JP3072839U - Electromagnetic micro pump - Google Patents
Electromagnetic micro pumpInfo
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- F04B43/04—Pumps having electric drive
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- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】一定した吸込量および吐出量が可能で、永久磁
石の吸引力の変動のない小型にした電磁マイクロポンプ
を提供する。
【解決手段】この筐体１の筐体容積を１００〜１５０ｃ
ｍ３にするとともに吐出口からの発生流量がポンプ外部
の流動抵抗が無い状態で、毎分１．５〜４リットルであ
り、吐出圧力の最大圧力が４〜２０ｋＰａで、吸引圧力
の最小圧力が−４〜−２０ｋＰａとし、前記振動板８の
軸支部から下端の永久磁石保持部までの距離が１２〜５
５ｍｍとし、軸支部から振動板と前記ダイヤフラム６と
の固着部までの距離が１２〜３５ｍｍとし、永久磁石と
電磁石の対向面を円弧面にした構成である。
(57) [Summary] (Modified) [PROBLEMS] To provide a miniaturized electromagnetic micropump capable of providing a constant suction amount and discharge amount and having no fluctuation in the attraction force of a permanent magnet. The casing 1 has a casing volume of 100 to 150c.
m3 and the generated flow rate from the discharge port is 1.5 to 4 liters per minute with no flow resistance outside the pump, the maximum discharge pressure is 4 to 20 kPa, and the minimum suction pressure is- 4 to -20 kPa, and the distance from the shaft supporting portion of the diaphragm 8 to the permanent magnet holding portion at the lower end is 12 to 5 kPa.
5 mm, the distance from the pivot portion to the fixed portion between the diaphragm and the diaphragm 6 is 12 to 35 mm, and the opposing surfaces of the permanent magnet and the electromagnet are arc-shaped.
Description
【０００１】[0001]
本考案は、理科科学計測器内に装填され、一定の状態で流体媒体を供給するこ とができる小型の低容量の電磁マイクロポンプに関する。 The present invention relates to a small, low-capacity electromagnetic micropump that can be loaded in a scientific instrument and can supply a fluid medium in a constant state.
【０００２】[0002]
交流電磁石により励振される振動片によって作動されるベローズ式ダイヤフラ ムを備えた電磁ポンプは、吐出口から吐出される流体の吐出量の関係からダイヤ フラムの大きさが規定され、そのための電磁石に対向して設けた永久磁石を配置 した振動片の大きさも特定化されていた。例えば、図７に示されるように振動片 を長くして永久磁石の振幅幅を大きくしてダイヤフラムを振動させていた。 また、従来の永久磁石と電磁石との対向面は平面に形成してあるので、永久磁 石の揺動に際して電磁石と距離が一定でないために永久磁石の吸引力及び反発力 が変動して振動片の動きが一定でなかった。両者の距離が大きくなったときは吸 引力や反発力は半減することになった。 An electromagnetic pump equipped with a bellows diaphragm activated by a vibrating reed excited by an AC electromagnet has a diaphragm whose size is determined by the relationship between the amount of fluid discharged from the discharge port and the electromagnet. The size of the vibrating bar on which the permanent magnets were arranged was also specified. For example, as shown in FIG. 7, the diaphragm is vibrated by lengthening the vibrating piece and increasing the amplitude width of the permanent magnet. In addition, since the opposing surface of the conventional permanent magnet and the electromagnet is formed in a plane, the distance between the permanent magnet and the electromagnet is not constant when the permanent magnet swings. Movement was not constant. When the distance between them increased, the suction and repulsion decreased by half.
