CFC의 오존층 파괴로 인해 이를 대체할 냉매, 세정제, 발포제의 개발과 더불어 소방분야에서는 할론대체소화약제개발에 주력하여 왔다. 특히 소화기분야에서는 할론1211 소화기를 대체할 청정소화약제를 개발하여 왔다. 그 결과로 개발된 소화기용 청정소화약제 중 가장 널리 사용되는 소화약제가 HCFC-123이다. 대부분의 청정소화약제들은 자체 증기압이 약하기 때문에 어떠한 가압원을 사용할 것인가가 중요한 문제 중 하나이다. 본 연구에서는 소화기용 소화약제들 중 HCFC-123, HCFC-124, HFC-125, Novec-1230을 선정하여 이들 약제에 대한 가압원으로 보조소화효과를 기대할 수 있는 CO2를 사용하였다. 각 소화약제별로 약제량과 CO2량을 조절하며 시험을 실시한 결과 HCFC-123 소화약제로부터 기대한 소화효과를 확인할 수 있었다. 현재 시중에 판매되고 있는 소화기인 HCFC-123 2.5 kg을 질소로 가압하여 소화능력 ABC 각 1단위인 소화기보다 소화약제가 적은 HCFC-123 1.5 kg과 CO2 1.5 kg을 혼합한 소화기로 동일한 소화능력시험에 성공하였다. 이러한 소화시험의 결과는 가압원인 CO2의 보조소화효과를 확인한 것이라 할 수 있다. 이는 중간대체물질로 분류되어 있는 HCFC계열의 소화약제를 줄일 수 있어 기존의 소화기보다 친환경적이고 경제적이라 할 수 있으며 B,C급 화재용 소화기인 CO2 소화기로 A급 가연물이 많은 전기, 전자 관련 시설을 방호하는 불합리함을 해결하는데 기여할 수 있으리라 기대한다.
한국화재소방학회 1997년도 International Symposium on Fire Science and Technology
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pp.598-605
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1997
In recent years, the number of vehicle fires, as well as the number of motor vehicles, has been increasing rapidly. Therefore, several types of automatic fire suppression systems for the engine compartment of automobiles have been developed to extinguish automobile fires, and most of these systems use halon 1301 as a fire extinguishing agent. Due to environmental concerns, the phase-out of halons has been announced, so now there is a need to replace halon 1301. For this, a 1,1,1,2,3,3,3-heptaflouropropane (HFC-227ea, FM-$200^{TM}$) gas-filled Aqueous Film- Forming foam (known as AFFF) extinguisher was devised even though air foam extinguishers could be used. This is because the air in the foam bubbles is a source of oxygen required for the combustion reaction. It can be surmised that it is possible to increase the fire extinguishing efficiency of AFFF by filling in foam bubbles with a gaseous extinguishing agent. The best choice is the FM-$200^{TM}$ gas-filled AFFF, Which has the maximum expansion ratio of 62:1. This makes it possible for the expanded foam to rapidly fill the engine compartment.
기존의 가스계 소화시스템은 직립형으로 설치된 약제 저장용기로부터 약제를 유출시켜 방사노즐로부터 방사되게 하는 방식이다. 그러나 본 연구는 수평으로 설치한 배관 형태의 저장용기속에 가스계 약제만을 충전하여 약제 자체의 증기압만으로 소화가스를 방사시켜서 방사노즐 오리피스의 크기와 방사율간의 온도별 상관성과 변화의 경향을 실험을 통하여 분석 연구하였다. 본 연구에서는 청정소화약제 중 HCFC Blend A를 연구대상으로 실험을 통하여 분석하였던 바, 용기밸브와 방사노즐의 고정된 크기 및 소화농도에 따라 방호가능 공간의 크기에 제한이 따르게 되지만, 그 제한 범위내에서는 소화가스의 방사가 법정기준의 방사 시간내(10초 이내)에 이루어질 수 있음을 확인할 수 있었고, 방호가능 공간의 제한범위를 보다 확대하려면 더 큰 구경의 용기밸브와 방사노즐이 장착되어야 함을 알 수 있었다.
Objectives: This is a case of air exposure assessment conducted after researchers complained of headaches and odor due to residual substances from fire extinguishing agents spread throughout the laboratory due to a malfunction of the fire extinguishing facility. Methods: A component analysis was conducted on the residual substances of a fire extinguishing agent spread in a laboratory using Py-GC-MS (pyrolysis gas chromatography mass spectrometry) at the research institute's own central equipment research center. As a result of the component analysis, several types of substances were detected. Among these, five types of substances subject to work environment measurement in the aromatic hydrocarbon series, which can affect headaches and odor, were selected as substances subject to exposure assessment in the air, and the measurement and analysis methods of the target substances were conducted in accordance with the KOSHA Guide for each substance. Conclusions: The measurement results showed that all 5 types of substances were not detected at locations A, B, and C. This is believed to be the result of the residual substances in the fire extinguishing agent being measured when approximately two months had elapsed after being exposed to the test bench, and the substances already exposed had volatilized and disappeared. In this survey, it is believed that the measurement process is more important than the measurement results.
