KR20200119548A

KR20200119548A - 금속화재용 소화장치

Info

Publication number: KR20200119548A
Application number: KR1020190041851A
Authority: KR
Inventors: 김형준
Original assignee: 에이치앤피엔지니어링 (주)
Priority date: 2019-04-10
Filing date: 2019-04-10
Publication date: 2020-10-20

Abstract

본 발명은 화재발생 시 점화되는 도화선(10), 점화제(20), 고체소화약제(30), 분말 소화재(40), 케이스(50)를 포함하여 구성되어 있으며, 상기 점화제(20)는 과산화물과 질소산화물을 조성물질을 포함하여 구성되며, 상기 고체 소화약제(30)는 점화제(20)에 인접하게 위치되고, 점화제(20)에 의하여 연소되며 300℃ 이상의 칼륨 이온을 발생시키는 물질로써, 질산칼륨(KNO3) 70 내지 77 중량부, 탄산칼륨(K2CO3) 4 내지 9 중량부 및 합성수지(EPOXY RESIN POLYMER) 14 내지 25 중량부로 구성되어 있으며, 상기 분말소화제(40)는 실리카(SiO2) 또는 Lith-X 또는 염화리튬(LiCl) 또는 지르코늄 실리게이트(ZrSiO4) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속화재용 소화장치에 관한 것이다.

Description

금속화재용 소화장치{FIRE EXTINGUISHING APPARATUS FOR METAL FIRE}

본 발명은 금속화재용 소화장치에 관한 것이다.

일반적으로 금속화재는 가연성 금속인 알루미늄(AI), 마그네슘(Mg), 나트륨(Na), 칼륨(K), 나트륨/칼륨 합금, 리튬(Li), 지르코늄(Zr), 티타늄(Ti), 세슘(Cs), 우라늄(U) 등이 연소하여 화재가 발생하는 것으로 물이나 일반적인 소화제로는 화재를 진압할 수 없다.

휴대폰 배터리와 같이 작은 배터리의 경우 화재가 발생하더라도 반응이 금방 끝나므로 화재 발생 시 조금 기다렸다가 물을 뿌려서 진화가 가능하지만, 오토바이 배터리 이상 크기를 가진 대용량 리튬 배터리에 화재가 발생한 경우에는 물을 사용하면 물과 금속의 화학 반응으로 수소가 생성돼 수소폭발을 불러올 수 있기 때문에 굉장히 위험하므로 대용량 리튬 배터리의 경우 경우에는 모래를 끼얹거나, 그것이 어려우면 소화기를 이용하여 불이 주변으로 번지지 않게 유지시키면서 소방서에 연락을 해야 한다.

금속화재에 사용되는 분말 소화약제(Dry Powder)는 도포 시 금속 표면을 덮어서 산소의 공급을 차단하거나 온도를 낮추는 원리이다.　이러한 소화 원리를 만족시키기 위해서 금속화재용 소화약제는 고온에 견딜 수 있으면서도 냉각 효과가 있어야 하며, 요철 있는 금속 표면을 피복할 수 있어야 한다.

리튬이나 나트륨, 알루미늄, 기타 금속분 등은 상온에서 공기와 화학변화를 일으킬 수 있으므로 오랜 시간 열축적이 되면 자연발화가 일어날 수 있으며 때로는 수분이나 공기 속 습기와의 접촉만으로도 화재가 나기도 한다.

최근 전기 자동차에 필수적으로 사용되는 리튬 배터리는 사용의 편리성과 효율성이 뛰어나지만 안전성이 취약하여 언제든지 화재로 이어질 수 있으나 이러한 금속화재에 대한 대응책은 전무한 실정이다.

