KR20180128790A - 복합화재에 적용이 가능한 소화약제 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압축공기포 소화장치에 사용되는 소화약제 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유류화재(B급 화재)와 식용유화재(K급 화재)에 범용적으로 적용이 가능하고, 이들의 복합화재에도 적용이 가능한 소화약제 조성물에 관한 것이다.
본 발명은 계면활성제와 옥타놀을 포함하는 수성막포와, 탄산칼륨을 포함하는 강화액을 3 : 97 내지 10 : 90의 중량비로 혼합한 소화약제 조성물을 제공한다.
상기 수성막포는 옥타놀 5~20 중량%, 탈이온수 5~20 중량%, 부동액 10~30 중량%, 디에틸렌 클리콜 10~30 중량%, 2-(2-부톡시에톡시) 에탄올 5~20 중량%, 계면활성제 혼합물 10~50 중량% 를 포함하고, 상기 강화액은 프로필렌 클리콜 10~30 중량%, 탄산칼륨 5~30 중량%, 인산수소암모늄 1~10 중량%, 잔량의 탈이온수를 포함한다.

Description

복합화재에 적용이 가능한 소화약제 조성물{Extinguishing agent composition applicable to complex fire}

본 발명은 압축공기포 소화장치에 사용되는 소화약제 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유류화재(B급 화재)와 식용유화재(K급 화재)에 범용적으로 적용이 가능하고, 이들의 복합화재에도 적용이 가능한 소화약제 조성물에 관한 것이다.

일반적으로 화재를 막거나 억제시키기 위하여 소화기가 사용된다. 이러한 소화기는 화재의 초기단계에서 소화제가 갖는 냉각 또는 공기차단 등의 효과를 이용해 소화를 한다.

이때, 소화기에는 포 소화기, 분말소화기, 할론소화기, 이산화탄소소화기 등의 종류로 되어있으며 각 상황에 맞게 사용된다.

여기서 포 소화기는, 물과 포소화약제가 일정한 비율로 혼합된 포(foam)가 공기에 의하여 발포되어 형성된 미세한 기포의 집합체가, 연소물의 표면을 덮어 공기를 차단함으로써 질식소화를 하게 된다.

이러한 포 소화기는, 주로 포원액과 소화수가 미리 혼합된 포수용액이 저장되는 형태이거나 포원액과 소화수를 별도로 저장하는 형태로 공급된다.

현대 사회의 화재는 일반 건물 화재라 할지라도 그 화재의 양상이 한 가지 양상에 국한되지 않고 복합적인 화재의 성향을 갖는다.

한 가지 예로 일반 가정에서 일어나는 화재의 경우 가정제품은 가전기기를 포함하여 거의 대부분 석유화학 제품이다.

이러한 제품들이 화재가 전이되어 확산 될 경우 A급 화재가 아닌 B, C급 화재의 성향도 나타나는 복합화재이다.

또 최근에는 고열의 화로를 사용하는 일반 식당의 주방과, 공장의 덕트 등이 기름때로 인한 유류화재 성향을 띤 화재가 빈번히 발생하고 있다. 특히 영업용 식당의 주방에서 또는 일반가정의 주방에서 고열의 주방기기 등을 사용함에 따라 K급 화재가 빈번히 발행하고 있으나, 현재로는 마땅한 대안이 없는 상황이기에 이러한 화재에 특화된 소화약제의 개발이 필요한 실정이다.

본 발명의 목적은 탄산칼륨이 주성분이 강화액과 합성계면활성제의 일종인 수성막포의 소화액을 이용하여 압축공기포 소화장치(Compressed Air Form System)에 적용시 보다 신속한 화재진압이 가능한 소화약제를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 유류화재(B급 화재)와 식용유화재(K급 화재)에 범용적으로 적용이 가능한 소화약제 혼합물을 제공함에 있다.

본 발명은 계면활성제와 옥타놀을 포함하는 수성막포와, 탄산칼륨을 포함하는 강화액을 3 : 97 내지 10 : 90의 중량비로 혼합한 소화약제 조성물을 제공한다.

상기 수성막포는 옥타놀 5~20 중량%, 탈이온수 5~20 중량%, 부동액 10~30 중량%, 디에틸렌 클리콜 10~30 중량%, 2-(2-부톡시에톡시) 에탄올 5~20 중량%, 계면활성제 혼합물 10~50 중량% 를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 계면활성제 혼합물은 포타슘 코코에이트를 포함하면 더욱 바람직하다.

상기 강화액은 프로필렌 클리콜 10~30 중량%, 탄산칼륨 5~30 중량%, 인산수소암모늄 1~10 중량%, 잔량의 탈이온수를 포함하는 것이 바람직하다.

이 때, 상기 강화액은 0초과 10 중량% 이하의 계면활성제 혼합물을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 소화약제는 종래에 시도되지 않았던 강화액과 수성막포가 혼합된 조성을 가짐으로써, 압축공기포 소화장치에 적용시 보다 신속한 화재 진압이 가능하도록 하는 효과를 가져온다.

