KR20180034542A

KR20180034542A - 화재 진압 방법

Info

Publication number: KR20180034542A
Application number: KR1020187005349A
Authority: KR
Inventors: 마크 엘. 로빈
Original assignee: 더 케무어스 컴퍼니 에프씨, 엘엘씨
Priority date: 2015-07-31
Filing date: 2016-07-25
Publication date: 2018-04-04
Also published as: WO2017023591A1; US20170028240A1; SG10202000888XA; EP3328508A1

Abstract

연소 물질(burning material)에서 화재를 진압하는 방법으로서, 화재 진압 방법은 (a) 질소, 아르곤 및 이산화탄소, 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 불활성 가스, 및 (b) 플루오로올레핀, 하이드로플루오로올레핀, 하이드로클로로플루오로올레핀 및 하이드로브로모플루오로올레핀, 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 플루오로올레핀 화합물을 상기 연소 물질로 전달하는 단계를 포함하며, (a) 및 (b)는 화재를 소화하기에 충분한 합계 농도로 전달된다.

Description

화재 진압 방법

본 발명은 일반적으로 소화(fire extinguishing) 조성물 및 소화 조성물을 보호되는 위험 구역으로 또는 그 안으로 전달하는 방법의 분야에 관한 것이다.

다양한 소방(firefighting) 제제 및 방법이 알려져 있으며 화재의 크기, 위치 및 관련된 가연성 물질의 유형과 같은 요인에 따라 특정 화재에 대해 선택될 수 있다. 할로겐화 탄화수소 소방 제제가, 폐쇄된 구역 내에 숨 쉴 수 있는 대기를 남겨두는 화재 예방 응용, 인클로저(enclosure)를 유효량의 제제로 완전히 채우는 ("플러딩(flooding)하는") 전역 플러딩(total flooding) 응용 (예를 들어, 전산실, 저장 볼트(storage vault), 전기통신 스위칭 기어 룸(telecommunications switching gear room), 도서관, 문서 보관소(document archive), 석유 파이프라인 펌핑 스테이션(pumping station) 등), 또는 제제가 화재 위치로 향하는 스트리밍 응용 (예를 들어, 시판되는 핸드-헬드(hand-held) 소화기)을 포함하는 응용에서 화재 예방 산업에 전통적으로 이용되어 왔다. 그러한 소화제(extinguishing agent)는 효과적일 뿐만 아니라, 물과는 달리 "클린(clean) 소화제"로서 기능하여, 인클로저 또는 그의 내용물에 손상을 (있다 하더라도) 거의 주지 않는다.

가장 일반적으로 사용되는 할로겐화 탄화수소 소화제는 브롬-함유 화합물인 브로모트라이플루오로메탄 (CF₃Br, 하론(Halon)1301) 및 브로모클로로다이플루오로메탄 (CF₂ClBr, 하론1211)이었다. 이들 브롬-함유 할로카본은 화재를 소화하는 데 매우 효과적이며, 휴대용 스트리밍 장비로부터 또는 수동으로 또는 몇몇 화재 감지 방법에 의해 작동되는 자동 전역 플러딩 시스템(automatic total flooding system)으로부터 분배될 수 있다. 그러나, 그의 분자 구조 내의 Br 및 Cl 원자의 존재로 인해, 이들 화합물은 성층권 오존의 파괴 ("오존 고갈")와 연관되어 왔다. 몬트리올 의정서 및 그의 부속 개정안은 하론1211 및 하론1301 생산을 중단할 것을 명령하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 성층권 오존의 고갈로 이어지지 않는 소화 방법을 제공하는 것이다.

따라서, 본 분야에서는 보통 사용되는 브롬-함유 소화제에 대한 대용물 또는 대체물이 필요하다. 그러한 대용물은 오존 파괴 지수(ozone depletion potential; ODP)가 낮아야 하고; 화재, 예를 들어, 클래스 A (쓰레기, 목재, 또는 종이), 클래스 B (인화성 액체 또는 그리스), 및/또는 클래스 C (통전된 전기 장비) 화재를 효율적으로 소화, 제어, 및 예방하는 능력을 가져야 하고; "클린 소화제"이어야 하며, 즉, 전기적으로 비-전도성이어야 하고, 휘발성 또는 가스상이어야 하고, 사용 후에 잔류물을 남기지 않아야 한다. 바람직하게는, 대용물은 또한 독성이 낮고, 공기 중에서 인화성 혼합물을 형성하지 않고, 소화 응용에서의 사용을 위해 허용가능한 열안정성 및 화학 안정성을 가질 것이다. 또한, 적합한 하론 대체물은 기후 변화에 대한 영향을 최소한으로 나타내어야 하며, 즉 지구 온난화에 크게 기여하지 않아야 하며, 이는 낮은 지구 온난화 지수(global warming potential; GWP)에 의해 특징지어진다.

