KR101609680B1 - Microwave heater for high degree - Google Patents

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KR101609680B1
KR101609680B1 KR1020160000584A KR20160000584A KR101609680B1 KR 101609680 B1 KR101609680 B1 KR 101609680B1 KR 1020160000584 A KR1020160000584 A KR 1020160000584A KR 20160000584 A KR20160000584 A KR 20160000584A KR 101609680 B1 KR101609680 B1 KR 101609680B1
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microwave
heat generating
heating element
bonding portion
waveguide
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승현창
김오흠
정이교
신창열
최석호
김태환
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동화상협 주식회사
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Abstract

The present invention relates to a microwave heater for high temperature. More particularly, a microwave is emitted to a heater including silicon carbide. So, the exothermic microwave heater is formed with heating piece panels. They are connected to each other to form a wide area and a combination part thereof is not easy to come unstuck. Also, the generation of cracks at a high temperature is prevented. The microwave heater comprises a heating panel which includes a microwave oscillator, a waveguide, and an insulation member.

Description

고온 발열용 마이크로웨이브 발열체{MICROWAVE HEATER FOR HIGH DEGREE}[0001] MICROWAVE HEATER FOR HIGH DEGREE [0002]

본 발명은 고온 발열용 마이크로웨이브 발열체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 마이크로웨이브가 탄화규소를 포함한 발열체에 조사되어 발열하는 마이크로웨이브 발열체를 다수개의 발열조각패널로 형성하고 이를 서로 연결하여 넓은 면적으로 형성하되, 결합부분이 잘 떨어지지 않고, 고온에서도 크랙이 발생하지 않도록 한 고온발열용 마이크로웨이브 발열체에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a microwave heating element for microwave heating which is irradiated to a heating element including silicon carbide to form a plurality of microwave heating elements, The present invention relates to a microwave heating element for high temperature heating, in which the bonding portion does not fall off well and cracks do not occur even at a high temperature.

종래에 열을 이용하여 제품을 가공하거나, 보온을 위해 열을 사용하기 위해서는 열원으로 여러가지 종류의 히터를 사용하는데, 상기 히터는 발열체가 중요하게 된다. Conventionally, various kinds of heaters are used as a heat source in order to heat a product using heat or to use heat for keeping warm, and a heating element is important for the heater.

종래에는 발열체로 전기저항을 이용하여 발생하는 열을 전달하는 세라믹히터, 화석연료를 이용한 버너 등을 열원으로 사용하고 있다.Conventionally, a ceramic heater that transfers heat generated by using electrical resistance as a heating element, a burner using fossil fuel, or the like is used as a heat source.

최근에는 마이크로웨이브에 의해서 발열되는 발열체를 이용하여 열을 이용하는 마이크로웨이브 발열체가 개발되어 제공되고 있는데, 이러한 마이크로웨이브 발열체는 주로 평판구조로 형성되어 평판 전면에 고른 열이 발생하도록 마이크로웨이브를 조사한다.In recent years, a microwave heating element using heat generated by microwave heating has been developed and provided. The microwave heating element is mainly formed of a flat plate structure and irradiates a microwave to generate uniform heat across the flat plate.

상기 평판형 마이크로웨이브 발열체에 관한 기술은 실생활에 많이 활용되고 있는데, 연속식 건조기, 연속식 구이기 또는 제품제작 등에 많이 활용되고 있다.The technology related to the flat microwave heating element is widely used in practical life, and is widely used for a continuous dryer, a continuous grinder or a product.

상기 마이크로웨이브 발열체에 관한 기술은 대한민국 특허청 공개실용신안공보 제2009-0007780호에 개시된 바 있다.The technique relating to the microwave heating element is disclosed in Korean Utility Model Publication No. 2009-0007780.

그러나, 종래의 마이크로웨이브 발열체는 다음과 같은 문제점이 있었다. However, the conventional microwave heating element has the following problems.

