JP2014153275A - Irradiation window of electron ray irradiation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は電子線照射装置の照射窓に関し、より詳しくは、電子線を透過させる薄膜及び該薄膜を支持する複数の桟を有する照射窓の改良に関する。 The present invention relates to an irradiation window of an electron beam irradiation apparatus, and more particularly, to an improvement of an irradiation window having a thin film that transmits an electron beam and a plurality of bars that support the thin film.
従来、容器等に電子線を照射して殺菌する電子線照射装置は公知であり、こうした従来の電子線照射装置は、真空室内から放射される電子線を透過させる照射窓を備えている(特許文献1、特許文献2参照)。そして、従来の照射窓は、電子線を透過させる薄膜と、この薄膜を真空室の内方側から支持する多数の桟とを備えており、真空室内から外方に向けて放射された電子線は上記各桟の間を通過してから上記薄膜を透過して真空室の外部の容器等の被照射物に照射されるようになっている。
従来の電子線照射装置においては、真空室内から外部に向けて放射される電子線は照射窓の各桟にも照射されるため、照射窓の各桟は熱膨張により変形することが知られており、弊害が生じている。そこで、電子線により照射窓の各桟が変形することによる問題を解決するための提案もなされている(例えば特許文献3参照)。
Conventionally, an electron beam irradiation apparatus that sterilizes a container or the like by irradiating it with an electron beam is known, and such a conventional electron beam irradiation apparatus includes an irradiation window that transmits an electron beam emitted from a vacuum chamber (patent)
In the conventional electron beam irradiation apparatus, since the electron beam radiated from the vacuum chamber to the outside is also irradiated to each beam of the irradiation window, each beam of the irradiation window is known to be deformed by thermal expansion. And harmful effects are occurring. Then, the proposal for solving the problem by each beam of an irradiation window deform | transforming with an electron beam is also made | formed (for example, refer patent document 3).
ところで、前述したように、上記照射窓の桟は電子線が照射されることで熱膨張により変形するので、桟が変形することに伴って薄膜に皺が生じることになり、それが繰り返されると薄膜の耐久性が低下して寿命が短くなるという問題があった。 By the way, as described above, the beam of the irradiation window is deformed due to thermal expansion when irradiated with the electron beam, so that the thin film is wrinkled with the deformation of the beam, and this is repeated. There was a problem that the durability of the thin film was lowered and the life was shortened.
上述した事情に鑑み、本発明は、真空室内から外部に向けて放射される電子線を透過させる照射窓を備え、該照射窓は、電子線を透過させる薄膜と、該薄膜を真空室の内方側から支持する複数の桟とを備えており、上記真空室から外部に向けて放射された電子線は、上記桟の間を通過してから上記薄膜を透過して、真空室外の被照射物に照射されるようにした電子線照射装置の照射窓において、
上記各桟と対応させて、かつ各桟よりも真空室の内方側に各桟から離隔させて複数の遮蔽部材を設けて、真空室内から外部に向けて電子線が放射される際に上記各遮蔽部材によって電子線が遮蔽されて各桟に照射されないように構成し、上記真空室内から外部に向けて放射された電子線は、各遮蔽部材の間及び各桟の間を通過してから上記薄膜を透過して上記被照射物に照射されることを特徴とするものである。
In view of the circumstances described above, the present invention includes an irradiation window that transmits an electron beam radiated from a vacuum chamber to the outside, and the irradiation window includes a thin film that transmits an electron beam, and the thin film disposed inside the vacuum chamber. A plurality of crosspieces supported from the side, and the electron beam emitted from the vacuum chamber to the outside passes through the crosspieces and then passes through the thin film to be irradiated outside the vacuum chamber. In the irradiation window of the electron beam irradiation device designed to irradiate objects,
A plurality of shielding members are provided corresponding to each of the crosspieces and spaced from each of the crosspieces on the inner side of the vacuum chamber with respect to the crosspieces, and the electron beam is emitted from the vacuum chamber toward the outside. An electron beam is shielded by each shielding member so that each beam is not irradiated, and the electron beam emitted from the vacuum chamber to the outside passes through between each shielding member and between each beam. The object to be irradiated is irradiated through the thin film.
上述した構成によれば、真空室内から外部に向けて電子線が放射される際には、上記遮蔽部材が存在することで電子線は桟に照射されないようになっている。そのため、桟が熱膨張により変形することを防止することができ、ひいては桟によって支持されている薄膜に皺が生じることを防止できる。したがって、従来と比較して薄膜の耐久性が低下するのを防止して、該薄膜の寿命を長くすることができる。 According to the configuration described above, when the electron beam is emitted from the vacuum chamber toward the outside, the electron beam is not irradiated onto the beam due to the presence of the shielding member. Therefore, it is possible to prevent the crosspieces from being deformed due to thermal expansion, and thus it is possible to prevent wrinkles from forming on the thin film supported by the crosspieces. Therefore, the durability of the thin film can be prevented from being lowered as compared with the conventional case, and the life of the thin film can be extended.
