KR102148496B1 - 소화용 마이크로캡슐을 활용한 소화탄 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 소화탄에 관한 것으로써, 보다 구체적으로는 열에 의해 소화약제가 분사되는 마이크로캡슐을 구비한 소화탄을 열기나 폭발위험으로 근접할 수 없는 화재 장소를 향해 원거리에서 발사하여 진화가 가능한 소화용 마이크로캡슐을 활용한 소화탄에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은, 소화약제와 상기 소화약제를 감싸는 쉘로 이루어진 소화용 마이크로캡슐 및 복수개의 상기 소화용 마이크로캡슐을 결합하기 위한 바인더로 구성된 소화수단과 상기 소화수단에 삽입되어 열을 가하는 발열수단과 상기 발열수단에 전원을 공급하는 전원공급수단과; 상기 소화수단, 발열수단 및 전원공급수단이 수용되고 소화약제를 외부로 분출시키기 위해 미세공이 형성된 본체부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이를 위해, 본 발명은, 소화약제와 상기 소화약제를 감싸는 쉘로 이루어진 소화용 마이크로캡슐 및 복수개의 상기 소화용 마이크로캡슐을 결합하기 위한 바인더로 구성된 소화수단과 상기 소화수단에 삽입되어 열을 가하는 발열수단과 상기 발열수단에 전원을 공급하는 전원공급수단과; 상기 소화수단, 발열수단 및 전원공급수단이 수용되고 소화약제를 외부로 분출시키기 위해 미세공이 형성된 본체부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 소화장치에 관한 것으로써, 보다 구체적으로는 소방관의 접근이 어려운 곳이거나 폭발의 위험으로 진화가 어려운 경우 화재 지점으로부터 일정거리 떨어진 곳에서 소화약제가 분사되는 소화탄을 발사하여 불을 효과적으로 진화할 수 있는 소화용 마이크로캡슐을 함유한 소화탄에 관한 것이다.
일반적으로 산, 선박, 건물 등의 장소에서 화재가 발생하면 화재 진화를 위하여 소화기를 이용하여 화재 진화을 시도하였다.
소화기는 화재 가능지역에 배치해 두었다가 화재시 소화약제를 분사하여 가까운 거리에 있는 화재를 진화하도록 설치되었다.
하지만, 분사 가능 거리를 벗어난 불이나 유독가스, 열기, 폭발휘험 등으로 가까이 접근하기 힘든 경우 사용에 지장이 발생하는 문제가 있었다.
이러한 문제를 해결하기 위해 소화기의 진화가능 거리에 비해 먼 거리에서 발사하여 진화할 수 있는 소화 장치가 개발되고 있다.
그러나, 이러한 장치들의 경우 매우 복잡하거나 특수한 장치가 필요하는 등 실질적으로 적용되는 데는 어려운 점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 투척이나 발사가 가능한 소화탄의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 일정 온도 이상이 되면 소화약제를 분사하는 소화용 마이크로캡슐과 상기 마이크로캡슐을 결합하는 바인더가 구비된 소화탄을 발사장치를 이용하여 원거리에서 발사하여 진화하기 위한 소화탄을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 일정 시간이 지난 후 발열하는 발열수단을 포함하여 소화탄의 소화약제를 사용자가 원하는 시간에 분사할 수 있도록 하여 효과적인 진화가 가능한 소화탄을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 소화약제와 상기 소화약제를 감싸는 쉘로 이루어진 소화용 마이크로캡슐 및 복수개의 상기 소화용 마이크로캡슐을 결합하기 위한 바인더로 구성된 소화수단과 상기 소화수단에 삽입되어 열을 가하는 발열수단과 상기 발열수단에 전원을 공급하는 전원공급수단과 상기 소화수단, 발열수단 및 전원공급수단이 수용되고 소화약제를 외부로 분출시키기 위해 미세공이 형성된 본체부;를 포함하며 발사 가능한 것을 특징으로 한다.