할로겐 화합물 소화약제는 뛰어난 소화능력으로 B급 및 C급 화재에 대한 소화약제로서 가장 널리 사용되었으나 오존층 파괴물질로 규정되어 그 사용이 단계적으로 제한되기 시작하였다. 따라서 이를 대체할 청정소 화약제의 개발이 중요한 필요한 상황이며, 본 연구는 청정소화약제로 사용할 수 있는 불활성가스계 소화약제의 불꽃소화농도와 소염시 화염의 온도변화를 관찰하여 각 소화약제가 가지고 있는 소화특성에 대해 알아보고자 하였다.
가스계소화설비의 수요는 매해 증가하고 있으나, 늘어나는 수요에 대비한 시스템의 안전성 및 신뢰성등 소화성능에 필요한 안전대책이 미흡하여 사회적인 문제가 되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 가스 소화시스템의 사고발생 원인 중에서 가장 심각한 문제인 소화약제 저장용기에서 발생하는 압력누기는 화재진압의 성패를 좌우하는 중요한 요소로 시급한 대책이 요구되는 문제점로 판단하여 연구를 하였다. 새로 개발한 압력누기감시장치는 화재진압에 중요한 요소인 소화농도와 관련이 있는 저장용기의 약제확보상태와 압력 및 누기, 방출상태 등을 감시하는 장치로 $CO_2$와 HFC-23 시스템에 적용할 수 있도록 개발하였다. 즉, 압력누기감시장치를 가스소화설비에 적용하였을 때 발생할 수 있는 구조적 안전성 분석을 위하여 유체-구조연계해석을 통하여 안전성능을 검증하였다. 해석에 사용한 프로그램으로 전산유체해석은 Mentor Graphics사의 FloEFD 프로그램을 사용하였고, 구조해석 프로그램은 Dassault systems사의 ABAQUS를 사용하였다. 수치해석결과 $CO_2$용의 구조에서는 소성변형이 발생하지 않아 안전성을 확인하였으나 HFC-23용 감시장치에는 소성변형 및 이탈문제가 발생하여 설계수정과 3차례의 수치해석 조건을 수정하여 얻은 데이터를 기본으로 압력누기감시장치의 구조적인 안전성을 확인하였다.
소화설비는 예상치 못한 화재를 진압하는 설비이며, 방호대상과 장소에 따라 부합한 소화약제를 사용해야한다. 이 중 가스계 소화설비는 물에 취약한 전자장비 등을 방호하기 위하여 사용되는데, 이 때문에 화학적 반응이 없는 불활성 기체가 주로 적용된다. 하지만 최근 전자장비들의 고집적화로 인하여 가스계 소화설비로부터 발생하는 소음이 전자장비에 손상을 주는 사례가 대두되고 있다. 이에 본 연구에서는 가스계 소화설비를 개선하고자, 노즐 수축각에 따른 유동소음을 수치적으로 계산 및 분석하였다. ANSYS FLUENT ver. 18.1을 사용하여 수치해석을 수행하였으며, 스월 분포를 고찰하여 유동소음에 대한 원인을 분석하였다. 개선된 모델은 기본 모델 대비 약 6 dB가 감소된 것을 확인하였으며, 이는 가스계 소화시스템 노즐 수축각이 방출소음 저감에 영향력 있는 인자임을 확인하였다.
An experimental study was presented for extinguishing characteristics of liquid fuel fire by water mist($Dv_{0.99}{\leq}200{\mu}m$) containing potassium acetate and sodium acetate trihydrate. To evaluate the extinguishing performance of water mist containing additives, the evaporation characteristics of a water droplet on a heated surface was examined. The evaporation process was recorded by a charge-coupled-device camera. Also, small-scale extinguishing tests were conducted for n-heptane pool fire in ventilated space. During the experiments, flame temperatures were measured, and concentrations of oxygen and carbon monoxide were analyzed by a combustion gas analyzer. The average evaporation rate of water droplet containing additives was lower than that of pure water at a given surface temperature and decreased with the concentration increase due to the precipitation of salt in the liquid-film and change of surface tension. In case of using additives, the fire extinguishing times was shorter than that of pure water at a given discharge pressure and it was because the momentum of a water droplet containing additives was increased. And also dissociated metal atoms, potassium or sodium, were reacted as a scavenger of the major radical species OH, H which were generated for combustion process. Moreover, at a high pressure of 4 MPa, the fire was extinguished through blowing effect as well as primary extinguishing mechanisms.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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