있다.

물탱크, 트러스, 내부보강부, 외부보강부, H빔, 기둥, 측판보강재

Description

에이치빔 구조를 이용한 물탱크{The water tank for H type beam}

본 발명은 H빔 구조를 이용한 물탱크에 관한 것으로, 특히 설치의 구조가 간단하며 물을 담수 하였을 때 발생되는 측방수압을 효율적으로 분산 지지하여 구조적 변형이 발생되지 않도록 하고, H빔으로 구성된 6면 기둥과 측판 그리고 천장 및 바닥골격이 강하게 결속되어 물탱크 내부 보강 구조를 제거하거나 수천 톤 이상의 대용량 물을 저수할 때에도 가로 보강 구조가 불필요하게 되어 유지 관리 및 전체적인 원가 절감의 효과가 있으며, 물탱크의 내부를 간단하게 개선하여 값비싼 자재의 사용량을 줄여 원가를 절감하고 유지 관리가 원활하여, 음용수의 품질을 유지시키게 하는 한편, 물탱크의 기본 조건인 음용수 품질 유지, 누수 방지, 6면 누수점 확인 가능성 등의 수밀성에 대한 기능은 TPO 등의 초내식성 수지를 전면 점착하여 처리함으로써 제조공정의 단순화에 따라 제조원가가 절감되는 H빔 구조를 이용한 물탱크에 관한 것이다.

일반적으로, 물탱크는 대형 빌딩이나 아파트와 같이 용수를 대량으로 소비하는 시설에는 많은 양의 용수를 저장할 수 있도록 대형 물탱크가 설치되어 왔으며, 이러한, 물탱크는 매우 다양한 소재로 구축되며, 예를 들어 콘크리트 구조물, 스테인리스스틸, 유리섬유강화플라스틱(F.R.P: Fiber Glass Reinforced Plastics) 패널이나 SMC(Sheet Molding Compound) 패널 등 플라스틱 합성수지 패널이 널리 사용되고 있다.

특히, SMC는 유리 섬유 강화 플라스틱(FRP)을 제조하기 위한 성형재료의 일종으로서, 적정한 가열 및 가압 조건 하에서 성형하면 뛰어난 기계적 특성을 나타낼 뿐만 아니라 내식성 및 성형성이 우수하기 때문에 새로운 구조용 및 기능용 소재로 각광을 받으면서 그 활용범위가 점차 확대되어가고 있는 추세에 있으며, 특히 많은 종류의 물탱크들이 SMC 패널로 구축되고 있다.

아울러, 아파트나, 공장, 산업시설 등에 각종 물탱크가 설치되어 단수시에도 식수나 산업용수를 안정적으로 공급할 수 있도록 하고 있다. 이러한 물탱크는 스테인리스 패널로 제작되어 대용량이면서도 강도 및 충격에 강하여 널리 사용되고 있다.

상기 스테인리스 패널로 된 물탱크는 여러 장의 패널을 서로 용접하여 수조를 형성하며, 각각의 패널은 수직 및 수평으로 배치되는 스테인리스 지주에 용접되어 지지된다.

이러한, 물탱크는 각각의 패널을 현장에서 서로 수밀되게 용접하여야 할 뿐만 아니라, 각각의 지주도 패널에 견고하게 고정되도록 용접되어야 하므로, 작업이 매우 번거로우며, 많은 시간과 인력이 소요되어 시설비가 증가 되는 문제점이 있다.

또한, 종래의 물탱크는 식수나 산업용수에 지속적으로 접촉되기 때문에, 부식발생을 방지하기 위하여 고가의 스테인리스 패널 및 지주를 이용하여 제작되어 재료비가 상승되는 문제점이 있다. 또한, 상기 물탱크는 내식성이 강한 고가의 스테인리스 패널 및 지주를 이용하여 제작됨에도 불구하고, 용접에 의해 서로 부착됨에 따라 용접부위에는 스테인리스 재질의 물성이 변화되어 물과 접촉되면서 부식되어 물탱크 내부를 오염시키는 문제점이 있다.

아울러, 종래의 물탱크는 내부에 물을 충진시켰을 때 물의 무게로 인하여 측방수압을 받게 되는데. 측방수압의 지지를 위하여 내부에 패널을 서로 연결하는 다수개의 지지대가 고정되어 내부의 공간이 복잡해지며, 협소해져 물탱크 내부의 청소나 보수할 경우에 작업의 어려움이 있는 문제점이 있었다.

한편, 종래의 물탱크는 대용량의 물을 저수하기 위하여 큰 용량으로 제작할 경우에는 천장패널의 면적이 증가 되는데, 이때, 천장패널의 자중 및 노화로 인한 처짐현상이 발생되어 물탱크의 구조적 변형을 일으키는 문제점이 있었다.

그리고, 종래의 물탱크는 외부패널이 불투명 재질로 형성되어 물탱크 내부를 확인하는 작업이 불가능하여 물탱크 내부의 내용물 확인이나 물탱크 내부 청소 작업시 내부 작업자를 확인하지 못하여 안전사고가 발생되는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 물탱크에 사용되는 외부패널은 물탱크의 용도만으로 극히 제한적인 문제점이 있어 구조적으로 간단하며 변형이 발생되지 않고, 용도변경이 가능하도록 구조가 개선된 물탱크가 절실히 필요한 실정이다.