【０００３】[0003]
そのため筐体全体が小型にすることができなかった。また、振動片の安定した 往復動を行なわせるために振動片におけるダイアフラムの支持部と振動片に配置 した永久磁石の位置との関係で小型にすることができなかった。このようにな問 題点を解決するために小型の計測器内に組込むことができ、従来と電磁ポンプと 同等の吐出量を発揮する電磁ポンプが求められている。また、永久磁石が一定し た吸引力を得るためには電磁石や永久磁石を大きくしなければならなかった。 本考案は、上記の如き問題点を解決すべく考案されたものであり、小型にして 、安定した吸込量および吐出量が可能な電磁マイクロポンプを提供する。 As a result, the entire housing could not be reduced in size. In addition, in order to make the vibrating piece reciprocate in a stable manner, it was not possible to reduce the size of the vibrating piece due to the relationship between the diaphragm support portion and the position of the permanent magnet disposed on the vibrating piece. In order to solve such problems, there is a need for an electromagnetic pump that can be incorporated into a small measuring instrument and that has the same discharge rate as conventional electromagnetic pumps. Also, in order for the permanent magnet to obtain a constant attractive force, the electromagnet and the permanent magnet had to be enlarged. The present invention has been devised to solve the above-described problems, and provides an electromagnetic micropump which is small in size and capable of stably sucking and discharging.
【０００４】 本考案の課題は、簡易な構成で、ダイヤフラムの大きさを変更させることなく 、筐体を小さく小型にできる電磁マイクロポンプを提供することである。An object of the present invention is to provide an electromagnetic micropump that can be made small and small in size with a simple configuration and without changing the size of the diaphragm.
【０００５】[0005]
以上の課題を達成するために、本考案に係る電磁マイクロポンプは、筐体内の 吸込み口と吐出口とを穿ってある枠にダイヤフラム、ポンプヘッドを取付け、こ のダイヤフラムとポンプヘッドとによって形成される空間内に弁体を配置し、他 方、前記枠に回動自在に揺動する振動片を軸支するとともに前記ダイヤフラムの 中心部にこの振動片を固着し、この振動片の下端に永久磁石を配置し、この永久 磁石に対向して電磁石を配置し、振動片の振動によってダイヤフラムを動作させ る電磁マイクロポンプにおいて、この筐体の筐体容積を１００〜１５０ｃｍ３に す るとともに吐出口からの発生流量がポンプ外部の流動抵抗が無い状態で、毎分１ ．５〜４リットルであり、吐出圧力の最大圧力が４〜２０ｋＰａで、吸引圧力の 最小圧力が−４〜−２０ｋＰａとし、前記振動板の軸支部から下端の永久磁石保 持部までの距離が１０〜５５ｍｍとし、軸支部から振動板と前記ダイヤフラムと の固着部までの距離が１２〜３５ｍｍとしたことを特徴とする構成である。 In order to achieve the above object, an electromagnetic micropump according to the present invention is provided with a diaphragm and a pump head mounted on a frame provided with a suction port and a discharge port in a housing, and formed by the diaphragm and the pump head. The other end of the diaphragm is fixed to the center of the diaphragm, and the vibrating piece is fixed to the center of the diaphragm. In an electromagnetic micropump in which a magnet is arranged, an electromagnet is arranged opposite to the permanent magnet, and the diaphragm is operated by the vibration of the vibrating piece, the casing volume of the casing is set to 100 to 150 cm3, and the casing is connected to the discharge port. When the flow rate of the gas is 1.M / min with no flow resistance outside the pump. 5 to 4 liters, the maximum discharge pressure is 4 to 20 kPa, the minimum suction pressure is -4 to -20 kPa, and the distance from the shaft supporting portion of the diaphragm to the permanent magnet holding portion at the lower end is 10 to 10 kPa. 55 mm, and the distance from the pivot portion to the fixing portion between the diaphragm and the diaphragm is 12 to 35 mm.
【０００７】 また、前記課題は、前記永久磁石面と対向する前記電磁石面との距離を０．５ 〜５ｍｍの範囲内にした構成及び前記永久磁石と電磁石との対向面をそれぞれ円 弧にし、前記永久磁石の振動に際して、この永久磁石面と電磁石面との距離を一 定に保持するように配置したことを特徴とする構成によって達成できる。[0007] Further, the object is to provide a configuration in which the distance between the permanent magnet surface and the electromagnet surface facing the electromagnet surface is within a range of 0.5 to 5 mm, and the opposing surfaces of the permanent magnet and the electromagnet are each arcuate. This can be achieved by a configuration in which, when the permanent magnet is vibrated, the distance between the permanent magnet surface and the electromagnet surface is kept constant.
