朱雀聊露營 - 轉灌 (回填) 高山瓦斯罐的安全問題

前言...

朱雀 → 代表個人的經驗或想法，主觀性難免，且不一定正確或適用於每個人。
聊露營 → 露營觀念的廣泛分享，內容可能包羅萬象，想到啥就寫啥，沒個準。
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這陣子又見到同學們在搞桶裝瓦斯轉高山罐的玩法，一時忍不住動指寫了此文！

事前聲明：我並非理工科出身，因此沒辦法用啥麼氣體公式算出實際的數據來佐證理論；但在本篇文章中，我會用最簡單直覺的觀點，來談談利用「高山瓦斯罐」轉灌 (回填) 瓦斯燃料時，後續可能會面對到的安全性問題有哪些，並儘量不談及深奧的數據與名詞。內文如有錯誤時，也請各位看倌們不吝指正。

鳥窩中我曾發表過四篇和瓦斯燃料容器相關的文章，分別是：「卡式瓦斯罐與高山瓦斯罐」、「瓦斯罐轉換接頭」、「2kg 瓦斯桶」及「瓦斯桶轉換接頭」，並有提過個人並不喜歡玩瓦斯轉灌的遊戲，尤其是牽涉到桶裝瓦斯的部分。而在這篇，我會進一步說明為何不碰觸瓦斯轉灌的原因！以下進入正題...

首先來瞧瞧瓦斯燃料的裝填容器，基本上容器可以分成三種：下面左圖是市面上最常見到的「卡式瓦斯罐」，內容物為丁烷 (以國內而言)，鐵製罐身，結構性最差。下面右圖是「高山瓦斯罐」，內容物可能有丁烷、異丁烷或丙烷的組合，一樣是鐵製罐身，但整體結構要比卡式瓦斯罐好些。高山瓦斯罐的內裝燃料成份較複雜，等一下會再來探討。

第三種容器是瓦斯鋼瓶，也就是大家熟知的「瓦斯桶」，內容物為丙烷及丁烷的組合，瓶身結構最堅固，且還有洩壓閥的安全設計，而下面左圖裏的瓦斯桶是市面上較少見到的 2kg 規格，適合露營時帶出門使用。下方右圖是我曾在鳥窩中分享過的各種瓦斯轉接頭，主要是負責上述三種容器間的介面轉換或封閉。

在了解三種不同容器後，接著來談談何謂「轉灌」，此動作是指：將其中一種容器內的瓦斯燃料，利用符合規格的接頭，將之轉移至另一個容器內存放。同一種容器間的轉移 (如：從 10kg 瓦斯桶轉至 2kg 瓦斯桶) 先不在本文討論之列，目前最常見的轉灌有兩種：[卡式瓦斯罐 → 高山瓦斯罐] 及 [桶裝瓦斯 → 高山瓦斯罐]。

此時大家可能會注意到，怎麼沒有 [高山瓦斯罐 → 卡式瓦斯罐] 或是 [桶裝瓦斯 → 卡式瓦斯罐] 的程序？主要原因是在於卡式瓦斯罐的罐身結構性不佳，接合點多，容器能承受的壓力值較低，故並不適合做為回充的用途！

至於為何要轉灌 (回填) 瓦斯!? 第一自然是為了省錢：由於高山瓦斯罐在三者中的購買成本最高，因此利用其罐身來裝填比較便宜的瓦斯燃料。第二是為了體積：帶高山瓦斯罐一定要比帶瓦斯桶來得輕鬆，而卡式瓦斯罐的體積雖然也小，但是罐身強度卻比不上高山瓦斯罐。第三是為了配合裝備規格：如果爐具或燈具的接頭是針對高山瓦斯罐的螺紋設計，那麼此做法可省卻使用時加裝轉換介面的麻煩。

因此在各方面的考量下，初步可以這麼下結論：「高山瓦斯罐」確實是個最合適的瓦斯燃料容器，體積小，強度夠，所以也成為各種轉灌方式的目標容器！

回到剛剛提到的轉灌程序，共有兩種常見的類型，在這裏先不談論瓦斯燃料的個別特性，我僅針對「容器」本身的結構差別來做個簡單分析...

