추운 날 아침 커피를 마시기 위해 가스 스토브를 최고 화력으로 켰지만, 무슨 이유인지 전날 저녁보다 물을 끓이는데 시간이 훨씬 오래 걸립니다. 무슨 일이 있는 건가요?

경험 많은 백패커라면 외부 온도가 낮기 때문에 연료통의 압력이 떨어졌다는 것을 알게 될 것입니다. 스토브의 화력은 연료의 압력에 매우 민감하기 때문에, 추운 날씨에 연료통의 압력이 떨어지면 스토브의 화력도 자연스럽게 감소됩니다.

하지만 압력을 떨어뜨리는 요소는 차가운 온도만이 아닙니다. 스토브를 오래 작동하는 것만으로도 연료통의 압력은 떨어집니다. (연료가 기화함에 따라 차가워지고, 연료통의 온도를 낮추기 때문입니다.) 즉, 동일한 연료통으로 연속적으로 물을 끓인다면 시간이 더 오래 걸린다는 것을 의미합니다.

그러나 MSR의 리액터나 윈드버너 스토브 및 초경량 포켓로켓 디럭스와 같은 가스 스토브는 이러한 압력의 저하에 거의 영향을 받지 않습니다. 따뜻한 오후나 시원한 아침 그리고 추운 고산의 저녁까지 다양한 조건에서 일정하게 빨리 물을 끓게 합니다.

어떻게 가능할까요?
이 스토브들은 압력 조절기라는 작은 부품이 있어 엄청난 차이를 만들어냅니다.

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압력 조절기란 무엇인가?
이 작은 부품은 스토브 밸브 안에 있습니다. 스토브에 가해지는 연료 압력을 조절합니다. 가스 연료통에 영향을 주는 외부 요인에 상관없이, 이 압력 조절기 (regulator)는 스토브가 최적의 작동에 필요한 정확한 압력이 가해지도록 합니다.

그 비결은 MSR엔지니어들이 스토브를 매우 낮은 압력에서도 최적으로 작동하도록 설계한 것입니다. 압력 조절기는 스토브에 항상 정확한 압력이 가해지게 하며, 스토브는 최고의 화력으로 작동될 것입니다.

 

압력 조절기가 끓이는 시간을 향상 시키는 이유
대부분의 백패킹용 스토브는 압력 조절이 되지 않습니다. 연료통의 압력이 떨어지면 화력도 약해집니다. 압력 조절기가 있는 스토브는 연료통의 압력 저하에 영향을 받지 않습니다. 이 때문에 연료통의 상태에 관계없이 물은 빠르게 끓습니다.

다시 말해, 압력 조절기는 더운 날, 추운 날, 가스가 가득찬 연료통, 가스가 조금 있는 연료통 등 다양한 조건에서도 스토브가 최대 출력 상태로 유지합니다.

이는 연료통의 연료가 적더라도 스토브의 작동은 정상적이라는 뜻입니다. 이 때문에 연료를 절약할 수 있습니다. 따라서 압력 조절기를 사용하면 스토브의 효율을 높일 수 있으므로 연료를 적게 갖고 다닐 수 있게 됩니다.

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여러분이 이론에 관심이 있다면 그 숫자를 공개합니다. 압력 조절이 되지 않는 스토브의 최대 화력이 섭씨 21도로 설계된 경우입니다. 이 온도의 연료통 압력은 45psi입니다.

온도가 영상 10도로 떨어지면 연료통 압력은 30psi로 떨어집니다. 스토브를 작동시키면, 연료통은 더욱 차가워져 22psi로 떨어집니다. 영상 4도정도의 이른 아침엔 압력 조절이 되지 않는 스토브는 실제로 60%정도의 화력을 발휘할 것입니다.

MSR의 압력 조절 스토브는 15psi (리액터)와 16.5psi (윈드버너와 포켓로켓 디럭스)에서도 최대 출력으로 작동하도록 설계되었습니다. 압력 조절기는 연료통 내부의 압력에 관계없이 스토브에 정확한 압력을 받도록 합니다.

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압력제어장치의 작동 원리
압력 조절기는 스토브의 밸브 안에 있습니다. 그 자체에 아주 작은 포핏 밸브 (내연기관의 흡.배기 밸브)가 하나 있습니다. 이 밸브는 분사장치에 가해지는 압력과 주변 압력을 계속적으로 비교하고 있는 작은 조리개에 의해 제어되고 있습니다. 이러한 압력의 차이를 읽게 되면, 이 조리개는 포핏 밸브를 열거나 닫음으로써 연료통으로부터 압력을 가하거나 차단합니다. 이러한 작동으로 스토브의 분사장치에 필요한 정확한 압력을 받도록 합니다.

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모든 압력 조절기 성능은 동일한가?
압력 조절기들은 복잡한 기술이며, 모두 같은 방식으로 설계가 되진 않습니다. MSR에서는 윈드버너 스토브 시스템과 포켓로켓 디럭스에 투입된 연구개발의 많은 부분을 오로지 압력 조절장치에 집중되었습니다. 고품질 압력 조절기에 허용되는 정밀도 공차는 아주 중요하며, 이를 달성하려면 많은 시간이 필요합니다. 그렇기 때문에 초기에는 소수의 회사에서만 압력 조절기가 있는 스토브를 만들 수 있었으며, 또 그 성능은 다 다른 것입니다.

품질이 낮은 압력 조절기가 있는 스토브는 작동의 시작은 놀랄 정도이지만, 곧 성능이 급속히 떨어지면서 지속성과 효율성이 없습니다.

그로므로 다양한 조건에서 압력 조절이 잘 되는 스토브는 일관되게 작동하므로 신뢰할 수 있으며, 신속히 커피나 차를 준비하여 한시라도 빨리 몸을 녹여 안락한 순간을 맞이 할 수 있습니다.

 

[글과 이미지출처: MSR본사 블로그]