KR20030011305A - 소화방법 및 소화장치 - Google Patents

소화방법 및 소화장치 Download PDF

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KR20030011305A
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KR1020027013833A
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마츠카와마사오
미야케스스무
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미야케 엔지니어링 가부시키가이샤
가부시키가이샤 에이알피
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Abstract

종래의 소화방법에서는, 넉다운(knock-down)에 상당한 시간을 필요로 하고, 또한 각종 소화설비를 필요로 하였다. 간단한 장치구성으로, 넉다운시간을 대폭으로 단축할 수 있고, 소화시에 사용하는 수량(水量)의 삭감, 소화용수에 의한 피재대상물(被災對象物) 이외에 대한 방수에 따른 2차 재해의 감소 등을 대폭으로 달성할 수 있도록 한다.
실리콘수지 등의 방수성 피막으로 코팅된 분말소화약제 공급장치와 소화용수 압송관로를 구비한 소방자동차, 대차(臺車; truck) 등의 소화설비를 적재한 이동수단을 사용하여, 상기 소화용수 압송관로에 상기 분말소화약제를 첨가ㆍ혼합하면서, 소방용 호스를 통하여 동(同) 혼합수를 앞쪽의 방사노즐로부터 방출한다.

Description

소화방법 및 소화장치{Method and appliance for extinguishing fire}
종래, 일반 민가나 빌딩화재 등(이른바 A화재)에 있어서는, 방수(放水)에 의한 소화방법이 통상적이지만, 이 경우에는 대량의 물을 필요로 함과 동시에 소화에 시간이 걸리고, 소실(燒失) 면적의 증대를 초래하여, 소방사 등 소화활동에 종사하는 사람을 위험한 상태에 장시간 노출시키는 문제가 있다.
또, 완전히 소화하여 재연(再燃)을 방지시키기 위해서는 더욱 다량으로 방수할 필요가 있고, 다량의 물에 의한 물손실이나 피재대상물(被災對象物) 이외에 대한 2차 재해가 발생하고, 화재현장이 복수개로 떨어져 있는 경우는 소방용수가 부족하다는 문제점이 있다.
또한, 위험물 제조소나 버스(berth) 등에 있어서의 기름화재(이른바 B화재)에는 분말소화약제나 포(泡)소화약제가 일반적으로 사용되고 있다.
분말소화약제에는 재연억제작용이 있는 것이 알려져 있으며, 분말소화약제는 가연물, 특히 일반 화재의 대상물인 건축물의 목재 등에 방사하면 목재에 침입하여열에 의해 유리형상 피막이 되어 표면을 덮기 때문에 화염을 막아 재연억제효과가 발생한다.
포소화설비는 수용액에 의한 냉각효과와 거품에 의한 질식효과에 의해 소화가 행하여지는 것이 알려져 있는데, 다량의 물이 필요하고, 화염의 억제에 장시간을 필요로 한다.
또한, 터널 내의 소화는, 현재 대부분이 포소화약제에 의한 소화가 행하여지고 있다. 그러나, 화재의 열풍으로 거품은 비산되기 쉽고, 효과적인 소화를 할 수 없다는 문제점이 있다.
본 발명은, 소화효율이 높은 소화방법 및 소화장치에 관한 것이고, 특히 분말소화약제를 첨가ㆍ혼합한 소화용 압송수에 의한 효과적인 소화방법 및 소화장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 관련되는 소방설비를 적재한 소방자동차의 설명도이다.
도 2는 본 발명에 관련되는 소화설비를 적재한 대차의 설명도이다.
도 3은 분말소화약제를 소화용 압송수에 첨가ㆍ혼합하는 장치의 평면도와 정면도이다.
도 4는 도 3의 장치에 더욱 계면활성제 용기와 계면활성제 혼합기를 더하여 적재한 소방자동차의 평면도와 정면도이다.
도 5는 본 발명에서 사용되는 몇가지 방사노즐의 정면도이다.
도 6은 실시예의 시험에 사용한 소화시스템의 구성도이다.
도 7은 실시예의 시험 그래프도이다.
도 8은 실시예의 시험 그래프도이다.
도 9는 실시예의 시험 그래프도이다.
도 10은 실시예의 시험 그래프도이다.
도 11은 실시예의 시험 그래프도이다.
도 12는 실시예의 시험 그래프도이다.
도 13은 실시예의 시험 그래프도이다.
도 14는 실시예의 시험에 사용한 크리브의 외관도이다.
도 15는 실시예의 시험에 사용한 벤투리관의 종단면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 공도(公道)소화전2 : 호스
3 : 소방자동차4 : 펌프
5 : 계면활성제 용기6 : 계면활성제 혼합기
7 : 분말소화약제 용기8 : 분말소화약제 혼합기
9 : 소방용 호스10 : 방사노즐
10' : 공기흡입구멍10a : 방사노즐
10b : 방사노즐10c : 방사노즐
11 : 혼합액12 : 대차나 왜건 등의 이동체
13 : 소방용수14 : 분말교반용 가스 봄베(bomb)
15 : 파이프16 : 세관(細管)
17 : 포원액 용기18 : 돌조부(突條部; ridge)
90 : 소화용수 압송관로100 : 크리브(crib)
H : 가옥(家屋)
① : 제1압력계② : 제2압력계
③ : 제3압력계④ : 유량계
⑤ : 볼 콕(ball cock)⑥ : 슬루스 밸브(sluice valve)
본 발명은, 상술한 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것이며, 소화용수 압송관로 안의 소화용 압송수에 분말소화약제, 또는 분말소화약제와 계면활성제, 혹은 분말소화약제와 포소화약제를 첨가ㆍ혼합하여 사용함으로써, 획기적인 소화능력을 발휘할 수 있도록 한 것이다.