(1) 발열체의 발열패널을 넓게 형성하기 위해서 다수개의 발열조각패널을 고온용 본드로 서로 접착하여 형성하는데, 이러한 접착부분이 고온에 의해서 쉽게 떨어져서 마이크로웨이브가 유출될 수 있다.(1) In order to form a heat generating panel of a heating element widely, a plurality of heat generating piece panels are formed by adhering to each other with a high temperature bond. Such a bonding portion is easily separated by a high temperature, and a microwave can be flowed out.

(2) 각 발열조각패널이 열팽창에 의해서 쉽게 크랙이 발생하여 마이크로웨이브가 누설될 수 있다.(2) Each heat generating piece panel is easily cracked due to thermal expansion, and the microwave may leak.

(3) 발열체에서 발생하는 열기가 역류하여 도파관을 타고 마이크로웨이브 발진기에 영향을 주어 내구성을 떨어뜨린다.(3) The heat generated from the heating element flows backward and influences the microwave oscillator on the waveguide, thereby decreasing the durability.

상기한 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명은 마이크로웨이브발진기와; 상기 마이크로웨이브발진기에 연결되는 도파관과; 상기 도파관의 끝단에 연결되고, 도파관이 연결된 반대편이 개방된 박스형상의 몸체부와; 상기 몸체부의 개방된 부분으로 완전하게 막을 수 있도록 형성되는 단열부재와; 상기 몸체부의 개방된 입구를 막을 수 있도록 다수개의 발열조각패널이 조립식으로 형성된 발열패널이 형성되되,In order to solve the above problems, the present invention provides a microwave oven comprising: a microwave oscillator; A waveguide connected to the microwave oscillator; A box-shaped body connected to an end of the waveguide and having an open opposite side to which the waveguide is connected; A heat insulating member formed so as to completely cover the open portion of the body portion; A heat generating panel having a plurality of heat generating engaging panels formed in a prefabricated manner is formed so as to cover the open mouth of the body portion,

상기 각 발열조각패널은 탄화규소를 주원료로 사각형상의 판재로 형성되고, 상기 판재의 대응되는 양 모서리에 직각으로 절단된 결합부가 각각 형성되며, 상면의 연결된 두 변을 따라서 평면에서 볼 때 'ㄱ'자 형상으로 일정폭이 파진 하면접착부가 형성되고, 하면의 하면접착부와 대응되는 위치에 저면에서 볼 때 'ㄱ'자 형상으로 일정폭이 파진 상면접착부가 형성되는 것을 특징으로 한다.Wherein each of the heat generating and engraving panels is formed of a rectangular plate member made of silicon carbide as an main raw material, and each of the engaging portions cut at right angles to the corresponding two corners of the plate member is formed, And a top surface bonding portion is formed in a position corresponding to the bottom surface bonding portion of the bottom surface and having a constant width in a '' 'shape when viewed from the bottom surface.

본 발명의 고온 발열용 마이크로웨이브 발열체에 의하면 다음과 같은 효과가 발생한다.According to the microwave heating element for high temperature heating of the present invention, the following effects are produced.

(1) 하면접착부와 상면접착부가 면접촉할 수 있도록 접착부분을 형성하여 넓은 면적이 고온용 본드로 서로 접착되므로 접착부분이 잘 떨어지지 않는다.(1) Since the adhesive portion and the upper surface adhering portion are in surface contact with each other, a large area is adhered to each other with the high temperature adhesive, so that the adhering portion does not fall well.

(2) 발열패널의 각 발열조각패널에 마이크로웨이브가 누출되지 않을 정도의 직경으로 다수개의 홀을 형성하여 열팽창을 흡수할 수 있어서 고온에서도 쉽게 크랙이 발생하지 않는다.(2) Each of the heat generating pieces of the heat generating panel The panel is formed with a plurality of holes with a diameter enough to prevent the microwave from leaking, so that the thermal expansion can be absorbed.

