KR20240062283A - 화재의 확산을 막기 위한 물질 및 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
실시예들에 있어서, 화재 확산 방지를 위한 장치는, 소화 약제를 저장하도록 구성되는 보관 구조물 방 및 상기 소화 약제를 외부로 방사하도록 구성되는 방사 기기를 포함할 수 있다. 상기 소화 약제는, (a) 폴리 아크릴산 나트륨(sodium polyacrylate); (b) 팽창 질석(expanded vermiculite); (c) 물(water)을 배합하여 이루어지될 수 있다.
Description
아래의 설명들은 화재의 확산을 막기 위한 물질 및 제조 방법에 관한 것이다.
현재 해마다 세계적으로 대형 산불은 끊임없이 계속 발생하고 있다. 앞으로도 지구온난화 영향 기타의 이유로 산불은 계속 일어날 것이며, 피해 산불의 영향으로 생태학적 측면, 경제적인 측면, 사회적인 측면에서 경제적인 손실뿐만 아니라 이를 다시 원상 복구하기 위해 막대한 노력과 비용이 투자되어야 한다. 대형 산불의 진압이 어려운 이유는 인력 및 장비가 산불 발생 지역으로 접근이 어렵고 자연적으로 발생된 바람과 기타 여러 이유로 불길이 엄청난 속도로 번지기 때문이다.
실시예들에 있어서, 화재 확산 방지를 위한 장치는, 소화 약제를 저장하도록 구성되는 보관 구조물 방 및 상기 소화 약제를 외부로 방사하도록 구성되는 방사 기기를 포함할 수 있다. 상기 소화 약제는, (a) 폴리 아크릴산 나트륨(sodium polyacrylate); (b) 팽창 질석(expanded vermiculite); (c) 물(water)을 배합하여 이루어지될 수 있다.
실시예들에 있어서, 화재 확산 방지를 위한 소화 약제는, (a) 폴리 아크릴산 나트륨(sodium polyacrylate); (b) 팽창 질석(expanded vermiculite); (c) 물(water)을 배합하여 이루어질 수 있다. 상기 물의 용량 1 리터를 기준으로, 상기 폴리 아크릴산 나트륨의 단위 질량은 14.25g에서 15.75g의 범위 내이고, 상기 물 1 리터를 기준으로, 상기 팽창 질석의 질량은 24.3g에서 31.5g의 범위 내일 수 있다.
도 1은 화재 발생 환경의 예를 도시한다.
도 2는 일 실시예에 따른 확산 방지 약제의 예를 도시한다.
도 3은 일 실시예에 따른 확산 방지 약제의 성능을 평가하기 위한 실험 환경의 예를 도시한다.
도 4는 일 실시예에 따른 산불 화재에서 확산 방지 약제의 성능을 평가하기 위한 실험 환경의 예를 도시한다.
도 2는 일 실시예에 따른 확산 방지 약제의 예를 도시한다.
도 3은 일 실시예에 따른 확산 방지 약제의 성능을 평가하기 위한 실험 환경의 예를 도시한다.
도 4는 일 실시예에 따른 산불 화재에서 확산 방지 약제의 성능을 평가하기 위한 실험 환경의 예를 도시한다.
본 개시에서 사용되는 용어들은 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 개시에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 개시에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 개시에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 개시에서 정의된 용어일지라도 본 개시의 실시예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
이하에서 설명되는 본 개시의 다양한 실시예들에서는 하드웨어적인 접근 방법을 예시로서 설명한다. 하지만, 본 개시의 다양한 실시예들에서는 하드웨어와 소프트웨어를 모두 사용하는 기술을 포함하고 있으므로, 본 개시의 다양한 실시예들이 소프트웨어 기반의 접근 방법을 제외하는 것은 아니다.
이하 설명에서 사용되는 물질을 지칭하는 용어(예: 물질, 시료, 재료, 약제, 첨가물), 연산 상태를 위한 용어(예: 생성, 발생, 혼합, 반응, 화학적 절차), 장치의 구성 요소를 지칭하는 용어 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 개시가 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어가 사용될 수 있다.
