| 스팀세차기 폭발방지 안전설비 [성진옵티마] |
스팀세차기는 물을 증기로 기화시켜서 분사하는 장치이며 적은 양의 물을 이용해 세차가 가능하기 때문에 많은 세차 업체들이 사용하고 있습니다. 지난 2021년 8월 11일 천안의 한 아파트 지하주차장에서 가스(LPG)를 사용하는 C사의 스팀세차기가 실린 승합차가 폭발하여 큰 화재사고가 발생하였습니다. 또한 8월 5일에는 서울의 한 스팀세차장에서 H사의 전기식 스팀세차기가 폭발하는 사고도 발생하였습니다. 스팀세차기는 3상 전기, 경유, 등유 등의 열원으로 스팀을 만드는 장비입니다. 그 만큼 안전하게 제작되어야 합니다. 국내에서 생산하는 스팀세차기 제조사는 약 10개 정도가 있는 것으로 알려져 있습니다. 안전이 검증된 제품을 사용하는 것이 무엇보다 중요할 것입니다.
필자는 스팀세차기의 안전기능에 대해 궁금증을 가지고 단 한건의 폭발사고 없이 깐깐한 해외 안전인증을 받은 스팀세척기 제조업체 에스제이이 (SJE)를 방문하여 스팀 세척기의 안전장치에 대해 알아보았습니다.
1 성진옵티마 스팀세차기 특징
에스제이이 (SJE)의 스팀세차기의 브랜드명은 OPTIMA STEAMER(옵티마 스티머)이며, 국내에서는 성진 스팀세차기 또는 성진 옵티마 라는 이름으로 불리고 있습니다. 스팀세척기는 연소식과 전기식 두 가지 타입이 있습니다. 디젤 연료를 연소시켜 열원으로 스팀을 만들어 사용하는 연소식과 전기를 열원으로 하는 전기식 스팀세척기가 있습니다.
연소식은 등유나 경유를 넣어서 보일러를 가열하며, 전기식은 3상 전기 히터를 사용하여 보일러를 가열합니다. OPTIMA STEAMER 스팀세차기는 제품 성능이 뛰어나고 안정적으로 동작하기 때문에 장시간 지속적으로 스팀을 분사하더라도 풍부하고 강력한 스팀이 계속 유지됩니다. 드물게 가열 코일에 흐르는 물을 순간적으로 가열시켜서 만든 스팀을 분사하는 비압력용기식 스팀세차기가 있습니다. 순수한 스팀이라고 하기에는 끓는 물을 분사하는 것과 마찬가지이기 때문에 물 소모량이 매우 많고 오폐수도 많이 발생하게 됩니다. 이러한 단조로운 방식의 스팀세차기를 만드는 제조사들은 Steam Vessel이 있는 전문적인 스팀세차기들이 보일러 방식 때문에 폭발 위험성이 크다면서 보일러가 없는 순간가열식 스팀세차기를 사용해야 한다고 홍보하고 있는데요 이런 방식은 고장이 잦고 가열 코일이 스케일에 쉽게 막히게되며 수리비가 많이 발생하게 됩니다. 또한 오폐수가 많이 발생하여 실내 클리닝에 활용할 수 없습니다.
반면에 증기 압력용기(Steam Vessel)가 있는 스팀세차기는 건증기(Dry Steam) 생성이 가능하기 때문에 물 소모량이 적고 오폐수가 거의 나오지 않습니다. 또한 순수한 스팀 분사만 가능하기 때문에 전자장치 주변이나 실내클리닝도 가능합니다. OPTIMA STEAMER 스팀세차기 제품은 건증기(드라이 스팀)에 뜨거운 물을 섞어서 내보낼 수 있으며, 이 경우 습증기(Wet Steam)가 됩니다. 습증기는 오염이 심한 외부를 빨리 세척할 때 사용됩니다. 스템세차기는 자동차 세차 용도뿐만 아니라, 각종 산업현장, 정밀설비 공장, 식품 공장 등에서도 세척기 용도로 사용되고 있습니다.
2 성진옵티마 스팀세차기 안전장치
가장 궁금하였던 스팀세차기의 안전장치는 어떤 것들이 있는지 알아보겠습니다. 전기식 보다는 연소식 스팀세차기의 안전장치가 많으므로 연소식 기준으로 안전장치를 설명하겠습니다. OPTIMA STEAMER(옵티마 스티머)에서는 디젤식과 전기식만 생산되고 있어 LPG용 세차기에 대한 안전장치는 확인할 수 없었습니다.
