등산·Hiking/등산지식

이소부탄과 일반 부탄 그리고 프로판의 차이점과 그 사용에 대한 이해

NaNo+AlphaGo 2018. 5. 17. 21:21

비등점 및 사용온도


이소부탄: 화학식 C4H10, 끓는점 -11.7도/ -10도에서 착화가능
부탄: 화학식 C4H10, 끓는점 -0.4도/ 0도 이하에서는 착화 불가능
프로판: 화학식 C3H8 끓는점 -42도/ -40도에서 착화가능
상온(20℃)에서는 이소부탄과 부탄의 화력 차이는 거의없슴

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부탄과 프로판을 혼합하는 이유는 열량과 액화온도 때문입니다.
발열량 높은 부탄의 최대약점인 추울때 기화가 안되는 단점을 극복하기 위해 프로판과 부탄을 혼합해야 하는 이유 입니다.
프로판은 부탄에 비해 압력이 훨씬 강합니다.(부탄용품을 사용시에는 꼭 저압장치가 필요합니다)
이런 프로판의 장점에도 불구하고 부탄이 프로판보다 발열량은 2배 더 높습니다.
발열량: 프로판가스 12,000㎉/㎏, 부탄가스 24,000㎉/㎏ 

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프로판은 부탄의 증기압의 약 4 배이고 이소 부탄의 증기압의 약 2.75 배 입니다. 
부탄과 프로판의 화염 온도는 거의 동일합니다. 
부탄은 1970 ° C , 프로판은 1967 ˚ C, 이소부탄은 1975 ˚ C 입니다

우리가 흔히 동계용 가스라고 부르는 이소부탄 가스는 이소부탄+프로판이 혼합된 가스이다. 
즉, 이소부탄에 일정량(20~35%)의 프로판가스를 함유해 기화력을 높였다.

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10Kg의 LPG가스를 충전해서 사용시 가격 비교

프로판 금액 - 10Kg * 24,000원
이소부탄 금액 - 230g * 2,000원 * 43개 (구입시 86,000원 )
부탄 금액 - 220g * 1,000원 * 45개 (구매시 45,000원)

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이소부탄과 일반 부탄과는 차이점은 끓는점(비등점)이 다르다. 
상온(20℃)에선 이소부탄과 부탄은 불이 붙었을때의 화력은 차이가 나지않지만 온도가 낮은 겨울철 
에는 확실한 차이가 난다. 부탄보다 이소부탄의 끓는점이 낮아 부탄보단 저온도일때 불이 잘붙어 겨울철에 많이 사용한다. 
이소부탄은 끓는점(비등점)이 낮아 부탄보다 기화가 잘되어 화력이 줄지않고 유지가 된다. 

일반 부탄가스는 기화하면서 주위온도를 빼앗아가기때문에 용기의 온도가 급격히 떨어져 
어느정도 화력을 유지하다 서서히 화력이 줄어든다. 그래서 겨울철 화력이 약할때 
용기 뒷편에 종이컵에 불을 붙여 놓아두면 용기내에 있는 부탄이 쉽게 기화하여 화력이 살아난다. 
위험하다 생각되지만 원리를 잘 이용하면 안전하게 사용할수있다. 
급격한(토치를 이용하여)가열만 아니면 부피팽창에 의한 용기폭발은 일어나지 않기때문이다. 

부탄가스는 열효율이 좋고, 압력이 낮아 보관용기의 두께가 얇아지므로 가볍고, 저렴한 가격등이 장점이라면
단점으로는 비점인 -0.4도 에서는 기화가 거의 되지않아 영하의 추운겨울에는 사용하기 어렵다. 

프로판가스는 비등점 -42도까지 가능하기때문에 기화력이 좋아 추운겨울철에 충분하지만,
열효율이 낮고 부탄가스에 비해 4~5배 가량 압력이 높아 고압에 견딜수 있도록 가스용기를 두껍고 튼튼하게 만들어 무겁다.
이소부탄가스는 비등점 -11.7도 에서 착화가 가능하여 일반 부탄보다 안정적으로 화력을 낼수있다.

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브랜드별 가스성분

 

스노우피크          프로이소  이소부탄  65% + 프로판 35%

프리머스             이소부탄 10% +프로판 20% + 부탄 70%

MSR                    이소부탄 80% + 프로판 20%

레드오크 레드     이소부탄 80% + 프로판 15% + 부탄 5%

맥스                     이소부탄 70% + 프로판 30%

코베아                 이소부탄 70% + 프로판 30%

알프스                 거의 100% 부탄

 

   

100% 부탄    

프로판10% / 부탄90%

 100% 이소부탄

 

프로판 10%/이소부탄90%

 

 프로판 30% / 부탄 70%

 프로판 30% / 이소부탄 70%

 100% 프로판

 -0.4℃

 -10℃

 -11.7℃

 -15℃

 -20℃

 -25℃

 -42℃

 

 

우리나라는 안전상의 문제로 프로판 비율을 30% 이하만 허용하고 법적으로 제한하고 있습니다.

일본은 우리나라랑 가스관련법이 다르기 때문에 일본제품 스노우피크 프로이소는 프로판이 35% 나 들어가있습니다.

주로 동계등산때 대피소를 이용하거나 낮은산을 갈때는 가스사용량이 적어 패킹에 좋은 스노우피크 프로이소 110g을 몇번 가지고갔는데

맥스를 사용하다가 스노우피크 프로이소를 쓰니 바람막이 쓰지않아도 2월 산정상에서도 정말 비교되게 괜찮은거에요.