즉, 본 발명은 하기 구성의 소화방법 및 소화장치이다.
(1) 분말소화약제 공급장치와 소화용수 압송관로를 구비한 소방자동차, 대차(臺車; truck) 등의 소화설비를 적재한 이동수단을 사용하고, 상기 소화용수 압송관로에 상기 분말소화약제를 첨가ㆍ혼합하면서, 소방용 호스를 통하여 동(同) 혼합수를 앞쪽의 방사노즐로부터 방출하는 것을 특징으로 하는 소화방법.
(2) 제1항에 있어서, 소화설비를 적재한 이동수단이, 더욱 계면활성제의 원액 또는 수용액의 공급장치를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 소화방법.
(3) 제1항 또는 제2항에 있어서, 압송수 100중량부에 대하여, 5∼30중량부의 분말소화약제를 첨가ㆍ혼합하는 것을 특징으로 하는 소화방법.
(4) 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 분말소화약제가, 그 각 분말입자가 방수성 피막으로 코팅된 것인 것을 특징으로 하는 소화방법.
(5) 제4항에 있어서, 분말소화약제가, 인산암모늄계 소화약제 분립체(粉粒體) 또는 탄산수소칼륨 소화약제 분립체의 각 입자의 표면을 실리콘수지로 코팅한 것인 것을 특징으로 하는 소방방법.
(6) 제1항, 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 소화설비를 적재한 이동수단이, 더욱 소화용 포원액(泡原液; foam stock solution) 또는 그 수용액의 공급장치를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 소화방법.
(7) 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 소화설비를 적재한 이동수단에 설정된 소화용수 압송관로의 일부를 벤투리관(venturi tube)으로 하고, 동 관부(管部)에 분말소화약제 공급구를 마련하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 소화방법.
(8) 제6항에 있어서, 소화설비를 적재한 이동수단에 설정된 소화용수 압송관로의 일부를 벤투리관으로 하고, 동 관부에 분말소화약제 공급구 및 소화용 포원액 공급구를 마련하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 소화방법.
(9) 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 소화설비를 적재한 이동수단에 설정된 소화용수 압송관로의 일부를 벤투리관으로 하고, 동 관부에 분말소화약제 공급구 및 계면활성제 원액공급구를 마련하여 이루어지는 것을 특징으로 하는소화방법.
(10) 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 소화설비를 적재한 이동수단이, 인간이 등에 멜 수 있는 배부구(背負具; back carrier)를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 소화방법.
(11) 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 방사노즐이, 관내 벽부에 진행방향에 대하여 경사지게 배치된 돌조부(突條部; ridge)를 구비하고, 소화용 압송수, 분말소화약제, 소화용 거품 등이 선회(旋回)되고 상호 혼합되어 균질화되는 구조인 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 소화방법.
(12) 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 방사노즐이, 그 관벽에 다수의 공기흡입용 세공(細孔)을 가지고 이루어지는 것을 특징으로 하는 소화방법.
(13) 분말소화약제 공급장치와 소화용수 압송관로를 구비한 소방자동차, 대차 등의 소화설비를 적재한 이동수단과, 상기 소화용수 압송관로에 상기 분말소화약제를 첨가ㆍ혼합하는 수단과, 동 첨가ㆍ혼합하는 수단으로 얻어지는 혼합수를 압송하는 소방용 호스와, 그 앞쪽의 방사노즐로 구성되는 것을 특징으로 하는 소화장치.
(14) 제13항에 있어서, 소화설비를 적재한 이동수단이, 더욱 계면활성제의 원액 또는 수용액의 공급장치를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 소화장치.
(15) 제13항 또는 제14항에 있어서, 압송수 100중량부에 대하여, 5∼30중량부의 분말소화약제를 첨가ㆍ혼합하는 수단을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로하는 소화장치.
(16) 제13항 내지 제15항에 있어서, 분말소화약제가, 그 각 분말입자가 방수성 피막으로 코팅된 것인 것을 특징으로 하는 소화장치.
(17) 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 분말소화약제가, 인산암모늄계 소화약제 분립체 또는 탄산수소칼륨 소화약제 분립체의 각 입자의 표면을 실리콘수지로 코팅한 것인 것을 특징으로 하는 소방장치.
(18) 제13항, 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 소화설비를 적재한 이동수단이, 더욱 소화용 포원액 또는 그 수용액의 공급장치를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 소화장치.
(19) 제13항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 소화설비를 적재한 이동수단에 설정된 소화용수 압송관로의 일부를 벤투리관으로 하고, 동 관부에 분말소화약제 공급구를 마련하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 소화장치.
(20) 제18항에 있어서, 소화설비를 적재한 이동수단에 설정된 소화용수 압송관로의 일부를 벤투리관으로 하고, 동 관부에 분말소화약제 공급구 및 소화용 포원액 공급구를 마련하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 소화장치.
(21) 제18항 또는 제19항에 있어서, 소화설비를 적재한 이동수단에 설정된 소화용수 압송관로의 일부를 벤투리관으로 하고, 동 관부에 분말소화약제 공급구 및 계면활성제 원액공급구를 마련하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 소화장치.
(22) 제13항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 소화설비를 적재한 이동수단이, 인간이 등에 멜 수 있는 배부구(背負具; back carrier)를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 소화장치.
