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B 2005-8-4:2008(IEC 60534-8-4:1994)

(1) 

目  次

ページ

序文 

1

1  適用範囲

1

2  引用規格

1

3  用語及び定義 

1

4  記号及び単位 

2

5  計算の基礎 

3

6  内部の音響パワーレベル L

wi

の計算

3

6.0  一般

3

6.1  バルブ固有のデータ

3

6.2  内部音響パワーレベル 

4

7  空間放射騒音 

5

7.0  一般

5

7.1  外部音響パワーレベル(特性なし) 

5

7.2  外部の 特性音響パワーレベル

5

7.3  外部の 特性音圧レベル 

6

8  適用上の制限 

6

附属書 A(参考)参考文献

8

 


 
B 2005-8-4:2008(IEC 60534-8-4:1994)

(2) 

まえがき

この規格は,工業標準化法第 12 条第 1 項の規定に基づき,日本バルブ工業会(JVMA)から,工業標準原

案を具して日本工業規格を制定すべきとの申出があり,日本工業標準調査会の審議を経て,経済産業大臣

が制定した日本工業規格である。

この規格は,著作権法で保護対象となっている著作物である。

この規格の一部が,特許権,出願公開後の特許出願,実用新案権又は出願公開後の実用新案登録出願に

抵触する可能性があることに注意を喚起する。経済産業大臣及び日本工業標準調査会は,このような特許

権,出願公開後の特許出願,実用新案権又は出願公開後の実用新案登録出願に係る確認について,責任は

もたない。

JIS B 2005 の規格群には,次に示す部編成がある。

JIS

B

2005-1

第 1 部:調節弁用語及び一般的必要条件

JIS

B

2005-2-1  第 2 部:流れの容量−第 1 節:取付け状態における流れのサイジング式

JIS

B

2005-2-3  第 2 部:流れの容量−第 3 節:試験手順

JIS

B

2005-2-4  第 2 部:流れの容量−第 4 節:固有流量特性及びレンジアビリティ

JIS

B

2005-3-1  第 3 部:寸法−第 1 節:フランジ形二方ストレート形グローブ調節弁の面間寸法及び

アングル形グローブ調節弁の中心−面間寸法

JIS

B

2005-3-2  第 3 部:寸法−第 2 節:バタフライ弁を除く回転形調節弁の面間寸法

JIS

B

2005-3-3  第 3 部:寸法−第 3 節:突合せ溶接形二方ストレート形グローブ調節弁の面間寸法

JIS

B

2005-4

第 4 部:検査及び試験

JIS

B

2005-5

第 5 部:表示

JIS

B

2005-6-1  第 6 部:調節弁へのポジショナの取付けの詳細−第 1 節:直線運動駆動部へのポジシ

ョナの取付け

JIS

B

2005-6-2  第 6 部:調節弁へのポジショナの取付けの詳細−第 2 節:回転運動駆動部へのポジシ

ョナの取付け

JIS

B

2005-7

第 7 部:調節弁データシート

JIS

B

2005-8-1  第 8 部:騒音−第 1 節:調節弁の空気力学的流動騒音の実験室における測定

JIS

B

2005-8-2  第 8 部:騒音−第 2 節:調節弁の液体流動騒音の実験室における測定

JIS

B

2005-8-3  第 8 部:騒音−第 3 節:調節弁の空気力学的流動騒音の予測方法

JIS

B

2005-8-4  第 8 部:騒音−第 4 節:調節弁の液体流動騒音の予測方法


 

   

日本工業規格

JIS

 B

2005-8-4

:2008

(IEC 60534-8-4

:1994

)