아울러, 종래의 물탱크는 대용량의 물을 저장하기 위하여 큰 용량으로 제작 할 경우에는 천장부의 면적이 증가되는데, 이때 천장부를 지지하기 위해 내부에 설치되는 내부 기둥은 단순하게 천정의 처짐을 방지하는 역할에 제한되며, 물탱크 6면의 구성이 단순한 금속과 프라스틱, SMC 등의 박판으로 구성되어 경량 구조의 내식성 앵글이나 환봉을 상하 좌우 등으로 결속하여 물탱크의 내부를 보강하는데, 이러한 내부 기둥은 내부 가로 보강재들과 결속되어야만 강한 힘을 발휘할 수 있어 보강을 위한 원자재의 과다소요를 불러오며 물탱크 내부를 복잡하게 하는 한편 내부공간이 협소해져서 청소 및 유지관리가 어려운 문제점이 있었다.

또한, 종래의 물탱크는 내부의 구조를 간단화 하기 위해 내부보강구조를 제거할 경우 물탱크의 전후좌우로 작용하는 측방수압에 취약한 측판의 기계적 강도를 증가시키기 위해서는 측판의 두께를 증가시키게 되는데 이로써, 재료비가 기하 급수적으로 상승되어 경제적인 한계점을 나타내는 문제점이 있었다.

이와 같은, 종래의 물탱크의 문제점을 해결하기 위하여 본원 출원인은 측방수압을 효율적으로 지지하는 "물탱크"를 이미 출원하여 등록(등록번호: 제10-0705751호(2007.04.03))받은 바 있다.

상기 종래 물탱크의 전형적인 일예가 도 1a 및 도 1b에 도시되어 있다.

이에 도시된 바와 같이, 종래의 물탱크는 직사각형 금속판을 'ㄷ'형상으로 절곡된 상하부의 일측으로 접착부(1a')가 연장된 담수패널(1a)들이 접착부(1a')로 연결되어 직육면체의 형상을 이루는 담수패널부(1)와, 담수패널부(1)의 담수패널(1a)에 삽입되며 중앙은 역'ㄷ'형상으로 절곡되어 내측에는 보강재(2a)가 채워져 용접방식으로 고정되는 외부패널(2b)로 이루어지는 외부패널부(2)와, 외부패널 부(2)의 가로방향으로는 수평보강재(3a)가 끼워지며, 외부패널(2b)이 만나서 이루는 모서리부에는 수직보강재(3b)가 세로로 끼워진 후 'ㄴ'형상의 연결대(3c)로 연결되어 고정되는 보강부(3)와, 담수패널부(1)의 상부를 덮어씌우며 고정되도록, 중앙이 아치형상으로 융기된 천장패널(4a)이 구성되고, 천장패널(4a)의 하부에 위치되어 주위를 감싸며 결합되는 천장담수패널(4b)로 이루어지는 천장패널부(4)와, 천장패널부(4) 및 바닥패널(5)의 중앙에 설치된 후 볼트를 이용하여 기둥(6a)이 고정되는 기둥부(6)로 물탱크(7)가 구성된다.

상기와 같은 종래의 물탱크(7)는 조립이 완료되면 직육방체의 형상을 이루며 내부에 물을 저수하였을 때 물탱크(7)의 내부에서 외부로 진행하려는 물의 특성으로 인해 발생되는 측방수압을 외부패널부(2)의 보강재(2a)에 의해 지지된다.

아울러, 외부패널부(2)의 보완을 위하여 보강부(3)의 수평보강재(3a) 및 수직보강재(3b)를 이용하여 물탱크(7)의 외곽 틀을 형성하며 측방수압에 효율적으로 견딜수 있도록 구성된 것이다.

그러나, 상기와 같은 종래의 물탱크는 보강재가 삽입된 외부패널부와 외부패널부를 지지하는 보강부에 의해 저수된 물의 측방수압을 지지하도록 구성되었지만 측방수압이 외부패널부에 직접적으로 전달되어 구조적 변형이 발생 될 가능성이 큰 문제점이 있었다.

또한, 상기와 같은 종래의 물탱크는 물탱크 내부에 천장패널부를 떠받드는 기둥부만이 존재하여 물탱크의 담수면적이 증대될수록 측방수압은 크게 작용되어 외부패널부에 수압에 대한 지지 부담이 증가되는 문제점이 있었다.

더불어, 상기와 같은 종래의 물탱크는 측방수압이 외부패널부에 직접적으로 작용되어 외부패널부의 자체 변형이 발생되는 문제점과 응력이 집중되는 현상이 발생되는 문제점이 있었다.

한편, 상기와 같은 종래의 물탱크는 물탱크의 면적이 대용량일 경우 측방수압이 증대되어 외부패널부와 보강부 만으로는 측방수압을 지지할 수 있는 보조적 지지수단이 마련되지 않아 저수할 수 있는 능력에 한계를 나타내는 문제점이 있었다.

이로 인하여, 제작을 위한 부품의 개수를 감소시키며 간단하게 제작이 가능하며 소용량 및 대용량에 제한을 받지 않으며 저수된 물에 의해 발생되는 측방수압이 측벽부에 직접적으로 전달되지 않도록 분산시키는 내부보강수단과 저수된 물을 분할하여 측방수압이 감소되도록 하며 저수 깊이에 따라 다르게 작용되는 측방수압의 크기에 효율적으로 지지하여 구조적 변형이 발생되지 않도록 하는 개선된 물탱크가 절실히 요구되는 실정이다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출한 것으로 육방체의 형상이 되도록 H빔을 이용하여 기본 틀을 제작함으로써 강도의 증강 및 제작공정의 간단화와 제작단가가 절감되는 H빔 구조를 이용한 물탱크를 제공하는데 목적이 있다.

