KR100910784B1

KR100910784B1 - 915ｍｈｚ 산업용 마이크로웨이브 전자파 차폐장치

Info

Publication number: KR100910784B1
Application number: KR1020080058038A
Authority: KR
Inventors: 박승호; 이승학
Original assignee: 박승호
Priority date: 2008-06-19
Filing date: 2008-06-19
Publication date: 2009-08-05

Abstract

본 발명에 따른 915MHZ 산업용 마이크로웨이브 전자파 차폐장치는 915MHZ 산업용 마이크로웨이브 발생 기기 가동 시 캐비티 내측의 마이크로웨이브가 외부로 누출되는 것을 차단하기 위한 것이다. 이를 위해 본 발명은, 캐비티(10) 개방면에 고정되는 사각프레임(20)과; 중앙부에 차폐망(31-1)이 설치된 메인패널(31)과, 메인패널(31) 끝단을 따라 설치되는 복수개의 육면체형상의 초크(32)로 구성되는 내측커버(30)와; 일면이 사각프레임(20)에 접면되고 타측면이 초크(32)에 끼움되는 초크커버(40)와; 중앙부에 투시창(51)이 구비되고, 초크커버(40)의 외측면을 따라 삽입되며 일방향으로 회동가능하도록 외주면에 사각프레임(20)과 연결되는 힌지가 설치된 외측커버(50);로 구성되는 것을 특징으로 하여, 캐비티 외측으로 전자파가 방출되는 양을 감소시킨다.

마이크로웨이브, 초크, 압축스프링, 전자파, 캐비티, 초크커버

Description

915ＭＨＺ 산업용 마이크로웨이브 전자파 차폐장치{APPARATUS FOR SHIELDING ELECTROMAGNETIC WAVES OF 915MHZ INDUSTRIAL MICROWAVES}

본 발명은 915MHZ 산업용 마이크로웨이브 전자파 차폐장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 마이크로웨이브 생성기를 통해 캐비티 내에 발생되는 915MHZ의 전자파를 그 주파수에 따라 치수화된 사이즈를 갖는 구성요소들을 통해 외부로 누출되지 않도록 하는 915MHZ 산업용 마이크로웨이브 전자파 차폐장치에 관한 것이다.

일반적으로 전자레인지와 같은 마이크로웨이브를 사용하는 기기는 밀폐된 공간, 예로써 캐비티 내에 마이크로웨이브를 발생시키기 위한 것으로, 이를 발생시키기 위해서는 전자관, 클라이스트론, 마그네트론, 메이저 등이 사용된다. 이러한 마이크로웨이브는 살균력이 강하며 식품이나 물에 잘 흡수되어 물분자들을 회전하게 하고 이 운동이 주위의 물분자에 급속히 전달되어 식품 또는 물 전체가 신속하게 가열되도록 한다. 이를 통해 식품의 내부를 직접 가열할 수 있고 조리시간도 대폭 단축할 수 있으며 가열에 의해 식품의 표면만이 타거나 눌지 않아 대단히 편리한 장점을 갖는다.