상기 소화약제는 1,1,1,2,3,3,3-Heptafluoropropane(CF3CHFCF3), Chlorotetrafluoroethane(CHClFCF3), 불소화합물계 케톤 화합물, 1-chloro-1,2,2,2-tetrafluoroethane(C2HClF4), 데카플루오로시클로헥사논(퍼플루오로 시클로헥사논), CF3CF2C(O)CF(CF3)2(-1,1,1,2,4,4,5,5,5-노나플루오로-2-트리플루오로메틸-부탄-3온), (CF3)2CFC(O)CF(CF3)2(-1,1,1,2,4,5,5,5,6,6,6,-옥타플루오로-2,4,-비스(트리플루오로메틸)펜탄-3-온), CF3CF2C(O)CF2CF2CF3, CF3C(O)CF(CF3)2, 1,1,1,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8,-헥사도데카플루오로옥탄-2-온(CF3CF2CF2CF2CF2CF2C(O)CF3), 1,1,1,3,4,4,4,-헵타플루오로-3-트리플루오로메틸부탄-2-온(CF3C(O)CF(CF3)2), 1,1,1,2,4,4,5,5,-옥타플루오로-2-트리플루오로메틸펜탄-3-온(HCF2CF2C(O)CF(CF3)2), 1,1,1,2,4,4,5,5,6,6,6,-운데카플루오로-2-트리플루오로메틸헥산-3-온(CF3CF2CF2C(O)CF(CF3)2), 1-클로로-,1,1,3,4,4,4-헥사플루오로-3-트리플루오로메틸-부탄-2-온((CF3)2CFC(O)CF2CL), 1,1,1,2,2,4,4,5,5,6,6,6-도데카플루오로헥산-3-온(CF3CF2C(O)CF2CF2CF3), 1,1,1,5,5,5,-헥사플루오로펜탄-2-4-디온(CF3C(O)CH2C(O)CF3), 1,1,1,2,5,6,6,6-옥타플루오로-2,5-비스(트리플루오로메틸)헥산-3,4-디온((CF3)2CFC(O)C(O)C(O)CF(CF3)2), 1,1,1,2,2,3,3,5,5,6,6,7,7,7,-테트라데카플루오로헵탄-4-온(CF3CF2CF2C(O)CF2CF2CF3), 1,1,1,3,3,4,4,4-옥타플루오로부탈-2-온(CF3C(O)CF2CF3), 1,1,2,2,4,5,5,5-옥타플루오로-1-트리플루오로메톡시-4-트리플루오로메틸펜탄-3-온(CF3OCF2CF2C(O)CF(CF3)2) 및 1,1,1,2,4,4,5,5,6,6,7,7,7,-트리데카플루오로-2-트리플루오로메틸헵탄-3-온(CF3CF2CF2CF2C(O)CF(CF3)2)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 한다.
상기 바인더는 (메타) 아크릴 폴리머, (메타) 아크릴계 모노머, 셀룰로오즈, 폴리 비스페놀 A탄산, (메타) 에폭시 폴리머, (메타) 에폭시 모노머, Poly(ethylene-co-propylene-co-5-methylene-2-norbornene), 4,4''-아이소프로필리덴디페놀(CARBONIC ACID), 폴리올레핀 수지, 비닐 클로라이드, 비닐리덴 클로라이드, 테트라플루오로에틸렌, 비닐 C1~C10알킬레이트(CH2CH-OC(O)R, R은 C1~C10알킬), 비닐 C1~C10 알킬에터, 비닐피롤리돈, 비닐카바졸, 아크릴산, 아크릴로나이트릴, 아크릴아마이드, C1~C10알킬 아크릴레이트, 메타크릴산, 메타크릴로나이트릴, 메타크릴아마이드, C1~C10 알킬 메카트릴레이트 중 적어도 어느 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 전원공급수단에 의해 전원이 인가된 상태에서 발사된 이후로 일정시간 경과 후 상기 발열수단에 전원이 공급되도록 하는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 컨트롤러를 원격으로 제어하여 발열수단에 전원이 공급되도록 하기 위한 통신모듈을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 전원공급수단에 의해 전원이 인가된 상태에서 발사된 이후로 영상을 촬영하기 위한 촬영모듈을 구비하고, 상기 촬영모듈은 통신모듈과 연동하여 촬영된 영상을 실시간으로 외부에 전송 가능한 것을 특징으로 한다.
상기 본체부는 탄두 형상을 갖는 상부 본체 및 상기 상부 본체와 나선결합되며 내부에 발열수단 및 전원공급수단을 구비하는 하부 본체를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 소화수단이 위치되는 공간을 구획하도록 상부 본체 및 하부 본체 사이에 안착되고 발열수단 일부가 관통되는 지지판을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 지지판은 하부 본체 내측에 형성된 지지턱에 안착되어 상부 본체 및 하부 본체의 결합시 둘레가 압착되는 것을 특징으로 한다.
이상과 같은 본 발명에 따른 소화용 마이크로캡슐을 함유한 소화탄은 일정 온도 이상에서 작동하는 소화약제를 포함하는 소화수단을 이용하여 오작동율을 최소화한 소화탄을 제공할 수 있다.
또한, 큰 화재나 폭발위험성이 있는 상황에서 불길에 근접하지 않고 먼 거리에서 발사장치에 의해 발사가 가능한 소화탄을 제공할 수 있다.
또한, 발열수단을 이용하여 소화약제 분사시간 조절이 가능하여 불길을 향해 발사한 후 설정된 시간 이후 분사가 가능한 소화탄을 제공할 수 있다.
도 1(a)는 본 발명에 따른 소화용 마이크로캡슐을 활용한 발사용 소화탄의 사시도를 개략적으로 도시한 도면.
도 1(b)는 본 발명에 따른 소화용 마이크로캡슐을 활용한 발사용 소화탄의 단면도를 개략적으로 도시한 도면.
도 2(a)는 본 발명에 따른 소화용 마이크로캡슐을 활용한 투척용 소화탄의 사시도를 개략적으로 도시한 도면.
도 2(b)는 본 발명에 따른 소화용 마이크로캡슐을 활용한 투척용 소화탄의 단면도를 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 소화용 마이크로캡슐을 활용한 소화탄의 상부 본체 및 하부 본체의 결합예를 개략적으로 도시한 도면.