(3) 발열패널에 형성된 홀에 인해서 열기가 밖으로 배출되므로 몸체부의 내부로 역류가 발생하지 않아 마이크로웨이브 발열체에 영향을 주지 않는다.(3) Since the heat is discharged to the outside due to the holes formed in the heat generating panel, the backflow does not occur in the inside of the body portion, so that the microwave heating body is not affected.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예로 형성된 고온 발열용 마이크로웨이브 발열체의 개념사시도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예로 형성된 고온 발열용 마이크로웨이브 발열체의 발열조각패널을 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예로 형성된 고온 발열용 마이크로웨이브 발열체의 측단면도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예로 형성된 고온 발열용 마이크로웨이브 발열체의 발열조각패널의 결합개념도.
도 5는 평판의 홀의 위치와 크기에 따른 쉴드효과를 설명하기 위한 개념도.
도 6는 본 발명의 바람직한 실시예로 형성된 고온 발열용 마이크로웨이브 발열체의 측단면도.1 is a conceptual perspective view of a microwave heating element for high temperature heating formed in a preferred embodiment of the present invention.
2 is a perspective view showing a heat generating engraving panel of a microwave heating element for high temperature heating formed as a preferred embodiment of the present invention.
3 is a side cross-sectional view of a microwave heating element for high temperature heating formed in a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a conceptual view showing a coupling of a heat generating engraving panel of a microwave heating element for high temperature heating, which is formed as a preferred embodiment of the present invention. FIG.
5 is a conceptual diagram for explaining a shield effect according to the position and size of a hole of a flat plate;
6 is a side cross-sectional view of a microwave heating element for high temperature heating formed according to a preferred embodiment of the present invention.

본 발명은 마이크로웨이브발진기(10)와; 상기 마이크로웨이브발진기(10)에 연결되는 도파관(20)과; 상기 도파관(20)의 끝단에 연결되고, 도파관(20)이 연결된 반대편이 개방된 박스형상의 몸체부(100)와; 상기 몸체부(100)의 개방된 부분으로 완전하게 막을 수 있도록 형성되는 단열부재(200)와; 상기 몸체부(100)의 개방된 입구를 막을 수 있도록 다수개의 발열조각패널(310)이 조립식으로 형성된 발열패널(300)이 형성되되, The present invention relates to a microwave oscillator (10); A waveguide 20 connected to the microwave oscillator 10; A box-shaped body 100 connected to an end of the waveguide 20 and having an open opposite side to which the waveguide 20 is connected; A heat insulating member (200) formed to completely cover the opened portion of the body part (100); A heat generating panel 300 having a plurality of heat generating and engraving panels 310 formed in a prefabricated manner is formed so as to cover an open inlet of the body part 100,

상기 각 발열조각패널(310)은 탄화규소를 주원료로 사각형상의 판재로 형성되고, 상기 판재의 대응되는 양 모서리에 직각으로 절단된 결합부(312)가 각각 형성되며, 상면의 연결된 두 변을 따라서 평면에서 볼 때 'ㄱ'자 형상으로 일정폭이 파진 하면접착부(314)가 형성되고, 하면의 하면접착부(314)와 대응되는 위치에 저면에서 볼 때 'ㄱ'자 형상으로 일정폭이 파진 상면접착부(316)가 형성된다.Each of the heat generating and engraving panels 310 is formed of a rectangular plate with silicon carbide as a main material and has engaging portions 312 cut at right angles to corresponding corners of the plate material. A bonding portion 314 is formed when a predetermined width is formed in the 'A' shape in a plan view, and a bonding portion 314 is formed at a position corresponding to a lower surface bonding portion 314 of the lower surface, An adhesive portion 316 is formed.

상기 마이크로웨이브 발진기(10)는 마그네트론으로 마이크로웨이브를 발생시키는 장비로 탄화규소(SiC)를 진동시킬 수 있는 주파수를 사용하는 수 메가헤르츠(Hz)에서 수 기가헤르츠(GHz)까지 다양하게 사용될 수 있다.The microwave oscillator 10 is a magnetron generating microwave and can be used in various frequencies ranging from several megahertz (Hz) to several gigahertz (GHz) using a frequency capable of vibrating silicon carbide (SiC) .

상기 도파관(20)은 마이크로웨이브발진기(10)에서 발생된 마이크로웨이브를 원하는 곳으로 이동시키는 관형태로 형성되고, 그 끝단은 몸체부(100)와 관통되어 형성된다.The waveguide 20 is formed in the shape of a tube for moving the microwave generated from the microwave oscillator 10 to a desired position, and the end of the waveguide 20 is formed through the body 100.