문헌[M. L. Robin, "Halogenated Fire Suppression Agents", in Halon Replacements: Technology and Science, A. W. Miziolek and W. Tsang, eds., ACS Symposium Series 611, American Chemical Society, Washington, D.C., August 1994, Chapter 9]에 기재된 바와 같이, 다양한 상이한 플루오르화 탄화수소가 소방 제제로서 사용하기 위해 제안되어 왔다. 예를 들어, 하이드로브로모플루오로카본 (HBFC) 및 하이드로클로로플루오로카본 (HCFC)이 하론 제제에 대한 대용물로서 제안되어 왔다. 소화제로서 효과적이며 하론 제제에 비해 더 낮은 ODP를 특징으로 하지만, HBFC 및 HCFC는 여전히 성층권 오존의 파괴에 기여하며, 그 결과로 그들의 사용 및 생산은 단계적으로 중단되도록 예정되었다.

미국 특허 제5,124,053호에는, 소화제로서의 하이드로플루오로카본 (HFC)의 사용이 개시되어 있다. HFC는 효율적인 화재 진압, 0의 ODP, 낮은 독성을 특징으로 하며, 또한 "클린" 제제이어서 사용 후에 잔류물을 남기지 않는다. 그러나, HFC는 중간 GWP를 특징으로 하며 따라서 지구 온난화에 다소 기여한다.

따라서, 본 발명의 목적은 지구 온난화에 크게 기여하지 않는 소화 방법을 제공하는 것이다.

플루오로올레핀은, 나파(Nappa) 등의 미국 특허 제8,287,752호에 기재된 바와 같이, 소방 제제로서 사용하기 위해 제안되어 왔다. 예를 들어, 화학식 E- 또는 Z-R₁CH=CHR₂ (여기서, R₁ 및 R₂는, 독립적으로, C1 내지 C6 퍼플루오로알킬 기임)의 플루오로올레핀 - 상기 적어도 하나의 플루오로올레핀은 지구 온난화 지수가 약 50 미만이고, 상기 화염 진압 조성물은 오존 파괴 지수가 0.05 이하임 - 이 하론 제제에 대한 대용물로서 제안되어 왔다.

일 실시 형태에서, 연소 물질(burning material)에서 화재를 진압하는 플러딩 방법이 개시되는데, 본 방법은 (a) 불활성 가스 및 (b) 하이드로플루오로올레핀, 하이드로클로로플루오로올레핀, 하이드로브로모플루오로올레핀, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되고 별도의 용기 내에 압축 액체로서 저장된 플루오로올레핀을 상기 연소 물질로 전달하는 단계를 포함하며, (a) 및 (b)는 화재를 소화하기에 충분한 합계 농도로 전달되고, 불활성 가스 (a)는 5% v/v 이상의 농도로 상기 연소 물질로 전달되고, 화합물 (b)는 1% v/v 이상의 농도로 상기 연소 물질로 전달되는 방법이 개시된다.

상기의 일반적인 설명 및 하기의 상세한 설명은 단지 예시적이고 설명적이며, 첨부된 청구범위에 정의된 바와 같이 본 발명을 제한하지 않는다.

일 실시 형태에서, 연소 물질에서 화재를 진압하는 플러딩 방법이 개시되는데, 본 방법은 (a) 불활성 가스 및 (b) 하이드로플루오로올레핀, 하이드로클로로플루오로올레핀, 하이드로브로모플루오로올레핀, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되고 별도의 용기 내에 압축 액체로서 저장된 플루오로올레핀을 상기 연소 물질로 전달하는 단계를 포함하며, (a) 및 (b)는 화재를 소화하기에 충분한 합계 농도로 전달되고, 불활성 가스 (a)는 5% v/v 이상의 농도로 상기 연소 물질로 전달되고, 화합물 (b)는 1% v/v 이상의 농도로 상기 연소 물질로 전달되는 방법이 개시된다.

많은 태양 및 실시 형태가 상기에 기재되어 있고 이는 단순히 예시적이며 비제한적이다. 본 명세서를 읽은 후에, 숙련자는 다른 태양 및 실시 형태가 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이 가능함을 이해하게 된다.

