CN109074888A - 喷嘴式电子射线照射装置和电子射线杀菌设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供喷嘴式电子射线照射装置和电子射线杀菌设备。喷嘴式电子射线照射装置(1)包括：真空室(2)；电子射线发生器(3)，配置在该真空室(2)的内部；以及真空喷嘴(4)，与真空室(2)连接，引导来自电子射线发生器(3)的电子射线(E)并向外部照射。该喷嘴式电子射线照射装置(1)包括高真空泵(5)，该高真空泵(5)能够从真空室(2)中的与真空喷嘴(4)连接的部分的附近进行吸引。

Description

喷嘴式电子射线照射装置和电子射线杀菌设备

技术领域

本发明涉及喷嘴式电子射线照射装置和具备该喷嘴式电子射线照射装置的电子射线杀菌设备。

背景技术

由于电子射线杀菌设备所具备的喷嘴式电子射线照射装置从其真空喷嘴照射电子射线，所以将真空喷嘴从作为杀菌对象物的容器等的口部插入，能够从真空喷嘴的顶端向容器的内表面照射电子射线。即，在这种电子射线杀菌设备中，利用喷嘴式电子射线照射装置对容器的内表面直接照射电子射线来进行杀菌，所以照射的电子射线的强度较小即可。因此，与通过从该容器的外部对容器的内表面照射强力的电子射线来进行杀菌的设备相比，所述电子射线杀菌设备不仅抑制了耗电，还抑制了因照射强力的电子射线而导致的容器变质。

在喷嘴式电子射线照射装置这样的照射电子射线的装置中，为了对来自电子射线发生源的电子射线进行加速，需要利用高真空泵等使真空室的内部成为高真空气氛。在此，电子射线发生源因用于产生电子射线的热量也产生气体，因此优选高真空泵配置在电子射线发生源的附近。以往，提出了一种如此配置高真空泵(具体为离子泵)的方案(例如参照专利文献1)。

专利文献1：日本专利公报第2854466号

然而，将专利文献1记载的离子泵的配置方式应用于喷嘴式电子射线照射装置时，如图13所示，来自电子射线发生源3的气体a立即被离子泵50排出。但是，对喷嘴式电子射线照射装置的电子射线E进行引导的真空喷嘴4细长，并且电子射线E的前进方向因地磁等干扰的影响而容易发生变化，因此电子射线E有时与真空喷嘴4的内表面接触。在这种情况下，从真空喷嘴4的内表面产生气体b，但是由于离子泵50远离作为该气体b的发生源的真空喷嘴4，所以在真空室2中的与真空喷嘴4连接的部分的附近，真空度变差。另一方面，在真空室2中的与离子泵50连接的部分的附近当然真空度良好。因此，在所述喷嘴式电子射线照射装置中，真空室2内部的真空度的分布不均匀，其结果存在难以照射适当的电子射线的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供通过使真空室内部的真空度的分布大体均匀而能够照射适当的电子射线的喷嘴式电子射线照射装置和具备该喷嘴式电子射线照射装置的电子射线杀菌设备。

为了解决所述课题，第一发明的喷嘴式电子射线照射装置包括：真空室；电子射线发生器，配置在所述真空室的内部；以及真空喷嘴，与所述真空室连接，引导来自所述电子射线发生器的电子射线并向外部照射，所述喷嘴式电子射线照射装置还包括高真空泵，所述高真空泵能够从所述真空室中的与真空喷嘴连接的部分的附近进行吸引。

此外，第二发明的喷嘴式电子射线照射装置在第一发明的喷嘴式电子射线照射装置的基础上，高真空泵是离子泵，所述喷嘴式电子射线照射装置还包括磁场无效化装置，所述磁场无效化装置使来自所述离子泵的磁场成为不影响来自电子射线发生器的电子射线的程度。