또한, 본 개시에서, 특정 조건의 만족(satisfied), 충족(fulfilled) 여부를 판단하기 위해, 초과 또는 미만의 표현이 사용될 수 있으나, 이는 일 예를 표현하기 위한 기재일 뿐 이상 또는 이하의 기재를 배제하는 것이 아니다. '이상'으로 기재된 조건은 '초과', '이하'로 기재된 조건은 '미만', '이상 및 미만'으로 기재된 조건은 '초과 및 이하'로 대체될 수 있다. 또한, 이하, 'A' 내지 'B'는 A부터(A 포함) B까지의(B 포함) 요소들 중 적어도 하나를 의미한다.
본 개시는, 화재 발생시 화재 확산을 방지하기 위한 점도성과 팽창성이 있는 소화 약제 및 상기 소화 약제를 제작하는 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 개시는 물에 닿으면 녹아서 점성이 생기는 물질인 폴리 아크릴산 나트륨, 팽창 질석을 활용하여 가정이나 차량 초기화재, 건물 및 산불 화재를 보다 쉽게 조기 진압, 확산방지를 위한 목적을 갖는다. 폴리 아크릴산 나트륨, 팽창 질석을 활용한 소화 약제를 제작해야하기 위해 물에 혼합 비율 검사, 농도, 점도성에 따른 화재진압 실험, 화재확산 방지 실험, 혼합 약제 보관 방법 및 분사, 투척 방법이 서술된다.
도 1은 화재 발생 환경의 예(100)를 도시한다.
도 1을 참고하면, 산은 평지보다 높이 솟아 있는 땅의 부분으로, 지면보다 높은 위치에 다수의 나무들이 배치된다. 산과 산이 인접하기 때문에, 산불 화재는 재발화 위험이 크고, 화재 확산 속도가 빠르다. 재발화 위험과 확산 속도를 줄여 산불화재의 진압을 도울 수 있는 약제가 요구된다. 기존의 소화기의 소화 원리는 불이 난 곳에 분사하여 소화제가 비산되어 화재를 진압하는 방식, 화재 확산을 조기 방지하여 비화재 지역으로의 확산 방지를 하는 역할이다. 그러나, 산불 화재는 화재의 확산 속도가 빨라, 국소적 화재 진압 방식만으로는 산불 화재를 모두 진압하기 어려운 문제가 있다. 단순히, 발열원을 제거하거나, 인화 물질 혹은 산소 공급을 차단함으로써, 화재를 방지하는 것만으로는, 산불 화재를 진압하기 어렵다.
상술된 문제를 해소하기 위해, 본 개시의 실시예들은, 화재의 확산을 방지하기 위한 기술을 설명한다. 구체적으로, 팽창성을 높이기 위한 팽창 질석과 점도성을 높이기 위한 폴리 아크릴산 나트륨의 혼합을 통해 생성되는 확산 방지 약제가 이용될 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 확산 방지 약제의 예를 도시한다.
도 2를 참고하면, 일 실시예에 따라, 팽창 질석(expanded vermiculite)(201)이 확산 방지 약제(250)의 제조를 위해 이용될 수 있다. 주된 난연제로 사용되고 있는 팽창 질석 (201)은 삽층 층상구조의 점토 광물로서, 일반적으로 금운모나 흑운모의 변질 산물인 함수 운모를 의미한다. '버미큘라이트'라고도 한다. 질석을 열처리하여 팽창시키면 열처리의 조건과 원료의 성질에 따라서 약 6 ~ 20 배 정도로 팽창되어지는데, 이렇게 열에 의해서 박리 팽창된 질석이 팽창 질석이다. 팽창 질석은 저비중, 우수한 단열성 및 차음성을 가지고 있어서, 단열재, 경량 콘크리트의 골재, 흡음재 등으로 사용되고 있다.