工業プロセス用調節弁−第 8 部:騒音−

第 4 節:調節弁の液体流動騒音の予測方法

Industrial-process control valves Part 8-4: Noise considerations

Prediction of noise generated by hydrodynamic flow

序文 

この規格は,1994 年に第 1 版として発行された IEC 60534-8-4 を基に,技術的内容及び対応国際規格の

構成を変更することなく作成した日本工業規格である。

適用範囲 

この規格は,工業プロセスプラントの設計者及び運転者が,調節弁を通る液体流動によって生じる騒音

を,決められた位置で予測することを可能にする。バルブ及び配管系から空気中を伝ぱしてくる騒音と同

様に,配管内に放出される音響パワーを,バルブの固有特性を決める係数及び統一された計算方法を用い

て予測方法について規定する。

バルブ使用者の共通の要求は,配管外部の音圧レベルを知ることであり,その音圧レベルは一般的にバ

ルブ下流側 1 m で配管外壁から 1 m の位置が用いられる。この規格は,音圧レベルを求めるための方法に

ついて規定する。また,この規格は,配管内部の音響パワーレベルの計算方法について規定する。

注記  この規格の対応国際規格及びその対応の程度を表す記号を,次に示す。

IEC 60534-8-4:1994,Industrial-process control valves−Part 8-4: Noise considerations−Prediction of

noise generated by hydrodynamic flow (IDT)

なお,対応の程度を表す記号(IDT)は,ISO/IEC Guide 21 に基づき,一致していることを示す。

引用規格 

次に掲げる規格は,この規格に引用されることによって,この規格の規定の一部を構成する。これらの

引用規格は,その最新版(追補を含む。

)を適用する。

JIS B 2005(規格群)  工業プロセス用調節弁

注記  対応国際規格:IEC 60534 (all parts),Industrial-process control valves (IDT)

用語及び定義 

この規格で用いる主な用語及び定義は,JIS B 2005 の規格群による。

記号及び単位 

この規格で用いる記号及び単位は,

表 による。



B 2005-8-4:2008(IEC 60534-8-4:1994)

   

表 1−記号及び単位 

記号

説明

単位

A

v

容量係数

a)

m

2

c

F

流体内を伝ぱする音速 m/s

c

p

配管壁内を伝ぱする縦波の音速 m/s

C

v

容量係数

a)

 1/(min

Pa

1/2

)

{US gallon/[min(psi)

1/2

]}

d

i

下流配管の内径 m

d

o

下流配管の外径 m

周波数

Hz

f

m

オクターブバンド中央周波数(

表 参照) Hz

f

r

リング周波数 Hz

F

F

液体臨界圧力比係数

無名数の 1

F

L

液体圧力回復係数

無名数の 1

K

v

容量係数

a)

m

3

/h

l

o

配管の長さの基準値=1 m

l

p

配管の長さ m

L

pAe

配管外部の A 特性音圧レベル dB(A)(P

o

基準)

L

WAn

配管外部の n 番目のオクターブバンドの A 特性音響パワーレベル dB(A)(W

o

基準)

L

We

配管外部の音響パワーレベル(特性なし) dB(W

o

基準)

L

WAe

配管外部の A 特性音響パワーレベル dB(A)(W

o

基準)

L

Wi

配管内部の音響パワーレベル(特性なし) dB(W

o

基準)

L

F

バルブ固有の補正値 dB

m

&

質量流量

kg/s

P

o

基準音圧=2×10

5

Pa

b)

p

v

入口温度での流体の絶対蒸気圧 Pa

p

1

バルブ入口の絶対圧力 Pa

p

2

バルブ出口の絶対圧力 Pa

p

上流側と下流側との圧力差(p

1

p

2

) Pa

T

1

入口の絶対温度 K

T

L

透過損失(特性なし) dB

配管壁の厚さ m

U

2

バルブ出口の流速 m/s

W

m

バルブ内の流体パワー損失 W

W

o

基準音響パワー=10

12

 W

入口絶対圧力に対する差圧の比(

p/p

1

無名数の 1

x

F

差圧比[

p/(p

1

p

v

)]

無名数の 1

x

Fz

特性圧力比

無名数の 1

x

Fz,

Φ

Φ

における特性圧力比

無名数の 1

Φ

相対容量係数

無名数の 1

η

 F

液体に対する音響効率係数(

Φ

=0.75 において)

無名数の 1

ρ

 F

p

1

及び T

1

における密度 kg/m

3

ρ

 F

配管材料の密度 kg/m

3

a)

  容量係数 A

v

K

v

C

v

の説明及びその単位については,JIS B 2005-1 参照。

b)

