KR20220069215A - 소화제의 비산성이 향상된 투척식 소화기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소화제의 비산성이 향상된 투척식 소화기에 관한 것으로, 더 상세하게는 액상소화제가 충전된 구형태의 소화기를 제공하여 화재발생시 원거리에서 쉽게 투척하는 충격하중과 외부의 열전달에 의한 내부팽창에 의해 케이스가 파손되면서 저장된 액상소화제를 방출시켜 인근지역의 화재진압이 이루어지게 한 것이다. 특히 액상소화제에 열에 민감한 유기용매를 혼합함으로써 소화기 케이스 파손시 액상소화제의 비산거리를 증가시켜 화재진압영역을 증대시킨 소화제의 비산성이 향상된 투척식 소화기에 관한 것이다.

Description

소화제의 비산성이 향상된 투척식 소화기{Throwing type fire extinguisher with improved scattering of fire extinguishing agent}

본 발명은 소화제의 비산성이 향상된 투척식 소화기에 관한 것으로, 더 상세하게는 액상소화제가 충전된 구형태의 소화기를 제공하여 화재발생시 원거리에서 쉽게 투척하는 충격하중과 외부의 열전달에 의한 내부팽창에 의해 케이스가 파손되면서 저장된 액상소화제를 방출시켜 인근지역의 화재진압이 이루어지게 한 것이다. 특히 액상소화제에 열에 민감한 유기용매를 혼합함으로써 소화기 케이스 파손시 액상소화제의 비산거리를 증가시켜 화재진압영역을 증대시킨 소화제의 비산성이 향상된 투척식 소화기에 관한 것이다.

투척식 소화기는 원거리에서 투척하여 소화가 가능한 기구로서, 보관이 용이하고 가격이 저렴하면서도 원거리 투척 시 충격에 의해 쉽게 파괴되어 소화제를 효과적으로 방출하여 화재를 소화할 수 있어야 한다.

대한민국 등록실용신안공보 20-0258504호에서는 화약의 폭발력을 이용하여 분말소화약재를 분출함으로써 낙하지점을 중심으로 넓은 범위에 걸쳐 고루 살포되어지는 투척식 소화기를 개시하고 있다. 그러나 이러한 투척식 소화기는 내부에 화약을 수납하고 있으므로 안전성 및 보관성에 문제가 있다.

또한, 대한민국 공개특허공보 10-2016-0139797호에는 설정 온도 이상에서 봉인부가 용융되어 바디부와 덮개부가 분리되면 소화제가 외부에 분출되는 소화기를 개시하고 있다. 그러나 이러한 투척식 소화기는 화염에 투척한 후 일정 시간이 경과하면서 작동되기 때문에 소화 효율이 낮고 다양한 형태의 화재 현장에 대응할 수 있는 소화제를 수납하기 곤란한 문제점이 있다.

또한, 대한민국 등록특허공보 10-1747667호에서는 헬기나 드론에서 투척이 가능한 투척식 소화기에 적용할 수 있는 소화제로서 이산화탄소 2.5-3.5wt%, 아르곤 1.5-2.5wt%, 헬륨 4.5-5.5wt%의 주성분과 토날라이트 35-45wt%, 화강섬록반암27-33wt%, 기브자이트 18-22wt%로 구성된 보조성분을 혼합하여 구성한 소화제를 개시하고 있다. 그러나 가스 성분을 주성분으로 하는 소화제의 경우 장기보관이 곤란하고 다양한 형태의 화재에 원활히 대응할 수 없는 문제점이 있다.

따라서, 소화성분의 보관성을 향상시키면서 온도에 따른 민감도를 높여 신속한 대응이 이루어지고 최대한 넓은 범위에서의 화재진압효과를 제공할 수 있는 소화기에 대한 필요성이 대두되었다.

대한민국 등록실용신안공보 20-0258504호 대한민국 공개특허공보 10-2016-0139797호 대한민국 등록특허공보 10-1747667호

상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 비산성이 향상된 투척식 소화기는,

케이스 내부에 충전된 액상소화제의 비산성을 향상시켜 액상소화제에 포함된 포소화제의 비산범위를 증가시켜 넓은 범위에서의 질식소화 또는 냉각소화가 가능하게 하는 장치의 제공을 목적으로 한다.

