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消防技術安全所報 ４５号（平成２０年）
ガンタイプノズルのノズル圧力と放水量の関係について
(ガンタイプノズル送水基準板の作成)
岡崎洋行¥野本秀和¥高井啓安¥渡遁茂男¥佐藤建司*
概 要
ガンタイプノズ、ルは、規定ノズ.ル圧力において 5段階の流量設定が可能である。しかし、 規定ノ ズル圧力以
外のノズル圧力で放水した場合の放水量は検証されていない。本検証は、ガンタイプノズ、ルの安全な活用に資
するため、基本的な放水特性であるノズル圧力と放水量の関係を把握し、ポンプ車の送水圧力算出の補助とな
る送水基準板を作成した。
図 1に示すように、
1 はじめに
ガン タイプノズル(以下 f
GNJ とす る。)の最大の特
40凹ホース 1本をポンプ車から 1
線延長し、 GNにより放水する。 GNとホースとの聞に圧
徴は、規定 ノ
ズ
‘ル圧力 (
0
.7
M
P
a
) において、筒先員が
力変換器を取り付け、ノズル圧力を測定した。また、電磁
流量切替ダイヤル(以下「ダイヤノレj とする。)を操作す
流f
前十を用いて放水量を測定した。
ることにより 5段階の流量設定を行えることである。
圧力変換器
ところで送水基準板は、ノズ‘ル口径、ノズ、/レ圧力、放水
電磁流量計
監及びホースの摩僚損失圧力の関係、をグラフで示したもの
4
0皿ホース X1本
である。これを用いることによりポンプ機関員は、火災現
GN
場等で‘簡単かっ確実にポンプ送水圧力を求めることができ
る。ところが、放水車ーを任意に変えられる特徴を持つ GN
図 1 実験設定
の場合、 ノズ‘ル圧力 O
.7
M
P
aでの使用を市I
提としてダイ
ヤルの数値が表示されているため、各ダイヤル設定値が 口
(2) 測定条件
径何回のノズルに相当するのか、また、ノズル圧力と放水
ア 測 定 に 使 用 し た GN
測定に使用した GN及び各 GNのダイヤル設定値は表 1
ほの関係が明らかにされていない。
そこで、ダイヤル設定値に対するノズノレ圧力及び放水量
のとおりである。
の測定を行い、両者の関係を把握するとともに、得られた
測定データと各種ホースの損失圧力データ
1)
表
を使用して 、
GNのダイヤル設定値からポンプ送水圧力を求めることが
製造会社
できる GN用送水基準板を作成した。
A社 製
B
f
土製
2 実験日時
(1) 平成 19年 6月 22 日(金)~ 23日(土)
(
2
) 平成 20年 2月 29日(金)
3 実験場所
東京消防庁消防学4
交校庭
4 実験方法
(}) 実験設定
C胡
GN及びダイヤル設定値
ダイヤル設定値 (
L
/
m
in
)
1
1
5， 2
3
0， 3
6
0，4
7
5， F
L
U
S
H
1
1
0， 2
3
0， 3
6
0，4
7
0， F
L
U
S
H
1
1
5， 2
3
0， 3
5
0，4
7
5， F
L
U
S
H
※ FLUSH・・・ノズノレ内に詰まった異物の除去に使用
イ
ノズノレ圧力及び放水形状
.2
M
P
aから1. 4
放水 肢の測定は、ノズノレ圧力が O
M
P
aまで、 O
.2
M
P
a ごとに実施した。ただし、 GNの規
定 ノズル圧力である O
.7
M
P
aにおける放水量も測定した。
また、放水形状についてはストレートで
*装備安全課
2
3
表 2 ノズル圧力及び放水形状
1
0
0
0
900
0.2， 0.4， 0.6， 0.7， 0.8，
ノズ‘ル圧力 (
M
P
a
)
600 t
ー
ー
.2， 1
.4
1
.0， 1
7
0
0
ストレート
放水形状
'
E 600
ミ 500
E
判。
ウ 測定に使用した機器
3
0
0
(7)電磁流量計
2
0
0
1
0
0
愛知時計電気株式会社製 :TAV65V-30を使用し
て放水祉を測定した。
o0
.
10
.
20
.
30
.
40
.
50
.
60
.
70
.
80
.
9
1 1
.
