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[소방관이 개발한 소방장비] 원거리에서 공기압력으로 뜨거운 분사해
벌집을 제거하는 장비

열일곱 번째 이야기

경기 화성소방서 황선우 | 기사입력 2021/04/20 [09:20]

[소방관이 개발한 소방장비] 원거리에서 공기압력으로 뜨거운 분사해
벌집을 제거하는 장비

열일곱 번째 이야기

경기 화성소방서 황선우 | 입력 : 2021/04/20 [09:20]

이번 호에서 소개할 발명 장비는 뜨거운 열에 약한 벌(벌집)의 특성을 이용해 벌집으로부터 원거리에 떨어져 공기압력으로 고온수(또는 살충제)를 분사해 말벌 등 벌집을 제거할 수 있는 ‘벌집을 제거하는 장비’다.

 

발명 배경

온난화로 인해 기온이 상승함에 따라 원래부터 국내에 서식하던 장수말벌의 개체군이 급증하고 있다. 최근엔 등검은말벌과 같은 외래종 말벌까지 갑작스럽게 느는 추세다.

 

이처럼 개체 수 급증과 서식지 축소가 맞물리면서 인가의 처마는 물론 도심의 가로수나 빌딩 사이에도 말벌이 집을 짓고 번식하는 사례가 늘고 있다.

 

말벌은 꿀벌과 같은 유익한 곤충에게 심각한 피해를 주는 건 물론 강한 독성을 지녔다. 사람을 공격하면 사망하는 사고도 심심찮게 발생한다. 이런 이유로 말벌의 벌집을 제거해 달라는 요청이나 벌집 제거를 위해 소방대원이 출동하는 사례도 늘면서 화재진압이라는 소방 본연의 임무에 차질이 생기곤 한다.

  

말벌은 강한 독성을 갖고 있다. 벌집을 공격받으면 공격성이 더욱 높아지기 때문에 벌집 제거작업을 진행하는 소방대원의 안전도 위태로운 경우가 많다. 이로 인해 전문가가 보호장구를 착용하고 벌집 제거작업을 진행해도 소방대원의 안타까운 사망사고가 끊임없이 발생하고 있다.

 

일반적인 벌집 제거작업은 화염분사장치나 채집 장비를 이용해 벌을 포획ㆍ제거하는 방법으로 진행되는 게 일반적이다. 하지만 이런 방법은 소방대원이 벌집에 가까이 접근해야 해서 매우 위험하다.

 

또 말벌이 공격하기도 해 소형 화염분사장치로 벌집 제거작업을 하는 경우가 많은데 이런 방법은 화재를 일으킬 우려가 있다.

 

실제로 소방대원이 말벌을 제거하는 과정에서 화재가 발생해 제거작업을 한 소방대원 개인이 배상해야 할 처지에 놓였다는 기사가 보도되면서 사회적인 논쟁과 공분을 일으켰던 적도 있다.

  

소방대원은 아무런 대가 없이 공익적인 목적으로 자신의 생명을 담보해 벌집을 제거하는데도 화재가 발생하면 책임까지 물어야 하는 처지에 놓여 있다.

 

이런 문제 해결을 위해 원거리에서 공기호흡기 용기의 압력을 이용해 뜨거운 온수를 벌이나 벌집에 분사함으로써 벌을 박멸할 수 있는 ‘벌집을 제거하는 장비’를 개발하게 됐다.

 

▲ [그림 1] 현재 벌집 제거 실태

 

▲ [도면 1] 벌집 제거 장치의 개략적인 구성 

 

발명의 이해

이 발명은 벌집 제거 장치에 관한 기술로 열에 약한 벌들의 특성을 이용해 박멸한 후 벌집을 제거할 수 있는 장비다.

 

[도면 1]은 벌집 제거 장치의 개략적인 구성이다. 벌집 제거 장치는 내부에 저장공간이 형성된 가열 탱크(100)와 가열 탱크 내부에 구비되는 가열유닛(110), 가열 탱크 내부에 저장된 액체의 온도를 측정하는 온도센서, 가열 탱크로부터 외부로 연장되는 안내관(130), 안내관의 타단에 구비되는 분사구(150), 가열 탱크에 압축공기를 주입하는 가압유닛(190)을 포함해 구성된다.