此外，第三发明的喷嘴式电子射线照射装置在第二发明的喷嘴式电子射线照射装置的基础上，磁场无效化装置是覆盖离子泵的磁屏蔽件。

此外，第四发明的喷嘴式电子射线照射装置在第二发明的喷嘴式电子射线照射装置的基础上，磁场无效化装置是退避用配管，所述退避用配管连接离子泵和真空室，并且使所述离子泵位于退避位置。

此外，第五发明的电子射线杀菌设备包括：转台，在外周部配置有第一至第四发明中的任意一项发明的喷嘴式电子射线照射装置；以及法兰，将喷嘴式电子射线照射装置固定于所述转台，所述法兰连接所述喷嘴式电子射线照射装置的真空室、真空喷嘴和高真空泵。

此外，第六发明的电子射线杀菌设备在第五发明的电子射线杀菌设备的基础上，高真空泵配置成朝向转台的中心侧。

此外，第七发明的电子射线杀菌设备在第五发明的电子射线杀菌设备的基础上，配置于转台的喷嘴式电子射线照射装置为多个，所述喷嘴式电子射线照射装置的高真空泵朝向转台的外侧，并且配置在所述喷嘴式电子射线照射装置和相邻的喷嘴式电子射线照射装置之间，所述喷嘴式电子射线照射装置的磁场无效化装置使来自所述喷嘴式电子射线照射装置的离子泵的磁场成为也不影响来自相邻的喷嘴式电子射线照射装置的电子射线发生器的电子射线的程度。

按照所述喷嘴式电子射线照射装置，通过使真空室和真空喷嘴内部的真空度的分布大体均匀，能够照射适当的电子射线。此外，按照具备所述喷嘴式电子射线照射装置的电子射线杀菌设备，由于该喷嘴式电子射线照射装置结构稳定，所以能够降低因装置变形而引起的电子射线的损失，其结果能够照射适当的电子射线。

附图说明

图1是表示本发明实施方式的喷嘴式电子射线照射装置的简要纵断面图。

图2是具备同一喷嘴式电子射线照射装置的电子射线杀菌设备的简要立体图。

图3是表示本发明实施例的喷嘴式电子射线照射装置的纵断面图。

图4是放大了同一喷嘴式电子射线照射装置的离子泵附近的局部剖切放大纵断面图。

图5是图4的A-A断面图。

图6是具备同一喷嘴式电子射线照射装置的电子射线杀菌设备的立体图。

图7是同一电子射线杀菌设备的俯视图。

图8是表示同一喷嘴式电子射线照射装置的另一例的纵断面图。

图9是表示同一电子射线杀菌设备的另一例的俯视图。

图10是表示不同方式的喷嘴式电子射线照射装置的简要纵断面图。

图11是图10的B-B断面图，表示了电子射线未偏移的情况。

图12是图10的B-B断面图，表示了电子射线偏移的情况。

图13是表示应用了离子泵的以往配置方式的喷嘴式电子射线照射装置的简要纵断面图。

具体实施方式

下面，说明本发明实施方式的喷嘴式电子射线照射装置和具备该喷嘴式电子射线照射装置的电子射线杀菌设备。

首先，基于图1对所述喷嘴式电子射线照射装置进行说明。

如图1所示，该喷嘴式电子射线照射装置包括：真空室2；电子射线发生器3，配置在该真空室2的内部；以及真空喷嘴4，与所述真空室2连接，引导来自所述电子射线发生器3的电子射线E并向外部照射。所述喷嘴式电子射线照射装置1还包括高真空泵5，该高真空泵5能够从所述真空室2中的与真空喷嘴4连接的部分的附近进行吸引。

