KR101746161B1 - 환경적으로 유익하고 효과적인 소화용 하이드로클로로플루오로카본 조성물 - Google Patents

환경적으로 유익하고 효과적인 소화용 하이드로클로로플루오로카본 조성물 Download PDF

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Abstract

소화 또는 냉장과 같은 많은 응용분야에 유용한 조성물을 기재한다. 상기 조성물은 하이드로클로로플루오로카본, 예컨대 2,2-디클로로-1,1,1-트리플루오로에탄, 분산제, 예컨대 CF3I, 및 불활성 기체, 예컨대 아르곤을 포함할 수 있고, 일부 구현예에서는 가압 하에 있을 수 있다. 예를 들어, 일부의 소화 조성물은 2,2-디클로로-1,1,1-트리플루오로에탄, CF3I, 및 아르곤으로 구성될 수 있다.

Description

환경적으로 유익하고 효과적인 소화용 하이드로클로로플루오로카본 조성물 {Environmentally beneficial and effective hydrochlorofluorocarbon compositions for fire extinguishing applications}
본원은 2010년 12월 10일자로 출원된 미국 가출원 제61/422,107호의 이익을 주장하며, 상기 가출원은 그의 전문이 본원에 참조로 포함된다.
본 구현예들은 하이드로클로로플루오로카본과 같은 약제, 분산제, 및 불활성 기체를 포함하는 조성물을 사용하는 화재 진압에 관한 것이다.
분산제로서 CF4를 이용하는 하이드로클로로플루오로카본을 포함하는 조성물은 1994년 이래로 미국에서 소화 유닛에 시판되어 왔다. CF4에 의한 지구 온난화 영향에 대한 우려가 상기 조성물 및 관련 조성물에서 대안적인 분산제에 대한 요구를 증가시켜 왔다.
본원에 기재된 조성물은 통상적으로 소화용 또는 냉장용과 같은 많은 용도에 유용하다. 상기 조성물은 2,2-디클로로-1,1,1-트리플루오로에탄과 같은 하이드로클로로플루오로카본, CF3I와 같은 분산제 및 아르곤과 같은 불활성 기체를 포함할 수 있고, 일부 구현예에서는 가압 하에 있을 수 있다. 일부 구현예는 2,2-디클로로-1,1,1-트리플루오로에탄, CF3I 및 아르곤을 포함하는 조성물을 제공한다. 2,2-디클로로-1,1,1-트리플루오로에탄은 오존 감소 지수 및 지구 온난화 지수가 낮을 수 있다. 또한, CF3I도 지구 온난화 지수가 낮을 수 있다.
일부 구현예는 본원에 기재된 조성물과 같은 소화 조성물을 포함하는 소화 유닛을 제공한다. 이러한 소화 유닛 또는 소화 조성물은 현재의 소화 유닛 또는 조성물에 대한 환경적으로 유익한 대안이 될 수 있다. 일부 구현예에서, 소화 유닛은 소화 조성물을 포함하는 컨테이너 및 압력 송출 시스템, 예컨대 밸브, 호스, 및/또는 노즐을 포함하는 압력 송출 시스템을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 소화 조성물은 가압 하에 있을 수 있고, 예를 들어 약 70 psig 내지 약 800 psig의 압력을 가질 수 있다.
소화 조성물은 본원에 기재된 임의 조성물일 수 있다. 일부 구현에에서, 소화 조성물은 기재, 예컨대 2,2-디클로로-1,1,1-트리플루오로에탄을 포함하는 기재; 분산제, 예컨대 CF3I를 포함하거나 또는 CF3I로 본질적으로 이루어지는 분산제; 및 불활성 기체, 예컨대 아르곤을 포함하는 기체를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 소화 조성물은 2,2-디클로로-1,1,1-트리플루오로에탄, CF3I, 및 아르곤을 포함하거나 또는 이들로 본질적으로 이루어질 수 있다.
일부 구현예는 컨테이너 및 압력 송출 시스템, 예컨대 밸브, 호스, 및/또는 노즐을 포함하는 압력 송출 시스템을 포함하는 소화 유닛을 제공한다. 상기 컨테이너는 소화 조성물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 소화 조성물은 약 70 psig 내지 약 800 psig의 압력을 가질 수 있고, 2,2-디클로로-1,1,1-트리플루오로에탄, CF3I, 및 아르곤으로 본질적으로 이루어질 수 있다.