도 1(b)는 본 발명에 따른 소화용 마이크로캡슐을 활용한 발사용 소화탄의 단면도를 개략적으로 도시한 도면.
도 2(a)는 본 발명에 따른 소화용 마이크로캡슐을 활용한 투척용 소화탄의 사시도를 개략적으로 도시한 도면.
도 2(b)는 본 발명에 따른 소화용 마이크로캡슐을 활용한 투척용 소화탄의 단면도를 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 소화용 마이크로캡슐을 활용한 소화탄의 상부 본체 및 하부 본체의 결합예를 개략적으로 도시한 도면.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명에서 (메타) 아크릴 폴리머는 아크릴 폴리머 및 메타크릴 폴리머를 의미하며, (메타) 아크릴계 모노머는 아크릴계 모노머 및 메타크릴계 모노머를 의미한다.
이하, 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 소화용 마이크로캡슐(11)을 활용한 소화탄에 대해 설명하기로 한다.
도 1(a)는 본 발명에 따른 소화용 마이크로캡슐(11)을 활용한 발사용 소화탄의 사시도를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 1(b)는 본 발명에 따른 소화용 마이크로캡슐(11)을 활용한 발사용 소화탄의 단면도를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1(a), 도 1(b)에 따른 발사용 소화탄은 하기에 설명하도록 한다.
본 발명에 따른 소화탄은 원거리에서 소화탄을 발사 혹은 투척하여 불길에 닿게 하여 불을 끄도록 구성된다. 먼저, 일반적인 소화기에 대해 설명하자면 산이나 공장 등에서 화재가 발생할 경우 열기나 폭발 위험성 때문에 화재를 진압하기 위한 인력이 접근하지 못하여 소화기를 사용조차 할 수 없는 일이 다반사이나 이러한 상황에도 화재를 진압해야 하기 때문에 위험을 감수하고 접근하는 상황이 많이 발생한다.
상기와 같은 상황에서 열기가 닿지 않거나 폭발에서 안전한 거리에서 소화약제가 구비된 소화탄을 발사하여 화재 진압이 가능하도록 하여 위험성을 현저히 낮출 수 있게 된다.
보다 구체적으로, 본 발명은 소화약제와 상기 소화약제를 감싸는 쉘로 이루어진 소화용 마이크로캡슐(11) 및 복수개의 상기 소화용 마이크로캡슐(11)을 결합하기 위한 바인더(12)로 구성된 소화수단(1)과 상기 소화수단(1)에 삽입되어 열을 가하는 발열수단(2)과 상기 발열수단(2)에 전원을 공급하는 전원공급수단(3)과 상기 소화수단(1)이 충전되고 화재 시 소화약제를 외부로 분출시키기 위해 미세공이 형성된 본체부(4)를 포함하여 구성된다.
도 2(a)는 본 발명에 따른 소화용 마이크로캡슐(11)을 활용한 투척용 소화탄의 사시도를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2(b)는 본 발명에 따른 소화용 마이크로캡슐(11)을 활용한 투척용 소화탄의 단면도를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2(a), 도 2(b)에 따르면, 투척용 소화탄은 던지기 쉽도록 야구공 형상을 하는 것이 바람직 할 수 있으나, 이에 한정되는 것을 아니며 일례로 수류탄과 같이 타원형상을 할 수도 있을 것이다.
이러한 투척용 소화탄의 경우 간단하게 휴대할 수 있으며, 육안으로 확인 가능한 곳으로 투척 후 소화약제가 분사되는 것을 확인할 수 있기 때문에 소화작업이 빠르게 진행될 수 있다.
하지만 이러한 투척용 소화탄은 큰 폭발이나 육안으로 확인이 불가능한 높은 건물 등은 확인도 어려울 뿐만 아니라 던지는데 한계가 있게 된다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 본원발명은 발사장치를 이용하여 소화탄을 발사하여 원거리 및 위험한 곳에 소화탄을 사용할 수 있게 된다.
이러한 소화탄은 발사장치를 이용하여 화재 현장으로 발사되게 되는데, 발사장치는 공지된 선행기술이 이용될 수 있다.
또한, 본 발명의 소화탄은 금속 소재로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 플라스틱 소재로 형성될 수도 있다.
소화탄은 상기 소화수단(1)이 외부로 소화약제를 분사한 후 재수집을 통해 소화수단(1)을 재충전하게 되면 새로운 소화탄으로 재사용할 수 있게 됨에 따라 자원의 낭비를 방지할 수 있게 된다.
상기 소화수단(1)은 마이크로캡슐(11) 및 바인더(12)로 이루어지는데, 마이크로캡슐(11)은 이하 상세히 기술되는 소화약제와 이를 둘러싼 고분자 수지의 쉘로 이루어지며 소화약제는 마이크로캡슐(11)의 80 내지 97 중량%를 차지하게 되고 나머지는 외피를 형성하는 쉘로 형성된다.