通过由所述高真空泵5进行吸引，从而所述真空室2与真空喷嘴4一起使内部成为适合于电子射线E的加速的高真空气氛。所述电子射线发生器3配置成使产生的电子射线E从真空喷嘴4的基端(真空室2侧)向顶端(真空室2的相反侧)前进。所述真空喷嘴4构成为使所引导的电子射线E从顶端向外部照射，例如在顶端具有电子射线E能够透射的透射窗41。由于所述高真空泵5与所述真空室2连接，所以适当地排出来自该真空室2的内部所配置的电子射线发生器3的气体a，并且由于所述高真空泵5与所述真空喷嘴4的基端附近连接，所以也适当地排出来自该真空喷嘴4的气体b。另外，所述高真空泵5可以与所述真空喷嘴4的基端附近直接连接，但是也可以如图1所示的那样，借助L型配管8这样的配管等进行连接。

按照这种结构，由电子射线发生器3产生的电子射线E在真空室2和真空喷嘴4的内部被加速并从真空喷嘴4的基端引导到顶端之后，从该顶端向外部照射。此时，因电子射线发生器3产生电子射线E而生成的气体a和因电子射线E与真空喷嘴4的内表面接触而生成的气体b被高真空泵5适当地排出。另外，电子射线E与真空喷嘴4的内表面接触的原因在于：电子射线E容易受到地磁等干扰的影响，为了使这种电子射线E从透射窗41的输出稳定，而使电子射线E的直径比真空喷嘴4的内径稍大(例如约10％)。

由此，按照所述喷嘴式电子射线照射装置1，由于适当地排出来自电子射线发生器3和真空喷嘴4的气体a、b，所以真空室2内部的真空度的分布大体均匀，其结果能够照射适当的电子射线E。

接着基于图2，对具备所述喷嘴式电子射线照射装置1的电子射线杀菌设备进行说明。

如图2所示，该电子射线杀菌设备具备：转台6，在外周部配置所述喷嘴式电子射线照射装置1；以及法兰7，将喷嘴式电子射线照射装置1固定于所述转台6。所述法兰7连接所述喷嘴式电子射线照射装置1的真空室2、真空喷嘴4和高真空泵5。

所述转台6通过以其中心61为轴进行旋转，从而使配置于外周部的喷嘴式电子射线照射装置1进行圆形移动。由此，该喷嘴式电子射线照射装置1能够一边追随沿着圆形路径C输送的杀菌对象物O(例如容器或其预成型件等)，一边利用电子射线E的照射来对该杀菌对象物O进行杀菌。除此以外，利用所述转台6，该喷嘴式电子射线照射装置1能够对以静止状态(未输送)配置于圆形路径C的多个杀菌对象物O逐个照射电子射线E来进行杀菌。无论哪种情况，所述电子射线杀菌设备100通过将喷嘴式电子射线照射装置1配置在转台6的外周部，从而均适合于对杀菌对象物O进行连续杀菌。

按照这种结构，所述电子射线杀菌设备100所具备的喷嘴式电子射线照射装置1因转台6的旋转而受到离心力。但是，由于利用固定于转台6的法兰7来连接真空室2、真空喷嘴4和高真空泵5，所以喷嘴式电子射线照射装置1结构稳定。

由此，按照所述电子射线杀菌设备100，由于该喷嘴式电子射线照射装置1结构稳定，所以降低了由装置变形而引起的电子射线E的损失，其结果能够照射适当的电子射线E。

[实施例]

以下，说明将所述实施方式更具体地表示的实施例的喷嘴式电子射线照射装置1和具备该喷嘴式电子射线照射装置1的电子射线杀菌设备100。

首先，基于图3，对所述喷嘴式电子射线照射装置1进行说明。

如图3所示，该喷嘴式电子射线照射装置1包括：真空室2；电子射线发生器3，配置在该真空室2的内部；以及真空喷嘴4，与所述真空室2连接，引导来自所述电子射线发生器3的电子射线E并向外部照射。所述喷嘴式电子射线照射装置1还包括离子泵50(高真空泵5的一例)，该离子泵50能够从所述真空室2中的与真空喷嘴4连接的部分的附近进行吸引。