소화 유닛의 일부 구현예는 컨테이너, 밸브, 호스, 및/또는 노즐을 포함할 수 있고, 여기서, 상기 컨테이너는 소화 조성물을 포함하고; 여기서, 상기 소화 조성물은 2,2-디클로로-1,1,1-트리플루오로에탄을 포함하는 기재, CF3I로 본질적으로 이루어지는 분산제, 및 아르곤을 포함하는 불활성 기체를 포함한다.
도 1은 핸드헬드(hand-held) 소화 유닛의 구현예를 묘사한다.
도 2는 노즐의 구현예를 묘사한다.
본원에 기재된 조성물은 소화 조성물용 기재(基材)로서 적합한 하이드로클로로플루오로카본, 분산제, 및 불활성 기체를 포함할 수 있고, 일부 구현예에서는 가압 하에 있을 수 있다.
하이드로클로로플루오로카본은 소화 조성물용 기재로서 적합한 임의의 하이드로클로로플루오로카본일 수 있다. 상기 기재는 적어도 탄소, 불소, 염소, 및 수소를 포함하는 임의의 소화 활성제일 수 있다. 소화 활성력은, 적합한 화합물 또는 화합물의 조합을 선택할 때 고려될 수 있다. 기재는, 3500 내지 7500Å의 파장 범위 내의 방사선에 대한 고도의 흡광력을 갖는 화합물을 포함하는 것이 유익할 수 있다. 또한, 기재가 70 내지 400 달튼(dalton) 범위의 분자량을 갖는 화합물을 포함하는 것도 유용할 수 있다. 또한, 기재가 400℃ 미만의 온도에서 화학적 및 물리적으로 안정한 화합물을 포함하는 것이 유용할 수 있다. 또한, 기재가 산소의 존재 하에 안정한 화합물을 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 기재 중의 화합물에 대한 다른 유용한 성질은 연료-공기 혼합물 중에 5 내지 60 부피%의 범위로 희석할 때의 불활성 능력이다. 마지막으로, 일부 구현예에서, 기재는 비점이 약 60℃ 또는 약 70℃이고/이거나 삼중점이 약 -30℃ 이하인 화합물을 포함한다. 유용한 하이드로클로로플루오로카본의 예로는 하이드로클로로플루오로에탄, 하이드로클로로플루오로프로판, 하이드로클로로플루오로부탄 등이 포함될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일부 구현예에서, 하이드로클로로플루오로카본은 2,2-디클로로-1,1,1-트리플루오로에탄을 포함한다. 상기 화합물은 하기의 구조로 표현되고, 카스(CAS) 등록 번호가 306-83-2이다:
Figure 112013060149266-pct00001
또한, 상기 화합물은 예컨대 다음의 이름으로도 공지되어 있을 수 있다: 에탄, 2,2-디클로로-1,1,1-트리플루오로-; 1,1,1-트리플루오로-2,2-디클로로에탄; 1,1,1-트리플루오로디클로로에탄; 1,1-디클로로-2,2,2-트리플루오로에탄; 2,2-디클로로-1,1,1-트리플루오로에탄; CFC 123; 디클로로(트리플루오로메틸)메탄; F 123; 플루오로카본-123; FC-123; 프레온(Freon) 123; 프론(Fron) 123; HCFC-123; 할로카본-123; HFA 123; 클라돈(Khladon) 123; R 123; SolkaneTM 123; FE232TM 및 기타 이름. 일부 구현예에서, 소화 조성물용 기재는 2,2-디클로로-1,1,1-트리플루오로에탄으로 본질적으로 이루어진다.