일 실시예에 따라, 폴리 아크릴산 나트륨(203)이 확산 방지 약제(250)의 제조를 위해 이용될 수 있다. 폴리 아크릴산 나트륨(203)은 워터록(waterlock)이라고 지칭되며, 폴리 아크릴산의 나트륨 염이며, 소비자 제품에 광범위하게 적용된다. 질량의 약 100~1000배의 물을 흡수하는 능력을 가지며, 폴리 아크릴산 나트륨(203)은 주쇄에 음전하를 띤 카르복실기가 있는 음이온성 고분자 절해질이다. 폴리 아크릴산 나트륨(203)은 아크릴레이트 화합물의 사슬로 구성된 화학 중합체이다. 폴리 아크릴산 나트륨(203)은 많은 양의 물을 흡수하는 능력을 제공하는 나트륨을 함유한다. 폴리 아크릴산 나트륨(203)이 물에 용해되면, 분자의 이온 상호 작용으로 인해, 두껍고 투명한 용액이 형성될 수 있다. 폴리 아크릴산 나트륨(203)은 많은 유리한 기계적 특성을 가지고 있으며, 폴리 아크릴산 나트륨(203)의 장점들 중 일부는 우수한 기계적 안정성, 높은 내열성 및 강력한 수화를 포함한다.
일 실시예에 따라, 팽창 질석(201) 및 폴리 아크릴산 나트륨(203)의 혼합이 확산 방지 약제(250)의 제조를 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 약 1000ml의 물에 약 15g의 폴리 아크릴산 나트륨, 약 30g의 팽창 질석을 혼합하여 확산 방지 약제가 생성될 수 있다. 팽창 질석(201)은 확산 방지 약제(250)의 팽창성을 높일 수 있다. 폴리 아크릴산 나트륨(203)은 확산 방지 약제(250)의 점도성을 높일 수 있다. 팽창 질석(201)만 사용하는 경우, 모두 연소된 후, 다시 재발화 가능성이 높다. 그러나, 팽창 질석(201)에 폴리 아크릴산 나트륨(203)이 함께 혼합된 확산 방지 약제(250)가 사용되는 경우, 다시 재발화 가능성이 낮다. 이는, 폴리 아크릴산 나트륨(203)이 물에 녹았을 때 점성을 가지는 성질과 내열성이 높은 성질을 갖기 때문이다. 또한, 팽창 질석(201)과 폴리 아크릴산 나트륨(203)은 둘다 신체에 무해한 물질이며 친환경적이기에, 팽창 질석(201)에 폴리 아크릴산 나트륨(203)이 함께 혼합된 확산 방지 약제(250)는 산불 화재에 대한 소화제로 사용하기 적합하다.
도 3은 일 실시예에 따른 확산 방지 약제(예: 확산 방지 약제(250))의 성능을 평가하기 위한 실험 환경의 예를 도시한다.
도 3을 참고하면, 실험 환경(301)은 수평 지형에서 화재의 확산을 평가하기 위한 모형이다. 수평 방향(예: x축 방향)으로 약 1.5m 길이를 갖는 철판이 놓아지고, 가연물이 상기 철판을 따라 상기 수평 방향으로 놓아진다. 중앙 지점을 중심으로부터 (-)축 방향으로, 일정 거리 떨어진 위치에 팽창 질석(201)에 폴리 아크릴산 나트륨(203)이 혼합된 확산 방지 약제(250)이 배치된다. 이후, 중앙 지점에서 발생한 화재가 수평 방향으로 확산되는지 여부가 확인될 수 있다. 일 실시예에 따라, 확산 방지 약제(250)로 인해, 가연물의 일부(예: 확산 방지 약제(250)를 기준으로 (-)x축 방향에 위치한 가연물 부분)에는 화재가 확산되지 않음이 확인될 수 있다.