 10

5

 Pa=10

2

 kPa=1 bar

計算の基礎 

計算する値は,500∼8 000 Hz のオクターブバンドの周波数帯域における音響パワーレベル,又はこれを


3

B 2005-8-4:2008(IEC 60534-8-4:1994)

換算した音圧レベルである。

これらのオクターブバンドの範囲では,バルブ騒音は周波数に十分依存していることから,この帯域よ

り下及び上の周波数帯の影響は防音の観点から重要ではない。これは A 特性と呼ばれ,低周波数域では配

管からの騒音放射は減少し,また,高周波数域では吸音作用が増加するためである。

すべての前提条件を把握できれば、バルブ及び配管系の広範囲にわたる音響測定結果によって,バルブ

から発生する騒音を十分な精度で予測できる。しかし,ここで JIS B 2005-8-2 に従って騒音計算に使う特

性値を得ることが必要となる。

内部の音響パワーレベル L

wi

の計算 

6.0 

一般 

液体を減圧する場合の典型的な音圧レベル曲線を,差圧比 x

F

p/(p

1

p

v

)の関数として,図 に示す。

層流の範囲においては(例えば,高粘度,低差圧又は非常に小さな容量係数値の場合)

,問題となる程の

音圧レベルは生じない。縮流部の下流で乱流が形成されるに従い,音圧レベルは流れのパワーに比例して

増加する。

差圧比 x

F

が x

F

x

Fz

のときは,キャビテーションがバルブに発生し始め,時間統計的な気泡崩壊から生

じるキャビテーション騒音が,乱流から生じる流体騒音に重なる。

6.1 

バルブ固有のデータ 

次に引用される特性値 F

L

x

Fz

η

  F

及び

L

F

は,

Φ

=0.75 の相対容量係数において,製造業者が決定し,

技術文書に記述する。これと異なるデータは,例えば

Φ

=0.5 の相対容量係数に関しては,x

Fz,0.5

のように識

別する。

6.1.1 

圧力回復係数 F

L

F

L

の値は,JIS B 2005-2-3 によって,

“閉そく流”のもとで流れの容量の測定によって定める。流量閉そ

くの状態を除いて,F

L

は上流と縮流部との間の圧力差に対する,バルブの前後の差圧の比の平方根で表す。

6.1.2 

特性圧力比 x

Fz

バルブ固有の特性圧力比 x

Fz

は,JIS B 2005-8-2 によってバルブに負荷を与えることによって求める。こ

の値は,キャビテーションが音響学的に検出されるときの圧力比である。

6.1.3 

音響効率係数

η

 F

音響効率係数

η

F

は,ノンキャビテーション流れにおける音響パワーの流れのパワーに対する比である。

これは,縮流部及びその下流の幾何学的条件によって定まり,したがって,形状及び流れの容量に依存す

るものとして表す。代表的な単段のグローブ弁については,最も信頼できる値は 10

8

である。

6.1.4 

補正値

L

F

(キャビテーション流れに対して) 

補正値

L

F

は,対象とするバルブについて式 (1) の計算値からの偏差である。

calculated

wi,

measured

wi,

F

L

L

L

=

 (1)

注記  L

wi, calculated

は,

L

F

=0 として式 (5) から求める。

基準調節弁からの偏差は,そのバルブの

L

F

で補正することができる。

L

F

=0 の基準調節弁は,次のように定義する。

  DN 50∼DN 100 の範囲のサイズ,

  PN 10∼PN 40 の範囲の呼び圧力,

  単段,

  入口と出口が同軸になっているトップガイド式グローブ弁,



B 2005-8-4:2008(IEC 60534-8-4:1994)

   

  コンタードパラボリックプラグ,

  フルエリアトリム,

  フローツーオープン,

  0.8∼0.9 の範囲の F

L

Φ

=0.75

基準調節弁を用いる基準試験条件は,5∼40  ℃の温度の水を用いる。

補正値

L

F

は,相対容量係数と差圧比 x

F

との関数として表す。

6.2 

内部音響パワーレベル 

6.2.0 

一般 

内部音響パワーレベルの計算は,ノンキャビテーション流れ及びキャビテーション流れに区分する必要

がある。

6.2.1 

ノンキャビテーション流れ 

流れのパワーは,式 (2) で計算する。

F

m

ρ

p

m

W

=

&

 (2)

