JP2002085032A

JP2002085032A - 電子線照射装置

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Publication number: JP2002085032A
Application number: JP2000271710A
Authority: JP
Inventors: Hirobumi Motoi; 博文本井; Masaji Nomura; 正次野村; Yoshinori Miyashita; 善憲宮下; Kenji Kato; 健治加藤; Mutsumi Mizutani; 睦水谷; Toshiro Nishikimi; 敏朗錦見
Original assignee: Nisshin Seifun Group Inc; Nissin High Voltage Co Ltd
Current assignee: Nisshin Seifun Group Inc; Nissin High Voltage Co Ltd
Priority date: 2000-09-07
Filing date: 2000-09-07
Publication date: 2002-03-26
Anticipated expiration: 2020-09-07
Also published as: JP3804042B2

Abstract

(57)【要約】【課題】粉粒体を処理する電子線照射装置において、
不活性ガス（窒素ガス、希ガス）にかかるランニングコ
ストを低減すること。【解決手段】電子線照射装置に粉粒体被処理物を一時
的に停留させる入口側ホッパ、出口側ホッパを設け、入
口側ホッパの直後の経路から不活性ガスを排出させ、入
口側ホッパと照射部直後の部位から不活性ガスを吹き込
み、排出したガスを再生して再び装置内へ吹き込み不活
性ガスを循環使用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、穀物、香辛料な
ど粉粒体を殺菌処理する電子線照射装置の改良に関す
る。電子線照射装置は真空中で電子線を発生させ加速し
て窓箔を通して大気中に取り出し被処理物に照射する装
置である。電子線の加速エネルギーは５ＭｅＶ〜数十ｋ
ｅＶにわたる。被処理物や処理目的によって適当な加速
エネルギーが異なる。

【０００２】例えば電線被覆の架橋反応の促進のために
用いられる。高分子被膜の硬化にも電子線照射が利用さ
れる。印刷物、塗膜硬化にも有効である。医療器具、医
療用材料の殺菌にも用いられる。これらは定型固体の被
処理物に電子線を浴びせて何らかの反応を引き起こすも
のである。

【０００３】医療器具、材料の放射線による殺菌はコバ
ルト６０の放射線によって行われていたが、放射性物質
は供給、輸送、保管などに細心の注意を払わなければな
らず使いやすい物でない。そこで医療材料など定型固体
の殺菌に電子線照射装置が使われるようになってきた。

【０００４】電子線照射装置は電子線を発生・加速する
部分と、これを被処理物に照射する部分からなってい
る。前者は高圧電源、フィラメント電源、真空チャン
バ、フィラメント、加速電極等よりなり、真空チャンバ
内において熱フィラメントから電子線を発生させ電圧を
掛けて加速する。後者は、遮蔽筐体、搬送装置などより
なる。

【０００５】遮蔽筐体というのはＸ線を遮蔽するための
重厚な箱体である。搬送装置は被処理物を遮蔽筐体入口
から遮蔽筐体出口まで搬送し途中で電子線照射を受ける
ようにするものである。定型固体が被処理物の場合は搬
送機構は無端周回コンベヤを用いる事が多い。電子線発
生加速部分と被処理物の搬送経路の境界にあるのが電子
線照射窓である。照射窓には窓箔が張ってあり、被処理
物側の大気圧と、フィラメント側の真空を仕切ってい
る。

【０００６】窓箔には気圧差が掛かるだけでなくて、電
子線が通過することによって加熱される。電子線による
加熱によって窓箔が破れないように窓箔は冷却水や冷却
風によって強力に冷却される。冷却水の場合は窓箔を押
さえる枠桟に冷却パイプを取り付けて真空側から冷やす
ようになっている。冷却風の場合は大気圧側から斜めに
窓箔に吹き付けるようになっている。

【０００７】冷却風は乾燥空気を用いることもあるが窒
素ガスを用いることもある。その理由は次のようであ
る。電子線を固体に当てるのでＸ線が出る。Ｘ線は危険
な放射線である。Ｘ線を遮蔽するために搬送系の全体を
遮蔽筐体によって覆うのである。雰囲気が酸素を含む場
合Ｘ線は酸素を酸化してオゾンを生ずる。冷却風として
乾燥空気を使うとオゾンが発生する。オゾンも有害な気
体であるのでガス排出系から強制排気する必要がある。
被処理物自体がオゾンによって何らかの悪影響を受ける
場合はオゾンの発生自体を抑制しなければならない。そ
の場合は窒素ガスや希ガスを冷却風として強制的に吹き
込むようにする。窒素ガスや希ガスならＸ線によってオ
ゾンを発生する恐れはない。

