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SUMMARY
목차
제1장 국산화 압축공기포 혼합기(CAFS) 개발 15
1.1. 서론 15
1.1.1. 개발의 배경 15
1.1.2. 개발의 내용 및 범위 15
1.2. 국외 압축공기 포소화설비 16
1.2.1. 압축공기 포소화설비의 일반 16
1.2.2. 일본의 압축공기 포소화설비 27
1.2.3. 미국의 압축공기 포소화설비 49
1.2.4. 캐나다의 압축공기 포소화설비 75
1.2.5. 기타 국가의 압축공기 포소화설비 88
1.3. 국산화 압축공기 포 소화설비 91
1.3.1. 고정식 압축공기 포 소화설비 91
1.3.2. 이동식 압축공기 포 소화설비 101
제2장 국산화 압축공기 포 혼합장치 성능평가 104
2.1. 서론 104
2.1.1. 연구의 배경 104
2.1.2. 연구의 내용 및 범위 118
2.1.3. 포소화설비의 용어 정의 119
2.2. 이론 121
2.2.1. 이론적 배경 121
2.2.2. 베르누이 정리 122
2.2.3. 유량계수 산출 124
2.2.4. 압축공기포 소화성능시험 127
2.3. 포소화설비의 평가기준 130
2.3.1. 국내 포 성능시험 기준 130
2.3.2. 국외 포 성능시험 기준 139
2.4. 압축공기 포 소화성능시험 144
2.4.1. 압축공기 포 시험장치 144
2.4.2. 압축공기 포 시험시료 149
2.4.3. 압축공기 포 시험방법 153
2.4.4. 압축공기 포소화성능 예비실험 158
2.4.5. 프로포셔너 방식 포와 압축공기 포 비교 실험 163
2.4.6. 포소화약제 별 소화성능실험 168
2.4.7. 공기혼합비율에 따른 성능실험 175
2.4.8. 포헤드의 설치 위치에 따른 성능실험 182
2.5. 결론 186
참고문헌 188
첨부 191
A. 연구개발결과 활용계획서 191
B. 자체평가 의견서 201
C. 참여기업 의견서 206
D. 성과 현황 및 증빙자료 209
〈표 1.1〉 CAFS Water & Air Aspirated Foam(Source: National Interagency Wildfire Center) 18
〈표 1.2〉 Class B폼의 실험비교(4.42m 높이) 82
〈표 1.3〉 Class B폼의 실험비교(7.62m 높이) 82
〈표 1.4〉 Class A폼의 실험비교(4.42m 높이) 83
〈표 1.5〉 Water-spray와 CAFS의 변압기 실험 비교 85
〈그림 1.1〉 Schematic of Foam System 17
〈그림 1.2〉 Schematic of Compressed-Air Foam System 17
〈그림 1.3〉 Companison of foaming both CAFS and Foam System of MORITA 28
〈그림 1.4〉 YONE사의 휴대용 CAFS 35
〈그림 1.5〉 미야타사의 팩키지형 포소화설비 36
〈그림 1.6〉 나가노사의 CAFS탑재 소방펌프 자동차 47
〈그림 1.7〉 CAFS탑재 소방펌프 자동차의 각부 명칭 48
〈그림 1.8〉 ADVANTUS FOAM SYSTEM of Waterous 49
〈그림 1.9〉 AutoCAFS of Darley 57
〈그림 1.10〉 파이어플렉스의 캐비넷형 제품 78
〈그림 1.11〉 CAFS 설비의 개념도 79
〈그림 1.12〉 전형적인 CAF 밀도 80
〈그림 1.13〉 통합 압축 공기 포(ICAF) 설비 팩키지 80
〈그림 1.14〉 CAFS와 스프링클러설비의 소화후의 상황비교 81
〈그림 1.15〉 전력 변압기 보호를 위한 물 스프레이 설비와 CAF 설비 86
〈그림 1.16〉 One-Seven CAFS of GIMAX 88
〈그림 1.17〉 Poly-CAFS of Rosenbauer 89
〈그림 1.18〉 국산화 고정식 압축공기 포 소화 시스템 개략도 91
