(57)【要約】【課題】オゾンの除去に係るコストやメンテナンスの手間が少ない電子線照射装置を提供する。【解決手段】電子線照射装置を、電子線射出部が設けられた真空チャンバーと、真空チャンバー内から電子線射出部を通じて真空チャンバー外に電子線を射出する電子線発生装置と、電子線の作用によって真空チャンバー外に生じたオゾンを回収するオゾン回収装置を設ける。オゾン回収装置として、オゾンを含む空気を取り込む吸気装置と、吸気装置によって回収された空気を水と接触させてオゾンを水に吸着させるオゾン吸着装置とを設ける。【選択図】図２
2007248354.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子線射出部が設けられた真空チャンバーと、
該真空チャンバー内から前記電子線射出部を通じて前記真空チャンバー外に電子線を射出する電子線発生装置と、
前記電子線の作用によって前記真空チャンバー外に生じたオゾンを回収するオゾン回収装置とを有しており、
該オゾン回収装置は、オゾンを含む空気を取り込む吸気装置と、
該吸気装置によって回収された空気を水と接触させて前記オゾンを前記水に吸着させるオゾン吸着装置とを有している電子線照射装置。
【請求項２】
前記オゾン吸着装置は、下部に水が貯留される水槽と、
該水槽の下部に設けられる空気取入口と、
該水槽の上部に設けられる排気口とを有している請求項１記載の電子線照射装置。
【請求項３】
前記空気取入口に、複数の開口部を有するノズルが接続されている請求項２記載の電子線照射装置。
【請求項４】
前記水槽には、前記空気取入口と前記排気口との間に気液分離器が設けられている請求項２または３に記載の電子線照射装置。
【請求項５】
前記オゾン回収装置は、前記水槽内に水を供給する供給装置と、
該供給装置の動作を制御して前記水槽内の水量を維持する制御装置とを有している請求項２から４のいずれかに記載の電子線照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークに電子線を照射して各種処理を施す電子線照射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子線照射装置は、ワークに電子線を照射することで、ワーク表面に改質や殺菌、焼入れや溶接等の各種処理を施すものである。
このような電子線照射装置としては、例えば後記の特許文献１に記載の電子線照射装置が知られている。この電子線照射装置は、容器内で発生させた電子線を、容器外に設置されたワークに照射する構成とされている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１０９０６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように大気中でワークに電子線を照射するタイプの電子線照射装置では、電子線の照射領域内の空気に電子線が作用して、オゾンが発生する。
このようにして発生したオゾンは、ワークの処理に悪影響を及ぼしたり、作業者に害を及ぼす可能性があるので、なんらかの手段を用いて速やかに除去することが好ましい。
従来、空気中からオゾンを除去する際には、イオン交換基を有するフィルタや活性炭フィルタ等の除去機能体を用いてオゾンを吸着除去する手法が用いられる。
しかし、これらの除去機能体は、オゾンを吸着するに従い吸着性能が落ちてゆくので、適宜時期に除去機能体の再生処理や除去機能体の交換が必要である。
また、これらの除去機能体は、一般的に高価であるので、この除去機能体にかかるコストが電子線処理におけるコスト上昇の要因となっている。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、オゾンの除去に係るコストやメンテナンスの手間が少ない電子線照射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明以下の手段を採用する。
