미분무수 소화시스템을 이용하여 철도차량 내부 화재진압 실험을 수행하였다. 실험차량은 실물 철도차량이며, 화재시나리오는 표면화재 1종, 유류화재 1종, 그리고 미분무수 소화시스템에 의한 화재공간 내의 공간 냉각 능력을 조사하기 위한 차폐화재 1종 등 총 3종이었다. 실험에 사용된 소화시스템은 6종으로, 일정압력을 가지는 소화시스템 5종, 질소가압 압력용기로부터 분사되는 소화시스템 1종이다. 실험 결과 미분무수 소화시스템이 철도 차량 내부의 화재를 효과적으로 소화시키거나, 소화가 되지 않더라도 우수한 공간 냉각 능력으로 화재 피해를 최소화 할 수 있음을 알았다.
수십 년 동안 포소화 시스템은 산업용 소화 시스템으로 사용되고 있으나 올바른 포소화 시스템을 선택하기 위해서는 반드시 확인해야 할 것들이 있다. 매우 복잡한 포소화 시스템을 설계하고 생산하고 있는 Tycp Fire and Security's Fire Suppression Group의 포 제품 생산 매니저인 Peter Kristenson은 포소화 시스템을 선택할 때 고려해야 할 요소와 최근에 시판되고 있는 포 소화약제를 조사하였다.
미분무 소화시스템을 이용하여 철도차량 내부 화재진압 실험을 수행하였다. 실험차량은 실물 철도차량이며, 화재시나리오는 표면화재 1종, 유류화재 1종, 그리고 미분무 소화시스템에 의한 화재 공간 내의 공간 냉각 능력을 조사하기 위한 차폐화재 1종 등 총 3종이었다. 실험에 사용된 소화시스템은 6종으로, 일정압력을 가지는 소화시스템 5종, 질소가압 압력용기로부터 분사되는 소화시스템 1종이다. 실험 결과 미분무 소화시스템이 철도 차량 내부의 화재를 효과적으로 소화시키거나, 소화가 되지 않더라도 우수한 공간 냉각 능력으로 화재 피해를 최소화할 수 있음을 알았다.
도로터널에서의 미분무수 소화시스템의 화재진압 특성을 조사하기 위해 실물 터널 화재 실험을 수행하였다. 적용된 소화시스템은 압력이 3.5 bar인 저압 물분무 소화설비와 60 bar인 고압 미분무수 소화시스템이다. 미분무수 소화시스템은 물분무 소화시스템의 1/6 만큼의 소화용수량을 사용한다. 화원 (fire source)은 실물 승용차와 유류화재를 모사한 화원면적 $1.4m^2$의 헵탄 연료 팬 화재로 구성하였다. 터널 내의 환기조건을 구현하기 위해 실물모형 터널의 한쪽 끝단에 유속(0.9~3.8 m/sec 범위) 발생장치를 설치하였으며, 화원에서 하류 방향으로 터널 내 온도분포는 K-type 열전대 트리를 사용하여 측정하였다. 실험 결과 고압 미분무수 소화시스템은 B급 화재의 경우 저압 물분무 시스템과 동등한 수준의 냉각효과를 보였다.
본 연구에서는 미분무수시스템의 소화성능을 향상하기 위하여 노즐을 개발하고, 첨가제를 혼합하여 보다 높은 소화성능을 갖는 미분무수시스템을 개발하였다. 개발된 미분무수시스템의 소화성능을 분석하기 위하여 FM 5560(Approval Standard for Water Mist Systems)에 규정되어 있는 화재실험챔버를 이용하여 실험을 실시하고 소화성능을 분석하였다. 그 결과 본 연구의 미분무수시스템은 소화성능이 우수한 것으로 나타났다.
한국형 헬기 개발사업 (KHP)에서 개발 중인 한국형 기동 헬기(KUH)의 엔진실에 적용되는 소화시스템의 성능평가를 수행하였다. 사용된 소화약제는 할론 1301 이며, 국방규격에 맞게 설계 되었다. 실물모형의 엔진 목업을 제작하여 소화시스템을 배치하고, 화재 소화실험과 할론 농도 측정 실험을 수행하였다. 실험 결과 설계된 소화시스템은 엔진실 내부의 화재를 효과적으로 소화시켰으며, 국방 규격에서 요구하는 분사 시간 조건 및 농도조건을 만족함을 확인 하였다.