500

8 000 Hz

までのオクターブバンド範囲内でのノンキャビテーション流れ(

x

F

x

Fz

)に対して,放射

される内部音響パワーレベル

L

wi

は,式

 (3)

で計算する。

o

F

F

10

wi

log

10

W

p

m

L

ρ

η

=

&

 (3)

 (3)

は,

W

o

10

12

 W

とすると,式

 (4)

のように書き換えられる。

F

10

10

10

F

10

wi

log

10

log

10

log

10

log

10

120

ρ

η

+

+

+

=

p

m

L

&

 (4)

6.2.2 

キャビテーション流れ 

キャビテーションはすべての環境下で避けることが好ましいが,これが避けられない場合は,L

wi

は,次

の式 (5) で計算する。500∼8 000 Hz までのオクターブバンド範囲内でのキャビテーション流れ(x

F

x

Fz

に対して,放射される内部音響パワーレベルは,

η

  F

を用いて式 (5) によって決定する。式(5)は,二つの

項から構成されている。一つはノンキャビテーション[式 (4) による。

]を想定した項であり,もう一つ

はキャビテーションの影響を表す項である。後者は,キャビテーション流れに対応する

図 の曲線の部分

を表す。

F

F

10

10

10

F

10

wi

log

10

log

10

log

10

log

10

120

L

p

m

L

+

+

+

+

=

ρ

η

&

( )

( )

(

)

ú

û

ù

ê

ë

é

+

F

Fz,

10

8

.

0

F

F

5

0.062

Fz,

1

1

log

1

180

Fz,

x

x

x

x

x

Φ

X

Φ

Φ

 (5)

注記  式 (5) の定数 180 は,補正値

L

F

=0(6.1.4 参照)の基準調節弁における数回の測定結果の平均

値である。

式 (5) の 10 log

10

の項は,次の制限がある。

pF

L

2

(p

1

F

F

p

v

)のときは,実際の

とする。

pF

L

2

(p

1

F

F

p

v

)のときは,

pF

L

2

(p

1

F

F

p

v

)とする。

x

F

の決定には,実際の

を用いる。特性圧力比 x

F

は,0.95 までとする。

6.2.3 

内部音響パワーレベルの周波数スペクトル 

内部音響パワーのスペクトル分布は,形状,圧力比,相対容量係数及びバルブの x

Fz

値に依存する。


5

B 2005-8-4:2008(IEC 60534-8-4:1994)

500∼8 000 Hz までのオクターブバンドの範囲内での実際の適用に対するスペクトル分布は,オクターブ

ごとに 3 dB 減衰する騒音スペクトルによって,運転条件に無関係に近似できる。この相対的な平均スペク

トルは,式 (6) で計算する。

( )

9

.

2

500

log

10

m

10

wi

wi

f

L

f

L

=

 (6)

式 (6) における標準化されたスペクトルは,呼び径が DN 25∼DN 150 までの範囲の単座,単段のグロ

ーブ弁の水による試験に基づいている。他のすべての形式及び呼び径のバルブに対する試験条件を含むス

ペクトルの偏差は,製造業者によって提示される。

空間放射騒音 

7.0 

一般 

周囲の大気に放射される騒音は,外部の音響条件を考慮して,規定の距離における外部音響パワーレベ

ル,又は外部音圧レベルで示す。

7.1 

外部音響パワーレベル(特性なし) 

配管に取り付けるバルブに対する外部音響パワーレベルは,配管の透過損失を考慮して,内部音響パワ

ーレベルから決定する。

液体が開放端へ流れているとき,大気への音響伝達は,比較的大きなインピーダンスの変化のために制

限される。したがって,ジェット騒音が支配的である。

損失を無視するならば,外部音響パワーレベル L

We

は,式 (7) による透過損失 T

L

,配管の規定長さ l

p

び配管の外径 d

o

を考慮すると,内部音響パワーレベルから決定される。L

We

及び T

L

は,周波数に依存して

いるため,スペクトル計算(オクターブバンド 50∼8 000 Hz)が必要である。

( )

( )

( )

( )

o

p

10

1

.

0

o

p

Wi

We

4

log

10

10

2

37

.