すなわち、本発明は、電子線射出部が設けられた真空チャンバーと、該真空チャンバー内から前記電子線射出部を通じて前記真空チャンバー外に電子線を射出する電子線発生装置と、前記電子線の作用によって前記真空チャンバー外に生じたオゾンを回収するオゾン回収装置とを有しており、該オゾン回収装置は、オゾンを含む空気を取り込む吸気装置と、該吸気装置によって回収された空気を水と接触させて前記オゾンを前記水に吸着させるオゾン吸着装置とを有している電子線照射装置を提供する。
【０００７】
この電子線照射装置では、電子線の作用によって発生したオゾンが、オゾン回収装置によって回収される。
オゾン回収装置には、吸気装置によって取り込まれた空気を水と接触させるオゾン吸着装置が設けられている。
オゾンは、水に溶けやすい性質を有しているので、オゾン吸着装置内の空気に含まれるオゾンは、直ちにオゾン吸着装置内の水に溶け込む。
すなわち、吸気装置によって取り込まれた空気中のオゾンは、オゾン吸着装置によって空気中から速やかに除去される。
このように、このオゾン回収装置では、他に触媒やフィルタを用いた回収装置を用いることなしに、空気中からオゾンを効果的に除去することができる。
【０００８】
ここで、オゾンは、水に溶けた状態で数十分経過すると通常の酸素分子（Ｏ２）に変化する性質を有している。このため、オゾン吸着装置内にはオゾンが残留せず、また、オゾンの吸着に用いた水は、再生処理を施すことなしに、繰り返し使用することができる。
また、水はイオン交換基を有するフィルタや活性炭フィルタ等に比べて非常に安価であるので、電子線処理のコスト増加がほとんど生じない。
なお、このオゾン回収装置によれば、オゾンの除去に加えて、水溶性ガスの除去も可能である。この場合にも、水を定期的に交換することで、水溶性ガスの除去性能を維持することができるので、ランニングコストの増加は微々たるものである。
【０００９】
この電子線照射装置において、前記オゾン吸着装置は、下部に水が貯留される水槽と、該水槽の下部に設けられる空気取入口と、該水槽の上部に設けられる排気口とを有していてもよい。
この場合には、空気取入口から水槽内に取り入れられた空気は、水槽の底部に貯留された水をくぐってから排気口に到達し、水槽外に排出される。
これにより、特別な装置を用いることなく、水槽内に取り込まれた空気を確実に水に接触させて、効果的にオゾンの除去を行うことができるので、設備コストを抑えられる。
【００１０】
また、前記空気取入口に、複数の開口部を有するノズルが接続されていてもよい。
この場合には、空気取入口から水槽内に取り入れられた空気は、ノズルに設けられた複数の開口部から吐出されて、微小な気泡となって水中を通過することになる。これにより、空気と水との接触面積が非常に大きくなるので、空気中からのオゾンの除去をより効果的に行うことができる。
【００１１】
また、前記水槽には、前記空気取入口と前記排気口との間に気液分離器が設けられていてもよい。
この場合には、オゾンが除去された空気から、オゾン除去時に空気中に取り込まれた水分が回収されるので、オゾン除去に使用する水を効果的に再利用することができる。
気液分離器としては、例えば微細な金属繊維によって構成されたフィルタ（デミスタ）が用いられる。
【００１２】
ここで、水槽から排出される空気中には、オゾン除去に使用した水分が含まれている。このため、オゾン回収装置を長期間動作させると、水槽内の水が次第に減少してゆく。
そこで、オゾン回収装置に、水槽内に水を供給する供給装置と、供給装置の動作を制御して水槽内の水量を維持する制御装置とを設けてもよい。
この場合には、オゾン回収装置を長期間動作させても、水槽内の水量が維持されるので、作業者が水槽に水を補給する手間を省くことができる。
ここで、制御装置は、水槽に設けられた水位計の出力に基づいて、水槽内の水位が適正範囲内となるように供給装置の動作を制御する構成としてもよい。また、制御装置は、オゾン回収装置の動作時間や水槽内を通過する空気の量に基づいて現在の水槽内の水位を予測して、この予測に基づいて供給装置の動作を制御する構成としてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