【０００８】

【従来の技術】定型固体の処理に用いられていた電子線
照射装置を穀物、香辛料の殺菌に利用しようという試み
が本出願人らの手によって推進されている。小麦、米、
大豆、大麦などの穀物や胡椒などの香辛料などは殺菌し
ないのが普通である。が、生で食べる可能性がある場合
とか、輸入食材である場合殺菌することがある。穀物の
殺虫には臭化メチルやエチレンオキサイドなどによる燻
蒸を行うこともある。しかし化学薬品による処理は有毒
ガスが残留する恐れもあり必ずしも安全でない。それに
比べると電子線による処理は安全であって好ましい。電
子線には殺菌作用があり、これを利用すれば良いはずで
ある。コストの点で未だ問題はあるが、やがて克服され
るであろう。

【０００９】コストの他にも穀物、香辛料の電子線処理
には解決すべきいろいろな問題がある。一つは表面だけ
に薄く電子線を当てることが必要だ、ということであ
る。小さい粒子であるから加速エネルギーを高めて粒子
全体に電子線を貫通させるということは可能である。し
かし内部に電子線を貫通させるとタンパク質や炭水化物
を変性させ風味が低下する。好ましくないことである。
それに細菌によって汚染されている可能性があるのは穀
物などの粒子の表面だけである。だから表面だけに貫通
力の弱い電子線を薄く当てることが望まれる。

【００１０】これは搬送系の問題になる。従来の定型固
体を被処理物とする場合、搬送系として無端周回コンベ
ヤが用いられてきた。一面だけに電子線を照射すればよ
いから静的な無端周回コンベヤで搬送すればよかった。
しかし全表面に薄く電子線を当てる必要がある被処理物
の場合、静的な搬送手段である無端周回コンベヤでは役
に立たない。裏側に電子線を当てることができないから
である。

【００１１】そこで本出願人等は振動コンベヤを搬送系
に用いる、或いは風力搬送系を用いることを思い付い
た。振動コンベヤは金属板よりなるトラフを斜め方向に
振動させることによって粒子を前進させるコンベヤ装置
である。振動トラフによって粒子が舞い上げられるから
強く回転し全ての表面が電子線側を向く瞬間が必ずあ
る。全面に薄く電子線を浴びることが可能になる。本出
願人は例えば次のような提案をしている。

【００１２】（１）特願平１０−１４２８７３号「電子
線照射装置」は振動コンベヤで穀物を搬送する電子線照
射装置を提案する。

【００１３】（２）特願平１１−６１３２７号「電子線
照射装置と電子線照射方法及び被処理物」は風力によっ
て被処理物粒子を持ち上げて搬送する風力コンベヤを持
つ電子線照射装置を提案する。

【００１４】（３）特願２０００−１３４６４０号「電
子線照射装置」は振動コンベヤによる搬送系を持つ電子
線照射装置を提案している。振動コンベヤの停止時の振
幅が異常に大きくなるから振動コンベヤの高さを調整可
能にして振動コンベヤが電子線発生機構部と衝突しない
ようにする。

【００１５】次の問題はオゾンの事である。先に窓箔が
加熱されるから冷却風が必要だという事を説明した。酸
素はＸ線によってオゾンになるからオゾン発生を嫌う場
合は、冷却風に窒素ガス希ガスなどの不活性ガスを用い
るということを述べた。雰囲気ガス中に酸素があってオ
ゾンが発生すると強烈なオゾン臭が被処理物に付着す
る。穀物などにオゾン臭が付着しては食品にならない。
ところが粒子状であるから、内部に入り組んだ空隙部を
有し実効的な空洞部容積は広い。それに空隙部が狭いか
ら表面に付着した空気は簡単には取れない。静的な状態
に堆積した穀物に窒素ガスを吹き付けても表面をかする
だけで、内部に含まれる空気を完全に置換することは困
難である。穀物、香辛料など微粒子の表面に強く付着し
た空気をはぎ取るのは難しい。

【００１６】だから単に窓箔を冷却するという目的だけ
でなく、被処理物粒子から酸素を無理に剥取るためにも
不活性ガスを被処理物に対して吹き付ける必要がある。
酸素をはぎ取って周囲のガスを全部窒素ガスなどの不活
性ガスによって置換しなければならない。だから冷却風
のように窓箔の近くから窓箔に向けて吹き付けるとは限
らない。そのためのガスは冷却風と区別するため、例え
ば酸素剥取りガスというように表現することができよ
う。オゾン発生を防止するための工夫は食品を電子線殺
菌使用とする場合に不可欠のものである。本出願人はそ
のような工夫についても幾つかの提案をしている。