그리고, 본 발명의 다른 목적은 담수 깊이에 따라 상부보다 하부에 측방수압이 크게 작용되는 것을 고려하여 서로 다른 직경의 기둥을 연결하여 기둥 자재의 낭비를 방지하는 동시에 경량화시켜 효율적으로 측방수압에 대응할 수 있도록 하는 데 있다.

아울러, 본 발명의 또 다른 목적은 제작이 간단하고 무게를 경량화시킨 구조의 분리벽을 이용하여 천장과 측면으로 작용되는 측방수압을 분산하여 물탱크 자체의 구조적 비틀림 현상을 방지하는 데 있다.

더불어, 본 발명의 다른 목적은 수용 용량이 증대함에 따라 측면으로 작용되는 측방수압에 대하여 효과적으로 대응할 수 있도록 트러스 구조의 내부보강부를 설치하여 측방수압이 측벽부에 직접적으로 작용되는 것을 방지하는 데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 담수 깊이에 따라 상부보다 하부에 측방수압이 크게 작용되는 것을 고려하여 물탱크의 외부에서 측방수압을 분산하여 지지할 수 있도록 하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 물을 저수하는 물탱크에 있어서,

콘크리트 패드의 상부에 사각 형태로 설치되는 바닥테두리골격의 내부공간을 지지하기 위한 바닥지지골격이 등간격으로 설치된 상부로 바닥담수패널이 결합되는 바닥골격부와, 바닥골격부의 외측에 등간격으로 수직되게 설치되어 저수 깊이가 깊을수록 상부측보다 하부측에 측방수압이 증대되는 것을 효율적으로 지지하기 위한 다수개의 기둥으로 이루어지는 기둥부와, 기둥부의 내측에서 저수된 물의 측방수압을 지지하도록 연속되게 설치되는 측판내에 강도 보강을 위한 측판보강재가 결합되며, 측판의 전방면에는 측판담수패널이 부착되어 서로 상하좌우로 연결되는 측벽부와, 측벽부의 내측면을 따라 이격되게 설치되어 측방수압이 측벽부로 직접 전달되지 않도록 지지하는 내부보강부와, 측벽부가 설치되어 이루는 내부공간을 분할하여 측방수압을 분산하도록 마주보는 측판담수패널에 연결되는 분리벽과, 측벽부의 외측에 설치되어 측방수압을 지지하는 외부보강부와, 측벽부의 상부를 폐쇄하도록 기둥의 상부에 설치되는 천장테두리골격이 형성하는 내부공간에 등간격으로 설치되는 천장지지골격의 하부로 천장담수패널이 결합되는 천장골격부로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시 예로써, 상기 측판보강재는 측판의 내측 양끝 부분 및 중앙부분을 보강하는 다수 개의 세로보강대와, 세로보강대를 연결하는 가로보강대로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시 예로써, 상기 측판보강재는 측판의 내측 양끝 부분을 보강하는 다수 개의 세로보강대와, 세로보강대를 연결하는 H빔 형태의 가로보강 대로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시 예로써, 상기 측판보강재는 측판의 내측 양끝을 보강하는 다수 개의 세로보강대와, 세로보강대를 연결하는 트러스 형태의 가로보강대로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시 예로써, 상기 분리벽은 마주보는 측벽부의 측판담수패널에 연결되며 내측으로 연결단이 부착된 한 쌍의 끝단지지대와, 한 쌍의 끝단지지대가 설치된 중앙에 위치되어 바닥지지골격 및 천장지지골격에 연결되며 양측으로 연결단이 부착된 기둥H빔과, 연결단 및 연결단의 양측으로 마주보도록 설치되는 앵글형태의 가로보강대와, 끝단지지대, 기둥H빔, 가로보강대에 부착되어 저수되는 물에 접촉되는 분리담수패널로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시 예로써, 상기 외부보강부는 측벽부의 외측을 세로 방향으로 지지하는 다수개의 외부가로보강대와, 외부가로보강대를 연결하여 물탱크가 설치되는 바닥면에 지지되는 외부세로보강대와, 외부가로보강대 및 외부세로보강대에 작용되는 측방수압의 분산을 위한 보조외부보강대가 연결되어 트러스 구조로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시 예로써, 상기 외부가로보강대는 상부측에서 하부측으로 진행될수록 증대되는 측방수압의 지지효율을 증대시키기 위하여 물탱크의 상부에서 하부로 진행할수록 길이가 길어 지도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시 예로써, 상기 바닥담수패널, 측판담수패널, 분리담수패널은 아연도금강판에 부틸고무시트, 액체 고무 중 하나로 접착이나 도포한 후 열가소성 에라스토머 올레핀(TPO)을 전면 점착시켜 구성되는 것을 특징으로 하는 H빔 구조를 이용한 물탱크를 제공한다.

이상에서와 같이 본 발명은 육방체의 형상이 되도록 H빔을 이용하여 기본 틀을 제작함으로써 강도의 증강 및 제작공정의 간단화와 제작단가가 절감되는 효과가 있다.

먼저, 육방체의 형상이 되도록 H빔을 이용하여 기본 틀을 제작함으로써 강도의 증가는 물론 규격화 된 자재의 사용으로 구조에 대한 정확한 수치해석이 가능해지는 효과가 있다.