【０００８】 更に、前記ダイヤフラムが天然ゴム、合成ゴムおよび熱可塑性の合成樹脂から 形成され、振動に寄与する部分の直径が１０〜２８ｍｍとし、その運動に寄与す る部分の厚さが０．５〜３ｍｍとしたことを特徴とする構成によって前記課題は 達成できる。Further, the diaphragm is formed of natural rubber, synthetic rubber and thermoplastic synthetic resin, the diameter of a portion contributing to vibration is 10 to 28 mm, and the thickness of a portion contributing to the movement is 0.5 mm. The above-mentioned object can be achieved by a configuration characterized in that the thickness is set to 3 mm.
【０００９】 この考案の電磁マイクロポンプは、筐体の容積を１００〜１５０ｃｍ３にする と ともにそのポンプの発生する最大圧力４〜２０ｋＰａで、最小圧力が−４〜−２ ０ｋＰａであり、従来の電磁ポンプと遜色ない能力を有する。しかも、ダイヤフ ラムの支持部を固着した振動片の大きさが、５５ｍｍ以下とし、ダイヤフラムの 支持位置が振動片の軸支部から３５ｍｍ以下であるから筐体の大きさを小型にす ることができる。The electromagnetic micropump according to the present invention has a housing with a volume of 100 to 150 cm 3, a maximum pressure generated by the pump of 4 to 20 kPa, and a minimum pressure of -4 to −20 kPa. Has the same performance as a pump. In addition, the size of the vibrating piece to which the support portion of the diaphragm is fixed is 55 mm or less, and the supporting position of the diaphragm is 35 mm or less from the shaft support of the vibrating piece, so that the size of the housing can be reduced. .
【００１０】 本考案の電磁マイクロポンプは振動片に取りつけた永久磁石面とこれに対向す る電磁石の面が円弧に形成してあるから両者の間隔距離は振動片の振動に際して も一定に維持することができ、一定の吸引力および反発力によって永久磁石が移 動して振動片が安定な力で振動することになるばかりでなく、振動片の永久磁石 の位置を従来品に比較して低く配置することができ、電磁石の側端も邪魔になら ず振動片が振動する。In the electromagnetic micropump of the present invention, the surface of the permanent magnet attached to the vibrating reed and the surface of the electromagnet opposed thereto are formed in an arc, so that the distance between the two is kept constant even when the vibrating reed vibrates. Not only does the permanent magnet move with a constant attractive force and repulsive force, causing the vibrating piece to vibrate with a stable force, but also the position of the permanent magnet on the vibrating piece is lower than that of conventional products. The vibrating reed vibrates without disturbing the side edges of the electromagnet.
【００１１】[0011]
以下、本考案に係る電磁マイクロポンプの実施の形態について図面を参照して 詳述する。 図１は本考案に係る電磁マイクロポンプの実施の形態を示す中央断面図である 。図２は本考案の電磁マイクロポンプの全体斜視図である。図３は本考案の電磁 マイクロポンプの吐出側を示す正面図である。図４は本考案の電磁マイクロポン プの外枠を除去した状態の内部機構を示す正面図である。図５は本考案の電磁マ イクロポンプの振動片の斜視図である。図６は本考案の電磁マイクロポンプの電 磁石部分の斜視図である。図７は従来の電磁ポンプの内部機構を示す側面図であ る。 Hereinafter, embodiments of the electromagnetic micropump according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a central sectional view showing an embodiment of the electromagnetic micropump according to the present invention. FIG. 2 is an overall perspective view of the electromagnetic micropump of the present invention. FIG. 3 is a front view showing the discharge side of the electromagnetic micropump of the present invention. FIG. 4 is a front view showing the internal mechanism of the electromagnetic micropump according to the present invention with the outer frame removed. FIG. 5 is a perspective view of the vibrating reed of the electromagnetic micropump of the present invention. FIG. 6 is a perspective view of the electromagnet portion of the electromagnetic micropump of the present invention. FIG. 7 is a side view showing an internal mechanism of a conventional electromagnetic pump.