상기 과제를 해소하기 위한 본 발명의 소화제의 비산성이 향상된 투척식 소화기는,

내부에 중공부를 갖고 일측에는 마개가 형성되어 내부에 액상소화제를 충전하고, 외면에는 투척거리를 증가시키기 위한 다수개의 딤플이 형성된 케이스와; 상기 케이스의 중공부에 충전되는 액상소화제;로 구성되되,

상기 액상소화제는, 제1인산암모늄, 제2인산암모늄, 제3인산암모늄, 요소, 탄산칼륨, 포소화제 및 정제수를 혼합하여 구성된다.

상기 포소화제는, 탄산암모늄 또는 중탄산암모늄에서 선택되는 저온 불연성기체발생제, 에틸렌글리콜 또는 프로필렌글리콜에서 선택되는 결빙제, 양이온성 음이온성 또는 비이온성 계면활성제, 점증제, 냉각제로 이루어질 수 있다.

상기 계면활성제는, 코코베타인(Coco-betaine), APG(Alkyl Polyglycoside), PCG(Potassium Cocoyl Glycinate), 소르비탄 모노올레인산(Sorbitan Monooleate) 및 트리톤 X-100 중 어느 하나 또는 둘이상 혼합사용될 수 있다.

상기 포소화제는 유기용매가 더 포함되어 이루어지되, 상기 유기용매는, 메틸 에틸 케톤, 사이클로헥사논, 메틸 이소부틴 케톤, 노말헥산 및 톨루엔으로 이루어지는군으로부터 어느 하나 또는 둘이상 혼합사용될 수 있다.

상기 케이스는 구 형태로 제공될 수 있다.

상기 해결수단에 의한 본 발명의 소화제의 비산성이 향상된 투척식 소화기는,

A급 및 B급 화재에 대응할 수 있는 소화제를 함유하며, 투척이 용이한 구형태로 제공되어 다양한 장치와 연결하여 사용할 수 있다. 특히 충전된 액상소화제에는 열에 민감한 유기용매를 혼합함으로서 투척에 의한 열전달시 체적이 급격하게 팽창하여 케이스에서 방출되는 액상소화제의 방출압력을 증가시켜 액상소화제의 비산력을 증가시킴으로 소화영역을 확대해 초기진압이 용이하게 하는 장치의 제공이 가능하게 되었다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 투척식 소화기의 사시도.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에서 본 발명을 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대 또는 축소하여 도시한 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 투척식 소화기의 사시도이다.

참조한 바와같이 본 발명에 따른 투척식 소화기(10)는 내부에 중공부가 형성된 케이스(20)와, 상기 케이스 내부에 충전되는 액상소화액으로 구성된다.

상기 케이스(20)는 외면에 딤플(40)을 형성하여 투척시 공기저항을 최소화해 소화기의 비행거리를 증가시켜 원거리에서의 화재진압이 가능하게 한다. 또한 케이스 외면에는 마개(30)가 형성되어 마개를 개방한 후 내부에 액상소화액의 충전이 이루어지게 한다.

상기 케이스(20)의 형태는 도시된 바와같이 구형으로 형성하여 다양한 장비에 연계하여 사용이 가능하게 할 수 있다.

또한, 상기 액상소화제는 제1 인산암모늄, 제2 인산암모늄, 제3 인산암모늄, 요소, 탄산칼륨, 포소화제, 및 정제수로 이루어진다.

일 실시예에서 상기 투척식 소화기는 총 중량이 150 내지 230g의 경량으로 제조할 수 있으며, 상기 투척식 소화기의 케이스는 충격에 의해 쉽게 깨질 수 있는 경질의 얇은 플라스틱으로 제조할 수 있다. 또한, 투척자가 직접 투척하거나 소형 드론에 장착할 수 있도록 지름이 이와 같은 투척식 소화기는 크기 및 중량이 원거리 투척 시 손의 악력에 의해 파괴되지 않으며, 보통 체격을 가진 투척자가 10 내지 15m 정도 떨어진 발화원에 투척하여 명중시킬 수 있으며 불에 도달하였을 때 본체가 충격에 의해 쉽게 갈라지기 때문에 소화제가 쉽게 살포될 수 있다. 또한, 소방로봇 및 소방드론과 같은 원격투척기가 내장된 장비에 장착하면 산불, 발전소 화재와 같은 대형화재에도 적용할 수 있다.