 

가열 탱크는 내부에 액체를 저장하면서 일정한 압력을 견딜 수 있도록 구성된다. 가열 탱크에는 물을 저장해 끓는점 이하인 약 70℃ 정도로 가열한다.

 

따라서 가열 탱크 내에 고압이 형성되진 않는다. 다만 온도 센서 이상으로 과열되거나 가압유닛으로 가압하는 과정에서 가열 탱크가 파손되는 걸 방지하기 위해 일정한 압력을 충분히 견딜 수 있도록 고안했다.

 

가열 탱크의 내압 성능은 가압유닛으로 가압하는 압력 등에 의해 결정된다. 가열 탱크는 내열성과 내압성을 갖는 재질과 구조라면 다양한 형상과 재질로 제작할 수 있다.

 

가열 탱크는 원통형상의 스테인리스 재질로 외부는 단열재가 감싸는 형태가 될 수 있다. 가열 탱크에는 가열이 용이하고 인체나 주변 환경에 무해한 액상의 분사제가 저장된다. 분사제로는 주로 물이 사용될 수 있다.

 

가열유닛은 가열 탱크 내부에 구비돼 가열 탱크 내부에 저장된 물을 가열하는 역할을 한다. 가열유닛은 가열 탱크 내부에 발열코일을 구비해 외부전원으로 가열되도록 한다.

 

외부전원은 가정용 전원 등이 사용될 수 있다. 다만 이 벌집 제거 장치는 주로 소방대원이 사용하는 걸 목적으로 하므로 가열유닛은 소방차량에 연결해 출동 중 가열하도록 구성될 수 있다. 종류마다 차이가 있지만 소방차량에는 운행을 위한 배터리와 비상용배터리, 휴대용발전기 등이 구비돼 있다.

 

따라서 벌집 제거 요청으로 출동하는 소방차량에서 배터리 등을 이용해 70~80℃ 정도의 온도로 가열 탱크를 가열할 수 있다.

 

가열 탱크에는 외부에서 가열하도록 구성되는 보조가열부(135)가 더 구비될 수 있다. 보조가열부는 전기 그릴 방식으로 별도의 배터리가 함께 장착될 수 있다. 보조가열부는 가열 탱크 하부에 가스버너 형태로 구성되기 때문에 휴대용 부탄가스를 장착해 가열하는 방식도 적용할 수 있다.

 

보조가열부는 가열 탱크 내부의 발열 유닛과 함께 가열 탱크 물을 빨리 가열하거나 물로 벌집을 제거하는 동안 고온으로 유지하기 위해 사용된다.

 

온도센서는 가열 탱크 내부에 저장된 물의 온도를 측정한다. 필요에 따라선 일정 온도 이상이 되면 가열유닛이 꺼지도록 구성할 수 있다. 또 필요에 따라 가열 탱크에는 과압방지장치가 더 구비돼 내부 압력이 일정 이상이 되면 가압유닛(190)과 가열유닛이 모두 정지하도록 구성할 수 있다.

 

가열 탱크에는 바닥에 고정하는 탱크 고정장치(105)를 구비할 수 있다. 가열 탱크 하부에 접거나 펼치기 쉬운 다리부를 더해 다리부를 펼쳐 바닥에 안정적으로 세워두거나 고정하게 할 수 있다. 작업자가 가열 탱크를 휴대하거나 보관할 땐 탱크 고정장치를 접으면 된다.

 

▲ [도면 2] 처마 밑 벌집 제거 장치의 실시 예

▲ 도면 3] 땅벌 제거 장치의 실시 예




 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

안내관은 일단이 가열 탱크에 연결되고 타단에는 분사구가 구비되는데 안내관은 두 가지 종류로 구성될 수 있다. 하나는 길이 조절과 각도조절이 가능한 고정관 구조로 구성된다.

 

그리고 안내관 타단에 구비되는 분사구는 안내관에 대해 각도조절이 가능하도록 구성될 수 있다. 길이 조절은 다양한 방법이 적용될 수 있다.