대한민국 등록특허공보 10-1647985 (공고일자: 2016년08월18일, 발명의 명칭: 투척형 구형소화기, 출원인: 임채형)

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 리튬 배터리 등과 같이 금속화재가 발생할 경우 내부에 붙은 불이 도화선(10)을 통해 점화제(20)를 점화시켜 인접한 고체소화약제(30)를 연소시키면, 이때 생성되는 고체에어로졸(가스)에 의하여 케이스(50)가 파쇄되면서 분말 소화제(40)를 분출하도록 구성되는 금속화재용 소화장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 한 특징에 따른 금속화재용 소화장치는 화재발생 시 점화되는 도화선(10), 도화선(10)에 의해 점화가 되는 점화제(20), 고체소화약제(30), 분말 소화재(40) 및 케이스(50)를 포함하여 구비되고, 리튬 배터리에 화재가 발생하면 도화선(10)에 점화가 되어 내부의 점화제(20)를 점화시켜 인접한 고체소화약제(30)를 연소시키면, 이때 생성된 고체에어로졸(가스)에 의하여 케이스(50)가 파쇄되면서 고체에어로졸과 분말 소화제(50)를 분출하도록 구성되어 있다.

이러한 특징에 따르면, 본 발명의 금속화재용 소화장치는 금속화재 발생 시 화재를 신속하게 진압할 수 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 금속화재용 소화장치의 구성도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 다른 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 금속화재용 소화장치에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 금속화재용 소화장치는 화재발생 시 도화선(10)에 불이 붙으면 케이스(50)내부로 불씨가 전달되고, 전달된 불씨는 케이스(50) 내부에 구비되어 있는 점화제(20)를 점화시켜 인접해 있는 고체소화약제(30)를 연소시켜 고체에어로졸(가스)이 생성되면서 팽창압력에 의해 케이스(50)가 파쇄되면서 분말 소화제(40)가 분출되어 화재부위를 질식시킴으로써 화재 진압을 시킬 수 있다.

상기 케이스(50)는 사용자 혹은 주변의 인명 피해가 없고 불에 타지 않는 물질로 구성된다.

본 발명을 적용 할 수 있는 구체적인 실시예로 전기자동차를 예로 설명해보면, 상기 케이스(50)는 노트북 형태의 얇은 두께로 리튬 배터리가 설치되어 있는 공간의 상부에 장착되어 화재 발생 시 작동이 되면 분말소화제(40)가 전기자동차의 리튬 배터리 상부에 도포가 되어 주위의 산소와 분리를 시켜 초기 화재진압을 할 수 있다.

상기 점화제(20)는 상기 중공의 중심부에 위치되고, 상기 도화선(10)을 통해 전달되는 불에 의하여 점화되어 고체 소화약제(30)를 연소시키는 물질로써, 과산화물과 질소산화물을 조성물질을 포함하여 구성된다.

상기 고체 소화약제(30)는 상기 점화제(20)에 인접하게 위치되고, 점화제(20)에 의하여 연소되며 300℃ 이상의 칼륨 이온을 발생시키는 물질로써, 질산칼륨(KNO3) 70 내지 77 중량부, 탄산칼륨(K2CO3) 4 내지 9 중량부 및 합성수지(EPOXY RESIN POLYMER) 14 내지 25 중량부로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 분말 소화제(40)는 실리카(SiO2) 또는 Lith-X 또는 LiCl 또는 ZrSiO4 중 적어도 하나를 포함하여 구성된다.

상기 케이스(50)는 합성 수지 등의 플라스틱 재질로 구성되어 폭발에 의한 파편이 사용자 등에 부상을 입히는 것을 방지할 수 있어야 하며, 방수처리 또는 방수 구조로 주입된 분말 소화약제(40)의 고형화를 방지할 수 있도록 되어 있으며, 또한 폭발에 의한 분말 소화약제(40)의 확산 전 화재현장의 고온에 의하여 녹아 내림으로써 소화 기능이 상실 또는 저하되지 아니하도록 내열성을 가져야 하며 충격으로 파손되지 않는 재질로 구성되어 있다.

상기 점화제(20) 및 상기 고체소화약제(30)에 의한 폭발 작용에 의하여 상기 분말소화제(40)를 모든 방향으로 균일하게 확산시키기 위해서 점화제(20) 및 고체 소화약제(30)가 상기 케이스(50)의 가운데 위치되고, 이를 분말 소화제(40)가 둘러싸며 상기 중공을 메우는 것이 바람직하므로, 상기 주입홀(?)을 통한 주입 순서는 분말 소화제(40), 고체 소화약제(30), 점화제(20) 및 다시 고체 소화약제(30) 순으로 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 금속화재용 소화장치의 제작 순서는 상호 대칭되는 위치에 각각 형성되는 주입홀(60) 중 어느 하나의 주입홀(60)은 개방하고 다른 하나의 주입홀(60)은 폐쇄한 후 개방된 주입홀(60)을 통해 분말 소화제(40)를 주입하여 상기 케이스(50)의 내부 중공을 가득 메운다.