그러나 종래의 2450MHZ 마이크로웨이브 발생장치는 그 주파수의 정해진 진동수에 따른 마이크로웨이브만을 차단하도록 적용된 설계에 따르므로, 915MHZ, 30Kw의 대용량 마이크로웨이브 장비에서는 2450MHZ 마이크로웨이브를 차단하기 위한 설계에 적용이 불가능한 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 915MHZ의 마이크로웨이브 생성기에 적용되어 캐비티 외부로 전자파가 누출되는 것을 차단하는 915MHZ 산업용 마이크로웨이브 전자파 차폐장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 915MHZ 마이크로웨이브를 캐비티 내에 발생시키는 장치로서, 상기 캐비티의 개방면에 고정되어 상기 캐비티의 내외측으로 돌출되는 부분을 갖는 패널형상의 사각프레임과; 중앙부에 차폐망이 설치된 메인패널과, 상기 메인패널의 끝단으로부터 복수회 절곡됨에 따라 상기 메인패널로 부터 연장되는 제1 수직부와, 상기 제1 수직부로부터 연장되는 제1 수평부와, 상기 제1 수평부로부터 연장되는 제2 수직부와, 상기 제2 수직부로부터 연장되는 제2 수평부가 구비되어 일정간격으로 배치되는 복수개의 육면체 형상의 초크로 구성되되, 상기 메인패널 및 제2 수평부는 높이차 및 이격거리를 갖고 상기 제2 수직부에는 직사각형 형상의 사각홀이 형성된 내측커버와; 일면이 상기 사각프레임에 접면하여 고정되고, 타측에는 그 중앙부에 상기 제2 수평부의 폭과 동일한 폭을 갖는 끼움홈이 형성되고 그 양단에 상기 메인패널 및 제2 수평부의 이격거리와 동일한 폭을 갖는 레그가 형성되며, 상기 사각프레임 및 제2 수평부에 배치됨에 따라 상기 사각프레임 및 내측커버 사이에 거리차가 형성되도록 하는 초크커버와; 중앙부에 투시창이 구비되고, 상기 초크커버의 외측면을 따라 삽입되며, 일방향으로 회동가능하도록 외주면에 상기 사각프레임과 연결되는 힌지가 설치된 외측커버;로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 내측커버에는 복수개의 삽입홀이 형성되어 있어, 상기 삽입홀보다 작거나 같은 직경을 갖는 삽입부와 상기 삽입홀보다 큰 직경을 갖는 고정부로 구성되고 중앙부에 관통홀이 형성되는 체결부가 상기 내측커버에 고정되고, 상기 외측커버 내주면에는 상기 체결부에 대응하여 중앙부에 나선홀이 형성된 복수개의 결합부가 설치됨에 따라, 상기 내외측 커버가 체결볼트에 의해 고정되는 것을 특징으로 한다.

한편으로 상기 체결부 및 결합부 사이에는 압축스프링이 더 설치되고, 상기 캐비티 내 파장 λ=C/f≒327mm(C: 광속≒3x10⁸m/s, f: 주파수=915MHZ)임에 따라, 상기 초크의 제1 및 제2 수평부와 제1 및 제2 수직부의 길이합은 λ/2이고, 상기 메인패널 및 제2 수평부의 이격거리는 9mm이며, 상기 사각프레임 및 내측커버 사이의 거리차는 0.5mm인 것을 특징으로 한다.

상술된 바와 같이, 본 발명에 따른 915MHZ 산업용 마이크로웨이브 전자파 차폐장치는 캐비티의 도어로 설치되는 외측 및 내측커버 중에서 내측커버에 915MHZ의 파장을 고려한 규격화된 초크를 형성하여 캐비티 내측에서 발생되는 마이크로웨이브가 그 외부로 누출되는 정도를 0.5mW/cm² 이하로 할 수 있다.

이하, 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 915MHZ 산업용 마이크로웨이브 전자파 차폐장치를 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 915MHZ 산업용 마이크로웨이브 전자파 차폐장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 915MHZ 산업용 마이크로웨이브 전자파 차폐장치 중 내외측 커버를 도시한 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조로 하면, 본 발명에 따른 915MHZ 산업용 마이크로웨이브 전자파 차폐장치는 기본적으로 마그네트론과 같은 구성요소를 통해 915MHZ 마이크로웨이브를 캐비티(10) 내에 발생시키는 장치로서, 캐비티(10) 개방면에 고정되는 사각프레임(20)과, 중앙부에 차폐망(31-1)이 설치된 메인패널(31) 및 메인패널(31)의 끝단으로부터 연장되어 형성되는 복수개의 육면체 형상의 초크(32)로 구성되는 내측커버(30)와, 일면이 사각프레임(20)에 접하게 되고 타측면이 내측커버(30)의 초크(32)에 고정되는 초크커버(40)와, 중앙부에 투시창(51)이 구비되고 상기 내측커버(30)에 삽입되며 사각프레임(20)과 힌지로 체결되어 일방향으로 회동가능한 외측커버(50)로 구성된다.

상기 사각프레임(20)은 캐비티(10)의 개방면에 고정되어 캐비티(10)의 내외측으로 돌출되는 부분을 갖는 패널형상의 프레임이다.

