台灣二國股份有限公司NIKUNI水環式真空泵（又稱液封式、水封式真空泵）採單作用、側氣口設計，泵內沒有金屬互相接觸，適合抽吸爆炸性、腐蝕性及含濕氣的氣體。搭配氣體噴射器可達1.3～2 kPa的真空度，廣泛應用於化工、半導體、食品、醫療等產業。本文整理水環式真空泵的原理、特性、與其他真空泵的差異、NIKUNI系列與選型、保養要點。
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、水封式真空泵浦，屬於粗真空泵。泵體內裝有適量的水作為工作液，葉輪偏心安裝。葉輪旋轉時，水被甩向四周，在離心力作用下形成一圈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，被葉片分隔成多個小腔室。隨著葉輪旋轉，每個小腔室的容積會週期性地「由小變大、再由大變小」：
- 吸氣：容積由小變大，產生負壓，氣體從吸氣口吸入。
- 壓縮：容積由大變小，氣體被壓縮。
- 排氣：小腔室與排氣口相通時，壓縮後的氣體排出泵外。
水環泵屬於變容式真空泵，靠泵腔容積的週期性變化完成吸氣、壓縮與排氣。水環同時負責密封與冷卻。
「水環式」「液封式」「水封式」說的是同一種真空泵：泵內的工作液在葉輪外圍形成液環，把各個腔室密封起來，所以也稱為液封或水封。工作液最常用水，也可依製程使用其他液體，因此又有「液環式」的說法。
水環式真空泵的關鍵特性
| 特性 | 說明 |
|---|---|
| 極限真空度（標準型） | 約 2000～4000 Pa（約 15～30 Torr） |
| 加裝氣體噴射器 | 可達 1.3～2 kPa（約 10～15 Torr） |
| 作為壓縮機使用 | 壓力範圍 1～2×10⁵ Pa（表壓） |
| 壓縮特性 | 接近等溫壓縮，氣體溫度變化小，適合易燃易爆氣體 |
水環泵與其他真空泵的差異
| 比較項目 | 水環式真空泵 | 油式旋片真空泵 | 乾式真空泵 |
|---|---|---|---|
| 工作介質 | 水（或其他液體） | 真空油 | 無 |
| 可達真空 | 粗真空 | 較高 | 較高 |
| 含水氣、蒸氣的氣體 | 適合 | 水氣會讓油乳化，需常換油 | 依機型，需注意冷凝 |
| 易燃易爆氣體 | 適合（等溫壓縮、無金屬摩擦） | 需特別評估 | 需特別評估 |
| 油污染 | 無 | 有油霧，需處理 | 無 |
簡單來說：需要較高真空度時，選油式或乾式真空泵；要抽含水氣、腐蝕性、易燃易爆的氣體，水環式真空泵是最常見的選擇。
真空泵浦的完整分類、真空度單位換算與各種真空泵的比較，請參考真空泵浦（真空幫浦）是什麼？原理、種類、用途與選型重點。
NIKUNI水環式真空泵的技術優勢
1. 單作用側氣口結構
NIKUNI水環式真空泵採單作用型、側氣口、單級葉輪設計。氣體從氣室兩側分流板上的吸氣口連續吸入、壓縮與排出。與錐體結構相比，側氣口設計更能長期維持穩定性能。
2. 安全：無金屬接觸，適合危險氣體
- 泵內沒有金屬與金屬的接觸，由機內形成的液膜完成密封。
- 適合抽吸爆炸性、腐蝕性氣體。
- 吸入含水霧、水蒸氣的氣體也能正常運轉。
3. 節能、零洩漏
- 高效率設計，與雙作用型相比可節電30%。
- 水封結構讓氣體不外洩，適合輸送高價值氣體。
4. 低噪音、低振動
- 葉輪每轉一圈，多個氣室連續吸氣與壓縮，運轉平順、脈動小。
- 搭配消音分離器可進一步降低噪音。
5. 無油污染
不使用油作為工作介質，沒有油霧污染問題，適合食品、製藥、半導體等重視潔淨度的產業。
6. 耐久
泵內除了機械軸封以外沒有機械性接觸，側氣口設計也增強耐磨性，性能長期穩定。
等溫壓縮：為什麼水環泵適合危險氣體？
- 壓縮時熱量被水環帶走，排氣溫度只比進氣高約 10～15℃。
- 不會因壓縮升溫而引燃易燃易爆氣體，安全性優於油式旋片泵或活塞泵。
- 沒有排氣閥與金屬摩擦面，可以抽含塵氣體、可凝性氣體與氣水混合物。
NIKUNI產品系列
