ダイヤフラムポンプ（ＤＣ）のしくみについて

Question

ダイヤフラムポンプ（ＤＣ）のしくみについて質問させて頂きます。
大まかなしくみは理解できたのですが、ある製品のカタログに『正圧、負圧両用』とあるのですが、以下の様な理解でよろしいのでしょうか？

【制御１】
端子１：電源
端子２：ＧＮＤ
接続口１：吸入
接続口２：排出

【制御２】
端子１：ＧＮＤ
端子２：電源
接続口１：排出
接続口２：吸入

よろしくお願い致します。

kenchin · Accepted Answer

ごめんなさい、また説明不足でした。

正圧・負圧というのは、ポンプ入口側の圧力が大気圧より高いか低いか？をあらわします。
大気圧より高ければ正圧、低ければ負圧です。

ポンプの働き、中でも吸い込み口の働きを微細に見ます。
ポンプに「吸い込む」ですから、当然ながらそこには圧力の低下が起きます。
圧力の高い液体が、負の圧力に保たれたポンプ内部に吸い込まれると表現した方が解りやすいですかね？

ストローでコップのジュースを吸い上げるのもこの原理です。

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先に注射器の例をあげましたが。

注射器のピストンを引くことで液は内部に吸い上げられるんですが、この時に入口側が負圧だと、吸い上げるのに「より」低い圧力が必要となりますよね？

液体は気圧がさがると沸点も下がるという特性を持ちます。
平地では100℃で沸騰する水が、富士山の上では60℃とか、そういう温度で沸騰して「液体から気体になる」って現象。

これをポンプに適用すると、入口側が負圧（負圧の液体）を吸い込むと、ポンプ入口もしくはポンプ内部で液体の蒸発や凝縮が起きてしまうと言う事になります。

そもそも液体を吸い込むように設計しているポンプ内部で蒸発が起きると、何も考慮しない設計のポンプでは（ダイヤフラムとかモーターが）壊れてしまったりしますので、そういう場合は特別な設計をするんですが、正圧・負圧両用のポンプは「そういう特別な設計をしていますよ。」という意味に取られると良いかと思います。

今回ならダイヤフラムにテフロン（局所沸騰が起きても破れにくい等々）を使っているとか、そういう配慮がされているんでしょうね。

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ちなみに。
大きなポンプの場合は、そういう特別な設計も出来ませんので、入口側が常に正圧（ポンプに吸い込んだ時に沸騰しない程度）に保つように配管等を設計する例が多いです。

tadys · Answer

電源の接続を逆にすると壊れる可能性が有ります。
説明書をよく読んでください。

流体の流れる方向は決まっています。
吸入口から入って吐出口から出ます。
正圧、負圧で方向が逆になるわけでは有りません。

kenchin · Answer

カタログの提示ありがとうございます。

なるほど、生化学系に使われるマイクロポンプだったんですね。
重厚長大系のポンプが専門だったので、前回はちょっと頓珍漢になりました。（ごめんなさい）

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既に御質問者様も理解しておられますが、逆止弁があるので吸入と排出の各接続口は一定ですね。

使用可能圧力帯については、ダイヤフラムが小さい場合で、かつテフロン系のダイヤフラムを利用すると広く取れると思います。
小さいと応力集中も小さいですし、テフロン系なら強いですしね。

制御系・吸入口については切り替える必要はないかと思います。

kenchin · Answer

最近は色々な種類が出ているらしいので確証が無いのでゴメンナサイ。
品番を教えてもらえれば正確に回答できると思います。

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以下、通常の場合。

ダイヤフラムポンプの場合、他のポンプ（タービン等）と異なって弁本体に逆止弁がついていると思うんですが。
ですから、接続口の向き（吸い込み、押し出し）は常に同じになります。

正圧・負圧両用の意味は以下のように考えられたら良いかと思います。

ダイヤフラムポンプは、通常はゴム・テフロン等で構成される膜をペコペコさせることで液を吸い込み吐き出します。
丁度注射器みたいなもんですかね？
注射器を引っ張ると吸い込み、押し込むと吐き出し、ピストンに相当するのが膜って事です。
（上手く説明できなくてごめんなさい。）

ピストンポンプと違って柔らかい膜を使いますので、余り圧力の高い低いがあると膜が破れる。
（膜だけでなく、膜を動かす動力部分と膜の接着部分が破損する。）
負圧で吸い込むと蒸発（気化）が起こったりする。
なので膜の材質や構造によっては圧力の制限を付ける場合がある。

ごめんなさい、また説明不足でした。