【００１７】（４）特願２０００−１３４６９１号「電
子線照射装置」は入口側のホッパに不活性ガスを吹き込
み酸素を剥取るようにしている。この出願には発明者に
よる空想の先願が記載されている。それは窓箔の近くか
ら不活性ガス（窒素ガス、希ガス）を粒体に向けて吹き
込み酸素を不活性ガスによって置換するというものであ
る。ガスは被処理物入口や被処理物出口から外部に出る
ようになっている。広く開口した出口と入口から排出さ
れるのであるからコンダクタンスが大きい。つまりガス
消費量は膨大になる。それでは困るので、（４）は被処
理物入口側、被処理物出口側をホッパとして粒体が滞留
するようにし、入口側のホッパに側方から不活性ガスを
導入するようにしている。被処理物は大量の酸素ガスを
帯びているが入口側ホッパに滞留している間に不活性ガ
スによって酸素を剥取られて照射部に至り、ここで電子
線処理を受けるようになっている。酸素を含んだガスは
出口側ホッパから被処理物とともに排出されることにな
る。

【００１８】穀物、香辛料などの食材を電子線殺菌する
ため酸素剥取り用不活性ガスを導入するという従来技術
は（４）以外にはないようである。本発明者の調査によ
っては発見できなかった。被処理物が食品でなく、殺菌
が目的でないが、ガス流れに関する本出願人による電子
線照射装置の先行技術がある。コ−ティング材、印刷イ
ンク、接着剤などを電子線によって硬化させるための技
術である。

【００１９】（５）特開平９−２６２５２８号「電子線
照射処理装置」は、紙、フィルム、金属などにコ−ティ
ング、印刷、接着剤塗布した時にこれを硬化させるた
め、紙、フィルム、金属に電子線を当てる装置の改良を
提案する。コ−ティング剤、インク、接着剤などの高分
子材料に電子線を当てるとラジカルが生成し、これが硬
化反応を推進する。酸素雰囲気であると折角できたラジ
カルが酸素と反応し硬化反応が著しく阻害される。これ
は困るので酸素を排除した窒素雰囲気で電子線照射す
る。照射窓の近傍下流側のガス吹込口から窒素ガスを吹
き込み、照射窓近傍上流側のガス引き出し口からガスを
引き出す。引き出した窒素ガスは印刷インク、有機溶剤
などで汚染されている。引き出した使用済み窒素ガスは
冷却水で冷やし、液体窒素のコールドトラップでガスを
冷却固化して有機物（溶剤、インク、接着剤）等の成分
を除去する。そして窒素ガスを再び電子線照射装置の照
射窓下流側のガス吹込口から吹き込むようにする。ガス
を循環使用するので窒素ガスを節約することができる、
という訳である。

【００２０】しかし従来例（５）は粉粒体状の食材が被
処理物でない。シートや板部材、紙など定型固体が被処
理物である。酸素がラジカル反応を妨害するのを防ぐこ
とが目的である。酸素がオゾンになると風味を損なうの
で酸素を排除するというのではない。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】従来例として挙げたも
のは不活性ガスを使い捨てるようになっている。高価な
不活性ガス（窒素ガスや希ガス）の使用量が多くランニ
ングコストが高価である。これが最大の難点であるが、
それ以外にもガス浪費の原因がある。

【００２２】従来例では入口開口、出口開口からのガス
の大量の漏れが存在する。結局は絶えずガスを流し続け
た状態とならざるをえない。これは入口、出口でのガス
の逃げを防ぐものがないからである。

【００２３】粉粒体の場合、通常の無端周回コンベヤを
使えないから振動コンベヤまたは風力搬送を行う。振動
搬送を行う例の場合、トラフ振動によって周辺空気を吸
い込む作用が顕著に働く。外部の空気を吸い込み易く
て、通常の電子線照射装置に比べ酸素濃度が高くなる傾
向がある。だから余計に酸素除去を完全にしなければな
らない。

【００２４】穀物や香辛料のような粒体、粉体を被処理
物とする場合、実効的な空洞容積が大きく、穀物などに
付随する持ち込み空気が多く、置換ガスが余分に必要で
ある。大量の不活性ガスが必要になる。それだけ余計に
ガスに掛かるコストを引き下げる工夫が希求される。

【００２５】

【課題を解決するための手段】本発明は、粒状の食品を
殺菌する電子線照射装置において、入口側ホッパと出口
側ホッパを設け、オゾン発生を防止するための不活性ガ
スを、入口側ホッパと照射部下流から電子線照射装置に
吹き込む。また入口側ホッパ直後の経路或いは入口側ホ
ッパ直後及び出口側ホッパにおいて不活性ガスを引き出
し酸素を除き不足分を補充し再び電子線照射装置に吹き
込み不活性ガスを循環使用する。