1. 卡式瓦斯罐 → 高山瓦斯罐
   這點是被認為可行的。因為此做法是從較脆弱的容器中，將瓦斯燃料轉移至較堅固的容器裏，安全性不減。初期我也曾這麼玩過幾回，鳥窩裏的轉接頭文章也有介紹過幾個相關的轉灌介面。需要注意的是：轉灌作業的過程中要謹慎小心，目標容器「高山瓦斯罐」在重裝過幾次後便應該捨棄，以免出現意料外的問題！
2. 桶裝瓦斯 → 高山瓦斯罐
   這點就有待商確了！因為本來是裝在厚重鋼瓶中的瓦斯燃料，卻將之轉移到薄鐵片製成的瓦斯罐中，這樣子目標容器夠堅固嗎？整體安全性確定沒問題嗎？對於此類型的轉灌做法，個人一向是抱持著懷疑的態度，因為單單以容器的結搆條件來看就無法過關了，遑論其他？ ><"

除了容器的問題外，另一個影響因素就是「瓦斯燃料」本身的特性！為了等一下方便說明，無可避免地我還是要在這邊先簡單解釋幾個相關名詞，免得大家看到後段文章時反而會霧煞煞~ :Q

• 沸點：瓦斯從液態轉成氣態時的溫度值。
• 蒸氣壓力：瓦斯從液態轉成氣態時釋放的壓力值。
• 丁烷：瓦斯的一種，沸點約為 -0.5˚C。
• 異丁烷：瓦斯的一種，沸點約為 -11.7˚C
• 丙烷：瓦斯的一種，沸點約為 -42.1˚C。

(一) 正常情況下瓦斯是呈現液體狀態存放在密閉容器中，然後容器的開關打開時，才轉成氣體狀態輸出，提供給裝備燃燒。

(二) 如果環境溫度是 -0.6˚C 時，剛好是丁烷的沸點值之下，此時丁烷會維持液體狀態，而異丁烷與丙烷則不受影響，持續從液態轉成氣態。

(三) 如上例，故一樣在 -0.6˚C 溫度下，容器內的丁烷蒸氣壓力會變成零且氣體停止輸出，而異丁烷與丙烷則不受影響，持續產生蒸氣壓力輸出氣體。

(四) 在密閉的容器中，瓦斯因受到空間限制，會呈現大量液體與少量氣體並存的情形，此時釋放的蒸氣壓力由容器 (瓦斯罐或瓦斯桶) 及開關負責承擔。

(五) 在 37.8˚C 溫度下，丙烷的蒸氣壓力為 13.2kg/cm2，丁烷的蒸氣壓力為 4.85kg/cm2，此數值會隨著溫度升高而增加，溫度降低而減少。

(六) 在密閉容器中，蒸氣壓力值並不會因瓦斯量多或量少而有明顯不同，除非是瓦斯已近用鑿，蒸氣壓力值自然下降而歸零。

(七) 桶裝瓦斯又稱做「液化石油氣」，內容物為丙烷 + 丁烷的組合，分配比例各為 50%。(參考資料來源：行政院國家科學及技術委員會)

所以從上面的說明可以了解到兩個重要觀念：第一個是「沸點」的差別，造成丁烷在低溫環境下的表現較差，比不上異丁烷及丙烷！由於裝備燃燒的是瓦斯氣體，因此當瓦斯的液態轉氣態過程停止、蒸氣壓力不存在時，瓦斯罐便無法輸出氣體，故裝備只好跟著停擺 (部分採倒置式或附加熱管的裝備除外，如 SP 剛炎)。

第二是「蒸氣壓力」的差別，丙烷釋放出的蒸氣壓力遠大於丁烷，這就是為何桶裝瓦斯會使用鋼瓶來裝填的緣故。因為鋼瓶的結構夠堅固，才能對抗在密閉容器內 50% 丙烷釋放出的蒸氣壓力！且瓦斯桶還有個洩壓閥安全裝置：萬一環境溫度過高，造成桶內瓦斯的蒸氣壓力過大而導致鋼瓶可能無法承受時，洩壓閥便會開啟釋放出瓦斯降低瓶內壓力，以避免鋼瓶發生爆裂的情況！

再來就是主角「高山瓦斯罐」了，一般市售的高山瓦斯罐，其內容成份與比例大致可分為下列幾種...

1. 全丁烷，未添加其他成份。其實這類型的瓦斯罐並不能稱做高山瓦斯罐，因為在低溫環境中使用可能會掛點 (丁烷無法輸出)，好處是和爐具或燈具搭配方便，不需再裝轉換頭，如：鹿牌 M-8251 (圖片來源)。
   
2. 丁烷 + 異丁烷 + 丙烷的組合，丙烷比例達 25%。這是正統高山瓦斯罐較常見到的比例組合，因有丙烷和異丁烷的加持，可適用於低溫的環境。甚至有的產品還捨棄丁烷，純脆是異丁烷和丙烷的組合，如：SP GP-250G (圖片來源)。
   
3. 異丁烷 + 丙烷的組合，丙烷比例至少 25% 以上。這類型的高山瓦斯罐較少見到，專門提供給極地環境中使用。且為了安全，還有使用季節與環境溫度的限定，如：EPI G-7011 (圖片來源)。補充說明：之前曾見過網友分享此 EPI 瓦斯罐的丙烷比例有到 40%，但因個人未曾見過實品，原廠網站也查找不到相關說明，故只能假設丙烷含量有到 25% 以上。
   