그리고, 담수 깊이에 따라 상부보다 하부에 측방수압이 크게 작용되는 것을 고려하여 서로 다른 직경의 기둥을 연결하여 기둥 자재의 낭비를 방지하는 동시에 경량화시켜 효율적으로 측방수압에 대응할 수 있도록 하는 효과가 있다.

아울러, 제작이 간단하고 무게를 경량화시킨 구조의 분리벽을 이용하여 천장과 측면으로 작용되는 측방수압을 분산하여 물탱크 자체의 구조적 비틀림 현상을 방지하는 효과가 있다.

더불어, 수용 용량이 증대함에 따라 측면으로 작용되는 측방수압에 대하여 효과적으로 대응할 수 있도록 트러스 구조의 내부보강부를 설치하여 측방수압이 측벽부에 직접적으로 작용되는 것을 방지하는 효과가 있다.

또한, 담수 깊이에 따라 상부보다 하부에 측방수압이 크게 작용되는 것을 고 려하여 물탱크의 외부에서 측방수압을 분산하여 지지할 수 있도록 하는 효과가 있다.

아울러, 외부 H빔 철골 프레임과 측판과 천장 및 바닥골격이 서로 구조체를 강하게 결속하여 물탱크 내부 및 외부의 가로 보강 구조가 필요하지 않게 되는 효과가 있다.

또한, 수밀성 확보와 내식 성능의 향상은 음용수 조건에 충족하며 염소나 오존등의 음용수 소독약품에 강한 내성이 있는 TPO 등의 열가소성 수지를 점착부틸고무시트 층으로 전면 점착하여 방수층이 파손되면 즉시 누수와 연결되며 물탱크의 기본 조건인 누수점 확인이 되지 않는 기계고정식 절연 방수의 단점을 제거하기 위한 효과가 있다.

그리고, H빔을 이용하여 물탱크를 제작한 구조는 값이 비싼 고내식성 스테인레스 등의 금속을 사용해야 하는 물탱크 내부 보강 구조를 없애거나 획기적으로 줄임으로써 원가의 절감은 물론, 작업 공수를 줄여 경제적 이익을 가져오며 스터드 볼트와 부틸 고무 점착층을 이용하여 기존의 물탱크의 보강 방법인 측판 각각의 모서리에 구멍을 뚫어 구멍에 패킹과 함께 볼트로 체결하여 내부 보강재를 고정하던 SMC 등의 볼트 고정식과 달리 직접 구멍을 뚫지 않게 되어 물탱크의 가장 큰 목적인 수밀성 확보를 더욱 쉽게 해결될 수 있게 하며 내부 보강 설치 시간을 획기적으로 감소시켜 주는 효과가 있다.

이에 상기한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 H빔 구조를 이용한 물탱크는 물을 저수하는 것으로 콘크리트 패드(200)에 설치되어 바닥기능을 하는 바닥골격부(10), 바닥골격부(10)에 설치되는 기둥부(20), 기둥부(20)의 내측으로 물을 저수하도록 설치되는 측벽부(30), 측벽부(30)의 내측으로 설치되는 내부보강부(40), 측벽부(30)가 이루는 내부공간을 양분하는 분리벽(50), 측벽부(30)의 외측에서 지지하는 외부보강부(60), 천장을 이루는 천장골격부(70)로 물탱크(100)가 구성된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 바닥골격부(10)는 물탱크(100)의 설치를 위해 미리 제작되어진 콘크리트 패드(200)의 상부에 사각 형태로 설치되는 바닥테두리골격(11)의 내부공간을 지지하기 위한 바닥지지골격(12)이 등간격으로 설치된 상부로 바닥담수패널(13)이 결합되어 구성된다.

이때, 바닥테두리골격(11)과 바닥지지골격(12)는 H빔으로 이용되며, 바닥담수패널(13)의 하부면에는 스터드 볼트축(13a)이 바닥테두리골격(11)과 바닥지지골격(12)에 미리 형성된 결합홀에 삽입된 후 너트를 이용하여 간단하게 고정하여 완성한다.

아울러, 바닥테두리골격(11)에는 외측면을 따라 등간격으로 기둥부(20)가 안치되어 고정될 H빔으로 제작된 기둥설치골격(11a)이 설치된다.

도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 기둥부(20)는 바닥골격부(10)의 외측에 등간격으로 수직되게 설치되어 저수 깊이가 깊을수록 상부측보다 하부측에 측방수압이 증대되는 것을 효율적으로 지지하기 위한 H빔으로 이루어진 다수개의 기 둥(21)으로 구성된다.

여기서, 기둥부(20)의 기둥(21)은 45°로 경사지게 절단된 상부 끝단에 연결판(21a')이 부착된 면적이 큰 하부기둥(21a)과, 하부기둥(21a)보다 면적이 작으며 45°로 경사지게 절단된 하부 끝단에 연결판(21b')이 부착된 상부기둥(21b)과, 하부기둥(21a)과 상부기둥(21b)을 연결된 부분을 보강하는 보조지지구(21c)로 구성된다.