(23) 제13항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 방사노즐이, 관내 벽부에 진행방향으로 경사지게 배치된 돌조부를 구비하고, 소화용 압송수, 분말소화약제, 소화용 포원액 등이 선회(旋回)되고 상호 혼합되어 균질화되는 구조를 가지고 이루어지는 것을 특징으로 하는 소화장치.
(24) 제13항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 방사노즐이, 그 관벽에 다수의 공기흡입용 세공(細孔)을 가지고 이루어지는 것을 특징으로 하는 소화장치.
이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 근거하여 설명한다.
도 1은, 소방자동차에 본 발명에 관련되는 소화설비를 적재한 소화장치의 일례의 설명도이다.
동 도면에 있어서, 공도(公道)의 소화전(1)으로부터 호스(2)를 통하여 소방용수가 소방자동차(3)에 보내지고, 소방용수는 소방자동차의 펌프(4)에서 가압된다.
그 다음, 상기한 바에 의해 가압된 소화용수 압송관로 안의 압송수 중에, 분말소화약제 용기(7)(또는 더욱 더하여 계면활성제 용기(5))로부터, 분말소화약제(또는 더욱 더하여 계면활성제 원액)가, 혼합기, 예컨대 벤투리관부를 가지는 분말소화약제 혼합기(8)(또는 더욱 더하여 계면활성제 혼합기(6))를 통하여 일정 비율로 첨가ㆍ혼합되고, 그 혼합액(11)은 소방용 호스(9)를 지나, 방사노즐(10)로부터 방출되어, 불길이 번지고 있는 가옥(H)으로 방수된다.
본 발명의 기본적 기술사상은, 압송수 중에 분말소화약제를 첨가ㆍ혼합하고, 물에 의한 소화작용과 분말소화약제에 의한 소화작용을 동시에 적용하여, 또한 동시에 물(압송수)을 분말소화약제의 반송매체로서 이용하여, 소화효율을 높이려고 하는 것인데, 분말소화약제의 첨가ㆍ혼합비율은, 수량(水量) 500∼200L/min에 대하여, 분말소화약제 함유율이 5∼25중량％인 것이 바람직하다.
본 발명에서 사용하는 소화분말약제로서는, 공지의 것을 사용할 수 있지만, 제1인산암모늄이나 탄산수소칼륨 등을 주성분으로 하는 분말소화약제가 특히 바람직한 것으로서 사용된다. 일례로서, 제1인산암모늄(NH4H2PO4)을 주체로 한, 이른바 ABC분말소화약제라고 하는 것의 조성을 표 1에 나타낸다. 즉, 제1인산암모늄 45∼90％, 황산암모늄이 45％ 이하, 그밖의 성분으로서 고결방지제(固結防止劑)와 발수제(撥水劑)가 약간량, 착색제가 극미량으로 이루어지는 것이다. 그리고, 이 분말의 비중은 약 1.8이다.
분 말 소 화 약 제 배 합 조 성
No. 성 분 명 함 유 량 (％)
1 제1인산암모늄 45∼90
2 황산암모늄 45 이하
3 고결방지제 약간량
4 발수제 약간량
5 착색제 극미량
사용온도범위 : －30℃∼＋40℃
또한, 특히 본 발명에 있어서의 분말소화약제는, 그 분말입자 표면을 방수성 피막으로 코팅한 것, 특히 실리콘수지로 코팅한 것이 바람직하다.
그리고, 분말소화약제와 방수성 재료, 예컨대 파라핀, 실리콘수지 등과의 혼합물, 또는 분말소화약제와 실리콘수지 프레폴리머의 혼합물을 경화하여 얻어진 괴상물(塊狀物)을 파쇄하여 얻어지는 분말상의 복합물을 사용할 수도 있다.
이러한 분말을 물에 혼합한 것을 화염에 방사하여 접촉시키면, 연소의 4요소 중 「화학반응의 계속(Chain Reaction)」의 요소를 충분히 억제 또는 저지(부촉매작용)할 수 있다. 또한, 내습성(耐濕性)이 뛰어나기 때문에, 분말소화약제 용기에 있어서 흡습(吸濕)으로 고결되지 않고 혼합기에 의한 가압수로의 첨가ㆍ혼합을 부드럽게 실시할 수 있다. 상기 코팅처리를 실시한 분말은, 장시간 물에 담궈도 침강하지 않고 내습성, 내수성이 뛰어나다.
또한, 본 발명에서는, 상기 분말소화약제에 더하여, 침윤제(浸潤劑)로서 계면활성제 수용액을 첨가ㆍ혼합하여 소화대상물에 방사함으로써, 대상물로의 침투도를 높이고, 소화능력을 높일 수 있다.
또, 분말소화약제에 더하여 첨가ㆍ혼합하는 것으로서, 계면활성제 수용액을 대신하여 포소화약제를 혼합하는 방법도 있다. 포소화약제로서는, 단백포 소화약제(3％형, 6％형), 단백포 소화약제(불소계)(3％형, 6％형), 수성막포 소화약제(3％형, 6％형) 등을 사용할 수 있다.
단백포 소화약제, 단백포 소화약제(불소계), 수성막포 소화약제의 조성예는 표 2, 표 3과 같다.