본 조성물은 불활성 기체를 추가로 포함할 수 있다. 불활성 기체의 특징은 다양할 수 있고, 예를 들어, 소화제가 저장될 수 있는 조건 하에서 기체 상태이고 불에 노출되었을 때 발화가 촉진되도록 반응하지 않는 임의의 조성물, 화합물, 또는 원소를 포함할 수 있다. 또한, 소화 유닛이 개방되었을 때 소화 유닛의 소화 조성물이 방출되도록, 불활성 기체가 소화 조성물에 대한 추진제(propellant)로서 기능할 수 있는 것이 유익할 수 있다. 일부 구현예에서, 불활성 기체는 약 -50℃ 이하의 임계 온도를 가질 수 있다. 또한, 불활성 기체가 약 -50℃ 이상에서 기체 상으로 있는 것이 유용할 수 있다. 또한, 불활성 기체가 기재와 분산제의 혼합물 중에 허용가능한 용해도를 갖는 것, 예를 들어 70 psig 미만의 부분 압력에서 약 0.2 중량% 이상의 용해도를 갖는 것이 바람직할 수 있다. 반면, 불활성 기체의 용해도는, 추진제로서 작용하는데 허용가능한 압력을 달성하도록 하기에 충분히 낮은 것도 유익하다. 일부 소화 유닛에서, 불활성 기체가 소화 시스템에 약 20 psig 내지 약 300 psig, 약 29 psig 내지 72 psig, 약 70 psig 내지 약 220 psig, 약 100 psig 내지 약 145 psig, 또는 약 100 psig의 추진 압력을 발생시킬 수 있는 것이 유익할 수 있다. 마지막으로, 일부 불활성 기체에서는, 연료-공기 혼합물을, 예를 들어 산소를 대체함으로써, 불활성화할 수 있는 것이 바람직할 수 있다. 불활성 기체의 일부 예는 N2, He, Ar, Kr, Xe, 및 이의 조합물을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
소화력은 기재가 화염(flame)의 기저부에 적용되고 기재가 불의 중심부에 도달할 수 있으면 개선될 수 있다. 일부 상황에서는, 이러한 과정이 추진제 또는 불활성 기체에 의해 완전히 제어되지 않을 수 있고, 노즐과 같은 기계적 장비가 사용될 수 있다. 기재에 분산제를 용해하는 것은 화염에 대한 기재의 적용을 개선시킬 수 있고, 또한, 기재가 불의 중심부에 도달하도록 조력할 수 있다. 분산제는 기재 중의 용해도가 높을 경우 그의 기능을 더 우수하게 수행할 수 있다. 또한, 분산제가 기재를 분산하는 만족스러운 능력을 가지는 것도 유익할 수 있다. 일부 구현예에서, 분산제가 소화제를 위한 가압 컨테이너에서 방출된 후에 기체이거나 기체에 가까운 것도 유익할 수 있다.
일부 성질은 분산제가 그의 기능을 수행하기 위한 능력, 예를 들어 기재 중의 용해도 및 불활성 기체 또는 추진제가 조성물을 불길(fire)로 송출하는 것을 조력하기 위한 능력을 개선시킨다. 예를 들어, 분산제가 약 20℃에서 기재보다 적어도 약 40 psig 더 높은 증기압, 및 -10℃ 미만이고 기재보다 적어도 30℃ 더 낮은 비점을 갖는 것이 유익할 수 있다. 분산제에 유용할 수 있는 다른 성질은 약 0.5 중량% 내지 약 40 중량% 범위의 기재 중 용해도일 수 있다. 일부 구현예에서, 분산제는, 압력이 약 20℃에서 약 25 psig일 때 약 0.1 중량% 이상, 약 1 중량% 이상, 또는 약 5 중량% 이상의 수준으로 기재 중에 용해될 수 있거나; 약 20 중량% 이하, 약 30 중량% 이하, 또는 약 50 중량% 이하의 수준으로 기재 중에 용해될 수 있거나; 또는 약 0.1 중량% 내지 약 20 중량%, 약 0.1 중량% 내지 약 30 중량%, 약 0.1 중량% 내지 약 50 중량%, 약 1 중량% 내지 약 20 중량%, 약 1 중량% 내지 약 30 중량%, 약 1 중량% 내지 약 50 중량%, 약 5 중량% 내지 약 20 중량%, 약 5 중량% 내지 약 30 중량%, 또는 약 5 중량% 내지 약 50 중량%의 수준으로 기재 중에, 예컨대 2,2-디클로로-1,1,1-트리플루오로에탄 중에 용해될 수 있다. 일부 구현예에서, 분산제는, 압력이 약 20℃에서 약 50 psig일 때 약 0.2 중량% 이상, 약 2 중량% 이상 또는 약 10 중량% 이상의 수준으로 기재 중에 용해될 수 있거나; 약 30 중량% 이하, 약 40 중량% 이하, 또는 약 50 중량% 이하의 수준으로 기재 중에 용해될 수 있거나; 또는 약 0.2 중량% 내지 약 30 중량%, 약 0.2 중량% 내지 약 40 중량%, 약 0.2 중량% 내지 약 50 중량%, 약 2 중량% 내지 약 30 중량%, 약 2 중량% 내지 약 40 중량%, 약 2 중량% 내지 약 50 중량%, 약 10 중량% 내지 약 30 중량%, 약 10 중량% 내지 약 40 중량%, 또는 약 10 중량% 내지 약 50 중량%의 수준으로 기재 중에, 예컨대 2,2-디클로로-1,1,1-트리플루오로에탄 중에 용해될 수 있다. 일부 구현예에서, 기재와 분산제의 혼합물은 약 -30℃ 내지 약 +40℃의 온도에서 소화 시스템 내에 약 36 psig 내지 72 psig의 압력을 발생시킬 수 있다.