이후, 사용자는 폐쇄된 주입홀(60)을 개방하여 양 주입홀(60)을 모두 개방하고 어느 하나의 주입홀(60)로 고체 소화약제(30)를 주입하며 다른 하나의 주입홀(60)로 일부 분말 소화제(40)가 배출되도록 한다.

이후, 사용자는 고체 소화약제(30)가 주입된 주입홀(60)로 점화제(20)를 주입하여 상기 케이스(50)의 중심부에 위치될 수 있도록 하고, 반대측 주입홀(60)을 폐쇄한 후 다시 다른 고체 소화약제(30)를 주입하여 상기 점화제(20)의 양측에 고체 소화약제(30)가 위치되게 하며, 개방된 주입홀(60)을 폐쇄하며, 상기 케이스(50) 내부의 구조에 의하여, 상기 점화제(20)는 점화 시 인접한 상기 고체 소화약제(30)를 연소시키게 되고, 연소되는 고체 소화약제(30)는 300℃ 이상의 칼륨 이온화 가스인 고체 에어로졸을 발생시키게 되며, 연소 시 생성된 가스(고체에어로졸)에 의하여 케이스(50)가 파쇄되면 확산하는 고체에어로졸, 건조사(SiO2) 또는 Lith-X 또는 LiCl 또는 ZrSiO4에 의하여 화재가 진압되는 작용이 발생한다.

이때, 300℃ 이상의 칼륨 이온화 가스는 고체 에어로졸 성분으로써, 이러한 고체 에어로졸의 라디칼은 O-, H-, OH- 등의 활성 라디칼과 반응하여 연쇄 반응을 차단하는 부촉매 효과를 발생시키며 분출되는 분말 소화제(40)가 금속 표면을 덮어서 질식시킴으로써 화재를 진압할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 소화장치는 상기 점화제(20)에 상기 관통 홀을 통하여 일부가 외부로 노출되는 도화선(10)이 연결되는 것을 특징으로 하며, 상기 도화선(10)은 상기 케이스(50)가 화재 현장에 노출되면 자연히 불이 옮겨 붙게 됨으로써 점화제(20)가 점화될 수 있도록 한다.

또한, 상기 케이스(50)는 일부가 외부로 노출된 상기 도화선(10) 말단부의 높이가 케이스(50) 표면보다 아래에 형성되도록 표면에 일정 깊이의 홈이 형성됨으로써 외부 물체와의 마찰 등에 의한 도화선(10)의 손상을 최소화할 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

10: 도화선 20: 점화제
30: 고체소화약제 40: 분말소화제
50: 케이스 60: 주입홀

Claims

화재발생 시 점화되는 도화선(10),
점화제(20),
고체소화약제(30),
분말 소화재(40),
케이스(50)
를 포함하는 금속화재용 소화장치.
제 1항에 있어서,
점화제(20)는 과산화물과 질소산화물을 조성물질을 포함하여 구성되며 케이스(50)의 중심부에 위치되는 것을 특징으로 하는 금속화재용 소화장치.
제 1항에 있어서,
고체 소화약제(30)는 점화제(20)에 인접하게 위치되고, 점화제(20)에 의하여 연소되며 300℃ 이상의 칼륨 이온을 발생시키는 물질로써, 질산칼륨(KNO3) 70 내지 77 중량부, 탄산칼륨(K2CO3) 4 내지 9 중량부 및 합성수지(EPOXY RESIN POLYMER) 14 내지 25 중량부로 구성되는 것을 특징으로 하는 금속화재용 소화장치.
제 1항에 있어서,
분말소화제(40)는 실리카(SiO2) 또는 Lith-X 또는 염화리튬(LiCl) 또는 지르코늄실리게이트(ZrSiO4) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속화재용 소화장치.