도로터널에서의 미분무수 소화시스템의 적용 가능성을 검토하기 위해 실물 화재 실험을 수행하였다. 적용된 화원은 실물 승용차 화재와 유류화재를 모사한 화원면적 $1.4m^2$의 heptane pool 화재이며, 기존 도로터널에 설치된 저압 물분무 시스템과 고압 미분부수 소화시스템과의 냉각효과 비교실험을 수행하였다. 도로터널 내의 환기조건을 구현하기 위해 실물모형 터널의 한 편에 터널 유속(0.9~3.8 m/sec 범위) 발생장치를 설치하였으며, 화원에서 하류 방향으로 터널 내 온도분포를 측정하였다. 실험 결과 1/5의 유량을 사용하는 고압 미분무수 소화시스템은 저압 물분무 시스템과 동등한 수준의 냉각효과를 보였다.
일반 가정이나 산업 현장에서 화재가 발생할 경우 인명 피해와 재산 피해가 막대하다고 할 수 있다. 이러한 막대한 피해를 막기 위하여 국가에서는 소화방재를 위한 법적 검토와 소방 안전교육 및 피난훈련을 실시하고 있다. 그러나 대부분의 화제 현장에서의 초기 대응은 대부분 분말소화기에 의존하고 있는 실정이다. 현재 새롭게 개발된 청정 소화약제를 활용한 고체에어로졸(fixed aerosol) 소화장치를 개발하여 화재 방지시스템을 개발하고 있다. 본 논문에서는 고체에어로졸 소화장치의 활용에 있어서 불꽃감지센서 및 열 감지센서의 데이터를 활용할 수 있고, 화재 발생 현장에 대한 현장 데이터를 원격지에서 모니터링 할 수 있는 유무선통신기반의 제어기 모듈을 개발하여 원격지 화재 현장을 보다 효율적으로 대응할 수 있는 시스템을 개발하고자 한다.
고전력 변압기에 설치되어있는 가스계 소화설비는 초기 화재에는 대응할 수 있지만 소화후 다시 발화되는 화재에 대하여는 아무런 대책이 될 수 없다. 따라서 초기 소화와 재발화된 화재의 소화 또는 재발화 방지가 가능한 소화 및 냉각시스템이 변압기에 필요할 것이다. 이러한 시스템으로 미분무수 설비가 선택되었으며, 본 연구에서는 주로 소화특성에 대하여 기술한다. 시험 대상으로 특정한 고압과 저압시스템을 선정하여 그 소화능력을 비교하였다. 변압기실은 약 $10m\times10m\times$의 공간이며 변압기의 크기는 이 공간의 $7\%$정도이다. 실물규모의 소화실험이 6개의 화재시나리오 (2개의 분무화재, 3개의 풀 화재, 1개의 흐름화재)에 의하여 수행되었으며, 고압시스템이 저압시스템에 비하여 산소희석 및 냉각효과 측면에서 우수한 소화특성을 나타내었다.
에너지와 환경을 조화시킨 자원순환형 사회의 실현을 위해 하수처리장에서도 하수열이나 소화가스 등의 미이용(未利用)네어지의 유효활용이 기대되고 있다. 소화가스는 하수처리장에서 발생하는 에너지 중에서는 큰 비중을 차지하고 있으나 소화조의 가온을 위해 사용되고 있는 정도로 반드시 유효하게 활용되고 있다고는 말할 수 없다. 또 가스엔진의 코제너레이션에 의해 유효하게 할용되고 있는 처리장도 있으나 메인터넌스 비용 등의 문제로 보급되고 있지 않은 것이 실제의 상황이다. 한편, 마이크로가스터빈은 그 구조의 심풀성 때문에 가스엔진과 비교하여 메인터너스 비용의 저감이 기대되고 있어, 소화가스를 연료로 하는 코제너레이션 시스템으로서 앞으로의 보급이 기대되는 발전시스템이다. 그래서 소화가스의 마이크로가스터빈용 연료로서의 적용을 위한 검증과 운영상의 과제를 밝힐 것을 목적으로 북견시 정화센터의 처리장 내에 설치하여 실증시험을 하고 있다. 지금까지 약 4,000시간의 운전실적에서 소화가스에 기인하는 본질적인 문제도 없고 시스템이 안정되게 동작하는 것을 확인하였다. 또한 실증시험설비에는 마이크로가스터빈의 운전상태를 24시간 리모트 감시하는 리모트감시장치를 설치하고 있는데, 운전데이터의 파악과 이상 발생시의 고장진단/기술검토에 유효하게 사용되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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