KR100990197B1 - 무 용접 패널 도류벽 및 이를 이용한 물탱크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무 용접 패널 도류벽 및 이를 이용한 물탱크에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 물탱크의 내부에 설치되어 물의 체류시간을 연장시키는 도류벽을 조립식으로 제작하여 시공이 간편함과 동시에 물이 흐르는 유로 상에 정체수의 발생을 방지할 수 있는 무 용접 패널 도류벽 및 이를 이용한 물탱크에 관한 것이다.
본 발명의 도류벽은 물이 출입하는 물탱크의 내부에 설치되어 상기 물탱크로 유입된 물이 사행 유로를 형성하도록 유도하여 물의 체류시간을 연장시키는 하나 이상의 구획부를 포함하고, 상기 구획부는 바닥에 일정 간격으로 설치되어 상판을 지지하는 지주들 사이에 형성되며 다수의 단위패널들이 상호 결합되어 형성된 가로막과, 상기 가로막에 일정 간격으로 나란하게 설치되어 상기 가로막의 강도를 증대시키는 보강바들과, 상기 보강바를 둘러싸는 체결구와, 상기 체결구를 상기 단위패널에 고정시키는 고정부재를 더 구비하며, 상기 단위패널들 각각은 베이스플레이트와, 상기 베이스플레이트의 일측 또는 양측에 형성되며 상기 보강바의 일부를 둘러싸도록 상기 보강바와 대응되는 형상으로 절곡된 제 1절곡부를 구비한다.

Description

무 용접 패널 도류벽 및 이를 이용한 물탱크{Guiding wall without welding and water tank using the same}

본 발명은 무 용접 패널 도류벽 및 이를 이용한 물탱크에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 물탱크의 내부에 설치되어 물의 체류시간을 연장시키는 도류벽을 조립식으로 제작하여 시공이 간편함과 동시에 물이 흐르는 유로 상에 정체수의 발생을 방지할 수 있는 무 용접 패널 도류벽 및 이를 이용한 물탱크에 관한 것이다.

일반적으로 고도정수처리 시스템에 사용되는 저장용 물탱크는 지하에 매설되는 대용량 사각형 콘크리트 재질로 만들어진다.

고도정수처리 시스템은 공기공급기를 구비한 고무보로 강물을 월류시키고 취수펌프로 끌어올린 원수에서 흙, 모래 및 각종 이물질을 1차적으로 가라앉히는 침사지와, 응집제, 분말활성탄, 염소 등을 투여 후 교반장치로 불순물 덩어리를 형성시키는 혼화지 및 응집지와, 각종 불순물을 침전시키고 깨끗한 맑은 물만을 월류시키는 침전지와, 모래층을 통하여 미세한 불순물을 걸러내는 모래여과지와, 중간가압펌프를 통해 공급된 물을 고도정수처리하는 오존접촉지와, 생물 활성탄 흡착지와, 송수펌프와 배관된 정수지에 사용되고 있다.

상기 정수지에 사용되는 종래의 사각형 콘크리트 물탱크는 여과된 물속에 함유될 수 있는 각종 세균들을 살균하기 위한 목적으로 염소(chlorine)를 투입한 물을 흡착지로부터 급수받고, 염소가 물 전체로 퍼져 섞이는 시간(대략적으로 30분) 동안 저장한 후, 송수펌프를 통해서 가정으로 공급하도록 형성되어 있다.

종래의 물탱크는 지하에 매설되는 텅 빈 내부 공간을 갖는 육면체로서, 흡착지와 관통하며 염소 투입장치를 구비한 급수관을 상부에 배관하고, 송수펌프와 관통한 배수관을 하부에 배관한 형태를 갖는다.

이런 사각형 물탱크는 수십 톤에서 수백 톤의 물을 저장할 수 있는 용량으로서 급수와 배수가 동시에 일어나며, 이에 따라 염소 투입 장치에 의해 투입된 염소가 물에 희석되어 저장된다.

상술한 종래의 물탱크는 아래와 같은 문제점을 포함하고 있다.

종래의 물탱크에서는 염소가 물 전체로 퍼져 섞이는 시간이 30분 이내로 설계되어 있어서, 염소가 물에 충분히 희석되기 전에 바로 출수구로 배출되거나, 충분한 살균 시간을 갖지 않은 수돗물이 가정으로 공급될 수 있다.

예컨대, 과도한 잔류염소 농도를 갖는 수돗물이 가정으로 공급될 경우, 수돗물에 잔류염소 농도가 높을 경우 약 냄새가 나기 때문에 음용수로 적합하지 못할 뿐만 아니라, 발암물질인 트리할로메탄(THM)의 생성 가능성이 높아질 수 있거나, 각종 눈에 보이지 않는 세균 등이 함유된 물을 사용자에게 제공하는 사고가 일어날 수 있다.

