LPG차 충전 퀵커플러의 구조적 문제점
LPG차 충전 퀵커플러의 구조적 문제점
  • 승인 2008.05.27
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안전과 E절약 위해 기술적 고민 필요
▲ 김청균 홍익대학교 교수
LPG차량의 연료탱크에 LP가스를 충전하기 위해 자동차의 측면이나 후면에 부착된 충전니플에 LPG충전기의 퀵커플러(충전노즐)를 연결한다. 긴 줄에 연결된 퀵커플러를 충전니플에 대고 결합하는 순간에 LPG 충전소에 저장된 LP가스는 연료 파이프를 타고 차량의 저장탱크로 공급된다. LPG차량용 퀵커플러의 시장규모는 대단히 작지만 LP가스 안전사고의 대부분이 여기서 발생한다는 사실은 LPG차량 증가와 함께 중요하게 다뤄져야할 부분이다.

LPG충전기용 퀵커플러를 충전니플에 동심원으로 맞추고 왼손으로 잡고 있는 외부튜브를 뒤로 충분히 당기면서 볼밸브 몸체와 고무호스 사이를 잡고 있는 오른손을 힘껏 앞으로 밀어서 퀵커플러와 충전니플을 완벽하게 결합해야 충전소의 LP가스를 차량의 연료탱크에 안전하게 공급할 수 있다. 퀵커플러를 니플에 연결하는 초기에 동심원으로 연결하지 못하면 미량의 가스누출은 발생하다가도 완벽하게 결합하면 가스누출은 O-링에 의해 차단된다.

또한 가스를 충전하는 과정에 내부튜브의 내경을 따라 설치한 O-링의 축방향으로 LP가스는 누출한다. 이것은 O-링 자체의 탄성접촉 거동기능 저하, O-링 접촉면압의 과대 또는 과소설계, 충전니플의 진입과정에서 불안전한 마찰접촉에 의한 O-링의 뒤틀림 변형, 충전압의 순간상승 등에 의해 가스누출은 발생한다.

▲LPG차량 충전용 퀵커플러
LP가스 충전을 완료한 상태에서 퀵커플러를 충전니플에서 분리하게 되면 퀵커플러의 체크밸브를 이미 통과한 LP가스의 일부는 충전노즐의 체크밸브에 아직 진입하지 못했기 때문에 불가피하게 대기중으로 누출된다. 이것은 퀵커플러 자체의 구조적인 문제로 에너지 낭비와 환경측면에서 시급히 해결돼야 한다.

그 외에 퀵커플러의 거치대 파이프와 고무호스 사이에는 볼밸브를 설치하여 가스누출을 차단하고 퀵커플러를 교체할 때 LP가스 송출을 막는다. 그러나 볼밸브의 레버가 있는 상태에서 퀵커플러를 잡고 충전작업을 하기는 현실적으로 어렵기 때문에 대다수의 충전소에서는 레버를 제거한 상태에서 LP가스를 충전하므로 가스누출에 따른 초기 대응이 어려워 가스누출에 대한 안전성 확보가 구조적으로 어렵다.

누출된 LP가스는 충전소 주변의 열원에 의해 화재 발생이나 폭발 가능성을 항상 잠재하고 있다. LP가스를 충전하는 과정에서 발생한 누출연료는 소비자의 가스비에 포함된 것이고 날아간 LP가스는 환경을 오염시키는 물질로 작용한다는 사실에 고유가 시대의 LPG 차량 소유자는 손해를 보는 심정이다.

만약 LPG 충전시스템을 개선해 가스누출을 없앨 수 있다면 소비자의 가스비 절약은 물론 에너지 자원절약, 특히 오염물질 발생량 축소에 의한 환경개선에 크게 도움이 될 것이다. LPG충전소에서 더 중요한 것은 화재나 폭발 가능성을 대폭 줄일 수 있다는 사실이다. 더욱이 최근의 초고유가 시대에는 가스누출을 무조건 차단하여 자원절약과 효율적인 가스사용에 모든 기술개발 역량을 집중해야 한다.

LPG충전기에 부착된 LPG 커플러는 한국가스안전공사의 표준규격을 사용해야 LPG차량에 설치된 충전니플에 연결할 수 있고 가스충전 과정에 가스누출 방지와 안전을 확보할 수 있다. LPG충전용 퀵커플러는 일본에서 개발한 스프링 가압 슬라이딩 방식과 유럽에서 개발한 토글 방식의 두 가지 모델이 있다. 우리나라의 퀵커플러는 일본의 LPG충전기 설계기술을 도입한 것으로 가스누출 차단성, 시스템의 내구성과 편리성 등의 측면에서 개선 여지가 대단히 많다.

LPG충전기용 퀵커플러는 하루에도 수백대의 LPG차량에 가스를 충전하기 때문에 가스압력에 충분히 견딜 수 있는 내구성 소재사용과 밀봉시스템을 갖춰야 한다. 고장발생 및 가스누출을 사전에 차단할 수 있는 안전설계는 필수적이고 미숙련 아르바이트 충전인의 취급 부주의도 극복할 수 있도록 퀵커플러에 대한 기술개발이 필요한 시점이다.

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