ストレートストリームノズルとは何ですか?

A ストレートストリームノズル 高密度の固体水柱を、分散することなく長距離を移動する集中した高速ジェットで供給するために使用されます。 その主な目的は長距離消火です。 — 消防士が裸火を攻撃し、燃えている構造物に侵入し、霧や噴霧パターンが到達できない安全な距離から大規模な火災を鎮圧できるようにします。広範囲の適用範囲や節水よりも、最大到達距離、衝撃力、流量が重要な場合に最適のノズルです。

実際には、ストレート ストリーム ノズルは次の主要なシナリオで使用されます。屋外火災および建物火災を離れた場所から鎮火する。 20～40メートル以上 ;破壊された壁や窓を突き抜けて、建物内部の火元に到達する。熱により接近が妨げられる燃料火災、倉庫火災、または産業火災などの高強度火災の消火。高所作業台やマスターストリーム装置などの高い位置に水を供給する。オーバーホール作業中に構造要素を露出および冷却します。以下のセクションでは、各アプリケーションの背後にある仕組みと、ストレート ストリームが他のすべてのノズル パターンよりも優れたパフォーマンスを発揮する特定の条件について説明します。

ストレート ストリーム ノズルの仕組み: 固体ジェットの物理学

ストレート ストリーム ノズルが特定の状況で独特に優れたパフォーマンスを発揮する理由を理解するには、固体ジェットを他の水のパターンと区別する物理学の基本的な理解が必要です。

柱状の水の供給と運動エネルギー

ストレート ストリーム ノズルは、スムーズに収束する内部ボアを通して水を加速することにより、水を緻密な円筒形の柱に成形します。熱吸収のための表面積を最大化するために意図的に水を細かい液滴に分割するフォグ ノズルとは異なり、ストレート ストリーム ノズルは水を凝集塊として保ちます。この一貫性により、水のすべての運動エネルギーが一方向に集中し、重力や空気抵抗によって落下して分裂する前に、長い軌道にわたって速度と形状を維持するジェットが生成されます。

結果は次のようなストリームになります。 接触点での衝撃圧力が大幅に高くなる スプレーや霧のパターンが同等の流量で供給できるよりも優れています。この衝撃力により、直線的な流れが燃えている瓦礫を貫通し、遠く離れた大きな炎を倒し、燃えている物質を露出から遠ざけることができます。この機能には、液滴の微細な分布ではなく質量と運動量が必要です。

流量と圧力の関係

ストレート ストリーム ノズルは、固定オリフィス スムース ボア設計と、ストレート ストリーム設定を含む調整可能な組み合わせノズルで利用できます。スムース ボア ノズル (ソリッド ボア ノズルまたはプレイパイプ ノズルとも呼ばれます) は、シンプルで障害物のない形状によりオリフィスでの乱流と圧力損失が最小限に抑えられるため、最も油圧効率の高い直線流を供給します。構造消火で使用される一般的なスムースボアチップのサイズは次のとおりです。

• 15 mm (5/8 インチ) チップ: ノズル圧力 3.5 バール (50 psi) で約 95 L/分 (25 GPM) - ブースター ラインと初期攻撃に一般的です。
• 25 mm (1 インチ) チップ: 3.5 bar で約 265 L/min (70 GPM) — 38 mm (1.5 インチ) アタック ラインの標準。
• 32 mm (1.25 インチ) チップ: 3.5 bar で約 435 L/min (115 GPM) — より大きな 65 mm (2.5 インチ) ホースラインで使用されます。
• 38 mm (1.5 インチ) チップ: 3.5 bar で約 600 L/min (160 GPM) - マスター ストリームおよびデッキ ガンの用途で一般的です。
• 50 mm (2 インチ) 以上のチップ: 1,000 L/min (265 GPM) を超える流量 - 工業用、石油化学用、および空港の消防用の大口径マスターストリームモニターで使用されます。

滑らかなボアのストレートストリーム設計の主な油圧上の利点は、次の条件で動作することです。 低いノズル圧力 (通常 3.5 bar / 50 psi) 組み合わせノズル (通常 7.0 bar / 100 psi が必要) よりも優れており、消防士にかかるノズルの反力が軽減され、過度の摩擦損失を生じることなくホースを長くすることができます。これにより、少ないポンプリソースで大量の直流運転が可能になります。

