장비팁 - 동계용 부탄가스

동계용 부탄가스



▲ 대표적인 부탄가스 4종류. 왼쪽부터 450g 나사식, 230g 나사식, 110g 나사식, 220g 탈착식.
부탄가스 연료통을 부탄가스(위 사진 맨 오른쪽), 이소부탄가스(위 사진 왼쪽 3개)로 구분하는 건 잘못된 분류방식이고, 나사식(위 사진 왼쪽 3개)과 탈착식(위 사진 맨 오른쪽)으로 구분하는 게 정확한 분류방식이다. 나사식 연료통중에도 일반부탄 100% 연료통과 이소부탄이나 프로판이 섞인 동계용 부탄가스 연료통이 있기때문이다.

스토브는 종류가 많지만 부탄가스 스토브가 등장하면서 석유버너는 시장에서 거의 사라져 버렸습니다. 등유(kerosene)를 연료로 쓰는 석유버너는 1970~80년대까지 국내에 아주 많은 생산업체가 있었지만 부탄가스버너가 등장하면서 거의 사라져 이제는 소수의 매나아들만 쓰고 있습니다.
부탄가스버너가 등장하면서 휘발유버너 역시 (석유버너보다는 덜하지만) 사용자가 줄었습니다. 부탄가스버너가 단기간내에 등유,휘발유버너를 대체하며 시장을 평정할 정도로 압도적인 인기를 누리게 된 것은 단 하나 그 조작의 편리성때문이라고 할 수 있습니다.
부탄가스 스토브는 스토브 본체를 부탄가스 연료통에 결합한 뒤 밸브를 열면서 불만 붙여주면 바로 점화되며, 밸브를 여닫는 것만으로 화력을 쉽게 조절할 수 있어 예열 절차가 필요한 석유버너나 휘발유버너에 비해 조작하는데 별다른 노하우나 경험이 필요 없을 정도로 쓰기 편합니다.

▲ 백패킹용으로 가장 널리 쓰이는 230g 나사식 부탄가스.

백패킹용으로 가장 널리 쓰이는 230g 나사식 부탄가스를 예로 들 경우 연료를 다 소모하고 남은 빈 용기 자체의 무게가 120g 정도 되기때문에 다 쓴 연료통의 무게도 무시할 수 없습니다.
다 쓰지 않고 가스가 조금 남아있는 부탄가스통은 야외로 나갈 때, 가지고 나가기도 어정쩡하기때문에 가져가지 못하고, 새 부탄가스를 구입하는 경우가 많다보니 집에 절반 정도 쓰다만 부탄가스가 여럿 생기게 되고 그걸 처리하는 것도 부담이 되는 게 사실입니다.
다 쓰고 난 뒤 빈 용기의 부피가 조금도 줄어들지 않는다는 것도 짐을 꾸릴 때 부담이 되지만 이런 단점에도 불구하고 부탄가스 스토브는 조작하기 편해 가장 널리 쓰이게 되었습니다.

                                ▲ 가스용량이 450g인 나사식 부탄가스.

부탄(butane)가스의 공식 명칭은 '뷰테인'가스입니다. 부탄가스를 최근 들어서 뷰테인가스라고 하는 것은 엘리베이터(elevator)를 '엘리베이러'라고 부르는 식으로 혀를 굴려서가 아니라 탄화수소를 알켄,알케인,알킨 등 몇몇 범주로 분류하는 유기화학의 기본방식에 따른 것입니다.
부탄과 프로판 모두 알케인(alkane, C_nH_2n+2) 계열에 속하는 탄화수소로, 대한화학회의 명명법에 따라 부탄의 공식명칭이 이제는 뷰테인이고, 프로판가스의 공식명칭은 프로페인입니다. 물론 뷰테인,프로페인은 학계의 공식명칭일뿐 일상에서는 여전히 '뷰테인' 대신 '부탄'을, '프로페인' 대신 '프로판'을 더 많이 쓰고 있습니다.
부탄가스에는 일반부탄(normal butune, 노멀 부탄)과 이소부탄(iso butune,아이소 뷰테인) 2종류가 있는데 이소부탄은 분자식이 일반부탄과 같은 C₄H₁₀이며, 구조식만 일반부탄과 달라서 일반부탄의 이성질체라 부르는 물질입니다.
일반부탄(normal butune, 노멀 부탄)은 노르말뷰테인이라고도 하며 약자로 n-butune라고도 표기합니다. 부탄(C₄H₁₀) 가스의 연소과정을 화학반응식으로 나타내면 아래와 같습니다.