【００２６】これは不活性ガスを引き出す点が入口側ホ
ッパ近傍点だということと、入口側ホッパに不活性ガス
を吹き込むという点、不活性ガスを循環使用するという
点が優れて新規である。

【００２７】上に述べたものは照射部下流から不活性ガ
スを吹き入れるものであるが、それに加えて、入口側ホ
ッパへも不活性ガスを吹き込むようにしてもよい。それ
は次のように表現できる。

【００２８】粒状の食品を殺菌する電子線照射装置にお
いて、オゾン発生を防止するため照射部下流及び入口側
ホッパから不活性ガスを電子線照射装置に吹き込み、入
口側ホッパと電子線照射装置を結ぶ経路及び出口側ホッ
パにおいて不活性ガスを引き出し酸素を除き不足分を補
充し再び電子線照射装置に吹き込み、不活性ガスを循環
使用する。

【００２９】これは不活性ガスを引き出す点が入口側ホ
ッパ近傍点と出口側ホッパだという点、不活性ガスを吹
き込む点が照射部下流点に加えて入口側ホッパだという
点、不活性ガスを循環使用するという点が新規である。

【００３０】

【発明の実施の形態】本発明のガス循環型の電子線照射
装置にするために、次の改良がなされなければならな
い。（１）入口側に粉粒体被処理物を溜め電子線照射装置に
供給するためのホッパを設ける（入口側ホッパと呼
ぶ）。粉粒体が搬送系へ一挙に供給されると粒子が重な
って下積みになった粉粒体には電子線が当たらないよう
になる。これではいけない。振動コンベヤのトラフに一
層程度の厚みになるような速度で搬送系へ被処理物粒体
を供給する必要がある。粉粒体の供給系として新規では
ない。しかし、それらは飛び散りやすい被処理物粒体を
飛散させず搬送系に乗せるためである。本発明では、入
口側ホッパはガスの入口側への抜けを防ぐ役割もあり、
その役割は新規である。

【００３１】（２）出口側に処理済みの粉粒体被処理物
を溜め、外部へ粉粒体を適当な速度で排出するためのホ
ッパを設ける（出口側ホッパと呼ぶ）。出口側ホッパ
は、ガスの出口側へのガス漏れを粉粒体自身の作用によ
って防ぐという目的もある。粉粒体処理において出口側
にホッパを設けるのは前記の（４）特願２０００−１３
４６９１号以外にない。これも粉粒体排出を遅延させ、
出口側からのガス漏れを防ぐものであった。

【００３２】（３）照射窓のすぐ下流側にガス吹込口を
設ける。この下流側吹込口は通常の電子線照射装置にも
設けられているものである。窒素ガスを照射窓のすぐ下
流側から搬送系に吹き込む。このガスの殆どは上流側に
流れて照射窓近傍での酸素を排除し、搬送系上流での酸
素を取り去り、入口側ホッパから細い経路を落下する処
理前粉粒体の隙間を抜けて頑固に張り付いている酸素を
剥取る。このガスの流れが酸素置換のため最も重要であ
る。

【００３３】（４）入口側ホッパの直後の搬送系直前の
細い経路にガス排出口を設け、搬送系外部へ酸素含有ガ
スを排出する。従来の電子線照射装置では照射窓のすぐ
上流にガス排出口を設けたものである。それだと照射窓
直下だけで酸素を奪うことになり不完全である。ガス排
出口が照射部より遥か上流にあるから、排出されるガス
は、照射窓下流から照射窓上流、搬送系の上流、細径路
などの広い範囲にある粉粒体から酸素を剥取ってしま
う。つまり粒体との接触時間・接触長さが長いので、よ
り完全に酸素置換できるようになるのである。

【００３４】（５）入口側ホッパの内部へ不活性ガスの
ガス吹込口を設ける。入口側ホッパの内部に停留してい
る粉粒体の内部に不活性ガスを吹き込むから、粒体の空
隙へ入り込んで付着酸素を奪い去り有効に酸素置換する
ことができる。殆ど静止状態にある粉粒体の内部へガス
を吹き込むのであるから不活性ガスの量が少なくても付
着酸素を取り除くことができる。入口側ホッパでの酸素
濃度が最も高いのであるから、入口側ホッパに不活性ガ
スを吹き込み酸素置換するというのは極めて有効であ
る。酸素を含んだ不活性ガスは（４）の細径路のガス排
出口が排除され照射窓まで持ち込まれない。入口側ホッ
パにある初期の段階で酸素を除くというのは甚だ優れた
着想である。