霧やスプレーパターンに対する航続距離の優位性

ストレート ストリーム ノズルの有効到達距離は、霧やスプレー パターンの有効到達距離よりも大幅に長くなります。一般的な動作圧力では、滑らかな口径のストレートな水流により、水を効果的に遠くまで噴射できます。 水平20～40メートル 、いくつかの大規模なマスターストリーム設備では、有効範囲が 60 メートルを超えています。同等の流量での霧パターンは 10 ～ 15 メートルまでしか効果がなく、広角霧パターンは 5 メートル未満まで効果があります。この射程の違いが、ストレート ストリーム ノズルの決定的な操作上の利点であり、他の用途における最新の組み合わせノズルの多くの利点にもかかわらず、ストレート ストリーム ノズルが消防士のツールキットにおいて代替不可能であり続ける主な理由です。

主な用途: 安全なスタンドオフ距離での裸火の抑制

ストレート ストリーム ノズルの最も基本的な用途は、消防士を最も危険な熱暴露ゾーンから遠ざけるために、遠くから大規模な火災を鎮火することです。このアプリケーションは、幅広い種類のインシデントに関連します。

初期段階と進行段階の建物火災

建物火災の初期段階（フラッシュオーバー前の、大きな炎が窓や出入口から噴出するとき）では、火元に向けられた直線の流れによって、屋内への攻撃が可能になる前に裸火を急速に消し、延焼を抑えることができます。 高速固体ジェットは燃焼ガスと燃料蒸気を物理的に追い出します。 、遠く離れた防火台に到達する前に消散する霧のパターンでは達成できない方法で、発生源での燃焼プロセスを混乱させます。

内部への侵入が安全でない進行段階の火災では、外部の直流散布により避難の時間を稼ぎ、露出部分（隣接する構造物）を保護し、後で内部への侵入を可能にするために火災を十分に暗くすることができます。多くの消防署は、この「強く攻撃し、速く攻撃する」屋外攻撃戦略で大口径の滑らかな口径のノズルを使用しており、直線的な水流の速度と衝撃と引き換えに、より多くの水の使用を受け入れています。

原野と都市の接点と屋外火災

火炎前線が地形を横切って急速に進み、構造物が脅かされる原野と都市の境界火災では、ストレートストリームノズルにより、消防士は激しい放射熱から安全な距離を保って作業することができます。進行する火炎を強力な真っ直ぐな流れで打ち倒すことで、より持続的な鎮圧を開始するのに十分な時間、構造物への火災の延焼を止めることができます。消防士が火災の周囲に入る必要がなく、この川が道路、空き地、防火帯を越えて到達できることは、この危険性の高い環境において安全面で大きな利点となります。

車両および交通機関の火災

乗用車、トラック、バス、鉄道車両などの車両火災には、可燃性液体、加圧燃料システムが関係し、爆発の危険が伴うことがよくあります。まっすぐな流れにより、消防士は安全を維持できます。 15～25メートルの安全作動距離 燃えている燃料タンクを冷やし、近くの作業のために近づく前に裸火を消すのに十分な水を供給しながら。電気自動車の火災では、継続的に大量の水を供給する必要があるバッテリーパックの熱暴走を伴う可能性があるため、直流の範囲と流量は、緊急介入前の初期バッテリー冷却に特に価値があります。

貫通消火: 構造開口部を通って火の玉に到達する

ストレート ストリーム ノズルの最も特殊かつ重要な用途の 1 つは、構造物の特定の開口部に水を送り、直接アクセスできない火災に到達する貫通消火です。

窓と出入り口の侵入

構造の不安定性、猛暑、倒壊の危険性などにより、建物の火災に通常の侵入口から近づくことができない場合、消防士が建物内に入ることなく、窓や出入り口の開口部からまっすぐな水流を流して火災エリアに水を直接届けることができます。直線的な流れの精度と一貫性により、遠く離れた比較的小さな開口部から狙いを定めることができますが、これは広い円錐形に広がる霧のパターンでは達成できませんでした。 1 つの窓から狙いを定めて真っ直ぐに流れ込むことで、室内の火災負荷を大幅に軽減できます。 、その後のより安全な進入が可能になります。

突破壁攻撃

火災による損傷、制御された換気の遮断、または意図的なアクセス開口部による構造破壊の後、真っ直ぐな水流が、燃えている空間または室内の特定の領域に到達するために必要な、正確で指向性のある水の供給を提供します。また、水流の高い衝撃力により、燃えている破片を取り除き、燃えている物質を構造要素から弾き飛ばすことができ、隠れた通路に沿ってさらに広がるのを防ぐことができます。