  2C₄H₁₀ + 13O₂ → 8CO₂ + 10H₂O

산소가 충분한 상태라면 부탄가스가 연소될 때 이산화탄소(CO₂ )와 수증기(H₂O)만 생깁니다. 일반부탄은 끓는점(비점,비등점)이 -0.5 ℃인데, 이 말은 -0.5 ℃ 이상의 온도에서는 가스통 속의 액체 부탄이 저절로 기화된 채로 스토브로 빠져나올 수 있어 스토브의 화구(burner)에 정상적으로 바로 불을 붙일 수 있다는 뜻입니다. 그래서 늦봄부터 초가을까지는 이 일반부탄만으로도 야외에서 취사,조리를 하는 데 별 어려움이 없습니다.

▲ 나사식 부탄가스중 가장 작은 크기인 110g 나사식 부탄가스. 위 사진 왼쪽은 100g짜리 젯보일 전용으로 출시된 제품으로 나사식 부탄가스중 가장 작고 가볍습니다. 이 110g 나사식 부탄가스 수요가 가장 적은 편이라 가스 100g당 가격을 따지면, 220g짜리 탈착식(막대형) 가스에 비해 4배 이상 높은 가격에 판매되고 있습니다.

그런데 기온이 낮아지는 늦가을부터 이른 봄까지는 이 일반부탄의 화력이 크게 떨어진다는 게 문제입니다. 가스통 속의 액체 부탄이 기화될 때는 주변의 열을 빼앗아 가는데 이때문에 연료통의 온도는 계속 낮아지게 됩니다.
연소 도중에 부탄가스 연료통을 만져보면 아주 차가운 것도 이때문이고, 연료통 표면에 이슬같이 물방울이 맺히는 것도 이때문입니다. 기온이 영상 5~6 ℃정도 된다 해도 액체 부탄이 기화되면서 연료통의 온도는 계속 낮아지므로 결국 일반부탄의 끓는점인 -0.5 ℃에 접근하게 되고, 이때문에 액체부탄이 제대로 기화되지 못해 화력이 약해집니다.

이 과정은 파라핀 덩어리인 양초의 연소과정과 아주 비슷합니다. 고체 양초에 성냥이나 라이터로 불을 붙이면 고체 양초가 녹으면서 심지를 중심으로 주변에 동그랗게 액체 웅덩이가 만들어지는 걸 쉽게 볼 수 있습니다.
그 가운데 있는 심지에 불이 붙는 거라서 적지 않은 사람들이 양초는 액체 상태에서 연소가 된다고 생각하지만, 실재로는 심지를 따라 올라간 액체 양초가 심지 꼭대기에서 기화되어 가스가 된 뒤 불이 붙게 됩니다.
즉 양초는 기체상태에서만 연소가 되는 것인데, 고체 상태의 양초가 액체 상태로 변한 뒤 다시 기체로 변하기까지 보통 2~3초 정도의 시간이 걸립니다. 양초에 불을 붙이면 바로 불이 붙는 게 아니라 약간의 시간(2~3초)이 걸리는 게 이런 이유때문입니다.