상기 바인더(12)는 10~50㎛ 크기의 마이크로캡슐(11)을 제어하기 쉽게 뭉쳐지도록 하는 역할을 하는 것으로 페이스트 상태가 바람직 할 수 있으며, 복수개의 마이크로캡슐(11)이 뭉쳐지며 각각의 마이크로캡슐(11)로 열을 고르게 전달할 수 있는 재료가 적합할 수 있다.
상기 소화약제는 1,1,1,2,3,3,3-Heptafluoropropane(CF3CHFCF3), Chlorotetrafluoroethane(CHClFCF3), 불소화합물계 케톤 화합물, 1-chloro-1,2,2,2-tetrafluoroethane(C2HClF4), 데카플루오로시클로헥사논(퍼플루오로 시클로헥사논), CF3CF2C(O)CF(CF3)2(-1,1,1,2,4,4,5,5,5-노나플루오로-2-트리플루오로메틸-부탄-3온), (CF3)2CFC(O)CF(CF3)2(-1,1,1,2,4,5,5,5,6,6,6,-옥타플루오로-2,4,-비스(트리플루오로메틸)펜탄-3-온), CF3CF2C(O)CF2CF2CF3, CF3C(O)CF(CF3)2, 1,1,1,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8,-헥사도데카플루오로옥탄-2-온(CF3CF2CF2CF2CF2CF2C(O)CF3), 1,1,1,3,4,4,4,-헵타플루오로-3-트리플루오로메틸부탄-2-온(CF3C(O)CF(CF3)2), 1,1,1,2,4,4,5,5,-옥타플루오로-2-트리플루오로메틸펜탄-3-온(HCF2CF2C(O)CF(CF3)2), 1,1,1,2,4,4,5,5,6,6,6,-운데카플루오로-2-트리플루오로메틸헥산-3-온(CF3CF2CF2C(O)CF(CF3)2), 1-클로로-,1,1,3,4,4,4-헥사플루오로-3-트리플루오로메틸-부탄-2-온((CF3)2CFC(O)CF2CL), 1,1,1,2,2,4,4,5,5,6,6,6-도데카플루오로헥산-3-온(CF3CF2C(O)CF2CF2CF3), 1,1,1,5,5,5,-헥사플루오로펜탄-2-4-디온(CF3C(O)CH2C(O)CF3), 1,1,1,2,5,6,6,6-옥타플루오로-2,5-비스(트리플루오로메틸)헥산-3,4-디온((CF3)2CFC(O)C(O)C(O)CF(CF3)2), 1,1,1,2,2,3,3,5,5,6,6,7,7,7,-테트라데카플루오로헵탄-4-온(CF3CF2CF2C(O)CF2CF2CF3), 1,1,1,3,3,4,4,4-옥타플루오로부탈-2-온(CF3C(O)CF2CF3), 1,1,2,2,4,5,5,5-옥타플루오로-1-트리플루오로메톡시-4-트리플루오로메틸펜탄-3-온(CF3OCF2CF2C(O)CF(CF3)2) 및 1,1,1,2,4,4,5,5,6,6,7,7,7,-트리데카플루오로-2-트리플루오로메틸헵탄-3-온(CF3CF2CF2CF2C(O)CF(CF3)2)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 소화약제로 퍼블루오로부탄(FC-3-1-10), 하이드로클로로플루오로카본 혼화제(HCFC-123, HCFC-22, HCFC-124), 클로로테트라플루오르에탄(HCFC-124), 펜타플루오로에탄(HFC-125), 헵타플루오로프로판(HFC-227ea), 트리플루오로메탄(HFC-23), 헥사플루오로프로판(HFC-236fa), 트리플루오로이오다이드(FIC-13I1), 불연성/불활성기체 혼합가스(예: N2, Ar, CO2) 및 도데카플루오로-2-메틸펜탄-3-원(FK-5-1-12) 등이 사용될 수 있다.
상술된 바와 같은 소화약제는 간접적으로 주변의 열 에너지를 감소시켜 화재가 발생되지 않도록 억제하거나 직접적으로 불을 끄도록 기능하게 된다.
상기 소화용 마이크로캡슐(11)의 쉘은 소화 약제의 외부를 감싸 캡슐화된 내부공간에 소화 약제가 보관되도록 기능하고, 상온에서 외부 환경에 의해 소화 약제가 대기중으로 누출되는 것을 방지하도록 내후성과 기밀성을 보장하게 된다.
이러한 쉘은 화재로 인지되는 100~300℃에서 연화됨과 동시에 소화 약제의 상 변화와 함께 팽창되어 파열됨으로써 그 소화 약제를 외부로 분사시키게 되며, 화재 상황의 온도 범위에서 반응하기 위해 50~2000㎚ 두께를 갖도록 하는게 바람직 할 수 있다.