즉, 기둥(21)은 하나의 H빔을 이용하여 제작할 수도 있으나 물탱크(100)의 높이가 증대되면 기둥(21)의 높이가 상승하게 되는데 이때 물탱크(100)의 상부 측보다 하부 측에 크게 작용되는 측방수압을 재료비를 절감하며 경량화된 구조로 지지할 수 있도록 구성된 것으로, 하부기둥(21a)과 상부기둥(21b)의 연결판(21a',21b')을 볼트와 너트를 이용하여 결합한 후 테두리면을 용접방식으로 결합하고 삼각형상의 보조지지구(21c)를 상부기둥(21b)의 연결판(21b')의 상부에 안치시켜 용접방식으로 결합이 완성되면, 바닥골격부(10)의 기둥설치골격(11a)에 하부기둥(21a)을 안치시킨 후 용접방식과 'ㄴ'형상의 연결판(21d)을 볼트와 너트 결합방식으로 연결하여 고정한다.

도 5a 내지 도 5c에 도시된 바와 같이, 측벽부(30)는 기둥부(20)의 내측에서 저수된 물의 측방수압을 지지하도록 연속되게 설치되는 측판(31)내에 강도 보강을 위한 측판보강재(32,33)가 결합되며, 측판(31)의 전방면에는 측판담수패널(34)이 부착되어 서로 상하좌우로 연결된다.

여기서, 상기 측판보강재(32)는 측판(31)의 내측 양끝 부분을 보강하는 다수 개의 세로보강대(32a)와, 세로보강대(32a)를 연결하는 H빔 형태의 가로보강대(32b)로 구성된다.

이때, 세로보강대(32a)는 단면이 'ㄷ'형상이고 서로 개방된 측을 마주보며 설치된 사이로 가로보강대(32b)가 연결된다.

다른 실시 예로써, 상기 측판보강재(33)는 측판(31)의 내측 양끝을 보강하는 다수 개의 세로보강대(33a)와, 세로보강대(33a)를 연결하는 트러스 형태의 가로보강대(33b)로 구성된다.

이때, 세로보강대(32a)는 단면이 'ㄷ'형상이고 서로 개방된 측을 마주보며 설치된 사이로 무게를 경량화시킨 가로보강대(33b)가 연결된다.

이러한, 측판보강재(32,33)가 내부에 강도보강을 위해 설치된 측판(31)은 상하좌우측에 설치되어 상하방향으로는 볼트와 너트를 이용하여 체결되며, 좌우방향으로는 측판(31)의 양끝단 부분에 작업자가 손을 넣어서 연장되는 측판보강재(32,33) 및 측판(31)을 연장할 수 있는 작업을 할 수 있도록 작업공(31a)이 형성되어 볼트와 너트를 이용하여 체결 결합할 수 있도록 구성되어 있다.

아울러, 측판보강재(32,33)의 갯수는 크기 및 측방수압의 작용력에 따라 다수개로 구성가능할 것이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 내부보강부(40)는 측벽부(30)의 내측면을 따라 이격되게 설치되어 측방수압이 측벽부(30)로 직접 전달되지 않도록 지지하는 것으로, 바닥골격부(10) 및 천장골격부(70)에 연결되는 내부세로보강대(41)와, 내부세로보강대(41) 및 측벽부(30)의 측판담수패널(34)에 연결되는 트러스보강대(42)로 구성 된다.

여기서, 내부세로보강대(41)는 원형 관, 각 관이나 H빔으로 구성가능하며 바닥골격부(10)의 바닥지지골격(12)과 천장골격부(70)의 천장지지골격(72)에 연결되며, 트러스보강대(42)는 미리 제작된 후 물탱크(100)의 내부에 삽입되어 설치되는 것으로 삼각형태, 사각형태, 엑스자형태 등의 트러스구조로 제작될 수 있으나 본 발명에서는 엑스자형태를 예로 들어 설명하자면 일 끝단은 내부세로보강대(41)의 연결대(41a)에 볼트와 너트를 이용하거나 용접방식으로 연결되며 타 끝단은 측판담수패널(34)에 접착제나 용접방식, 볼트와 너트를 이용하여 고정한다.

그리고, 내부세로보강대(41)는 트러스보강대(42)와 별개로 단독으로 사용가능하며, 트러스보강대(42)는 미리 제작하여 내부세로보강대(41)와 측판담수패널(34)에 결합한다.

도 7에 도시된 바와 같이, 분리벽(50)은 측벽부(30)가 설치되어 이루는 내부공간을 분할하여 측방수압을 분산하도록 마주보는 측판담수패널(34)에 연결되는 것으로, 마주보는 측벽부(30)의 측판담수패널(34)에 연결되며 내측으로 연결단(51a)이 부착된 한 쌍의 끝단지지대(51)와, 한 쌍의 끝단지지대(51)가 설치된 중앙에 위치되어 바닥지지골격(12) 및 천장지지골격(72)에 연결되며 양측으로 연결단(52a)이 부착된 기둥H빔(52)과, 연결단(51a) 및 연결단(52a)의 양측으로 마주보도록 설치되는 앵글형태의 가로보강대(53)와, 끝단지지대(51), 기둥H빔(52)에 부착되어 저수되는 물에 접촉되는 분리담수패널(54)로 구성된다.

여기서, 끝단지지대(51)는 평면상태에서 투영시 'ㄷ'형상으로 연결단(51a)은 개방된 내측에 삽입, 고정되고 끝단지지대(51)의 길이방향으로 다수 개로 설치된다.

그리고, 기둥H빔(52)는 평면상태에서 투영시 개방된 양측이 끝단지지대(51)를 향하도록 위치되며, 연결단(52a)은 개방된 내측에 대응되는 구조로 삽입, 고정되며 끝단지지대(51)의 연결단(51a)과 동일한 개수로 동일한 수평선상에 위치되도록 설치된다.

