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에서 트롤리형 CO₂소화기 , CO2(이산화탄소)는 액체 형태로 고압 실린더에 저장됩니다. 이 가압된 CO2는 약 50~60bar(725~870psi)로 저장되어 충분한 양의 CO2가 액체 상태로 실린더에 채워질 수 있도록 합니다. CO2를 액체 형태로 저장하면 더 작고 관리하기 쉬운 실린더 내에 담을 수 있는 가스의 양이 늘어납니다. 실린더는 내부 압력을 견딜 수 있도록 내구성이 있는 강철 또는 이와 유사한 재질로 제작되었으며, 가스가 배출될 때까지 액체 상태를 유지하도록 설계되었습니다. CO2는 가스의 임계 온도 및 압력 특성으로 인해 이러한 고압 조건에서 액체 형태로 유지됩니다.
트롤리형 CO2 소화기의 작동은 해제 메커니즘이 활성화될 때 시작됩니다. 일반적으로 핸들을 당기거나 배출 레버를 누르면 실린더 상단에 있는 밸브가 열립니다. 밸브는 실린더에서 나오는 CO2 가스의 흐름을 조절하도록 설계되었습니다. 작업자가 핸들이나 레버를 작동하면 밸브가 열리고 가압된 CO2가 실린더에서 빠져나올 수 있습니다. 이는 우발적인 방출을 방지하는 안전핀이나 잠금 장치로 제어되어 의도적으로 작동하지 않는 한 소화기가 사용되지 않도록 합니다. 밸브, 호스 또는 노즐은 제어된 방식으로 CO2를 유도하도록 설계되어 사용자가 가스를 화재 발생원에 정확하게 조준하고 방출할 수 있습니다.
CO2가 실린더에서 방출되면 액체 CO2는 액체에서 기체로 빠르게 상 변화를 겪습니다. 이러한 변화는 CO2가 실린더의 고압 환경에서 주변 대기의 저압으로 빠져나갈 때 급격한 압력 강하로 인해 발생합니다. 이러한 상전이로 인해 액체 CO2가 기화라고 알려진 과정인 가스로 빠르게 팽창하게 됩니다. CO2가 기체로 변하면서 액체 부피의 약 450배로 팽창합니다. 이러한 팽창으로 인해 소화기는 대량의 CO2를 방출하여 넓은 지역을 포괄하고 화재 주변의 산소 농도를 효과적으로 감소시킬 수 있습니다. 액체에서 기체로의 급속한 전환으로 인해 CO2가 급격하게 냉각되고, 가스는 극도로 낮은 온도(약 -78.5°C / -109.3°F)에서 노즐을 빠져나갑니다. 이러한 냉각 효과는 화염을 질식시키고 주변 온도를 낮추어 화재 진압에 기여합니다.
CO2가 액체 상태에서 기체로 팽창하면서 줄-톰슨 효과로 인해 환경으로부터 열을 흡수하여 기체가 매우 차가워집니다. 이러한 냉각 효과는 화재 주변의 온도를 낮추어 연소 과정을 억제하는 데 도움이 되므로 화재 진압에 매우 중요합니다. 극심한 추위는 불이나 뜨거운 표면을 얼려 추가 연소를 막는 장벽을 만드는 데 도움이 될 수도 있습니다. 주변 물질과 화재 자체의 냉각은 특히 인화성 액체나 휘발성 화학물질에 의해 화재가 발생하는 상황에서 재점화 가능성을 더욱 줄여줍니다. 냉각 효과는 산소를 대체하여 화재를 진압하는 것 외에도 환경을 안정시키고 화재 확산을 방지하는 데 도움이 됩니다.
CO2가 화재를 진압하는 주요 방법은 화재 환경에서 산소를 대체하는 것입니다. 화재가 계속 연소되려면 연료, 열, 산소라는 세 가지 핵심 요소가 필요합니다. 이를 통칭하여 "화재의 삼각형"이라고 합니다. CO2는 화재 주변의 산소 농도를 줄임으로써 화재를 지속시키는 화학 반응을 직접적으로 방해합니다. CO2는 공기보다 무거운 가스입니다. 즉, 화재 발생 지점 근처에 정착하여 산소 공급을 효과적으로 차단하는 경향이 있습니다. CO2는 산소 수준을 연소에 필요한 수준 이하(일반적으로 15% 미만)로 낮추어 작동하므로 이러한 질식 과정은 빠르고 효율적입니다. 산소 수준이 떨어지면 화재가 진압됩니다. CO2는 단락을 일으키거나 화재를 확산시킬 수 있는 전도성 요소(물 등)를 유입하지 않기 때문에 전기 장비 또는 인화성 액체와 관련된 화재를 진압하는 데 특히 효과적입니다.