〈그림 1.19〉 PRE-MIXED TYPE 개략도 92
〈그림 1.20〉 NONE PRE-MIXED TYPE 개략도 93
〈그림 1.21〉 국산화 고정식 CAFS 전용 노즐 94
〈그림 1.22〉 국산화 고정식 CAFS 내부 구조도 95
〈그림 1.23〉 국산화 고정식 CAFS DRY FOAM 97
〈그림 1.24〉 국산화 고정식 CAFS 팽창비 97
〈그림 1.25〉 국산화 고정식 CAFS 제품 98
〈그림 1.26〉 국산화 고정식 CAFS 소화성능 비교 99
〈그림 1.27〉 국산화 고정식 CAFS 설치 예 100
〈그림 1.28〉 국산화 이동식 CAFS 101
〈그림 1.29〉 국산화 이동식 CAFS 사용 예 102
〈그림 2.1〉 국내의 위험물 탱크 포소화 시스템 106
〈그림 2.2〉 프레져 푸로포셔너(Pressure Proportioner) 방식 107
〈그림 2.3〉 라인 푸로포셔너(Line Proportioner) 방식 107
〈그림 2.4〉 펌프 푸로포셔너(Pump Proportioner) 방식 108
〈그림 2.5〉 I형 포방출구 110
〈그림 2.6〉 II형 포방출구 110
〈그림 2.7〉 특형 포방출구 110
〈그림 2.8〉 III형 포방출구 110
〈그림 2.9〉 IV형 포방출구는 반표면하 주입식 111
〈그림 2.10〉 공기압축포 시스템의 계략도 115
〈그림 2.11〉 베르누이 정리의 계략도 122
〈그림 2.12〉 오리피스 개략도 124
〈그림 2.13〉 벤츄리 개략도 126
〈그림 2.14〉 공기압축포 전용 노즐의 비교 128
〈그림 2.15〉 캐나다 NRCC 공기압축포 시험시설 129
〈그림 2.16〉 공기압축포 구성도 141
〈그림 2.17〉 캐나다 NRCC 공기압축포 성능시험 결과 142
〈그림 2.18〉 일본 NFID 공기압축포 성능시험 결과 143
〈그림 2.19〉 공기압축포의 구성도 144
〈그림 2.20〉 캐나다 국립연구소의 설계도면 145
〈그림 2.21〉 캐나다 국립연구소의 시험장면 사진 145
〈그림 2.22〉 공기압축포 개발을 위한 성능평가 시험장치 설계도면 146
〈그림 2.23〉 용기직경에 따른 액면하강속도 154
〈그림 2.24〉 4단위 소화성능실험 복사열측정 결과 (예비실험) 158
〈그림 2.25〉 4단위 소화성능실험 열전대측정 결과 (예비실험) 159
〈그림 2.26〉 4단위 소화성능실험 방출압력측정 결과 (예비실험) 159
〈그림 2.27〉 8단위 소화성능실험 복사열측정 결과 (예비실험) 161
〈그림 2.28〉 8단위 소화성능실험 열전대측정 결과 (예비실험) 162
〈그림 2.29〉 8단위 소화성능실험 방출압력측정 결과 (예비실험) 162
〈그림 2.30〉 20단위 소화성능실험 복사열측정 결과 (프로포셔너 방식) 164
〈그림 2.31〉 20단위 소화성능실험 열전대측정 결과 (프로포셔너 방식) 164
〈그림 2.32〉 20단위 소화성능실험 복사열측정 결과 (혼합공기비율 1:4) 167
〈그림 2.33〉 20단위 소화성능실험 열전대측정 결과 (혼합공기비율 1:4) 167
〈그림 2.34〉 20단위 소화성능실험 복사열측정 결과 (계면활성제포 I, 혼합공기비율 1:4)(내용없음) 13
〈그림 2.35〉 20단위 소화성능실험 복사열측정 결과 (계면활성제포 I, 혼합공기비율 1:4) 169
〈그림 2.36〉 20단위 소화성능실험 열전대측정 결과 (계면활성제포 I, 혼합공기비율 1:4) 169
〈그림 2.37〉 20단위 소화성능실험 복사열측정 결과 (포방사량 140L/min) (계면활성제포 I, 혼합공기비율 1:4) * 화재진압성능실험 실패 170
〈그림 2.38〉 20단위 소화성능실험 열전대측정 결과 (포방사량 140L/min) (계면활성제포 I, 혼합공기비율 1:4) * 화재진압성능실험 실패 170
〈그림 2.39〉 20단위 소화성능실험 복사열측정 결과 (계면활성제포II, 혼합공기비율 1:4) 172