보일러 수위센서 (Water Probe Sensors)
보일러에는 수관이란 것이 있습니다 물이 유입되고 열원이 가해지면 스팀이 생성되고 상부로 스팀 배출됩니다. 열을 많이 가할수록 물이 스팀으로 상변화가 되는 속도가 빠릅니다. 수관이나 하부 드럼에 물이 없으면 어떻게 될까요? 물이 없는 상태에서 열원이 계속 가해지게 되면 공기층의 온도가 급격하게 올라가게 됩니다. 예를 들면 주전자에 물이 없는 상태에서 가스레인지를 계속 켜 놓게 되면 주전자가 시커멓게 타버리는 현상과 동일하겠습니다. 이러한 위험성을 방지하기 위해서 보일러 수관 역할을 하는 드럼에는 물의 Level을 감지하는 장치가 필요합니다. 수위가 낮은 것을 감지하면 보일러에 연료가 즉시 차단되고 연소가 종료되므로 보일러 온도 상승을 차단하는 Interlock이 구성되어 있습니다.
성진 스팀세차기에는 총 3개의 수위 감지 센서가 설치되어 있어 보일러 내부의 수위를 감지하여 보일러 내부에 물이 없거나 동결되었을때 보일러가 급격히 가열되는 것을 방지합니다. 수위감시센서가 3개나 설치되어 있어 3개 중 1개가 고장이 나더라도 보일러의 폭발을 방지할 수 있습니다. 안전장치가 3단계로 있어 Safety Level이 매우 높다고 판단됩니다.
불꽃감지센서 (Flame Detector)
불꽃감지 센서는 연소식 제품에만 장착되어 있습니다. 영어로 Flame Detector 또는 Flame eye라고 부릅니다. 보일러 화실에는 연료가 점화되어 불꽃이 발생하게 됩니다. 만약 불꽃이 없는 상태에서 연료가 계속 공급된다면 어떤 문제가 발생할까요? 연소가 이루어지지 않고 연료만 공급된다면 연료가 화실 내부에 체류하게 되어 안전상 문제가 됩니다. 보일러 연소실 내부에서 발생하는 빛의 밝기를 감지하여 상황에 따라 알맞게 가열이 되거나 멈추는지, 연기나 그을음이 심하게 발생하지 않는지 파악하여 보일러가 과열되는 것을 방지하는역할을 합니다. 불꽃이 감지되지 않으면 연료의 공급이 즉시 차단되는 Interlock이 구성되어 있습니다.
온도센서 (Thermistor)
온도센서는 보일러 하부에 설치되어 있으며 보일러의 온도를 감지하여 동절기의 보일러의 동결 또는 비정상적으로 높은 온도를 감지합니다. High/Low 온도를 감지하여 정상범위를 벗어난 경우 보일러 연료가 즉시 차단되는 Interlock이 연동되어 있어 보일러가 과열되는 것을 방지합니다. 온도센서는 보일러 하부에 부착되어 사진 촬영을 하지는 못하였습니다. ^.^
2중 압력스위치 (Pressure Switch)
보일러 스팀의 압력은 온도와 직접적인 관계가 있습니다. 온도가 올라갈 수록 압력도 상승하게 됩니다. 아래의 그래프는 물의 포화증기압 그래프입니다. 그래프의 파란색선 좌측은 습증기 구간이며, 우측은 건증기 구간입니다. 습증기와 건증기는 액체상태의 수분의 양과 관계가 있습니다.
보일러 수위센서가 고장이 나거나, 온도센서가 고장이 일어날 확률은 매우 낮겠습니다만 고장이 나더라도 압력을 감지하여 정상압력 범위를 벗어나면 즉시 보일러 가동이 중지되도록 Interlock이 구성되어 있습니다. 또한, Pressure switch는 8.5bar와 9.5bar로 2개나 설치되어 안전성을 충분히 확보하고 있습니다. Pressure switch는 압력을 감지하는 센서 입니다.
1단계 : 보일러 내부 압력에 따라 연소 신호를 제어하여 사용자가 최적의 스팀분사압력을 사용할 수 있도록 도와주며 동시에 보일러가 필요 이상으로 과압 되는 것을 방지함.
2단계 : 1단계 압력스위치가 고장 나서 계속 보일러가 가열되다가 9.5bar에 도달하게 되면 2단계 압력스위치가 연료펌프의 전원을 물리적으로 차단하여 보일러 가열을 차단함.