또한, 쉘을 형성하는 고분자 수지로는 폴리우레탄 수지, 폴리우레아 수지, 폴리아미드 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리카보네이트 수지, 아미노알데히드 수지, 멜라민 수지, 폴리스티렌 수지, 스티렌-아크릴레이트 공중 합체 수지, 스티렌-메타크릴레이트 공중합체 수지, 젤라틴 또는 그 유도체, 폴리비닐알코올, 페놀포름알데이드수지, 레소시놀 포름알데히드 수지 등이 사용될 수 있는 한편, 고분자 수지에 아세트산 칼륨, 시트르산 나트륨, 염화나트륨, 염화 암모늄, 요오드화 나트륨, 요오드화 칼륨, 황산구리, 티오시 안산 나트륨 등과 같은 침전제나 황산 알루미늄, 수산화 아연, 수산화철, 염화철 등과 같은 응고제를 포함시켜 제조 시 마이크로캡슐(11) 선별율이나 경화속도를 조절할 수 있다.
또한, 상기 소화약제가 쉘을 파괴하고 나오거나 쉘이 붕괴되어 소화약제를 방출하는 것을 탈캡슐화(또는 캡슐화 해제, Decapsulation)라고 할 때, 이러한 탈캡슐화는 소화용 마이크로캡슐(11)의 중량이 95%에서 15%까지 떨어지는(소화 약제가 외부로 방출되는) 온도 범위를 40℃이내로 하는 것이 바람직한데, 그 이유는 일례로 소화용 마이크로캡슐(11)의 중량이 95%가 되는 온도가 130℃이고 15%가 되는 온도가 170℃인데 소화 약제의 탈캡슐화가 발생하는 온도의 범위가 40℃이상 차이나게 되면 내부의 소화 약제 방출이 단계적으로 발생하여 화재를 진압하기 위한 적정 소화약제 농도를 충족시키지 못하게 되기 때문에 좁은 온도 범위 내에서 일시에 소화 약제를 방출해야 화재를 신속히 진압할 수 있음에 따라 소화용 마이크로캡슐(11)의 탈캡슐화 온도 범위가 40℃이내에서 소화용 마이크로 캡슐의 중량이 95%에서 15%가 되도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 아래 수식과 같이 탈캡슐화가 안된 소화용 마이크로캡슐(11)을 분모로 하고 탈캡슐화된 소화용 마이크로 캡슐을 분자로 한 탈캡슐화율은 150% / 분을 초과하도록 하여 상술된 바와 같이 일시에 소화 약제를 방출함으로써 빠르게 화재를 진압하는 것이 바람직하다.
[탈캡슐화율]
위에서 언급된 바와 같은 구성을 통해 다량의 소화용 마이크로캡슐(11)이 쉘의 내구성 및 기밀성에 의해 반응(파열, 누출)하지 않고 있다가 특정온도(예: 100
이상)에서 동시 다발적으로 반응하여 폭발하면서 기체화된 소화 약제를 분출함으로 소화 약제가 화재 발화점에 직접 작용하여 연소의 4대 조건인 연료(가연물), 산소(공기), 열(발화원) 및 연쇄반응 중 열(발화원)과의 연쇄반응을 차단하여 고에너지의 화재를 진압하게 된다.
상기 바인더(12)는 소화용 마이크로캡슐(11)과 혼합된 이후 자체적으로 캡슐 외벽, 즉 쉘을 파괴하지 않아야 하고, 방호하고자 하는 공간, 대상물에 적용 시 완벽히 건조되지 않아도 무관하나 반드시 캡슐이 바인더(12)로부터 분리되지 않도록 기능해야 한다.
상기 바인더(12)는 (메타) 아크릴 폴리머, (메타) 아크릴계 모노머, 셀룰로오즈, 폴리 비스페놀 A탄산, 에폭시 폴리머, 에폭시 모노머, Poly(ethylene-co-propylene-co-5-methylene-2-norbornene), 4,4''-아이소프로필리덴디페놀(CARBONIC ACID), 폴리올레핀 수지, 비닐 클로라이드, 비닐리덴 클로라이드, 테트라플루오로에틸렌, 비닐 C1~C10알킬레이트(CH2CH-OC(O)R, R은 C1~C10알킬), 비닐 C1~C10 알킬에터, 비닐피롤리돈, 비닐카바졸, 아크릴산, 아크릴로나이트릴, 아크릴아마이드, C1~C10알킬 아크릴레이트, 메타크릴산, 메타크릴로나이트릴, 메타크릴아마이드, C1~C10 알킬 메카트릴레이트 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상으로 이루어지는 것이 바람직 하다.
이러한 바인더(12)를 적용한 소화수단(1)은 페이스트 상태로 형성되는데, 이하 설명하는 발열수단(2)이 삽입되어 화재 현장에서 비교적 먼 거리(예: 20m 이상)에서 발사될 때, 충격으로 인해 발열수단(2)과 밀착된 상태가 불량해져 발열수단(2)을 통해 열을 충분히 받지 못하는 경우가 발생할 수 있는 상황을 고려하여, 페이스트 상태에서 일정 형상을 갖도록 가공 후 경화된 소화수단(1)에 발열수단(2)이 끼움 삽입되어 설치되도록 하거나, 페이스트 상태의 소화수단(1)에 발열수단(2)을 삽입한 상태에서 그 소화수단(1)을 경화시킴으로써 발사충격에도 가급적 소화수단(1) 및 발열수단(2)간 밀착된 상태가 유지되도록 하여 화재현장에서 최대한 발열수단(2)의 열이 소화수단(1)에 전달되도록 하여 결과적으로 소화약제가 외부로 원활하게 분사되도록 하는데 도움을 줄 수 있다.
