水環式真空泵原理與應用｜NIKUNI台灣－腐蝕性與含濕氣氣體輸送專家

NIKUNI水環式真空泵（液封式真空泵）採單作用側氣口設計，泵內無金屬接觸，適合抽吸爆炸性、腐蝕性及含濕氣氣體。搭配氣體噴射器可達1.3~2kPa高真空，廣泛應用於化工、半導體、醫療等產業。

水環式真空泵的工作原理

水環式真空泵（Liquid Ring Vacuum Pump），又稱液封式真空泵，是一種粗真空泵。其核心運作原理是：在泵體中裝有適量的水作為工作液，當偏心安裝的葉輪旋轉時，水被葉輪拋向四周，在離心力作用下形成一個近似等厚的封閉水環。

葉輪輪轂與水環之間形成一個月牙形空間，這個空間被葉輪上的葉片分割成若干個小腔室。隨著葉輪旋轉，每個小腔室的容積會經歷「由小變大→由大變小」的週期性變化：

1. 吸氣階段：容積由小變大，產生負壓，氣體從吸氣口被吸入

2. 壓縮階段：容積由大變小，氣體被壓縮

3. 排氣階段：當小腔與排氣口相通時，壓縮後的氣體被排出泵外

水環泵屬於變容式真空泵，透過泵腔容積的週期性變化來實現吸氣、壓縮和排氣。

水環式真空泵的關鍵特性

NIKUNI水環式真空泵的技術優勢

1. 單作用側氣口結構｜NIKUNI核心設計

NIKUNI水環式真空泵採用單作用型、側氣口結構、單級葉輪設計。這種結構的關鍵優勢在於：

• 氣體從設置於氣室兩側分流板上的吸氣口進行連續抽吸、壓縮和排放

• 與Nash式錐體結構相比，側氣口設計更能長期保持穩定的高性能

2. 安全性｜無金屬接觸，適合危險氣體

• 泵內部完全沒有金屬與金屬的接觸，由機內形成的液膜完成密封

• 適用於抽吸爆炸性氣體、腐蝕性氣體，無漏氣風險

• 即使吸入含水霧、水蒸氣的氣體也完全沒有問題，不會造成故障

3. 經濟性｜高效節能設計

• 高効率設計，與雙作用型相比可節電30%

• 水封結構確保氣體零洩漏，對輸送高價氣體特別有效

4. 低噪音・低振動

• 葉輪每轉一圈，多個氣室連續進行吸氣與壓縮，因此無脈動、無振動

• 搭配消音分離器可進一步降低噪音

5. 清潔性｜無油污染

• 完全不使用油作為工作介質，避免了油式真空泵的油霧污染問題

• 對環境友善，適合食品、製藥、半導體等對潔淨度要求高的產業

6. 耐久性｜長效運轉

• 泵內除機械軸封外沒有機械性接觸，耐久性優異

• 側氣口設計增強耐磨性，性能長期穩定

NIKUNI產品系列一覽

NIKUNI水環式真空泵主要分為以下系列：

選配組件

1. 氣體噴射器（Gas Ejector）：安裝於泵吸氣口前端，可將極限真空度提升至1.3~2kPa，同時防止在高真空區發生汽蝕。

2. 消音分離器：由下部分離器與上部分離器組成，兼具氣液分離與消音功能。

等溫壓縮的優勢｜為何水環泵適合危險氣體？

水環式真空泵最關鍵的差異化優勢在於壓縮過程接近等溫：

• 氣體在壓縮過程中溫度上升極小（排氣溫度僅比進氣溫度高10~15℃）

• 這意味著不會因壓縮升溫而點燃易燃易爆氣體，安全性遠優於油式旋片泵或活塞泵

• 同時，由於沒有排氣閥和金屬摩擦表面，可抽除含塵氣體、可凝性氣體、氣水混合物

產業應用場景

NIKUNI水環式真空泵廣泛應用於以下領域：

選型要點提醒

在選擇水環式真空泵時，建議優先確認以下條件：

1. 所需真空度：標準型極限真空約60TORR；若需更高真空（10TORR左右），須選配氣體噴射器。

2. 氣體特性：是否含有腐蝕性、爆炸性、可燃性成分？水環泵是此類氣體的首選，但泵體材質（不銹鋼/鑄鐵）須對應選擇。

3. 氣體含濕氣/粉塵：水環泵對含水霧、含微量粉塵的氣體容忍度極高，這是其他泵種難以比擬的優勢。

4. 工作液溫度：使用水作為工作液時，水溫越高飽和蒸氣壓越高，極限真空度會下降。建議控制工作液溫度在30℃以下以維持性能。

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