(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子ビームを透過する材質からなる照射窓を有するヘッド部と、同ヘッド部と対向する位置に電子発生部を内装し電気的絶縁性材料で構成される胴部とで構成される電子ビーム放出管と、当該電子ビーム放出管を取り付ける開口部を有し、電子ビーム照射が行われる区域を取り囲み、電子ビーム照射の際に発生するＸ線を遮蔽するＸ線遮蔽壁によって区切られるＸ線遮蔽区域とを備える電子ビーム照射装置において、
前記ヘッド部は、
前記照射窓を冷却する冷却ガスが流通する空冷経路を内蔵すると共に同照射窓を押圧固定する押圧体を兼ねる空冷体と、
前記照射窓側端部に前記空冷体を締着すると共に、前記照射窓冷却のための冷却ガス導入口と前記電子ビーム放出管内部を高真空に保つための真空配管接続口とを側面に備え、前記冷却ガス導入口から連続する空冷経路を内蔵するヘッド本体と、
から構成され、
前記空冷体を前記ヘッド本体に締着することによって、
前記照射窓を前記ヘッド部に気密固定すると同時に、
剛性のある内壁と同内壁の外周に設けてなる気密体を有する接続管を介して前記冷却ガス導入口から前記照射窓に至る連続した空冷経路が、前記ヘッド部の内部に構成され、
さらに、前記真空配管接続口と前記冷却ガス導入口とは、前記Ｘ線遮蔽区域の外部に位置する箇所に設けられている
ことを特徴とする電子ビーム照射装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は主として高エネルギーの電子を発生し、これを利用するための電子ビーム放出装置、特に比較的小形低出力の冷却機構付電子ビーム放出管を使用した電子ビーム照射装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子ビーム照射装置は加速電圧１５０ｋV以上、電子照射窓の面積が８０cm2以上のものが一般的であるが、近年加速電圧５０ｋＶ程度の低加速電圧領域をターゲットとし、小形電子ビーム放出管を電子放出ユニットとして１本または複数本使用する電子ビーム照射装置が開発されている。電子ビーム放出管を使用した電子ビーム照射装置は従来の大型装置と異なり、故障または保守定期点検の際に電子ビーム放出管をユニットとして交換できるため保守作業が簡略化できるという特長がある。
【０００３】
電子ビーム放出管を使用した電子ビーム照射装置は例えば図５のように構成されている。電子ビームを透過する材料からなる照射窓５１を有するヘッド部５２と、同ヘッド部と対向した位置に電子発生部５３を内装し電気的絶縁材料で構成される胴部５４とで構成される電子ビーム放出管５０が電子ビーム照射装置７０に取付けられている。５９はケーシングであり、その内部には胴部５４の帯電を防ぐために絶縁油などの絶縁性液体または気体が封入されている。電子発生部５３で発生した電子が加速されて照射窓５１を通過し、コンベア７３上の被照射物７４に照射される。この時、照射窓５１及び被照射物７４のみならず電子が当たった物質からＸ線が発生するため、電子が照射される領域を厚い金属板などのＸ線遮蔽壁７１で取り囲み、Ｘ線遮蔽領域７２としている。
【０００４】
電子ビーム放出管５０のヘッド部５２には電子ビーム放出管内を高真空に保つため真空配管接続口５７が設けられ、外部真空配管５８に接続している。外部真空配管５８はＸ線遮蔽壁７１の一部に設けられたラビリンス部６３を通って装置外に設置された図示しない排気装置と接続している。照射窓５１には照射窓５１を冷却するための空冷体６０が取付けられ、冷却ガス導入口５５からＸ線遮蔽区域内配管６１及び中間継手６２を経て外部冷却ガス配管５６へ接続している。また図示していないがヘッド本体６６を水冷する場合にはさらに給水口及び排水口が設けられ、給水及び排水配管をＸ線遮蔽領域７２から外部へ出す手段が必要となる。
【０００５】
上記の電子ビーム照射装置において電子ビーム放出管を取り外す際には、装置の停止後、Ｘ線遮蔽壁のフタを開け、それぞれの配管を取り外した後に電子ビーム放出管全体を取り外すことになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来の電子ビーム照射装置では電子ビーム放出管に接続する配管類がＸ線遮蔽区域の内部に入っており、これらの配管を外部に出すためにはＸ線遮蔽壁の一部をラビリンス構造としてＸ線が外部に漏出しないような開口部を設けるか、Ｘ線遮蔽壁上に中間継手を設けてＸ線遮蔽区域内部で配管を外す必要がある。どちらにしてもＸ線遮蔽区域の設計製作が複雑になり電子ビーム照射装置のコストが上昇する。また電子ビーム放出管を取り外す際にも手順が複雑になる。
