JP2010272334A - 電子線照射装置用電子線源 - Google Patents

Abstract

【課題】フィラメントの交換に要するフィラメントとグリッドとの位置調整時間を短縮し、殺菌用の電子線照射装置の運転中断を短くできる電子線照射装置用電子線源を提供する。
【解決手段】下枠板２３と上枠板２４を用い、これらに所定間隔で複数のフィラメント本体３０の保持空間部２６を形成している。下枠板２３と上枠板２４は、各保持空間部２６内にそれぞれフィラメント本体３０の絶縁基板３１部分を配置した状態で連結ボルト２５によって結合している。下枠板２３には、照射穴２８ａを設けたグリット２８を着脱可能に固定し、フィラメント本体３０とグリッド２８を線源ブロック２０として一体に構成している。下枠板２３に螺着する複数個の位置調整ねじ３３を設け、これらを保持空間部２６内の絶縁基板３１の下面に設けた位置決め穴３４にそれぞれ係合させ、フィラメント本体３０とグリット２８間の寸法調節を可能にしている。
【選択図】図２

Description

本発明は電子線照射装置用電子線源に係り、特にフィラメント交換時のフィラメントとグリッド間の位置調整の作業を短時間に行える電子線照射装置用電子線源に関する。

通常、食品の充填に用いる樹脂フィルム等のシート材料は、食品充填前に滅菌処理を施し、雑菌付着のない無菌状態としてから使用される。シート材料の如き処理対象物の滅菌処理は、従来から簡便な薬剤を使用する方法が用いられてきた。食品に使用するシート材料では、滅菌処理に使用した薬剤の残留をなくして完全に除去することが望まれるから、滅菌装置に薬剤除去装置を設けるとなると、全体が大型となる。

このため最近では薬剤の滅菌処理に代え、図５に示すような殺菌用電子線照射装置を用い、食品の充填前に移動するシート材料に対して電子線を照射し、連続して滅菌処理を行うことが提案されている（例えば特許文献１参照）。この殺菌用電子線照射装置は例えば図５に示す如く、真空ポンプＶＰ等の減圧手段を備えて内部を予め定めた減圧状態を維持する電子線照射室１に、電子線源を有する電子線照射手段２を設けている。

シート材料３は、ローラ４等によって図５中に矢印で示す如く、電子線照射室１の内部を、右側の工程側から左側の工程側に連続して移動させる。この移動中のシート材料３面に対して、電子線照射手段２から電子線ＥＢを照射し、滅菌処理を行っている。

電子線照射室１に設ける電子線照射手段２は、例えば図６に示す如く電子線発生室２Ａ内に配置する電子線源５を使用し、電子線ＥＢを発生させる。電子線発生室２Ａ内は、電子線照射室１と同様に真空ポンプＶＰ等の各種の減圧手段を用いて高真空状態を維持できるようにしている。なお、高真空の電子線発生室２Ａ内に設ける電子線源５の例としては、例えば特許文献２がある。

電子線源５は、電子線を発生させるカソード６と、発生した電子線を真空空間で加速するアノード９とを有している。カソード６は、通電加熱時に熱電子を放出するフィラメント７と、フィラメント７で発生した熱電子を制御するグリッド８を備えている。フィラメント７は、複数本のフィラメントを所定の間隔をおいて一直線上に配置し、例えば５本を１組として５組を作り、各組は５本のフィラメントを直列に接続して使用する。

フィラメント７には、図６に示すようにケーブル１４により電源ユニット１０のフィラメント電源１２と接続し、フィラメント７を加熱して熱電子を発生させる。また、フィラメント７とグリッド８との間には、電圧を印加して熱電子を制御するため、電源ユニット１０のグリッド電源１３が同様にケーブル1４で接続している。更に、グリッド８と照射窓２Ｂとの間には、照射窓２Ｂを通過して電子線照射室１内に入る電子線ＥＢを加速する加速電圧を印加するため、電源ユニット１０の高電圧直流電源１１をケーブルで接続している。