102/01/22 註記：
關於高山瓦斯罐的進一步細節說明，請來參考這篇文章：高山瓦斯罐雜談 (Snow Peak GP-110G + GP-110S 高山罐)。

看完以上的高山瓦斯罐概略說明後，大家應該可以發現到：目前市售的高山瓦斯罐中，其丙烷的含量比例最高的也只到 40% 而已 (這還是假設 EPI 的有到此值)，這時重點來了... 難道那些 Snow Peak 或 EPI 等瓦斯罐生產商的技術人員都是傻瓜，不知道只要提高丙烷的比例，就能讓瓦斯在低溫環境裏的輸出燃燒更出色嗎？這一切的關鍵，就是卡在上面有提到的「蒸氣壓力」！

當丙烷的含量比例越高時，容器需承受的蒸氣壓力值也就越大！這時為了能讓鐵製的瓦斯罐能夠承受更大壓力，勢必只有加厚罐身來抗衡；但是此舉卻會增加瓦斯罐的重量，反而喪失了輕量的優點。因此最後的做法便是從瓦斯燃料下手，調配出適當比例，讓輕巧的瓦斯罐可以承受得住壓力，又能夠在低溫的環境下使用！

所以反向思考：如果不用去在乎丙烷的蒸氣壓力所帶來的可能危險性，那麼廠商們只要將桶裝瓦斯 (液化石油氣) 直接填入高山瓦斯罐裏即可，省事方便好賣，又何必那麼辛苦地實驗調配異丁烷及丙烷的比例!? 關於這點，真的值得那些喜歡轉灌桶裝瓦斯到高山罐內使用的同學們深思......

就好比下面這張經典圖片：若是高山罐裏能直接填入桶裝瓦斯而沒問題，那麼當年 Snow Peak 這套「天與地」就不會引來萬眾矚目了。(圖片來源)

我再以 PRIMUS 舉例，它算是國內能見度頗高的高山瓦斯罐品牌之一，容量規格多種，不過對於液化瓦斯的裝填容器，人家可是特別推出了一個鋼瓶產品... 這可有意思了，如果能直接裝入高山瓦斯罐裏就萬事 OK 的話，那幹嘛又另外弄個鋼瓶多此一舉？(圖片來源)

桶裝瓦斯 (液化石油氣) 會填裝在鋼瓶裏使用，絕對不是只為了容量的需求而已！

再說了，將桶裝瓦斯轉灌至高山瓦斯罐中的作業會很困難嗎？其實一點也不！只要備妥相關管線，注意高低擺位及溫度差異的細節便能辦到，人人可為。但見到幾位喜歡玩轉灌瓦斯的同學，常日沉浸於成就感中而沾沾自喜... 讓人不禁想提醒他們：是不是該分點心去想想，日後帶這些危險物品出門時要如何去妥善的收藏與攜行!? 因為這些已改灌桶裝瓦斯的高山罐，是比從前更為脆弱、更需要呵護照顧的！或者，能忽然覺醒而反問自己：這麼做的目的到底是為了什麼？

若以 RV 露營活動的型態來說，如果要想省錢，試問：一年會出門露營的次數有多少？需要如此辛苦去換取這個代價嗎？好吧，就假設一年真露營個 48 次，那麼確實能省下一筆可觀的燃料費。但，何不乾脆用瓦斯桶就好了，燃料空了有瓦斯行會服務，出門時是車子載運也非人力背負，又何苦要如此大費周章地搞轉灌作業？難道車子裏就完全沒空間可放嗎？那麼再退而求其次，最終也是可以改帶卡式瓦斯罐來頂替，總比帶著那些沒有洩壓閥裝置、薄薄的鐵片罐身、裏頭卻充滿著超高壓易燃氣體的變相高山罐要安全許多！

當一位露營愛好者為了讓隨行的家人有更美好的戶外生活體驗，終日汲汲於裝備知識的學習，研究著哪頂帳篷的防水係數佳，天幕該如何搭設才能完美遮蔭，殊不知一時的輕忽與取巧，卻反而讓自己及親愛的家人隨時面臨著可能的危險！

...... 言盡於此，不想再多說啥了，免得到頭來被說成我是在危言聳聽~ :Q 看過此文後能夠體認瞭解者便請姑且聽之，不能接受者也無妨，就當我是在自言自語。總之露營只是個戶外休閒活動，個人覺得實在沒必要搞到這種地步，凡事還是要以安全為重才好，安全第一，這樣才能真正地露得長長久久。

106/08/24 註記：
正好手上有「高山瓦斯罐」與「卡式瓦斯罐」的解剖相片，補貼上來給大家參考... 薄薄的鐵片結構體且無洩壓安全閥裝置，承壓力與安全性根本無法和桶裝瓦斯的鋼瓶結構相比擬。(高山罐圖片來自泰山~廖的汽化裝備維修中心)

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