前言

幫浦（Pump，又譯為泵浦、泵）是一種用作移動液體及氣體的裝置，

人類及動物的心臟可說是天然的幫浦，它把血液流到身體各個部分。最早 的幫浦是在大約於西元前300年左右出現的，阿基米德發明了一種幫浦，

稱為阿基米德吸管。幫浦經常運用於工業，舉凡用於機械油壓、船舶、廢 水處理、紙漿輸送等…，同時也與人類的日常生活也息息相關，如一般家 庭用水、地下水抽取、大樓冷凍空調系統等，近年來，更衍伸到醫療方面 如衝洗泵、輸液幫浦等；可見幫浦的重要性，從工廠已經融入日常生活中。

幫浦的工作模式是以機械能帶動，即以推進或壓縮等，是流體機械 中一種為能量轉換的機構，經由幫浦將外界所輸入的功轉換成流體所具 有的動能、位能、壓力能或內能等型式，主要目的在於克服阻力及能量 損耗，將流體輸送至高處或特定地點或作為加壓之用。幫浦的工作流體 並不僅限於水，只要是流體且不具腐蝕及危害性均可當作其工作流體。

幫浦的型式很多，依其工作原理，可分成離心式泵(又稱離心式幫 浦)、正位移泵及特殊泵等三大類，如表1-1。其中，由於離心泵具有用途 廣、轉速高、流量大、多級葉輪組合時壓力增減容易、且構造成本低廉、

拆裝維護容易等許多優點，故能取代大部分往復泵、旋轉泵及特殊泵的地 位，占有幫浦市場的 70～80％，是現今工業重要的一環。

離心式幫浦主要構件包括葉輪、泵殼、主軸、填料函及軸承等，如圖 1-1，其功能及材料如表1-2 。離心式幫浦之作用原理係藉大氣壓力或其 他壓力施於泵液，使泵液進入一組轉動的葉片，這組葉片組成葉輪，在由 葉輪高速轉動產生離心力將泵液以高切線速度甩出，此速度經由渦卷泵殼 圍成的渦卷形通道，或由一組環繞在葉輪四周的固定擴散葉片轉變變成壓 力，以達到加壓的效果。

離心式幫浦的型式有許多種，視實際需要而設計。依主軸方向可分為 垂直式(立式)與水平式(臥式)。依葉輪數目可分為單級式與多級式。依吸 入口的不同可分為單吸式與雙吸式，如圖1-2。依葉輪型式分類可分為徑 流式 、軸流式、混流式 ，如圖1-3，其特性如表1-3，而本文所研究的幫 浦即為水平單吸式單級之徑流式離心泵。

表 1-1 幫浦的分類

分類 型式 特點

動能式 離心泵 輸送率大，價廉，低揚程

往復泵 產生高壓

正位移式

旋轉泵 輸送高黏性液體 酸蛋 輸送腐蝕性、危險性液體 特殊式

氣升泵 輸送腐蝕性、危險性液體

圖 1-1 離心式幫浦構件 (參考資料：離心式泵)

圖 1-2 葉輪吸入口分類 (參考資料：離心式泵)

表 1-2 離心泵構件功能表

構件名稱 功能 材料

葉輪 帶動液體作高速轉動，以產生離心力使 流體獲得動能。

青銅、不鏽鋼 (316SS)、鎳合金

泵殼

扁圓形，與葉輪間空隙為渦形室，引導 流體流動，並使流體的動能轉變成壓 力。

鑄鐵

主軸 連接馬達及葉輪，使馬達帶動葉輪轉

動。 不銹鋼

填料函 防止液體滲漏的構件 石棉、特夫綸

(teflon) 軸承 減少主軸的摩擦，並且使主軸的位置精

確的固定。 鋼質球軸承

表 1-3 離心泵葉輪葉片特點

型式 特點

徑流式(radial flow type) 流體從葉輪的直徑方向流出。流量較 小，揚程較高。

軸流式(axial flow type) 葉片的方向呈螺旋槳狀，使流體從葉輪 的軸心方向流出。流量較大，揚程較低。

混流式(mixed flow type) 介於徑流式與軸流式之間的型式。

圖 1-3 葉輪葉片形式 (參考資料：離心式泵)

在葉片型式部分，依出口角度來區別，離心式幫浦之葉輪葉片可分為 後傾式 （Backward-Inclined）、徑向式（Radial）及前傾式

（Forward-Curved）三種。後傾式葉片出口角小於90°，徑向式葉片出口角 等於90°，而前傾式葉片出口角大於90°，其特性分述如下。因離心式水幫 浦設計所使用之葉輪型態大多為後傾式葉片，所以選擇為本研究所探討之 對象。

1.後傾式：葉片後傾式葉片如圖1-4(a)所示葉片沿迴轉方向後傾，此型 葉片出口速度較小，可產生較大壓升、效率也較高，其葉片數較前傾 式少，出口角度為15°~50°之間。

2.徑向式：徑向式葉片如圖1-4(b)所示，構造簡單且葉輪強度大於前 傾式與後傾式，其性能介於前傾式與後傾式之間。

3.前傾式：前傾式葉片如圖1-4(c)所示，葉片沿迴轉方向前傾，此型葉 片出口速度大、流量大，適合需要輸出大流量之要求。由於流量較大，

葉輪入口直徑需較大，因此葉片長度通常較短且葉輪上的葉片數較 多，此型葉片出口角度為120°~160°。

圖 1-4 離心式葉輪葉片形式