실험 환경(303)은 수직 방향에서 화재의 확산을 평가하기 위한 모형이다. 수직 방향(예: y축 방향)으로 약 1.5m 길이를 갖는 두 개의 철판들 각각이 수직으로 놓아지고, 가연물이 상기 철판들 각각을 따라 수직 방향으로 놓아진다. 하나의 철판의 높이 중 일부 영역에는 확산 방지 약제(250)가 배치되고, 다른 하나의 철판에는 확산 방지 약제(250)가 배치되지 않는다. 이후, 각 철판에서 밑 지점에서 발생한 화재가 수직 방향으로 확산되는지 여부가 확인될 수 있다. 일 실시예에 따라, 확산 방지 약제(250)가 배치되는 가연물의 일부(예: 확산 방지 약제(250)를 기준으로 (+)y축 방향에 위치한 가연물 부분)에는 화재가 확산되지 않음이 확인될 수 있다.
실험 환경(305)은 산불 화재의 확산을 평가하기 위한 산불 모형이다. 폴리 아크릴산 나트륨(203)과 팽창 질석(201)을 물과 혼합한 약제, 즉, 확산 방지 약제(250)가 산불 모형의 높이 중반부를 둘러쌓도록 배치될 수 있다. 산불 모형의 꼭짓점 부분에 불을 점화하여 화재가 확산되는지 여부가 확인될 수 있다. 일 실시예에 따라, 확산 방지 약제(250)가 배치되는 가연물의 일부(예: 확산 방지 약제(250)를 기준으로 낮은 높이에 위치한 가연물 부분)에는 화재가 확산되지 않음이 확인될 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 산불 화재에서 확산 방지 약제의 성능을 평가하기 위한 실험 환경의 예를 도시한다.
도 4를 참고하면, 실험 환경(400)은 3개의 산불 모형들을 포함할 수 있다. 3개의 산불 모형들은 제1 산불 모형(401), 제2 산불 모형(403), 및 제3 산불 모형(405)을 포함할 수 있다.
제2 산불 모형(403)에 불을 붙이고, 제1 산불 모형(401)의 방향(예: (-)x축 방향)으로 바람을 발생시킨다. 제1 산불 모형(401)과 제2 산불 모형(403) 사이에 확산 방지 약제(250)가 배치되면, 제2 산불 모형(403)의 불이 제1 산불 모형(401)로 확산되지 않는다. 그러나, 제3 산불 모형(405)에는 제2 산불 모형(403)의 화재가 확산될 수 있다. 제2 산불 모형(403)과 제3 산불 모형(405) 사이에 확산 방지 약제(250)가 배치되지 않기 때문이다.
폴리 아크릴산 나트륨(203)은 중합체로서 친수성 및 흡수성이 커 물에서는 서서히 녹아, 점도성이 큰 투명한 용액이 된다. 특히 점성이 커서 첨가량이 소량이어도 되고, 내열성이 커서 약300도가량까지 분해되지 않으므로 적은 양으로도 효율성이 극대화될 수 있다. 또한 팽창 질석(201)은 스티로폴과 비교할 때 절대 뒤지지 않는 보온성과 단열성을 지니고 있으며, 단열제의 가장 필수적인 조건인 불연성이므로 단열제의 주재료로 폭 넓게 사용된다.
산불, 산업단지 그리고 건물 내부 또는 외부에서의 화재가 발생할 경우, 막대한 재산과 인명 피해가 발생할 수 있다. 따라서, 도 2 내지 도 4를 통해 서술된 확산 방지 약제(250)를 통해, 화재의 확산이 조기에 방지될 수 있다. 기존의 폴리 아크릴산 나트륨과 물을 섞어서 만든 소화 약제보다, 폴리 아크릴산 나트륨(203), 물, 및 팽창 질석(201)을 추가재료로 혼합하였을 때, 보다 효과적인 점도성 팽창성을 가진 화재확산 방지 용액이 만들어질 수 있다. 따라서, 실시예들에 따른 확산 방지 약제(250)가 화재 확산 방지에 조금 더 효율적으로 사용될 수 있다.
