KR20140046591A

KR20140046591A - 폭발의 위험성을 제거한 고체에어로졸 소화기

Info

Publication number: KR20140046591A
Application number: KR1020120111216A
Authority: KR
Inventors: 윤철구
Original assignee: (주)서한에프앤씨
Priority date: 2012-10-08
Filing date: 2012-10-08
Publication date: 2014-04-21

Abstract

1. 기술분야
본 발명은 고체 에어로졸(aerosol) 소화장치에 관한 것으로, 특히 폭발물질로 분류되지 않은 안정한 연소부 및 소화약제를 제공하는 바인더 물질에 관한 것이다.
2. 주요구성
폭발의 위험성을 제거한 고체에어로졸 소화기는 연소부의 질산칼륨을 고정하는 바인더 물질로서 8 내지 14 wt%의 옥수수 전분을 포함한다.
3. 작용효과
본 발명에 따르면, 첫째, 산화제로서 사용되는 질산칼륨의 바인더(binser) 물질을 적절히 제시함으로써 폭발의 위험을 제거할 수 있다. 둘째, 발화제의 폭발 위험을 제거함과 동시에 경제적으로 저 비용의 바인더물질을 제시함으로써 소화기 생산 단가를 낮출 수 있다.

Description

폭발의 위험성을 제거한 고체에어로졸 소화기{SOLID AEROSOL FIRE EXTINGUISHER, REMOVE THE DANGER OF EXPLOSION}

본 발명은 고체 에어로졸(aerosol) 소화장치에 관한 것으로, 특히 폭발물질로 분류되지 않은 안정한 연소부 및 소화약제를 제공하는 바인더 물질에 관한 것이다.

통상의 소화기는 화재를 초기에 진압할 때에 사용하는 것으로서, 화재는 그 성질에 따라 일반화재, 유류화재, 전기화재 및 금속화재로 구분되며, 화재를 진압할 때는 이러한 상황에 따라 적절한 소화기를 선택 사용함으로써 화재를 진압하게 된다.

이러한 소화기는 다시 그 내부에 충전되는 소화약제에 따라 분말소화기, 이산화탄소 소화기, 할론 및 가스식 소화와 고체에어로졸 소화기 등으로 나누어진다. 또한, 작동하는 방법에 따라 수동식 소화기와 자동식 소화기로 구분된다.

수동식 소화기는 안전핀을 뽑고 레버를 손으로 파지하여 소화약제를 분사하는 소화기로 가장 흔히 볼 수 있는 소화기이다. 자동식 소화기는 열 또는 연기를 감지하여 자동으로 소화약제를 방출하여 화재를 진압하는 소화기이다.

한편, 상기 자동식 소화기는 전기식과 기계식으로 나뉘는 데, 전기식은 열 또는 연기를 감지하여 전기신호 방식으로 소화약제를 방출하여 화재를 진압한다. 기계식은 열에 의해 작동되는 장치를 부착하여 열의 상승으로 동작하고, 소화약제를 방출하여 화재를 진압한다.

상기한 전기식의 경우 열을 감지하는 열센서는, 예를 들어 반응기가 과열되는 것을 방지하기 위한 반응기 온도 감지나 화재를 감지하거나, 또는 무인 군수 무기 시스템 등, 다양한 분야에서 사용되고 있으며, 효과적으로 열을 감지하여 장치의 고장을 방지하거나 화재의 초기 진화 등을 할 수 있도록 다양하게 연구되고 있다.

또한, 화재의 경우 전기로 인한 화재가 전체 화재건의 상당부분을 차지하고 있으며, 전기콘센트나 스위치박스, 전등기구, 전자 제품 등에서의 단락으로 인해 화재가 빈번하게 발생하고 있다.

사람이 부재중이거나 무인지역에서 화재가 발생하면 화재발생 후 상당 시간이 경과하여 화재가 어느 정도 진행됨으로써 온도가 상승하고 연기와 불꽃이 활성화되어야 화재감지기가 발생하여 소화시설이 작동하게 되는데, 이미 화재가 성숙한 이후이므로 진압에 많은 어려움이 있었다.

특히, 대부분의 소화시설은 천장에 설치되어 화재의 발화점인 전기기기와는 상당한 거리가 있어 화재를 조기에 감지하지 못하거나 화재진압이 제대로 이루어지지 않는 문제점이 있었다.

한편, 상기한 기계식은 화재시 발생되는 열에 의해서 작동되는 것으로서, 별도의 전기적인 신호의 전달로 동작되는 전자식에 비해서 화재를 초기에 인지하여 화재의 확산을 차단하고 화재를 진압할 수 있는 것으로서, 기계식 작동장치에 대한연구가 다양하게 이루어지고 있다.