地下室および地下室への火災による攻撃

地下室、地下室、地下空間などで発生した地下火災は、密閉された空間に熱が蓄積し、逃げ道が限られているため、屋内への攻撃が非常に危険です。地下室の窓、床の開口部、またはアクセスハッチを通して下に向けられたまっすぐな水流により、消防士は危険な空間に入ることなく、地下火災に大量の水を注ぐことができます。この技術は、特殊な機器を使用する場合にはセラーパイプまたは分配器攻撃と呼ばれることもありますが、水を深さまで運び、壁や床で跳ね返って空間全体に分配する真っ直ぐな水流の能力に依存しています。

産業、石油化学、危険物火災用途

ストレート ストリーム ノズル、特にモニター ノズルやデリュージ システムに取り付けられた大口径の滑らかなボア チップは、火災の規模、強さ、および化学的危険性により、手持ち式の霧ノズルでは耐えられない長距離の大量の水の供給が必要な産業用防火に不可欠な機器です。

石油化学および可燃性液体タンク火災

可燃性液体貯蔵タンクに関係する火災は極度の輻射熱を発し、火災が完全に進行している間は 50 メートルまたは 100 メートル以内に近づくことができなくなる可能性があります。 4,000 ～ 15,000 L/min (1,000 ～ 4,000 GPM) の流量でストレート ストリームを供給する固定モニター ノズル 隣接するタンクを冷却し、構造支持体を保護し、泡濃縮物送達システムを供給するために使用されます。直線流パターンは、ターゲットに到達する前に蒸発する微細な液滴として空気中に散乱するのではなく、水をタンクシェルに正確に導くため、タンクの冷却に特に必要です。

倉庫およびハイラック保管庫の火災

高さ 12 ～ 20 メートルに達するラック保管庫を備えた最新の高層倉庫には、真っ直ぐな流れの到達能力が必要な消火上の課題があります。熱成層によりスプリンクラーシステムがアクセスできないラック上部の火災には、地上または空中装置からの直線的な流れによって到達することができます。また、流れの直接的な衝撃により、燃焼中の材料がラックの棚から物理的に押し出され、燃料の負荷が軽減され、燃焼中の材料と未燃の材料が分離されます。

危険物の冷却と希釈

加圧ガス容器、反応性化学物質、または過熱した産業用機器が関与する危険物事故では、ストレート ストリーム アプリケーションを使用して安全な距離から容器を冷却し、破裂、BLEVE (沸騰液体膨張蒸気爆発)、または暴走化学反応を防ぎます。 20 ～ 40 メートルの範囲で正確かつ大量の水流を供給できるため、対応者は効果的な冷却を適用しながら、差し迫った危険区域の外側から作業することができます。一部の危険物状況では、蒸気を分散させ、直接の入射領域を超えて汚染物質を運ぶ可能性がある霧のパターンを避けるために注意が必要ですが、これも直進流の方向制御が有利な状況です。

マスターストリームおよび高架ストレートストリームの操作

ストレート ストリーム ノズルは、マスター ストリーム デバイスで使用される主なパターンです。これは、ハンドヘルド ラインが供給できる流量をはるかに超える流量を供給できる、装置、高架プラットフォーム、または地上レベルのモニターに取り付けられた大容量の水供給システムです。

デッキガンおよび装置搭載モニター

デッキガン (消火装置の上部に取り付けられた大きなノズル) には、ほとんどの場合、主な操作構成として滑らかなボアのストレート ストリーム チップが装備されています。典型的なデッキガンは、 入口圧力 7 bar (100 psi) で 38 mm (1.5 インチ) の滑らかなボアチップ 50 メートルを超える範囲で約 1,100 L/分 (290 GPM) を供給します。この能力により、単一の装置で、複数の手持ち式ラインを備えた攻撃員全体よりも多くの水を供給できるため、デッキガンの直流作戦が、大規模で動きの速い火災事故に対する標準的な初期戦術となります。

高所作業車・はしごパイプ作業

空中はしごプラットフォームや高架水路は、ストレート ストリーム ノズルを使用して、高層ビル、大型建造物、高層工業施設の火災に上から水を供給します。高架の直線的な水流は、上から落ちる水が屋根の開口部、天窓、および水流の衝撃によって生じる自然の下降気流を通って防火建物の奥深くまで浸透するため、地上での使用に比べて戦術的な利点があります。 流量 2,000 ～ 4,000 L/min (530 ～ 1,060 GPM) の上昇したストレート ストリーム 上層階の大規模火災を暗くし、暴露防止活動において屋上構造物、アンテナマスト、隣接する建物を冷却するために使用されます。