이런 사고들은 염소와 물이 충분히 교류하여 잔류염소 농도가 적정선으로 유지되면 방지할 수 있다. 이렇게 하기 위해서는 물의 원활한 흐름이 유지되면서도, 염소와 물이 충분한 시간 동안 접촉할 수 있게 해주는 것이 최선이다.

물론 종래의 물탱크 중에는 유체의 진행방향을 간섭하여 유체의 흐름을 길게 가져갈 수 있도록 지그재그 형식의 도류벽들을 내벽면에 돌출 형성시켜서, 염소와 물이 'S'자형으로 유동하는 동안 접촉할 수 있게 하는 경우가 있다. 이런 경우 물 탱크 내에서 물과 염소의 접촉시간을 상대적으로 길게 가져갈 수 있는 효과가 있다.

대한민국 등록 특허 제 0953668호에 접합형 간벽 장치 및 이를 포함하는 수처리장 도류벽이 개시되어 있다.

상기 도류벽은 간벽부재간을 용접하여 접합하는 구조로서, 접합에 용접재가 상당히 사용되면서 접합 시공에도 상당한 시간이 필요하게 되고, 용접접합이 용이하지 않다는 문제점이 있다.

또한, 종래의 기술은 도류벽이 형성하는 유로의 모퉁이나, 물 탱크의 내측 모서리에 물이 정체하는 부위를 형성하여 정체수 즉, 사수(死水)가 발생한다. 이러한 정체 부위에서는 물의 흐름이 원만하지 않아서 염소, 오존, 살균제, 액상 및 고체 소독 약품 등의 희석성능이 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 개선하고자 창출된 것으로서, 단위패널들을 볼팅 조립식으로 제작하여 시공이 간편함과 동시에 물이 흐르는 유로의 모퉁이 부위에서 정체수가 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있는 도류벽 및 이를 이용한 물탱크를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 도류벽은 물이 출입하는 물탱크의 내부에 설치되어 상기 물탱크로 유입된 물이 사행 유로를 형성하도록 유도하여 물의 체류시간을 연장시키는 하나 이상의 구획부를 포함하고, 상기 구획부는 바닥에 일정 간격으로 설치되어 상판을 지지하는 지주들 사이에 형성되며 다수의 단위패널들이 상호 결합되어 형성된 가로막과, 상기 가로막에 일정 간격으로 나란하게 설치되어 상기 가로막의 강도를 증대시키는 보강바들과, 상기 보강바를 둘러싸는 체결구와, 상기 체결구를 상기 단위패널에 고정시키는 고정부재를 더 구비하며, 상기 단위패널들 각각은 베이스플레이트와, 상기 베이스플레이트의 일측 또는 양측에 형성되며 상기 보강바의 일부를 둘러싸도록 상기 보강바와 대응되는 형상으로 절곡된 제 1절곡부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 단위패널들 각각은 상기 제 1절곡부의 일측에 형성되며 인접하는 단위패널과 연결되는 연결부를 더 구비하고, 상기 체결구는 상기 제 1절곡부가 상기 보강바를 둘러싸는 영역을 벗어난 영역에서 상기 보강바의 일부를 둘러싸도록 상기 보강바와 대응되는 형상으로 절곡된 제 2절곡부와, 상기 제 2절곡부의 일측에 형성되며 상기 고정부재에 의해 상기 연결부와 결합되는 제 1연장부와, 상기 제 2절곡부의 타측에 형성되며 상기 고정부재에 의해 상기 베이스플레이트와 결합되는 제 2연장부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 단위패널들 중 상기 지주와 인접하는 단위패널은 상기 베이스플레이트 또는 상기 연결부의 가장자리에 형성되며 고정부재에 의해 상기 지주와 결합하는 립을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 구획부가 형성하는 유로에서 정체수가 발생하는 것을 방지하기 위해 상기 물탱크의 내부에 설치되어 상기 유로의 모퉁이로 물의 흐름을 유도하는 정체수방지부;을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 정체수방지부는 상기 구획부의 단부에서 인접하는 유로의 모퉁이 방향으로 일정 길이 연장되도록 형성되어 상기 유로의 모퉁이 방향으로 물의 흐름을 유도하는 가이드 깃을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 물탱크는 바닥과, 상기 바닥의 네 가장자리에 각각 형성된 제 1, 2, 3, 4측벽을 포함하며 물이 유입 및 유출되는 본체와; 상기 본체의 상부에 형성된 상판과; 상기 본체의 바닥에 일정 간격으로 설치되어 상판을 지지하는 다수의 지주들과; 상기 본체의 내부에 설치되어 상기 본체로 유입된 물이 사행 유로를 형성하도록 유도하여 물의 체류시간을 연장시키는 하나 이상의 구획부를 포함하는 도류벽;을 구비하고, 상기 구획부는 바닥에 일정 간격으로 설치되어 상판을 지지하는 지주들 사이에 형성되며 다수의 단위패널들이 상호 결합되어 형성된 가로막과, 상기 가로막에 일정 간격으로 나란하게 설치되어 상기 가로막의 강도를 증대시키는 보강바들과, 상기 보강바를 둘러싸는 체결구와, 상기 체결구를 상기 단위패널에 고정시키는 고정부재를 더 구비하며, 상기 단위패널들 각각은 베이스플레이트와, 상기 베이스플레이트의 일측 또는 양측에 형성되며 상기 보강바의 일부를 둘러싸도록 상기 보강바와 대응되는 형상으로 절곡된 제 1절곡부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 단위패널들을 볼팅 조립식으로 제작하여 시공이 간편하다.