【００３５】（６）出口側ホッパ或いは出口側ホッパに
続く細径路にもガス排出口を設ける。ここからもガスの
一部を排出する。先述のように出口側ホッパを設ける目
的の一つは不活性ガスの出口からの漏れを防ぐためであ
る。出口側からガスが排除されたのでは大量のガスが浪
費されてしまう。ところが出口側ホッパで粉粒体を滞留
させてもガスの一部は出口側ホッパにたまった粉粒体間
隙内部に入り込む。それで出口側ホッパ内部のガスを排
除しなければならない事もある。そのために出口側（出
口側ホッパまたは出口側ホッパ近傍細径路）にもガス排
出口を設けるのである。

【００３６】（７）入口側ホッパ近傍から排出された不
活性ガスと出口側ホッパ近傍から排出された不活性ガス
をコールドトラップを通して水分、不純物、酸素を除去
する。乾燥した不活性ガスが得られる。

【００３７】（８）不足分の不活性ガスを追加して、乾
燥不活性ガスを再び、照射部下流側のガス吹込口と、入
口側ホッパのガス吹込口から吹き込む。このように循環
使用ということが本発明の顕著な特徴である。不活性ガ
スは高価なガスであるから従来例のようにガスをそのま
ま空気中に飛散させていたのではガスコストが高くつ
く。それで本発明は一旦使用された不活性ガスをコール
ドトラップに通して再生して循環的に利用する。これに
よってガスに関するランニングコストを大幅に削減する
ことができる。

【００３８】

【実施例】図１によって本発明の実施例にかかる電子線
照射装置を説明する。これはエリア型（非走査型）の電
子線照射装置を例示する。

【００３９】円筒形の真空チャンバ１の内部には同心の
シールド電極２が設けられる。シールド電極２の中には
平行フィラメント３がある。真空中において、フィラメ
ント３には負電圧が印加されフィラメント電流が流され
る。電流によって加熱されてフィラメント３から熱電子
が出る。これが負電圧によって加速されて電子線ｅとな
る。真空チャンバ１の底部の開口部が照射窓４となる。
これは電子線を大気中へ引き出すための窓である。真空
と大気圧を仕切るために照射窓４には窓箔５が張ってあ
る。窓箔５には先述のように適当な冷却機構が設けられ
る。照射窓４の直下には被処理物を搬送するための搬送
機構６がある。この搬送機構６は先に述べたように粒子
状の被処理物を回転させる必要があるから振動コンベヤ
等が適する。ここでは振動源やトラフを支持するスプリ
ングなどの図示を略した。

【００４０】横長の搬送機構であり被処理物である粉粒
体Ｓは図中左から右へと搬送される。入口側ホッパ７か
ら導入された被処理物が搬送機構６によって出口側ホッ
パ８まで運ばれ途中で電子線処理を受ける。照射窓４の
近傍下流側には第２不活性ガス吹込口９が設けられる。
ここから吹き込まれたガスは風向板１０によって上流側
に賦勢される。不活性ガスは照射窓下流側の第２不活性
ガス吹込口９から上流側に進む。

【００４１】入口側ホッパ７が細径路１１を経て搬送機
構６の前方につながっている。入口側細径路１１には不
活性ガス排出口１２が設けられる。不活性ガス吹込口９
から上流側に進んできた不活性ガスは粉粒体に付着した
酸素を奪い去って不活性ガス排出口１２から外部へ出
る。搬送機構６後方の出口側ホッパ８の細径路１３にも
不活性ガス排出口１４が設けられる。これは処理済み粉
粒体から不活性ガスを引き出すものである。ここで酸素
を抜き出すというよりもガスをここから引き抜く事によ
って粉粒体の下降運動を調整加減することができる。粉
粒体Ｓは細径路１３の下端のロータリバルブ１５を通っ
て搬出コンベヤ１６の上へ落下する。搬出コンベヤ１６
は処理済みの被処理物を適当な部位へ搬送してゆく。

【００４２】最も重要な不活性ガス吹込口は照射部１７
（照射窓４の直下）のすぐ下流に設けた第２不活性ガス
吹込口９である。それだけでも良いのであるが、酸素除
去をさらに完全にするためには、入口側ホッパ７の側方
からも不活性ガス吹き込みを行うようにするとよい。

【００４３】この図では入口側ホッパ７の上方に第１の
不活性ガス吹込口１８を設けている。入口側ホッパにつ
いては、より下方の破線によって示した部位に第１の不
活性ガス吹込口１９を設けるようにしてもよい。これは
択一的であって、いずれか一方にあれば良い。