또한, 전원공급수단(3)에 의해 전원이 인가된 상태에서 발사된 이후로 일정시간 경과 후 상기 발열수단(2)에 전원이 공급되도록 하는 컨트롤러(31)를 포함할 수 있는데, 상기 컨트롤러(31)는 사용자가 상황에 따라 시간을 설정하고 기 설정된 시간과 상기 사용자가 화재 위치와의 거리를 확인하여 원하는 위치에 도달한 후 발열수단(2)에 전원을 공급하여 소화약제를 분사하여 화재를 진화할 수 있게 된다.
상기 전원공급수단(3)은 발열수단(2)과 이하 기술되는 전기적으로 동작하는 구성에 대해 전원을 공급하기 위한 것으로, 내장된 배터리를 통해 전원을 공급할 수 있을 것이며 이러한 배터리의 일례로는 전기공급이 가능하면서 폭발의 위험이 낮은 전지로써 1차 전지 및 2차 전지 등이 사용될 수 있다.
상기 컨트롤러(31)를 원격으로 제어하여 발열수단(2)에 전원이 공급되도록 하기 위한 통신모듈(32)을 구비하는 것을 특징으로 할 수 있는데, 이러한 통신모듈(32)의 일례로 소화탄 외부의 통신매체와 연결되어 기 설정된 시간 이전, 이후에 작동하도록 임의 조작이 가능하며 이렇게 작동할 경우 발사가 잘못된 경우 분사를 정지시켜 소화약제의 잘못된 사용을 방지할 수 있으며 기 설정된 시간 이후로 작동이 안되는 경우에도 인위적으로 발열수단(2)에 전원이 공급되도록 함으로써 화재를 진압할 수 있을 것이다.
상기 전원공급수단(3)에 의해 전원이 인가된 상태에서 발사된 이후로 영상을 촬영하기 위한 촬영모듈(33)을 구비하고, 상기 촬영모듈(33)은 통신모듈(32)과 연동하여 촬영된 영상을 실시간으로 외부에 전송 가능한 것을 특징으로 하는데, 일례로 촬영모듈(33)은 본체부(4)의 일측 또는 양측으로 형성되어 발사된 소화탄 주변을 촬영할 수 있으며 촬영된 영상은 촬영모듈(33)에 저장될 수 있으며 저장된 영상을 통신모듈(32)을 통해 외부의 통신매체로 전송할 수 있으며 전송된 매체를 통해 화재현장 외부의 관리자가 내부 상황을 확인할 수 있게 되고 이를 이용하여 근거리나 원거리 불길의 추가 진압이 가능하도록 할 수 있다.
상기 소화탄의 본체부(4)는 탄두 형상을 갖는 상부 본체(5), 상부 본체(5)와 나선결합되며 내부에 발열수단(2) 및 전원공급수단(3)을 구비하는 하부 본체(6)를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있는데, 상부 본체(5)는 탄두 형상이 바람직하나 돔 형태, 삼각뿔, 사각뿔, 육면체 등 다양한 형태로 형성될 수도 있으며 내부의 소화수단(1)으로부터 분사된 수화약제가 통과 가능하도록 미세공이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
상기 하부 본체(6)는 본체부(4)의 형상에 대응되는 형상으로 형성될 수 있으며, 일례로 원기둥 형상이 가장 바람직할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 하부 본체(5)의 일례로 내부에 발열수단(2)과 전원공급수단(3)을 구비하도록 하는데 발사 시 충격 및 화재현장의 열기를 최소화하기 위하여(화재열기로 인해 소화수단이 임의 분사되는 상황 방지) 하부 본체(6)의 외벽을 두껍게 형성할 수 있으며 발열 및 전원공급 수단(2, 3)과 하부 본체(6) 외벽 사이에 충격흡수 및 열 차단이 가능한 재료를 삽입할 수 있다.
상기 하부 본체 내부에 발열수단(2) 및 전원공급수단(3)의 일례로 소화탄이 발사된 후 날아갈 때 일측으로 쏠리는 현상을 방지하기 위하여 발열수단(2)은 하부본체(6) 상단 중앙에 위치하며 그 하단 중앙에 전원공급수단(3)이 위치할 수 있으며, 컨트롤러(31)는 전원공급수단(3)와 함께 위치할 수 있는데 촬영모듈(33)은 일례로 촬영을 위해 하부 본체(6) 일측에 투명한 벽을 형성하고 일정공간을 형성하여 위치할 수 있게 된다.
도 3은 본 발명에 따른 소화용 마이크로캡슐(11)을 활용한 소화탄의 상부 본체 및 하부 본체(5, 6)의 결합예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3에 따르면, 상기 소화탄은 소화수단(1)이 위치되는 공간을 구획하도록 상부 본체 및 하부 본체(5, 6) 사이에 안착되고 발열수단(2) 일부가 관통되는 지지판(61)을 포함하는 것을 특징으로 하는데, 지지판(61)을 통해 상부 및 하부 본체(5, 6)가 구획되도록하여 소화약제의 분사시에 하부 본체(6)를 향하는 것을 방지할 수 있으며 상기 소화수단(1)이 하부 본체로 침입하는 것을 방지할 수 있게 된다.