【００１１】 図において、筐体である外筐１を断面コ字形に形成し、内装するポンプヘッド ３の継手である吸込継手４と吐出継手５とを挿入する挿通穴が所定間隔で内枠２ に所定間隔で穿ってある。このポンプヘッド３にはダイヤフラム６が取り付けら れ、内部に流体の移動方向を規制する弁機構７が備えられている。この弁機構７ はダイヤフラム６とポンプヘッド３とによって形成される空間内に流体を吸引す る時に開き、吐出するときに閉じるものと、吸引するときに閉じ、吐出するとき に開くものとの一対の弁より構成されている。In the figure, an outer casing 1 as a casing is formed in a U-shaped cross section, and insertion holes for inserting a suction joint 4 and a discharge joint 5 as joints of a pump head 3 to be installed are formed at predetermined intervals in an inner frame 2. Are drilled at predetermined intervals. A diaphragm 6 is attached to the pump head 3, and a valve mechanism 7 for regulating the moving direction of the fluid is provided inside. The valve mechanism 7 opens when the fluid is sucked into the space formed by the diaphragm 6 and the pump head 3 and closes when the fluid is discharged, and closes when the fluid is sucked and opens when the fluid is discharged. It consists of a valve.
【００１２】 このダイヤフラム６は天然ゴム、合成ゴム（例えば、エチレンプロピレンジエ ンゴム、クロロプレン、フッ素ゴム）または合成樹脂の可撓性の隔膜で形成され 、運動をつかさどる円面部分の直径は１０〜２８ｍｍであり、その部分の厚さは ０．５〜３．０ｍｍ位が好ましい。この可撓性材質の硬度はＪＩＳ規格Ｋ６２５ ３にあるように４００〜６００である。このようなダイヤフラム６の中心部分は 振 動片８に支持されている。この振動片８は取付板４によって内枠２の天井板２ａ に回動可能なように吊棒８ａによって軸支してある。The diaphragm 6 is formed of a flexible diaphragm made of natural rubber, synthetic rubber (for example, ethylene propylene diene rubber, chloroprene, fluoro rubber) or synthetic resin, and has a circular surface that controls the movement and has a diameter of 10 to 28 mm. And the thickness of the portion is preferably about 0.5 to 3.0 mm. The hardness of the flexible material is 400 to 600 as specified in JIS K6253. The central portion of the diaphragm 6 is supported by the vibrating piece 8. The vibrating piece 8 is pivotally supported by a hanging rod 8a so as to be rotatable by the mounting plate 4 on the ceiling plate 2a of the inner frame 2.
【００１３】 この振動片８の下端には、内枠２の底板９に載置した電磁石１０に電流を流し たときこの電磁石１０との間に引力及び反力を生じる永久磁石１１が固着してあ り、この電磁石１０に対向する面が円弧１１ａに形成している。他方電磁石１０ の表面も円弧に形成して永久磁石１１の揺動に際して、両者間の距離が一定にな るように配置してある。この永久磁石１１の往復動によって振動片８は振動し、 ダイヤフラム６を作動させる。At the lower end of the vibrating reed 8, a permanent magnet 11 that generates an attractive force and a reactive force with the electromagnet 10 when a current is applied to the electromagnet 10 mounted on the bottom plate 9 of the inner frame 2 is fixed. The surface facing the electromagnet 10 is formed in an arc 11a. On the other hand, the surface of the electromagnet 10 is also formed in a circular arc so that the distance between the two is constant when the permanent magnet 11 swings. The reciprocating motion of the permanent magnet 11 causes the vibrating piece 8 to vibrate, and activates the diaphragm 6.
【００１４】 電磁石１０はコア部１０ａと被覆電線を巻装したボビン部１０ｂとからなり、 コア部１０ａの端面は円弧に形成されて前記永久磁石１１に相対している。この 被覆電線に交番電流を流すことによって生じた磁界により永久磁石１１は吸引さ れたり、反発したりして振動して振動片８を振動させ、前記ダイヤフラム６の弁 機構７を動作しポンプヘッド３内の流体を吸引して吐出継手５を経て吐出口より 吐出する。The electromagnet 10 includes a core portion 10a and a bobbin portion 10b around which a covered electric wire is wound. An end face of the core portion 10a is formed in an arc shape and faces the permanent magnet 11. The permanent magnet 11 is attracted or repelled by the magnetic field generated by passing an alternating current through the covered electric wire, and vibrates by vibrating the vibrating piece 8, operating the valve mechanism 7 of the diaphragm 6 and operating the pump head. The fluid in 3 is sucked and discharged from the discharge port through the discharge joint 5.