〈그림 2.40〉 20단위 소화성능실험 열전대측정 결과 (계면활성제포II, 혼합공기비율 1:4) 172
〈그림 2.41〉 포소화약제 별 소화성능실험 결과 그래프) 174
〈그림 2.42〉 20단위 소화성능실험 복사열측정 결과 (수성막포, 혼합공기비율 1:4) 176
〈그림 2.43〉 20단위 소화성능실험 열전대측정 결과 (수성막포, 혼합공기비율 1:4) 176
〈그림 2.44〉 20단위 소화성능실험 복사열측정 결과 (수성막포, 혼합공기비율 1:7) 178
〈그림 2.45〉 20단위 소화성능실험 열전대측정 결과 (수성막포, 혼합공기비율 1:7) 178
〈그림 2.46〉 20단위 소화성능실험 복사열측정 결과 (수성막포, 혼합공기비율 1:10) 180
〈그림 2.47〉 20단위 소화성능실험 열전대측정 결과 (수성막포, 혼합공기비율 1:10) 180
〈그림 2.48〉 공기혼합비율에 따른 성능실험 결과 그래프 181
〈그림 2.49〉 20단위 소화성능실험 복사열측정 결과 (혼합공기비율 1:7, 포헤드 4.5m) 183
〈그림 2.50〉 20단위 소화성능실험 열전대측정 결과 (혼합공기비율 1:7, 포헤드 4.5m) 183
〈그림 2.51〉 20단위 소화성능실험 복사열측정 결과 (혼합공기비율 1:7, 포헤드 3.5m) 185
〈그림 2.52〉 20단위 소화성능실험 열전대측정 결과 (혼합공기비율 1:7, 포헤드 3.5m) 185
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I. 연구제목
압축공기포 혼합장치 개발
II. 연구목적
1. 협소한 공간 및 폐쇄 공간의 유류화재 시 소량의 소화수와 포 용액으로 화재 지역에 고팽창, 안정성, 균질성을 갖는 포를 고속으로 주입하여 단 시간에 화재를 진압하여 인명 및 재산 피해를 최소화 할 수 있는 압축공기포 혼합장치의 개발
2. 국내 최초로 개발되는 압축공기포 혼합장치의 성능 시험 및 문제점 개선을 통한 신기술 개발
3. 압축공기와 포 수용액의 혼합비율을 최적화 시키는 혼합장치를 개발하여 다양한 형태의 포 소화설비 제공
4. 압축공기포에 대한 UL-162시험평가 방법을 도입 국내 소방검정 기술의 세계화 및 소방설비의 최적화
III. 연구내용
1. 국내외 유류 생산, 취급, 저장 시설 등에 대한 포 소화설비 적용현황 분석
2. 압축공기포 혼합장치 개발과 기존 프로포셔너 방식의 포 혼합장치에 대한 성능비교
3. 최근 해외에서 개발 또는 상용화된 압축공기포 소화설비 관련 시스템의 종류 및 특성 분석
4. 기존 포 혼합장치와 압축공기포를 이용한 수성막포, 계면 활성포 등의 발포 및 소화성능 평가
5. 해외 압축공기포 전용방식에 진화하여 순수 국내 기술의 압축공기포 혼합기 개발
6. 압축공기포 혼합기 개발에 따른 다양한 형태의 포소화설비 및 새로운 소방기구 인증기준안 개발
IV. 주요 연구성과
1. 압축공기포 혼합기의 국내 전문기술을 확보함으로서 국가화재안전기준-105 개정에 효율성 기여
2. 압축공기포와 기존의 포소화설비 등 다양한 형태 소방설비 기술 확보로 효과적인 방호시스템 구축
3. 국내 최초의 압축공기포혼합장치 개발로 압축공기포의 국내 제도권 도입으로 수입대체효과 및 수출효과
4. 압축공기포 혼합기의 성능평가 실험을 통한 해외 인증기술 확보 및 소방산업의 과학적 근거 자료제공
5. 중국, 아시아지역 등에 대한 압축공기포 소방시장 선점 및 대외 수출 확대에 따른 소방시장 활성화
6. 국내 소방시장 육성 및 다각화에 따른 국가 경쟁력 확보와 안전강국 이미지 향상에 기여
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원문구축 및 2018년 이후 자료는 524호에서 직접 열람하십시요.
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