즉, 열 감지 작동장치는 소화기 몸체의 상단에 설치되는 것으로서, 그 일예를 나타낸 도 1을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

한편, 고체 에어로졸 자동 소화장치는 점화부, 연소부(또는 발화부), 소호약제부, 배출부로 구분할 수 있다. 점화부는 외부로부터의 화재를 감지하여 에어로졸 소화장치 내에서 전기적, 화학적, 또는 기계적인 발화를 유도하고, 이 유도에 의해 발화제 물질이 연소를 시작하게 되면 소화약제가 소화되면서 인체에 무해한 소화가스를 배출부를 통해 배출하게 된다.

도 1은 종래의 소화기 작동장치가 설치된 고체에어로졸 소화기를 나타낸 단면도이다.

먼저, 화재가 발생하기 전에는 공이(80)가 고정볼(26)과 상기 이융성금속(24)에 의해 고정되고, 탄성수단(40)은 로드삽입부(12) 내부에서 압축된 상태로 유지된다.

그러나 화재가 발생하게 되면, 감지부 몸통(10) 외부로 돌출된 열전도판(42)의 온도가 상승하게 되고, 상기 열전도판(42)에 의해 열이 전도되어 일정온도, 즉,예를 들면, 72℃, 93℃, 105℃, 또는 124℃에서 상기 이융성금속(24)이 녹는다.

상기 이융성금속(24)이 녹아 상기 이융성금속노출구멍(22) 밖으로 흘러나오게 된다. 이로써, 상기 이융성금속(24)이 있던 공간으로 상기 고정볼(26)이 구르게(이동하게)되고, 상기 공이(80)가 해방되게 된다.

해방된 공이(80)는 상기 탄성수단(40)의 탄발력에 의해 급속히 탄발하여 밑으로 내려오고, 이로써 상기 공이(80)의 하단에 형성된 격침부(88)는 뇌관(110)에 물리적 충격을 가하게 된다.

이때 상기 뇌관(110)이 폭열하게 되고, 상기 뇌관(110)의 폭열로 인하여 기폭제(108)가 폭열하게 된다.

이로써 상기 기폭제(108)의 폭열로 인해 발생되는 압력과 열에 의해 상기 기폭제 용기부 마개(102)가 파열되고, 이러한 화염은 연소부의 발화제(106)에 옮아 붙어 상기 발화제(106)를 발화시킨다.

상기 발화제(106)가 발화함으로써 상기 고체 소화약제(140)가 연소하여 고체소화 에어로졸이 발생된다.

상기 고체소화 에어로졸은 하부로 이동하면서 냉각제 상부 타공망(126)을 지나고, 냉각제(128)를 지나면서 냉각되고, 냉각제 하부 타공망(136)과 방출타공망(132)을 통해 밖으로 배출된다.

배출 분사된 상기 고체소화 에어로졸은 화재 발생 지역에서 산소를 차단시키거나, 또는 화재의 연쇄 반응을 차단함으로써 소화할 수 있는 것이다.

그러나, 전술한 바와 같이 에어로졸 자동 소화 장치 자체에 상기 발화제와 같은 연소부를 가지게 되는데, 이 연소부의 물질이 폭약물질로 이루어져 안전을 위협하는 하나의 요소로 작용하고 있다. 따라서, 소화약제를 충분히 연소시키면서도 폭발의 위험으로부터 안전한 연소부의 필요성이 대두되고 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 소화약제를 연소시키기에 충분한 발화제 역할을 하면서도 폭발의 위험성을 극복할 수 있는 연소부를 가지는 고체 에어로졸 소화기를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 연소부 및 상기 연소부에 의한 연소에 의해 소화 가스를 발생하는 소화약제부를 가지는 고체 에어로졸 소화기에 있어서, 상기 연소부의 질산칼륨을 고정하는 바인더 물질로서 8 내지 14 wt%의 옥수수 전분을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 소화약제부는 질산칼륨을 고정하는 바인더 물질로서 3 내지 7 wt%의 옥수수 전분을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 연소부 바인더 물질로서 11 내지 17 wt%의 페놀수지를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 소화약제부 바인더 물질로서 11 내지 17 wt%의 페놀수지를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 마고체 에어로졸(aerosol) 소화장치의 연소부의 효과를 설명하면 다음과 같다.

첫째, 산화제로서 사용되는 질산칼륨의 바인더(binser) 물질을 적절히 제시함으로써 폭발의 위험을 제거할 수 있다.

둘째, 발화제의 폭발 위험을 제거함과 동시에 경제적으로 저 비용의 바인더물질을 제시함으로써 소화기 생산 단가를 낮출 수 있다.