또한 본 발명에 따른 소화약제는 유류화재(B급 화재)와 식용유화재(K급 화재)에 모두 적용될 수 있으며, 이들이 복합된 복합화재에 적용될 수 있는 효과를 가져온다.

도 1은 본 발명에 따른 소화약제를 이용하여 K급 화재를 진화한 상태를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 소화약제를 이용하여 B급 화재를 진화한 상태를 나타낸 것이다.

본 명세서 및 특허청구범위에 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 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 또한, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

먼저 가연물별 화재의 분류에 관하여 살펴본다, 가연물의 종류에 따라 일반화재(A급 화재), 유류화재(B급 화재), 전기화재(C급 화재), 금속화재(D급 화재), 가스화재(E급 화재), 식용유화재(K급 화재)로 구분할 수 있다.

유류화재(B급 화재)는 상온에서 액체상태로 존재하는 유류가 가연물이 되는 화재이다. 연소 후 재를 남기지 않으며, 연소열이 크고 연소성이 좋기 때문에 일반화재보다 위험하다. 소화를 위해서는 포 등을 이용한 질식소화가 적응성이 있으나 알코올 등의 수용성액체에 일반 포는 적응성이 없으므로 내알코올형포를 쓰는 등 주의를 해야 한다.

식용유화재(K급 화재)는 일반 유류화재와는 달리 연소형태나 소화작업에 있어 큰 차이를 보이고 있다. 일반 석유류화재는 석유의 온도가 발화점보다 훨씬 낮은 비점에서 유면상의 증기가 연소한다. 따라서 그 화염을 꺼버리면 재발화 할 가능성은 없다.

그러나 식용유화재의 경우에는 인화점과 발화점의 온도 차이가 적고 발화점이 비점 이하인 기름이 착화되면 유온이 상승하여 바로 발화점 이상이 된다. 이 때 유면상의 화염을 제거하여도 기름의 온도가 발화점 이상이기 때문에 곧 재발화 한다. 따라서 끓는 기름의 온도를 낮추어야만 소화할 수 있다.

유류화재(B급 화재)를 소화장치는 주로 수성막포를 이용하여 진화하고, 식용유화재(K급 화재)의 경우에는 강화액을 이용하여 진화한다.

수성막포는 포원액을 물에 섞어 압축공기포 형태로 분사하여 소화하며, 강화액은 물의 함량이 높아 물에 섞지 않고 압축공기포 형태로 분사하여 소화한다.

현재 한국소방산업기술원은 소화약제 관한 인증 기준을 수성막포와 강화액에 관하여 별도로 구분하여 형식승인 및 허가를 하고 있다.

유류화재(B급 화재)의 경우 주로 수성막포를 이용하여 진화하고, (K급 화재)의 경우에는 주로 강화액을 이용하여 진화하고 있다.

본 발명은 유류화재와 식용유화재에 범용적으로 적용될 수 있는 소화약제 조성물을 제공하기 위한 것이다.

본 발명에 따른 소화약제 조성물은 수성막포 3~10 중량%와, 강화액 90~97% 중량%가 혼합된 것을 특징으로 한다.

종래의 유류화재의 경우 수성막포에 물을 혼합하여 소화약제로 사용하고 있었으나, 본 발명은 수성막포에 물 대신 강화액을 혼합하여 단일의 소화약제를 이용하여 유류화재와 식용화재에 범용적으로 적용될 수 있도록 한 것이다.

B급 화재의 경우 요구되는 소화약제의 기준은 2분 이내에 화재가 완전진화되는 것이다. 수성막포에 물을 혼합하는 종래의 진화방법을 사용하는 경우 B급 화재 실험에서 100~120초 이내에 완전진화가 가능하였다.

그러나, 수성막포에 물을 혼합하여 K급 화재를 진화하는 경우 재발화가 발생하는 빈도가 높아 K급 화재에는 강화액을 소화약제로 사용하고 있었다.

K급 화재의 경우 1분 이내에 완전진화가 이루어져야 하는데, 강화액을 사용하는 경우 50초 내외에 완전진화가 이루어진다. 그런데 K급 화재에 수성막포를 사용하는 경우 점성이 낮아 질식 소화가 이루어지지 못한다.

그런데, 화재 현장을 살펴보면 B급 화재와 K급 화재가 혼합된 형태의 복합 화재의 발생 빈도가 많은데, 이러한 경우 적절한 진화가 어려운 문제점을 가지고 있었다.

본 발명에 따른 강화액과 수성막포를 혼합한 소화약제는 B급 화재와 K급 화재 모두에 적용성을 가지게 되어, 복합 화재의 진화에 매우 효과적이다.

본 발명에 따른 수성막포의 조성은 아래의 표1과 같다.