상기 단열부재(200)는 열차단 효과가 좋은 유리섬유 등으로 형성되고, 2중 3중으로 형성되어, 발열패널(300)에서 발생되는 열이 몸체부(100)를 따라 역류하는 것을 방지하도록 형성된다.The heat insulating member 200 is formed of a glass fiber or the like having a good heat shielding effect and is formed of double triple to prevent the heat generated in the heat generating panel 300 from flowing back along the body 100 .

상기 몸체부(100)는 일측의 가운데에 도파관(20)이 연통되고, 타측이 개방되고, 개방된 타측에 단열부재(200)가 삽입고정된다.The body 100 has a waveguide 20 connected to the center of one side, the other side opened, and a heat insulating member 200 inserted and fixed to the opened side.

상기 몸체부(100)의 개방된 입구에는 발열패널(300)이 고정되는데, 상기 발열패널(300)은 탄화규소를 주성분으로 하여 사각형 판재의 형상의 다수개의 발열조각패널(310)을 서로 결합하여 형성한다.A heat generating panel 300 is fixed to the opened opening of the body part 100. The heat generating panel 300 is formed by combining a plurality of heat generating engraved panels 310 having a rectangular plate shape with silicon carbide as a main component .

상기 발열조각패널(310)은 사각형상의 판재의 대응되는 양 모서리에 직각으로 절단된 결합부(312)가 각각 형성되고, 상면의 연결된 두 변을 따라서 평면에서 볼 때 'ㄱ'자 형상으로 일정폭이 파진 하면접착부(314)가 형성되며, 하면의 하면접착부(314)와 대응되는 위치에 저면에서 볼 때 'ㄱ'자 형상으로 일정폭이 파진 상면접착부(316)가 형성된다.The heat generating engraving panel 310 is formed with engaging portions 312 cut at right angles to corresponding corners of a rectangular plate member. The engaging portions 312 are formed in a 'A' shape in plan view along two connected sides of the upper surface, And the upper surface bonding portion 316 is formed in a position corresponding to the lower surface bonding portion 314 of the lower surface and having a constant width in the shape of a letter 'A' when viewed from the bottom.

상기 하면접착부(314)와 상면접착부(316)는 하나의 발열조각패널(310)과 인접하는 발열조각패널(310)이 서로 접착되는 면으로, 측면에서 볼 때 'ㄴ'자, 'ㄱ'자 형상으로 각각 파져서 형성된다.The adhesive portion 314 and the upper surface adhesive portion 316 are surfaces to which the one heat generating engaging panel 310 and the adjacent heat generating engaging panel 310 are adhered to each other and are ' Respectively.

상기 하면접착부(314)와 상면접착부(316)의 각각 변에 파진 넓이는 1~20mm 가 적당하고, 오히려 폭을 넓게 하게 되면 열응력에 의해서 크랙이 발생할 수 있고, 폭이 너무 좁으면 마이크로웨이브의 누출의 우려가 발생한다.A width of 1 to 20 mm is appropriate for each side of the adhesive portion 314 and the top surface adhesive portion 316. Rather, if the width is widened, a crack may be generated due to thermal stress. If the width is too narrow, There is a risk of leakage.

상기 발열조각패널(310)에는 다수개의 홀(320)이 형성되는데, 상기 홀(320)의 직경은 마이크로웨이브 발진기(10)에서 방사되는 마이크로웨이브의 파장의 길이보다 작게 형성하여 마이크로웨이브는 통과할 수 없도록 형성된다.A plurality of holes 320 are formed in the heat generating engraving panel 310. The diameter of the holes 320 is smaller than the wavelength of the microwave emitted from the microwave oscillator 10, .

상기 홀(320)의 직경의 크기는 1~10mm로 형성하는 것이 적당하고, 마이크로웨이브의 파장의 크기에 따라 설정한다.The diameter of the hole 320 is preferably 1 to 10 mm, and is set according to the wavelength of the microwave.