또한, 분산제가 추진제 및 노즐과 조합되어 기재를 신속하게 팽창 및 분산시킬 수 있는 것이 유익할 수 있다. 분무 거리 및 기재의 분자량에 따라서, 상이한 크기로 된 액적이 바람직할 수 있다. 또한, 분산제가 3500 내지 7500Å의 파장 범위 내의 방사선에 대해 고도의 흡광력을 갖는 것이 유익할 수 있다.
전술한 단락들은 본원에 개시된 소화 조성물의 특정 성분에 유익하거나 유용한 몇가지 특질들을 열거한다. 통상의 기술자라면, 단일 조성물 또는 성분은 상기 열거한 특질 중 하나 이상을 가질 수 있지만, 본원에 개시된 발명의 범주에 들어가기 위해 상기 특질의 어느 것 또는 모두를 가질 필요는 없다는 것을 인식할 것이다.
분산제의 일부 예는 이산화탄소 (CO2), 헬륨 (He), 네온 (Ne), 크립톤 (Kr), 제논 (Xe), PFC-14 (CF4), HFC-23 (CHF3), HFC-125 (CHF2CF3), HFC-134a (CH2FCF3), HFC-227ea (CF3CHFCF3), 트리플루오로메틸 요오다이드 (CF3I), 황 헥사플루오라이드(SF6) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 일부 구현예에서, 분산제에는 SF6, CF4, CHF3, 및/또는 CO2가 실질적으로 없을 수 있다. CF4 및 CHF3은 지구 온난화 지수(GWP)가 높다. CF4의 100년 통합 시계(integrated time horizon) GWP (CO2=1.0인 경우)는 7,390이다. CHF3의 100년 통합 시계 GWP는 14,760이다 (WMO 보고서 NO. 50, Scientific Assessment of Ozone Depletion: 2006, Chapter 8). CF3I의 100년 통합 시계 GWP는 <1이다.
이에, 일부 구현예에서, 소화 조성물은 다음의 3종 성분을 포함할 수 있다: 기재, 분산제 및 추진제. 일부 구현예에서, 기재는 소화 조성물의 약 60 중량% 이상, 약 75 중량% 이상, 또는 약 85 중량% 이상이거나; 약 95 중량% 이하, 약 97 중량% 이하, 또는 약 99 중량% 이하이거나; 또는 약 60 중량% 내지 약 95 중량%, 약 60 중량% 내지 약 97 중량%, 약 60 중량% 내지 약 99 중량%, 약 75 중량% 내지 약 95 중량%, 약 75 중량% 내지 약 97 중량%, 약 75 중량% 내지 약 99 중량%, 약 85 중량% 내지 약 95 중량%, 약 85 중량% 내지 약 97 중량%, 또는 약 85 중량% 내지 약 99 중량%일 수 있다. 일부 구현예에서, 분산제는 소화 조성물의 약 0.1 중량% 이상, 약 1 중량% 이상, 또는 약 4 중량% 이상이거나; 약 6 중량% 이하, 약 10 중량% 이하, 또는 약 15 중량% 이하이거나; 또는 약 0.1 중량% 내지 약 6 중량%, 약 0.1 중량% 내지 약 10 중량%, 약 0.1 중량% 내지 약 15 중량%, 약 1 중량% 내지 약 6 중량%, 약 1 중량% 내지 약 10 중량%, 약 1 중량% 내지 약 15 중량%, 약 4 중량% 내지 약 6 중량%, 약 4 중량% 내지 약 10 중량%, 또는 약 4 중량% 내지 약 15 중량%일 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 분산제, 예컨대 CF3I는 소화 조성물의 약 5 중량%로 존재할 수 있다. 일부 구현예에서, 기재는 2,2-디클로로-1,1,1-트리플루오로에탄을 포함할 수 있거나 본질적으로 이루어질 수 있고, 분산제는 CF3I를 포함할 수 있거나 본질적으로 이루어질 수 있고, 여기서, CF3I는 기재와 분산제의 총중량, 또는 불활성 기체가 없는 소화 조성물의 중량의 약 1 중량% 내지 약 5 중량%, 약 4 중량% 내지 약 6 중량%, 또는 약 5 중량%일 수 있다. 일부 구현예에서, 불활성 기체는 소화 조성물의 약 0.2 중량% 이상, 약 0.5 중량% 이상, 또는 약 1 중량% 이상이거나; 약 2 중량% 이하, 약 3 중량% 이하, 또는 약 4 중량% 이하이거나; 또는 약 0.2 중량% 내지 약 2 중량%, 약 0.2 중량% 내지 약 3 중량%, 약 0.2 중량% 내지 약 4 중량%, 약 0.5 중량% 내지 약 2 중량%, 약 0.5 중량% 내지 약 3 중량%, 약 0.5 중량% 내지 약 4 중량%, 약 1 중량% 내지 약 2 중량%, 약 1 중량% 내지 약 3 중량%, 또는 약 1 중량% 내지 약 4 중량%일 수 있다.