 

예를 들어 서로 다른 지름을 갖는 안내관을 연결해 연장되도록 하는 통상의 방식이거나 유연하고 길게 구성된 안내관을 일정한 형태로 고정하는 안내관 고정구 방식이 적용될 수 있다.

 

안내관 고정구는 안내관 길이가 충분한 경우 안내관 고정구의 길이를 조절해 안내관 길이와 방향을 특정할 수 있다. 이때 안내관은 안내관 고정구 내부에 삽입된 상태로 구성될 수 있다. 이 밖에도 분사구의 위치와 방향을 조절할 수 있다면 공지의 다양한 구조나 방법의 적용이 가능하다.

 

안내관과 분사구는 특정 길이와 방향으로 배치해 고정할 수 있도록 한다. 벌집 제거 장치의 가열 탱크를 벌집 인근 바닥에 고정한 후 안정관 고정구의 길이와 방향, 안정관 타단에 구비된 분사구 각도를 조절해 분사구가 벌집 방향의 가까운 위치가 되도록 고정한다. 이런 방법은 주로 처마나 나무 밑에 있는 벌집에 적용하기 용이하다([도면 3] 참조).

 

[도면 4]를 참조하면 안내관을 유연한 재질로 구성하고 타단에는 작업자가 잡을 수 있는 손잡이를 포함한 막대구조 분사구를 구비할 수 있다. 이 방식을 활용하면 작업자가 가열 탱크를 등에 메고 직접 벌집 근처로 가서 고온의 물을 분사할 수 있다.

 

이런 구조는 주로 땅속이나 작은 틈새 등에 벌집이 있을 때 적용하기 좋다. 작업자가 벌집 제거 장치를 등에 메고 사용하는 경우 보호장구를 착용해야 한다. 벌집 제거 장치에는 등받이와 멜빵이 구비될 수 있다.

 

▲ [도면 4] 벌집 제거 장치에 포집캡이 구비된 상태

벌집 제거 장치는 분사구 주위에 벌집 주변을 감싸는 포집캡(170)이 더 구비될 수 있다. 포집캡은 일측이 분사구 또는 분사구 하부의 안내관에 고정되고 타단으로 가면서 넓어지는 꼬깔콘 형상으로 구성될 수 있다.

 

포집캡 타측은 통상적인 크기의 말벌집이 수용될 수 있을 정도로 구성된다. 포집캡은 다양한 재질로 만들 수 있다.

 

특히 처마 등과 같은 위치에 벌집이 지어졌을 때 용이하게 사용할 수 있다.

 

즉 포집캡으로 벌집을 감싼 상태에서 고온의 물을 분사하면 벌들이 쉽게 도망가지 못하고 열기가 벌집 주위에 어느 정도 고정되기 때문에 벌집 제거에 효과적이다. 포집캡은 눈으로 벌이 충분히 제압됐는지 확인할 수 있도록 전부나 일부가 투명한 재질로 형성될 수 있다.

 

가압유닛은 가열 탱크 내부로 공기를 압축하고 가열 탱크 내부의 물을 안내관을 통해 분사구 방향으로 밀어내는 역할을 한다. 수동공기압축펌프도 구비될 수 있다.

 

손으로 구동하거나 발로 밟아 가열 탱크 내부로 공기를 압축하는 수동공기압축펌프는 다양한 구성이 있다. 압축공기탱크나 소방용 압축공기탱크를 연결해 인가되는 구조가 될 수 있다.

 

앞서 얘기한 것처럼 벌집 제거 장치는 소방대원 사용 장비로 개발됐다. 거의 모든 소방서나 소방대원은 압축공기탱크를 소지하고 있다. 따라서 압축공기탱크를 가열 탱크에 연결해 가압유닛으로 사용할 수 있다.

 

이 압축공기탱크는 고압의 압축공기가 항시 충전돼 있다. 또 레귤레이터와 같은 장치를 이미 갖추고 있어 가압유닛으로 활용하기 적합하다.

 

이 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능할 거다.