단 백 포 계 소 화 약 제 배 합 조 성
소화약제 단백포 단백포(불소계)
No. 성분명 함유량(％) 함유량(％)
1 단백질 가수분해물 약 30 약 30
2 불소계 합성계면활성제 0 약간량
3 철염(鐵鹽) 약간량 약간량
4 거품안정제 약간량 약간량
5 산화방지제 약간량 약간량
6 부동제 약간량 약간량
7 방부제 약간량 약간량
8 물 잔량 잔량
사용온도범위 : －10℃∼＋30℃ －10℃∼＋30℃
수 성 막 포 소 화 약 제 배 합 조 성
NO. 성 분 명 함 유 량(％)
1 불소계 합성계면활성제 100
사용온도범위 : －10℃∼＋30℃
상술한 분말소화약제와 계면활성제 수용액 혼합액은, 냉각효과, 질식효과 이외에 부촉매효과도 발휘하고, 연소를 단시간에 억제하는 것이 가능하다. 분말소화약제 함유율이 5％∼25％의 혼합액으로 함으로써, 종래의 단순히 물을 사용하는 소화에 비교하여 5∼8배 정도의 소화효과를 발휘한다. 그리고, 소방용수와 분말소화약제의 혼합액에, 계면활성제 수용액을 더한 경우는, 혼합액의 침윤성이 높아지고 소화대상물에 깊이 침투하는 것이 가능하게 되기 때문에, 소화능력은 더욱 향상된다.
도 2는, 도 1의 소방자동차를 대신하여, 대차나 왜건 등의 이동체에 본 발명에 관련되는 소화설비를 적재한 설명도이고, 대차나 왜건 등의 이동체(12), 호스(2), 계면활성제 용기(5), 계면활성제 혼합기(6), 분말소화약제 용기(7), 분말소화약제 혼합기(8), 소화용수 압송관로(90), 소방호스(9), 방사노즐(10)로 이루어진다. 이 대차를 화재현장에 견인하고, 소방자동차, 옥내 혹은 야외 소화전, 또는 소방전용전과, 계면활성제 혼합기(6) 또는 분말소화약제 혼합기(8)를, 호스(2)를 통해서 접속하여 사용한다.
도 2에 있어서, 계면활성제를 사용하지 않는 (계면활성제 용기(5) 및 계면활성제 혼합기(6)를 생략한) 구성으로 할 수도 있다.
또, 계면활성제 용기(5)를, 포소화약제 용기로 교체하여 두고, 또한 방사노즐(10)을 나중에 설명하는 발포용 공기흡입구를 가진 노즐(도 5)로 교체하여 두며, 분말소화약제와 포수용액을 첨가ㆍ혼합시켜서, 이 혼합액을 발포상태로 방사하는 방법도 가능하다. 이 방법이 적합한 화재대상은, 터널내 화재, 위험물 제조소, 저장소 등에 있어서의 화재 이외에, 압력을 수반한 유배관(油配管) 등의 분출화재 등이다.
분말소화제를 적재한 대차 등의 사용예로서는, 화재현장에 있어서 포소방자동차가 출동하고 있는 경우를 포함하여 포소화 수용액 송수기능을 가지고 있는 경우에, 포소방자동차 등이 가지고 있는 포수용액을 방출하는 관(管)을 대차(12)의 분말소화제 혼합기(8)에 접속하고, 포소화약제에 분말소화약제를 혼합한 거품을 방사함으로써 소화작업을 행한다. 포소화약제에 분말소화약제를 혼합함으로써, 종래의 단백포 소화약제를 사용하는 소화에 비교하여 높은 소화효과를 얻을 수 있다.
또, 화재현장에 있어서, 희석용량농도 3％ 또는 6％의 수성막포 소화약제 수용액을 송수(送水)하는 기능을 가지고 있는 경우에는, 제3종 분말(제1인산암모늄을 주성분으로 한 분말) 대신에, 제2종 분말(탄산수소칼륨을 주성분으로 한 분말)을 사용함으로써, 종래의 수성막포 소화약제를 사용하는 소화에 비하여 4배 정도의 소화효과를 기대할 수 있다.
또한, 본 발명의 소화설비를 배부식(背負式; back-carrying type)으로 하여 사용하는 것도 가능하다. 사용예로서, 소방대원은, 등에 배부구(背負具; back carrier)에 의해 분말소화약제 용기와 방사노즐을 메고 화재현장에 출동하고, 방사노즐과 등의 분말소화약제 용기를 접속용 호스로 접속하여 분말소화약제를 첨가ㆍ혼합하여, 방사노즐로부터 혼합액을 방출함으로써 소화에 임한다.
배부식으로 하여 사용하는 경우의 수원(水源)으로서는, 옥내 소화전, 옥외 소화전, 소방자동차의 물, 그리고 계면활성제 수용액, 포수용액을 생각할 수 있다.
도 3은, 분말소화약제를 소화용 압송수에 첨가ㆍ혼합하는 장치의 평면도 (a)와 정면도 (b)이다. 분말소화약제 용기(7) 내의 분말소화약제는, 분말교반용 가스 봄베(14)의 가수주입구로부터 분말소화약제 용기(7) 저부에 둘러쳐진 관벽에 다수의 세공(細孔)을 가지는 파이프(15)에 흐르는 가압질소가스 등의 분출에 의해, 침적한 분말소화약제를 교반하여 유동화시킨다. 가압된 소방용수(13)가 소화용수 압송관로(90) 내를 흐름으로써, 분말소화약제는 분말소화약제 용기(7)로부터 벤투리관부를 가지는 분말소화약제 혼합기(8)에 의해 흡인ㆍ첨가되고 소방용수(13)에 비례 혼합된다. 혼합액(11)은, 더욱 소방용 호스(9)를 지나 방사노즐(10)로부터 방출된다.