표 1을 살펴보면, 본 발명에 따른 소화약제 조성물의 수성막포는 옥타놀(Octanol) 5~20 중량%, 탈이온수(Dihydrogen oxide) 5~20 중량%, 부동액(프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 모노부틸 에테르) 10~30 중량%, 2-(2-부톡시에톡시) 에탄올(diethylene glycol butyl ether) 5~20 중량%, 계면활성제 혼합물(sodium lauryl sulfate, Potassium cocoate 외) 10~50 중량% 를 포함한다.

본 발명에 따른 강화액의 조성은 아래의 표 2와 같다.

표 2를 살펴보면, 본 발명에 따른 소화약제 조성물의 강화액은 프로필렌 클리콜(Propylene glycol) 10~30 중량%, 탄산칼륨(Potassium carbonate) 5~30 중량%, 인산수소암모늄(Ammonium phosphate) 1~10 중량%, 0초과 10 중량% 이하의 계면활성제 혼합물(sodium lauryl sulfate, Potassium cocoate 외), 잔량의 탈이온수(Dihydrogen oxide)를 포함한다.

현재까지 사용되고 있는 포원액은 탄화수소로 구성된 화합물(탄산칼륨, 탄산나트륨 등)이 주요 성분이고 에틸렌글리콜과 같은 부동액, 2-부톡시 에탄올과 같은 보존제가 다량 함유되어 있으며 그 밖에 계면활성제 등이 포함되어 있다.

그런데, 에틸렌글리콜의 경우 환경독성 문제로 해외에서는 다른 화학물질로 대체하고 있는 실정이다.

본 발명에 따른 소화약제 조성물은 강화액에 부동액의 역할을 수행하는 에틸렌글리콜을 대신하여 프로필렌 글리콜을 적용하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 소화약제 조성물은 수성막포에도 에틸렌글리콜을 대신하여, 프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 모노부틸 에테르를 적용하는 것을 특징으로 한다.

아울러, 강화액과 수성막포에 모두 포함되는 계면활성제 혼합물의 경우에도 소듐 라우릴 설페이트(sodium lauryl sulfate)와 함께 포타슘 코코에이트(Potassium cocoate)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 종래의 경우 계면활성제 혼합물에 소듐 라우릴 설페이트만을 적용하고 있었으나, 본 발명은 유해물질인 소듐 라우릴 설페이트의 함량을 낮추고 포타슘 코코에이트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 소화약제 조성물은 수성막포 3%~10% 내지 강화액 90~97%를 혼합한 것이다.

수성막포의 비율이 3% 미만이 되면 유류화재 진압에 적합하지 않으며, 수성막포의 비율이 10%를 초과하면 식용유화재 진압에 적합하지 않게 된다.

본 발명에 따른 수성막포 3%와, 강화액 97%가 혼합된 소화약제를 이용하여 K급 화재 진압실험을 한 결과, 방출시간 35초에서 화염이 소멸되었다. 강화액만을 이용하여 K급 화재 진압실험을 한 결과 방출시간 50초에서 화염이 소멸되었다.

도 1은 본 발명에 따른 소화약제를 이용하여 K급 화재를 진화한 상태를 나타낸 것이다.

또한, 본 발명에 따른 수성막포 3%와, 강화액 97%가 혼합된 소화약제를 이용하여 B급 화재 진압실험을 한 결과, 방출시간 100초에서 화염이 소멸되었다. 수성막포 3%에 물 97% 혼합하여 B급 화재 진압실험을 한 경우에는 방출시간 110초에서 화염이 소멸되었다.

도 2는 본 발명에 따른 소화약제를 이용하여 B급 화재를 진화한 상태를 나타낸 것이다.

살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 소화약제 조성물은 강화액과 수성막포과 혼합되어 조성된 것으로, 유류화재와 식용유화재에 범용적으로 적용될 수 있으며 특히 유류화재와 식용유화재가 복합된 화재의 진화에 매우 효과적이다.

전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의해 나타내어질 것이다. 그리고 후술될 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론, 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 및 변형 가능한 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (4)

1. 계면활성제와 옥타놀을 포함하는 수성막포와, 탄산칼륨을 포함하는 강화액을 3 : 97 내지 10 : 90의 중량비로 혼합한 소화약제 조성물.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 수성막포는
   옥타놀 5~20 중량%, 탈이온수 5~20 중량%, 부동액 10~30 중량%, 2-(2-부톡시에톡시) 에탄올 5~20 중량%, 계면활성제 혼합물 10~50 중량% 를 포함하는 소화약제 조성물.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 계면활성제 혼합물은 포타슘 코코에이트를 포함하는 것을 소화약제 조성물.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 강화액은
   프로필렌 클리콜 10~30 중량%, 탄산칼륨 5~30 중량%, 인산수소암모늄 1~10 중량%, 잔량의 탈이온수를 포함하는 소화약제 조성물.

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