그리고 정체수 방지부에 의해 유로의 모퉁이로 물의 흐름을 유도하므로 모퉁이에서 정체수의 발생을 효과적으로 감소시킬 수 있다. 따라서 물에 투입되는 염소, 오존, 살균제, 액상 및 고체 소독 약품 등의 희석성능이 향상된다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 도류벽이 물탱크에 설치된 상태를 나타내는 일부 절개 사시도이고,
도 2는 도 1에서 요부를 발췌한 단면도이고,
도 3 및 도 4는 도 1에 적용된 단위패널을 나타내는 사시도이고,
도 5는 도 1의 물탱크의 단면도이고,
도 6 및 도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 도류벽의 요부를 나타낸 단면도이고,
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 도류벽을 나타내는 단면도이고,
도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 물탱크의 요부를 발췌한 사시도이고,
도 10은 도 9에 적용된 물탱크의 내부를 나타내는 단면도이고,
도 11 내지 도 14는 실험에 사용된 물탱크를 개략적으로 나타내는 그림이고,
도 15 내지 도 39는 실험 결과를 나타내는 그래프이고,
도 40 및 도 41은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 물탱크의 요부를 각각 발췌한 사시도들이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 도류벽 및 물탱크를 구체적으로 설명한다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 물탱크는 본체(10)와, 본체(10)의 상부에 형성된 상판(18)과, 본체(10)의 바닥에 일정 간격으로 설치되어 상판을 지지하는 다수의 지주들(21)과, 본체(10)의 내부에 설치되어 본체로 유입된 물이 사행 유로를 형성하도록 유도하여 물의 체류시간을 연장시키는 도류벽을 구비한다.

본체(10)는 물이 유입 및 유출되며 내부에 일정한 크기의 내부 공간이 형성된다. 본체(10)는 정육면체의 형상을 가지며, 콘크리트 재질로 형성될 수 있다. 본체(10)는 바닥(8)과, 바닥(8)의 네 가장자리에서 수직으로 형성된 제 1측벽(11), 제 2측벽(15), 제 3측벽(13), 제 4측벽(미도시)으로 이루어진다.

본체(10)의 일측에는 물이 유입되는 유입구가 형성되고, 유입구에는 유입관(17)이 연결된다. 그리고 본체(10)의 타측에는 물이 유출되는 유출구가 형성되고, 유출구에는 유출관(19)이 연결된다. 본체(10)로 유입된 물은 설정된 체류시간 동안 본체(10)의 내부에서 체류한 후 배출된다. 본체(10)의 내부에 설치된 도류벽에 의해 본체(10)로 유입된 물이 사행 유로를 형성하도록 유도하여 물의 체류시간을 연장시킨다. 체류시간은 물과 염소, 오존, 살균제, 액상 및 고체 소독 약품 등이 충분히 혼합될 수 있을 만큼 설정된다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 도류벽은 다수의 구획부들로 형성된다. 이와 달리 하나의 구획부로 형성될 수 있음은 물론이다.

설명의 편의상 다수의 구획부들을 제 1구획부(20)와, 제 2구획부(50)로 나누어 설명한다. 제 1구획부(20)와 제 2구획부(50)는 번갈아 가면서 본체(10)의 내부에 지그재그로 배치된다.