特開２００８−２３０６６８号公報 特開昭６２−１９８０４５号公報

上記した電子線源５のフィラメント７は、一定時間使用すると寿命がきて焼損する。このため、高真空の電子線発生室２Ａ内に電子線源５を設けている殺菌用の電子線照射装置では、予め定めた運転時間を経過すると定期的に交換を行い、フィラメント７の焼損のため装置全体を緊急停止することのないようにしている。

通常、電子線源５のフィラメント７とグリッド８とは、分離されている構造になっているのが一般的である。それ故、電子線源５のフィラメント７を交換する際には、その都度フィラメント７とグリッド８間の位置調整を行う必要がある。しかし、これら両者間の位置調整は非常に難しいため、フィラメント７の交換作業に著しく時間が掛かり、空中の浮遊塵埃が電子線発生室内に混入してしまう欠点がある。また、殺菌用の電子線照射装置の運転中断時間が長くなると、食品の製造工程の全体に影響を及ぼしてしまい、食品製造の稼働率も低下してしまうという問題が生ずることになる。

本発明の目的は、電子線源のフィラメントの交換に要するフィラメントとグリッドとの位置調整時間を短縮し、殺菌用の電子線照射装置の運転中断を短くできる電子線照射装置用電子線源を提供することにある。

本発明の電子線照射装置用電子線源は、連結部材で結合する下枠板と上枠板とを有し、前記下枠板と上枠板の長手方向に所定の間隔をおいて複数の保持空間部を形成し、前記各保持空間部にそれぞれフィラメント本体の絶縁基板を配置して保持させ、前記下枠板には照射穴を形成したグリットを所定の絶縁間隔を保って一体にして線源ブロックを構成したことを特徴としている。

好ましくは、前記フィラメント本体は、絶縁基板に二つのフィラメント支持部材を固定し、前記フィラメント支持部材の一方の先端部間に線状のフィラメントを懸架して接続すると共に、他方側をフィラメント電源に連なるリ−ド線として兼用させて構成したことを特徴としている。

また好ましくは、前記下枠板に螺着する複数個の位置調整ねじを設け、前記各位置調整ねじは、前記保持空間部内に配置したフィラメント本体の絶縁基板の下面に係合させて構成したことを特徴としている。

更に好ましくは、前記フィラメント本体の絶縁基板の下面に複数個の位置決め穴を設け、前記各位置決め穴に前記各位置調整ねじをそれぞれ係合させて構成したことを特徴としている。

本発明の電子線照射装置用電子線源は、フィラメントとグリッドを一体にして線源ブロックを構成したので、フィラメントとグリッド間の位置調整時間を省略できるから、フィラメント交換時の作業時間を大幅に短縮でき、電子線発生室内に空中の浮遊塵埃が混入するのを抑制できる。したがって、本発明の電子線源を組み合わせた電子線照射装置は、処理対象物の滅菌処理運転の中断が短く、速やかに運転再開できるから運転効率を著しく向上できる利点がある。

本発明に一実施例である電子線照射装置用電子線源の線源ブロックを示す平面図である。 図１を一部断面して示す側面図である。 図２のＡ部の縦断面図である。 （ａ）は、図２のＡ部を拡大して示す縦断面図、（ｂ）は（ａ）をＢ−Ｂ線から見た底面図である。 シート材料の殺菌用電子線照射装置を示す概略縦断面図である。 図５に用いる電子線源を示す概略縦断面図である。

本発明の電子線照射装置用電子線源は、複数のフィラメント本体を配置する保持空間部を設けて結合する下枠板と上枠板を、板状のグリットに所定の間隔を隔てて一体にした線源ブロックを用いている。以下、本発明を図１から４を用いて順に説明する。