본 발명의 원리에 대한 이해를 증진하기 위해, 이제 본 발명의 바람직한 실시 형태를 참조할 것이며 구체적인 용어가 이를 기술하는 데 사용될 것이다. 그럼에도 불구하고, 본 발명의 범주를 제한하려는 의도는 아니며, 본 발명과 관련된 분야의 숙련자에게는 본 명세서에 기재된 바와 같은 본 발명의 원리의 그러한 변경, 추가적인 수정 및 응용이 일반적으로 일어날 것으로 고려된다는 것이 이해될 것이다.

본 발명에 따르면, 하이브리드 플루오로올레핀/불활성 가스 소화 시스템의 사용은 상기에 기재된 문제들을 없애거나 현저히 감소시키는 것으로 밝혀졌다.

본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 적합한 실린더에 저장된 플루오로올레핀 화재 진압 제제 및 적합한 제2 실린더에 저장된 불활성 가스 화재 진압 제제로 이루어진 시스템을 포함하는 소화 방법이 제공된다. 플루오로올레핀 실린더 및 불활성 가스 실린더 둘 모두는 보호되는 위험물(hazard) 내에 위치된 배출 노즐에 적절한 배관 및 밸브를 통해 연결된다. 화재 감지 시에, 진압 시스템이 작동된다. 본 발명의 일 실시 형태에서, 플루오로올레핀 제제 및 불활성 가스 제제는 그들 각각의 저장 실린더로부터 동시에 방출되어, 보호되는 위험물로 플루오로올레핀 및 불활성 가스가 동시에 전달되게 한다. 전형적인 감지 시스템, 예를 들어 연기 감지기, 적외선 감지기, 공기 샘플링 감지기 등이 진압 시스템을 작동시키는 데 사용될 수 있으며, 위험물에 적절하다고 간주되는 경우 감지와 제제 전달 사이의 지연이 이용될 수 있다. 본 발명의 추가의 실시 형태에서, 화재 감지 시에 불활성 가스 제제가 먼저 인클로저로 전달되고, 플루오로올레핀 제제는 나중에, 즉 특정 화재 시나리오(scenario)의 필요에 따라 불활성 가스 방출 동안 또는 방출 후에 전달된다.

본 발명에 따라 달성되는 바와 같이, "플러딩" 방법을 사용하는 소화는 화재가 감지된 전체 인클로저 또는 공간(room)을 플러딩하기에 충분한 소화제(들)를 제공하는 것으로 이해되어야 한다. 인클로저 내의 가스들의 완전한 혼합을 가정하면, 연소 물질에서의 소화제(들)를 포함하는 가스들의 조성은 인클로저 내의 임의의 다른 위치에서의 가스들의 조성과 동일하다. 그러나, 명확하게는, 화재가 소화될 수 있는지의 여부를 결정하는 것은 연소 물질에서의 가스들의 조성이고, 소화 과정 초기에는 인클로저에서의 가스들의 혼합이 균질하지 않을 수 있기 때문에, 첨부된 청구범위는 "연소 물질에서의" 가스 조성을 언급한다.

플루오로올레핀 제제는, 배관 시스템을 통해 제제가 전달되도록 딥 튜브(dip tube)가 장착된 통상적인 화재 진압 제제 저장 실린더 내에 저장될 수 있다. 이는 업계 전반에서 잘 알려져 있으며 널리 실행되기 때문에, 실린더 내의 플루오로올레핀 제제는 질소 또는 다른 불활성 가스와 함께 전형적으로 360 또는 600 psig의 수준으로 초가압될 수 있다. 대안적으로, 플루오로올레핀 제제는 가압 시스템에 연결된 적합한 실린더 내에 순수한 물질로서 저장될 수 있다. 플루오로올레핀 제제는 주위 온도에서 그의 자체 평형 증기압 하에서 저장 실린더 내에 순수한 액화 압축 가스로서 저장되고, 화재 감지 시에, 플루오로올레핀 제제 실린더는 적합한 수단에 의해 가압되며, 일단 원하는 수준으로 가압되면 제제 전달이 작동된다. 인클로저로 화재 진압 제제를 전달하는 그러한 "피스톤 유동"(piston flow) 방법, 및 본 발명에 따라 유용한 퍼플루오로카본 및 하이드로클로로플루오로카본을 포함하는 추가적인 화재 진압 제제는 본 명세서에 참고로 포함된 로빈(Robin) 등의 미국 특허 제6,112,822호 (2000.09.05)에 기재되어 있다.