제 1구획부(20)는 일단이 제 1측벽(11)에 연결되어 맞은편 제 2측벽(15) 방향으로 연장되되 제 2측벽(15)까지는 미치지 않도록 연장된다. 즉, 제 1구획부(20)의 타단은 제 2측벽(15)과 일정 거리 이격되도록 형성된다. 그리고 제 2구획부(50)는 일단이 제 2측벽(15)에 연결되어 제 1측벽(11) 방향으로 연장되되 제 1측벽(11)까지는 미치지 않도록 연장된다. 즉, 제 2구획부(50)의 타단은 제 1측벽(11)과 일정거리 이격되도록 형성된다.

도시된 예에서 2개의 제 1구획부들(20)이 상호 이격되어 본체(10)의 내부에 나란하게 설치되고, 2개의 제 2구획부들(50)은 제 1구획부들(20)과 번갈아 가도록 배치된다.

상술한 제 1 및 제 2구획부(20)(50)을 갖는 도류벽에 의해 본체(10)의 내부로 유입된 물은 유출관(19)을 통해 외부로 바로 배출되는 것이 아니라 제 1 및 제 2구획부들(20)(50)을 따라 지그재그로 흘러 사행(蛇行) 유로를 형성하기 때문에 체류시간이 크게 연장된다.

제 1구획부(20)는 바닥에 일정 간격으로 설치되어 상판을 지지하는 지주들(21) 사이에 형성되며 다수의 단위패널들(23)이 상호 결합되어 형성된 가로막과, 가로막에 일정 간격으로 나란하게 설치되어 가로막의 강도를 증대시키는 보강바들(30)과 보강바를 둘러싸는 체결구와, 체결구를 단위패널에 고정시키는 고정부재를 구비한다. 제 1구획부(20)는 상판과 연결되는 높이로 형성되거나, 상판에 미치지 않는 높이로 형성될 수 있다.

지주들(21)은 본체 내부에 일정 간격으로 형성된다. 각 지주(21)는 콘크리트 또는 사각형강을 이용할 수 있다. 지주들(21) 사이에 설치된 각 가로막은 5개의 단위패널들(23)이 서로 결합하여 형성된다.

상기 단위패널들 각각은 도 3에 도시된 바와 같이 판형의 베이스플레이트(25)와, 베이스플레이트(25)의 일측에 형성된 제 1절곡부(24)와, 제 1절곡부(24)의 일측에 형성된 연결부(27)를 구비한다. 제 1절곡부(24)는 보강바(30)의 일부를 둘러싸도록 보강바(30)와 대응되는 형상으로 절곡된다.

보강바(30)는 가로막에 일정 간격으로 나란하게 설치되어 가로막의 강도를 증대시킨다. 도시된 예에서 보강바(30)는 사각 파이프로 이루어지지만, 이와 달리 다양한 형상으로 이루어질 수 있음은 물론이다. 보강바(30)의 하단은 본체 바닥(8)에 고정된다. 보강바(30)는 단위패널(23)에 형성된 제 1절곡부(24)에 일부가 접속되도록 장착된다.

보강바(30)는 체결구(35)와, 고정부재에 의해 단위패널(23)에 고정된다. 체결구(35)는 제 1절곡부(24)가 보강바(30)를 둘러싸는 영역을 벗어난 영역에서 보강바(30)의 일부를 둘러싸도록 보강바(30)와 대응되는 형상으로 절곡된 제 2절곡부(37)와, 제 2절곡부(37)의 일측에 형성되며 고정부재에 의해 연결부(27)와 결합되는 제 1연장부(38)와, 제 2절곡부(37)의 타측에 형성되며 고정부재에 의해 베이스플레이트(25)와 결합되는 제 2연장부(39)를 구비한다.

고정부재로 볼트(41)와 너트(43)를 이용한다. 따라서 체결구의 제 1 및 제 2연장부(38)(39)에는 다수의 볼트 삽입공(36)이 일정 간격으로 형성된다. 그리고 이와 대응되는 위치의 베이스플레이트 및 연결부에도 볼트 삽입공들이 형성된다.

2장의 단위패널(23)을 결합시키기 위해 단위패널(23)의 제 1절곡부(24)가 보강바(30)의 후면을 감싸도록 위치시킨 후 다른 단위패널을 옆에 배치한다. 이 경우 먼저 설치된 단위패널의 연결부(27)의 후면에 다른 단위패널의 베이스플레이트가 겹치도록 배치한다. 이 상태에서 결합구(35)의 제 2절곡부(37)가 보강바(30)의 전면을 감싸도록 위치시킨다. 제 2절곡부(37)는 제 1절곡부(24)와 함께 보강바(30)의 전체를 둘러싸게 된다. 그리고 결합구의 제 1연장부 및 제 2연장부(38)(39)는 연결부(27)의 전면과 베이스플레이트(25)의 전면에 각각 밀착된다. 이 상태에서 드릴을 이용하여 볼트 삽입공(36)을 뚫은 후 볼트(41)와 너트(43)를 이용하여 체결시킨다.