도 4는, 도 3의 장치에 더욱 계면활성제 용기(5)와 계면활성제 혼합기(6)를 더하여 적재한 소방자동차의 평면도 (a)와 정면도 (b)이다. 계면활성제 용기(5) 안의 계면활성제 원액은, 펌프 프로포셔널 방식(pump proportional method)에 의해 계면활성제 혼합기(6)를 흐르는 소방용수(13)에 일정 비율로 흡인ㆍ첨가되고, 그 후, 도 3과 동일한 구성으로 분말소화약제와 혼합되어서 그 혼합액(11)은 방사노즐(10)로부터 방출된다.
도 5는 본 발명에서 사용되는 몇가지 방사노즐의 정면도이다.
(a)는, 소방용 압송수에 분말소화약제 또는 분말소화약제와 계면활성제 원액을 첨가ㆍ혼합한 혼합수를 방사하기 위한 방사노즐이다. 방사노즐(10)에 소방용 압송수가 유입되는 전단계에 있어서, 소방자동차 등의 이동수단 위에서 분말소화약제 또는 분말소화약제와 계면활성제 수용액을 첨가ㆍ혼합하고, 소방용 호스를 통하여 방사하기 위한 방사노즐이다.
(b)는, 방사노즐(10a)에 소방용 압송수가 유입될 때까지의 소방용 호스 등에는 소방용 압송수만을 흐르게 하고, 방사노즐(10a)의 기부(基部) 부근에 있어서, 분말소화약제 용기(7) 또는 분말소화약제 용기(7)와 계면활성제 용기(5)로부터 분말소화약제 또는 분말소화약제와 계면활성제 원액을 세관(細管)(16)을 통하여 노즐 기부에 구성된 벤투리관의 흡인작용에 의해 첨가ㆍ혼합하고, 그 혼합액을 방사노즐(10a)로부터 방출한다. 이 방사노즐은, 분말소화약제 용기(7) 또는 분말소화약제 용기(7)와 계면활성제 원액용기(5)를 배부구에 적재하여 사용하는 배부식의 것에 적합하다.
그리고, (a) 및 (b)의 방사노즐 선단 내벽면부에는, 진행방향에 대하여 경사지게(나선상으로) 배치된 돌조부(18)를 마련하여, 혼합액이 잘 교반되도록 하고 있다.
(c)는, 반사노즐(10b)에 소방용 압송수가 유입되는 전단계에 있어서, 소방용 자동차 등의 이동수단 위에서 분말소화약제와 포수용액을 첨가ㆍ혼합한 혼합액을 방사하기 위한 방사노즐로서, 방사노즐(10b)의 기부부근 관벽면에는, 발포를 생성하기 위한 복수의 공기흡입구멍(10')이 마련되어 있다.
(d)는, 방사노즐(10c)에 유입되기 직전까지는 소방압송수만을 흐르게 하고, 방사노즐의 기부부근에 있어서 분말소화약제 용기(7) 및 포원액 용기(17)로부터 분말소화약제 및 포원액을, 세관(16)을 통하여 노즐 기부에 구성된 벤투리관의 흡인작용에 의해 첨가ㆍ혼합하여, 그 혼합액을 방사노즐(10c)로부터 방사하는 타입이다. 이 방사노즐은 배부식에서 사용하는 것에 적합하다.
또한, (c), (d)의 방사노즐은 B화재(기름화재)에서의 사용에 적합하다.
<실시예>
다음으로, 본 발명의 실시예를 도면 및 데이터에 근거하여 설명한다.
[소화장치에 관하여]:
소화장치는, 도 6에 나타낸 소화시스템의 것을 채용하였다.
즉, 펌프(4)로부터 압송수를 혼합기(8)에 압송하는 한편, 동시에 호퍼(분말소화약제 용기)(7)로부터 분말소화약제를 동 압송수 안에, 혼합기(8) 중의 벤투리관을 이용하여 흡인공급하고, 분말소화약제를 압송수에 혼합한다. 그리고, 도 15에 본 실시예의 시험에서 사용한 혼합기(8)(벤투리형 분말소화약제 혼합기)의 종단면도를 나타내었다.
이어서, 분말소화약제가 혼합된 압송수는, 소방용 호스(9)를 거쳐 방사노즐(10)로부터 혼합액(11)으로 하여 방출된다.
그리고, ①은 제1압력계(PG1), ②는 제2압력계(PG2), ③은 제3압력계(PG3), ④는 유량계, ⑤는 볼 콕, ⑥은 슬루스 밸브이다.
또, 이 실험에서 사용한 분말소화약제는, 입자직경 170μm 정도의 제1인산암모늄의 표면을 실리콘수지 박막으로 코팅하여 이루어져서 시판되고 있는 ABC분말소화약제이다.
A. 소화시험:
본원발명예와 종래기술예에 있어서의, 소화에 필요로 하는 시간의 비교시험을 행하였다.
즉, 일본국 소방법 제21조의 2 제2항의 규정에 근거하는, 「소화기의 기술상의 규격을 정하는 성령(省令) 제3조(능력단위의 측정)」에 규정된 조건에 따라서 시험을 행하였다.
제1소화시험용 삼각재(杉角材; squared cedar timber)로 만들어진 크리브에 대하여, (1) 물(W)뿐인 소화시험, 및 (2) 물에 분말소화약제(상기 실리콘수지 박막으로 코팅된 제1인산암모늄)를 혼합한 것(WD)의 소화시험을 행하였다.