본 발명에 따라 유용한 구체적인 플루오로올레핀 제제에는 (1) 화학식 E- 또는 Z-R₁CH=CHR₂ (여기서, R₁ 및 R₂는, 독립적으로, C1 내지 C6 퍼플루오로알킬 기임)의 하이드로플루오로올레핀 화합물, (2) 하이드로클로로플루오로올레핀 화합물 및 (3) 하이드로브로모플루오로올레핀, 및 이들의 혼합물이 포함된다.

본 발명에 따른 구체적인 하이드로플루오로올레핀 화합물에는 E 및 Z-CF₃CH=CHCF₃, E 및 Z-CF₃CH=CHCF₂CF₃, E 및 Z-(CF₃)₂CFCH=CHF, E 및 Z-(CF₃)₂CFCF=CHF, E 및 Z-(CF₃)₂CH=CHCF₃, E 및 Z-CF₃CF₂CH=CHF, E 및 Z-CF₃CF₂CF=CHF, 및 CF₃CH=CHF 및 이들의 혼합물이 포함된다.

본 발명에 따른 구체적인 하이드로클로로플루오로올레핀 화합물에는 E 및 Z-CF₃CH=CHCl 및 CF₃CCl=CH₂, 및 이들의 혼합물이 포함된다.

본 발명에 따른 구체적인 하이드로브로모플루오로올레핀 화합물에는 E 및 Z-CF₃CH=CHBr 및 CF₃CBr=CH₂, 및 이들의 혼합물이 포함된다.

본 발명에 따라 유용한 구체적인 불활성 가스에는 질소, 아르곤, 헬륨, 이산화탄소, 및 이들의 혼합물이 포함된다.

통상적인 불활성 가스 소화 시스템과는 달리, 본 발명은 불활성 가스를 소화에 이용하는 것이 아니라, 소화에 필요한 것보다 낮은 농도로 불활성 가스를 이용한다. 본 발명은 불활성 가스 제제를 소화 그 자체 이외의 것을 위해 이용하기 때문에, 불활성 가스 제제는 소화에 필요한 높은 농도로 이용될 필요가 없다. 더 낮은 불활성 가스 농도를 사용하면, 위험물의 보호에 더 적은 수의 불활성 가스 실린더가 필요하기 때문에, 전체 시스템 비용이 감소된다. 더 적은 수의 불활성 가스 실린더가 필요하기 때문에, 실린더를 수용하는 데 더 작은 저장 공간이 필요하다. 더 적은 불활성 가스 제제가 인클로저 내로 방출되기 때문에, 인클로저 내에서 발생되는 압력이 감소되고, 인클로저 내의 산소 수준이 독성 수준으로 감소되지 않는다.

연소 물질에서 화재를 진압하는 플러딩 방법의 일 실시 형태에서, 불활성 가스는 5% v/v 이상의 농도로 연소 물질로 전달되고 플루오로올레핀은 1% v/v 이상의 농도로 연소 물질로 전달된다.

화재를 진압하는 플러딩 방법의 다른 실시 형태에서, 불활성 가스는 5% 내지 53% v/v의 농도로 연소 물질로 전달되고 플루오로올레핀은 1% 내지 6% v/v의 농도로 연소 물질로 전달된다.

화재를 진압하는 플러딩 방법의 또 다른 실시 형태에서, 불활성 가스는 5% 내지 34% v/v의 농도로 연소 물질로 전달되고 플루오로올레핀은 3% 내지 9% v/v의 농도로 연소 물질로 전달된다.

화재를 진압하는 플러딩 방법의 또 다른 실시 형태에서, 불활성 가스는 5% 내지 24% v/v의 농도로 연소 물질로 전달되고 플루오로올레핀은 3% 내지 9% v/v의 농도로 연소 물질로 전달된다.

화재를 진압하는 플러딩 방법의 또 다른 실시 형태에서, 불활성 가스는 5% 내지 53% v/v의 농도로 연소 물질로 전달되고 플루오로올레핀은 1% v/v 이상의 농도로 연소 물질로 전달된다.

화재를 진압하는 플러딩 방법의 또 다른 실시 형태에서, 불활성 가스는 5% 내지 34% v/v의 농도로 연소 물질로 전달되고 플루오로올레핀은 1% v/v 이상의 농도로 연소 물질로 전달된다.

