消防ホースのノズルの仕組み

現代の消防における消防ホース ノズルの基本的な役割

消防ホース ノズルの定義

構造物火災に初動対応チームが到着した後の重要な数秒間において、戦術兵器の中で最も決定的なツールは、 消防ホースのノズル 。消防車は動力を提供し、ホースは導管を提供しますが、 消防ホースのノズル それは水の適用の最終的な裁定者として機能します。これは、高圧流体力学と戦術的消火が出会うインターフェイスです。あ 消防ホースのノズル 単なるスプリンクラーや受動的エンドピースではありません。それは精密に設計された流量制御装置です。その主な目的は、水流を形成し、放出量を制御し、安全な距離から火元に到達するのに必要な到達距離を提供することです。適切に機能しないと 消防ホースのノズル 1.75 インチまたは 2.5 インチのラインを通って移動する水は、速度がなく、冷却能力が限られた乱流の非効果的な塊として現れます。

消防における重要性

の重要性 消防ホースのノズルs 消防における効果はいくら強調してもしすぎることはありません。彼らは、火災現場でのいくつかの重要な役割を担っています。 1 つ目は流量調整です。これには、火災の熱発生率に合わせて 1 分あたりのガロン数 (GPM) を制御することが含まれます。流量が不足すると、水を与えても火は大きくなり続けます。 2 番目はストリーム シェーピングです。 消防ホースのノズル 浸透する固体の流れであれ、熱を吸収するフォグシールドであれ、圧力を使用可能な形に変換します。 3 つ目はオペレーターの保護で、広角スプレー パターンを利用してウォーター カーテンを作成し、放射熱やフラッシュオーバー状態から消防士を守ります。の 消防ホースのノズル 消防士の主な防御および攻撃武器であるため、その機械的信頼性は死活問題となります。

消防ホースノズルの基本原理

1. 水圧と流量

圧力 (PSI) と流量 (GPM) を理解する

全員のパフォーマンス 消防ホースのノズルs は、2 つの主な変数によって測定されます。1 平方インチあたりのポンド数 (PSI) で測定される圧力と、1 分あたりのガロン (GPM) で測定される流量です。圧力 (PSI) は、消火ポンプによって提供される位置エネルギーを表します。という文脈で 消防ホースのノズルs 、ノズル圧力は、特に先端またはオリフィスの圧力を指します。この圧力によって水の速度が決まり、その結果、水流の到達距離と浸透力が決まります。流量 (GPM) は、実際に供給される水の量を表します。消防物理学では、GPM は英国熱量単位 (BTU) を吸収して実際に消火するものです。これら 2 つの関係は、内部の吐出オリフィスのサイズによって決まります。 消防ホースのノズル 。オリフィス サイズが一定のままの場合、PSI を増加すると GPM は増加しますが、乱流によってストリームの品質が低下する前の特定のポイントまでしか増加しません。

ノズルが圧力と流量を制御する仕組み

消防ホースのノズル 油圧回路内の制限点として機能します。水の通り道を狭くすることで、 消防ホースのノズル ポンプによって生成された圧力エネルギーを速度エネルギーに変換します。ベルヌーイの定理によれば、移動する流体の速度が増加すると、流体内の圧力は減少しますが、流れの運動エネルギーは増加します。これにより、 消防ホースのノズルs 水を遠くまで飛ばす。さまざまなデザインの 消防ホースのノズルs これを別の方法で処理します。固定オリフィス ノズルは特定の PSI で特定の GPM を提供しますが、可変流量ノズルは特定の PSI で特定の GPM を提供します。 消防ホースのノズルs オペレーターがオリフィスのサイズを調整して、その場で GPM を変更できるようにします。

2. ノズルの反応

ニュートンの第 3 法則の実際の動作

動作中 消防ホースのノズルs ノズルの反応として知られる重要な物理的な力を管理する必要があります。ニュートンの運動の第 3 法則によれば、あらゆる動作に対して、同等かつ反対の反応が発生します。として 消防ホースのノズル 先端からの水の流出を加速すると、水はノズルとオペレーターに同じ力を後方に及ぼします。この反応の大きさは、流量 (GPM) と圧力 (PSI) の両方の関数です。高流量 消防ホースのノズルs 高圧で作動すると、ラインを安定させるために複数の消防士が必要となる十分な反力が発生する可能性があります。

ノズル反力の管理

テクニカル分析の場合、特定の式を使用して反力をポンド単位で推定できます。スムースボアノズルの場合、反力は直径の二乗とノズル圧力に基づいて計算されます。フォグ ノズルの場合、反応は GPM とノズル圧力の平方根の積です。これらのダイナミクスを理解することで、消防隊員は適切な消防設備を選択できるようになります。 消防ホースのノズルs 特定の人員配置レベルに応じて。

3. 消防ホースノズルの種類

スムースボアノズル

仕組み: スムースボアノズル シンプルな先細の内部水路で構成され、滑らかで障害物のない円筒形のオリフィスで終わります。このデザインは、しっかりとしたまとまりのある水の流れを作り出すことに重点を置いています。利点: 優れたリーチと浸透力。固体の流れにより、火災室内での蒸気の発生が減少します。給水中の破片に対して非常に耐性があります。短所: チップサイズごとの GPM が固定。消防士用の保護用フォグシールドはありません。理想的な用途: 高火災負荷の商業ビル、外部防御攻撃、および長距離到達要件。