地上監視と大洪水作戦

地上レベルの固定モニターは、可搬式または産業施設に常設されており、事前に設定された火災シナリオでの大容量の抑制と冷却のために、大きな滑らかなボアのストレート ストリーム ノズルを使用します。空港救助消防 (ARFF) 車両は、航空機火災に対する主な攻撃ツールとして大容量ストレート ストリーム モニターを使用しています。 流量 4,000 ～ 9,000 L/min (1,060 ～ 2,400 GPM) 航空機事故に関連した大規模な燃料流出エリアをカバーするには、迅速に配送する必要があります。直線的な流れのパターンにより、水と泡の濃縮物は、霧のパターンの大きな面積に散逸するのではなく、必要な流量密度で燃焼中の燃料表面に到達します。

オーバーホールと火災後の作業

ストレートストリームノズルの有用性は、目に見える火が消えても終わりではありません。オーバーホール中（本体が倒された後に隠れた火災や残留火災を体系的に捜索し消火する作業）、直線的な流れは霧やスプレーのパターンでは再現できない特定の機能を提供します。

瓦礫の中に深く根を張る火災

木造フレーム構造物、茅葺き屋根、圧縮干し草、有機物の大量貯蔵庫、都市廃棄物の山などの深部火災は、地表よりかなり下の深さで燃え、見かけ上の消火後も数日間存続することがよくあります。直線的な流れの高い衝撃力により、水は瓦礫の表層を貫通し、その下でくすぶっている物質に到達します。これは、水を表面にのみ堆積させる霧のパターンでは達成できません。廃棄物施設や産業用貯蔵庫の深部火災の場合、機械的な掘削を行わずに熱源に水を供給する唯一の効果的な方法は、多くの場合、ストレートストリームの適用です。

構造要素と露出の冷却

大規模な火災の後、構造用鋼部材は危険なレベルの残留熱を保持し、熱膨張応力、隣接する材料への損傷、および残っている可燃物の再発火の危険を引き起こし続ける可能性があります。直線的な水流の適用により、これらの要素は迅速かつ均一に冷却され、水流の範囲により、消防士は火災後の安定した環境でアクセス足場や空中装置を必要とせずに、地上から高い構造部材を湿らせることができます。

ストレート ストリームと他のノズル パターン: それぞれをいつ使用するか

効果的かつ安全な消火活動には、霧、スプレー、またはそれらの組み合わせのパターンではなく、直線的な水流をいつ使用するかを理解することが重要です。各パターンには特定の役割があり、特定の状況で間違ったパターンを使用すると、効果が低下し、新たな危険が生じる可能性があります。

構造と材料: 高品質のストレート ストリーム ノズルの作り方

信頼性とパフォーマンス ストレートストリームノズル 構造材料の品質と内部形状の精度によって決まります。緊急消火の状況では、機器の故障は避けられません。

高強度アルミニウム合金

プロ仕様のストレート ストリーム ノズルの大部分は、以下から製造されています。 高強度アルミニウム合金 — 最も一般的なのは 6061-T6 または同等のグレード — 強度、耐食性、重量の優れたバランスを提供します。アルミニウム製ノズルは、同等の強度を有する黄銅や鋳鉄製の代替品よりも大幅に軽量であり、長時間の活動による消防士の疲労を軽減します。この合金の自然酸化層は、ほとんどの消防環境に優れた耐食性を提供し、材料は滑らかで乱流のない内部流路に必要な公差に正確に合わせて機械加工されます。

軽量の複合材料およびポリマーコンポーネント

最新のストレート ストリーム ノズルの一部には、機械的強度を犠牲にすることなくさらに重量を軽減するために、特にハンドグリップとベール バルブ領域に高強度ポリマーまたは複合部品が組み込まれています。これらの材料は、金属部品が不快なほど熱くなる可能性がある高温環境の近くでノズルが使用される場合、消防士のグリップの断熱性も向上します。複合材料は、海水、化学泡濃縮物、海岸や産業施設で一般的な塩分を含んだ大気の腐食作用にも耐性があります。

圧力サージ防止のためのボールバルブ遮断

高品質のストレートストリームノズルが装備されています。 ボールバルブ遮断機構 これにより、消防士は水の流れを瞬時かつ完全に停止および開始することができます。この機能は 2 つの重要な機能を果たします。まず、迅速な戦術的対応が可能になります。位置を変更したり、戦術的状況が変化したりしたときに、流れを直ちに停止します。第 2 に、同様に重要ですが、ボールバルブは、ツイストタイプまたはレバータイプの遮断でノズルが突然閉じられたときに発生する突然の圧力サージ (ウォーターハンマー) を防ぎます。ウォーターハンマーにより、ホースカップリング、ポンプシール、マニホールド接続が損傷する可能性があり、大口径高圧ラインでは運用上および機器メンテナンス上の重大な懸念事項となります。 1/4 回転ボールバルブは、ハンマー効果を最小限に抑えてスムーズに流路を閉じ、ホースライン全体をこのストレスから保護します。

