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Z 8767 : 2006 (ISO/DIS 9300 : 2003)
1 入り口面
2 円すい(錐)ディフューザへの接合
3 注(4)参照
4 この範囲の幾何平均表面粗さは10-4dを超えてはならない
5 入り口側表面は,破線の外側になければならない
6 圧力センサ位置
注(4) この範囲の幾何平均表面粗さRaは,普通加工ベンチュリノズルでは15×10-6 dを,精
密加工ベンチュリノズルでは0.04 忿 その形状は,円環
形状よりも±0.001 d以上の誤差があってはならない。
図 1 トロイダルスロートベンチュリノズル
7.2.2.2 CFVNを用いた流量計測システムを構成するその他の要素の設置位置を指定するために,CFVN
の入り口面を基準として用いる。この入り口面は,ノズルの対称軸に垂直な平面が切る流路直径が2.5 d±
0.1 dとなる位置と定義する。
7.2.2.3 CFVNの入り口絞り部分は,円環の一部でなければならない。この円環をなす範囲は,入り口面
から最小面積位置(スロート)を超え,ディフューザと滑らかに接するまでの間でなければならない。入
り口面より上流側の形状は指定しないが,各位置における直径が,円環を延長した形状に一致するか,又
はそれより大きくなければならない(7.2.2.2参照)。
7.2.2.4 入り口面からディフューザまでの円環部分(図1参照)の円環形状からのずれは,0.001 d以下で
なければならない。対称軸を含む平面が切る円環の半径 rcは,1.8 d以上2.2 d以下とする。
7.2.2.5 CFVNのディフューザは,円環形状との接点まで,半頂角が2.5°6°の範囲にある円すい(錐)
台とする。ディフューザの長さは,スロート直径より短くてはならない。
7.2.2.6 この規格に従って作製し用いるCFVNが測定する流量の不確かさは,スロート直径の不確かさに
特に大きく依存する。トロイダルスロートCFVNで直径が小さい場合,そのスロート直径を正確に測定す
ることが特に難しい。この点には細心の注意を払うことが望ましい。
7.2.3 シリンドリカルスロートベンチュリノズル
7.2.3.1 CFVNは,図2に適合しなければならない。
――――― [JIS Z 8767 pdf 11] ―――――
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Z 8767 : 2006 (ISO/DIS 9300 : 2003)
1 入り口面
2 注(5)参照
3 注(6)参照
4 推移領域
注(5) この範囲では,幾何平均表面粗さは15×10-6 dを超えてはならない。また,形状は,円環
及び円筒から±0.001 d以上ずれてはならない。
(6) 円すい(錐)ディフューザの幾何平均表面粗さは,10-4dを超えてはならない。
図 2 シリンドリカルスロートベンチュリノズル
7.2.3.2 入り口面は,入り口側絞りの接線が対称軸に垂直になる位置と定義する。
7.2.3.3 CFVNの絞り部分(入り口側)は,円環の1/4とし,その一端は入り口面(7.2.3.2参照)に,も
う一端はシリンドリカルスロートに接するものとする。円環の半径 rc及びシリンドリカルスロートの長さ
は,スロート直径に等しくなければならない。
7.2.3.4 入り口側の円環部分の形状は,円環形状から±0.001 d以上のずれがあってはならない。
7.2.3.5 流量の計算に用いる直径は,シリンドリカルスロートの出口における平均直径とする。この平均
直径は,シリンドリカルスロート出口において,等角度で分布する少なくとも4直径方向に測定した値の
平均値とする。スロート内におけるいかなる直径も,この平均直径から±0.001 d以上ずれてはならない。
スロートの長さは,スロート直径から0.05 d以上ずれてはならない。円環絞り部分とシリンドリカルス
ロートとの接点は,目視によって検査しなければならず,欠陥がないことを確認することが望ましい。接
続に欠陥が認められる場合は,ノズルの対称軸を含む平面が切る入り口絞り壁面形状の局所曲率半径が,
入り口形状のいかなる位置(円環部分及びシリンドリカルスロート)においても,0.5 dより大きいことを
確認しなければならない(図3参照)。
入り口側及びスロートの全面は,適切に研磨を行い,その幾何平均表面粗さRaが15×l0-6 dを超えない
ようにしなければならない。
シリンドリカルスロートとディフューザとの接点も,目視によって検査し,欠陥がないことを確認しな
ければならない。
――――― [JIS Z 8767 pdf 12] ―――――
