NIKUNI VDF（Vortex Dynamic Filter，渦流動態過濾器）水力旋流器，又稱旋風分離器、遠心式固液分離機，利用離心力把液體中的細小固體顆粒分離出來，不需要濾紙、濾袋、濾芯等耗材。常用於工具機切削液、研磨液、洗淨液的過濾，可分離鐵與非鐵金屬顆粒。本文說明常見的固液分離方法、VDF 的工作原理、過濾性能、型號與處理流量，以及安裝方式。
什麼是固液分離？常見的固液分離方法
固液分離是把液體中的固體顆粒（切屑、磨粉、砂粒、污泥等）分離出來，讓液體可以回收再利用，或讓污泥便於處理。工業上常見的方法有以下幾種：
| 方法 | 原理 | 特點 |
|---|---|---|
| 沉澱 | 靠重力讓顆粒沉到槽底 | 設備簡單；細小顆粒沉得慢，需要較大的槽體 |
| 過濾（濾紙、濾袋、濾芯） | 用濾材攔截顆粒 | 可攔截細小顆粒；濾材會堵塞，需要定期更換 |
| 磁性分離 | 用磁力吸附顆粒 | 只對鐵等磁性顆粒有效 |
| 離心分離（遠心分離） | 用旋轉產生的離心力，讓比重較大的顆粒與液體分開 | 不需要濾材；比重接近液體的顆粒較難分離 |
「遠心分離」是日文對離心分離的說法，所以 NIKUNI 的產品名稱是「遠心式固液分離機」。離心分離設備大致分成兩種：轉鼓式離心機靠馬達帶動轉鼓旋轉；水力旋流器（如 VDF）本身沒有轉動零件，靠供液泵浦的壓力讓液體在分離器內高速旋轉、產生離心力，因此構造簡單，也不需要濾材。
VDF 水力旋流器的工作原理
- 含污泥的液體由供液泵浦送入 VDF，從分離器頂部外圍沿切線方向進入。
- 液體沿著內壁高速旋轉，壓力能轉換成旋轉能，產生強大的離心力。
- 比重較大的固體顆粒被甩向內壁，沿著錐形部往下，從底部的窄噴嘴排入污泥罐。
- 清淨後的液體在中心形成向上的渦流，從頂部出口流出，回到液槽或供給設備使用。
排入污泥罐的污泥會很快失去旋轉力而沉積下來，再以手動或電磁閥定期排出。無法產生足夠離心力的超細顆粒，則會隨清淨液從上方排出。
VDF 用於液體中的固液分離；一般常見於集塵設備的「旋風集塵器」則是分離氣體中的粉塵，兩者原理相似，但用途與設計不同。
VDF 的特點
- 不需耗材：不用濾紙、濾袋、濾芯，減少耗材費用與廢棄物。
- 可連續運轉：沒有濾材堵塞與更換的問題，減少停機時間。
- 鐵與非鐵金屬都能分離：不同於磁性分離器只能吸附鐵系顆粒，VDF 也能分離鋁、銅、黃銅、青銅等非鐵金屬。
- 不銹鋼本體：不易生鏽、耐用，可用於水溶性與油性液體。
- 構造簡單、體積小：沒有轉動部件，容易整合到既有設備或新設計中。
- 污泥濃縮排出：搭配污泥罐，排出的污泥含液量少，方便後續處理。
過濾性能
VDF 的分離效果與供液壓力、顆粒大小、顆粒比重、液體黏度有關：供液壓力越高、顆粒越大越重、液體黏度越低，分離效果越好。
依原廠資料，供液壓力 0.2 MPa 時，可去除 10 µm 以上顆粒 90% 以上、25 µm 以上顆粒約 95%。鐵、鋼等比重比鋁大的顆粒，分離效果會更好。
供液壓力與過濾性能（水中的鋁粉）
測試條件：流體為水（比重 1.0，動黏度 1 cSt），污泥為鋁粉。
0.3 MPa 時水與切削油的過濾性能比較
測試條件：水（比重 1.0，動黏度 1 cSt）；切削油（比重 0.86，動黏度 5 cSt）。切削油的黏度較高、比重較低，分離效果比水略差。
適用範圍
- 最適合約 5～100 µm 的顆粒。大於 100 µm 的切屑，建議先用鼓式過濾器等方式預過濾。
- 研磨加工產生的微細磨粉、鑄鐵粉、鋁粉等，都是常見的應用。
- 比重接近液體的顆粒（例如部分樹脂粉末）、或黏度很高的油，分離效果較差，需個別評估。
尺寸與處理流量