도 1은 종래의 소화기 작동장치가 설치된 고체에어로졸 소화기를 나타낸 단면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 고체 에어로졸(aerosol) 소화장치의 연소부의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명은 연소부 및 소화약제 공히 산화제로서 질산칼륨을 사용하는 고체에어로졸 소화기에 적용되는 바인더물질을 제시하고 있지만, 전술한 기타 다른 산화제를 사용하는 고체에어로졸 소화기에도 적용될 수 있다. 예를 들어, 소화기에서 사용되는 산화제는 요오드화 칼륨(potassium iodide), 브롬화 칼륨(potassium bromide), 염화리튬(lithium chloride), 요오드산칼륨(potassium iodate), 질산칼륨(potassium nitrate), 브롬산칼륨(potassium bromate), 질산나트륨(sodium nitrate), 과염소산 리튬(lithium perchlorate), AN/KN (ammonium nitrate phase-stabilized with potassium nitrate) 의 혼합물로 구성된 그룹으로부터 선택되어 진다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연소부는 질산칼륨 산화제에 바인더물질로서 옥수수전분 ((C₆H₁₀O₅)n)과 페놀 수지를 함께 사용함으로써, 발화 성능을 충족시킴과 동시에 폭발의 위험성을 제거할 수 있다. 즉, 본 발명은 페놀수지의 일정량을 줄이고, 이를 옥수수전분으로 대체하는 방법을 제시하고 있다.

한편, 바인더로서의 옥수수 전분의 사용 그 자체는 이미 공지의 기술이라 할 수 있으나, 질산칼륨의 산화제를 사용하는 고체에어로졸의 폭발성을 제거하기 위하여 페놀 수지와 함께 옥수수 전분의 사용은 본 발명에서 새롭게 제안하는 특징이다. 구체적인 조성비율은 <표1>에 도시된 바와 같다. 산화제의 종류에 따라 옥수수전분과 페놀수지의 비율이 달라질 수 있지만, 바인더의 총 중량비는 19~25% 정도이면 본 발명의 목적을 이룰 수 있다.

<연소부 구성 물질 및 함량>

성 분	분 자 식	중량비(wt%)	비고
질산칼륨(Potassium nitrate)	KNO₃	72-78	산화제
옥수수 전분(Corn Starch)	(C₆H₁₀O₅)n	8-14	바인더
수 지(Phenolic Resin)	C₆H₅OH+HCHO	11-17	바인더

또한, 소화약제 역시 산화제로서 질산칼륨을 사용하게 되는데, 이 또한 폭발력을 최대한 낮추면서 바인더의 고정 역할을 증대시키기 위하여 아래 <표2>에 도시된 바와 같이 옥수수전분과 페놀수지를 사용한다. 이때, 바인더의 총 중량비는 14~19% 정도이면 본 발명의 목적을 이룰 수 있다. 특히, 소화약제의 경우 연소속도를 늦추는 스테아르산이 존재하기 때문에 옥수수 전분은 상대적으로 적은 3-7wt%가 적용되게 된다.

<소화약제 구성 물질 및 함량>

성 분	분 자 식	중량비(wt%)	비고
질산칼륨(Potassium nitrate)	KNO₃	72-78	산화제
옥수수 전분(Corn Starch)	(C₆H₁₀O₅)n	3-7	바인더
수 지(Phenolic Resin)	C₆H₅OH+HCHO	11-17	바인더
스테아르산(Stearic acid)	CH₃(CH₂)₁₆COOH	2-8	에이전트

상술한 바와 같은 본 발명에 의하면 고체 에어로졸 소화기는 옥수수전분을 이용하여 폭발의 위험성을 대폭 낮추고 소화약제의 소화가스를 충분히 생성할 수 있기 때문에 더욱더 안정성이 확보된 소화기를 제공할 수 있다. 더욱이, 옥수수전분은 상대적으로 저가로 구입이 가능하고, 일반 화학약품과 달리 관리측면도 용이하기 때문에 고체 에어로졸 소화기의 제조의 안정성도 함께 꾀할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 구체적인 실시예를 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명은 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형의 실시가 가능하며, 이러한 변형은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims

연소부 및 상기 연소부에 의한 연소에 의해 소화 가스를 발생하는 소화약제부를 가지는 고체 에어로졸 소화기에 있어서,
상기 연소부의 질산칼륨을 고정하는 바인더 물질로서 8 내지 14 wt%의 옥수수 전분을 포함하는 고체 에어로졸 소화기.
제1항에 있어서,
상기 소화약제부는 질산칼륨을 고정하는 바인더 물질로서 3 내지 7 wt%의 옥수수 전분을 포함하는 고체 에어로졸 소화기.
제1항에 있어서,
상기 연소부 바인더 물질로서 11 내지 17 wt%의 페놀수지를 더 포함하는 고체 에어로졸 소화기.
제2항에 있어서,
상기 소화약제부 바인더 물질로서 11 내지 17 wt%의 페놀수지를 더 포함하는 고체 에어로졸 소화기.