상기 내측커버(30)는 중앙부에 차폐망(31-1)이 설치된 메인패널(31)과 메인패널(31) 끝단으로부터 연장되어 복수회 절곡됨에 따라 메인패널(31)로부터 연장되는 제1 수직부와, 제1 수직부로부터 연장되는 제1 수평부와, 제1 수평부로부터 연장되는 제2 수직부(32-1)와, 제2 수직부(32-1)로부터 연장되는 제2 수평부(32-2)로 구성되는 복수개의 육면체 형상의 초크(32)를 포함하며, 메인패널(31) 및 제2 수평부(32-2)는 높이차 및 이격거리(d1)를 갖고 제2 수직부(32-1)에는 직사각형 형상의 사각홀(32-3)이 형성되어 있다. 한편으로 상기 차폐망(31-1)은 금속그물로 형성되 고, 이 금속그물의 간격은 915MHZ를 사용한 마이크로웨이브 장치의 경우에는 2450MHZ의 장치보다 파장이 더 크기 때문에 더 넓어도 되며, 그러한 금속그물 간격은 계산에 따라 정해지게 된다. 금속그물의 형태를 임의로 크게 하거나 원의 구조가 아닌 육각 팔각 삼각으로 변경하면 마이크로웨이브가 외부로 누출될 수 있다는 것에 주의해야 한다.

도 3은 본 발명에 따른 915MHZ 산업용 마이크로웨이브 전자파 차폐장치 중 내외측 커버 및 사각패널의 결합 및 위치관계를 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 915MHZ 산업용 마이크로웨이브 전자파 차폐장치 중 내측 커버 및 사각패널의 거리차(L)에 따른 전력누설량을 도시한 그래프도이고, 도 5는 본 발명에 따른 915MHZ 산업용 마이크로웨이브 전자파 차폐장치 중 초크를 도시한 사시도이며, 도 6은 본 발명에 따른 915MHZ 산업용 마이크로웨이브 전자파 차폐장치 중 메인패널 및 제2 수평부의 이격거리(d1)에 따른 주파수 대 감쇄비를 도시한 그래프도이다.

도 3을 참조로 하면, 상기 초크커버(40)는 일면이 사각프레임(20)에 접면된 상태로 고정되고 타측면이 초크(32)에 접하게 되는 구조를 통해 외관상 초크(32)가 보이는 것을 가리도록 ㄷ자 형상을 가지는데, 초크커버(40)의 타측면에는 그 중앙부에 제2 수평부(32-2)의 폭(d2)과 동일한 폭을 갖는 끼움홈이 형성되고 그 양단에 메인패널(31) 및 제2 수평부(32-2)의 이격거리(d1)와 동일한 폭을 갖는 레그가 형성되어 복수개의 초크(32)를 따라 고정되며, 사각프레임(20) 및 내측커버(30) 사이 에 거리차(L)를 항상 일정하게 형성하도록 한다.