일부 구현예는 본원에 개시된 조성물을 포함하는 소화 유닛에 관한 것이다. 상기 소화 유닛은 작업 압력, 예컨대 적어도 약 20 psig 내지 약 800 psig, 또는 약 70 psig 내지 약 450 psig에서 소화 조성물로 채워진 컨테이너를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 핸드헬드 소화기는 70 psig 내지 약 220 psig의 압력에서 작동할 수 있다. 일부 구현예에서, 소화 유닛은 약 72 psig, 87 psig 또는 100 psig, 내지 약 150 psig 또는 약 220 psig에서 작동할 수 있다. 일부 구현예에서, 소화 유닛의 압력은 약 20 psig 이상, 약 29 psig 이상, 약 30 psig 이상, 약 70 psig 이상, 약 72 psig 이상, 또는 100 psig 이상이거나;약 150 psig 이하, 195 psig 이하, 200 psig 이하, 217 psig 이하, 220 psig 이하, 435 psig 이하, 450 psig 이하, 700 psig 이하, 725 psig 이하, 또는 800 psig 이하이거나; 또는 약 20 psig 내지 약 150 psig, 약 20 psig 내지 약 195 psig, 약 20 psig 내지 약 200 psig, 약 20 psig 내지 약 217 psig, 약 20 psig 내지 약 220 psig, 약 20 psig 내지 약 435 psig, 약 20 psig 내지 약 450 psig, 약 20 psig 내지 약 700 psig, 약 20 psig 내지 약 725 psig, 약 20 psig 내지 약 800 psig, 약 29 psig 내지 약 150 psig, 약 29 psig 내지 약 195 psig, 약 29 psig 내지 약 200 psig, 약 29 psig 내지 약 217 psig, 약 29 psig 내지 약 220 psig, 약 29 psig 내지 약 435 psig, 약 29 psig 내지 약 450 psig, 약 29 psig 내지 약 700 psig, 약 29 psig 내지 약 725 psig, 약 29 psig 내지 약 800 psig, 약 30 psig 내지 약 150 psig, 약 30 psig 내지 약 195 psig, 약 30 psig 내지 약 200 psig, 약 30 psig 내지 약 217 psig, 약 30 psig 내지 약 220 psig, 약 30 psig 내지 약 435 psig, 약 30 psig 내지 약 450 psig, 약 30 psig 내지 약 700 psig, 약 30 psig 내지 약 725 psig, 약 30 psig 내지 약 800 psig, 약 70 psig 내지 약 150 psig, 약 70 psig 내지 약 195 psig, 약 70 psig 내지 약 200 psig, 약 70 psig 내지 약 217 psig, 약 70 psig 내지 약 220 psig, 약 70 psig 내지 약 435 psig, 약 70 psig 내지 약 450 psig, 약 70 psig 내지 약 700 psig, 약 70 psig 내지 약 725 psig, 약 70 psig 내지 약 800 psig, 약 72 psig 내지 약 150 psig, 약 72 psig 내지 약 195 psig, 약 72 psig 내지 약 200 psig, 약 72 psig 내지 약 217 psig, 약 72 psig 내지 약 220 psig, 약 72 psig 내지 약 435 psig, 약 72 psig 내지 약 450 psig, 약 72 psig 내지 약 700 psig, 약 72 psig 내지 약 725 psig, 약 72 psig 내지 약 800 psig, 약 100 psig 내지 약 150 psig, 약 100 psig 내지 약 195 psig, 약 100 psig 내지 약 200 psig, 약 100 psig 내지 약 217 psig, 약 100 psig 내지 약 220 psig, 약 100 psig 내지 약 435 psig, 약 100 psig 내지 약 450 psig, 약 100 psig 내지 약 700 psig, 약 100 psig 내지 약 725 psig, 약 100 psig 내지 약 800 psig이거나; 또는 약 72 psig, 약 87 psig, 약 101 psig, 약 145 psig, 또는 약 217 psig일 수 있다. 일부 구현예에서, 소화 조성물은 액체 성분의 총 중량을 기준으로 95 중량% 수준의 2,2-디클로로-1,1,1-트리플루오로에탄 및 5 중량% 수준의 CF3I를 갖는 액체 성분; 및 약 72 내지 약 150 psig, 또는 약 100 psig 압력의 아르곤을 포함한다.
