A standard fire extinguishing tester, with which we could conduct the fire extinguishing ability rating of a water-based fire extinguishing agent such as water and loaded stream, has been developed in this work. It could help us enhancing the efficiency and reliability of the fire extinguishing test of loaded streams, and at last increasing the productivity of fire protection related firms. Furthermore, our country could take the lead in making a new standard for the fire extinguishing test of loaded streams. As a result, it is expected that loaded streams could be improved by using it. In addition the standard fire extinguishing tester could be made moderately in our industry, and supplied at home and worldwide.
본 논문은 ESS 화재전용 소화약제 및 소화시스템 개발에 관한 연구이다. ESS 화재를 진압하기 위해 제작된 소화약제는 침윤제 타입으로 주된 소화효과인 냉각작용과 더불어 질식작용과 함께 표면장력 및 점도를 낮춘 침투성이 높은 소화약제로 ESS 모듈 내부의 배터리 셀까지 소화약제가 침투 가능한 특징이 있다. 소화시스템의 경우 랙 단위로 화재를 진압하는 국소방출방식으로 설계하였고, 소화효과를 극대화하기 위해 랙에 장착되는 일반형 노즐과 ESS 모듈 후면 홀에 삽입하는 360° 회전형 노즐을 제작하고, 가스방출압력에 의해 소화약제가 강하게 방사되도록 하였다. ESS 모듈 1단위 및 모듈 3단위 화재진압성능 실험결과 소화약제 방사 후 각각 8 s 및 9 s 만에 눈에 보이는 화염이 모두 소멸되었다. 또한, 소화약제 방사종료 후 600 s 동안 재발화 여부를 확인한 결과 모든 화재진압성능 실험에서 재발화가 일어나지 않고 ESS 화재가 완벽히 진압되는 것을 확인할 수 있었다.
In the course of increasing in human and material damage caused by fire, it is an important research field to develop clean extinguishing agent which does no harm to global environment as well as has a good extinguishing efficiency. This research is a basic step to develop a new clean extinguishing agent. In order to get a satisfactory result, we tested fire extinguishing ability using nitrogen and Novec mixtures gas which are inert gas and new clean extinguishing agent. We used Cup Burner Test made by international standard ISO-14520 regulations of gaseous extinguishing agent ability test, and the fuels used in the test are n-heptane, methanol, ethanol, iso-propanol and 1-butanol. The experimental results of flame extinguishing concentration are n-heptane 6.54%, methanol 8.47%, ethanol 6.98%, isopropanol 6.10% and butanol 6.54% by pure Novec agent. So the finding is that a new clean agent, Novec has an efficient extinguishing ability in a state of gas. Also, in a test as to mixtures gas of nitrogen and Novec, it has a good result for minimum oxygen concentration is under 16%.
Halon was known as a cause of the ozone layer destruction. In 1987, it was designated as one of the ozone-layer-destroying materials in the Montreal Protocol. Therefore substitutes of Halon agent has been developed including inert gas extinguish system, which is one of the most widely used fire extinguishing system. This study intended to increase the efficiency of inert gas extinguishing agent by using inert gas additives. As IG-541 shows high extinguishing power, the experiment was performed to measure the effects of gaseous additives to it. Cup-burner fire extinguishing apparatus was used with n-Heptane fuel. Among many of pure inert gaseous agents, Helium showed the most excellent extinguishing power. When Helium was added to IG-541, fire extinguishing power was increased and the concentration of oxygen in chimney also risen. By adding Helium to IG-541, the effectiveness of inert gas fire extinguishing system is able to be increased.
본 연구에서는 할론 1301 및 이산화탄소를 비롯한 가스계소화설비의 성능을 시험하고 평가하기 위한 가장 중요한 핵심 요소인 배관내 약제비율, 관경비 등 소화성능에 영향을 미치는 가스계소화설비의 제한사항 및 성능확보에 필요한 요소에 대하여 연구하였다. 또한 본 연구에서는 관련 국내외 기준 분석 및 국내 가스계소화설비의 성능평가에 관한 인정기준(KFIS 002)에 따른 시스템 성능시험을 실시하고 결과를 비교 분석하였다.
