스쿠바 탱크 밸브의 종류

[수영쪼아(상진)]

탱크 밸브의 종류   

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스쿠바 탱크(스쿠바 실린더라고도 부른다)에는  당연히 마개가 있다.  그러나 이것은 병 마개처럼 단순한것이 아니라 무한정한 회수를 열었다 닫았다(개폐) 할 수 있는 구조임으로 우리는 이것을 탱크 밸브라고 부른다.

스쿠바가 발명된 이래 탱크밸브도 형식과 형태가 변하면서 발전을 거듭해 왔고 표준적인 레크리에이션 다이빙 카테고리에서  조금만 벗어나도 탱크 밸브의 형식이 여러 가지가 존재한다는 것을 알 게 된다.

현재 대부분의 레크리에이션 다이버들이 사용하게 되는 탱크 밸브는 케이(K) 밸브라는 것이다.  레크리에이션 다이버는 특히 초보급 다이버는 K밸브가 무엇인지 알려고 할 필요가 없다. 어디를 가나 모두 K밸브임으로 단순히 "탱크 밸브"라고만 알고 있으면 다이빙을 배우거나 즐기는데 지장이 없기 때문이다.

그러나 다이빙 취미생활을 해나가다 보면, 또는 다이빙 교과서나 매거진을 읽다보면 또는 어떤 스페셜티 교육이나 소위 테크니컬 다이빙에 관심을 가지다보면 탱크 밸브의 종류에 대해 혼란을 느끼기 시작한다. K밸브, Y밸브, H밸브, DIN밸브, J밸브 등 알파벳으로 표현되는 밸브의 명칭들이 많기 때문이다. 이번에는 이 혼란스러운 밸브의 명칭들을 정리해 보자.

먼저 밸브들은 그 기본목적이 동일하고 설계상의 공통점이 있다는 사실을 알고 넘어가자 .

탱크 밸브는 모두 개폐 구조인 온/오프 놉(on/off knob)을 가졌다. 호흡기를 탱크 밸브에 연결했을 때  높을 열면(on) 공기(기체)가 호흡기 구조로 중단없이 쏟아져 나오고 높을 닫으면(off) 밸브의 공기 구멍이 막힌다.

그 다음 모든 탱크 밸브는 안전파열판(safety pressure-relief) 구조를 도입하고 있다.

탱크에 과도한 압력의 기체가 충전되거나 열을 받아서 기체 압력이 과도하게 증가하면 탱크가 폭발하기 전에 이 안전파열판이 터져서 사고를 예방한다. 세 번째 공통점은 밸브의 하부에 스노클(snorkel)  구조가 있다는 것이다.  이것은 공기(기체)가 가늘고 길쭉한 파이프를 경유해야만 밸브 구조로 들어가게 한 것을 말한다. 만약 이 스노클이 없다면  탱크가 뉘어 있거나 거꾸로 있을 때 내부의 불순물이  밸브 쪽으로 모여  밸브 구멍을 막아 버리게 된다. 스노클 파이프는  항상 탱크 내부의 허공에 떠있기 때문에 불순물이 이 구멍까지 올라가 막기는 어렵다. 이렇게 3가지 설계는 공통적이다.

■ 최초의 탱크 밸브 초기의 탱크 밸브는 완전히 기둥 모양이었다. 온어프 구조도 기둥 모양의 밸브 바디 꼭대기에 설치했다. 그리하여 필라(pillar; 기둥) 밸브라는 명칭으로 부른다. 온어프 구조는 손가락으로 돌리기가 힘들었다. 현대의 K밸브나 마찬가지로 호흡기 접속면에는 작은 고무 O링이 있었고 나삿니에는 테프론을 써서 공기 밀폐를 했다. 상용 압력은 177바(2,600psi)였다. 온어프 구조의 불편성을 개량시킨 것은 스포츠웨이스(Sportsways) 회사였다. 밸브 몸체 측면에 바퀴 형태의 높을 설계하여 약한 힘으로도 온/어프를 쉽게 할 수 있게 하였다. ■ 리저브 밸브 초창기에는 공기가 얼마나 남았는지 모니터링하는 잔압계가 없었기 때문에 공기를 비축시키는 리저브(reserve) 설계가 필요했다. 이것은 추가적으로 공기를 더 지녀서 예비공기로 쓰는 개념이 아니라 주어진 공기량중 일부가 나오지 않게 했다가 공기가 떨어지면 이것을 꺼내서 쓴다는 식이다. 공기가 얼마나 남았는지 모르는 상태에서 이 시스템이 "공기가 다 소진되고 있음"을 알려주는 것이다.