このように構成される電子線照射装置によれば、オゾンの除去に係るコストやメンテナンスの手間を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１に示すように、本実施形態に係る電子線照射装置１は、電子線射出部２が設けられた真空チャンバー３と、真空チャンバー３内から電子線射出部２を通じて真空チャンバー３外に電子線を射出する電子線発生装置４と、電子線の作用によって真空チャンバー３外に生じたオゾンを回収するオゾン回収装置５とを有している。
本実施形態では、真空チャンバー３は、略円筒形状をなす金属容器とされており、その外周面には、軸線方向に沿って電子線射出部２を構成する開口部が設けられている。この開口部は、チタン膜によって覆われており、これによって真空チャンバー３内が外部と隔離されて、真空チャンバー３内の真空状態が保たれている。
【００１５】
電子線発生装置４は、真空チャンバー３内に真空チャンバー３の軸線に沿って設けられる複数のフィラメント４ａと、フィラメント４ａの周囲を囲む網状のグリッド電極４ｂと、フィラメント４ａとグリッド電極４ｂ及び真空チャンバー３の電子線射出部２近傍部分に接続される電源装置４ｃとを有している。
フィラメント４ａは、電源装置４ｃから電流を入力されることで発熱して周囲に電子を放出させる。電源装置４ｃは、フィラメント４ａとグリッド電極４ｂとの間、及びフィラメント４ａと真空チャンバー３の電子線射出部２近傍部分との間にそれぞれ電位差を生じさせることで、フィラメント４ａが発した電子を加速して、電子線射出部２に向う電子線を形成する。
【００１６】
図２に示すように、オゾン回収装置５は、真空チャンバー３の電子線社出部２近傍に発生したオゾンを含む空気を取り込む吸気装置１１と、吸気装置１１によって回収された空気を水と接触させてオゾンを水に吸着させるオゾン吸着装置１２とを有している。
吸気装置１１は、吸気管路１１ａと、吸気管路１１ａに設けられた吸気ブロア１１ｂとを有している。
本実施形態では、オゾン吸着装置１２は、吸気管路１１ａにおいて吸気ブロア１１ｂの前段に接続される水槽１６と、水槽１６の下部に設けられる空気取入口１７と、水槽１６の上部に設けられる排気口１８とを有している。
水槽１６の下部には、所定量の水Ｗが貯留されている。
【００１７】
空気取入口１７には、複数の開口部を有するノズル２１が接続されている。本実施形態では、ノズル２１は、水槽１６の底部全体に広がる中空板状をなしており、その上面に複数の開口部が設けられている。
また、水槽１６には、空気取入口１７と排気口１８との間に気液分離器２２が設けられている。本実施形態では、気液分離器２２として、微細な金属繊維によって構成されたフィルタ（デミスタ）が用いられている。
【００１８】
また、オゾン回収装置５は、水槽１６内に水を供給する供給装置２６と、供給装置２６の動作を制御して水槽１６内の水量を維持する制御装置２７とを有している。
供給装置２６は、水供給源２６ａと水槽１６とを接続する供給管２６ｂと、供給管２６ｂに設けられた自動弁２６ｃとを有している。
本実施形態では、オゾン回収装置５には、水槽１６内の水位を検出する水位計２８が設けられている。制御装置２７は、水位計２８によって検出された水槽１６内の水位に基づいて、供給装置２６の自動弁２６ｃの開閉を制御することで、水槽１６内の水位を調整する構成とされている。
ここで、水位計２８としては、複数の電極間の通電状態に基づいて水面高さを検出する接触型水位計や、超音波や光等を用いて非接触で水面高さを検出する非接触型水位計等、任意の構成のものを用いることができる。
【００１９】
このように構成される電子線照射装置１では、電子線の作用によって発生したオゾンが、オゾン回収装置５の吸気装置１１によって回収される。
オゾン吸着装置１２内では、吸気装置１１によって取り込まれた空気が水と接触させられる。
オゾンは、水に溶けやすい性質を有しているので、オゾン吸着装置１２内の空気に含まれるオゾンは、直ちにオゾン吸着装置１２内の水に溶け込む。
すなわち、吸気装置１１によって取り込まれた空気中のオゾンは、オゾン吸着装置１２によって空気中から速やかに除去される。
このように、このオゾン回収装置５では、他に触媒やフィルタを用いた回収装置を用いることなしに、空気中からオゾンを効果的に除去することができる。
