가스일렉
가스라이타에 대하여 (연료, 칸막이, 부탄, 특징) 본문
주변에서 흔이 볼 수 있는 가스라이터. 사용하시다가 궁금한점 없으셨나요? 라이타 안에 뭐가 들어있는 거지? 가스가 어떻게 물처럼 안에 있는 것이지? 지금까지 가스라이터를 사용하면서 한번쯤 궁금해 하셨을법한 사항을 해결해 드리겠습니다.
라이터 안에는 뭐가 들어있나요?
라이터의 연료는 부탄입니다. 우리가 야외에서 사용하는 부탄가스렌지와 같은 연료입니다. 뷰테인이라고도 합니다. 파라핀 계열의 탄소화합물이며 석유정제과정의 부산물로 생산합니다.
부탄 (Butane)의 성질
화학식: C4H10
몰 질량: 58.12g/mol
끓는점: -1 °C
밀도: 2.48kg/m³
녹는점: -140 °C
IUPAC ID: Butane
파라핀 계열 : 탄화수소화합물의 분자식이 CnH2n+2 인 물질을 파라핀 계열이라고 합니다. 가연성 가스인 메탄, 에탄, 프로판, 부탄 등이 파라핀 계열의 탄화수소화합물입니다.
가스라이타인데 왜 안에 액체가 들어있나요?
부탄은 끓는점이 -1°C, 녹는점이 -140°C입니다. 즉 온도가 -140°C ~ -1°C 사이에선 액체 상태입니다. 부탄은 상온에서 기체입니다. 하지만 모든 물질은 압력을 가해주면 보다 높은 온도에서도 액체 상태로 만들 수 있습니다.
부탄을 주로 사용하는 것도 이처럼 액화하기 쉬워서입니다. 액화가 가능하다는 것은 보다 작은 용기에 많은 연료를 넣을 수 있다는 것입니다. 그래서 연료를 수송하기도 편합니다.
특히 부탄은 여러 가연성가스 중에 끊는점이 높은 편이기 때문에 다른 가연성 가스에 비해 조금만 압력을 가해도 쉽게 액화가 가능합니다. 저희가 쓰는 라이터도 부탄을 압축하여 주입하였기 때문에 액체 상태로 있는 것입니다.
즉 가연성 가스인 부탄을 작은 라이터에 보다 많은 양의 연료를 저장하기 위해 압력을 가해 액화를 시켜놓은 것입니다.
왜 부탄인가요? 다른 가연성가스는 안되나요?
대표적인 가연성 가스는 천연가스(도시가스, 주성분 메탄), LPG (주성분: 프로판), 부탄 등이 있습니다. 메탄(천연가스)의 경우 매장량이 풍부하고, 프로판과 부탄은 석유화학 정제과정에서 생산할 수 있습니다. 게다가 파라핀 계열은 안정적인 물질로 일부러 불만 안붙히면 쉽게 폭발이나 불이 나지 않습니다.
예를 들어 가연성 가스 중 아세틸렌은 공기와 만나도 안되고(산화폭발), 자체적으로 분해하면서 폭발하고(분해폭발), 구리와 화합반응을 해도 폭발하는(화합폭발) 물질입니다. 이렇게 위험하고 취급하기 어려운 가스를 라이터에 사용할 순 없겠죠? 그래서 우리가 주로 사용하는 가스연료용 가스는 메탄, 프로판, 부탄입니다.
그럼 메탄, 프로판도 있는데 왜 부탄일까요? 라이터에 부탄을 사용하는 이유는 위의 세가지 가스 중 끓는점과 녹는점이 가장 높아 액화가 쉬워서입니다. 만약 라이터의 연료를 프로판으로 한다면 상온에서 액체로 만들기 위해 보다 높은 압력이 필요합니다. 따라서 용기의 구조가 보다 튼튼해야 하니 수지타산이 맞지 않을 것입니다.
철로 만들어진 원통형 LPG 용기(프로판용) 다들 보셨을 거에요. 반면 부탄가스통은 캔으로 되어 있잖아요. 이처럼 프로판이나 메탄은 연료를 압축시키는 압력이 높아야 하기 때문에 용기의 재질도 훨씬 튼튼합니다. 메탄은 끓는점이 워낙 낮아서 액화 자체가 불가능합니다.
즉, 상온에서 쉽게 액화가 가능하고, 화학적으로 안정한 가스인 부탄이 가스라이터용 연료로 가장 적합합니다.
라이터는 왜 칸막이가 있나요?
위에서도 설명했듯이 부탄을 압축시켜 액화를 해놨으니 가스라이터 내부의 압력은 대기압보다 높습니다. 즉 압력에 견딜 수 있는 보다 튼튼한 용기가 필요합니다. 가운데 칸막이가 기둥 역할을 하면서 보다 튼튼한 용기가 되는 것이죠.
라이터 용기를 보다 튼튼하게 하기 위한 구조물입니다.
추운날 가스라이터가 잘 안켜져요.
가스라이타의 원리는 액체상태인 부탄이 기화되면서 부탄 기체에 불이 붙는 것입니다. 연소는 연료가 기체상태에서 이루어지는 현상입니다. 기화를 시키려면 열이 필요합니다. 상온의 물을 수증기로 만드려면 100°C까지 열을 가해야 하는 것처럼, 부탄도 기체가 되기 위해서는 -1°C보다 높은 열을 가해줘야 합니다.
하지만 영하의 추운 날씨에는 부탄의 기화가 쉽지 않겠죠. 이럴땐 라이터를 꼭 감싸쥐고 따뜻하게 해줘야 합니다. 라이터가 충분히 따뜻한 상태에서 켜면 불이 잘 붙을 것입니다.
낮은 온도에서는 부탄의 기화가 잘 안됩니다. 따뜻하게 해줘야 합니다.
Epilogue
어떻게 보면 몇 백원짜리 하찮은 물건이지만 그 누구의 땀방울과 열정, 그리고 기술이 들어간 제품입니다. 요즘은 저가의 중국제품때문에 국내회사는 에이스산업만 살아남아 있다고 합니다. 하지만 품질과 기술력 만큼은 해외저가제품이 따라올수 없다고 합니다. 기왕이면 국산제품 사용해요!