부탄가스도 양초처럼 기체상태에서만 불이 붙기때문에 주변 온도가 아주 낮은 한겨울 야외에서는 일반부탄 가스통을 장착한 스토브로는 제대로 취사를 할 수 없습니다. 일반부탄가스의 끓는점인 -0.5 ℃ 이하의 기온에서는 물론이고, 영상 10 ℃ 이하의 온도에서도 가스 스토브의 화력이 신통치 않은 게 이런 이유때문입니다.
게다가 가스연료통의 가스가 소모될수록 연료통 내부의 액체가스가 줄어들면서 내부압력이 낮아져 화력이 점차 약해집니다. 처음에는 강하던 화력이 점점 약해질 경우 연료통을 스토브에서 분리해 몇번 흔든 뒤 다시 결합해 불을 붙이면 화력이 되살아나는데, 연료통을 흔들면 연료통 내부의 압력이 다시 높아지기때문에 생기는 현상입니다.

▲ 220g짜리 탈착식(막대형) 부탄가스는 시중 음식점에서 아주 많이 쓰기때문에 가장 많이 생산되므로 나사식 부탄가스보다 가격이 저렴합니다. 스토브 본체와 부탄가스통이 분리된 채 호스로 연결되는 방식의 스토브에는 나사식 부탄가스 대신 이 탈착식(막대형) 부탄가스를 어댑터로 연결해서 쓸 수 있습니다.

일반부탄가스의 이러한 약점을 보완하기 위해 등장한 것이 이소부탄과 프로판가스입니다. 일반부탄의 끓는점이 -0.5℃로 비교적 높은데 반해, 이소부탄의 끓는점은 -11.7℃, 프로판의 끓는점은 -42℃로 상당히 낮습니다.
이소부탄은 일반부탄보다 끓는점이 11℃나 낮으므로 그만큼 저온에서도 기화가 잘 되서 겨울철 야외에서도 쉽게 연소가 됩니다. 그래서 '동계용' 부탄가스에는 일반부탄에 이 이소부탄이 섞여 출시됩니다.
그런데 이소부탄이 섞여있더라도 -5~6 ℃정도만 되도 기화열로 인한 화력저하문제가 생기기때문에 '동계용' 부탄가스에는 이소부탄뿐 아니라 프로판까지 혼합한 형태로 출시됩니다.
우리가 일상에서 액화석유가스(LPG)라고 부르는 연료에는 일반부탄과 이소부탄, 그리고 프로판(독일어로 propan)이 뒤섞여있으므로 '동계용' 부탄가스는 액화석유가스(LPG)라고 불러도 무방합니다. 프로판(C₃H₈) 가스 연소과정의 화학반응식은 아래와 같습니다.

  C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O

부탄가스(일반부탄,이소부탄)과 마찬가지로 프로판가스도 산소가 충분해 완전연소를 하게되면 이산화탄소와 수증기만 발생하므로 연소생성물 자체만으로는 유독가스가 아니지만, 밀폐된 공간에서 장시간 연소시킬 경우 산소가 고갈되고, 공기보다 무거운 이산화탄소가 바닥에 깔리면서 질식사고를 일으키는 경우가 있어 특히 겨울철에 주의해야 합니다.

원래 부탄가스와 프로판가스는 무색무취의 기체라 누출이 되더라도 사람의 감각기관으로는 가스가 새고 있다는 걸 알아차릴 수 없습니다. 그래서 가스누출로 인한 화재나 폭발사고를 예방하기 위해 누구나 쉽게 가스 누출을 감지할 수 있도록 제조공정에서 부취제를 섞어넣습니다. 부취제란 글자 그대로 악취를 풍기는 물질로 에틸메르캅탄(EM)이나 특정 황산화물로 이루어져 있습니다.

프로판 자체만으로는 -42℃에서 기화되므로 우리나라의 어떤 혹한기에도 자체기화에 문제가 없습니다. 그렇다고 순도 100%의 프로판만으로 연료통을 가득 채워 쓰면 폭발할 위험이 있으므로 대부분의 '동계용' 부탄가스 연료통을 만들 때는 프로판가스를 대략 20% 를 넘지 않는 비율로 섞어 생산합니다.

