真空泵浦與 真空噴射器

從包裝到木工和塑膠加工，真空技術在各行各業扮演關鍵角色。在這些產業中，真空泵浦和真空噴射器皆可產生真空並實現高效製程，例如搬運和抬升、包裝或熱成型。雖然兩種技術同屬真空產生，但運作方式不同。

真空泵浦通常能維持恆定真空度，特別適合真空乾燥等需持續供應真空的多種工業應用。

真空泵浦的工作原理

真空泵浦從密封環境中排出空氣或其他氣體來產生真空。泵送介質經由入口進入真空泵浦，並透過葉片、爪形轉子或螺桿等活動零件被截留在腔體中。在零件的迴轉期間，腔體尺寸減小。由此，氣體被壓縮至最小體積。然後透過出口排出。持續重複此循環，即可維持真空。

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真空噴射器的工作原理

真空噴射器使用壓縮空氣或蒸汽作為動力來產生真空。雖然可根據所用動力類型分類，但其運作普遍依賴於伯努利原理。此原理指出，當流體流速加快時，其壓力降低。因此，高壓狀態下流體呈現緩流。

在真空噴射器中，迫使空氣壓縮機或蒸汽發生器的高壓蒸汽通過噴嘴。隨著噴嘴縮窄，空氣速度加快以流經較小空間，就像捏住花園水管末端的水流加速現象。這是因為即使空間變小，仍須流經相同的空氣量。

根據伯努利原理，這種加速會導致壓力下降，在噴嘴喉部周圍形成低壓區域。由於氣體從高壓區域自然流向低壓區域，噴嘴周圍的壓差經由入口從排空腔體吸入氣體。此流量可有效抽空腔體，從而產生真空。隨後，高壓氣流帶動並與腔體中的氣體混合。在混合過程中，高壓氣流的能量會轉移至所帶動的氣體，推動混合氣前進。最後，透過排氣口排出。

多級蒸汽噴射器

蒸汽噴射器包括單級單元至多級配置，所需噴射器級數由所需真空度決定。這意味著，所需真空度越高，就需要更多的噴射器級。

多級蒸汽噴射器是由多個噴射器串聯之系統。透過逐步降低每個階段的壓力，達到更高真空度。隨著壓力降低，氣體分子更為擴散，氣體密度降低。這意味著可達到更高真空。在此配置中，從前級排出的動力蒸汽和抽空氣體混合物會收集於冷凝器，減少下一級需處理的氣體量。

應用上的差異

真空噴射器和真空泵浦的操作原理和應用方面皆不同。真空噴射器成本低廉，安裝簡單。其通常整合至機器，用於取放等任務。由於噴射器使用壓縮空氣來產生真空，因此通常在製程本身就需要壓縮空氣用於其他步驟時選擇噴射器。

雖然真空噴射器的初期成本低於真空泵浦，但噴射器會消耗大量壓縮空氣或蒸汽，導致長期運作成本較高。這使真空泵浦成為更具效率之選，節省能源成本。因此，真空泵浦的初期高投資將在短時間內獲得回報。

此外，真空噴射器所達到之真空度受到限制。對於中高真空應用，例如冷凍乾燥水果和蔬菜，需要真空泵浦。整體而言，真空泵浦用途更廣泛，因為可覆蓋範圍更大的真空度，從粗真空到高真空。由於提供不同的真空泵浦類型，因此可輕鬆找到適合特定應用的真空泵浦。

真空泵浦的優點

能效和運作成本

蒸汽噴射器利用加壓蒸汽來產生真空。為產生蒸汽，在鍋爐中使水汽化。此製程需要大量熱能，也消耗大量水源。其中部分熱量會散逸至噴射器周圍環境，最終導致低效運作、熱損失並提高運作成本。真空泵浦在較低溫度下運作，無需額外熱源或供水。這節省成本，更降低真空泵浦的整體消耗功率，使其成為更具能效之選。

在多級蒸汽噴射器系統中，最後一級需要最多能量來產生極限壓力。若將最終噴射器更換為水封式真空泵浦，即可組成混合系統，實現顯著節能。水封式真空泵浦的高效運作有助於降低消耗功率。不過，用真空泵浦替換真空系統中的所有蒸汽噴射器仍是最佳解決方案，降低能耗和運作成本。

此外，Busch 真空泵浦可配備 ECOTORQUE，即 Busch 變速驅動 (VSD)。藉助 VSD，可根據製程要求精準調整真空泵浦轉速，因此僅消耗必要的能源。這使 Busch 真空泵浦成為所有欲節省運作成本產業的理想之選。

環境影響

與效率主題直接相關的是環境影響。加熱產生蒸汽需要能量。若這些能量來自煤炭、天然氣等不可再生資源，將大幅增加碳足跡。

此外，蒸汽還會造成另一個問題。在多級噴射器中，蒸汽和製程氣體混合物收集於冷凝器，以減少噴射器下一級要處理的氣體量。在冷凝器中，蒸汽在將熱量釋放到環境時冷卻凝結成水。此水（冷凝水）現已從系統排出。然而，它通常含有從製程氣體中吸收的汙染物，從而產生大量汙水。收集和處理廢水進一步增加運作成本，若處理不當，更導致環境汙染。

為確保完全乾淨的真空供應，可使用 Busch COBRA 乾式螺旋式真空泵浦產生真空。此類真空泵浦在壓縮室中無需真空油。

客製化

與真空噴射器不同，真空泵浦適合各種應用，可用於各種產業，包括需要高真空或處理多種氣體類型的產業。此外，還可集中供應真空，提升製程控制和效率。Busch 提供一站式真空系統，可針對不同產業的獨特需求量身打造。這些系統建置於當地系統建設中心，可安裝在客戶現場的獨立間中。Busch 當地專家透過整合必要的管線，將其連接至生產製程。從單獨的設備間供應真空具備多重優勢，例如降低噪音水平、空間優化或提升生產區域的空氣品質。

此外，Busch 真空泵浦有不同的設計選擇，包括用於潛在爆炸性區域的特殊防腐蝕鍍膜 (Aqua) 和 ATEX 版本。豐富的產品組合確保為各類應用和環境選擇合適真空泵浦。

噪音水平

真空噴射器中的恒定加壓蒸汽或空氣流因其速度，會產生高聲壓位準。這意味著在抽空過程中，噴射器的噪音可達真空泵浦的 16 倍。在必須控制聲壓位準與避免高振動的環境中，這可能造成問題。降低真空噴射器的聲壓位準需要採取多重措施，例如整合消音器。

Busch 真空泵浦運行更為安靜，透過降低噪音有助於改善工作環境。