아울러, 가로보강대(53)는 단면이 'ㄱ'형상으로 최상부에 위치된 연결단(51a,52a)에 마주보도록 가로대가 고정되어 '┌┐'의 형태가 되며 최하부에 위치된 연결단(51a,52a)에 마주보도록 가로대가 고정되어 '└┘'의 형태가 되도록 결합한다.

더불어, 분리담수패널(54)은 물과 접촉되는 반대편에 스터드 볼트축(54a)이 부착되어 끝단지지대(51), 기둥H빔(52), 가로보강대(53)에 미리 제작되어진 볼트홀에 삽입시킨 후 너트로 체결하여 결합한다.

한편, 분리벽(50)의 내부 공간에는 열에 강한 우레탄이나 단열재를 충진하여 축열조로 사용할 수 있도록 구성가능하며, 분리벽(50)를 측벽부(30)로 구조를 변경하여 사용가능할 것이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 외부보강부(60)는 측벽부(30)의 외측에 설치되어 측방수압을 지지하는 것으로, 측벽부(30)의 외측을 세로 방향으로 지지하는 다수개의 외부가로보강대(61)와, 외부가로보강대(61)를 연결하여 물탱크가 설치되는 바닥면에 지지되는 외부세로보강대(62)와, 외부가로보강대(61) 및 외부세로보강대(62) 에 작용되는 측방수압의 분산을 위한 보조외부보강대(63)가 연결되어 트러스 구조로 구성된다.

여기서, 외부가로보강대(61)는 상부측에서 하부측으로 진행될수록 증대되는 측방수압의 지지효율을 증대시키기 위하여 물탱크의 상부에서 하부로 진행할수록 길이가 길어 지도록 구성되어 외부세로보강대(62)는 경사져 설치된다.

또한, 보조외부보강대(63)는 외부가로보강대(61)와 외부세로보강대(62)가 연결된 부분에서 시작하여 이웃하는 외부가로보강대(61)의 끝단으로 대각선방향으로 연결되어 외부가로보강대(61)에 전달되는 측방수압을 분산하며, 길이가 증대되는 외부가로보강대(61) 간의 사이에 다수개의 보조외부보강대(63)를 서로 반대방향이 되도록 설치한다.

도 9에 도시된 바와 같이, 천장골격부(70)는 측벽부(30)의 상부를 폐쇄하도록 기둥(21)의 상부에 설치되는 천장테두리골격(71)이 형성하는 내부공간에 등간격으로 설치되는 천장지지골격(72)의 하부로 천장담수패널(73)이 결합된다.

이때, 천장골격부(70)를 이루고 있는 천장테두리골격(71)과 천장지지골격(72)은 H빔으로 이용되며, 천장담수패널(73)의 상부면에는 스터드 볼트축(73a)이 천장테두리골격(71)과 천장지지골격(72)에 미리 형성된 결합홀에 삽입된 후 너트를 이용하여 간단하게 고정하여 완성한다.

아울러, 천장테두리골격(71)에는 외측면을 따라 등간격으로 기둥부(20)의 상부기둥(21b)과 결합, 고정될 H빔으로 제작된 기둥설치골격(71a)에 천장골격부(70)를 기둥설치골격(71a)에 상부기둥(21b)을 접촉시킨 후 용접방식과 'ㄴ'형상의 연결 판(21d)을 볼트와 너트 결합방식으로 연결하여 고정한다.

더불어, 천장골격부(70)의 상부는 공간이 형성되어 우천시 빗물이 포집되거나 오염물질 등이 쌓이게 되는 것을 방지하기 위하여 덮개판(71b)을 천장테두리골격(71)의 상부를 덮어 용접방식이나 스터드 볼트(71b')를 이용한 체결방식으로 결합하여 물탱크(100)의 제작 및 조립이 완료된다.

그리고, 상기 바닥담수패널(13), 측판담수패널(34), 분리담수패널(54)은 아아연도금강판에 부틸고무시트, 액체 고무 중 하나로 접착이나 도포한 후 열가소성 에라스토머 올레핀(TPO:Thermoplastic elastomer)으로 전면점착시켜 수밀성을 증대시켰다.

이때, 부틸고무시트와 액체 고무는 점착제의 기능을 하는 것으로서 주성분은 고무이며 점착테이프처럼 시트의 형태로 제작이나, 액상의 형태를 도포하여 사용하는 것이다.

아울러, 열가소성 에라스토머 올레핀(TPO:Thermoplastic elastomer)은 고무와 열가소성 수지의 중간 성질로 선상 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 프로필렌(PP) 등의 열가소성 수지에 비하여 오존이나 자외선에 강하며 최근에 사용되기 시작한 신소재로 물탱크에 사용되는 것은 음용수 조건에 적합하고 재활용이 가능하며 다른 수지류에 비하여 물리적 특성 및 작업성이 매우 우수한 것이다.

더불어, 열가소성 에라스토머 올레핀은 일반적으로 철근콘크리트 수조에 사용되는 선상 저밀도 폴리에틸렌과 비교하였을 때 선상 저밀도 폴리에틸렌은 작업, 가공하기가 매우 어려우며 낮은 온도에서는 경화되어 절단 및 가공이 어렵고, 오존 및 자외선에 약해 온도 조건이 열악한 외부에는 취약한 단점들을 극복하기 위하여 대체용으로 사용되는 열 융착 성능이 매우 우수한 새로운 재료이다.