소화 유닛은 압력 송출 시스템을 포함할 수 있다. 소화 유닛은 컨테이너 및 압력 송출 시스템을 포함하고, 상기 컨테이너는 소화 조성물을 포함하고, 상기 소화 조성물은 2,2-디클로로-1,1,1-트리플루오로에탄 및 CF3I의 총 중량을 기준으로 약 94 중량% 내지 약 96 중량%의 2,2-디클로로-1,1,1-트리플루오로에탄 및 약 4 중량% 내지 약 6 중량%의 CF3I, 및 아르곤을 함유할 수 있다. 또는 소화 유닛은 컨테이너 및 압력 송출 시스템을 포함하고, 상기 컨테이너는 소화 조성물을 포함하고, 상기 소화 조성물은 2,2-디클로로-1,1,1-트리플루오로에탄 및 CF3I의 총 중량을 기준으로 약 94 중량% 내지 약 96 중량%의 2,2-디클로로-1,1,1-트리플루오로에탄 및 약 4 중량% 내지 약 6 중량%의 CF3I; 및 약 20℃에서 약 100 psig 내지 약 195 psig의 조성물 압력을 발생하는 아르곤으로 본질적으로 이루어질 수 있다. 압력 송출 시스템이 있는 소화 유닛의 한 예가 도 1에 도시되어 있다. 도 1은 컨테이너(1), 밸브(2), 호스(3) 및 노즐(4)를 포함하는 핸드헬드 소화기의 개요도이다. 일부 구현예에서, 소화 유닛에는 상이한 유형의 노즐이 있을 수 있고, 충전 정도가 다양할 수 있는데, 즉, 컨테이너가 더 적은 또는 더 많은 중량의 소화제로 충전될 수 있다. 일부 구현예에서, 소화 유닛은 원뿔형 노즐, 즉, 소화제를 방출하는 방향으로 발산하는 노즐 부재를 갖는 노즐을 포함할 수 있다.
도 2는 노즐(4)의 구현예를 개략적으로 묘사한다. 이 특정 노즐(4)은 연결부(12) 및 노즐 부재(14)를 포함한다. 상기 노즐 또는 상기 연결부는 주입구 직경 d1을 갖고 상기 노즐 부재는 주입구 직경 d2를 갖는다. 노즐 부재는 길이 L 및 유출구 각 α을 갖는다. 일부 구현예에서, d1, d2, L 및 α은 다음의 값을 갖는다:
d2 < d1 < 1.4d2
1.5d2 < L < 15d2
10 < α〈 40°
일부 구현예는 전술한 기체-액체 혼합물을 적용함으로써 불 또는 잉걸불(embers)의 확산을 제어하는 방법에 관한 것이다.
컨테이너의 충전도는 기재, 분산제 및 추진제의 조합에 달려있을 수 있다.
일부 구현예에서, 특정 용도가 노즐의 설계에 영향을 줄 수 있다. 예를 들어, 노즐 부재는 의도한 용도에 맞춘 소화 조성물의 액적 입자 크기 및 분산비를 제공하도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 휴대용 소화기는 호스 또는 몇몇 다른 부분으로 소화 조성물을 분무함으로써 소화 조성물을 불의 중심부에 인가하도록 적합화될 수 있고, 기체 혼합물이 도 2에 예시한 설계에 따른 노즐을 통해 인가될 때 개선된 효과가 달성될 수 있다. 정치식 시스템, 즉, 전역 방출식 시스템의 경우에는 소화 조성물의 흐름성이 중요하지 않을 수 있다. 그러나, 기체 혼합물이 가능한 신속하게 분산 및 증발되는 것이 중요할 수 있다.