화재를 진압하는 플러딩 방법의 또 다른 실시 형태에서, 불활성 가스는 5% 내지 24% v/v의 농도로 연소 물질로 전달되고 플루오로올레핀은 1% v/v 이상의 농도로 연소 물질로 전달된다.

화재를 진압하는 플러딩 방법의 또 다른 실시 형태에서, 불활성 가스는 8% 내지 20% v/v의 농도로 연소 물질로 전달되고 플루오로올레핀은 1% v/v 이상의 농도로 연소 물질로 전달된다.

화재를 진압하는 플러딩 방법의 또 다른 실시 형태에서, 불활성 가스는 53% v/v 이하의 농도로 연소 물질로 전달되고 플루오로올레핀은 1% v/v 이상의 농도로 연소 물질로 전달된다.

화재를 진압하는 플러딩 방법의 또 다른 실시 형태에서, 불활성 가스는 5% v/v 이상의 농도로 연소 물질로 전달되고 플루오로올레핀은 1% 내지 6% v/v의 농도로 연소 물질로 전달된다.

화재를 진압하는 플러딩 방법의 다른 실시 형태에서, 불활성 가스 및 플루오로올레핀은 연소 물질에서의 산소 농도를 부피/부피 기준으로 20% 미만으로 감소시키기에 충분한 양으로 연소 물질로 전달된다.

화재를 진압하는 플러딩 방법의 또 다른 실시 형태에서, 불활성 가스 및 플루오로올레핀은 연소 물질에서의 산소 농도를 부피/부피 기준으로 16% 내지 20%의 범위로 감소시키기에 충분한 양으로 연소 물질로 전달된다.

상기의 이점에 더하여, 본 발명은 통상적인 플루오로올레핀 화재 진압 시스템의 경우에 필요한 것보다 예상외로 더 낮은 플루오로올레핀 농도에서 소화를 제공하는 것으로 밝혀졌다. 이는, 플루오로올레핀 제제는 고가이고 플루오로올레핀 화재 진압 시스템의 비용의 대부분을 차지하기 때문에, 현저하게 낮아진 전체 시스템 비용을 야기한다.

본 발명은 하기의 구체적인 실시예를 참조하여 추가로 기술될 것이다. 그러나, 이들 실시예는 본질적으로 예시적인 것이지 제한적이지 않은 것으로 이해될 것이다.

실시예 1

문헌[M. Robin and Thomas F. Rowland, "Development of a Standard Cup Burner Apparatus: NFPA and ISO Standard Methods, 1999 Halon Options Technical Working Conference, Apr. 27-29, 1999, Albuquerque, N.Mex]에 기재된 바와 같이, 컵 버너(cup burner) 장치에서 n-헵탄 화염의 소화에 필요한 E-(CF₃)₂CFCH=CHF (E-1,3,4,4,4-펜타플루오로-3-트라이플루오로메틸-1-부텐, E-HFO-1438ezy)의 농도에 대한 산소 수준 감소의 영향을 시험하였다. 컵 버너 방법은 가스상 소화제의 소화 농도를 결정하는 표준 방법이며, 미국 국내 및 국제 화재 진압 표준 둘 모두, 예를 들어 클린 제제 소화 시스템(Clean Agent Fire Extinguishing System)에 대한 NFPA 2001 표준 및 ISO 14520: 가스상 소화 시스템(Gaseous Fire-Extinguishing System)에 채택되었다. 산소, 질소 및 E-HFO-1438ezy의 혼합물은 28 mm (OD) 연료 컵 주위로 85 mm (ID) 파이렉스(Pyrex) 연통(chimney)을 통해 유동하였다. 연통은 533 mm 길이의 85 mm ID 유리 파이프로 이루어졌다. 컵은 45도 각도로 연마된 내부 에지(inner edge)를 가졌다. 와이어 메시 스크린 및 3 mm (OD) 유리 비드의 76 mm (3 인치) 층을 이용하여 공기, 질소 및 E-HFO-1438ezy의 철저한 혼합을 제공하였다. n-헵탄을 실험실 잭(jack)에 장착된 250 mL 분별 깔때기로 이루어진 액체 연료 저장조로부터 컵 버너로 중력 공급하여, 컵 내에 조정가능하고 일정한 액체 연료 수준을 가능하게 하였다. 연료를 프로판 미니-토치로 점화하고, 연통을 장치 상에 놓고, 산소 및 질소 유동을 개시하였다. 이어서, 컵의 연마된 내부 에지가 완전히 덮이도록 연료 수준을 조정하였다. 90초의 예비연소 기간을 두었고, E-HFO-1438ezy 유동의 증가 사이에 10초의 대기 기간을 두고 산소/질소 스트림 내의 E-HFO-1438ezy 농도를 작은 증분으로 증가시켰다. 화염 진화 후에, 사용된 연료를 배출하고, 새 연료로 시험을 수회 반복하였다. 화염 진화 직후에, 컵의 주둥이 근처 지점에서 가스 스트림의 샘플을 정밀 가스 시린지에 수집하였다. 이어서, 샘플을 가스 크로마토그래피 분석하였다. 표준물을 준비하여 보정을 수행하였다. 결과는 표 1에 나타나 있다.