도시된 예에서 체결구는 단위패널의 상하 길이와 동일하도록 형성되지만, 이와 달리 도 40에 도시된 바와 같이 짧은 길이를 갖는 체결구(35)를 일정 간격으로 다수 설치할 수 있음은 물론이다.

한편, 단위패널들 중 지주(21)와 인접하는 단위패널은 도 4에 도시된 바와 같이 베이스플레이트(25)의 가장자리에 립(29)이 더 형성되거나, 연결부(27)의 가장자리에 립이 더 형성될 수 있다. 도 4의 예에서 립(29)은 베이스플레이트(25)의 가장자리에서 직각으로 절곡되어 형성된다. 립(29)은 볼트에 의해 지주(21)에 고정된다. 이러한 구조의 단위패널은 제 1 또는 제 2측벽(11)(15)에 지지되도록 설치되는 경우 립(29)이 제 1 또는 제 2측벽(11)(15)에 고정된다.

상술한 단위패널들(23)은 금속기재의 표면에 코팅막이 형성될 수 있다. 코팅막은 폴리우레탄 또는 폴리우레아를 함유한 코팅재를 도포하여 형성될 수 있다. 이외에도 폴리우레탄과 폴리우레아를 혼합한 하이브리드 수지를 이용할 수 있다. 상기 코팅재에는 접착성을 향상시킬 수 있는 아크릴레이트나 실란 또는 실리콘이 추가로 함유될 수 있다. 상기 코팅재는 통상적인 코팅수지인 에폭시나 알키드 수지에 비해 탄성도가 높고 내수성, 내충격성 등이 강하다는 장점을 갖는다. 특히, 상기 코팅재는 용제를 사용하지 않기 때문에 인체에 무해하다.

한편, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 제 1구획부는 단위패널들이 좌우방향 및 상하 방향으로 결합되어 형성될 수 있다. 이 경우 단위패널은 상하로 상호 결합될 수 있도록 베이스플레이트(25)의 상단 및 하단에 직각으로 절곡되어 형성된 수평판부(33)가 마련되는 것이 바람직하다. 수평판부(33)는 상하방향에서 인접하는 단위패널의 수평판부와 겹쳐진다. 수평판부(33)에는 볼트 삽입공이 형성되고, 볼트 및 너트에 의해 체결된다.

한편, 제 2구획부(50)의 구조는 제 1구획부(20)와 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.

단위패널의 또 다른 실시 예를 도 5에 도시하고 있다. 도시된 예에서 단위패널(40)은 베이스플레이트(41)의 좌우 양측에 각각 제 1절곡부(43)가 형성된다. 그리고 각 제 1절곡부(43)의 단부에는 연결부(45)가 형성된다. 상기의 구성을 갖는 단위패널(40)은 보강바(30)의 앞뒤로 번갈아 가면서 배치하여 상호 결합시킨다. 각 연결부(45)에는 볼트 삽입공을 뚫은 후 볼트와 너트를 이용하여 2장의 단위패널을 고정시킨다.

단위패널의 또 다른 실시 예를 도 41에 도시하고 있다. 단위패널(8)은 베이스플레이트(81)와, 베이스플레이트(81)의 좌우 양측에 각각 형성된 제 1절곡부(83)로 이루어진다. 도시된 예에서 제 1절곡부(83)는 베이스플레이트(81)에 대하여 약 45도의 각도로 절곡되어 일정길이 연장되어 형성된다. 제 1절곡부(83)는 보강바(30)의 일 면에 접속된다. 도 41에서는 인접하는 단위패널 간을 결합하기 위해 보강바(30)의 양측에서 단위패널의 제 1절곡부(83)가 결합된다. 그리고 이 상태에서 단위패널(8)의 후면측에서 체결구(35)가 배치된다. 보강바(30)와 체결구(35)는 도 1의 실시 예와 동일하다. 그리고 유볼트(90) 및 너트(95)를 이용하여 보강바(30)와, 단위패널(8), 체결구(35)를 결합시킨다. 유볼트(90)를 장착할 수 있도록 단위패널(8) 및 체결구(35)를 관통하는 홀(85)이 형성된다. 유볼트(90)를 단위패널(8)의 전면에서 홀(85)로 삽입하여 너트(95)를 체결한다.