그리고, 상기 제1소화시험용 크리브는, 도 14에 외관도를 나타낸 것이며, 즉 (삼나무의 기건재(氣乾材; air-dried cedar)로 이루어지는 각재(角材; squared timber)(30㎜ ×35㎜ ×900㎜)를 144개를 사용하여, (세로 6개 ＋ 가로 6개)의 위에 (세로 5개 ＋ 가로 5개)를 올려 놓아 이루어지는 1유닛을 6단 겹쳐 쌓아 놓고, 더욱 그 위에 세로 6개 ＋ 가로 6개를 올려 놓아, 우물(井)모양으로 쌓아 제작한 크리브(100) (총 표면적 ≒ 17㎡) (이하, 「제1모형」이라고 한다)이다.
그 결과를 표 4, 표 5, 도 7 및 도 8에 나타내었다.
소화실험조건
연소물 크리브(각재를 우물모양으로 쌓은 구조체) 제1모형(17㎡)
사용 건조기재 습도 11∼15％
예(豫)연소시간 3분
노즐유량 25L/min
소화실험기록
실험횟수 제1회 제2회 제3회 제4회
항목
소화약제 물＋ABC분말 물＋ABC분말 물＋ABC분말 물＋ABC분말
분말흡입시간(20초) 내의 사용수량 L 8.43 8.17 8.30 8.30
압력 PG1 ㎏/㎠ 9.0 9.0 9.0 9.0
압력 PG3 ㎏/㎠ 1.6 1.6 1.6 1.6
분말흡입량 ㎏ 1.75 1.75 1.75 1.75
분말흡입시간 SEC 20.0 20.0 20.0 20.0
분말흡입률 ％ 17.2 17.6 17.4 17.4
넉다운시간 SEC 20.0 9.0 8.0 8.0
넉다운시간 내의 사용수량 L 8.43 3.68 3.32 3.32
소화판정시간 SEC 41.0 28.0 24.5 24.0
소화판정시간 내의 사용수량 L 17.28 11.44 10.17 9.96
재연(再燃) 재연하지않음 재연하지않음 재연하지않음 재연하지않음
넉다운 …… 연소하고 있는 불길이 급격하게 제압되어 크리브의 상단으로부터 올라가지 않게된 상태를 말한다.소화의 판정… 목재의 빨간 불길이 꺼진 시점에서 소화로 한다.소화판정시간…소화방수동안재연 …… 소화판정후 방수를 정지하고, 또한 2분 이내에 빨간 불길이 다시 나타나는 상태를 말한다.분말흡입률％…분말흡입량(20초간) ÷(분말흡입시간 내의 수량＋분말흡입량) = ％1회는 제1모형의 정면 1면부터 방수소화를 하였다.2회는 제1모형의 2면부터 소화(우선 정면부터 방수후, 다음으로 우측면으로 돌아 방수소화를행하였다.)3회는 제1모형의 3면부터 소화(우선 정면부터 방수후, 다음으로 우측면으로 돌고, 마지막으로후면으로 돌아 방수소화를 하였다.)4회는 3회와 동일조건이기는 하지만, 재확인을 위해 행한 것이다.
소화실험조건
연소물 크리브(각재를 우물모양으로 쌓은 구조체) 제1모형(17㎡)
사용 건조기재 습도 11∼15％
예(豫)연소시간 3분
노즐유량 25L/min
소화실험기록
실험횟수 제1회 제2회 제3회 제4회
항목
소화약제 물 물 물 물
노즐유량 L/min 25.3 24.6 24.9 25.0
압력 PG1 ㎏/㎠ 9.0 9.0 9.0 9.0
압력 PG3 ㎏/㎠ 1.6 1.6 1.6 1.6
분말흡입량 ㎏ - - -
분말흡입시간 SEC - - -
분말흡입률 ％ - - -
넉다운시간 SEC 25.0 17.0 17.0 17.0
넉다운시간 내의 사용수량 L 10.5 7.0 7.1 7.1
소화판정시간 SEC 195.0 150.0 130.0 130(＋90)
소화판정시간 내의 사용수량 L 82.2 61.5 54.0 54.2
재연(再燃) 재연*1 재연 재연 재연하지않음*2
넉다운 …… 연소하고 있는 불길이 크리브의 상단으로부터 아래로 되는 상태를 말한다.소화의 판정… 목재의 빨간 불길이 꺼진 시점에서 소화로 한다.재연 …… 소화판정후 방수를 정지하고, 또한 2분 이내에 빨간 불길이 다시 나타나는 상태를 말한다.1회는 제1모형의 정면 1면부터 방수소화를 하였다.2회는 제1모형의 2면부터 소화(우선 정면부터 방수후, 다음으로 우측면으로 돌아 방수소화를행하였다.)3회는 제1모형의 3면부터 소화(우선 정면부터 방수후, 다음으로 우측면으로 돌고, 마지막으로후면으로 돌아 방수소화를 하였다.)4회는 3회와 동일조건이기는 하지만, 재확인을 위해 행한 것이다.*1 … 상기 소화판정시간(방수정지)후 28초에서 재연하였다.*2 … 소화판정시간(130초)후 90초간 (재연방지)추가방수하였다(물의 총방수량 91.6L).
표 4에 나타낸 시험데이터에서는 소화약제로서, 물에, 시판되고 있는 분말소화기용 제1인산암모늄분말(실리콘수지 박막으로 코팅된 입자직경 170μm 정도의 제1인산암모늄)을 첨가ㆍ혼합한 것을 사용하였다.