17

d

l

f

T

d

l

f

L

f

L

L

f

TL

+

=

 (7)

l

p

の必要最小長さは,

3 m

である。

T

L

は,式

 (8)

によって計算する。

( )

2

5

.

1

r

r

10

o

F

F

p

p

10

log

10

log

10

10

ú

ú
û

ù

ê

ê
ë

é

÷÷ø

ö

ççè

æ

+

+

+

=

f

f

f

f

d

c

t

c

f

T

L

ρ

ρ

 (8)

リング周波数は,式 (9) による。

o

p

r

d

c

f

=

π

 (9)

音響透過損失を,

図 に正規化して示す。

音速及び密度の値は,参考文献から引用できる。

c

F

及び

ρ

 F

に対しては,下流の値を使用する。

7.2 

外部の 特性音響パワーレベル 

A

特性のレベルは,オクターブごとに重みをつけない外部音響パワーレベルに,

表 によるオクターブ

バンドに関連した補正値を加えることによって得られる。

A

特性音響パワーレベルは,式

 (10)

による。

WAn

1

.

0

5

1

n

10

WAe

10

log

10

L

L

=

å

=

 (10)

ここに,

  L

WAn

n

番目のオクターブバンドの外部の

A

特性音響パワーレベル



B 2005-8-4:2008(IEC 60534-8-4:1994)

   

表 2−音圧レベルを 特性に補正する値 

f

m

(Hz)

500

1 000

2 000

4 000

8 000

補正値      dB

−3.2 0 +1.2

+1.0

−1.1

7.3 

外部の 特性音圧レベル 

出口フランジの下流側

1 m

で配管の横方向の

1 m

の位置の音圧レベルは,開放音場条件及び円筒状の放

射を考慮すると,概略式

 (11)

のようになる。

ú

û

ù

ê

ë

é

÷÷ø

ö

ççè

æ

+

=

1

log

10

o

i

o

p

10

WAe

pAe

d

d

l

l

L

L

π

(11)

ここに,

l

p

=3 m

適用上の制限 

この規格による液体騒音の計算では,バルブ及びその接続配管における水力学のプロセスによって発生

する騒音だけを考慮している。反射,共鳴又は遊びのあるトリムによって発生するかもしれない騒音は,

考慮しない。層流状態及びフラッシングも対象としない。

表 3

に,制限値を示す。

表 3

制限値 

項目

制限値

単位

U

2

A

v

K

v

C

v

x

F

L

Wi

≦10

2.78×10

6

∼1.67×10

1

1.0∼6×10

3

5.29×10

3

∼3.16×10

2

(1.16×10

1

∼6.94×10

3

)

0.01∼0.95

≧40

m/s

m

2

m

3

/h

1/(min Pa

1/2

)

{US gallons/[min (psi)

1/2

]}

dB

注記 1  流速 U

2

の制限値は,ノンキャビテーション流れに適用する。

注記 2  容量係数 A

v

K

v

C

v

の説明及びその単位の説明については,JIS B 2005-1 を参照。


7

B 2005-8-4:2008(IEC 60534-8-4:1994)

音圧レベル

dB

 (A)

キャビテーション流れ

ノンキャビテーション流れ

乱流域

層流域 
(騒音計算 
  を考慮し 
  なくても 
  よい)

0

1

差圧比

x

Fz

x

F

v

p

p

p

x

=

1

F

図 1

差圧比 x

F

の関数としての騒音発生 

正規化した音響

透過損失

60

1

8

1

50

40

30

20

20

 0

16

1

64

1

32

1

4

1

2

1

r

f

f

2 4

図 2

正規化周波数の関数としての正規化した音響透過損失 

T

L



B 2005-8-4:2008(IEC 60534-8-4:1994)

   

附属書 A

(参考) 
参考文献

[1]  Stiles, G. F., Cavitation and Flashing Consideration, ISA Handbook of Control Valves, 2

nd

 ed. PP. 206-218.

Instrument Society of America. 1976

[2]  Kiesbauer, J., An Improved Prediction Method for Hydrodynamic Noise in Control Valves, Valve World, Vol. 3,

Issue3, June 1998, pp. 33-49.