도 1에서 본체(10)의 내부에는 제 1, 제 2, 제 3, 제 4측벽이 서로 만나는 지점과, 제 1측벽(11)과 제 1 구획부(20)가 만나는 지점, 제 2측벽(15)과 제 2구획부(50)가 만나는 지점에 각각 모퉁이가 형성된다. 이러한 모퉁이에서는 물의 흐름이 약하여 물이 정체하게 된다. 유로 내에서 정체수의 발생하게 되면 물의 흐름이 원만하지 않아서 염소, 오존, 살균제, 액상 및 고체 소독 약품 등의 희석성능이 떨어지고 수질이 악화되는 문제점이 있다. 이를 위해 본 발명은 바람직하게 제 1 및 제 2구획부들(20)(50)이 형성하는 유로에서 정체수가 발생하는 것을 방지하기 위해 정체수방지부를 구비한다.

도 9에 도시된 바와 같이 정체수방지부는 제 1구획부(20) 및 제 2구획부에 각각 설치된 가이드 깃(60)으로 구비된다. 제 1구획부에 설치된 가이드 깃(60)은 제 1구획부(20)의 단부에 결합된 지주(21)에 형성된다. 높이는 제 1구획부(20)의 높이와 동일하다. 가이드 깃(60)은 전면 측에서 인접하는 제 2구획부(50)와 제 2측벽(15)이 만나 형성하는 모퉁이 방향으로 일정 길이 연장된다. 그리고 다수의 제 1구획부들(20) 중 최전방에 위치한 제 1구획부(20)에 형성된 가이드 깃(60)은 본체(10)의 측벽들이 만나 형성하는 모퉁이 방향으로 연장될 수 있음은 물론이다.

제 2구획부에 설치된 가이드 깃(60) 역시 제 2구획부(50)의 단부에 결합된 지주에 형성되고, 높이는 제 2구획부의 높이와 동일하다. 가이드 깃(60)은 전면 측에서 인접하는 제 1구획부(20)와 제 1측벽(11)이 만나 형성하는 모퉁이 방향으로 일정 길이 연장된다. 상술한 가이드 깃(60)에 의해 물은 모퉁이 방향으로 흐름이 유도되어 모퉁이에서 정체수가 발생하는 것을 효과적으로 방지한다.

정체수방지부의 다른 예를 10에 도시하고 있다. 도 10을 참조하면, 제 1구획부에 설치된 가이드 깃(70)은 제 1구획부(20)의 단부에 형성되어 전면 측에서 인접하는 제 2구획부(50)와 제 2측벽(15)이 만나 형성하는 모퉁이 방향으로 연장되는 판형의 제 1유도플레이트(71)와, 제 1유도플레이트(71)의 단부에 형성되어 후면 측에서 인접하는 제 2 구획부(50)와 제 2측벽(15)이 만나 형성하는 모퉁이 방향으로 연장되는 판형의 제 2유도플레이트(73)와, 제 2유도플레이트(73)의 단부에서 연장되어 제 1 구획부(20)의 단부로 연결되는 만곡형의 지지플레이트(75)로 구비된다.

제 2구획부의 단부에도 가이드 깃이 설치된다. 이때 가이드 깃 구조는 상술한 바와 같다. 상술한 정체수방지부의 구성은 본체의 모퉁이에서 정체수의 발생을 방지함과 동시에 유로로 돌출된 가이드 깃(70)(80) 자체에서 발생할 수 있는 정체수까지 효과적으로 방지한다. 즉, 제 1유도플레이트(71)는 본체의 모퉁이 방향으로 물의 흐름을 유도하고, 제 2유도플레이트(73)는 본체의 다른 모퉁이 방향으로 물의 흐름을 유도한다. 그리고 지지플레이트(75)는 만곡형으로 형성되어 가이드 깃(70)의 후방에서 정체수가 발생하는 것을 방지하는 기능을 한다.

<실험예>

본 발명의 도류벽의 효과를 살펴보기 위해 순천대학교 공업기술연구소에서 전산유동해석을 수행하였다.

1. 유동장 및 농도분포 해석을 위한 실험조건

장폭비가 20:1인 사각 물탱크 내의 도류벽 형상에 따른 유동장 및 농도분포 해석을 위하여 다음과 같은 3가지 경우에 대하여 전산유동해석을 수행하였다.

비교예로 도류벽이 설치되지 않은 사각 물탱크를 대상으로 하였고, 실시 예 1로 직선형 도류벽을 갖는 사각 물탱크를 대상으로 하였고, 실시 예 2로 직선형 도류벽의 단부에 45도 각도로 형성된 가이드 깃을 설치한 사각 물탱크를 대상으로 실험을 하였다.

위 3가지 경우에 대한 간략한 형상을 도 11 내지 도 13에 각각 나타내었다. 도 11이 비교예이고, 도 12가 실시 예 1, 도 13이 실시 예 2이다. 적용된 물탱크의 크기는 25m×18m×5m이고, 유입관과 유출관의 직경은 각각 0.3m, 0.5m이다.