리저브 밸브는 두 가지 종류가 있다.  하나는 자동 리저브(automatic reserve) 방식이다. 이것은 탱크의 압력이 수압보다 일정비율로 떨어지면 공기 구멍이 좁아져서 숨쉬기를 어렵게하는 방식이다. 다이버가 얕은 수심으로 올라가 수압이 낮아지면 다시 공기가 잘 나온다. 이는 남아있는 공기의 절대량을 알 수 있는 방법은 아니다.

다른 하나는 고정 리저브(constant reserve)  방식으로 제이(J)밸브라고 부르는 것이다. 이것은 탱크의 공기압이 300 또는 600psi 남았을 때  더 이상 공기가 나오지 않도록 막아 버리는 구조이다.  스프링 장치로 작동하게 만들었고 다이버가 미리 이 장치를 가동시켜 놓는다. 공기가 떨어지거나 빡빡할때 메커니즘을 다시 해제시키면 막혔던 공기가 나온다.

J밸브는 밸브의 측면에 움직이는 구조를 오렸다 내렸다하는식으로 작동되는데 이 움직이는 구조는  다이버가 철사를 당겼다 올렸다하는 방식으로 작동되고 철사는 탱크의 벽면에 길 게 붙어 있어서 다이버는 손을 허리 뒤로 가져가 철사를 위로 올리거나 당기면 된다.  위로 밀어올리면 리저브가 된 것이고  아래로 당기면 해제되는 것이다. 이 철사의 전체적인 모양이 J자라고 볼 수 있으므로 J밸브라고 불렀다.

J밸브의 결함은 다이빙하다가 철사가 무엇엔가 부딪쳐 아래로 내려온다는것이다. 이렇게 되면 공기가 리저브되지 아니하고 끝까지 나오는데 다이버는 이 사실을 모르고 있다가 일을 당하게 되는 것이다.  J밸브는 오래 유행되지 못했는데 왜냐하면 곧 잔압계가 많이 보급되었고 교육 단체들이 잔압계의 사용을 원칙화했기 때문이다.

■ K밸브 잔압계가 발달하자 리저브 밸브는 퇴출되었고 단순하게 생긴 K밸브가 등장했다. K밸브란 명칭은 J밸브 다음에 나왔다고해서(알파벳 순서) 붙여진 이름이며 U.S 다이버스 회사가 처음 이름을 붙였다. 현재의 K밸브는 그 이전의 밸브들 보다 내압능력이 높다. 나삿니는 14NGS를 채택하고 있다(14는 1인치 거리당 나삿니가 14개라는 뜻이며 NGS는 National Gas Straight의 약자이다) K밸브는 DIN 밸브에 비해서 호흡기 접속면의 O링 안치구조에 문제가 많다. 다이빙 도중 밸브 O링에서 공기가 새나오거나 호흡기를 접속시킬 때 O링이 빠져나와 요란한 소리와 함께 공기가 빠지는 경험들을 하는데 이는 근본적으로 K밸브 구조의 약점이다.

■ Y밸브 동굴이나 난파선 또는 위가 막힌 물속으로 들어가는 모험가들은 스쿠바 다이빙 초창기부터 있었다. 이런 종류의 다이버들이 공기공급 통로가 한 개밖에 없는 밸브를 사용하는 것은 죽을 확율을 높이는 것과 같다. 호흡기가 고장나면 대책이 없기 때문이다. 그래서 나온 것이 Y밸브이다. 이것은 어린이가 갖고 노는 고무줄 새총 같이 생겨서 슬링샷(slingshot)이란 별칭도 갖고 있다. Y밸브는 두 개의 기체공급 구멍과 각기 별도의 개폐용 윙넛(wing nut)을 가지고 있어서 두 개의 호흡기 1단계를 따로따로 접속시킬 수 있다.

기술적으로 표현하면 아웃렛(Outlet)이 두 개이다. 두 개의 호흡기 중 하나가 고장나면(1단계든 2단계든 고장나면) 해당 구멍의 윙넛을 돌려 막아서 공기의 상실을 정지시키고 백업 호흡기로 전환할 수 있다. 다이버는 다이빙을 포기하고 되돌아나올 수 있는 기회를 갖게 된다.

■ H밸브

H밸브란 문자 그대로 H모양으로 생긴 밸브이다. 두 개의 아웃렛(Outlets)을 가졌고 각기 단순한 구조의 온/어프 높을 가졌다. Y밸브처럼 두 개의 호흡기를 걸 수 있는데 밸브 구멍이 위 아래로 교차되어 있어서 레귤레이터를 결합하기에 용이하도록 했다.