マルチインターフェースカップリングの互換性

ストレート ストリーム ノズルは、さまざまな国または組織のシステムで使用されるホース接続に適合するよう、さまざまな入口カップリング規格に基づいて製造されています。一般的なカップリング タイプには、Storz (瞬間対称カップリング、ヨーロッパおよび国際的に広く使用されている)、ねじ付き NH または NST (国家標準ねじ、北米で主流)、および BSPP (英国標準パイプ パラレル、英国およびイギリス連邦諸国で一般的) などがあります。多くのメーカーは、交換可能な入口アダプターを備えた同じノズル本体を提供しており、個別のノズル在庫を必要とせずに、さまざまなホース システム間での汎用性を提供します。非標準システムや特殊な車載アプリケーションを使用するオペレーターは、カスタムのカップリング構成も利用できます。

ストレート ストリーム ノズルを選択する際に理解すべき重要な性能仕様

ストレート ストリーム ノズルを指定または購入する場合、いくつかの技術パラメータによってその操作能力と特定の用途への適合性が決まります。これらの仕様を理解することで、選択したノズルが供給システムの油圧能力と使用目的の戦術的要件に適合することが保証されます。

ハンドラインノズルを選定する際には特にノズル反力に注意してください。先端径が大きくなり流量が増加すると、それに応じてノズルを保持する消防士を押し戻す反力も増加します。 32 mm の滑らかなボアチップは 3.5 bar で約 45 ～ 55 kg (100 ～ 120 ポンド) の反力を生成します。 — 1 人の消防士が通常安全に対処できる最大値。大きなチップの場合は、2 人での操作または装置の取り付けが必要です。単一オペレーターの能力を超えるノズルを指定すると、安全上のリスクが発生するだけでなく、戦術的な柔軟性が失われます。

ストレートストリームノズルの限界：使用しない場合

ストレート ストリーム ノズルを完全に理解するには、その限界、つまりその特性が解決策ではなく戦術上または安全上の問題を引き起こす状況を知ることが含まれます。

• 電気的危険環境: ストレートストリームは、通電中の電気機器に接触した場合に電流をノズルオペレーターに戻すことができる導電性水の連続した柱です。霧のパターンは、水を微細な水滴に分解し、連続した導電経路を形成しないため、電気の危険が存在する場所の近くでより優れた保護を提供します。 消防士は、通電している電気機器に向かって、またはその近くにまっすぐな水流を向けてはなりません。
• クラス B 可燃性液体火災 (直接抑制): 燃えている液体の表面に直線的な流れが当たると、炎の燃料が火災の周囲を超えて飛散し、火災が鎮火するどころか拡大する可能性があります。ストレートストリームは、可燃性液体の火災の周囲のコンテナや構造物を冷却する目的でのみ使用する必要があり、直接炎をノックダウンするために使用される泡ベースの抑制または非常に慎重に適用された霧パターンが使用されます。
• 消防士の輻射熱保護: 直線的な水流は、保護用の水のカーテンを形成するのではなく、水を単一の進行方向に集中させるため、ノズルを保持している消防士に向けられる放射熱に対する保護を提供しません。乗組員に向けて戻される広角霧は、個人の輻射熱保護のための正しいパターンです。
• 近接室内攻撃（蒸気発生のリスク）： 密閉された閉鎖空間では、水が過熱した表面に接触すると、高流量の直線流によって大量の蒸気が急速に発生する可能性があります。 100°C の蒸気は重度の火傷を引き起こし、火災の雰囲気が攻撃員に戻る可能性があります。霧の短いパルスは、蒸気をより制御的に発生させて除去するため、密閉された内部空間では一般に好まれます。
• 供給が限られている操業における水の節約: 滑らかなボアのストレート ストリーム ノズルの高流量は、水を急速に消費します。タンクローリー、小規模な静的水源、またはリレー作業など、水の供給が限られている田舎での作業では、大きな真っ直ぐな水流の先端の流量によって、火災が鎮火する前に利用可能な水の供給が使い果たされる可能性があります。低減された流量設定または特殊な圧縮空気泡システム (CAFS) の組み合わせノズルは、このような供給が制約された状況で適用される水 1 リットルあたりの効率を向上させます。