1 1
.2 1
.
31
.4 1
.5 1
.6
ノズル圧力 (Mp.)
(イ)圧力変換器
図 2 G N (A社製)流量グラフ
株式会社共和屯業製の圧力変換器を使用し、ノズ‘ル圧力
を測定した。
(ウ)データ収録器
∞ー
∞
1
0
KEYENCE社製データロガー GR-3000を使用
一
/ドnU宮島
9
し、サンプリング周期を 50ms としてデータを収録した。
. /戸 '
800
エ測定方法
7
0
0
レ
/
E6∞
表 1に示した各ダイヤル設定値で放水を行い、ノズ、/レ圧
/
)
型4∞
3∞
調節する。ノズル圧力がほぼ安定した時点から 10秒間、
放水量を測定した。以上の操作を表 2に示した各ノズル圧
200
力について、各 3回実施した。
1
.
.
-
日'
レ-ドd
。
トー戸
1
3
ーー
/戸
∞
L
-ド-
.
.
-
V戸 戸 "
レ
〆
4
7
l
/
j 5∞
力の測定値が表 2に示した値となるようポンプ送水圧力を
V
〆
同'
1札
o 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.6 0.9
1
1 1
.
1 1
.2 1
.3 1
.4 1
.5 1
.6
ノズル圧力 (MPa)
5 実験結果
図 3 G N (8社製)流量グラフ
検子政サ象となるそれぞれの G N (A、 B、 C社製)につ
いて、放水量のデータ (200点分)を、表 2で示したノ
ス、ル圧力ごとに最小二乗法(グラフ解析ソフト使用)によ
∞
りプロットし、ノズル圧力と放水量の関係を示した。(図
1 0
r-r - l ・寸寸r - I - I~I~
900「
2~ 図 4)
卜ー
7
0
0
~r1~
(
ル圧力との関係、を示したものが図 5である。この図 5と過
E600
)
各 G Nによって表示が異なるダイヤル設定値を、① (A社
110、C社製
2 3 0、 B社製
JJ?"tk{1JII'
n
:
竺
出 OLl
「一←
E
た各ノズル圧力に対する放水量を表 3に示す。なお便宜 k、
115、 B社製
~ニp+--
内
また、各 G Nについて、ダイヤル設定値ごとに測定し
qd
とに送水基準板を試作した。(図 6、図7)
nununu
o
o4・
o
制判。
挺
I
"
"
L
.
.LLJ-日 f
i
j
ート
j 500
去に行った各種ホースの損失圧力検証実験の結果 1) をも
社製
← ー
600
各 G Nでの放水量の測定結果ーから平均値を求め、ノズ
製
一一一一「
ドrI I
レ
戸
.
，
.
-ド
t
f
f
l
l
l
l
l
+1
J-J-~I-4I-1-1-1ï
o0
.
10
.
20
.
30
.
40
.
50
.
60
.
70
.
60
.
9
1 1
.
1 1
.2 1
.3 1
.4 1
.5 1
.6
ノズル圧力 (MP.)
115) 、② (A
図4
2 3 0、 C社製: 2 30) 、③
G N (C社製)流量グラフ
(A社製 :360、 B 干団~: 360、 C 間~: 350)
④ (A 干団~ :475、 B間
十 4 7 0、 C社製: 475) 、
∞
FLUSHの 5区分に分類した。これらの図表から読み取
900
れる結果を以下に示す。
(1)
一
1
0
800
ダイヤル設定値を上げると、ノズル圧力に対する
(2)
与 5∞
型
n
，4∞
ズ.ル圧力 (0. 7MPa) において、各社とも概ねダイヤル
∞
3
設定値と同程度の放水量となった。
200
1
0
0
(
3
) ダイヤル設定値③で放水した場合、規定ノズル圧
力 (0. 7MPa) において、いずれの G Nも設定値を超え
る放水量 (A社製
門・
事
い
戸
μ
日"
.
，
.
"
~1
l
.
.
r
"
"
1
6
1
日
ぽ
‘F
ドーー
mL
r
-
o0
.
10
.
20
.
3 0.
40
.
50
.
60
.
70
.
80
.
9
1 1
.