【００１５】 本考案の電磁マイクロポンプはこのように構成してあるから、永久磁石１１が 往復運動しても、対面する電磁石１０面との距離が一定であるので、振動片８の 振動も一定の力で往復することになりダイヤフラム６の弁機構７が安定して作動 するので流体の吐出量が変動することなく安定して吐出する。Since the electromagnetic micropump of the present invention is configured as described above, even if the permanent magnet 11 reciprocates, the distance between the facing electromagnet 10 is constant, so that the vibration of the vibrating piece 8 is also constant. And the valve mechanism 7 of the diaphragm 6 operates stably, so that the fluid discharge amount is stably discharged without fluctuation.
【００１６】 本考案に使用することのできる永久磁石は通常のもので充分であるが、前記永 久磁石として最大エネルギー積ｘ体積＝０．０６Ｊ以上であり、フェライト磁石 の体積は１．５〜３ｃｍ３位が好適である。The permanent magnet that can be used in the present invention is a normal permanent magnet, but the maximum energy product x volume = 0.06 J or more as the permanent magnet, and the volume of the ferrite magnet is 1.5 to 1.5. 3 cm3 is preferred.
【００１７】[0017]
本考案に係る電磁マイクロポンプは上記の如く構成されているため、内枠から の軸支部からの長さを短くしても永久磁石の振幅は一定であり、永久磁石と電磁 石との距離を狭くしても、両者の距離が常時一定となり安定した流体の流量を得 ることができる。 また、振動片を短くし、永久磁石と電磁石との距離を狭くすることができるの で、筐体の高さを短くして、全体としてコンパクトにすることができる。 特に、ダイヤフラムの有効直径が１０〜２８ｍｍであって、筐体全体の高さが従 来品の７〜８割位であって、体積は５〜６割になった。 Since the electromagnetic micropump according to the present invention is configured as described above, the amplitude of the permanent magnet is constant even if the length from the inner frame to the shaft support is reduced, and the distance between the permanent magnet and the electromagnetic stone is reduced. Even if it is narrow, the distance between the two is always constant, and a stable flow rate of the fluid can be obtained. Further, since the resonator element can be shortened and the distance between the permanent magnet and the electromagnet can be narrowed, the height of the housing can be shortened and the whole can be made compact. In particular, the effective diameter of the diaphragm was 10 to 28 mm, the height of the entire housing was about 70 to 80% of the conventional product, and the volume was 50 to 60%.
【図１】本考案に係る電磁マイクロポンプの実施の形態
を示す中央断面図である。FIG. 1 is a central sectional view showing an embodiment of an electromagnetic micropump according to the present invention.
【図２】本考案の電磁マイクロポンプの全体斜視図であ
る。FIG. 2 is an overall perspective view of the electromagnetic micropump of the present invention.
【図３】本考案の電磁マイクロポンプの吐出側を示す正
面図である。FIG. 3 is a front view showing a discharge side of the electromagnetic micropump according to the present invention.
【図４】本考案の電磁マイクロポンプの外枠を除去した
状態の内部機構を示す正面図である。FIG. 4 is a front view showing the internal mechanism of the electromagnetic micropump according to the present invention with the outer frame removed.
【図５】本考案の電磁マイクロポンプの振動片の斜視図
である。FIG. 5 is a perspective view of the vibrating reed of the electromagnetic micropump of the present invention.
【図６】本考案の電磁マイクロポンプの電磁石部分の斜
視図である。FIG. 6 is a perspective view of an electromagnet part of the electromagnetic micropump according to the present invention.
【図７】従来の電磁ポンプの内部機構を示す側面図であ
る。FIG. 7 is a side view showing an internal mechanism of a conventional electromagnetic pump.