本発明の電子線照射装置用電子線源は、図１から図３に示す如く板状取付枠体２１上に一体に構成する線源ブロック２０を用いている。板状取付枠体２１には開口２１ａを形成しており、この上面の両側に絶縁支持柱２２を設けている。

板状取付枠体２１上の絶縁支持柱２２を利用して、複数のフィラメント本体３０を保持して結合する下枠板２３と上枠板２４の左右の端部を、固定手段として用いるボルト等の固定材２７により取り付けて結合し、板状取付枠体２１上に構成する線源ブロック２０の一部としている。

下枠板２３と上枠板２４部分には、これらの長手方向に所定の間隔をおいて双方に設ける凹溝を合わせた形の複数の保持空間部２６を形成している。各保持空間部２６には、それぞれフィラメント本体３０の絶縁基板３１を配置しており、この状態で下枠板２３と上枠板２４は、連結部材となる複数の連結ボルト２５によって上下に結合し、絶縁基板３１を保持している。

下枠板２３と上枠板２４間に設ける複数の保持空間部２６の間隔は、保持空間部２６のそれぞれにフィラメント本体３０を配置したとき、電子線が滅菌の処理対象物に均等に照射できるように形成する。

なお、各連結ボルト２５は、図１及び図２に示したようにフィラメント本体３０間に配置して、下枠板２３と上枠板２４とを連結すると、後述するようにフィラメント本体３０を位置調節するときに、上枠板２４が押し上げられて下枠板２３から離れることがなくなる。

下枠板２３は、この下面に絶縁間隔片２９ａを介在させて所定の間隔を保って、線源ブロック２０の一部であるグリット２８を、固定ボルト２９ｂによって着脱可能に固定している。このため、下枠板２３は上枠板２４よりも幅広の板材を用いている。下枠板２３にグリット２８を一体にしたことにより、下枠板２３と上枠板２４の保持空間部２６に保持された複数のフィラメント本体３０は、絶縁間隔片２９ａによって確保された間隔を保ってグリット２８と対向させ、板状取付枠体２１の上に線源ブロック２０が一体に構成されている。

下枠板２３に取り付けるグリット２８は、図２及び図３に示す如く各フィラメント本体３０と対向する位置に照射穴２８ａを設けており、照射穴２８ａを通った電子線が電子線照射室内に入り、処理対象物を滅菌処理する。

滅菌の処理対象物がシート材料である電子線照射装置に、上記の如く板状取付枠体２１上に一体に構成した線源ブロック２０を用いる場合は、シート材料の全幅を電子線が照射できるようにするため、高真空の電子線発生室内に複数の本数分を並置する。線源ブロック２０を設けた板状取付枠体２１は、電子線照射室と電子線発生室間を区画するチタン箔やグラファイトシート等の箔膜が取り付けられる照射窓に対応させて配設され、箔膜を通過した電子線でシート材料の全幅を滅菌処理できるようにする。

フィラメント本体３０は、図４（ａ）に示すようにセラミック製或いはやボロン（ＢＮ）等を含んだ合成樹脂製の絶縁基板３１に、二つのフィラメント支持部材３２を固定している。フィラメント支持部材３２は、これらの一方の先端部間にタングステン等の高融点金属で作った線状のフィラメント３３を懸架して接続し、他方側をフィラメント電源に連なるリ−ド線として兼用させている。

また、本発明の板状取付枠体２１上に一体に構成する線源ブロック２０は、フィラメントの定期的な交換や緊急交換の際、グリット２８とフィラメント３３間の寸法調整を容易にするため、下枠板２３に寸法調整手段を備え、フィラメント本体３０の位置を変えることができるようにしている。

この寸法調整手段として、図４（ａ）、(ｂ)の例では１２０度の間隔で下枠板２３に螺着する３個の位置調整ねじ３５を用いている。位置調整ねじ３５は、下枠板２３からフィラメント本体３０の絶縁基板３１の下面側に突出して係合する所謂ねじジャッキとして作用し、保持空間部２６内でフィラメント本体３０を上下に移動させる。

