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消防科学研究所報 ２２号（昭和６０年）
空気呼吸器 (
3
0
0型)用 F.
R・
P空気
ボンベの引張試験結果
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】
2
. FWポンベについて
はじめに
(
1
1繊 途
空気呼吸器の健康化，長時間化を由ることを目
的として開発され，昭和田年 4月に
舘の署に配
F Wボンベの外観告写真 1に.構造を図 1及
3
0
0盟}の空気ボンベは，従
置された安気呼吸盤 (
来から使用されている ニッケル ークロム
び写真 2に示す.
情 造 "困 l 写真 2に示すと総り . アルミニ
そリプ
ウム合金製ライナーと FRP幡との横風梅遣で
デン鋼専の鋼麹ボンベとは興信り ，強化プラスチ
ック{以下 r
FRP
J
.とい う.
1をその主餐策"と し
て使用し， フィラメントワインディング(以下
'F WJ とL・ぅ、}法により成形された F Wボンベ
である.ニ のため，従来の"周鋼桜ボンベと比
鮫して同ーガス.比に おいて 。的 4
0%の経量化が
なされている.
FRPの特徴は，ぞれを櫛成する樹脂と強化材の
性質によっていろいろ1/'"るが
ー般に金属と比
1
1続〈て強い {
2
1断然性に優れている {
3
1
較して。 1
耐食性に優れている等の長所がある .反蘭.{
I
I耐
燃性に劣る {
3
1比・史的備がつきや
熱性が低い {21W
すい等の短所が ある .
消防隊が使用する空気ボンベ".火災現渇にお
いて思わね加~5:-受付る場合があることむ考えら
れる.このこと から ，今倒.熱が ζ の F W;
Y
.:"ペ
の 強度に.どの極度膨 . ~:a lますかを 調貧するた
めの爽磁を行ったので
その概要を報告する.
写真 l ボンベの外観
.'
"ー研究東
{曲 )
6
7
(
3
) 従来的銅製ボノベとの t
t
.
受
従来から使用されているニッケル
クロム ・
モリブデン鋼専の銅製ボンベ (
4f&.び"周}
と PWボンベとの比駿を表 1に子、す.
表 1から ，従来の副製ボンベと比鮫して般大
の特徴ほ
ポ ー〆 ぺの飯高充てん圧力が. 醐~，すそ
ンぺの場合 1
5
0k
g/ca'であるのに対し .FWボン
0
0k
g/c:.J'である点である . ζ のた
ベ'"惜の 3
F Wポノベの帰還
図
RP圃は胴$周方向を補強する
ある. F
7ープ盾
f
，
:
，
.ぺが
感商充てん空気.，
.
t.銅製 8t;
め
滋約8.Ok
gで的1.2
0
0tであるのに対 して
(円剤密閉}と .胴部組方向及びドーム$を補
m
PW
強する低角度ヘ リカル層{斜交巻層}から成っ
;f，:，.べは惜放的 5
.
8
k
gで.内容慣が5
.
0eでめる
RPの各層は歓崎から +1
皮膚を成
ている.尚 .F
0
0eとタる.こ の ニとから
かっ制1.5
している.
ベは鋼襲 8，ボンベに比べ的 2
.
2
k
g軽いにもか
P
W ボン
かわらず。呼吸盤を 4
0
e/ m
i
m
.余絡圧力 '15
1
2
1材質
<
lf
l
'主。 ライナー材にアルミニウム合金を
FRP材 にグラス ーファイ パー及びエポキ γ 樹脂
k
g/ばとして計算すれば可約 8分強む畏い略行1
i
使用でさる.
を使閉している.
表 1 空気呼吸器用ボンベ比鮫袈
容器の組頭
充てんガス 名
f
l
材
P¥vボ ン ベ
鋼製ボンベ (
H)
項目
空気ガス
ニッケ Jレ・クロム ・モ
リプデ ン劃等 13樋 1
問
望
ま
掴f
iポンベ
司
!
(
8
e
)
左
ライナー 材‘アルミニウム合
ニッケル ・クロム ・モ
金
PRP材ーグラス ・7 ァィ，<- リプデン鋼事 13陣}
fエポキシ樹脂
(醐}
的 1
4
0
的 1
5
5
的 1
6
5
L {圃}
約 3
9
0
的 4
田
的 5
1
5
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145
的 5
.
8
的 8.
0
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高覧てん 正力 I
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耐圧2
式峨疋カ I
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印
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5.
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2
7.
0
外
径
D
φ
さ
長
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I
I
量
1
"
，)
(主主白書;充 てん)
積
10
充てん空気量
10
容
l
勾
l
}
使
(呼
余J
裕
吸
1正血時
力
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1
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間
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k
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分
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容
耐
器
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丘 期 間
同
室
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数
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1
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.
5
3'<毎
.
，
同
左
，5
匁
し
61
1
同
J
r
.
.
7
•
し
次の符徴 U 銅製ポノペの場合
3年毎の碑
ちしていりぱ，耐 J
何年般の制限"ない.
険代 !
こ斤f
含
!
;
.
.
.
ぺ ".容器証明書 に宜織され
しかし 。 FW;
5与を経過し
ている割造時耐正獣厳毎月日よ り1
た"らぱ
クズ化処分を 行うという耐用年数が
定められていることである.
(
4) その他
FW容器取銚い説明.によれば. 3
'
彦毎に妥
結される訟定の容器再倹査以外に . 日常の外観
e険で次の査が認められた渇合は .再検査を行
うこととしてい る.