１ 外筐 ２ 内枠 ３ ポンプヘッド ４ 吸込継手 ５ 吐出継手 ６ ダイヤフラム ７ 弁機構 ８ 振動片 ９ 底板 １０ 電磁石 １１ 永久磁石 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Outer case 2 Inner frame 3 Pump head 4 Suction joint 5 Discharge joint 6 Diaphragm 7 Valve mechanism 8 Vibrating piece 9 Bottom plate 10 Electromagnet 11 Permanent magnet
─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成１２年４月２８日（２０００．４．２
８）[Submission date] April 28, 2000 (200.4.2
8)
【手続補正１】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing
【補正対象項目名】全図[Correction target item name] All figures
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【図１】 FIG.
【図２】 FIG. 2
【図３】 FIG. 3
【図４】 FIG. 4
【図５】 FIG. 5
【図６】 FIG. 6
【図７】 FIG. 7
Claims (4)
枠にダイヤフラム、ポンプヘッドを取付け、このダイヤ
フラムとポンプヘッドとによって形成される空間内に弁
体を配置し、他方、前記枠に回動自在に揺動する振動片
を軸支するとともに前記ダイヤフラムの中心部にこの振
動片を固着し、この振動片の下端に永久磁石を配置し、
この永久磁石に対向して電磁石を配置し、振動片の振動
によってダイヤフラムを動作させる電磁マイクロポンプ
において、 この筐体の筐体容積を１００〜１５０ｃｍ３にするとと
もに吐出口からの発生流量がポンプ外部の流動抵抗が無
い状態で、毎分１．５〜４リットルであり、吐出圧力の
最大圧力が４〜２０ｋＰａで、吸引圧力の最小圧力が−
４〜−２０ｋＰａとし、 前記振動板の軸支部から下端の永久磁石保持部までの距
離が１２〜５５ｍｍとし、軸支部から振動板と前記ダイ
ヤフラムとの固着部までの距離が１２〜３５ｍｍとした
ことを特徴とする電磁マイクロポンプ。1. A diaphragm and a pump head are mounted on a frame provided with a suction port and a discharge port in a housing, and a valve body is disposed in a space formed by the diaphragm and the pump head. A vibrating piece that swings rotatably is supported and the vibrating piece is fixed to the center of the diaphragm, and a permanent magnet is arranged at the lower end of the vibrating piece.
In an electromagnetic micropump in which an electromagnet is arranged opposite to the permanent magnet and the diaphragm is operated by the vibration of the vibrating piece, the casing volume of the casing is set to 100 to 150 cm3, and the flow rate generated from the discharge port is outside the pump. 1.5 to 4 liters per minute without flow resistance, maximum discharge pressure is 4 to 20 kPa, minimum suction pressure is-
4 to -20 kPa; the distance from the pivot portion of the diaphragm to the permanent magnet holding portion at the lower end is 12 to 55 mm; and the distance from the pivot portion to the fixing portion between the diaphragm and the diaphragm is 12 to 35 mm. An electromagnetic micropump characterized by the following.
の距離を０．５〜５ｍｍの範囲以内にしたことを特徴と
する請求項１に記載の電磁マイクロポンプ。2. The electromagnetic micropump according to claim 1, wherein a distance between the permanent magnet surface and the opposing electromagnet surface is within a range of 0.5 to 5 mm.
れ円弧にし、前記永久磁石の振動に際して、この永久磁
石面と電磁石面との距離を一定に保持するように配置し
たことを特徴とする請求項１乃至請求項２に記載の電磁
マイクロポンプ。3. The permanent magnet and the electromagnet are formed so that their opposing surfaces are arcs, respectively, and are arranged so as to maintain a constant distance between the permanent magnet surface and the electromagnet surface when the permanent magnet vibrates. An electromagnetic micropump according to claim 1.
よび熱可塑性の合成樹脂から形成され、振動に寄与する
部分の直径が１０〜２８ｍｍとし、その運動に寄与する
部分の厚さが０．５〜３．０ｍｍとしたことを特徴とす
る請求項１乃至請求項３に記載の電磁マイクロポンプ。4. The diaphragm is made of natural rubber, synthetic rubber and thermoplastic synthetic resin, the diameter of a portion contributing to vibration is 10 to 28 mm, and the thickness of a portion contributing to the motion is 0.5 to 28 mm. The electromagnetic micropump according to any one of claims 1 to 3, wherein the diameter is set to 3.0 mm.
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