소화 작용성 기재, 분산제 및 추진제 간의 관계는 상이한 적용 분야에서 중요할 수 있다. 휴대용 소화기를 사용하는 경우와 같이 소화 조성물을 곧바로 적용할 경우의 소화 효과는 유량, 예를 들어, 시간 단위 당 적용되는 소화 조성물의 양, 및 분무 패턴에 의존할 수 있다. 예를 들어, 분무 패턴이 지나치게 집중되면, 어떤 특별한 소화 효과도 없이 화염을 관통할 수 있다. 패턴이 지나치게 미세하게 분할되면, 분부 소화 조성물 또는 기재가 뜨거운 화재 가스에 의해 불에서 멀어질 수가 있어, 효과가 없을 수 있다.
실시예 1
2,2-디클로로-1,1,1-트리플루오로에탄(HCFC-123) 중 CF4, Xe, Kr, N2, Ar, HFC-125, HFC-134a, CO2 및 CF3I의 용해도를 시험하였다. 각 시험에서, 압력계 눈금값 및 주위 온도를 얻었다. 압력 튜브를 칭량하고, 약 105 mL의 HCFC-123를 상기 튜브에 첨가하였다. 진공을 약 30초 동안 적용하고, 튜브의 중량 및 액체의 부피를 기록하였다. 시험할 기체를 상기 튜브에 첨가하여 다음의 부분 압력을 달성하였다: 25 psia, 50 psia, 또는 75 psia. 튜브 압력, 중량, 및 액체 부피를 기록하였다. 상기 값을 사용하여 소정의 부분 압력에서 HCFC-123 액체 중의 기체 용해도를 계산하였다. 그 결과를 표 1에 제시하였으며, 표 1은 N2 및 Ar의 용해도가 다른 기체의 용해도보다 실질적으로 더 낮다는 것을 보여준다.
화합물 소정의 부분 압력에서의 용해도 (g/100 g HCFC-123)
25 psia 50 psia 25 psia
CF4 0.52 0.95 1.39
Xe 2.87 5.94 8.82
Kr 0.60 1.16 1.64
N2 0.05 0.10 0.14
Ar 0.13 0.24 0.34
CF3I 16.73 36.57 [1]
HFC-125 7.43 19.65 31.87
HFC-134a 21.27 57.46 [1]
CO2 1.22 2.53 3.84
[1] CF3I 및 HFC-134a은 상기의 부분 압력에 도달할 수 없었음.
실시예 2
표 2에 나타낸 첨가제와 2,2-디클로로-1,1,1-트리플루오로에탄의 조성물을 UL-711 표준의 실내 화재 시험에 적용하였다. 상기 시험에서는 분산제로서 CF4를 이용한 HCFC 블렌드 B에 대하여 시판되는 정확히 UL에 열거된 장비 구성을 사용하였다. 조성물이 시험에 합격하였으면 "P"를 표시하고, 조성물에 시험에 불합격하였으면 "F"를 표시하여, 그 결과를 하기 표 2에 나타낸다. 공란은 조성물이 본 화재 시험에 적용되지 않았음을 표시한다. 합격하지 못했던 시험도 설비를 변경하여 다시 시험하면 합격할 수도 있으나, 현존하는 시판 장비 구성에서의 CF4에 대한 대안적인 분산제를 평가함에 있어서는 바람직하지 않다.
첨가제 5B
(12.5 ft 2 ) 팬( pan ) 		10A
소화시험용 정형 목재
( wood crib ) 		1B
(2.5 ft 2 ) 팬 		2B
(5 ft 2 ) 팬 		10B
(25 ft 2 ) 팬 		20B
(50 ft 2 ) 팬 		2A
목재 패널
0.5 중량% CO2 P P P F F
1.1 중량% CO2 P
1.2 중량% CO2 F
0.8 중량% HFC-134a F
1 중량% HFC-134a F
0.5 중량% HFC-125 F
1.2 중량% HFC-125 F
1.5 중량% HFC-125 F
1 중량% CF3I P
2.2 중량% CF3I F
3 중량% CF3I F
3.5 중량% CF3I F
4 중량% CF3I F
5 중량% CF3I P P P P P P P
특정의 바람직한 구현예와 실시예와 관련하여 특허청구범위를 기재하였으나, 통상의 기술자라면 현 특허청구범위는 구체적으로 개시한 구현예를 넘어 다른 대안적인 구현예 및/또는 용도 및 자명한 변형 및 그의 균등물까지 확장된다는 것을 이해할 것이다. 이에, 개시된 특허청구범위의 범주가 상기 기재된 특정의 개시 구현예로 한정되지 않게 하고자 한다.