所述真空室2具有：大圆筒形的圆筒部21；缩径部22，与该圆筒部21相连并朝向电子射线E的前进方向收缩；以及小圆筒形的连接部23，与该缩径部22相连。

所述电子射线发生器3具有：电子枪31，通过被供电而从未图示的电子发生源(例如灯丝或阴极)产生电子射线E；以及保持部32，保持该电子枪31，并且安装于真空室2的圆筒部21。此外，虽然未图示，但是所述电子射线发生器3还具有向电子枪31供电的电源供给部(例如配置在真空室2的外部)。

所述真空喷嘴4的与真空室2的连接部23连接的一侧是基端，该基端的相反侧且向外部照射电子射线E的一侧是顶端。此外，所述真空喷嘴4在顶端具有电子射线E能够透射的透射窗41。

所述离子泵50设置有：L型配管8，与真空室2的连接部23连接；以及磁屏蔽件9(磁无效化装置的一例)，使来自离子泵50的磁场成为不影响电子射线E的程度。

在所述实施方式中，说明了将法兰7作为电子射线杀菌设备100的结构部件，但是也可以将法兰7作为喷嘴式电子射线照射装置1的结构部件。在本实施例中，将法兰7作为喷嘴式电子射线照射装置1的结构部件来进行说明。该法兰7是圆盘件，利用未图示的固定装置(例如螺栓和螺母)固定于转台6等台座。构成该法兰7的圆盘件形成有：贯通孔72，贯通圆盘件的正反面；以及横孔75，从该贯通孔72连通至圆盘件的侧面。所述真空室2的连接部23嵌入所述贯通孔72，L型配管8的真空室2侧(具体为连接部23侧)嵌入所述横孔75。

接着，基于图4和图5，对所述离子泵50和磁屏蔽件9的结构进行详细说明。

如图4所示，所述离子泵50具有泵主体部51和位于L型配管8侧的磁铁部52。如图5所示，该磁铁部52包括彼此相对的第一磁铁53和第二磁铁54(均为永磁铁)。该第一磁铁53使其N极朝向第二磁铁54的S极，所述第二磁铁54使其S极朝向第一磁铁53的N极。此外，所述磁铁部52还包括用于提高这些永磁铁53、54的效率的磁轭55。该磁轭55由保持第一磁铁53的第一部分56、保持第二磁铁54的第二部分57以及连接第一部分56和第二部分57的中间部分58构成。此外，所述磁轭55通过将其中间部分58配置成朝向接近真空室2和真空喷嘴4中的任意一方的方向，从而使来自永磁铁53、54的磁力线不容易到达电子射线E。利用这样的磁轭55的配置，即使将离子泵50配置在真空室2的附近，也将磁铁部52对电子射线E的影响保持为较小状态(也如本发明的发明人进行的实验所示)。

如图4所示，所述磁屏蔽件9具有：屏蔽件主体91，覆盖离子泵50的外部周围；以及密封屏蔽件92，防止磁力线从该屏蔽件主体91和L型配管8之间泄漏。

按照这种结构，如图3所示，由电子射线发生器3产生的电子射线E在真空室2和真空喷嘴4的内部被加速，并且在从真空喷嘴4的基端引导至顶端之后，从该顶端的透射窗41向外部照射。此时，因电子射线发生器3产生电子射线E而生成的气体a和因电子射线E与真空喷嘴4的内表面接触而生成的气体b被离子泵50适当地排出。虽然从离子泵50利用磁铁部52产生磁场，但是利用覆盖离子泵50的磁屏蔽件9，该磁场不会影响来自电子射线发生器3的电子射线E。

由此，按照所述喷嘴式电子射线照射装置1，由于来自电子射线发生器3和真空喷嘴4的气体a、b被适当地排出，所以能够使真空室2内部的真空度的分布大体均匀，其结果能够照射适当的电子射线E。