각 물탱크의 유입관 및 유출관의 위치는 도 14와 같으며, 유입관의 중심은 물탱크의 높이방향 0.35m, 유출관의 중심은 높이방향 4.45m에 위치하였다. 도류벽의 높이는 2.4m이고, 두께는 0.1m이고, 도류벽과 도류벽 사이의 폭은 4.92m이다. 12시간 동안 5,000 ton의 물을 공급할 수 있는 물탱크로 가정하여, 유입관에서 유체의 속도를 1.641m/s로 설정하였다.

2. 유동해석 결과 및 고찰

물탱크 내에 물로 가득 채워진 상태에서 유입관으로부터 소독약품이 공급될 때, 240분, 720분, 1,200분 후의 유동해석 결과를 도 15 내지 도 32에 나타내었다.

도 15 및 16은 비교예에서 240분 후, 도 17 및 도 18은 비교예에서 720분 후, 도 19 및 도 20은 비교예에서 1200분 후, 도 21 및 22는 실시 예1에서 240분 후, 도 23 및 도 24는 실시 예1에서 720분 후, 도 25 및 도 26은 실시 예 1에서 1200분 후, 도 27 및 28은 실시 예2에서 240분 후, 도 29 및 도 30은 실시 예2에서 720분 후, 도 31 및 도 32는 실시 예 2에서 1200분 후의 농도분포 및 유선을 각각 나타내는 그래프이다.

도류벽이 없는 비교예 의 경우, 입구의 흐름이 맞은편 벽면에 영향을 주어 그 부분에서의 농도가 높게 나타났으며, 계속해서 그 흐름이 출구쪽으로 바로 진행되면서 소독약품에 대한 충분한 체류시간을 확보하기가 어려웠다. 직선형 격벽을 갖는 실시 예 1의 경우 비교 예와 비교하였을 때 소독약품의 충분한 체류시간을 확보할 수 있었다. 실시 예2의 경우 실시 예 1과 와 유사한 유동현상이 관찰되었다.

유출관에서의 시간에 따른 농도변화는 도 33의 그래프에 나타내었다. 그래프에서 케이스 1은 비교예, 케이스 2는 실시 예1, 케이스 3은 실시 예 2를 의미한다. 도 33의 결과를 참조하면, 비교예의 경우 소독약품의 체류시간이 확보되지 않는 관계로 유출관에서의 농도변화가 가장 빠르게 나타났다. 이것은 소독약품이 충분히 물과 혼합되지 않고 유출관을 통해 배출됨을 의미한다.

실시 예1의 경우, 비교 예 보다 유출관에서의 농도변화가 늦게 시작되었다. 이것은 도류벽으로 인하여 소독약품이 물과 충분히 혼합되는 시간을 확보한 후 유출관을 통해 배출됨을 의미한다. 또한, 약 400분 이후부터는 오히려 물탱크 내부에서 혼합이 충분히 이루어진 관계로 유출관으로부터 배출되는 농도 값이 비교예보다 더 크게 증가하였다. 그리고 실시 예 2의 경우 실시 예 1과 유사한 패턴으로 농도변화가 나타났다.

다음으로, 실시 예 1 및 2에 대한 물탱크 내의 유선을 도 34 및 도 39에서 비교하였다. 도 34 및 도 35는 240분 후의 실시 예 1 및 2의 유선변화를, 도 36 및 도 37은 720분 후의 실시 예 1 및 2의 유선변화를, 도 38 및 도 39는 1200분 후의 실시 예 1 및 2의 유선변화를 각각 나타내는 그래프이다.

도 34 및 도 39에서 ○로 표시된 유선을 살펴보면 실시 예 1의 경우, 물탱크의 내벽과 도류벽 사이에 와류가 발생하여 유동이 정체되어 있는 구간이 있었으나, 실시 예 3의 경우, 정체되어 있는 와류는 발견되지 않았다.

이상, 본 발명은 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해 져야할 것이다.