■ 매니폴드

지금까지 말한 밸브들은 하나의 탱크에 결합하여 사용할 수 있는 것들이지만 매니폴드(manifold)는 2개의 탱크와 결합되며 역시 두개의 아웃랫이 있어서 2개의 레귤레이터를 결합시킬 수 있다. 매니폴드는 분해하여 싱글 탱크 용도로 전환시킬 수 있다. 또한 좌측과 우측 어느쪽이냐에 따라 나삿니 방향이 다르게 나온다.

매니폴드는 가운데 부분에 차단 밸브(isolation valve)가 있어서 이곳을 잠그면 더블 탱크의 기체가 서로 통하지 않게 된다. 보통 DIN과 요크를 모두 사용할 수 있도록 분리식(전환식) DIN 밸브도 나온다.

매니폴드의 모양이 H자와 비슷하다고해서 H밸브라고 부르는 경우가 있지만 싱글탱크와 결합되는 H밸브와 혼동을 가져올 수 있으므로 매니폴드라고 하는 것이 정확하다.

■ 요크 방식과 DIN 방식
호흡기 1단계는 탱크밸브와 힘있게 연결되는 구조를 가지고 있으며 현재 레크리에이션 다이빙계에서 널리 사용되고 있는 방식은 요크(yoke) 방식이라고 하는 것이다.

세계적으로 실린더 압력이 3,000psi(204bar)가 넘으면 호흡기를 요크 방식으로 탱크 밸브에 연결시키지 않는다. 그 대안은 DIN밸브이다. 이것이 압력을 견디는 능력이 훨씬 높다.

DIN은 독일어 "Deutsches Institute for Normung"의 약어로서 German Institute for Standardization 즉 "독일표준연구소"라고 번역할 수 있다.

DIN 밸브는 유럽 산업사회에서는 오래 전부터 표준으로 사용되어 왔으나 나머지 국가들에서는 근래에 호평을 받기 시작했다.
다이빙계에서 특히 테크니컬 다이빙계에서 DIN 밸브는 필수적이다.

요크 방식은 호흡기 1단계의 면이 탱크 밸브의 O링을 강하게 밀어붙이는 형식이지만 DIN 방식에서는 호흡기 1단계 쪽이 수 나사가 되고 탱크 쪽은 암나사가 되어 둘이 접속되었을 때 호흡기 쪽에 있는 O링이 구조 속에 완전히 가두어 진다.

요크 방식에서는 기체의 압력이 O링을 밀어서 밀폐 힘이 생기지만 DIN 방식에서는 기체압력을 필요로 하지 않는다. 따라서 구조상으로 기체가 터져나올 가능성이 없다. DIN 밸브의 또 다른 장점은 요크 방식보다 기체 공급속도가 150 퍼센트 빠르다는 것이다.

DIN 밸브는 실제 내압능력보다 지나치게 훨씬 낮게 상용압력이 표시되어 있는 경우가 있는데 이는 안전파열판이 터지게끔 되어 있는 규정에 밎추어 표시되기 때문이다.

전환식 DIN 탱크밸브와 호흡기의 DIN 어댑터: 어떤 DIN 타입의 탱크 밸브는 나삿니가 있는 O링 소켓을 분리하면 요크 타입 호흡기를 연결할 수 있게 한것도 있다.
200바와 232바 규격에 그런 것들이 있다. 레크리에이션 다이빙과 테크니컬 다이빙 두가지를 모두 다 하는 다이버들이 좋아한다.

탱크 밸브가 전환이 불가능한 DIN 타입이면 호흡기의 1단계도 요크 방식이 아닌 DIN 타입이어야 할 것이다. 호흡기 1단계가 요크 방식인 것을 소유한 경우에는 요크 구조를 떼어내고 DIN 어댑터를 끼울수 있다.

DIN 밸브는 고압용인 것일수록 사이즈가 큼으로 어댑터는 사이즈가 맞는 것을 선택해야 한다. 예를 들어 낮은 압력 용도의 DIN 어댑터를 더 높은 압력의 DIN 탱크 밸브에 삽입할 경우 어댑터 쪽의 숫나사 부분의 길이가 짧아서 암나사 튜브 속을 끝까지 채우지 못하기 때문에 밀폐가 안된다. 이것은 착오 사용으로 인한 사고가 나지 않게 하기 위하여 일부러 고안된 것이다. 거꾸로 300bar 어댑터는 200 또는 232 DIN 탱크 밸브에 사용할 수 있다. 그러나 양쪽 모두 스펙에 맞는 것을 사용하는 것이 좋다.

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자료 : 스쿠바다이버지 2002/07/08호   

출처 - http://www.scubadc.com/frame_set01.htm