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활성탄 입자 조건에 따른 정화통의 압력손실 특성에 관한 연구
Pressure Loss in Canisters with Conditions of Activated Carbon Particles 원문보기

한국화재소방학회 논문지= Fire science and engineering, v.31 no.4, 2017년, pp.7 - 11  

김민욱 (호서대학교 소방방재학과) ,  김영수 ((주)산청) ,  박용환 (호서대학교 소방방재학과)

초록
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각종 화재, 폭발, 누출, 테러 사고 시 발생되는 유해가스로부터 작업자나 소방대원들의 안전을 확보하고 원활한 구조활동을 위하여 입자형 활성탄을 여과재로 사용하는 특수 방독면의 필요성이 크게 증가하고 있다. 본 연구에서는 CFD 유동해석을 통하여 활성탄 정화통에 대한 압력손실 특성을 규명하였으며, 해석 결과 호흡유량에 대한 압력손실은 유속이 빠를수록, 여과재의 입자가 작을수록, 공극률이 작을수록 커지지만, 특정 조건 이상에서는 그 변화가 매우 크게 나타나 활성탄 여과재의 선택 시 이를 충분히 고려하여야 하는 것으로 분석되었다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The use of special gas masks such as PAPR is strongly required for the safe and efficient work of fire-fighters in removing fire residue and rescue activity. Special gas masks commonly use canisters with carbon activated particles. This paper analyzed the pressure distribution, velocity distribution...

주제어

#Gas Mask   #Canister   #CFD   #Pressure Loss   #Activated Carbon Particle  

표/그림 (11)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 정화통 독자 설계 기술을 확보하기 위한 차원에서 착용자의 호흡에 영향을 미칠 수 있는 정화통의 호흡저항을 제어하기 위하여 CFD 전산유동해석 기술을 활용하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
방독면의 핵심 부품인 정화통의 현실적인 문제는 무엇인가? 각 방독면에는 용도별로 유해가스를 제거하기 위한 여과재가 들어 있는 정화통이 필수이며, 경량이면서도 4시간 이상 사용할 수 있는 전동식 호흡보호구(Powered Air Purifying Respirator, PAPR) 및 소방용 및 산업용 겸용으로 사용할 수 있는 복합 방독면의 개발도 추진 중이다. 하지만 방독면의핵심 부품인 정화통은 제대로 된 설계 기술 없이 외산 제품을 모방 제조하거나 수입하여 사용하고 있는 실정이다.(1-3)
입자형 활성탄을 여과재로 사용하는 특수 방독면의 필요성이 증가한 이유는? 각종 화재, 폭발, 누출, 테러 사고 시 발생되는 유해가스로부터 작업자나 소방대원들의 안전을 확보하고 원활한 구조활동을 위하여 입자형 활성탄을 여과재로 사용하는 특수 방독면의 필요성이 크게 증가하고 있다. 본 연구에서는 CFD 유동해석을 통하여 활성탄 정화통에 대한 압력손실 특성을 규명하였으며, 해석 결과 호흡유량에 대한 압력손실은 유속이 빠를수록, 여과재의 입자가 작을수록, 공극률이 작을수록 커지지만, 특정 조건 이상에서는 그 변화가 매우 크게 나타나 활성탄 여과재의 선택 시 이를 충분히 고려하여야 하는 것으로 분석되었다.
입자필터와 가스필터로 구성된 정화통이 오염된 공기를 정화하는 원리는 무엇인가? 방독면에서 가장 핵심 구성품인 정화통은 입자 필터와 가스필터로 구성되어 있다. 외부에서 들어온 오염된 공기가 입자필터를 통하여 작은 액체나 고체 입자를 제작 방식에 따라 1차적 혹은 2차적으로 여과하고 활성탄으로 구성된 가스필터는 활성탄을 사용한 물리적 흡착과 활성탄 표면에 금속이온을 코팅하여 가스의 직접적인 화학반응을 이용한 화학적 흡착을 이용하여 방독면 내분에 여과된 공기를 공급하는 역할을 한다.
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참고문헌 (5)

  1. H. S Kong, Y. S. Gong and S. H. Kim, "Gas Mask Removal Efficiency of CO, HCl, HCN, and $SO_2$ Gas Produced by Fire", Fire Science and Engineering, Vol. 29, No. 4, pp. 57-60 (2015). 

    원문보기 상세보기

  2. Sancheong Co. Ltd, "The Report on the Development of PAPR" (2015). 

  3. M. W. Kim, Y. S. Kim and Y. H. Park, "CFD Analysis and Experiments on the Pressure Drop for the Design of Canisters in PAPR", Proceedings of 2016 Annual Fall Conference, Korean Institute of Fire Science & Engineering, pp. 71-72 (2016). 

  4. ANSYS Co., "FLUENT 6.1 user's guide" (2013). 

  5. KS M 6674 : 2009, "Gas Mask". 

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