이를 위하여 소형의 투척식 소화기에 소화 효과가 큰 소화제를 내장할 필요가 있으며, 본 발명에서는 상기 투척식 소화기에 내장되는 소화제로서 제1 인산암모늄, 제2 인산암모늄, 제3 인산암모늄, 요소, 탄산칼륨, 포소화제, 및 정제수로 이루어진 소화제를 사용하고 있다. 이러한 소화제는 A급 및 B급 화재에 모두 대응할 수 있는 소화 성능을 나타내는 것으로 파악되었다.

일 실시예에서 상기 소화제는 제조공정을 보면, 1,000ℓ의 정제수에 100㎏의 제1인산암모늄, 50㎏의 제2인산암모늄, 50㎏의 제3인산암모늄을 투입하고 용해될 때까지 교반하고, 여기에 25㎏의 요소를 투입하고 용해될 때까지 교반한 후, 500㎏의 탄산칼륨을 투입하고 총량 1,200ℓ가 될 때까지 정제수를 넣은 후 용해될 때까지 교반한다. 여기에 포소화제의 용해수를 3,000ℓ 가한 후 용해될 때까지 교반하는 공정을 거치면 총량이 4,200ℓ인 소화제를 제조할 수 있다. 상기 소화제는 A급 및 B급 화재에 적용할 수 있는 성능을 나타낸다.

상기 포소화제는 수성 막 포소화제로서, 탄산암모늄 또는 중탄산암모늄에서 선택되는 저온 불연성 기체발생제, 에틸렌글리콜 또는 프로필렌글리콜에서 선택되는 결빙제, 양이온성, 음이온성 또는 비이온성 계면활성제, 점증제, 냉각제로 이루어질 수 있다.

구체적으로 상기 저온 불연성 기체발생제 10 내지 30 중량%, 결빙제 10 내지 30 중량%, 계면활성제 2 내지 10 중량%, 점증제 1 내지 5 중량%, 냉각제 40 내지 60 중량%로 이루어질 수 있다. 이때, 점증제로는 하이드록시에틸셀룰로오스를 사용할 수 있으며, 냉각제로는 물(정제수)을 사용할 수 있다.

또한, 포소화제는 표면장력을 20dyne/㎝ 이하로 낮추어 수용성 피막을 형성함과 동시에 기포를 생성시키기 때문에 기포에 의한 질식 효과와 수용성 피막에 의한 밀봉성으로 화재의 표면을 2중 차단할 수 있다. 따라서 빠른 유동성으로 인한 초기 소화진압과 재착화 방지 성능이 매우 뛰어나 주로 차량화재, 비행기화재, 유류저장시설 화재 등에 사용되어지며 일반화재에도 유용하게 사용될 수 있다.

이 경우, 범용 계면활성제로는 표면장력을 20dyne/㎝ 이하로 낮추기 곤란하며, 이를 위하여 기존의 포소화제는 전기분해방식으로 제조된 퍼플루오로옥탄설포닉엑시드(PFOA)를 포함하고 있다. 이는 전기분해방식으로 만들어진 플루오로옥틸설네이트(PFOS) 또는 플루오로옥틸 설포네이트계의 불소계 계면활성제가 낮은 표면장력으로 인한 강고한 기포형성과 뛰어난 수용성 필름형성으로 2중 차단작용을 함과 동시에 또한 경제적인 생산을 할 수 있기 때문이다.

그러나 이는 제조공정에서 PFOS/PFOA라는 난용성 물질을 생성시키기 때문에 인체에 축적 시 호르몬 장애를 일으킬 수 있고 발암 물질이므로 잔류성 유기화학물에 대한 규정에 의해 규제되고 있는 실정이다.

또한, 브롬류의 경우 대한민국 등록특허공보 10-1358249호에서도 언급된 것과 같이 유해화학물질로 규정되어 사용규제가 강화되고 있고, NP계의 경우는 호르몬 교란 물질로서 환경에 살포시 오염될 위험이 있는 물질로서 규제가 점점 강화되고 있는 실정이다. 이러한 브롬류, NP계 등과 같은 원료는 독성뿐 아니라 생분해도가 낮은 특성으로 인해 환경에 방치될 시 생태계를 교란시킬 위험이 발생할 가능성이 커 소화제에 적용하기 곤란한 문제점이 있다.

