1. 머리말

토스트기란 일반적으로 전기를 이용하여 식빵을 굽는 기구를 말한다. 토스트기는 다른 조리기구에 비해 손쉽게 식빵을 조리할 수 있는 장점이 있다. 급격한 생활양식의 변화로 인해 아침식사를 빵으로 대체하는 인구가 늘어남에 따라 토스트기의 보급도 늘어나고 있는 추세이다. 또한 다른 주방기기에 비해 가격이 매우 저렴하고 손쉽게 구입이 가능하다는 장점 때문에 일반 가정에서부터 1인 가구 및 휴게음식점 등 다양하게 보급되어 왔다.

토스트기는 다른 대부분의 조리기구와 마찬가지로 전기에 의한 열원을 사용하기 때문에 사용상의 부주의나 안전장치 고장 등으로 인한 과열로 식재료 및 가연성 물질을 착화시킬 수 있는 위험이 있다. 본 실험에서는 가정 등에서 일반적으로 사용하는 토스트기의 사용조건 등에 따른 상황적 변수를 제공하여 토스트기의 발열특성을 실험적으로 확인하고 그에 따른 화재위험성을 도출하였다. 도출된 위험성과 문제점 등은 해당 제품의 취약점을 개선하고 화재안전점검과 화재조사에 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

2. 본문

가. 토스트기 화재사례

(1) 서울 아파트 화재사례

(가) 사고개요

1. - 사고일시: 2017년 01월 09일, 11:42
2. - 사고장소: 서울 송파구 방이동
3. - 건물구조: 철근콘크리트 구조
4. - 업 종: 아파트

(나) 사고내용

서울 송파구 방이동의 한 아파트 5층에서 화재가 발생하였다. 화재는 수납장, 토스트기 등 가재도구를 태운 뒤 5분 만에 꺼졌다. 송파소방서는 토스트기 스위치가 과열되면서 발생한 화재로 보고 정확한 원인을 조사하고 있다.

[그림 1] 서울 아파트 화재사례¹⁾

¹⁾ <http://fpn119.co.kr/sub_read.html?uid=68332§ion=sc72>, EPN데일리(2014.01.10.)

(2) 경기도 의정부 화재사례²⁾

가) 사고개요

1. - 사고일시: 2004년 02월 02일, 15:40
2. - 사고장소: 경기도 의정부시 소재 주택
3. - 건물구조: 철골조 샌드위치 패널 구조
4. - 업 종: 주택

나) 사고내용

2004년 2월 2일 15시 40분 경 경기도 의정부시 소재 주택 주방에 위치한 토스트기에서 화재가 발생하여 싱크대 등 주변으로 연소확대되어 6천3백만원 상당의 피해가 발생하였음. 4월에 국립과학수사연구원의 감식 결과 화재원인은 불분명하나 토스트기에서 최초 발화된 것으로 추정함(스프링이 내려가서 올라가지 않음).

다) 분쟁심의 결과

1. - 설계상의 결함(화재방지를 위한 안전설계 미흡)
   

   온도과승방지 장치 미비, 뚜껑 및 몸체에 발화성 재질 사용, 어린이 사용 등에 대한 안전설계상의 문제

2. - 제조상의 결함(스프링 인장력의 상실)

²⁾ <http://eplc.or.kr/kor/data/view-compaint.php?seq=26>, 전자제품PL센터(2005.2.17)

나. 실험

실험조건은 화재가 발생할 수 있는 상황을 가정하여 시나리오를 설정하였다. 본 실험에서는 토스트기의 발화위험 중 가장 위험하다고 판단이 되는 상황을 <표 1>과 같이 선정하여 화재재현실험을 실시하였다. 각 상황별로 토스트기의 발열특성을 확인하고 분석하였다.

(1) 토스트기 내부에 이물질이 다량 침투한 경우

(가) 실험방법

토스트기 내부에 이물질이 침투한 조건하에서의 발열특성을 확인하기 위해 토스트기 내에서 온도가 가장 많이 올라갈 것으로 예상되는 슬롯 양쪽에 K-TYPE 열전대(0.65 mm)를 설치하였으며, 슬롯에는 빵가루를 열선에 근접하도록 채워 넣은 후 식빵을 넣고 전원을 투입하여 온도변화를 기록하고 관찰하였다.

(나) 실험결과

토스트기 내부에 이물질이 투입된 경우 토스터기의 발열특성을 확인하기 위하여 약 4분 동안 각 슬롯의 온도변화를 측정하였으며, 슬롯의 최고온도는 150.3℃을 기록하였다. 전원투입 직후부터 실험종료 시까지 지속적으로 빵가루가 탄화되면서 연기가 발생하였다. 본 실험에서 이러한 현상이 발화로 이어지지는 않았지만 발연현상만으로도 화재위험이 상존하고 있음을 확인해 볼 수 있었다.