또한, 지지판(61)의 상면은 복수개의 구멍이 뚫린 판 형상일 수 있으며, 나선결합되는 하부 본체 내측에 형성된 지지턱을 통해 걸침이 가능할 수 있다
상기 지지판(61)은 하부 본체(6) 내측에 형성된 지지턱에 안착되어 상부 본체 및 하부 본체(5, 6)의 결합시 둘레가 압착되는 것을 특징으로 하는데, 상부 및 하부 본체(5, 6)가 나선결합되는 것으로써 둘레를 압착하는 것으로 간단하게 고정이 가능하여 발사 충격으로부터 흔들림을 최소화할 수 있게 된다.
또 다른 상부 본체(5) 및 하부 본체(6)의 결합 일례로, 상기 상부 본체(5) 양측으로 형성되는 고리와 하부 본체(6) 양측으로 형성되는 후크부가 상호 결합되어 고정될 수 있으며 이러한 결합은 상기 나선 결합보다 수월하게 제거가 가능하여 본체부(4)의 소화수단(1)의 교체 및 하부 본체(6) 내부의 장치고장으로 인한 교체에 있어서 더욱 용이할 수 있다.
마지막 일례로 상기 상부 본체(6)의 양측에 볼록 튀어나온 볼록부를 구비하고 볼록부에 대응되도록 하부 본체의 상단 내측에 양쪽으로 걸림홈을 구비하여 상부 본체(5)를 하부 본체(6) 방향으로 밀어 넣는 것으로 끼움 결합 가능하도록 형성하여 화재를 급히 진화해야 하는 급한 상황에 빠르게 결합하여 발사할 수 있도록 하여 보다 빠른 진화가 가능할 수 있다.
상기 소화수단(1)이 위치되는 공간을 구획하도록 상부 본체 및 하부 본체(5, 6) 사이에 안착되고 발열수단(2) 일부가 관통되는 지지판(61)을 포함하는 것을 특징으로 하는데, 이러한 지지판(61)은 상부 본체 및 하부 본체(5, 6)를 구획하여 소화수단(1)이 기계적 요소가 많이 있는 하부 본체(6)로 침입하는 것을 방지하며 소화약제 분사 시 하부 본체(6)로 분사되는 것을 방지할 수 있게 된다.
상기와 같은 소화탄은 발사장치를 이용하는 것이 바람직할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 일례로 헬리콥터나 드론과 같은 비행체에서 소화탄을 화재 지역으로 투하하여 진화할 수 있는데, 투하장치는 공지된 기술을 이용할 수 있으며, 낙하 시 촬영모듈(33)을 이용하여 주변을 촬영하여 불길의 상황 및 정도를 정확하게 알 수 있게 된다.
본 발명을 설명함에 있어 특정형상 및 방향을 위주로 설명하였으나, 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1 : 소화수단 2 : 발열수단
3 : 전원공급수단 4 : 본체부
5 : 상부 본체 6 : 하부 본체
11 : 마이크로캡슐 12 : 바인더
31 : 컨트롤러 32 : 통신모듈
33 : 촬영모듈 61 : 지지판
3 : 전원공급수단 4 : 본체부
5 : 상부 본체 6 : 하부 본체
11 : 마이크로캡슐 12 : 바인더
31 : 컨트롤러 32 : 통신모듈
33 : 촬영모듈 61 : 지지판
Claims (9)
- 소화약제와 상기 소화약제를 감싸는 쉘로 이루어진 소화용 마이크로캡슐(11) 및 복수개의 상기 소화용 마이크로캡슐(11)을 결합하기 위한 바인더(12)로 구성된 소화수단(1)과;
상기 소화수단(1)에 삽입되어 열을 가하는 발열수단(2)과;
상기 발열수단(2)에 전원을 공급하는 전원공급수단(3)과;
상기 소화수단(1), 발열수단(2) 및 전원공급수단(3)이 수용되고 소화약제를 외부로 분출시키기 위해 미세공이 형성된 본체부(4);를 포함하고,
상기 본체부(4)는 탄두 형상을 갖는 상부 본체(5)와 상기 상부 본체(5)와 나선결합되며 내부에 발열수단(2) 및 전원공급수단(3)을 구비하는 하부 본체(6)를 포함하고,
상기 소화수단(1)이 위치되는 공간을 구획하도록 상부 본체(5) 및 하부 본체(6) 사이에 안착되고 발열수단(2) 일부가 관통되도록 상면에 복수개의 구멍이 뚫린 판 형상의 지지판(61)을 포함하며,
상기 지지판(61)은 하부 본체(6) 내측에 형성된 지지턱에 안착되어 상부 본체(5) 및 하부 본체(6)의 결합시 둘레가 압착되고,
상기 쉘은 고분자 수지, 침전제 및 응고제를 함유하고 50~2000nm 두께로 코어를 둘러싸도록 형성되고,
발사 가능한 것을 특징으로 하는 소화용 마이크로캡슐을 활용한 소화탄.