본 발명에서는 상기 계면활성제로서 친환경 계면활성제를 사용하고 있다.

즉, 음이온성 계면활성제로는 소듐라우릴설포아세테이트(Sodium Lauryl Sulfoacetate), LES(Disodium Laureth Sulfosuccinate), DSL(Disodium Lauryl Sulfosuccinate), 소듐 코코일 이세티오네이트(Sodium cocoyl Isethionate) 중 어느 하나 또는 그 이상을 사용할 수 있고, 양이온성 계면활성제로는 코코베타인(Coco-betaine)을 사용할 수 있으며, 비이온성 계면활성제로는 데실폴리글루코오스(Decyl Polyglucose), 애플 워시(sodium Cocoyl apple amino Acids), 유카추출물(Yucca Extract) 중 어느 하나 또는 그 이상을 사용할 수 있다. 특히, 상기 계면활성제를 2 이상 혼합하여 사용할 때 효과가 향상되는 것으로 나타났다.

특히 본 발명에서는 포소화제에 유기용매가 더 포함되어 이루어진다.

상기 유기용매로는, 메틸 에틸 케톤, 사이클로헥사논, 메틸 이소부틴 케톤, 노말헥산 및 톨루엔으로 이루어지는군으로부터 어느 하나 또는 둘이상 혼합하여 사용할 수 있다.

상기한 바와같이 포소화체에 유기용매를 혼합하여 사용하면 유기용매의 기화작용을 통해 포소화제네 포함된 마이셀의 분산 또는 비산을 촉진하여 넓은 범위로 마이셀을 배출시켜 소화영역을 넓힐 수 있다.

이와같은 포소화제를 사용할 경우 보통화재인 A급은 물론 유로화재인 B급과, 주방화재인 K급에 대해서도 사용이 가능함으로 범용적인 소화기를 제공할 수 있다.

10 : 소화기
20 : 케이스
30 : 마개
40 : 딤플

Claims (5)

1. 내부에 중공부를 갖고 일측에는 마개(30)가 형성되어 내부에 액상소화제를 충전하고, 외면에는 투척거리를 증가시키기 위한 다수개의 딤플(40)이 형성된 케이스(20)와;
   상기 케이스의 중공부에 충전되는 액상소화제;로 구성되되,
   상기 액상소화제는,
   제1인산암모늄, 제2인산암모늄, 제3인산암모늄, 요소, 탄산칼륨, 포소화제 및 정제수를 혼합하여 구성되는 것을 특징으로 하는 소화제의 비산성이 향상된 투척식 소화기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 포소화제는, 탄산암모늄 또는 중탄산암모늄에서 선택되는 저온 불연성기체발생제, 에틸렌글리콜 또는 프로필렌글리콜에서 선택되는 결빙제, 양이온성 음이온성 또는 비이온성 계면활성제, 점증제, 냉각제로 이루어지는 것을 특징으로 소화제의 비산성이 향상된 투척식 소화기.
3. 제2항에 있어서,
   상기 계면활성제는, 코코베타인(Coco-betaine), APG(Alkyl Polyglycoside), PCG(Potassium Cocoyl Glycinate), 소르비탄 모노올레인산(Sorbitan Monooleate) 및 트리톤 X-100 중 어느 하나 또는 둘이상 혼합사용되는 것을 특징으로 하는 소화제의 비산성이 향상된 투척식 소화기.
4. 제2항에 있어서,
   상기 포소화제는 유기용매가 더 포함되어 이루어지되,
   상기 유기용매는,
   메틸 에틸 케톤, 사이클로헥사논, 메틸 이소부틴 케톤, 노말헥산 및 톨루엔으로 이루어지는군으로부터 어느 하나 또는 둘이상 혼합사용되는 것을 특징으로 하는 소화제의 비산성이 향상된 투척식 소화기.
5. 제1항에 있어서,
   상기 케이스는 구 형태인 것을 특징으로 하는 소화제의 비산성이 향상된 투척식 소화기.
   
   

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