鋭利な刃物で切り込 んだ よ う伝切り キズが
ア
ある吻合 .
FRP部分に信網(例 えば平ら"部分がIl!め
イ
られるよう'.キズ)がある
ω合.
、
ク
打彼等に よる凹みキズ白宜形のある t~ 合.
4
火災にあった FRP平等怨"使用で g伝 ι
Jt!莫が然影将を受り て変色 していたり . l
"
写真 2 ポノベの断面
焦げた彫跡のめる湯含.
3 誌験目的
火災現嶋において.不測の車惣によ り FWボン
ベ が紋射黙により加熱された場合 .!
!
I
に
よ りボン
ベの強度がどのように変化するか を綱渡す るため
に契施した.
4 試験内容
1
1
1 民腫片
ア 形状
形状は 、園 2及び写真
3. ，に示すように
FWボンベを嗣郁紬方向 に対して直角に切断
、から 対称の位聞 に幅 5
回の破断予定
し. 中 し
O醐のリ ング状
箇所を 2箇所段定した 幅約 J
i
の bのである.
写真 3 破断予定箇所
イ
僅掴
実闘に使用した S
実験片は 。次の
7fj!
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l4
片
とした.
m 正 常 '<1加然しない) もの
国
2
(1~
破断予定箇所図
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2)
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刷・
CI分間加県したむの
2片
"
件) 曲。 '
C
H
尚.加熱時間は
，
H
火災現場で不意に強い
Ug
j黙を受けた場合.直ちに遊緩行動に移
る ー とを思定 し
この 鋲から過げる までの
時 聞 を考慮し て 1分間とし た.
写真 4 破断予定菌研
{
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褒
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f
中
回
数
引裂強度
(
同)
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プ層破阪の鵬間
曲 σCx1分
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5，
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/
2
5，
1
0
01
i，G:終破断に至 る
イ 袋 2に示した引を慢強度 l
信) 加熱方法
加熱方法は.然様に写真 5に示す Y >パンク
パナ
2
までに示した鍛高値であること.
a
そ使用し .2
式駿片の般断予定箇所(左
ウ 賦験片は守 ;
1
;
:
:
;
ぺ
を
筒
1
1
1
<
・ 方向に対して車
角に切断しているため，ヘリカル.の
右ニ箇所)の表薗を.所定の溢度で l分間1lIl燃
した.尚 .温度計測には然篭対 (CA餓 .φ0日
m/m)とデジタル式温度記録計を使用した.
白) 匝験方途
訟践には.写真 6に示す引扱録取慢を使矧し
クロスヘッドスピードを 2mm/
minの割合で
引張り ，民総片が引強力により破断するまでの
引張強度を制定した.試験の状況を，写真 7，
8に示す.
5
結 果& U
考察
川 結果
結果Ii表 2のとおり.尚. ニの結果には 。次
の点を考慮に入れる必要がある.
ア
際肢片が儲終磁析する傘でには 。概ね次の
段階を経て いること.
σ
? ライナ -1
1と FRP膚との・聞は〈緩
{
イ
} へリカル楢健室
断
1
例フ
プ届破断開始
同ライナー破断
写真 9 正常 {
加織しない)桔揖片
t
オ
) フープ層愚 l
1破断
("I
FRP
は切断されている の で， 二の猷険てほヘ リカル
であること .
:JJ
趨の耐力は問符で Sず 耐 力 として働い t
悶
は フー プ膚 とライナ -.
.
12層の みであること a
考業
災 2の鯖閉そ 見る o. 司L条件で克絡 した 2
エ 前ア イ ウについて は 各誌峨片 にJ
毎週
同の俗 果には . 1
f
.o
?っ き
カ はりi
lる. この原田
写真 1
0 1
0
0'
Cに加算為した鼠験片
写真 1
1 2
00
'Cに加輸 した阻軸片
t
写真 1
2 300'Cに加納 した民融片
写真 1
3 4
0
σCに加熱 した担験片
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i
5
と し て。
"〆べをリ 〆グ状 に ~J ~脅 する際
若
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J断 きれたこ とが考えもれ.こ の喝 合.
よ う に，各加然温度 の違いにより ~ I式駿 片の Jl
設定し た 破 断 予 定
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析において耐 力 とし て 働 〈
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のよ うな結果に伝った bのと出われる .
以よのことから
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'で然の膨瞥が &1正信念 ったたのと慰われ
同会件 で:
長崎して得た結集
t
のうち . 高 い 方 の 舗 を その条件下の白血として取
り上げ
ず 健に結いてはほとんど差"I!!められ信".
こ札 1
;
1
.
. FRPの断 然性 が 優 れ て い る た め に
る.
他 の 条 件 下 の そ れ と 比 叙 してみる固す
・
4 5
0
0Cに加燃した民験片
写真1
写 真1
5 6
町 Cに加黙した民験片
査を進めるとともに
6 おわりに
ぽす彫.についても調査 す る予定である .
今回行っ た成政の結果では。俸がボ ンベの引張
7 参 考文献
強度に与える 影 響はほとんど Z
容のられ伝かった.
しかし
の 有無を
今 回の 結 集 だ " で 換に よるIIlW
判 断する には 検討 資料 が 不 足 しているので
併せて経年変化が強度に E
今後
(
1) FRP入門
社団法人強化プラスチック協会
(
2
) F Wお 聴 取鋭 い 説 明 ・ 醐 飽製 作所 川 鑓 防
災工集 醐
はより多角 的 な 獄 験 を 行い，耐 然 性 に つ い て の 調
C6
6
1