프로판가스는 커다란 회색가스통에 담긴 형태로 음식점이나 가정용으로 널리 쓰이고 있습니다. 프로판이 기화점이 낮아 상온에서 기화압력이 너무 크기때문에 폭발을 막기 위해 두껍고 무거운,,, 그래서 크기가 꽤나 큰 가스통 형태로 출시되는 건데, 혹한기에도 화력저하문제가 없고 재충전을 할 수 있어 최근 오토캠핑용으로 소형 충전식 프로판가스통을 쓰는 동호인들이 늘고 있습니다.

동계용 연료는 프로판 함량이 높을수록 화력이 강해지지만 폭발의 위험 역시 높아지기때문에 부탄가스에 프로판의 함량비가 지나치게 높아지는 것을 규제하는 법의 제약이 있습니다.
최근 출시된 초소형 프로판 가스통을 재충전을 하려면 용기를 전문충전업체에 직접 가져가거나 택배로 보내야 하는 등 절차상의 번거로움이 있어 아직은 널리 쓰이지는 않고 있지만, 혹한기에 화력에 제약을 받지 않는다는 강점 덕에 앞으로는 백패킹 동호인들 사이에서도 초소형(230g짜리 나사식 부탄가스통 만한 크기) 프로판가스 사용자가 늘어날 것으로 보입니다.

(프로판가스 전용용기는 논외로 하고) 일반 부탄가스 연료통에 프로판을 100% 채운 연료는 위험해 쓸 수 없어, 불가피하게 '동계용' 부탄가스는 일반부탄과 이소부탄,프로판가스가 혼합된 상태로 출시됩니다.
그런데 추울 때 부탄가스의 화력이 약해지는 걸 해결하기 위해 등장한 '동계용' 부탄가스조차도 기화열때문에 사용과정에서 연료통의 온도가 계속 낮아져, -10℃ 이하의 혹한기에는 화력이 상당히 약해져 취사를 제대로 하기 어렵습니다.
기화가 쉽게 되는 프로판이 먼저 기화되면서 점화 초기에는 어느 정도 화력이 유지되는듯하다가 프로판가스가 바닥나고 이소부탄과 일반부탄만 남게 되면 화력이 크게 약해지는 것입니다.
그래서 보온병에 담아간 온수를 그릇에 담고 그 온수 속에 부탄가스통을 담아 따뜻하게 한다거나, 스토브의 열기를 연료통에 전달하는 열전도장치(파워차져 등)를 쓴다거나 하는 방식으로 부탄가스통의 온도를 높이는 보완책이 여러가지 나왔습니다. 바람막이도 바람만 막아주는 게 아니라 복사열을 반사시켜 주기때문에 바람이 없는 곳에서도 화력을 높이는데 도움이 됩니다.
그런데 따뜻한 물을 동원하려면 미리 보온병을 준비해가야 한다는 부담이 있고, 파워차져같은 열전도판은 스토브 본체와 부탄가스통이 일체형으로 된 스토브에서만 쓸 수 있으며, 잘못하면 가스통이 과열되어 폭발할 위험이 있다는 게 단점입니다.

그래서 최근에는 핫팩을 부탄가스 연료통 옆에 밀착시켜 연료통을 따듯하게 하는 방법도 널리 쓰이는데 핫팩 역시 혹한기의 야외에서는 큰 도움이 되지 않는 경우가 많습니다.
물론 난로를 피워 난방을 하는 리빙쉘의 실내에서는 기본온도가 높으므로 온수나 열전도판,핫팩 없이도 동계용 부탄가스로 취사를 할 수 있지만, 오토캠핑과 달리 이런 난방을 할 수 없는 백패킹쪽에서는 혹한기에 동계용 부탄가스로 충분한 화력을 만들어내기 쉽지 않습니다.