(2) 토스트기 내부 접점이 용착된 경우

토스트기의 내부 접점은 전원이 투입 또는 차단됨에 따라 개로와 폐로를 반복한다. 이러한 과정에서 접점에서 아크가 발생하게 되는데 이때 발생하는 아크는 접점을 미세하게 용융시키기 때문에 접점이 용착될 가능성이 있다. 본 실험에서는 토스터기를 사용하는데 있어서 잦은 사용에 의해 토스터기 내부 접점이 용착되어 지속적인 통전이 되는 상태를 가정하고 그에 따른 발열특성 및 화재위험에 대해 알아보고자 한다.

(가) 실험결과

토스트기 내부의 접점이 폐로된 상태에서의 발열특성을 확인하기 위하여 특이사항이 발현될 때까지 약 17분간 온도변화를 측정하였다. 전원투입 약 4분 만에 승강손잡이가 상승하였으나 토스트기는 폐로된 접점으로 인해 지속적인 통전이 되었으며 이후 지속적으로 발연되다 전원투입 약 11분 후 발화되었다. 그리고 발화 약 3분 후 온도퓨즈가 용단되면서 내부 전원이 차단되었다. 식빵의 발화로 인해 내부는 전원투입 약 15분 만에 407.2℃까지 상승했다.

[그림 3] 내부 접점이 용착된 경우를 가정한 실험

(3) 승강손잡이가 구속된 경우

(가) 실험결과

토스트기 내부 접점이 용착된 경우를 가정한 상태의 실험과 마찬가지로 승강손잡이가 하강된 상태에서 구속되었을 경우 발열특성을 확인하기 위하여 특이사항이 발현될 때까지 약 14분간 온도변화를 측정하였다. 전원투입 약 5분 이후 지속적으로 발연되다 전원투입 약 10분 후 발화되었다. 그리고 발화 약 3분 후 토스트기 온도퓨즈가 용단되면서 토스트기 내부 전원이 차단되었다. 토스트기 내부 식빵의 발화로 인해 토스트기 내부는 전원투입 약 12분 만에 410.2℃까지 올라갔다.

[그림 4] 승강손잡이가 구속된 경우 실험

3. 맺음말

가. 토스트기의 화재위험성

지금까지 다양한 상황조건을 가정하고 토스트기에서 나타나는 발열특성을 확인하고 분석하여 다음과 같은 결론을 도출하였다.

1. (1) 토스트기 내부에 빵가루 등 이물질이 다량 누적된 경우에는 조리시간 동안 지속적으로 빵가루가 탄화되면서 연기가 발생하였다.
2. (2) 토스트기 내부 접점은 잦은 사용에 의해 접점의 장력이 약해지면 접점의 개로 및 폐로 시에 발생하는 아크에 의해 접점이 용착될 위험이 있으며, 이때 지속적인 통전에 의해 식빵을 발화시킬 수 있다.
3. (3) 토스트기의 승강손잡이는 작동부분과 본체 사이에 상하운동을 간섭하는 이물질이 침투할 경우 승강손잡이가 구속될 가능성이 있으며, 이때 지속적인 통전에 의해 식빵을 발화시킬 수 있다.
4. (4) 실험에 사용된 토스트기는 온도퓨즈의 설치위치가 잘못 설계되어 식빵의 발화온도 이하에서 작동되지 않는다.

나. 화재예방대책

1. (1) 토스트기 내부에 빵가루 등 이물질이 누적되지 않도록 주기적인 청소 등 유지관리에 유의한다.
2. (2) 토스트기를 사용하지 않을 경우 반드시 덮개를 덮어 보관하여 내부로 이물질이 침투하지 않도록 관리한다.
3. (3) 오래 사용한 토스트기는 내부 접점의 장력 및 승강손잡이 스프링 장력이 정상적인지 주기적으로 점검한다.
4. (4) 토스트기의 일부 부품을 교환하거나 수리를 할 경우에는 반드시 해당 업체에 문의하여 AS를 받도록 하고, 사용자가 직접 분해 및 수리를 하지 않는다.
5. (5) 토스트기는 전기적인 열원을 사용하는 전기기구이므로 다른 전기기계기구와 문어발식 배선을 하지 않는다.
6. (6) 토스트기는 열을 발생하는 전기기구이므로 예상하지 못한 열축적이 발생하지 않도록 주변 벽면이나 기타 기구들과 일정 간격을 확보하여 토스트기에서 발생한 열방출이 용이하도록 한다.
7. (7) 토스트기는 이동이 용이한 구조이나 반드시 지정된 장소에서 사용하도록 하며, 음식물을 조리하는 과정에서 자리를 비우지 않도록 하고, 부득이하게 자리를 비우게 될 경우 토스트기의 전원을 반드시 차단하도록 한다.