[표 1]

표 1의 결과는 통상적인 불활성 가스 또는 하이드로플루오로올레핀 진압 시스템과 비교하여 낮아진 양의 불활성 가스 및 하이드로플루오로올레핀 제제 둘 모두를 사용하여 화염 소화가 달성됨을 나타낸다. n-헵탄 화염을 질소 단독으로 소화하기 위해서는 32.2% v/v 질소의 질소 농도가 필요할 것이다 [NFPA 2001, 표 A.5.4.2(a)]. 본 발명의 불활성 가스와 하이드로플루오로올레핀 제제의 조합을 이용하면, 예를 들어 산소 농도가 18.3% v/v로 감소된 실행 3의 조건 하에, 12.4% v/v (O₂함량을 20.9 ― 20.9*12.4 = 18.3%로 감소시킴)의 질소 첨가 농도 및 3.0%의 E-HFO-1438ezy 농도에서 소화가 제공된다. 따라서, 질소 및 E-HFO-1438ezy 둘 모두에 대한 요건은 어느 하나를 단독으로 사용하는 것에 비해 현저히 감소되었고, 이는 사람들에게 위험한 대기 조건을 피하면서 전체 시스템 비용을 상당히 감소시킬 것이다.

실시예 2

E-CF₃CH=CHCF₃ (E-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐, E-HFO-1336mzz)을 하이드로플루오로올레핀 제제로서 이용하여, 실시예 1을 반복하였다. 결과가 표 2에 나타나 있으며, 본 발명을 사용하면 불활성 가스 및 하이드로플루오로올레핀 제제 둘 모두의 요건이 통상적인 시스템에 비해 감소됨을 알 수 있다.

[표 2]

실시예 3

E-CF₃CH=CHCl (E-1-클로로-3,3,3-트라이플루오로프로펜, E-HCFO-1233zd)을 하이드로클로로플루오로올레핀 제제로서 이용하여, 실시예 1을 반복하였다. 결과가 표 3에 나타나 있으며, 본 발명을 사용하면 불활성 가스 및 하이드로플루오로올레핀 제제 둘 모두의 요건이 통상적인 시스템에 비해 감소됨을 알 수 있다.

[표 3]

실시예 4

E-(CF₃)₂CFCH=CHF (E-1,3,4,4,4-펜타플루오로-3-트라이플루오로메틸-1-부텐, E-HFO-1438ezy)를 하이드로플루오로올레핀으로서 이용하고 질소 대신에 이산화탄소를 이용하여, 실시예 1을 반복하였다. 결과가 표 4에 나타나 있으며, 본 발명을 사용하면 불활성 가스 및 하이드로플루오로올레핀 제제 둘 모두의 요건이 통상적인 시스템에 비해 감소됨을 알 수 있다. 이산화탄소 그 자체에 의한 n-헵탄 화염의 소화는 28% v/v CO₂를 필요로 할 것이다 [NFPA 12, 표 5.3.2.2].

[표 4]

실시예 5

E-HFO-1336mzz를 하이드로플루오로올레핀으로서 이용하여, 실시예 4를 반복한다. 결과가 표 5에 나타나 있으며, 본 발명을 사용하면 불활성 가스 및 하이드로플루오로올레핀 제제 둘 모두의 요건이 통상적인 시스템에 비해 감소됨을 알 수 있다. 이산화탄소 그 자체에 의한 n-헵탄 화염의 소화는 28% v/v CO₂를 필요로 할 것이다 [NFPA 12, 표 5.3.2.2].

