水循環式真空ポンプは、作動流体とシール媒体として循環水を使用し、遠心力と流体ジェットの原理を組み合わせて負圧を発生させます。インペラが回転すると、ブレード間の空間を膨張・収縮させる動的な水のリングが形成され、膨張時には気体を吸い込み、収縮時には圧縮します。このプロセスが連続的に繰り返されることで、実験室や工業用アプリケーションに理想的な安定した真空状態が生成され、揮発性ガスの安全な取り扱い、最小限のメンテナンス、コンパクトな設計などの利点が得られます。
キーポイントの説明
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作動原理
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遠心力とウォーターリングの形成 :
- ポンプのインペラは、水で満たされた円筒形のケーシング内で時計回りに回転します。遠心力によって水が外側に投げ出され、ケーシングの壁に対して回転リングを形成します。
- インペラが偏心して配置されているため、水リングの厚さが変化し、羽根の間に三日月形の空洞ができます。
- 重要な理由 :この設計により、メカニカルシールが不要になり、摩耗が減少し、メンテナンスフリーが可能になります。
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「液体ピストン」効果 :
- インペラが回転すると、各キャビティは膨張し（吸引口からガスを吸い込み）、収縮する（ガスを圧縮して排出する）。
- 例え :ウォーターリングの動きは、ピストンの吸引と圧縮のサイクルを模倣していますが、物理的な接触はありません。
- バイヤーの洞察 :この非接触メカニズムは、埃の多いガスや凝縮しやすいガスの取り扱いを可能にし、アプリケーションの多様性を広げます。
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流体ジェット技術
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購入者にとっての主な利点
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安全性
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- ガスの圧縮はほぼ一定の温度で行われるため、熱の蓄積を防ぎ、可燃性/爆発性ガスに最適です。
- 例 :溶媒を扱う製薬研究所では、この固有の安全性が役立っています。
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低運用コスト
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- 水はシーラントとクーラントの両方の役割を果たすため、オイル潤滑が不要になり、エネルギー使用量が削減されます。
- メンテナンス :定期的な水交換により、ミネラルの蓄積を防ぎ、ポンプの寿命を延ばします。
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コンパクト＆ダイレクトドライブ設計
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- 高速モーターがインペラーに直接接続されるため（ギアボックスなし）、省スペースで機械的な故障が少なくなります。
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安全性
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一般的な用途
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注意すべき制限
- 水蒸気圧により、究極の真空深度が制限される（～25～30Torr）。より高い真空度を得るには、補助ポンプが必要になる場合がある。
- コストとのトレードオフ :オイル密閉式ポンプよりパワーは劣るが、ウォーターポンプは維持費が安いので、しばしば相殺される。
最終結論:このポンプのシンプルさはどのようにROIにつながるのでしょうか？バルブや潤滑の必要がないため、ダウンタイムが短縮され、研究室や産業環境における静かな生産性向上につながります。
まとめ表
| 主な特徴 | 仕組み | 利点 |
|---|---|---|
| 遠心水リング | 回転するインペラが動的なウォーターリングを形成し、膨張/収縮する空洞を作ります。 | メカニカルシールが不要になり、摩耗とメンテナンスが軽減されます。 |
| 液体ピストン効果 | ウォーターリングはピストン作用を模倣し、非接触でガスを吸引・圧縮します。 | 粉塵や凝縮性ガスに安全で、実験室での用途に多用途。 |
| 液体ジェットアシスト | 高速ウォータージェットがガス分子を巻き込み、吸引効率を高めます。 | 低圧を必要とする蒸発や蒸留などのプロセスに最適です。 |
| 安全性とコスト削減 | 水がシーラントとクーラントの役割を果たし、オイル潤滑は不要。 | 運転コストが低く、可燃性ガスにも安全です。 |
| コンパクト設計 | ダイレクトドライブモーターにより、機械的な故障が減少します。 | 省スペースで信頼性が高く、連続運転が可能。 |
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