안전밸브 (Safety Relief Valve)
만약 2중으로 설치된 압력스위치가 모두 고장나서 지속적으로 보일러가 가열되는 경우에는 Pressure switch의 Interlock이 제대로 동작되지 않게 됩니다. 여기 또 하나의 안전장치가 설치되어 있습니다. 압력의 과 상승에 의한 안전밸브가 설치되어 있어 전기적 신호에 의한 Interlock이 아닌 물리적, 강제적으로 압력을 배출하게 되므로 과압에 의한 압력을 안전하게 배출하는 장치입니다.
제작 단계에서 최대 압력시험
• 보일러는 내부 실린더와 외부 실린더 형태로 제작되어 열효율을 극대화하였으며
• 아크용접이 아닌 플라스마 용접으로 제작되어 금속 재질의 피로, 압력에 의한 금속재질 변형에 매우 강합니다.
• 성진옵티마 스팀세차기는 8.5bar에서 정상 동작됩니다.제작 단계에서는 사용압력보다 훨씬 높은 압력으로 압력시험을 해야 합니다. 일반적인 압력용기는 사용압력의 1.5배 정도로 시험하게 되는데 성진옵티마 스팀세차기의 경우 50bar 압력의 내압시험을 통과해야만 품질성능에서 합격을 할 수 있습니다.
Air Vent Solenoid valve - 에어 빼기 솔레노이드 밸브 (Breather Valve / (구) Air Purge Valve)
물, 스팀이 흐르는 배관과 보일러 압력을 측정하는 배관에 Air가 차 있게 되면 오지시를 할 가능성이 있기 때문에 자동으로 Air pocket을 배출시켜 전체 시스템의 안전성을 보강하였습니다.
컨트롤보드 & LCD 디스플레이
스팀세차기의 운전조건과 작동 상황을 한눈에 파악하는 것도 매우 중요합니다. 각종 센서로부터 전달받은 신호들을 분석하여 기계의 오작동 유무를 판별하고, 작동상 문제가 확인되면 기계를 비상 정지해주는 역할을 하는 중앙제어 시스템입니다. 또한 문제의 원인을 보여주는 고유의 에러코드를 띄워주므로 사용자는 문제 원인을 빨리 파악할 수 있습니다.
3 해외 안전기관의 안전인증
국내에는 스팀세차기에 대한 안전인증 기준이 아직 없는 실정이라고 합니다. 그러나 성진옵티마 스팀세차기는 전세계적으로 수출하고 있어 해외 안전인증을 획득하여 그 안전성을 인정받고 있는데요. 인증 내역을 살펴보겠습니다.
성진옵티마 스티머는 6중 안전장치가 설치되어 있어 CE, CSA, UL 안전인증을 모두 취득한 세계 유일한 스팀세차기입니다.
PL보험 (생산물 배상책임보험) 5억 한도 배상 보험에 가입되어 있어 피보험자가 제조, 판매, 공급 또는 시공한 생산물이 타인에게 양도된 후 그 생산물의 결함으로 발생한 우연한 사고로 타인의 신체나 재물에 손해를 입힘으로써, 법률(민사)상 손해배상책임(제조물책임)을 부담해야 하는 경우, 이에 따른 손해를 보상하는 보험상품입니다.
[c-CSA-us] Certificate of Compliance for Optima Steamer
[CE] Certificate and Declaration of Conformity for Optima Steamer
[ISO-9001-2015] SJE Corporation Certificate of Registration
4 결론
• 이번 서울역 롯데아울렛 및 과거 밀양 손세차장에서 폭발했던 스팀세차기 모두 전기식 스팀세차기로 알려졌으며, 전기식 스팀세차기는 안전 설계만 잘 해두면 웬만해서 폭발할 일이 없다는 전문가 의견이 있습니다.
• 이번 천안 아파트 화재 사건에서 알 수 있다시피LPG 사용식 스팀세차기의 경우 액화석유가스의 누출에 의한 화재, 폭발사고 위험성이 높고, 특히 지하주차장 등의 밀폐공간에서 누출사고는 대규모 폭발사고의 위험성이 있으므로 설비의 안전성을 충분히 확보해야 하겠습니다.
• 스팀세차기는 보일러의 스팀 생성 이론과 동일한 설비이며, 고온, 고압의 Risk를 충분히 제어하고 통제할 수 있는 Safety Level을 갖춘 스팀세차기를 사용해야 할 것입니다.
• 안전설비가 제대로 갖추어지지 않은 스팀세차기를 사용할 경우 폭발에 의한 재산, 인명피해에 주의하십시오
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뜨거운 증기로 강력한 세척 효과를 내는 대한민국 스팀세차기 전 세계 120개국으로 수출
www.sjecorp.co.kr
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