상기 캐비티(10) 내 파장 λ=C/f≒327mm(C: 광속≒3x10⁸m/s, f: 주파수=915MHZ)이고 1λ동안 주파수가 λ/4 간격으로 변화되는 구간을 고려하여 상기 초크(32)의 구조가 설계되는데, 그 구조는 종래의 2450MHZ, 출력 1.5kw급 이하에서 마이크로웨이브를 차폐할 수 있도록 설계 된 것과는 다른 구조이고 이를 통해 915MHZ, 30kw급 이상의 다른 주파수 대역에서 사용할 수 있게 된다. 915MHZ, 30kw급 마그네트론은 915MHZ, 1개의 주파수만으로 동작되는 것이 아니라 915MHZ± 25MHZ의 동작 주파수 대역을 갖고 도어의 초크 구조는 λ/2구조로 설계되므로, 도 5에서와 같이 A,B,C,D의 길이값 A+B+C+D= λ/2 값으로 장비의 크기 및 형태에 따라서 치수가 서로 변경 될 수 있다. 그러나 메인패널(31) 및 제2 수평부(32-2)의 이격거리(d1)에 따라 감쇄 대역폭과 감쇄비는 달라진다. 이격거리(d1)에 의해 감쇄대역폭은 비례하고, 감쇄대역폭에 따른 감쇄비는 반비례한다. 이격거리(d1)가 좁아지면 감쇄대역폭은 좁아지고 감쇄비는 커진다. 감쇄비가 크다는 것은 그만큼 마이크로웨이브의 누설이 적어지지만 주파수 대역이 좁아져 다른 주파수에서는 누설이 그만큼 많아진다 것을 의미한다. 반대로 이격거리(d1)가 넓으면 감쇄 대역폭은 넓어지지만 감쇄비는 적어진다. 감쇄되는 주파수 대역은 넓어지지만 감쇄비 효과가 없어져 전체적인 주파수 대역에서 누설이 발생이 된다. 915MHZ, 30Kw 대용량 마이크로웨이브 장비에서는 915MHZ± 25MHZ 주파수 대역 범위 내 누설치를 규정값 0.5mw/㎠ 이하로 하기 위해서 마이크로웨이브 파워가 30kW 일때 감쇄비가 -40dB이하가 되도록 이격거리(d1)가 적절히 선정되어야 한다. 이격거리(d1)의 값을 결정하기 위한 측정 데이터 값을 도시한 도 6을 살펴보면, 915MHZ± 25MHZ 대역에서는 감쇄비가 -40dB이하로 되는 이격거리(d1)의 값 9mm 일 때가 가장 최적의 값임을 알 수 있다.

거리차(L)	감쇄(dB)	누설 전력(mW)
0.5	-77.8	0.49
1.0	-77.5	0.53
1.5	-71.2	2.25
2.0	-69.0	3.74

표 1-사각프레임 및 내측커버 사이의 거리차에 따른 마이크로웨이브의 누설량

한편으로 도 4 및 표 1을 참조로 하여 상기 사각프레임 및 내측커버(20, 30) 사이의 거리차(L)에 따른 마이크로웨이브의 누설량 관계를 살펴보면, 캐비티(10) 면과 내측커버(30) 면의 평탄도 공차를 0.5mm로 할 때 -77.8dB의 감쇄가 일어나고 그에 따라 누설되는 전력이 0.5mW 이하로 감소되는 것을 알 수 있다.

상기 외측커버(50)는 중앙부에 투명 플라스틱 또는 유리로 된 투시창(51)이 구비되는데, 이러한 외측커버(50)는 초크커버(40)의 외측면을 따라 삽입되고 사각프레임(20)과 연결되는 힌지가 외측커버(50) 외주면에 설치되어 있어 일방향으로 회동가능하게 된다.

상기 내측커버(30)에는 복수개의 삽입홀이 형성되어 있어, 그 삽입홀보다 작거나 같은 직경을 갖는 삽입부와 삽입홀보다 더 큰 직경을 갖는 고정부로 구성되고 중앙부에 관통홀이 형성되는 체결부(33)가 내측커버(30)에 볼트 및 너트로 고정되고, 외측커버(50) 내주면에는 체결부(33)에 대응하여 내측 중앙부에 나선홀이 형성된 원통형상의 복수개의 결합부(52)가 설치됨에 따라, 상기 내외측 커버(30, 50)가 체결볼트(53)에 의해 고정되며, 체결부 및 결합부(33, 52) 사이에는 사각프레임(20)과 내측커버(30)와의 간격을 일정하게 유지하기 위한 압축스프링(54)이 더 설치된다. 이와 같은 방식으로 결합되어 내외측 커버(30, 50)가 본 발명에 따른 마이크로웨이브 전자파 차폐장치의 도어 역할을 하게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 915MHZ 산업용 마이크로웨이브 전자파 차폐장치를 도시한 사시도.

도 2는 915MHZ 산업용 마이크로웨이브 전자파 차폐장치 중 내외측 커버를 도시한 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 915MHZ 산업용 마이크로웨이브 전자파 차폐장치 중 내외측 커버 및 사각패널의 결합 및 위치관계를 도시한 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 915MHZ 산업용 마이크로웨이브 전자파 차폐장치 중 내측 커버 및 사각패널의 거리차(L)에 따른 전력누설량을 도시한 그래프도.