【００４４】粉粒体Ｓは投入コンベヤ２０によって電子
線照射装置上部まで運ばれる。投入コンベヤ２０から投
入口２１に粉粒体Ｓが落下しロータリバルブ２２を経て
入口側ホッパ７の中へ落下してゆく。粉粒体Ｓは入口側
ホッパ７の内部に暫く滞留する。ロータリバルブ２２は
投入量を加減する。

【００４５】細径路１１の不活性ガス排出口１２と、細
径路１３の不活性ガス排出口１４にはスクリーンメッシ
ュ２３、２４が設けられる。スクリーンメッシュ２３、
２４はガスを通し粉粒体Ｓを通さない。

【００４６】入口側ホッパ７の内部には不活性ガス吹込
口１８から不活性ガスが吹き込まれる。これは滞留して
いる粉粒体の間隙を縫って進み酸素を擦り取ってゆく。
酸素や水分を含んだ不活性ガスは細径路１１の不活性ガ
ス排出口１２から引き出される。入口側ホッパ７の中で
の不活性ガスの流通によって酸素や水分、軽い不純物な
どが除かれる。

【００４７】入口側の不活性ガス排出口１２から引き抜
かれた不活性ガスは経路ａを通り排出口流量調整バルブ
２５を経て経路ｂからブロワ２６にいたる。出口側の不
活性ガス排出口１４から引き抜かれた不活性ガスは経路
ｃを通り排出口流量調整バルブ２７を経て経路ｄからブ
ロワ２６にいたる。ブロワ２６は両方の不活性ガス排出
口から排出された不活性ガスを纏めて圧力を与え経路を
循環するようにする。

【００４８】不活性ガスはブロワ２６から経路ｇを通り
コールドトラップ２８に入り、ここで液体窒素によって
冷却される。トラップ面に水分、不純物などが捕獲され
る。それだけでなくて、ここで酸素もトラップされる。
前記の従来例（５）もコールドトラップは印刷インク、
接着剤等を捕獲して除去したのであるが、本発明のコー
ルドトラップは水分、不純物、酸素を取り除く事が出来
る。コールドトラップは液体窒素や液体ヘリウムによっ
て容器壁面を冷やして蒸気圧を下げガス中の揮発成分、
不純物などを除くものである。水分や軽い不純物（粉
末）を除去できるのは当然である。

【００４９】酸素をどうして排除できるのか？液体窒素
によって冷やすから容器の内面温度は液体窒素温度７７
Ｋまで下がっている。酸素の沸点は９０Ｋである。であ
るから酸素も液化してコールドトラップ２８の壁面に液
滴として付着する。だから酸素も捕集できるのである。
コールドトラップ２８を通過したガスは純粋な不活性ガ
ス（窒素ガス、希ガス）に戻っている。コールドトラッ
プ２８で純化精製されたガスは経路ｈを通り混合器２９
にいたる。新しい不活性ガスは経路ｐ、流量調整バルブ
３２、経路ｉを経て混合器２９に導かれる。先述のコー
ルドトラップ２８で再生されたガスは混合器２９で新し
い不活性ガスの補充を受ける。

【００５０】不活性ガスは経路ｊを通り、吹込口流量調
整バルブ３０を経て第２不活性ガス吹込口９から下流側
搬送機構６に再度吹き込まれる。同時に吹込口流量調整
バルブ３１を経て第１不活性ガス吹込口１８から入口側
ホッパ７へと吹き込まれる。このように不活性ガスを浄
化し循環使用する点が本発明の特徴である。

【００５１】循環使用するのであるが、経路は単一でな
い。ガスの出口はＢとＤの二つがある。ガスの入口はＡ
とＣの二つがある。だからブロワ２６、コールドトラッ
プ２８、混合器２９を含む経路ｆ−２６−ｇ−２８−ｈ
−２９−ｊまでは共通であるがその前後では二つに分岐
する。ブロワ２６を心臓とみなせば、Ｂ→２６（Ｂ−ａ−２５−ｂ−ｆ−２６）Ｄ→２６（Ｄ−ｃ−２７−ｄ−ｆ−２６）の二つの静脈流が存在する。静脈流の流量は流量調整バ
ルブ２５、２７によって自在に調整することができる。

【００５２】同様に２６→Ｃ（２６−ｇ−２８−ｈ−２９−ｊ−ｋ−ｎ−３
０−ｒ−Ｃ）２６→Ａ（２６−ｇ−２８−ｈ−２９−ｊ−ｋ−ｌ−３
１−ｍ−Ａ）の二つの動脈流が存在することになる。動脈流の流れの
大きさは流量調整バルブ３０、３１によって自由に制御
することができる。