그래서 집에 와서 찾아봤더니,. 역시.. 그때 프로판이 35%나 들어가있는줄 알게됬어요.

 

제작년에 사용하던 맥스이소가스는 한박스 구입해서 한해 정말 잘 썼는데

작년에 구입한 맥스가스는 한박스 모두 버너체결할때마다 소리가 무서울정도로 심하게 새고 두세개는 가스도 안나오고 엉망이더군요.

 

여튼 저는 이소부탄가스만으로도 한겨울 내내 혹한기까지 몇년 잘 지내왔습니다.

( 부족하지만 불편함을 감수한다는 의미보다는... 불편한게 없었다라는 의미에 가깝습니다.. )

 

동계에 휘발유가 진리는 아니에요. 

오히려 휘발유와 이소부탄가스와는 장단점이 확연하기때문에 소비자의 선택장비일뿐입니다.

당연히 상황에 맞춰 이왕이면 두개다 있으면 더 좋긴하지만요 .. ^^;;

( 이건 다음에 휘발유편을 포스팅하면서...  )

 

프로판이 함유된 이소부탄가스는 부탄가스에 비해  3배~5배까지 가격이 높지만 동계엔 선택사항이 없는것이고

여름에는 고압의 프로판이 함유되지않은 저렴한 노말부탄가스면 충분합니다.     

 가스 용기의 부피를 줄이기위해서 기체상태의 가스를 압축하여 부탄의 경우 240/1 로 부피가 작아진 액체상태로 만듭니다.

액체상태의 가스는 버너가 연소하는 과정에 주변의 열을 흡수하고 가스통은 주변의 온도보다 더 차가워지게됩니다.

 

여름철엔 공기중의 수분들이 액화하면서 가스용기에 물방울이 생기는 결로 현상이 자연스럽게 생기게되죠.

물방울이 너무 많이 생기면 물기를 닦아주고 가스통을 한번 흔들어주면 화력이 금방 살아난답니다.

 

동계엔 가스통의 온도가 급격히 떨어지면서 얼어붙는 동시에 가스분출압력까지 함께 떨어지게됩니다.

이소부탄가스의 경우 프로판이 부탄에 비해 상대적으로 기화열이 높아 먼저 빠른 속도로 소진되고

잔량 30% 이후 시점터는 부탄만 남게되어 화력이 더욱 약해지게되죠.

 

이런 현상을 최소화 하기위해선 가스통을 따뜻하게 유지시켜주는게 좋은데요.

코펠뚜껑이나 후라이팬에 가스를 올려넣고 뜨거운물을 조금씩 부어가면서 사용하면, 

가스압력은 온도와 비례하기 때문에 화력이 바로 다시 살아납니다. 

그리고 자기전에 침낭안에 가스 넣고 자는거 잊지마세요 ^^

 

 ' 파워차져 ' 라고 버너에서 나오는 열을 가스통에 전달하여 온도를 올려 원활하게 가스를 공급되게 하는 장치가 있습니다.

그런데 가스통에 열을 계속 가하고 있는 원리라서 위험하기때문에 가스통을 계속 주시하고 있어야해요.

간간히 사고소식도 접했고, 생각보다 열도 그닥이고.. 안전상의 문제로 저는 그냥 뜨거운물로 가스 녹여가며쓰는 아날로그 방식이 더 좋습니다.

개인적인 생각에 저는 몸 조금 편하자고 조금이라도 위험한건 왠만하면 그냥 피하고 싶네요.

 

* LPG 를 용기에 85% 가득 채운 상태로 온도가 상승하게 되면 가스가 점점 팽창하다가 60도 이상되면 용기가 파열되면서 폭팔합니다.

 더운 여름철 , 차량내부온도는 70도~ 90도까지 올라갈수있기때문에 압축율이 높은 프로판이 함유된 동계가스의 경우 특히나 주의가 필요합니다.

 

이러한 가스의 위험한 특성때문에

우리나라는 법령 (액화석유가스의안전및사업관리법) 에 의해 가스용기의 내압기준,  프로판 30% 이하, 용기의 85%까지만 충전하도록 하였습니다.

그래서 저는 가스 잔량이 얼마나 남았는지 볼려면 보통 들고 흔들어보는데, 새 가스도 85%만 충전되어있기 때문에 흔들어보면 출렁거림을 느낄 수 있습니다. 

 

이소부탄 가스용기와 프로판 가스용기는 내압기준에 맞게 법으로 정해놓을만큼 압력에 버티는 차이는 4배가량 크게 납니다.

재충천에 따른 밸브 손상이나 충전가스의 구성 성분을 몰라 충전량도 확실하지 않으며

바람막이를 사용함으로서 가스통에 생기는 복사열이나 작은 버너에 큰 사이즈 코펠을 오랜시간 올래놓으면 내려가는 복사열.. 등등.. 

프로판은 절대로 이소부탄 가스통에 충전해서는 안되고 전용 프로판 용기에만 충전해야합니다.

 

온도 = 압력

온도가 올라가면 압력도 함께 올라갑니다.

 

안전과 관련된 모든 부분은 그냥 간과하지 마시고 위험하다싶으면 하지않는게 최상입니다.

본인만의 문제로 끝나는게 아니라 내 가족이나 주변 사람에게까지 해가 갈 수 있음을 명심해주세요.

 

결론적으로

동계에는 이소부탄가스의 프로판 함량이 높을수록 열효율이 좋은것이고

여름에는 일반 부탄가스를 사용하면 됩니다. 

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