표 4, 표 5, 도 7 및 도 8로부터, 넉다운(연소하고 있는 불길이 급격하게 제압되어 크리브의 상단으로부터 올라가지 않게 된 상태)시간에 관해서는, 물에 분말소화약제를 첨가ㆍ혼합한 것(WD)은, 물뿐인 경우에 비하여 20∼50％ 정도 단축되고, 소화시간에 관해서는, 물뿐인 경우 1/5 정도로서, 본원발명방법에 의하면 매우 단시간에 넉다운 및 소화를 실현할 수 있다는 것을 알 수 있었다.
다음으로, 기름화재(B화재)에 대한 소화시험을 B화재모형을 사용하여 행하였다. 그리고, 이 B화재모형은, 2000㎜D ×2000㎜W ×300㎜H의 오일팬에 물을 320L를 넣고, 그 위에 노멀 헵탄(normal heptane)을 200L 더욱 부은 것이다. ①수성막포(표 3기재 조성의 수성막포 소화약제의 3％ 수용액)뿐과, ②수성막포(표 3기재 조성의 수성막포 소화약제의 3％ 수용액) ＋ 중탄산칼륨 분말약제(실리콘수지 박막으로 코팅된 입자직경 140μm 정도의 중탄산칼륨)를 사용하여 소화실험을 하였다. 그 결과를 표 6, 표 9, 표 10에 나타내었다.
소화실험기록
실험횟수 제1회 제2회 제3회 제4회
항목
소화약제 수성막포 수성막포＋중탄산칼륨분말 수성막포 수성막포＋중탄산칼륨분말
분말흡입시간(61초)내의수성막포 수용액량 17.3 17.3
압력 PG1 ㎏/㎠ 11.8 11.8 11.8 11.8
압력 PG2 ㎏/㎠ 5.0 5.0 5.0 5.0
노즐유입압력 PG3 ㎏/㎠ 4.6 4.5 4.5 4.6
분말흡입량 ㎏ - 1.83 - 1.83
분말흡입시간 SEC - 61.0 - 61.0
분말흡입률 ％ - 9.7 - 9.7
넉다운시간 SEC 56.0 46.0 55.0 45.0
넉다운시간 내의 수성막포 수용액량 15.9 13.0 15.6 13.0
소화판정시간 SEC 307.0 79.0 310.0 77.0
소화판정시간 내의 수성막포수용액량 87.0 22.4 87.8 21.8
재연(再燃) 재연하지않음 재연하지않음 재연하지않음 재연하지않음
거품의 내화성 OK(0㎡) OK(0㎡) OK(0㎡) OK(0㎡)
넉다운 …… 불길이 오일팬의 유면(油面)까지 제압된 상태소화의 판정… 불길이 오일팬의 유면으로부터 완전히 없어진 상태분말흡입률％ …분말흡입량(61초간) ÷(분말흡입시간 내의 수성막포 수용액량＋분말흡입량)=％재연시험 … … 거품방사종료후 15분간 후에 규정된 점화기에서 점화거품의 내화성…거품방사종료 15분 후에 포면(泡面)의 중앙부에 유면을 한 변이 15센티미터인정방형이 되도록 노출시키고, 점화하여, 5분간 연소시킨 경우에 있어서, 유면의 연소면적이 900평방센티미터 이하인 것.
표 6, 도 9 및 도 10으로부터, 넉다운시간에 관해서는, 수성막포에 분말소화약제를 첨가ㆍ혼합한 것(FD)은, 수성막포뿐인 것에 비하여 20％ 정도 단축되고, 소화시간에 관해서는, 수성막포뿐인 경우의 1/4 정도로서, 본원발명방법에 의하면 매우 단시간에 넉다운 및 소화를 실현할 수 있는 것을 알 수 있었다.
B. 방사거리 비교시험:
또한, 방사거리에 관하여 비교시험을 행하여, 그 결과를 도 11 내지 도 13에 나타내었다.
그 결과, 이유는 아직 해명되지 않았지만, WD 또는 FD의 방사거리는 물뿐이거나 또는 수성막포뿐인 경우의 1.2∼1.25배나 연장되는 것을 알 수 있었다.
종래의 소화방법에서는, 연소중인 화염을 제압하기 위하여 상당한 시간을 필요로 하였지만, 본 발명에 의하면 간단한 장치구성의 소화장치를 사용하여 넉다운시간 및 소화시간을 비약적으로 단축할 수 있다. 특히, 소화용 압송수가 분말소화약제의 반송매체로서 이용되기 때문에, 간단히 분말소화약제를 압송수에 첨가하는 것만으로, 물에 의한 소화와 분말소화약제에 의한 소화가 동시에 실시되어, 고효율의 소화가 실현된다.
그리고 또한, 압송수뿐인 방사거리보다도 대폭으로 긴 방사거리가 얻어지기 때문에, 소화능력을 높일 수 있다.
그 결과, 예컨대 소방대원 등이 화염에 둘러싸인 피해자를 구출할 수 있는 기회가 높아진다. 또, 경제효과로서, 소화시에 사용하는 수량(水量)의 삭감, 소화용수에 의한 피재대상물 이외에 대한 방수에 따른 2차 재해의 감소, 및 소방대원수, 소방자료 및 소방기재의 삭감 등을 대폭으로 기대할 수 있다.