[표 5]

실시예 6

E-HCFO-1233zd를 하이드로클로로플루오로올레핀으로서 이용하여, 실시예 4를 반복하였다. 결과가 표 5에 나타나 있으며, 본 발명을 사용하면 불활성 가스 및 하이드로클로로플루오로올레핀 제제 둘 모두의 요건이 통상적인 시스템에 비해 감소됨을 알 수 있다. 이산화탄소 그 자체에 의한 n-헵탄 화염의 소화는 28% v/v CO₂를 필요로 할 것이다 [NFPA 12, 표 5.3.2.2].

[표 6]

표 1 내지 표 6의 분석은, 이들 화재의 소화가 (1) 산소 농도를 소정 수준으로 감소시키기에 충분한 양의 불활성 가스 및 (2) 불활성 가스와 조합시 화재의 소화를 제공하기에 충분한 농도의 양의 플루오로올레핀 제제를 화재로 전달함으로써 달성됨을 나타낸다.

화재시, 약 10% 내지 약 20% v/v 산소, 바람직하게는 약 14% 내지 20% v/v 산소, 및 더욱 바람직하게는, 인간 활동이 손상되지 않는 대기를 제공하기 위해, 약 16% 내지 약 20% v/v 산소의 범위의 수준으로 산소를 감소시키기에 충분한 불활성 가스가 전달된다.

21% v/v 산소의 주위 산소 수준을 가정하면, 10% 내지 20% 산소로의 감소는 약 52.4 내지 4.8% v/v의 불활성 가스 농도를 필요로 할 것이다. 14% 내지 20% v/v로의 산소 수준의 감소는 33.3 내지 4.8%의 불활성 가스 농도를 필요로 할 것이다. 16% 내지 20% v/v로의 산소 수준의 감소는 23.8 내지 4.8%의 불활성 가스 농도를 필요로 할 것이다.

소화에 필요한 플루오로올레핀의 농도는 이용되는 특정 플루오로올레핀에 따라 좌우된다. 예를 들어, 표 1로부터, E-HFO-1438ezy의 경우에, 필요한 농도는 약 1% 내지 6% v/v, 바람직하게는 2% 내지 6%, 및 가장 바람직하게는 약 3% 내지 4% v/v의 범위임을 알 수 있다.

일반적인 설명 또는 실시예에서 상기에 기재된 모든 작용이 요구되지는 않으며, 특정 작용의 일부가 요구되지 않을 수 있고, 기재된 것에 부가하여 하나 이상의 추가의 작용이 수행될 수 있음을 유의한다. 또한, 작용들이 열거된 순서는 반드시 그들이 수행되는 순서는 아니다.

전술한 명세서에서, 구체적인 실시 형태를 참조하여 개념들이 기재되었다. 그러나, 당업자는 하기의 청구범위에 기술되는 바와 같은 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변경이 이루어질 수 있음을 이해한다. 따라서, 명세서 및 도면은 제한적이 아닌 예시적인 의미로 간주되어야 하며, 모든 그러한 수정은 본 발명의 범주 내에 포함되도록 의도된다.

이득, 다른 이점, 및 문제 해결책이 특정 실시 형태와 관련하여 상기에 기재되었다. 그러나, 이득, 이점, 문제 해결책, 및 임의의 이득, 이점, 또는 해결책을 유발하거나 더 명확해지게 할 수 있는 임의의 특징(들)은 임의의 또는 모든 청구범위의 중요하거나, 요구되거나, 필수적인 특징으로서 해석되어서는 안 된다.

명확함을 위해 별개의 실시 형태들과 관련하여 본 명세서에 기재된 소정 특징들이 조합되어 단일 실시 형태로 또한 제공될 수 있음이 이해되어야 한다. 역으로, 간략함을 위해 단일 실시 형태와 관련하여 기재된 다양한 특징들이 별개로 또는 임의의 하위 조합으로 또한 제공될 수 있다. 또한, 범위로 기술된 값들의 언급은 그 범위 내의 각각의 값 그리고 모든 값을 포함한다.