Claims (20)

  1. 컨테이너, 밸브, 및 노즐을 포함하는 소화 유닛(unit)으로서,
    상기 컨테이너가 소화 조성물을 포함하고;
    상기 소화 조성물이 20℃에서 70 psig 내지 800 psig의 압력을 가지고,
    2,2-디클로로-1,1,1-트리플루오로에탄,
    CF3I, 및
    아르곤을 포함하는, 소화 유닛.
  2. 제1항에 있어서, 상기 2,2-디클로로-1,1,1-트리플루오로에탄이 아르곤이 없는 상기 소화 조성물의 95 중량%인 소화 유닛.
  3. 제1항에 있어서, 상기 소화 조성물이 20℃에서 70 psig 내지 250 psig의 압력을 가지는 소화 유닛.
  4. 제1항에 있어서, 상기 CF3I가 아르곤이 없는 상기 소화 조성물의 4 중량% 내지 6 중량%인 소화 유닛.
  5. 컨테이너 및 압력 송출 시스템을 포함하는 소화 유닛으로서, 상기 컨테이너가 소화 조성물을 포함하고, 상기 소화 조성물이 2,2-디클로로-1,1,1-트리플루오로에탄, CF3I 및 아르곤을 포함하는 소화 유닛.
  6. 제5항에 있어서, 밸브, 및 노즐을 추가로 포함하고, 상기 컨테이너가 상기 소화 조성물을 포함하고;
    상기 소화 조성물이
    2,2-디클로로-1,1,1-트리플루오로에탄을 포함하는 기재(basis);
    CF3I로 이루어진 분산제; 및
    아르곤을 포함하는 불활성 기체를 포함하는 소화 유닛.
  7. 제6항에 있어서, 상기 소화 조성물에 CF4가 없는 소화 유닛.
  8. 제6항에 있어서, 상기 기재가 2,2-디클로로-1,1,1-트리플루오로에탄으로 이루어진 소화 유닛.
  9. 제6항에 있어서, 상기 소화 조성물이 20℃에서 70 psig 내지 200 psig의 압력을 갖는 소화 유닛.
  10. 제9항에 있어서, 상기 소화 조성물이 20℃에서 100 psig 내지 150 psig의 압력을 갖는 소화 유닛.
  11. 제5항에 있어서, 상기 소화 조성물이 2,2-디클로로-1,1,1-트리플루오로에탄 및 CF3I의 총 중량을 기준으로 94 중량% 내지 96 중량%의 2,2-디클로로-1,1,1-트리플루오로에탄 및 4 중량% 내지 6 중량%의 CF3I; 및 20℃에서 100 psig 내지 195 psig의 조성물 압력을 발생하는 아르곤으로 이루어지는 소화 유닛.
  12. 제11항에 있어서, 상기 소화 조성물이 20℃에서 100 psig 내지 150 psig의 압력을 갖는 소화 유닛.
  13. 제11항에 있어서, 상기 소화 조성물이 2,2-디클로로-1,1,1-트리플루오로에탄 및 CF3I의 총 중량을 기준으로 95 중량%의 2,2-디클로로-1,1,1-트리플루오로에탄 및 5 중량%의 CF3I; 및 20℃에서 100 psig 내지 195 psig의 조성물 압력을 발생하는 아르곤으로 이루어지는 소화 유닛.
  14. 컨테이너 및 압력 송출 시스템을 포함하는 소화 유닛으로서, 상기 컨테이너가 소화 조성물을 포함하고, 상기 소화 조성물이 2,2-디클로로-1,1,1-트리플루오로에탄 및 CF3I의 총 중량을 기준으로 94 중량% 내지 96 중량%의 2,2-디클로로-1,1,1-트리플루오로에탄 및 4 중량% 내지 6 중량%의 CF3I, 및 아르곤을 함유하는 소화 유닛.
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