Claims (24)

  1. 분말소화약제 공급장치와 소화용수 압송관로를 구비한 소방자동차, 대차(臺車; truck) 등의 소화설비를 적재한 이동수단을 사용하고, 상기 소화용수 압송관로에 상기 분말소화약제를 첨가ㆍ혼합하면서, 소방용 호스를 통하여 동(同) 혼합수를 앞쪽의 방사노즐로부터 방출하는 것을 특징으로 하는 소화방법.
  2. 제1항에 있어서,
    소화설비를 적재한 이동수단이, 더욱 계면활성제의 원액 또는 수용액의 공급장치를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 소화방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    압송수 100중량부에 대하여, 5∼30중량부의 분말소화약제를 첨가ㆍ혼합하는 것을 특징으로 하는 소화방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    분말소화약제가, 그 각 분말입자가 방수성 피막으로 코팅된 것인 것을 특징으로 하는 소화방법.
  5. 제4항에 있어서,
    분말소화약제가, 인산암모늄계 소화약제 분립체(粉粒體) 또는 탄산수소칼륨 소화약제 분립체의 각 입자의 표면을 실리콘수지로 코팅한 것인 것을 특징으로 하는 소방방법.
  6. 제1항, 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    소화설비를 적재한 이동수단이, 더욱 소화용 포원액(泡原液; foam stock solution) 또는 그 수용액의 공급장치를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 소화방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    소화설비를 적재한 이동수단에 설정된 소화용수 압송관로의 일부를 벤투리관(venturi tube)으로 하고, 동 관부(管部)에 분말소화약제 공급구를 마련하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 소화방법.
  8. 제6항에 있어서,
    소화설비를 적재한 이동수단에 설정된 소화용수 압송관로의 일부를 벤투리관으로 하고, 동 관부에 분말소화약제 공급구 및 소화용 포원액 공급구를 마련하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 소화방법.
  9. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    소화설비를 적재한 이동수단에 설정된 소화용수 압송관로의 일부를 벤투리관으로 하고, 동 관부에 분말소화약제 공급구 및 계면활성제 원액공급구를 마련하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 소화방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    소화설비를 적재한 이동수단이, 인간이 등에 멜 수 있는 배부구(背負具; back carrier)를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 소화방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    방사노즐이, 관내 벽부에 진행방향에 대하여 경사지게 배치된 돌조부(突條部; ridge)를 구비하고, 소화용 압송수, 분말소화약제, 소화용 거품 등이 선회(旋回)되고 상호 혼합되어 균질화되는 구조인 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 소화방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    방사노즐이, 그 관벽에 다수의 공기흡입용 세공(細孔)을 가지고 이루어지는 것을 특징으로 하는 소화방법.
  13. 분말소화약제 공급장치와 소화용수 압송관로를 구비한 소방자동차, 대차 등의 소화설비를 적재한 이동수단과, 상기 소화용수 압송관로에 상기 분말소화약제를첨가ㆍ혼합하는 수단과, 동 첨가ㆍ혼합하는 수단으로 얻어지는 혼합수를 압송하는 소방용 호스와, 그 앞쪽의 방사노즐로 구성되는 것을 특징으로 하는 소화장치.
  14. 제13항에 있어서,
    소화설비를 적재한 이동수단이, 더욱 계면활성제의 원액 또는 수용액의 공급장치를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 소화장치.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    압송수 100중량부에 대하여, 5∼30중량부의 분말소화약제를 첨가ㆍ혼합하는 수단을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 소화장치.
  16. 제13항 내지 제15항에 있어서,
    분말소화약제가, 그 각 분말입자가 방수성 피막으로 코팅된 것인 것을 특징으로 하는 소화장치.
  17. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    분말소화약제가, 인산암모늄계 소화약제 분립체 또는 탄산수소칼륨 소화약제 분립체의 각 입자의 표면을 실리콘수지로 코팅한 것인 것을 특징으로 하는 소방장치.
  18. 제13항, 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    소화설비를 적재한 이동수단이, 더욱 소화용 포원액 또는 그 수용액의 공급장치를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 소화장치.
  19. 제13항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    소화설비를 적재한 이동수단에 설정된 소화용수 압송관로의 일부를 벤투리관으로 하고, 동 관부에 분말소화약제 공급구를 마련하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 소화장치.
  20. 제18항에 있어서,
    소화설비를 적재한 이동수단에 설정된 소화용수 압송관로의 일부를 벤투리관으로 하고, 동 관부에 분말소화약제 공급구 및 소화용 포원액 공급구를 마련하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 소화장치.
  21. 제18항 또는 제19항에 있어서,
    소화설비를 적재한 이동수단에 설정된 소화용수 압송관로의 일부를 벤투리관으로 하고, 동 관부에 분말소화약제 공급구 및 계면활성제 원액공급구를 마련하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 소화장치.
  22. 제13항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    소화설비를 적재한 이동수단이, 인간이 등에 멜 수 있는 배부구(背負具; back carrier)를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 소화장치.
  23. 제13항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
    방사노즐이, 관내 벽부에 진행방향으로 경사지게 배치된 돌조부(突條部)를 구비하고, 소화용 압송수, 분말소화약제, 소화용 포원액 등이 선회(旋回)되고 상호 혼합되어 균질화되는 구조를 가지고 이루어지는 것을 특징으로 하는 소화장치.
  24. 제13항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    방사노즐이, 그 관벽에 다수의 공기흡입용 세공(細孔)을 가지고 이루어지는 것을 특징으로 하는 소화장치.
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