【０００７】
本発明は上記の諸点に鑑み発明したものであって、電子線及びＸ線が当たる範囲が限定されて装置の劣化を防止でき、また設計製作が簡略化でき、さらに電子ビーム放出管の着脱作業性が容易となる等の効果を有する電子ビーム照射装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の本発明では、電子ビームを透過する材質からなる照射窓を有するヘッド部と、同ヘッド部と対向する位置に電子発生部を内装し電気的絶縁性材料で構成される胴部とで構成される電子ビーム放出管と、当該電子ビーム放出管を取り付ける開口部を有し、電子ビーム照射が行われる区域を取り囲み、電子ビーム照射の際に発生するＸ線を遮蔽するＸ線遮蔽壁によって区切られるＸ線遮蔽区域とを備える電子ビーム照射装置において、前記電子ビーム放出管内部を高真空に保つための真空配管接続口と電子ビーム放出管の照射窓を冷却するための冷却ガス導入口とは前記Ｘ線遮蔽区域よりも外部に位置する箇所に設けるように構成してある。
【０００９】
また、請求項１に記載の本発明では、
前記ヘッド部は、
前記照射窓を冷却する冷却ガスが流通する空冷経路を内蔵すると共に同照射窓を押圧固定する押圧体を兼ねる空冷体と、
前記照射窓側端部に前記空冷体を締着すると共に、前記照射窓冷却のための冷却ガス導入口と前記電子ビーム放出管内部を高真空に保つための真空配管接続口とを側面に備え、前記冷却ガス導入口から連続する空冷経路を内蔵するヘッド本体と、
から構成され、
前記空冷体を前記ヘッド本体に締着することによって、
前記照射窓を前記ヘッド部に気密固定すると同時に、
剛性のある内壁と同内壁の外周に設けてなる気密体を有する接続管を介して前記冷却ガス導入口から前記照射窓に至る連続した空冷経路が、前記ヘッド部の内部に構成されるようにしてある。
【００１０】
請求項１に記載の本発明では、電子ビーム放出管の冷却ガス配管が電子照射の影響を受けず、配管引き回しがＸ線遮蔽の邪魔になることもない。電子ビーム放出管を交換する際に、配管取り外しなどの作業をすべてＸ線遮蔽区域外で行なうことが可能となり作業性が大幅に向上する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下本発明を図１乃至図４について説明する。
図１は本発明における実施例の概略正面図である。図１及び図２において、１０は電子ビーム放出管であり、電子ビーム照射装置３０の上部に取付けられている。１１は照射窓であり、胴部１４に内装された電子発生部１３で発生し加速された電子を電子ビーム放出管外に照射する。１２はヘッド部であり、２６はヘッド本体である。ヘッド本体２６の一端に照射窓１１が取付けられ、またその側面に冷却ガス導入口１５、真空配管接続口１７が設けられている。冷却ガス導入口１５には外部冷却ガス配管１６が接続され、真空配管接続口１７には外部真空配管１８が接続される。
【００１２】
１９はケーシングであり、その内部には胴部１４の帯電を防ぐために絶縁油などの絶縁性液体または気体が封入されている。
【００１３】
２０は空冷体であり、照射窓を冷却する機構を内蔵している。２１は接続管であり、ヘッド本体２６から空冷体２０へ冷却ガスを導入するための流路を接続している。
【００１４】
図１の実施例では空冷体２０は照射窓１１を固定する機能も合わせて有しており、空冷体２０をヘッド本体２６に締着することにより空冷体２０が弾性変形し、その際に生じる応力により照射窓１１をヘッド本体２６に押圧し封止固定している。
【００１５】
３１はＸ線遮蔽壁であり、内部で電子ビーム照射が行われる区域を取り囲み、電子ビーム照射の際に発生するＸ線を遮蔽する機能を果たしている。Ｘ線遮蔽壁３１の開口部には電子ビーム放出管１０のヘッド部１２を取り付けてあり、被照射物３４をコンベア３３上で移動させながら照射窓１１の下で電子ビーム照射が行われる。Ｘ線遮蔽壁３１によって区切られる区域がＸ線遮蔽区域３２を形成する。
【００１６】
図２は図１の実施例において電子ビーム放出管及び外部配管を取り外した状態を示す概略図であり、使用されている符号はすべて図１と同一である。
【００１７】