Claims

연소 물질(burning material)에서 화재를 진압하는 플러딩(flooding) 방법으로서, (a) 불활성 가스 및 (b) 하이드로플루오로올레핀, 하이드로클로로플루오로올레핀, 하이드로브로모플루오로올레핀, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되고 별도의 용기 내에 압축 액체로서 저장된 플루오로올레핀을 상기 연소 물질로 전달하는 단계를 포함하며, (a) 및 (b)는 화재를 소화하기에 충분한 합계 농도로 전달되고, 불활성 가스 (a)는 5% v/v 이상의 농도로 상기 연소 물질로 전달되고, 화합물 (b)는 1% v/v 이상의 농도로 상기 연소 물질로 전달되는, 방법.
제1항에 있어서, 각각의 가스 (a) 및 (b)는 단독으로 사용될 때의 소화 농도 미만으로 전달되는, 방법.
제1항에 있어서, 하이드로플루오로올레핀은 E 및 Z-CF₃CH=CHCF₃, E 및 Z-CF₃CH=CHCF₂CF₃, E 및 Z-(CF₃)₂CFCH=CHF, E 및 Z-(CF₃)₂CFCF=CHF, E 및 Z-(CF₃)₂CH=CHCF₃, E 및 Z-CF₃CF₂CH=CHF, E 및 Z-CF₃CF₂CF=CHF, 및 CF₃CH=CHF 및 이들의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택되는, 방법.
제1항에 있어서, 하이드로플루오로올레핀은 화학식 E- 또는 Z-R₁CH=CHR₂ (여기서, R₁ 및 R₂는, 독립적으로, C1 내지 C6 퍼플루오로알킬 기임)의 화합물, 및 이들의 혼합물의 군으로부터 선택되는, 방법.
제1항에 있어서, 플루오로올레핀은 E 및 Z-CF₃CH=CHCl 및 CF₃CCl=CH₂, 및 이들의 혼합물로부터 선택되는, 방법.
제1항에 있어서, 플루오로올레핀은 E 및 Z-CF₃CH=CHBr 및 CF₃CBr=CH₂, 및 이들의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택되는, 방법.
제1항에 있어서, 불활성 가스는 화합물 (b)를 연소 물질로 전달하기 전에 연소 물질로 전달되는, 방법.
제1항에 있어서, 화합물 (b)는 불활성 가스를 연소 물질로 전달하기 전에 연소 물질로 전달되는, 방법.
제1항에 있어서, 불활성 가스 및 화합물 (b)는 동시에 연소 물질로 전달되는, 방법.
제1항에 있어서, 불활성 가스는 질소, 아르곤, 헬륨, 이산화탄소, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
제1항에 있어서, 가스 (a) 및 (b)는 연소 물질에서의 산소 농도를 20% v/v 미만으로 감소시키기에 충분한 양으로 연소 물질로 전달되는, 방법.
제1항에 있어서, 가스 (a) 및 (b)는 연소 물질에서의 산소 농도를 16% 내지 20% v/v의 범위로 감소시키기에 충분한 양으로 연소 물질로 전달되는, 방법.
제1항에 있어서, 상기 연소 물질에서의 불활성 가스의 농도는 약 5% 내지 약 53% v/v의 범위이고, 상기 연소 물질에서의 화합물 (b)의 농도는 약 1% 내지 약 6% v/v의 범위인, 방법.
제13항에 있어서, 상기 연소 물질에서의 불활성 가스의 농도는 약 5% 내지 약 34% v/v의 범위이고, 상기 연소 물질에서의 화합물 (b)의 농도는 약 3% 내지 약 9% v/v의 범위인 방법.
제13항에 있어서, 상기 연소 물질에서의 불활성 가스의 농도는 약 5% 내지 약 24% v/v의 범위이고, 상기 연소 물질에서의 화합물 (b)의 농도는 약 3% 내지 약 9% v/v의 범위인, 방법.
제1항에 있어서, 불활성 가스는 연소 물질에서의 불활성 가스의 농도가 약 5% 내지 약 53% v/v의 범위로 되기에 충분한 양으로 연소 물질로 전달되는, 방법.
제16항에 있어서, 불활성 가스는 연소 물질에서의 불활성 가스의 농도가 약 5% 내지 약 34% v/v의 범위로 되기에 충분한 양으로 연소 물질로 전달되는, 방법.
제16항에 있어서, 불활성 가스는 연소 물질에서의 불활성 가스의 농도가 약 5% 내지 약 24% v/v의 범위로 되기에 충분한 양으로 연소 물질로 전달되는, 방법.
제16항에 있어서, 불활성 가스는 연소 물질에서의 불활성 가스의 농도가 약 8% 내지 약 20% v/v로 되기에 충분한 양으로 연소 물질로 전달되는, 방법.
제1항에 있어서, 불활성 가스는 연소 물질에서의 불활성 가스 농도가 53% v/v 이하로 되는 양으로 연소 물질로 전달되는, 방법.
제1항에 있어서, 화합물 (b)는 연소 물질에서의 화합물 (b)의 농도가 약 1% 내지 약 6% v/v의 범위로 되기에 충분한 양으로 연소 물질로 전달되는, 방법.