此外，由于喷嘴式电子射线照射装置1利用该法兰7而结构稳定，所以能够降低因装置变形而引起的电子射线E的损失，其结果能够照射适当的电子射线E。

此外，利用覆盖离子泵50的磁屏蔽件9，使来自离子泵50的磁场不会影响来自电子射线发生器3的电子射线E，所以能够照射适当的电子射线E。

接着，基于图6和图7，说明具备所述喷嘴式电子射线照射装置1的电子射线杀菌设备100。

如图6所示，该电子射线杀菌设备100具备转台6，该转台6在外周部以等间隔配置有多个所述喷嘴式电子射线照射装置1。该转台6通过以其中心61为轴进行旋转，从而使配置于外周部的多个喷嘴式电子射线照射装置1进行圆形移动。

虽然均省略了图示，但是所述电子射线杀菌设备100具备：输送装置，沿着圆形路径C输送杀菌对象物O；以及升降装置，使沿着圆形路径C输送的杀菌对象物O升降。与所述喷嘴式电子射线照射装置1的圆形移动同步，该输送装置在该喷嘴式电子射线照射装置1的下方沿着圆形路径C输送多个杀菌对象物O。所述升降装置通过使杀菌对象物O升降而使杀菌对象物O相对于喷嘴式电子射线照射装置1接近和离开。

所述电子射线杀菌设备100中，如图6和图7所示，离子泵50配置成朝向转台6的中心61侧。具体而言，在各喷嘴式电子射线照射装置1中，离子泵50配置成与真空室2相比更位于转台6的中心61侧。

按照这种结构，所述电子射线杀菌设备100所具备的喷嘴式电子射线照射装置1利用转台6的旋转而受到离心力。但是，由于利用固定于转台6的法兰7来连接真空室2、真空喷嘴4和高真空泵5，所以喷嘴式电子射线照射装置1结构稳定。此外，由于离子泵50与真空室2相比更位于转台6的中心61侧，所以各喷嘴式电子射线照射装置1的重心偏向转台6的中心61侧。

由此，按照所述电子射线杀菌设备100，由于该喷嘴式电子射线照射装置1结构稳定，所以能够降低因装置变形而引起的电子射线E的损失，其结果能够照射适当的电子射线E。

此外，由于离子泵50与真空室2相比更位于转台6的中心61侧，所以能够使设备自身紧凑化。

此外，通过使各喷嘴式电子射线照射装置1的重心偏向转台6的中心61侧，从而降低了作用于各喷嘴式电子射线照射装置1的离心力，因此能够降低因装置变形而引起的电子射线E的损失，其结果能够照射适当的电子射线E。

并且，在所述实施例中，作为磁场无效化装置对磁屏蔽件9进行了说明，但是如图8所示，也可以不仅设置磁屏蔽件9，还将离子泵50配置在退避位置。另外，退避位置是来自离子泵50的磁场不影响来自电子射线发生器3的电子射线E的程度的位置，例如图8所示，是离子泵50偏离真空室2的与真空喷嘴4相反侧的位置。为了将离子泵50配置于退避位置，可以将L型配管8形成为图8所示的纵向长的退避用配管80，虽然未图示，但是也可以将L型配管8形成为横向长的退避用配管80。连接这种退避位置的离子泵50和真空室2的构件是退避用配管80。该退避用配管80并不限定于L型的形状，只要能够将离子泵50配置在退避位置，可以是任意形状。

此外，在所述实施例中，说明了将喷嘴式电子射线照射装置1的离子泵50配置成朝向转台6的中心61侧，但是如图9所示，也可以配置在该喷嘴式电子射线照射装置1和相邻的喷嘴式电子射线照射装置1之间。由此，能够在保持离子泵50的维护性的状态下使设备自身紧凑化。

此外，在所述实施例中，对离子泵50进行了说明，但是并不限定于此，也可以是其他的高真空泵5。另外，如果其他的高真空泵5不产生磁场，则喷嘴式电子射线照射装置1不需要磁屏蔽件9和退避用配管80。