図３は本発明における接続管部分の実施例の概略図である。図３において２０は空冷体、２１は接続管であり、図１に示すものと同一である。空冷体２０のテーパ部２４及び平行部２５が形成する開口部２９は、ヘッド本体２６との締着の際に空冷体２０がヘッド本体２６と向かい合う面に対して開口している。２２は内壁であり、接続管２１内を通過する冷却ガスが接触している部分を構成する部品または部品の一部である。２３は気密体で内壁２２の外周に設けられており、開口部２９のテーパ部２４及び平行部２５に接触して冷却ガスを気密封止する部品である。本実施例においては通常のステンレスパイプに気密体としてのゴムチューブを被せる事により、上記機能を実現している。
【００１８】
図４は本発明の別の接続管部分実施例の概略図である。図４において４０は空冷体、４１は接続管、４２は内壁、４３は気密体、４４はテーパ部、４５は平行部、４７は冷却ガス流路、４８はガス吹付け口、４９は開口部であり、それぞれ図３に示すものと形状は一部異なるが、同様の機能を持つ。本実施例においてはパイプにＯリング溝を形成し、Ｏリングを気密体として利用している。
【００１９】
以下に本発明に係る電子ビーム照射装置の作用を説明する。
電子ビーム照射装置３０において、電子ビーム放出管１０のヘッド部１２が取付けられるＸ線遮蔽区域３２の境界を照射窓１１の近傍に設け、配管類の接続口を胴部付近に設けることにより配管類の接続口をＸ線遮蔽区域３２の外部に出すことが可能となる。真空配管接続口１７はヘッド本体２６上の胴部に近い位置に設けることが容易であり、また図示していないがヘッド本体２６の水冷を必要とする場合であっても給水口及び排水口をヘッド本体２６上胴部に近い位置に設けることは可能である。
【００２０】
照射窓の冷却は、電子ビーム放出管の外部から導入した冷却ガスを照射窓に吹き付けて行なうため、照射窓を冷却するための部品はＸ線遮蔽区域の内部に設ける必要がある。その場合、例えば図１の実施例に示すように、空冷体２０をヘッド本体２６に締着する際に両者の中間に接続管２１を挿入しておくことによって、接続管２１の気密体２３が空冷体２０に設けられたテーパ部２４及び平行部２５に押圧され、ヘッド本体２６上の冷却ガス導入口１５から接続管２１、空冷体２０内部の冷却ガス流路２７、ガス吹付け口２８、そして照射窓１１に至る連続した空冷配管経路が構成される。
【００２１】
電子ビーム放出管１０を上記のように構成することで、Ｘ線遮蔽壁３１は配管の中間接続部やラビリンス部が不要となり、被照射物の取り入れ取り出し口など最小限の開閉部のみを設けるだけでよい。
【００２２】
また電子ビーム照射装置３０から電子ビーム放出管１０を取り外す時の手順は下記のように簡潔になり、すべてＸ線遮蔽区域外で作業することができる。
(１)外部冷却ガス配管１６を外す。
(２)外部真空配管１８を外す。
(３)電子ビーム放出管１０を、ケーシング１９を持って引き抜く。
【００２３】
【発明の効果】
上記した請求項１の本発明によれば、電子ビーム照射装置のＸ線遮蔽域外に冷却ガス導入口を設けているため、外部配管に電子線及びＸ線が当たらず、樹脂配管を使用しても劣化の心配がなく、また電子ビーム照射装置のＸ線遮蔽区域内にガス配管を引き回す必要が無くなるため、中間接続部や装置の設計製作が簡略化でき、さらに電子ビーム放出管を交換する際にＸ線遮蔽域内に手を入れずに接続配管を外すことができるので、電子ビーム放出管の着脱作業性が向上する特別な効果がある。
【００２４】
また、請求項１の本発明によれば、照射窓を固定する機能を持つ空冷体はヘッド本体に内蔵される接続管に備えられた気密体を介してヘッド本体に締着されるため、空冷体とヘッド本体が分離可能である上に、空冷体の弾性変形によって空冷体とヘッド本体との相対位置が変化する場合でも本発明が適用可能となる特別な効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における実施例の概略正面図。
【図２】図１の実施例において電子ビーム放出管及び外部配管を取り外した状態を示す概略図。
【図３】請求項２の発明における接続管部分実施例の概略図。
【図４】請求項２の発明における別の接続管部分実施例の概略図。
【図５】従来技術における電子ビーム照射装置の概略図。
【符号の説明】
１０  電子ビーム放出管
１５  冷却ガス導入口
２０  空冷体
２１  接続管
２２  内壁
２３  気密体
２６  ヘッド本体
３２  Ｘ線遮蔽区域
４０  空冷体
４１  接続管
４２  内壁
４３  気密体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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