1 1
.2 1
.3 1
.4 1
.5 1
.6
ノズル庄力 (MPa)
370 L/min、肘団~: 3 84L
/min、
図 5 G N (平均)流量グラフ
24
4
，
戸
e6∞
ダイヤル設定値①及ひ匂で、放水した場合、規定ノ
F
41
7
0
0
(
流量の増加率も上昇した。
-，
園
噛
表 3 i~IJ 定結果
(単イ立:L/min)
ノズル圧力 (
M
P
a
)
製造会社
ダイヤル設定値
0.2
①
A社 製
1
.0
1
.2
1
.4
8
1
97
1
0
4
1
1
0
1
2
1
1
3
1
1
4
1
② 230
1
2
2
1
6
9
205
2
2
1
235
2
6
1
285
306
③ 360
2
0
1
277
342
370
397
446
490
5
3
1
④ 475
275
383
464
499
532
5
9
1
645
694
FLUSH
295
432
539
587
632
714
790
859
1
1
0
5
4
7
9
99
1
0
7
1
1
5
1
3
0
1
4
4
1
5
6
② 230
1
1
3
1
6
2
1
9
9
216
2
3
1
260
285
309
③ 360
1
9
3
283
353
384
413
466
515
5
6
1
④ 470
256
366 451
488
522
586
644
697
FLUSH
428
602
735
792
846
944
1
0
3
3
1
1
1
4
1
1
5
66
94
1
1
5
1
2
4
1
3
3
1
4
9
164
1
7
7
② 230
1
3
2
1
8
6
227
246
262
293
3
2
1
346
③ 350
2
0
1
2
9
1
3
6
1
392
4
2
1
473
522
566
④ 475
264
376
463
5
0
1
536
6
0
1
659
713
FLUSH
274
388
475
512
548
612
6
7
1
724
60
85
1
0
4
1
1
3
1
2
1
136
1
4
9
1
6
1
② 230
1
2
2
1
7
3
2
1
1
228
244
273
299
322
③ 360 (
3
5
0
)
1
9
8
285
353
383
4
1
1
462
509
552
④ 475 (
4
7
0
)
263
373
458
495
530
593
650
703
FLUSH
332
474
583
6
3
1
675
757
8
3
1
899
①
3社平均
0.8
5
9
①
C聞込
o
.7
1
1
5
①
B社製
0.4 0.6
1
1
5(
11
0
)
/
m
i
n
) となった。
C間 上 392L
に増加する。すなわち、ダイヤル設定値が小さい程、ノズ
(
4
) ダイヤル設定値④て。放水した場合、規定ノズ、ル圧
ル圧力の変動に対して放水量は安定しているが、ダイヤル
力 (0. 7M
i
'a
) において、いずれの G Nも放水量は概ね
設定値が大きい程、ノズ、ル圧力の僅かな変化にも放水量は
50OL/m
i
ni
:3%の範囲となり、ダイヤル設定値を超え
大きく変動することになる。これは、ダイヤル設定値が現
る放水量で、あった。
行の送水基準板におけるノズル口径に相当していることか
(5)
ダイヤル設定値を FLUSH とした場合、各社各様
らも推察できる。
このことをふまえて、ポンプ機関員は、ダイヤル設定値
の特性があったが、いずれの G Nについても規定ノズル圧
力 (
0. 7
M
P
a
) で 500L
/
m
i
n を上回る放水量となった。
が大きい場合程、ポンプ送水圧力の設定を慎重に行う必要
i日にも達した。
特に、 B間出土約 800L/m
がある。
(2) ダイヤル設定値を FLUSHとした場合
FLUSH による放水は、規定ノズル圧力 (0. 7MPa)
6 考察
(1)
ダイヤル設定値と放水量の関係
ダイヤル設定値が 115 (110) のとき、ノズ、ル圧力
の増加に対する放水量の増加は緩やかである。それに対し、
において 500L/m
i
n を超える放水量となり、大変危険な
ので、規定ノズ‘ル圧力における FLUSHでの放水は行わな
いよう、十分な注意が必要である。
ダイヤル設定値が 475 (470) のとき、放水量は急激
25
[参考文献]
1)中川英二、高井啓安、星哲也、菅原洋一消防用ホ
ース等の性能検証について 、消防技術安全所報 44号、 24
3 1、平成 19年 9月
延長ホース数
1
.4
U 骨λ
/
1
.
2
'
l
. n u nヲ
'a-tnu
損失圧力(高血)
0
.