【００２０】
ここで、オゾンは、水に溶けた状態で数十分経過すると通常の酸素分子（Ｏ２）に変化する性質を有している。このため、オゾン吸着装置１２内にはオゾンが残留せず、また、オゾンの吸着に用いた水は、再生処理を施すことなしに、繰り返し使用することができる。
また、水はイオン交換基を有するフィルタや活性炭フィルタ等に比べて非常に安価であるので、電子線処理のコスト増加がほとんど生じない。
なお、このオゾン回収装置５によれば、オゾンの除去に加えて、水溶性ガスの除去も可能である。この場合にも、水を定期的に交換することで、水溶性ガスの除去性能を維持することができるので、ランニングコストの増加は微々たるものである。
すなわち、本実施形態に係る電子線照射装置１によれば、オゾンの除去に係るコストやメンテナンスの手間を低減することができる。
【００２１】
さらに、本実施形態では、オゾン吸着装置１２は、下部に水が貯留される水槽１６と、水槽１６の下部に設けられる空気取入口１７と、水槽１６の上部に設けられる排気口１８とを有している。
これにより、空気取入口１７から水槽１６内に取り入れられた空気は、水槽１６の底部に貯留された水をくぐってから排気口１８に到達し、水槽１６外に排出される。
これにより、特別な装置を用いることなく、水槽１６内に取り込まれた空気を確実に水に接触させて、効果的にオゾンの除去を行うことができるので、設備コストを抑えられる。
【００２２】
また、空気取入口１７には、複数の開口部を有するノズル２１が接続されている。このため、空気取入口１７から水槽１６内に取り入れられた空気は、ノズル２１に設けられた複数の開口部から吐出されて、微小な気泡となって水中を通過することになる。これにより、空気と水との接触面積が非常に大きくなるので、空気中からのオゾンの除去をより効果的に行うことができる。
【００２３】
また、この水槽１６には、空気取入口１７と排気口１８との間に、気液分離器２２が設けられている。
この気液分離器２２によって、オゾンが除去された空気から、オゾン除去時に空気中に取り込まれた水分が回収されるので、オゾン除去に使用する水を効果的に再利用することができる。
【００２４】
ここで、水槽１６から排出される空気中には、オゾン除去に使用した水分が含まれている。このため、オゾン回収装置５を長期間動作させると、水槽１６内の水が次第に減少してゆく。
本実施形態では、オゾン回収装置５には、水槽１６内に水を供給する供給装置２６と、供給装置２６の動作を制御して水槽１６内の水量を維持する制御装置２７とが設けられている。
これにより、オゾン回収装置５を長期間動作させても、水槽１６内の水量が維持されるので、作業者が水槽１６に水を補給する手間を省くことができる。
【００２５】
ここで、上記実施の形態では、制御装置２７が、水槽１６に設けられた水位計２８の出力に基づいて、水槽１６内の水位が適正範囲内となるように供給装置２６の動作を制御する構成としたが、これに限られることなく、制御装置２７は、オゾン回収装置５の動作時間や水槽１６内を通過する空気の量に基づいて現在の水槽１６内の水位を予測して、この予測に基づいて供給装置２６の動作を制御する構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態に係る電子線照射装置の構成を示す縦断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る電子線照射装置のオゾン回収装置の構成を概略的に示す図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  電子線照射装置
２  電子線射出部
３  真空チャンバー
４  電子線発生装置
５  オゾン回収装置
１１  吸気装置
１２  オゾン吸着装置
１６  水槽
１７  空気取入口
１８  排気口
２１  ノズル
２２  気液分離器
２６  供給装置
２７  制御装置
【図１】
2007248354.tif 000003
【図２】
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