In recent years, vehicle fires account for the second highest rate after residential fires. It accounts for more than 10.7% of the total fire occurrence rate. Vehicle fires are very difficult to evolve at an early stage. Most of the vehicles are burned down in the event of a fire, resulting in a lot of physical and personal damage. In the EU and other countries, efforts are being made to install automatic fire extinguishing systems in preparation for vehicle fires. In addition, since the automatic fire extinguishing system applied to a vehicle must operate in a moving state of a car, a method for detecting a fire is needed. Therefore, this paper proposes a structure of an automatic fire extinguishing system that can evolve a fire when a fire occurs in a commercial vehicle among various vehicles. Especially, it confirms the feasibility of the automatic fire extinguishing system simulated in the laboratory environment and confirms its applicability.
To reduce the personnel and material loss caused by fire, we propose the automatic fire extinguishing system based on the ignition point tracking using the flame detecter. This automatic fire extinguishing system is composed of the flame detecting system and the fire extinguishing system based on the water cannon. We study the method for the ignition point tracking and the automatic fire extinguishing using the water cannon and the flame detecter. The flame detecting system for the early fire detection and the ignition point tracking has to be satisfied the requirement of the detecting range and the flame detection time. So we study the signal process algorithm for an improvement of the flame detecting system.
In order to improve extinguishing performance of water mist, many studies of additives have been conducted. In this study, viscosity agent which has the ability to improve extinguishing performance by adhering to the surface on fire was used and fluorine-free surfactant was also added to water to enhance water's wetting ability. This study aimed to verify optimal concentration of extinguishing of additives according to fire source and extinguishing performance by comparison with pure water. In case of wood crib fire, the results show that flame suppression and extinguishing time of sodium alginate 0.4 wt.% are 3.4 times and 2.2 times shorter than those of pure water in 0.2 MPa respectively. It seems that large amount of water adhere to surface on fire, thus cooling effect on surface was enhanced. Also water consumption of sodium alginate 0.4wt.% is up to 65% lower than that of pure water. In case of heptane fire, extinguishing time of cocobetaine 0.1 wt.% is 9.7 times shorter than that of pure water in 0.2 MPa. It is thought that because cocobetaine can block oxygen and suppress oil mist by making emulsion film on fire surface due to a low surface tension. On the other hand, water consumption of cocobetaine 0.1 wt.% is 92% lower than that of pure water.
가스계 혼합소화약제의 소화성능을 검토하기 위하여 Cup-burner test장치를 설치하고 이성분계 및 삼성분계 혼합물의 불꽃소화농도를 측정하였다. 시험대상 이성분계 혼합물은 이산화탄소/HFC-23, 이산화탄소/HCFC-22, 이산화탄소/HFC-227ea, 이산화탄소/HFC-125, 이산화탄소/FIC-13I1, Hexafluoropropylene/HFC-23이고 삼성분계 흔합물은 이산화탄소/HFC-237HFC-l34a, 이산화탄소/HFC-23/HFC-227ea, 이산화탄소/HFC-23/HFC-125이다. Cup-burner test장치에서 측정된 가스계 혼합물의 소화농도는 단일성분의 소화농도와 혼합물의 구성비로 이루어진 모델에 의해 잘 예측됨을 알 수 있었다. 특히 이 모델은 혼합물의 구성성분이 물리적 소화성능을 지닐 때 잘 적용되며 화학적 소화성능의 영향이 강해질수록 측정값과의 오차가 커진다.
본 연구에서는 미분무수 노즐을 이용하여 소화시간에 영향을 미치는 인자들을 변화시키며 소화실험을 수행하였다. 주요 인자는 화염의 위치와 노즐 중심으로부터의 거리, 미분무 입자의 크기, 노즐의 설치 높이, 개구부 여부 등이었다. 소화실험 결과로부터 각 인자들 간의 상호작용과 소화에 대한 민감도를 Mini tab을 이용하여 분석하여 미분무수 소화시스템의 최적 소화모델을 도출하였다. 소화시간에 가장 큰 영향을 미치는 인자는 노즐 중심으로부터의 거리이며 개구부의 여부는 다른 인자들에 비하여 소화시간에 미치는 영향도가 적게 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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