이런 난점을 해결하기 위한 방편으로 등장한 게 '액출'방식입니다. 스토브 본체와 연료통이 호스로 연결되는 방식의 스토브를 쓸 경우에는 '액출방식'이 혹한기의 화력저하문제를 해결하는데 나름 상당히 좋은 해법이 됩니다.
호스연결식 스토브라고 해도 예열관이 스토브의 화구 부근을 지나는 구조로 된 스토브에만 액출방식으로 연료를 공급할 수 있는데, 부탄가스 연료통을 뒤집어 놓으면 부탄가스가 기체가 아닌 액체상태로 연료호스로 나오게 되고, 이 액체부탄이 화구 부근의 예열관에서 가열되면서 기화되어 연소되는 방식입니다.
오토캠핑용으로는 액출 전용 스토브도 여럿 출시되고 있고, 백패킹용 스토브중에도 부탄가스 연료통을 뒤집어 장착할 수 있는 받침대도 시중에 출시되어 있습니다. 그런데 액출방식은 점화초기에 강한 불꽃이 분출될 위험이 있어, 특히 점화시 연료공급밸브를 잘 조절해 연료공급량을 최소화시켜야 하며 연료통 받침대를 따로 준비해 가야한다는 등의 번거로움이 따릅니다.
그래서 장비의 무게나 부피에 제약이 거의 없는 오토캠핑에서는 혹한기에 '액출'방식의 스토브가 유용하게 쓰이지만, 장비의 무게와 부피를 가급적 줄여야 하는 백패킹쪽에서는 혹한기에 '액출' 버너보다는 차라리 휘발유 스토브를 쓰는 게 여러모로 더 낫다고 보는 동호인도 많습니다. -10℃정도 될 거라는 일기예보를 믿고 길을 나섰는데 현지에 도착했더니 예상 밖으로 기온이 -20℃이하로 떨어질 수도 있기때문입니다.

시중에 다양한 부탄가스 브랜드가 있지만 실재로 우리나라에서 부탄가스를 생산하는 업체는 태양산업(http://sungroup.kr/)과 대륙제관(http://www.drcc.co.kr/)뿐이라고 할 수 있습니다.
즉 국내에서 판매되는 모든 부탄가스는 태양산업과 대륙제관에서 생산해 로고만 각각 따로 새겨 출시됩니다. 이런 생산방법을 일반적인 주문자상표부착방식인 오이엠(OEM,Original Equipment Manufacturing) 방식이 아니라, 주문자개발생산방식인 오디엠(ODM, Original Development Manufacturing) 방식이라고 합니다.
코베아,코오롱,콜맨,스노우피크 등 유명 브랜드의 오토캠핑용 텐트를 우리나라의 텐트전문제조업체인 라이브플렉스( http://www.liveplex.co.kr)에서 생산해 납품하는 게 이런 오디엠(ODM)식 생산의 대표적인 사례라 할 수 있습니다.
즉 유명텐트 브랜드나 부탄가스 브랜드는 자체적인 기획,생산능력이 없어 전문생산업체에 전적으로 의존하는 상태라 할 수 있습니다.

시중에 나와있는 여러 부탄가스 브랜드별로 이소부탄과 프로판의 함량비는 조금씩 다르다고 알려져 있기는 하지만, 정확한 성분비는 공개되지 않는 경우가 많습니다. -20℃쯤 되는 혹한기,극동계에는 가급적 프로판 함량이 높은 동계용 부탄가스를 쓰는 게 좋지만, 대개의 경우 각 브랜드별로 가스성분 함량비가 명확하게 공개되지 않는다는 게 사용자 입장에서는 아쉬운 부분입니다.

요약하자면, 한겨울에는 가급적 바닥 냉기를 잘 차단하고 바람막이와 핫팩을 동원해 동계용 부탄가스연료통을 최대한 따뜻하게 만들어주는 게 관건이라 할 수 있습니다.