도 5는 본 발명에 따른 915MHZ 산업용 마이크로웨이브 전자파 차폐장치 중 초크를 도시한 사시도.

도 6은 본 발명에 따른 915MHZ 산업용 마이크로웨이브 전자파 차폐장치 중 메인패널 및 제2 수평부의 이격거리(d1)에 따른 주파수 대 감쇄비를 도시한 그래프도.

Claims

915MHZ 마이크로웨이브를 캐비티(10) 내에 발생시키는 장치에 있어서,

상기 캐비티(10)의 개방면에 고정되어 상기 캐비티(10)의 내외측으로 돌출되는 부분을 갖는 패널형상의 사각프레임(20)과;

중앙부에 차폐망(31-1)이 설치된 메인패널(31)과, 상기 메인패널(31)의 끝단으로부터 복수회 절곡됨에 따라 상기 메인패널(31)로부터 연장되는 제1 수직부와, 상기 제1 수직부로부터 연장되는 제1 수평부와, 상기 제1 수평부로부터 연장되는 제2 수직부(32-1)와, 상기 제2 수직부(32-1)로부터 연장되는 제2 수평부(32-2)가 구비되어 일정간격으로 배치되는 복수개의 육면체 형상의 초크(32)로 구성되되, 상기 메인패널(31) 및 제2 수평부(32-2)는 높이차 및 이격거리(d1)를 갖는 내측커버(30)와;

일면이 상기 사각프레임(20)에 접면하여 고정되고, 타측에는 그 중앙부에 상기 제2 수평부(32-2)의 폭(d2)과 동일한 폭을 갖는 끼움홈이 형성되고 그 양단에 상기 메인패널(31) 및 제2 수평부(32-2)의 이격거리(d1)와 동일한 폭을 갖는 레그가 형성되며, 상기 사각프레임(20) 및 제2 수평부(32-2)에 배치됨에 따라 상기 사각프레임(20) 및 내측커버(30) 사이에 거리차(L)가 형성되도록 하는 초크커버(40)와;

중앙부에 투시창(51)이 구비되고, 상기 초크커버(40)의 외측면을 따라 삽입되며, 일방향으로 회동가능하도록 외주면에 상기 사각프레임(20)과 연결되는 힌지 가 설치된 외측커버(50);로 구성되는 것을 특징으로 하는 915MHZ 산업용 마이크로웨이브 전자파 차폐장치.
청구항 1에 있어서,

상기 내측커버(30)에는 복수개의 삽입홀이 형성되어 있어, 상기 삽입홀보다 작거나 같은 직경을 갖는 삽입부와 상기 삽입홀보다 큰 직경을 갖는 고정부로 구성되고 중앙부에 관통홀이 형성되는 체결부(33)가 상기 내측커버(30)에 고정되고,

상기 외측커버(50) 내주면에는 상기 체결부(33)에 대응하여 중앙부에 나선홀이 형성된 복수개의 결합부(52)가 설치됨에 따라, 상기 내외측 커버(30, 50)가 체결볼트(53)에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 915MHZ 산업용 마이크로웨이브 전자파 차폐장치.
청구항 2에 있어서,

상기 체결부 및 결합부(33, 52) 사이에는 압축스프링(54)이 더 설치되는 것을 특징으로 하는 915MHZ 산업용 마이크로웨이브 전자파 차폐장치.
청구항 1에 있어서,

상기 캐비티(10) 내 파장 λ=C/f≒327mm(C: 광속≒3x10⁸m/s, f: 주파수=915MHZ)임에 따라,

상기 초크(32)의 제1 및 제2 수평부와 제1 및 제2 수직부의 길이(A, B, C, D) 합은 λ/2이며, 상기 메인패널(31) 및 제2 수평부(32-2)의 이격거리(d1)는 9mm인 것을 특징으로 하는 915MHZ 산업용 마이크로웨이브 전자파 차폐장치.
청구항 4에 있어서,

상기 사각프레임 및 내측커버(20, 30) 사이의 거리차(L)는 0.5mm인 것을 특징으로 하는 915MHZ 산업용 마이크로웨이브 전자파 차폐장치.