- 제1항에 있어서,
상기 소화약제는 1,1,1,2,3,3,3-Heptafluoropropane(CF3CHFCF3), Chlorotetrafluoroethane(CHClFCF3), 불소화합물계 케톤 화합물, 1-chloro-1,2,2,2-tetrafluoroethane(C2HClF4), 데카플루오로시클로헥사논(퍼플루오로 시클로헥사논), CF3CF2C(O)CF(CF3)2(-1,1,1,2,4,4,5,5,5-노나플루오로-2-트리플루오로메틸-부탄-3온), (CF3)2CFC(O)CF(CF3)2(-1,1,1,2,4,5,5,5,6,6,6,-옥타플루오로-2,4,-비스(트리플루오로메틸)펜탄-3-온), CF3CF2C(O)CF2CF2CF3, CF3C(O)CF(CF3)2, 1,1,1,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8,-헥사도데카플루오로옥탄-2-온(CF3CF2CF2CF2CF2CF2C(O)CF3), 1,1,1,3,4,4,4,-헵타플루오로-3-트리플루오로메틸부탄-2-온(CF3C(O)CF(CF3)2), 1,1,1,2,4,4,5,5,-옥타플루오로-2-트리플루오로메틸펜탄-3-온(HCF2CF2C(O)CF(CF3)2), 1,1,1,2,4,4,5,5,6,6,6,-운데카플루오로-2-트리플루오로메틸헥산-3-온(CF3CF2CF2C(O)CF(CF3)2), 1-클로로-,1,1,3,4,4,4-헥사플루오로-3-트리플루오로메틸-부탄-2-온((CF3)2CFC(O)CF2CL), 1,1,1,2,2,4,4,5,5,6,6,6-도데카플루오로헥산-3-온(CF3CF2C(O)CF2CF2CF3), 1,1,1,5,5,5,-헥사플루오로펜탄-2-4-디온(CF3C(O)CH2C(O)CF3), 1,1,1,2,5,6,6,6-옥타플루오로-2,5-비스(트리플루오로메틸)헥산-3,4-디온((CF3)2CFC(O)C(O)C(O)CF(CF3)2), 1,1,1,2,2,3,3,5,5,6,6,7,7,7,-테트라데카플루오로헵탄-4-온(CF3CF2CF2C(O)CF2CF2CF3), 1,1,1,3,3,4,4,4-옥타플루오로부탈-2-온(CF3C(O)CF2CF3), 1,1,2,2,4,5,5,5-옥타플루오로-1-트리플루오로메톡시-4-트리플루오로메틸펜탄-3-온(CF3OCF2CF2C(O)CF(CF3)2) 및 1,1,1,2,4,4,5,5,6,6,7,7,7,-트리데카플루오로-2-트리플루오로메틸헵탄-3-온(CF3CF2CF2CF2C(O)CF(CF3)2)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 소화용 마이크로캡슐을 활용한 소화탄.
- 제1항에 있어서,
상기 바인더(12)는 (메타) 아크릴 폴리머, (메타) 아크릴계 모노머, 셀룰로오즈, 폴리 비스페놀 A탄산, 에폭시 폴리머, 에폭시 모노머, Poly(ethylene-co-propylene-co-5-methylene-2-norbornene), 4,4''-아이소프로필리덴디페놀(CARBONIC ACID), 폴리올레핀 수지, 비닐 클로라이드, 비닐리덴 클로라이드, 테트라플루오로에틸렌, 비닐 C1~C10알킬레이트(CH2CH-OC(O)R, R은 C1~C10알킬), 비닐 C1~C10 알킬에터, 비닐피롤리돈, 비닐카바졸, 아크릴산, 아크릴로나이트릴, 아크릴아마이드, C1~C10알킬 아크릴레이트, 메타크릴산, 메타크릴로나이트릴, 메타크릴아마이드, C1~C10 알킬 메카트릴레이트 중 적어도 어느 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 소화용 마이크로캡슐을 활용한 소화탄.
- 제1항에 있어서,
상기 전원공급수단(3)에 의해 전원이 인가된 상태에서 발사된 이후로 일정시간 경과 후 상기 발열수단(2)에 전원이 공급되도록 하는 컨트롤러(31)를 포함하는 것을 특징으로 하는 소화용 마이크로캡슐을 활용한 소화탄.
- 제4항에 있어서,
상기 컨트롤러(31)를 원격으로 제어하여 발열수단(2)에 전원이 공급되도록 하기 위한 통신모듈(32)을 구비하는 것을 특징으로 하는 소화용 마이크로캡슐을 활용한 소화탄.
- 제5항에 있어서,
상기 전원공급수단(3)에 의해 전원이 인가된 상태에서 발사된 이후로 영상을 촬영하기 위한 촬영모듈(33)을 구비하고, 상기 촬영모듈(33)은 통신모듈(32)과 연동하여 촬영된 영상을 실시간으로 외부에 전송 가능한 것을 특징으로 하는 소화용 마이크로캡슐을 활용한 소화탄.
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