실시예들에 있어서, 화재 확산 방지를 위한 장치는, 소화 약제를 저장하도록 구성되는 보관 구조물 방 및 상기 소화 약제를 외부로 방사하도록 구성되는 방사 기기를 포함할 수 있다. 상기 소화 약제는, (a) 폴리 아크릴산 나트륨(sodium polyacrylate); (b) 팽창 질석(expanded vermiculite); (c) 물(water)을 배합하여 이루어지될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 물의 용량 1 리터를 기준으로, 상기 폴리 아크릴산 나트륨의 단위 질량은 14.25g에서 15.75g의 범위 내이고, 상기 물 1 리터를 기준으로, 상기 팽창 질석의 질량은 24.3g에서 31.5g의 범위 내일 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 장치는, 프로세서 및 센서를 더 포함할 수 있다.
상기 센서는 온도를 검출하도록 구성되고, 상기 프로세서는, 상기 검출된 온도가 임계값 이상인 경우, 상기 소화 약제를 외부로 방사하도록 상기 방사 기기를 제어하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 폴리 아크릴산 나트륨 및 상기 팽창 질석의 비율은 1:1.9에서 1:2.1의 비율로 함유되도록 혼합될 수 있다.
실시예들에 있어서, 화재 확산 방지를 위한 소화 약제는, (a) 폴리 아크릴산 나트륨(sodium polyacrylate); (b) 팽창 질석(expanded vermiculite); (c) 물(water)을 배합하여 이루어질 수 있다. 상기 물의 용량 1 리터를 기준으로, 상기 폴리 아크릴산 나트륨의 단위 질량은 14.25g에서 15.75g의 범위 내이고, 상기 물 1 리터를 기준으로, 상기 팽창 질석의 질량은 24.3g에서 31.5g의 범위 내일 수 있다.
상술한 본 개시의 구체적인 실시예들에서, 개시에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 본 개시가 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.
한편 본 개시의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 개시의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.
Claims (5)
- 화재 확산 방지를 위한 장치에 있어서,
소화 약제를 저장하도록 구성되는 보관 구조물; 및
상기 소화 약제를 외부로 방사하도록 구성되는 방사 기기를 포함하고,
상기 소화 약제는,
(a) 폴리 아크릴산 나트륨(sodium polyacrylate);
(b) 팽창 질석(expanded vermiculite);
(c) 물(water)을 배합하여 이루어지되,
장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 물의 용량 1 리터를 기준으로, 상기 폴리 아크릴산 나트륨의 단위 질량은 14.25g에서 15.75g의 범위 내이고,
상기 물 1 리터를 기준으로, 상기 팽창 질석의 질량은 24.3g에서 31.5g의 범위 내인,
장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 장치는, 프로세서 및 센서를 더 포함하고,
상기 센서는 온도를 검출하도록 구성되고,
상기 프로세서는, 상기 검출된 온도가 임계값 이상인 경우, 상기 소화 약제를 외부로 방사하도록 상기 방사 기기를 제어하도록 구성되는,
장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 폴리 아크릴산 나트륨 및 상기 팽창 질석의 비율은 1:1.9에서 1:2.1의 비율로 함유되도록 혼합되는,
장치.
- 화재 확산 방지를 위한 소화 약제에 있어서,
(a) 폴리 아크릴산 나트륨(sodium polyacrylate);
(b) 팽창 질석(expanded vermiculite);
(c) 물(water)을 배합하여 이루어지되,
상기 물의 용량 1 리터를 기준으로, 상기 폴리 아크릴산 나트륨의 단위 질량은 14.25g에서 15.75g의 범위 내이고,
상기 물 1 리터를 기준으로, 상기 팽창 질석의 질량은 24.3g에서 31.5g의 범위 내인,
제조 방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220141899A KR20240062283A (ko) | 2022-10-28 | 2022-10-28 | 화재의 확산을 막기 위한 물질 및 제조 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220141899A KR20240062283A (ko) | 2022-10-28 | 2022-10-28 | 화재의 확산을 막기 위한 물질 및 제조 방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20240062283A true KR20240062283A (ko) | 2024-05-09 |
Family
ID=91075723
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020220141899A KR20240062283A (ko) | 2022-10-28 | 2022-10-28 | 화재의 확산을 막기 위한 물질 및 제조 방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20240062283A (ko) |
-
2022
- 2022-10-28 KR KR1020220141899A patent/KR20240062283A/ko unknown
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