7
/
0
.
6
//
0.
5
/ど ど
0.
4
/ 〆 //
0.
3
0.
1
ど
，<，'t'
、
/
/
V
/
/ /
/
レ
/
/ / //
/
γ /
v
/
レ
/
レ
/
1
//
/
/ / /
0.
8
0.
2
/
/
1
.
3
占 ノ+
λ
せノ~，、
v
ν
/
ラ
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二μ:
広
一
-
髪
室主~二 に
ニL--戸
∞
l
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2
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/
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レ
/
-
〆
〆
〆
/
〆
-
レ/
v
，/
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ト/
-
3
/
1本
v
戸/
/
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y
/
い/
∞
4
∞
∞
∞
6
5
7
∞
8
∞
9
∞o
l
流量 (Umin)
0
.
1
0
.
2
ノズル圧力
0.
3
0.
4
￨
¥ ¥ ¥ ¥ ト、
i 九 ¥ ¥h¥
¥
0.
5
ト
¥
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司白)
¥
0.
6
0
.
7
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、
l
¥
¥
¥
¥
1
0
.
8
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¥
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.
9
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¥
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1
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1
.
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¥
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1
1
.
2
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.
3
¥
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1
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1
Jl5 (
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0
)
卜
¥
¥
2
3
0
3
6
0(
3
5
0
)
¥
ヘ
¥
4
7
5(
4
7
0
)
0m
mホース)
図 6 送水基準板(低圧力損失型 4
2
6
流量切替ダイヤル設定値
1
.4
1
.
3
25
損失圧力
延長ホl ス数
1
.2
5本
1
.
1
/
1
.0
レ
/
0.
9
0
.
7
0
.
6
/
/
0
.
4
/
/
/
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0
.
2
0
.
1
戸
乞v
4同
ョ
=
回
空
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:
:
:F
∞
l
∞
F
∞
4
3
〆〆〆〆
∞
，/"2本
，/
./
ν
/
ト〆
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戸 戸J
戸'戸戸'
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.
.
6
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.
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.
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2
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8
0
.
5
4本
∞
∞
6
5
7
s
∞
∞
9
l
伐
)
(
)
流 量 (νmin)
0
.
1
0.
2
ノズル圧力
0
.
3
0.
4
i
¥¥ ¥
ヘ ¥
¥ 卜
、
屯白)
(7
0
.
5
¥
0
.
6
九
¥¥
¥
¥
0.
8
¥
1
¥
0
.
9
卜
¥
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l
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1
.0
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.
l
¥
1
1
.2
1
.
3
¥
X¥ ¥
¥
0
.
7
¥ 作
、
卜
¥
¥
1
¥
1
1
5(
1
1
0
)
¥
¥
¥
代
¥
3ω(350)
230
5
伽mホース)
図 7 送水基準板 (
2
7
4
7
5(
4
7
0
)
流最切替ダイヤノレ設定値
R
e
l
a
t
i
o
n
s
h
i
pb
e
t
w
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nn
o
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l
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u
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t
y
p
en
o
z
z
l
e
(Development of t
h
e standard display plate f
o
r water supply
t
ot
h
e gun-type n
o
z
z
l
e
)
O
M
O
T
O
.， Hiroyasu TAKAI
Hiroyuki O
K
A
Z
A
K
I
*， Hidekazu N
本
Shigeo W
A
T
A
N
A
B
E
.， Kenji SATO
本
Abstract
Flowrate setting i
nfiv世 stagesi
spossibleforaspecifiedpressurewith t
h
egun-typen
o
z
z
l
e
.
How告ver，appliedfireflowi
sn
o
t verifiedforawat告ra
p
p
licationa
tanozzl母 pressureotherthan
t
h
especif
ie
dp
r
e
s
s
u
r
e
. 官it
ht
h
i
sverification，therelationshipbetweennozzlepressureandapplied
fireflowasbasicdischargecharacteristicsi
sconfirmedt
ocontributet
osafeuseoft
h
egun-type
nozzle.B昌sedon t
h
i
s，t
h
e standard display plate for water supply i
s developed as an aid t
o
calculating water supply pressure t
o the p
u
m
p
e
r
.
本
E
q
u
i
p
m
e
n
lS
呂f
e
t
yS
e
c
t
i
o
n
28