이러한, 열가소성 에라스토머 올레핀의 전면 점착 방법은 일정의 점착력과 탄성이 있으며 측방수압이 직각으로 작용하는 특성에 따라 점착력이 증대되어 더욱 강한 수밀성이 확보되며, 또한 점착방법은 접착 방법과 달리 한번 접착력이 상실 되더라도 재점착시켜 사용 가능하다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

물탱크(100)의 내부에 물을 저수하게 되면 물의 부피에 따른 수압은 두 방향으로 작용하는데 먼저 물의 무게에 의해 상하방향으로 작용되는 수직수압과 물의 팽창하려는 성질로 인해 좌우,전후방향으로 작용되는 측방수압이 발생된다.

이렇게, 작용되는 수직수압은 바닥골격부(10)에 의해 지지되어 구조적으로 안정적으로 지지가능 하다.

아울러, 측방수압은 물탱크(100)의 상부에서는 적은 힘으로 작용되는 반면 물탱크(100)의 하부로 갈수록 측방수압은 물의 무게에 의해 증대되어 물탱크(100)의 사방 모든 방향으로 작용된다.

또한, 측방수압은 분리벽(50)에 의해 물의 체적이 양분됨으로 측방수압 또한 양분되어 분산시키는 기능을 한다.

그리고, 분리벽(50)에 의해 양분된 측방수압은 측벽부(30) 측으로 지속적으로 작용되는데 측판(31)과 측판담수패널(34)이 직육면체 형상으로 결합되어 측방수압에 집중되는 것을 방지하는 동시에 측판(31)에 결합되는 측판보강재(32,33)에 의 해 측방수압을 지지하는 한편, 측판(31)이 구조적으로 안정적인 형태를 유지하도록 하는 이점이 있다.

더불어, 측방수압을 지지하는 측벽부(30)를 보강하기 위하여 내부보강부(40)를 바닥골격부(10)와 천장골격부(70)에 결합한 후 트러스보강대(42)를 측벽부(30)의 측판담수패널(34)에 연결시켜 측방수압에 의해 미세하게 밀리는 현상을 근본적으로 차단하여 물탱크(100)의 자체변형을 근본적으로 방지하는 장점이 있다.

또한, 내부보강부(40)를 이용하여 측벽부(30)를 내측에서 보강하는 한편, 측벽부(30)의 외측면은 기둥부(20)와 외부보강부(60)에 의해 보강되는데 물탱크(100)의 높이방향을 따라 상부측은 작은 힘으로 하부측은 큰힘으로 작용되는 측방수압의 분포율을 고려하여 하부측에 보강 지지율을 증대시켜 기둥(21)의 경량화를 이룩하였으며, 외부보강부(60)의 제작 단가를 절감하고 간단하게 구조제작 하되 보강 효율을 극대화시킨 이점이 있다.

특히, 본 발명의 물탱크(100)는 기본 골격을 H빔을 이용하여 제작, 조립함으로써 각 관이나 패널을 이용하여 탱크를 제작하는 것에 비교하여 볼 때 제작공정이 간단하며, 조립이 간편하여 제작비용이 절감되며 비틀림현상에 대하여 효율적으로 대응하는 장점이 있다.

본 발명의 효과를 시험한 결과, 종래 기술의 물탱크의 높이를 3m로 제작하고, 본 발명의 물탱크(100)는 4m로 제작한 후 물을 저수하였는데, 이때 종래 기술의 물탱크는 보강을 위한 기둥을 1m의 간격으로 설치를 하는 반면, 본 발명의 물탱크(100)는 H빔을 이용하여 5m간격으로 설치하여 보강함으로써 자재비의 절감을 가 져오는 동시에 측방수압에 대하여 안정적으로 대응할 수 있는 효과가 있는 것이 입증되었다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예를 예로 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

도 1a는 종래의 물탱크를 나타낸 부분 분해사시도,

도 1b는 도 1a의 결합사시도,

도 2a는 본 발명에 따른 물탱크를 나타낸 부분 분해사시도,

도 2b는 본 발명에 따른 물탱크를 나타낸 일측면도,

도 3은 바닥골격부의 일 부분 분해사시도,

도 4는 기둥부의 분해사시도 및 결합사시도,

도 5a 및 도 5b는 측벽부의 측판보강재에 따른 각각의 분해사시도,

도 5c는 측벽부가 결합되는 상태도,

도 6은 내부보강부의 분해사시도,

도 7은 분리벽의 분해사시도 및 결합사시도,

도 8은 외부보강부의 확대사시도,

도 9는 천장골격부의 일 부분 분해사시도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 바닥골격부 11 : 바닥테두리골격

11a : 기둥설치골격 12 : 바닥지지골격

13 : 바닥담수패널 20 : 기둥부

21 : 기둥 21a : 하부기둥

21a' : 연결판 21b : 상부기둥

21b' : 연결판 21c :보조지지구

21d : 연결판 30 : 측벽부

31 : 측판 32,33 : 측판보강재

34 : 측판담수패널 40 : 내부보강부

41 : 내부세로보강대 42 : 트러스보강대

50 : 분리벽 51 : 끝단지지대

51a : 연결단 52 : 기둥H빔

52a : 연결단 53 : 가로보강대

54 : 분리담수패널 60 : 외부보강부

61 : 외부가로보강대 62 : 외부세로보강대

63 : 보조외부보강대 70 : 천장골격부

71 : 천장테두리골격 71a : 기둥설치골격

71b : 덮개판 72 : 천장지지골격

73 : 천장담수패널 100 : 물탱크

Claims

물을 저수하는 물탱크에 있어서,

콘크리트 패드(200)의 상부에 사각 형태로 설치되는 바닥테두리골격(11)의 내부공간을 지지하기 위한 바닥지지골격(12)이 등간격으로 설치된 상부로 바닥담수패널(13)이 결합되는 바닥골격부(10)와,