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Z 8767 : 2006 (ISO/DIS 9300 : 2003)
図 3 円環部分とシリンドリカルスロートとの接続部(推移領域)詳細
7.2.3.6 ディフューザ形状は,半頂角が3°4°の範囲にある円すい(錐)台とする。その長さは,スロ
ート直径より短くてはならない。
8. 設置に関する要求事項
8.1 一般
この規格は,次の二つの設置方法について規定する。
a) FVNの上流側にある配管が円断面をもつ場合,又は,
b) FVN又は一群として設置された複数のCFVNの上流側に大きな空間があり,チャンバとみなせる場
合。
a)の場合,CFVNは,8.2に規定する要求事項を満たすシステムに設置しなければならない。b)の場合,
CFVNは,8.3に規定する要求事項を満たすシステムに設置しなければならない。これらの両方の場合にお
いて,CFVNの上流側に旋回流があってはならない。ノズルの上流側に配管系が接続されている場合には,
ノズルの上流側の入り口面からl1 > 5 Dの位置に,図4に示す整流管,又はそれ以上の性能をもつと一般
に認められているその他整流機構(ISO 5167-1/-2参照)を設置することによって,旋回流の可能性を減ら
すことができる。
1 入り口面
2 注(7)参照
3 羽根は,バックリングを避けることのできる厚さとする
4 温度センサ位置
5 圧力センサ位置
注(7) 幾何平均表面粗さは,10-4 Dを超えてはならない。
図 4 ノズルの上流側が配管の場合の設置要求事項
――――― [JIS Z 8767 pdf 13] ―――――
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Z 8767 : 2006 (ISO/DIS 9300 : 2003)
8.2 上流側が配管の場合
円断面をもつ直管にCFVNを設置してもよいが,それぞれの中心軸が互いに
±0.02 D以上ずれないようにしなければならない。CFVNの上流側3 Dまでの範囲は,配管断面形状が円
から0.01 D以上ずれてはならず,幾何平均表面粗さRaは,10-4 Dを超えてはならない。入り口配管の直
径は,4 d( 戀 以上としなければならない。
これら上流側条件を満たすことができない場合は,その上流側条件が流量測定の不確かさに及ぼす影響
を調べるための特別な実験を行うのがよい。さらに,可能であれば,一次校正によるCdを実測するのが望
ましい。 戀 識 の質量流量の補正の一方法を,附属書Eに示す。
8.3 上流側がチャンバの場合
CFVNの対称軸から5d未満,及び,7.2.2.2又は7.2.3.2で定義する入り口
面から5d未満に壁面がない場合,CFVNの上流側はチャンバとみなす。
上流側がチャンバの場合又は流量が大きい場合は,複数のCFVNを使用することができる。
8.4 下流側に関する要求事項
下流側配管に特別な要求はないが,CFVNが臨界に達するために障害と
なるものは避けなければならない。
8.5 圧力測定
8.5.1 CFVNの上流側が円断面配管の場合,上流側の静圧は,ベンチュリノズルの入り口面から0.9 D
1.1 Dの間にあけられた壁面圧力孔を通して測定することが望ましい(図1及び図4参照)。測定圧力を用
いてノズルの入り口側よどみ点圧力を十分正確に求められることが実証できれば,これより上流又は下流
で測定してもよい。
8.5.2 CFVNの上流側がチャンバとみなせる場合は,ノズルの入り口面に垂直な壁面において,入り口面
から10 d±1 d以内の位置で測定することが望ましい。測定圧力を用いてノズルの入り口よどみ点圧力を十
分正確に求められることが実証できれば,これより上流又は下流で測定してもよい。
8.5.3 8.5.1で規定する壁面圧力孔の中心線は,可能であれば8.5.2に規定する圧力孔も含め,ノズルの中
心線に垂直に交わらなければならない。測定孔の出口形状は円でなければならない。そのエッジには,ば
りがあってはならない。直角のままか,又は丸みがある場合は,孔の直径の0.1倍を超えてはならない。
目視検査によって,壁面圧力孔がこれらの要求事項を満たしていることを確認しなければならない。上流
側が配管の場合は,壁面圧力孔の直径が0.08 Dを超えず,かつ,12 mm未満でなければならない。壁面圧
力孔は,少なくともその直径の2.5倍以上の長さの範囲では,円筒形状でなければならない(図5参照)。
注(8) 孔のエッジは,その位置が管路の内壁面に一致し,ばりなし
で直角のままか,又は丸みがある場合は,0.1 dを超えては
ならない。
図 5 上流側が配管の場合の壁面圧力孔の詳細