상기 홀(320)의 크기와 배치에 따른 마이크로웨이브의 쉴드효과는 The shielding effect of the microwave according to the size and arrangement of the holes 320 is

Figure 112016000489237-pat00001
Figure 112016000489237-pat00001

로 계산할 수 있는데, 쉴드효과가 50dB 미만으로 될 수 있도록 직경을 설정하면 된다.The diameter can be set so that the shielding effect is less than 50dB.

상기 몸체부(100)의 내부에 형성되는 단열부재(200)는 일면이 발열패널(300)과 접착되도록 형성되거나, 10~50mm 이격되어 공기층을 형성함으로써 발열패널(300)에서 발생한 열이 몸체부(100)의 내부를 통해 외부로 전달되는 것을 막을 수 있도록 즉, 단열효과가 발생하도록 형성된다.The heat insulating member 200 formed inside the body 100 may be formed to adhere to the heat generating panel 300 or may be spaced apart by 10 to 50 mm to form an air layer, That is, a heat insulation effect is generated so as to be prevented from being transmitted to the outside through the inside of the body 100.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예로 형성된 마이크로웨이브를 이용한 보일러의 작동을 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the operation of the microwave-assisted boiler according to a preferred embodiment of the present invention will be described.

상기 마이크로웨이브 발진기(10)를 가동시키면 마이크로웨이브가 발진되고, 발진된 마이크로웨이브는 도파관(20)을 따라서 몸체부(100)의 내부로 조사된다.When the microwave oscillator 10 is operated, a microwave is generated, and the generated microwave is irradiated to the interior of the body 100 along the waveguide 20.

이후, 몸체부(100)의 내부로 조사된 마이크로웨이브는 단열부재(200)를 통과하여 발열패널(300)에 조사되는데, 이때, 탄화규소의 분자를 진동시켜 열을 발생시킨다.Thereafter, the microwave irradiated to the inside of the body part 100 is irradiated to the heat generating panel 300 through the heat insulating member 200. At this time, the molecules of the silicon carbide are vibrated to generate heat.

상기 발열패널(300)에 의해서 발생되는 열은 제품을 생산하기 위한 인고트를 녹이거나, 연속 건조기 등에 공급하는 열로 활용한다.The heat generated by the heat generating panel 300 is utilized as heat for melting the ingot for producing the product or supplying it to the continuous dryer or the like.

상기와 같이 각 발열조각패널(310)을 서로 넓은 면적으로 접착할 수 있으므로 넓은 면적의 발열패널(300)을 쉽게 형성할 수 있다. As described above, since the heat generating engraved panels 310 can be bonded to each other over a wide area, the heat generating panel 300 having a large area can be easily formed.

또한, 상기 홀(320)에 의해서 열응력을 흡수할 수 있으므로 크랙(crack)의 발생을 최소화할 수 있어서 내구성 및 열효율을 최대로 끌어올릴 수 있다.Since the thermal stress can be absorbed by the holes 320, the occurrence of cracks can be minimized, and the durability and thermal efficiency can be maximized.

본 발명의 고온 발열용 마이크로웨이브 발열체는 약 1200℃ ~ 1600℃ 정도의 고온을 낼 수 있는 발열체를 말하는 것으로, 낮은 온도의 발열체를 의미하지는 않는다.The microwave heating element for high temperature heating according to the present invention refers to a heating element capable of generating a high temperature of about 1200 ° C to 1600 ° C and does not mean a heating element with a low temperature.