【００５３】いずれもコールドトラップで水分、酸素が
除かれ再生され循環する。これらは電子線照射装置の外
部でのガス流れを見たものである。電子線照射装置内部
ではそれとは別の複雑なガス流れが形成される。内部を
流れるガス流量も前記の流量調整バルブ２５、２７、３
０、３１によって間接的に制御することができる。これ
らのガス流はそれぞれ異なった役割を持っている。

【００５４】（１）ガス流Ｃ→Ｂ照射部１７の下流から吹き込まれた不活性ガスが照射部
１７を通り粉粒体Ｓに接触しながら酸素を剥取ってゆ
き、入口側ホッパ７下の不活性ガス排出口１２から排除
される流れである。これが最も基本的なガスの流れであ
る。照射窓４を下流側から上流側へと流れるから酸素が
照射窓を通る事がないようにするのである。搬送系に落
ちた粉粒体は一層程度の薄い層になっており不活性ガス
との接触は盛んであって付着酸素を取り除く作用は大き
い。細径路１１を遡るからここでも粒子の落下に逆らっ
て粒子を分離して酸素や水分を取り除き易い。

【００５５】（２）ガス流Ａ→Ｂ第１不活性ガス吹込口１８から入口側ホッパ７に吹き込
まれた不活性ガスは堆積した静的な粉粒体の中へ潜り込
んで細い経路を通過して付着した酸素、空気を取り込み
細径路１１を上から下へと流れ不活性ガス排出口１２
（Ｂ）から排除される。入口側ホッパ７には空気をたっ
ぷりと含んだ粉粒体Ｓが存在するから、ここで空気を取
り去り不活性ガスによって置き換えるということは有効
である。照射窓より遥か以前に空気・酸素・水分を除去
しようするものである。準備的なものであるが、ここで
殆どの酸素を不活性ガスによって置き換えることができ
る。しかも入口側ホッパ７の内部にある被処理物Ｓは静
止に近い状態であるからガス消費量が少なくても酸素置
換効果は大きい。そして酸素や水分不純物を含むガスは
第１の不活性ガス排出口１２から出てゆき照射窓４、照
射部１７に至らない。

【００５６】（３）ガス流Ｃ→Ｄ第２不活性ガス吹込口９から入ったガスは殆どが上流側
へ遡行してゆく。風向板１０はそれを賦勢する。上流側
に流れて酸素が照射窓４に来るのを防ぐ。これは前記の
Ｃ→Ｂの流れである。しかし一部のガスは出口側の不活
性ガス排出口１４から引き出される。この流れは酸素や
水分除去のためというよりも、粉粒体の出口側ホッパで
の流れを制御する一つの手段として有用である。出口側
ホッパ８の細径路１３の粉粒体の目詰まりを防止し粉粒
体の降下速度を調整することができる。酸素を置換する
という本来の目的からいえば第２不活性ガス排出口１４
（Ｄ）は省くこともできる。

【００５７】（４）ガス流Ａ→Ｄ第１不活性ガス吹込口１８（Ａ）から、入口側ホッパ
７、搬送経路を通り出口側ホッパに至って第２不活性ガ
ス排出口１４（Ｄ）から排出されるというものである。
しかしこのようなガスは殆どなくて、重要でない。この
ガス流が存在するということは酸素含有粉粒体が照射窓
４の直下を通過する可能性があるということで望ましい
事ではない。だからこの流れは殆どないと言える。

【００５８】ガス入口が２つ、ガス出口が２つあるか
ら、ガス経路は４つあるが、このうち重要なのは前の二
つ（１）Ｃ→Ｂと（２）Ａ→Ｂである。もとより第２不
活性ガス排出口１４は酸素排除という点では役に立たな
い排出口であって、これはガス流の制御のためにある。
この排出口１４は省くこともできる。

【００５９】搬送機構６を振動コンベヤとした場合、振
動に起因するポンプ作用によって入口側ホッパ７、出口
側ホッパ８からガスを搬送路６経路中に吸引する場合が
ある。この際に、搬送経路中の酸素濃度を上昇させない
ように、Ｖ_１，Ｖ_２＞Ｖ_３（１）としておくことが好ましい。

【００６０】ここでＶ_１は入口側ホッパ７の容積、Ｖ_２
は出口側ホッパ８の容積、Ｖ_３は搬送経路６の容積であ
る。入口側ホッパ容積、出口側ホッパ容積（Ｖ_１，
Ｖ_２）は搬送経路Ｖ_３の緩衝層の役割を果たす。

【００６１】

【発明の効果】本発明においては、不活性ガス排出口１
２を入口側ホッパのすぐの直下（Ｂ点）に設けている。
これが重要な点である。さらに入口側ホッパに不活性ガ
スの吹込口を設けている。これによって搬送系へ入る前
の入口側ホッパにある被処理物から酸素を剥取って排除
することができる。