VDF 有多種尺寸，單台處理流量約 3～80 US gpm（約 11～300 L/min），可依流量需求選擇，或多台並聯使用。不銹鋼型 CL-LW 系列的型號數字，大致就是標準處理流量（L/min），例如 CL-200LW 約為 200 L/min。
下表為原廠型錄中各型號的標準處理流量，以及供液泵浦揚程為 15、20、30 公尺時的清淨液流量（單位：L/min）：
| 型號 | 標準處理流量 | 揚程 15 公尺 | 揚程 20 公尺 | 揚程 30 公尺 |
|---|---|---|---|---|
| CL-20LW | 20 | 18 | 20 | 24 |
| CL-30LW | 30 | 22 | 25 | 30 |
| CL-50LW | 50 | 36 | 40 | 50 |
| CL-70LW | 70 | 59 | 65 | 75 |
| CL-100LW | 100 | 78 | 90 | 100 |
| CL-200LW | 200 | 160 | 180 | 210 |
| CL-300LW | 300 | 240 | 260 | 300 |
表中數據適用於水，或動黏度 2 cSt 以下的水溶性液體。不銹鋼型另有小型的 CL-10LW 與大型的 CL-1000；樹脂型有 CL-30MR、CL-65MR、CL-100MR；搭配的污泥罐為 SPD 系列。
各型號的詳細規格，請見VDF遠心式固液分離機產品頁。
安裝方式與污泥排出
VDF 底部的污泥（下溢）出口，可依現場選擇不同的連接方式：
- 浸沒式：出口直接浸在液槽或污泥槽中。
- 轉接器：以轉接器連接到污泥收集設備。
- 污泥罐（污泥倉）：污泥先集中在罐內，再手動或以電磁閥自動排出。正常運轉時不漏液，排出時液體損失少，可保持連續運轉。
使用 VDF 的效益
- 延長切削液、研磨液的使用壽命，減少換液與清槽頻率。
- 減少顆粒造成的工件刮傷，提升加工品質、降低不良率。
- 延長刀具壽命，減少泵浦、旋轉接頭與噴嘴的磨耗與堵塞。
- 取消或減少濾紙、濾芯等耗材，降低耗材成本與廢棄物。
- 減少過濾設備的維護時間，讓人力投入更重要的工作。
應用案例
摩托車零件製造商：磨削中心改裝 VDF
影片：VDF 污泥過濾示範
VDF 收集污泥、並把清淨液送回液槽的過程。
影片：從水溶性切削液中分離鑄鐵污泥
影片：NAX CS II 旋流器與紙過濾、磁性過濾比較
比較 NAX CS II 旋流器收集的污泥，再經紙過濾器與磁性過濾器後的收集結果。
常見問題
水力旋流器、旋風分離器、VDF 是同一種東西嗎？
在切削液過濾的領域，這幾個名稱常指同一類設備：用離心力分離液體中固體顆粒的旋流式分離器。NIKUNI 的產品名稱是 VDF（渦流動態過濾器），也稱遠心式固液分離機。
VDF 可以完全取代濾紙或濾芯嗎？
多數研磨與切削加工可以大幅減少甚至取消濾紙、濾芯。若加工要求極高的潔淨度、或顆粒非常細、比重很輕，可能仍需搭配精密過濾，建議依實際污泥狀況評估。
VDF 可以去除切削液中的浮油嗎？
VDF 主要用來分離固體顆粒。切削液中的浮油（雜油）比重比液體輕，需搭配撇油器等設備處理。
VDF 需要什麼樣的供液泵浦？
VDF 需要穩定的供液壓力，才能產生足夠的離心力。泵浦需依 VDF 型號的流量與壓力選擇，並能耐受含顆粒的液體。台灣二國可一併規劃供液泵浦與過濾系統。
怎麼選擇 VDF 的型號？
先依需要的處理流量，對照上方「尺寸與處理流量」的型號表（CL-LW 系列的型號數字約等於標準處理流量 L/min）。實際選型時，請準備加工種類、工件材質、切削液種類（水溶性或油性）、處理流量、顆粒大小與要求的潔淨度等資料，交給專業工程師評估。歡迎聯絡我們。
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