10: 본체 11: 제 1측벽
15: 제 2측벽 20: 제 1구획부
21: 지주 23: 단위패널
30: 보강바 50: 제 2구획부
60: 가이드 깃

Claims (6)

1. 삭제
2. 물이 출입하는 물탱크의 내부에 설치되어 상기 물탱크로 유입된 물이 사행 유로를 형성하도록 유도하여 물의 체류시간을 연장시키는 하나 이상의 구획부를 포함하고,
   상기 구획부는 바닥에 일정 간격으로 설치되어 상판을 지지하는 지주들 사이에 형성되며 다수의 단위패널들이 상호 결합되어 형성된 가로막과, 상기 가로막에 일정 간격으로 나란하게 설치되어 상기 가로막의 강도를 증대시키는 보강바들과, 상기 보강바를 둘러싸는 체결구와, 상기 체결구를 상기 단위패널에 고정시키는 고정부재를 더 구비하며,
   상기 단위패널들 각각은 베이스플레이트와, 상기 베이스플레이트의 일측 또는 양측에 형성되며 상기 보강바의 일부를 둘러싸도록 상기 보강바와 대응되는 형상으로 절곡된 제 1절곡부를 구비하고,
   상기 단위패널들 각각은 상기 제 1절곡부의 일측에 형성되며 인접하는 단위패널과 연결되는 연결부를 더 구비하고,
   상기 체결구는 상기 제 1절곡부가 상기 보강바를 둘러싸는 영역을 벗어난 영역에서 상기 보강바의 일부를 둘러싸도록 상기 보강바와 대응되는 형상으로 절곡된 제 2절곡부와, 상기 제 2절곡부의 일측에 형성되며 상기 고정부재에 의해 상기 연결부와 결합되는 제 1연장부와, 상기 제 2절곡부의 타측에 형성되며 상기 고정부재에 의해 상기 베이스플레이트와 결합되는 제 2연장부를 구비하는 것을 특징으로 하는 물탱크용 도류벽.
3. 제 2항에 있어서, 상기 단위패널들 중 상기 지주와 인접하는 단위패널은 상기 베이스플레이트 또는 상기 연결부의 가장자리에 형성되며 고정부재에 의해 상기 지주와 결합하는 립을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 물탱크용 도류벽.
4. 물이 출입하는 물탱크의 내부에 설치되어 상기 물탱크로 유입된 물이 사행 유로를 형성하도록 유도하여 물의 체류시간을 연장시키는 하나 이상의 구획부를 포함하고,
   상기 구획부는 바닥에 일정 간격으로 설치되어 상판을 지지하는 지주들 사이에 형성되며 다수의 단위패널들이 상호 결합되어 형성된 가로막과, 상기 가로막에 일정 간격으로 나란하게 설치되어 상기 가로막의 강도를 증대시키는 보강바들과, 상기 보강바를 둘러싸는 체결구와, 상기 체결구를 상기 단위패널에 고정시키는 고정부재를 더 구비하며,
   상기 단위패널들 각각은 베이스플레이트와, 상기 베이스플레이트의 일측 또는 양측에 형성되며 상기 보강바의 일부를 둘러싸도록 상기 보강바와 대응되는 형상으로 절곡된 제 1절곡부를 구비하고,
   상기 구획부가 형성하는 유로에서 정체수가 발생하는 것을 방지하기 위해 상기 물탱크의 내부에 설치되어 상기 유로의 모퉁이로 물의 흐름을 유도하는 정체수방지부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 물탱크용 도류벽.
5. 제 4항에 있어서, 상기 정체수방지부는 상기 구획부의 단부에서 인접하는 유로의 모퉁이 방향으로 일정 길이 연장되도록 형성되어 상기 유로의 모퉁이 방향으로 물의 흐름을 유도하는 가이드 깃을 구비하는 것을 특징으로 하는 물탱크용 도류벽.
6. 바닥과, 상기 바닥의 네 가장자리에 각각 형성된 제 1, 2, 3, 4측벽을 포함하며 물이 유입 및 유출되는 본체와;
   상기 본체의 상부에 형성된 상판과;
   상기 본체의 바닥에 일정 간격으로 설치되어 상판을 지지하는 다수의 지주들과;
   상기 본체의 내부에 설치되어 상기 본체로 유입된 물이 사행 유로를 형성하도록 유도하여 물의 체류시간을 연장시키는 하나 이상의 구획부를 포함하는 도류벽;을 구비하고,
   상기 구획부는 바닥에 일정 간격으로 설치되어 상판을 지지하는 지주들 사이에 형성되며 다수의 단위패널들이 상호 결합되어 형성된 가로막과, 상기 가로막에 일정 간격으로 나란하게 설치되어 상기 가로막의 강도를 증대시키는 보강바들과, 상기 보강바를 둘러싸는 체결구와, 상기 체결구를 상기 단위패널에 고정시키는 고정부재를 더 구비하며,
   상기 단위패널들 각각은 베이스플레이트와, 상기 베이스플레이트의 일측 또는 양측에 형성되며 상기 보강바의 일부를 둘러싸도록 상기 보강바와 대응되는 형상으로 절곡된 제 1절곡부를 구비하는 것을 특징으로 하는 물탱크.

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