 

벌집 제거 출동해서 현장에서 이렇게 하자

▲ 처마 밑 벌집 제거 시연장면

▲ 가로수 나무 사이 벌집 제거 시연장면





 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. 평상시 : 물탱크에 약 95% 정도 물을 채워 둔다.

2. 현장 활동 시(사용 시)

ㆍ 현장에 도착하면 벌집 제거복을 착용한다.

ㆍ 개발장비를 각각 결합한다.

ㆍ 결합된 장비 중 물탱크를 벌집 아래 적정한 위치에 견고하게 수평을 맞춰 고정한다.

ㆍ 분무기를 거치대에 각각 결합하고 결합한 거치대를 물탱크 거치대 고정홈에 투입한다.

ㆍ 물탱크에 공기호스를 결합한 후 안전한 장소까지 연장한다.

ㆍ 가열판을 가열해 물탱크 내부의 물이 약 70℃ 이상이 되도록 한다.

ㆍ 공기용기 밸브를 개방하면 분무 노즐에서 고온의 온수가 분무되면서 벌을 박멸한다(약 10분 정도 분사).

ㆍ 벌의 활동성이 없다고 판단되면 벌집에 접근해 벌집 제거(수거)와 애벌레를 박멸한 후 철수한다.

 

벌집 제거 장치 구성

 

ㆍ 수납ㆍ휴대용 가방

ㆍ 공기용기 : 압력조정(안정)기, 잔압측정게이지

ㆍ 공기호스 : 길이(약 15~20m)

ㆍ 약제수납탱크 : 거치대 고정홈(약제 잔량 게이지), 호스 자동 수납 기능

ㆍ 거치대 : 수납형(전개 시 약 5m)

ㆍ 분사노즐 : 분무 형태 조절 가능

ㆍ 가열장치 등


발명의 기대효과

위와 같은 구성의 본 고안에 따르면 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.

 

첫 번째, 원거리에서 공기압을 이용해 고온의 물을 벌집에 분사하므로 안전하게 벌집 제거 작업이 가능하다.

 

두 번째, 보호구를 착용해 근거리나 원거리에서 작업할 수 있다.

 

세 번째, 땅속이나 작은 틈새 안에 있는 벌집도 안전하게 제거할 수 있다. 특히 소방대원은 통상적으로 보유한 압축공기탱크로 가압ㆍ분사하기 때문에 저렴한 비용으로 운용할 수 있다.

 

네 번째, 홈키퍼에어졸(살충제)을 사용하지 않아도 되므로 환경오염 예방에 이바지할 수 있다.

 

다섯 번째, 벌집 제거를 위해 화염을 방사하지 않아도 되므로 화재 발생 사전 차단에 기여할 수 있다.

 

여섯 번째, 벌집 제거 작업 시 사다리가 거의 필요하지 않아 벌집 제거 장비를 간소화할 수 있다.

 

일곱 번째, 살충제ㆍ벌집 제거 장비 구매 최소화로 획기적인 예산 절감 효과가 있다.

 

여덟 번째, 처마 밑의 말벌이나 가로수(조경수 등) 내부에 말벌, 땅벌 등 모두 박멸ㆍ제거가 가능하다(다만 나무 등 높은 곳에 있는 벌집은 적용 곤란).

 

아홉 번째, 이 장비는 거의 반영구적으로 사용할 수 있으며 현재 방식보다 경제성이 우수하다.

 

열 번째, 간편한 벌집 제거 장비로 인해 119대원들이 더운 여름에 벌집 제거 작업으로 인한 육체적ㆍ정신적 스트레스 해소에 이바지할 수 있다.

 

열한 번째, 원거리에서 안전하게 벌집 제거가 가능하므로 벌에 쏘일 위험이 없어 위급한 상태를 미연에 방지하고 정신적 스트레스 해소가 가능하다.

 

 

 

본 발명에 대한 궁금한 점은 <119플러스>로 문의하면 된다.

 

경기 화성소방서_ 황선우

 

<본 내용은 소방 조직의 소통과 발전을 위해 베테랑 소방관 등 분야 전문가들이 함께 2019년 5월 창간한 신개념 소방전문 월간 매거진 ‘119플러스’ 2021년 4월 호에서도 만나볼 수 있습니다.> 

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