【００６２】これだけでも被処理物に付着した酸素を排
除できるのであるが、さらに照射窓より下流側（Ｃ）に
も不活性ガス吹込口９を設けている。これによってＣ→
Ｂのガス流を作り出し、被処理物Ｓから二重に酸素を排
除するような念入りの構造となっている。

【００６３】さらに一度使用した不活性ガスを再生して
循環使用するようにしている。これによってガスコスト
を削減することができる。液体窒素のコールドトラップ
を用いるので窒素より沸点が高い酸素を捕集することが
できる。

【００６４】入口側に入口側ホッパを設け被処理物を滞
留させ入口側からの不活性ガスの逃げを防ぐようにして
いる。出口側に出口側ホッパを設け被処理物を滞留させ
出口側からの不活性ガスの逃げを防ぐようにしている。
不活性ガスの浪費を防ぎガスコストを大きく削減してい
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例にかかる電子線照射装置の概略
構成図。

【符号の説明】

１真空チャンバ２シールド電極３フィラメント４照射窓５窓箔６搬送機構７入口側ホッパ８出口側ホッパ９第２不活性ガス吹込口１０風向板１１細径路１２第１不活性ガス排出口１３細径路１４第２不活性ガス排出口１５ロータリバルブ１６搬出コンベヤ１７照射部１８第１不活性ガス吹込口１９不活性ガス吹込口２０投入コンベヤ２１投入口２２ロータリバルブ２３スクリーンメッシュ２４スクリーンメッシュ２５排出口流量調整バルブ２６ブロワ２７排出口流量調整バルブ２８コールドトラップ２９混合器３０吹込口流量調整バルブ３１吹込口流量調整バルブ３２流量調整バルブｅ電子線Ｓ粉粒体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ２１Ｋ 5/10 Ｇ２１Ｋ 5/10 ＣＦ (72)発明者野村正次埼玉県入間郡大井町鶴ヶ岡５丁目３番１号日清製粉株式会社生産技術研究所内 (72)発明者宮下善憲埼玉県入間郡大井町鶴ヶ岡５丁目３番１号日清製粉株式会社生産技術研究所内 (72)発明者加藤健治京都府京都市右京区梅津高畝町47番地日新ハイボルテージ株式会社内 (72)発明者水谷睦京都府京都市右京区梅津高畝町47番地日新ハイボルテージ株式会社内 (72)発明者錦見敏朗京都府京都市右京区梅津高畝町47番地日新ハイボルテージ株式会社内Ｆターム(参考） 4B021 LA44 LT01 LW07 MC01 MQ02 4C058 AA21 BB06 CC01 CC04 DD11 EE26 KK04 KK21 KK45

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】粉粒体を投入し一時滞留する入口側ホッ
パと、処理済みの粉粒体を一時滞留する出口側ホッパ
と、入口側ホッパから出口側ホッパへと粉粒体を回転さ
せながら搬送する搬送機構と、搬送機構の途中に設けら
れ粉粒体に電子線を照射する電子線照射部と、入口側ホ
ッパに設けた第１の不活性ガス吹込口と、入口側ホッパ
の直後の経路に設けられた不活性ガス排出口と、搬送機
構の照射窓の下流側に設けた第２の不活性ガス吹込口
と、不活性ガス排出口から排出された不活性ガスから酸
素を除去する機構と、不活性ガス排出口から不活性ガス
を回収しこれに賦勢して不活性ガス吹込口に戻す循環機
構とを含み、不活性ガスを循環使用することを特徴とす
る電子線照射装置。
【請求項２】粉粒体を投入し一時滞留させる入口側ホ
ッパと、処理済みの粉粒体を一時滞留する出口側ホッパ
と、入口側ホッパから出口側ホッパへと粉粒体を回転さ
せながら搬送する搬送機構と、搬送機構の途中に設けら
れ粉粒体に電子線を照射する電子線照射部と、入口側ホ
ッパに設けた第１の不活性ガス吹込口と、入口側ホッパ
の直後の経路に設けられた第１の不活性ガス排出口と、
搬送機構の照射窓の下流側に設けた第２の不活性ガス吹
込口と、出口側ホッパ又はそのの直後の経路に設けた第
２の不活性ガス排出口と、不活性ガス排出口から排出さ
れた不活性ガスから酸素を除去する機構と、不活性ガス
排出口から不活性ガスを回収しこれに賦勢して不活性ガ
ス吹込口に戻す循環機構とを含み、不活性ガスを循環使
用することを特徴とする電子線照射装置。