8.5.4 スロート部の流れが臨界に達していることを確認するために,下流側圧力を測定しなければならな
い。この圧力は,ノズルディフューザの出口面から,その位置の管路直径の0.5倍以内にある配管用の壁
面圧力孔を用いて測定しなければならない。
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Z 8767 : 2006 (ISO/DIS 9300 : 2003)
流れが臨界に達していることは,スロート直下に設けられたステップにおいて壁面圧力を測定すること
によっても確認できる。この方法をによる場合は,CFVNを特別に加工する必要がある(7.1.3参照)。
8.5.5 適用の仕方によっては,出口圧力は,壁面圧力孔を用いずに測定することができる。例えば,CFVN
から直接大気中に,又はその他の一定の圧力中に直接放出することができる。これらの方法では,出口圧
力を測定する必要はない。
8.6 排水孔
適用対象によっては水分の凝縮又は物質が蓄積することがあるため,これを取り除くため
の排水孔を設けることができる。流量測定が行われているときは,この孔を通した流れがあってはならな
い。排水孔が必要な場合は,ノズル上流の壁面圧力孔より上流側に取り付けなければならない。排水孔の
直径は,0.06 D未満とするのがよい。排水孔及びノズル上流側壁面圧力孔の中心軸は,D以上離れていな
ければならない。また,排水孔とノズルの中心軸とが作る平面は,ノズル上流側壁面圧力孔とノズルの中
心軸とが作る平面と異なっていなければならない。
測定の間,ノズルのスロートより上流側では,流れが単相で凝縮がなく,表面がきれいに保たれ,その
仕上げがそのまま保たれなければならない。これが保証できない測定は,この規格に適合するものとはみ
なせない。
8.7 温度測定
ノズル上流側の温度は,ノズル上流側に位置した一つ以上の温度センサで測定しなけれ
ばならない。上流側が配管の場合は,温度センサはCFVNの入り口面から上流側1.8 D2.2 Dの間に位置
することが望ましい。温度センサは,直径が0.04 Dよりも小さくなければならず,その位置が壁面圧力孔
と同一面上にあってはならない。測定された温度に基づいてノズルの入り口よどみ点温度を十分正確に求
めることができることが実証できるならば,更に上流側で測定してもよい。
流れる気体のよどみ点温度と配管の環境温度とが5 K以上異なる場合は,温度センサ及び配管の断熱に
特別な考慮が必要である。この場合は,センサには放射熱に鈍感なものを選び,配管には十分に断熱材を
巻いて環境からの熱伝達を最小としなければならない。配管壁と流れる気体の温度とが大きく異なる場合
は,気体温度を正確に測定することは極めて難しくなる。
8.8 密度測定
場合によっては,例えば,気体の分子量が十分な精度で分かっていない場合などには,
ノズル入り口で密度を直接測定することが望ましい。
密度計を用いる場合は,ノズルの上流側壁面圧力孔及び温度センサよりも上流側に設置しなければなら
ない。入り口気体密度を正確に測定するためには,次の点に特別な注意を払わなければならない。
a) 密度計の挿入は,温度及び圧力の測定を乱さないようにしなければならない。
b) 上流側配管から分岐させて密度計に気体を導く場合は,密度計に入る気体が主配管内の気体と同じで
あることを確実にしなければならない。
c) 密度計における圧力及び温度の状態は,補正を可能な限り避けるため,ノズルの入り口状態に可能な
限り近づけることが望ましい。必要であれば,状態方程式を用い,測定した密度を入り口密度に変換
しなければならない。
po Td Zd
o d (9)
pd To Zo
ここに,下付き添え字dは,密度計に関する値であることを示す。Tdは測定することが望ましいが,Pd
は,Poからの差として求めることができる。Zd /Zoは,次の8.9に従って求めるとよい。
8.9 密度の計算
密度を測定する代わりに,気体をガスクロマトグラフで分析し,得られた成分を基に,
ISO 6976: 1995などの確立された方法を用いて密度を計算してもよい。この方法によって得られた密度の
不確かさは,密度計によるものと同等である。
――――― [JIS Z 8767 pdf 15] ―――――
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JIS Z 8767:2006の引用国際規格 ISO 一覧
- ISO/DIS 9300:2003(IDT)
JIS Z 8767:2006の国際規格 ICS 分類一覧
- 17 : 度量衡及び測定.物理的現象 > 17.120 : 流量の測定 > 17.120.10 : 閉水路における流れ