| 系列 | 結構形式 | 適用場景 |
|---|---|---|
| SKD／SKSD系列 | 電機一體型（同軸） | 小型設備配套，體積緊湊 |
| SKH系列 | 聯軸器連接型（底座式） | 一般工業應用，中大型需求 |
| GPH系列 | 聯軸器連接型（底座式） | 高性能工業應用 |
產品頁： SKH 聯軸器直結型液封式真空泵浦、 LVFD／LVSD 馬達一體型液封式真空泵浦、 LV 皮帶式液封式真空泵浦、 LVSX 無軸封型真空泵浦
選配組件
- 氣體噴射器（Gas Ejector）：裝在泵吸氣口前端，可把極限真空度提升到 1.3～2 kPa，並防止在高真空區發生汽蝕。
- 消音分離器：由上、下分離器組成，兼具氣液分離與消音功能。
產業應用
| 產業 | 典型應用 | 關鍵優勢 |
|---|---|---|
| 化工 | 濃縮、蒸餾、蒸發、冷卻乾燥、反應、聚合、真空過濾、氣體脫水 | 可抽腐蝕性、爆炸性氣體 |
| 石油與煉油 | 油氣回收、真空蒸餾等製程 | 等溫壓縮，安全性高 |
| 製藥 | 真空乾燥、萃取、脫氣 | 無油、潔淨 |
| 半導體 | 真空排氣、真空搬運 | 無油，避免污染 |
| 醫療 | 醫療用吸引裝置、污物排放、唾液吸引 | 可抽含濕氣氣體 |
| 造紙 | 真空脫水、紙張輸送 | 可抽含塵、含濕氣體 |
| 食品 | 真空乾燥、真空濃縮、真空脫氣、真空冷卻 | 等溫壓縮，不破壞食品品質 |
| 環境工程 | 廢水處理收集、地盤下陷加速處理 | 可抽氣水混合物 |
| 機械加工 | 真空鑄造、真空浸漬、真空成型、真空定位 | 穩定性高 |
選型要點
- 抽氣量：依製程容積、抽氣時間與漏氣量，算出需要的抽氣速率（例如 m³/h 或 L/min）。
- 所需真空度：標準型極限真空約 2000～4000 Pa；需要更高真空（約 1.3～2 kPa）時，選配氣體噴射器。需要比這更高的真空，請改考慮其他類型的真空泵。
- 氣體特性：是否含腐蝕性、爆炸性、可燃性成分？依氣體選擇泵體材質（不銹鋼／鑄鐵）。
- 含濕氣、粉塵：水環泵對含水霧、含微量粉塵的氣體容忍度高，這是其他泵種難以比擬的優勢。
- 工作液溫度：水溫越高、飽和蒸氣壓越高，極限真空度會下降。建議把工作液溫度控制在30℃以下。
不確定該選哪一型？台灣二國工程團隊可協助計算選型，請參考專業泵浦選型服務，或直接聯絡我們。
操作與保養重點
- 不可無水運轉：啟動前確認工作液已供應，缺水運轉會損傷機械軸封與泵。
- 工作液管理：確認補水量與水溫正常；水溫過高會讓真空度下降。
- 水質：水垢或雜質會附著在葉輪與泵殼，影響性能，必要時清洗泵內部。
- 定期檢查：吸入口濾網、機械軸封、軸承溫度與噪音，以及真空錶、溫度錶是否正常。
常見問題
水環式、液封式、水封式真空泵有什麼不同？
是同一種泵的不同叫法。泵內的水（或其他工作液）形成液環來密封與冷卻，所以稱為水環式；強調密封作用時稱為液封式或水封式。NIKUNI 的產品名稱使用「液封式真空泵浦」。
水環式真空泵可以達到多高的真空？
水環泵屬於粗真空泵。NIKUNI標準型極限真空約 2000～4000 Pa；加裝氣體噴射器可達 1.3～2 kPa。需要更高真空度的製程，應選用其他類型的真空泵。
水環式真空泵適合抽什麼氣體？
特別適合含水氣、水蒸氣、腐蝕性、易燃易爆或含微量粉塵的氣體，以及氣水混合物。
為什麼夏天真空度會變差？
工作液溫度升高時，水的飽和蒸氣壓也升高，極限真空度就會下降。建議把工作液溫度控制在30℃以下，必要時加裝冷卻。
水環式真空泵會有油污染嗎？
不會。水環泵用水作為工作液，不使用真空油，沒有油霧污染，適合食品、製藥、半導體等產業。
水環式真空泵需要哪些保養？
主要是工作液的補給、水溫與水質管理，以及定期檢查濾網、機械軸封、軸承與儀表。實際保養週期請依原廠操作手冊。
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