바닥골격부(10)의 외측에 등간격으로 수직되게 설치되어 저수 깊이가 깊을수록 상부측보다 하부측에 측방수압이 증대되는 것을 효율적으로 지지하기 위한 다수개의 기둥(21)으로 이루어지는 기둥부(20)와,

기둥부(20)의 내측에서 저수된 물의 측방수압을 지지하도록 연속되게 설치되는 측판(31)내에 강도 보강을 위한 측판보강재(32,33)가 결합되며, 측판(31)의 전방면에는 측판담수패널(34)이 부착되어 서로 상하좌우로 연결되는 측벽부(30)와,

측벽부(30)의 내측면을 따라 이격되게 설치되어 측방수압이 측벽부(30)로 직접 전달되지 않도록 지지하는 내부보강부(40)와,

측벽부(30)가 설치되어 이루는 내부공간을 분할하여 측방수압을 분산하도록 마주보는 측판담수패널(34)에 연결되는 분리벽(50)과,

측벽부(30)의 외측에 설치되어 측방수압을 지지하는 외부보강부(60)와,

측벽부(30)의 상부를 폐쇄하도록 기둥(21)의 상부에 설치되는 천장테두리골격(71)이 형성하는 내부공간에 등간격으로 설치되는 천장지지골격(72)의 하부로 천장담수패널(73)이 결합되는 천장골격부(70)로 구성되는 것을 특징으로 하는 H빔 구 조를 이용한 물탱크.
청구항 1에 있어서, 상기 기둥(21)은 45°로 경사지게 절단된 상부 끝단에 연결판(21a')이 부착된 면적이 큰 하부기둥(21a)과,

하부기둥(21a)보다 면적이 작으며 45°로 경사지게 절단된 하부 끝단에 연결판(21b')이 부착된 상부기둥(21b)과,

하부기둥(21a)과 상부기둥(21b)을 연결된 부분을 보강하는 보조지지구(21c)로 구성되는 것을 특징으로 하는 H빔 구조를 이용한 물탱크.
청구항 1에 있어서, 상기 측판보강재(32)는 측판(31)의 내측 양끝 부분을 보강하는 다수 개의 세로보강대(32a)와,

세로보강대(32a)를 연결하는 H빔 형태의 가로보강대(32b)로 구성되는 것을 특징으로 하는 H빔 구조를 이용한 물탱크.
청구항 1에 있어서, 상기 측판보강재(33)는 측판(31)의 내측 양끝을 보강하는 다수 개의 세로보강대(33a)와,

세로보강대(33a)를 연결하는 트러스 형태의 가로보강대(33b)로 구성되는 것 을 특징으로 하는 H빔 구조를 이용한 물탱크.
청구항 1에 있어서, 상기 내부보강부(40)는 바닥골격부(10) 및 천장골격부(70)에 연결되는 내부세로보강대(41)와,

내부세로보강대(41) 및 측벽부(30)의 측판담수패널(34)에 연결되는 트러스보강대(42)로 구성되는 것을 특징으로 하는 H빔 구조를 이용한 물탱크.
청구항 1에 있어서, 상기 분리벽(50)은 마주보는 측벽부(30)의 측판담수패널(34)에 연결되며 내측으로 연결단(51a)이 부착된 한 쌍의 끝단지지대(51)와,

한 쌍의 끝단지지대(51)가 설치된 중앙에 위치되어 바닥지지골격(12) 및 천장지지골격(72)에 연결되며 양측으로 연결단(52a)이 부착된 기둥H빔(52)과,

연결단(51a) 및 연결단(52a)의 양측으로 마주보도록 설치되는 앵글형태의 가로보강대(53)와,

끝단지지대(51), 기둥H빔(52), 가로보강대(53)에 부착되어 저수되는 물에 접촉되는 분리담수패널(54)로 구성되는 것을 특징으로 하는 H빔 구조를 이용한 물탱크.
청구항 1에 있어서, 상기 외부보강부(60)는 측벽부(30)의 외측을 세로 방향 으로 지지하는 다수개의 외부가로보강대(61)와,

외부가로보강대(61)를 연결하여 물탱크가 설치되는 바닥면에 지지되는 외부세로보강대(62)와,

외부가로보강대(61) 및 외부세로보강대(62)에 작용되는 측방수압의 분산을 위한 보조외부보강대(63)가 연결되어 트러스 구조로 구성되는 것을 특징으로 하는 H빔 구조를 이용한 물탱크.
청구항 7에 있어서, 상기 외부가로보강대(61)는 상부측에서 하부측으로 진행될수록 증대되는 측방수압의 지지효율을 증대시키기 위하여 물탱크의 상부에서 하부로 진행할수록 길이가 길어지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 H빔 구조를 이용한 물탱크.
청구항 1 또는 청구항 6에 있어서, 상기 바닥담수패널(13), 측판담수패널(34), 분리담수패널(54)은 아연도금강판에 부틸고무시트, 액체 고무 중 하나로 접착이나 도포한 후 열가소성 에라스토머 올레핀(TPO)을 전면 점착시켜 구성되는 것을 특징으로 하는 H빔 구조를 이용한 물탱크.