此外，在所述实施例中说明的结构中，对于所述实施方式中说明的结构以外的结构，可以是任意的结构，并且能够进行适当删除和变更。

并且，在所述实施方式和实施例中，说明了电子射线E的直径比真空喷嘴4的内径稍大(例如约10％)，按照这种结构，能够解决从真空喷嘴向外部照射的电子射线的输出不稳定这种以往的课题。如图10所示，这种喷嘴式电子射线照射装置包括：真空室2；电子射线发生器3，配置在该真空室2的内部；以及真空喷嘴4，与所述真空室2连接，引导来自所述电子射线发生器3的电子射线E并向外部照射，该喷嘴式电子射线照射装置1的特征在于，所述电子射线发生器3沿着所述真空喷嘴4的轴心Z延伸，并且产生直径大于该真空喷嘴4的内径的电子射线E。

按照所述特征，即使电子射线E受到干扰的影响，从真空喷嘴4输出的电子射线E的横截面面积也不容易发生变化，所以能够使来自真空喷嘴4的电子射线E的输出稳定。

此外，在这种情况下，优选的是，电子射线E在从真空喷嘴4输出的部分41(例如透射窗41)处的虚拟直径与该部分41处的真空喷嘴4的内径相比，大出电子射线E因干扰而可能偏移的量d的两倍以上。

在此，在电子射线E从真空喷嘴4输出的部分41处，图11表示了电子射线E未因干扰而偏移的情况，图12表示了电子射线E因干扰而偏移的情况。该电子射线E因干扰而可能偏移的量d预先通过实验等而得出，例如为5％(如果是两倍则为10％)。对所述图11和图12进行比较可以清楚地知道，按照所述特征，即使电子射线E受到干扰的影响，也使从真空喷嘴4输出的电子射线E的横截面面积恒定，因此能够使来自真空喷嘴4的电子射线E的输出更稳定。

当然，在图10～图12及其说明所示的方式中，可以部分或全部包含所述实施方式和实施例中说明的结构。

Claims (7)

1.一种喷嘴式电子射线照射装置，其包括：

真空室；

电子射线发生器，配置在所述真空室的内部；以及

真空喷嘴，与所述真空室连接，引导来自所述电子射线发生器的电子射线并向外部照射，

所述喷嘴式电子射线照射装置的特征在于，

还包括高真空泵，所述高真空泵能够从所述真空室中的与真空喷嘴连接的部分的附近进行吸引。

2.根据权利要求1所述的喷嘴式电子射线照射装置，其特征在于，

高真空泵是离子泵，

所述喷嘴式电子射线照射装置还包括磁场无效化装置，所述磁场无效化装置使来自所述离子泵的磁场成为不影响来自电子射线发生器的电子射线的程度。

3.根据权利要求2所述的喷嘴式电子射线照射装置，其特征在于，磁场无效化装置是覆盖离子泵的磁屏蔽件。

4.根据权利要求2所述的喷嘴式电子射线照射装置，其特征在于，磁场无效化装置是退避用配管，所述退避用配管连接离子泵和真空室，并且使所述离子泵位于退避位置。

5.一种电子射线杀菌设备，其特征在于，包括：

转台，在外周部配置有权利要求1至4中任意一项所述的喷嘴式电子射线照射装置；以及

法兰，将喷嘴式电子射线照射装置固定于所述转台，

所述法兰连接所述喷嘴式电子射线照射装置的真空室、真空喷嘴和高真空泵。

6.根据权利要求5所述的电子射线杀菌设备，其特征在于，高真空泵配置成朝向转台的中心侧。

7.根据权利要求5所述的电子射线杀菌设备，其特征在于，

配置于转台的喷嘴式电子射线照射装置为多个，

所述喷嘴式电子射线照射装置的高真空泵朝向转台的外侧，并且配置在所述喷嘴式电子射线照射装置和相邻的喷嘴式电子射线照射装置之间，

所述喷嘴式电子射线照射装置的磁场无效化装置使来自所述喷嘴式电子射线照射装置的离子泵的磁场成为也不影响来自相邻的喷嘴式电子射线照射装置的电子射线发生器的电子射线的程度。