許多朋友應該有這樣的經驗：喝珍珠奶茶手搖飲時，突然間珍珠卡住吸管內側，或者吸大口一點，然後吸管就被吸扁了。其實，牙醫診所或者牙體技術所的末端儀器設備或機器出現低壓告警停機，或者未停機但是加工機器的主軸震盪造成刀具斷針或加工中的贋牙受損，情況是類似的；因為管路中的壓縮空氣瞬間因為用氣量變大 (例如 : CAD/CAM換針機器手臂作動，或者是3D金屬列印機的氮氣系統吹洩) 讓管路內的空氣瞬間被抽走，壓力瞬間掉下來而造成壓力不足或震盪，深層很主要的原因是管徑太小所造成。
一. 空壓機系統管路的流體力學原理
國中學的物理學中讀到 ｢白努利定律｣ (詳見下圖) ， ｢流速快壓力小、流速慢壓力大｣，當管徑變小的時候會讓流速變快，因此壓力會在進入限流的小管徑時下降；從下面的示意圖可以看到空氣分子通過縮小的管徑後，空氣分子濃度下降，空氣壓力瞬間變小。
二. 實務歸納出來的壓縮空氣流量與管徑連動的壓降量
我們提供實務上經常應用的應用表格數字，下面的表格呈現出當總壓縮空氣流量是多少 m3/min. 時，會因為配置的空壓管管徑大小不同，產生不同的壓縮空氣壓力損失；上面產生的壓損數字是在該總風量與管徑下 (總長度) 每百米產生的損失。
牙醫診所或牙體技術所的空壓機系統管路總長度可能低於200米，但是也有可能落在50~100米中間 (後續說明我們均以總長度100米來做假設)；實務上發現牙醫診所或牙體技術所的空壓機馬力數多數落在2~4馬力之間 (風量約150~250 L/分鐘)，合計總馬力數則可能落在2~15馬力區間 (150~1,200 L/分鐘)。
參考下面表格，假設總風量是400 L/分鐘 (約5馬力) 時，採用1/2″ (13mm) 管徑當作主管在長度達到100米時，末端壓力損失約 1.5 bar；也就是說如果牙醫診所或牙體技術所的空壓機啟動停止壓力設定在6.5 bar ~ 8.0 bar 之間，該系統管路末端的壓力則會是5.0 bar ~ 6.5 bar (損失電費約12%)。
同樣地方是來說明，總計10馬力的空壓機產氣量約 800L/分鐘，如果採用1/2″一條當主管，在長度100米的管路末端壓力則會損失將近6.0 bar；這是一個非常可怕的數字。縮小來看，如果一台3馬力的空壓機 ( 風量約250 L/分鐘 ) 出口採用 8*5mm的 PU管 (相當於1.5/8″的管子)，末端壓力損失預估是5.0~5.5 bar。
牙醫診所或牙體技術所可能不會拉8*5mm到100米，也以等差級數來假設3馬力風量使用8*5mm PU管從空壓機的出口拉到車機的應用入口，如果只有20米的壓損是多少，原則上也是將近 1.5 bar~2.0 bar，末端壓力則約在5.5~6.0上下，難怪壓力不穩定且容易造成車機或設備低壓告警停機。
在許多牙醫診所與牙體技術所，我們經常發現空壓機廠商直接在每一台空壓機出口安裝一條8*5mm 的PU管由帶桶的空壓機拉到乾燥機，再由乾燥機直接翻山越嶺拉到末端給設備使用；除了增加爆管洩漏的機率 (爆管口徑浪費掉的壓縮空氣量請參考上表資料) ，更重要直接的影響就是末端高壓降以及供氣不穩定。責任不在使用者身上，而是在空壓機系統服務廠商身上。
三. 空壓管路設計規劃指南
在牙醫診所或牙體技術所，我們會看到主要兩種空壓機系統配置方式：
1. 集中機房供氣方式
通常是將所有空壓機、乾燥機與空氣桶規劃於同一個區域，然後利用各種管路接頭將空壓機併連至空氣桶與乾燥機，再透過主管路垂直升位分配氣源至各樓層，再水平分配至各個作業區或診療區供氣。
這樣的配置我們會建議：
1.計算空壓機的實際總排氣量 (必要時也將預留未來新增空壓機的機型風量預估進去)，然後參考上面提供的每百米 管徑-風量壓降表，找出末端壓損數值低於 0.1 bar (最佳設計) 的管徑來選擇當作主管路的管徑設計基準。
2.估算每個樓層或區域的用氣設備最尖峰用氣量，然後參考每百米 管徑-風量壓降表，找出末端壓損數值低於 0.1 bar (最佳設計) 的管徑來選擇當作分岐管路的管徑設計基準。
3.末端提供PU管快速插頭的全流量配氣塊口徑建議都採用1/2‘’口徑 (如果採用高壓軟管建議可以請參考下列樣式)。
2.分散式配置模式
如果各個作業區域較大，也可以採用分散式配置模式以減少管路洩漏或壓損的情況。
分散式配置時如何簡單選擇合適的空壓管路管徑？最簡單的方式就是依據空壓機出口的口徑再參考管路需要的可能長度，選用 ｢與空壓機出口口徑一樣的管徑或大一號的管徑作為空壓管路主管的管徑｣。例如，分散式配置的某區域使用三馬力空壓機的出口管徑通常為3/8″，則空壓管路主管則選擇3/8″ 或者是 1/2″；如果另一個區域是一馬力或兩馬力通常出口口徑為1/4″，則空壓管路主管則選擇5/16″ 或者是 3/8″。
結論. 請記得吸珍珠奶茶的吸管為何扁了
牙醫診所或者牙體技術所使用的儀器設備如果出現低壓告警，或因為壓縮空氣供氣壓力震盪造成停機，我們可以先從空壓機到使用壓縮空氣的儀器設備輸送壓縮空氣的管路進行盤點，看看可能是哪裡縮管造成了限流 (例如 : 採用一般球閥可能會造成限流而不自知，因為通常全量式球閥的成本高出一般球閥不少，水電工程師傅會採用較低成本的一般球閥)，我們可以看看下面兩張都是1/2″球閥的一般球閥內徑與全量式球閥內徑的比較就可以知道。
如果空壓機風量與壓力均可以達到要求，但是末端的儀器設備仍舊經常低壓告警或因為壓力震盪而停機，請試著回想自己喝珍珠奶茶時，大口吸或者吸管內有珍珠堵塞了造成吸管變成扁掉的情形，就是 貴診所或 貴牙體技術所空壓機系統管路面臨的問題。
最後我們要提醒，有油式空壓機卡在空壓管路內徑的油垢，除了是汙染源之外，也是造成空壓管路內徑縮管的一個要因，針對牙醫診所或牙體技術所建議應該還是採用無油式空壓機才是較好的方案。
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