본 발명의 고온 발열용 마이크로웨이브 발열체에 의하면 하면접착부와 상면접착부가 면접촉할 수 있도록 접착부분을 형성하여 넓은 면적이 고온용 본드로 서로 접착되므로 접착부분이 잘 떨어지지 않고, 발열패널의 각 발열조각패널에 마이크로웨이브가 누출되지 않을 정도의 직경으로 다수개의 홀을 형성하여 열팽창을 흡수할 수 있어서 고온에서도 쉽게 크랙이 발생하지 않으며, 발열패널에 형성된 홀에 인해서 열기가 밖으로 배출되므로 몸체부의 내부로 역류가 발생하지 않아 마이크로웨이브 발열체에 영향을 주지 않는 등의 효과가 발생한다.According to the microwave heating element for high temperature heating of the present invention, since the bonding portion is formed so that the lower bonding portion and the upper bonding portion can be in surface contact, a large area is bonded to each other with the high temperature bond, It is possible to absorb a thermal expansion by forming a plurality of holes with a diameter that does not allow the microwave to leak into the panel, so that cracks do not easily occur even at a high temperature, and heat is discharged to the outside due to the holes formed in the heat generating panel, So that the microwave heating element is not affected.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 특허청구범위에 의해 포괄되는 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 다양한 변형이 가능하다는 것은 명백하다.While the present invention has been described with reference to the preferred embodiments thereof, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

10 : 마이크로웨이브 발진기 20 : 도파관
100 : 몸체부 200 : 단열부재
300 : 발열패널 310 : 발열조각패널
312 : 결합부 314 : 하면접착부
316 : 상면접착부 320 : 홀10: microwave oscillator 20: waveguide
100: body portion 200: heat insulating member
300: heat generation panel 310: heat generation piece panel
312: engaging portion 314: lower adhesive portion
316: upper surface bonding portion 320: hole

Claims (3)

마이크로웨이브발진기와; 상기 마이크로웨이브발진기에 연결되는 도파관과; 상기 도파관의 끝단에 연결되고, 도파관이 연결된 반대편이 개방된 박스형상의 몸체부와; 상기 몸체부의 개방된 부분으로 완전하게 막을 수 있도록 형성되는 단열부재와; 상기 몸체부의 개방된 입구를 막을 수 있도록 다수개의 발열조각패널이 조립식으로 형성된 발열패널이 형성되되,
상기 각 발열조각패널은 탄화규소를 주원료로 사각형상의 판재로 형성되고, 상기 판재의 대응되는 양 모서리에 직각으로 절단된 결합부가 각각 형성되며, 상면의 연결된 두 변을 따라서 평면에서 볼 때 'ㄱ'자 형상으로 일정폭이 파진 하면접착부가 형성되고, 하면의 하면접착부와 대응되는 위치에 저면에서 볼 때 'ㄱ'자 형상으로 일정폭이 파진 상면접착부가 형성되는 것을 특징으로 하는 고온 발열용 마이크로웨이브 발열체.A microwave oscillator; A waveguide connected to the microwave oscillator; A box-shaped body connected to an end of the waveguide and having an open opposite side to which the waveguide is connected; A heat insulating member formed so as to completely cover the open portion of the body portion; A heat generating panel having a plurality of heat generating engaging panels formed in a prefabricated manner is formed so as to cover the open mouth of the body portion,
Wherein each of the heat generating and engraving panels is formed of a rectangular plate member made of silicon carbide as an main raw material, and each of the engaging portions cut at right angles to the corresponding two corners of the plate member is formed, And a top surface bonding portion is formed in a position corresponding to a lower surface bonding portion of the lower surface and having a constant width in a "?&Quot; shape when viewed from the bottom surface of the lower surface bonding portion, Heating element. 제 1항에 있어서,
상기 하면접착부와 상면접착부는 하나의 발열조각패널과 인접하는 발열조각패널이 서로 접착되는 면으로, 측면에서 볼 때 'ㄴ'자, 'ㄱ'자 형상으로 각각 파져서 형성되는 것을 특징으로 하는 고온 발열용 마이크로웨이브 발열체.The method according to claim 1,
Wherein the adhesive portion and the upper surface adhering portion are formed such that one heat generating piece panel and adjacent heat generating piece panels are adhered to each other and are respectively formed in a " Microwave heating element for heating. 제 2항에 있어서,
상기 하면접착부와 상면접착부가 가장자리로부터 파진 폭은 1~20mm인 것을 특징으로 하는 고온 발열용 마이크로웨이브 발열체.3. The method of claim 2,
The microwave heating element for high temperature heating according to claim 1, wherein the width of the bonding portion and the top surface bonding portion from the edge is 1 to 20 mm.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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