各位置調整ねじ３５の先端は、図４（ｂ）のように絶縁基板３１の下面に設けた各位置決め穴３４にそれぞれ係合させている。それ故、絶縁基板３１の下面に接した位置調整ねじ３５を、下枠板２３とグリット２８間の空間から操作して回して先端を上下させると、フィラメント本体３０が保持空間部２６内を移動するので、グリット２８フィラメント３３間の寸法を容易に微調整することができる。

なお、絶縁基板３１の下面に、図４（ｂ）の例では３個の位置決め穴３４を設けているが、各位置調整ねじ３５を絶縁基板３１の平坦な面に直接接触させる構造とすることもできる。この場合、例えばフィラメント本体３０の絶縁基板３１の外面に係合突起を形成し、係合突起を保持空間部２６内に設けた凹部に係合させるようにすれば、定めた位置に配置できるから位置決め穴３４を省略することができる。また、位置調整ねじ３５は、図４（ｂ）に示す如く３個に限るものではなく、位置調整が容易で短時間に作業できる個数を選定することができる。

フィラメント本体３０は、上枠板２４側の保持空間部２６内に、ゴム板の如き弾性体を介在させて配置することもできる。このようにすると、フィラメント本体３０の絶縁基板３１が各位置調整ねじ３３の先端で押し上げられても、自由に移動するのを適切に抑制することができる。

下枠板２３と上枠板２４部分に設けるフィラメント本体３０を、グリッド２８と一体化して線源ブロック２０を構成すると、フィラメント３３の交換に要する作業時間を大幅に短縮でき、電子線発生室が開放される時間が短いので、空中の浮遊塵埃が内部に混入することが極めて少なくなる。しかも、下枠板２３の設ける位置調整ねじ３３を使用すると、フィラメント本体３０のフィラメント３３を交換する際に、グリッド２１とフィラメント３３間の寸法の調整も容易に行える。それ故、本発明の線源ブロック２０を用いた殺菌用の電子線照射装置は、運転中断時間を著しく短くすることができる。

上記した電子線照射装置用電子線源は、滅菌する処理対象物がシート材料の場合で説明したが、これに限らずにペットボトルやそのキャップの如き他の処理対象物に使用する電子線照射装置に適用できることは明らかである。

２０…線源ブロック、２２…支持柱、２３…下枠板、２４…上枠板、２５…連結ボルト、２６…保持空間部、２８…グリット、２８ａ…照射穴、３０…フィラメント本体、３１…絶縁基板、３２…フィラメント支持部材、３３…フィラメント、３４…位置決め穴、３５…位置調整ねじ。

Claims (4)

1. 連結部材で結合する下枠板と上枠板とを有し、前記下枠板と上枠板の長手方向に所定の間隔をおいて複数の保持空間部を形成し、前記各保持空間部にそれぞれフィラメント本体の絶縁基板を配置して保持させ、前記下枠板には照射穴を形成したグリットを所定の絶縁間隔を保って一体にして線源ブロックを構成したことを特徴とする電子線照射装置用電子線源。
2. 請求項１において、前記フィラメント本体は、絶縁基板に二つのフィラメント支持部材を固定し、前記フィラメント支持部材の一方の先端部間に線状のフィラメントを懸架して接続すると共に、他方側をフィラメント電源に連なるリ−ド線として兼用させて構成したことを特徴とする電子線照射装置用電子線源。
3. 請求項１において、前記下枠板に螺着する複数個の位置調整ねじを設け、前記各位置調整ねじは、前記保持空間部内に配置したフィラメント本体の絶縁基板の下面に係合させて構成したことを特徴とする電子線照射装置用電子線源。
4. 請求項３において、前記フィラメント本体の絶縁基板の下面に複数個の位置決め穴を設け、前記各位置決め穴に前記各位置調整ねじをそれぞれ係合させて構成したことを特徴とする電子線照射装置用電子線源。

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