フォグノズル（調整可能なスプレーノズル）

仕組み: Inside these 消防ホースのノズルs 、水は中央の茎の周りに向けられます。消防士は調整リングを回転させることにより、ステムに対するバンパーの位置を変更し、水をさまざまなパターンにそらします。利点: 水の霧化による最大の熱吸収。人員保護シールドを提供します。さまざまな火災タイプに対応する汎用性の高い製品です。短所: メンテナンスが必要な可動部品が増える。不適切に使用すると過剰な蒸気が発生する可能性があります。理想的な用途: 一般的な自治体の消防、内部構造の攻撃、油圧換気。

自動ノズル

仕組み: The core of an automatic 消防ホースのノズル 調整されたスプリング式バッフルです。ポンプのGPMが変動しても内圧に基づいて動作し、PSIを一定に保ちます。利点: 給水量が変動しても機能的な水流を維持します。ポンプオペレーターにとって使いやすい。短所: 内部機構が複雑。実際の水量 (GPM) が危険なほど低いレベルまで低下したという事実を隠すことができます。理想的な用途: 水圧が変動する状況、またはポンプオペレーターの経験が限られている状況。

特殊ノズル

穿孔ノズル: 壁や航空機の外板を貫通して空隙に水を注入するように設計されています。セラーノズル: 回転ヘッドが特徴で、地下室や屋根裏部屋を 360 度カバーします。煙突ノズル: 煙道に熱衝撃を与えることなく、細かい霧を発生させて煙突火災を消火します。

消防ホース ノズルのコンポーネント

ノズル本体とシャットオフバルブ

ノズルボディはデバイスのシャーシであり、通常は 600 PSI を超える圧力に耐えられるようにハードコートされた陽極酸化アルミニウムまたは真鍮で作られています。遮断バルブ (ボールバルブ) は、中心穴のあるステンレス鋼またはポリマーボールで構成される重要なコンポーネントです。ベールとハンドルを前方に押すと、ボールが回転して流れをブロックしたり許可したりします。これにより、オペレーターは水流を即座に制御できるようになります。

ノズル先端・オリフィス・パターンの仕組み

ノズルチップ/オリフィスは、ストリームの品質を決定する精密機械加工された出口ポイントです。フォグタイプの場合 消防ホースのノズルs 、スプレー パターン調整メカニズムには、水を液滴に砕く回転する外側スリーブとタービン歯 (回転または固定) が含まれます。スイベルインレットにより、 消防ホースのノズル ホースとは独立して回転し、よじれを防ぎます。

消防ホース ノズルがさまざまなスプレー パターンを生み出す仕組み

滑らかな、まっすぐな、霧の流れ

スムーズストリーム: スムーズなボアによって生成されます。 消防ホースのノズルs 、100%のリーチと最大の貫通力を提供します。ストレートストリーム: 霧の中で最も狭い設定 消防ホースのノズル ;それは滑らかな穴の範囲の 85 ～ 90% を占める中空の水管です。狭い霧 (30 ～ 60 度): 冷却とリーチのバランスをとるための内部攻撃に使用されます。ワイドフォグ (90 度以上): 遮熱と水圧換気のための水のカーテンを作成します。

高度な機能とテクノロジー

可変、一定、自己排出ノズル

可変流量ノズルを使用すると、オペレータは選択リングを介して GPM (例: 30、60、95、150) を手動で選択できます。定流量ノズルにより、パターンが直線流か広い霧かに関係なく、GPM が同一に保たれます。自己排出ノズルは、クラス B 火災用の流れに泡濃縮物を直接引き込む内部ベンチュリを備えています。電子ノズルは現在、ロボットユニットや遠隔制御モニターで使用するために登場しています。

消火ホースノズルのメンテナンスと手入れ

点検と清掃

定期点検：チェック 消防ホースのノズルs オリフィスのへこみをなくし、スイベルが自由に回転し、ベールがスムーズに動作するようにします。洗浄手順: 使用後は毎回真水で洗い流し、沈殿物を取り除きます。外装には中性洗剤を使用してください。内部シールには石油ベースの潤滑剤を使用しないでください。

一般的な問題のトラブルシューティング

安全上の考慮事項

取り扱いとコミュニケーション

ウォーターハンマーを避ける: 決して叩きつけないでください。 消防ホースのノズル 閉める。ホースが破裂するような圧力サージを防ぐために、ベールをゆっくりと閉じてください。適切な姿勢: 反力を管理するために重心を低く保ちます。コミュニケーション: ノズルオペレーターはポンプエンジニアと連携して、次のことを保証する必要があります。 消防ホースのノズル 目的の GPM に対応する正しい圧力を受け取ります。

よくある質問

滑らかなボアの消防ホース ノズルの理想的な PSI はどれくらいですか? 通常、手持ち式スムーズボアの先端での標準動作圧力は 50 PSI です。 消防ホースのノズルs 、リーチと扱いやすい反応の最適なバランスを提供します。

フォグノズルは泡の塗布に使用できますか? はい、フォグタイプが多いです 消防ホースのノズルs 特にエアレーション歯がある場合、またはフォームチューブアタッチメントと一緒に使用される場合に、フォームを使用できるように設計されています。

消防ホースのノズルがスイベル部分から漏れているのはなぜですか? 漏れは通常、スイベルガスケットの損傷または乾燥によって発生します。これらのゴムシールは定期的な点検と交換が不可欠です。 消防ホースのノズル メンテナンス。

消防ホース ノズルの GPM は消火時間にどのように影響しますか? GPM は総熱吸収容量を決定します。 GPM が火災によって生成される英国熱量単位 (BTU) を超えると、ノックダウンが急速に発生します。 GPM が低すぎる場合、 消防ホースのノズル 温度を下げることができなくなります。

固定ガロン数と自動消火ホース ノズルの違いは何ですか? 固定ガロン数 消防ホースのノズル 特定の圧力で設定量の水を供給します。自動ノズルは内部の開口部を調整して、給水量が変動しても一定の圧力を維持します。