以下図示実施例について本発明を説明すると、図1ないし図2において、1は電子線殺菌装置であり、この電子線殺菌装置1は、照射エリアA内を順次移送されるペットボトル2に対して電子線照射装置3から電子線Eを照射することで、殺菌対象となる各ペットボトル2を殺菌できるようになっている。
電子線殺菌装置1は、搬入ホイール4、回転体5及び搬出ホイール6を収容した鉛製の筐体7と、この筐体7の1つの側壁7Aに連設した電子線照射装置3と、筐体7の外側で搬入ホイール4の移送方向上流側に配置された上流ホイール11と、筐体7の外側で搬入ホイール6の移送方向下流側に配置された下流ホイール12とを備えている。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the illustrated embodiments. In FIGS. 1 and 2,
The
筐体7の内部は2箇所の仕切り部材13,13によって大きく3つに区画されており、それにより筐体7の内部は、上流側が搬入室14、中央が殺菌室15、下流側が搬出室16となっている。搬入室14内に搬入ホイール4が配置されており、殺菌室7内に回転体5が配置されている。また、搬出室16内に搬出ホイール6が配置されている。搬入室14に面する上流側の側壁には開口部7Bが形成されており、また、搬出室16に面する下流側の側壁にも開口部7Cが形成されている。
The inside of the housing 7 is roughly divided into three by two
図示しない上流側の供給手段によって上流ホイール11へペットボトル2が供給されると、時計方向に回転している上流ホイール11の各グリッパ11Aによってペットボトル2が順次保持され、その後、グリッパ11Aに保持されたペットボトル2は上記開口部7Bを介して搬入ホイール4の各グリッパ4Aに受け渡されて、搬入室14内に搬入されるようになっている。
搬入ホイール4は回転体5の時計方向の回転に同期して反時計方向に回転されるので、該搬入ホイール4のグリッパ4Aに保持されたペットボトル2は搬入室14から殺菌室15へ移送されて、受け渡し位置Bにおいて回転体5側の各グリッパ5Aに受け渡されるようになっている。
回転体5は円周方向等間隔位置に複数のグリッパ5Aを備えており、回転体5が時計方向に回転されるのに伴って、上記受け渡し位置Bにおいて各グリッパ5Aは搬入ホイール4のグリッパ4Aから順次ペットボトル2を受け取るようになっている。そして、回転体5の時計方向の回転に伴って各グリッパ5Aに保持されたペットボトル2は、順次照射エリアA内を移送されるようになっている。
照射エリアAに対向させて電子線Eを透過させる照射窓17が設けられており、電子線照射装置3の図示しない電子線発生部から放射された電子線Eが照射窓17を透過して照射エリアAのペットボトル2に照射されるようになっている。そのため、回転体5の各グリッパ5Aに保持されたペットボトル2が順次照射エリアAを通過する際に、照射窓17を透過して放射されている電子線Eがペットボトル2に照射されるようになっている。これにより、グリッパ5Aに保持されて照射エリアAを移送されるペットボトル2が電子線Eによって殺菌されるようになっている。なお、電子線照射装置3の電子線発生部の構成は上記特許文献1,2等により公知であるため、電子線発生部の構成の説明は省略する。
When the
Since the carry-in wheel 4 is rotated counterclockwise in synchronization with the clockwise rotation of the
The rotating
An
回転体5の回転に伴って、照射エリアAを通過した殺菌済みのペットボトル2はグリッパ5Aにより搬出室16の隣接位置に移送されるようになっており、受け渡し部Cにおいて回転体5のグリッパ5Aから搬出ホイール6側のグリッパ6Aに受け渡されるようになっている。
搬出ホイール6は、上記回転体5の回転と同期して反時計方向に回転されるようになっており、この搬出ホイール6の回転に伴って、グリッパ6Aに保持された殺菌済みのペットボトル2は筐体7の開口部7Cを介して下流ホイール12のグリッパ12Aに受け渡されて、筐体7内から排出されるようになっている。
以上のようにして、殺菌対象となるペットボトル2は筐体7内の殺菌室15に搬入されるとともに、照射エリアA内を移送される際に照射窓17から放射される電子線Eが照射されて殺菌されるようになっている。なお、電子線殺菌装置1に関する以上の構成は、上記特許文献1、2により既に公知である。
As the rotating
The carry-out wheel 6 is rotated in the counterclockwise direction in synchronization with the rotation of the rotating
As described above, the
電子線照射装置3は、上記筐体7における側壁7Aの開口部7Dに連設された箱型のケーシング20と、このケーシング20の内部空間によって構成される真空室21を備えるとともに、ケーシング20における照射エリアA側となる開口部20Aに上記照射窓17を備えている。真空室21内には図示しない電子線発生手段が設けられており、この電子線発生手段によって電子線Eを放射させると、該電子線Eは照射窓17を通過して真空室21の外部となる殺菌室15の照射エリアAに照射されるようになっている。本実施例は、電子線照射装置3の照射窓17を以下のように構成することにより、照射窓17に備えられた薄膜22の耐久性の低下を防止して、該薄膜22及び照射窓17の寿命を長くしたものである。
The electron
図2ないし図4に示すように、照射窓17は、ケーシング20の開口部20Aに気密を保持して嵌合されて設けられた平板状の窓部材23と、薄膜22と、枠部材24から構成されている。薄膜22は、真空室21の外方側から窓部材23を覆って取り付けられており、四辺と中央部が外方側から枠部材24に覆われて窓部材23の外面に固定されている。これにより、左右一対の放射面17A、17Aが形成されている。薄膜22は厚さ数μmから+数μmのチタン製の膜であり、真空室21内から外部に向けて放射される電子線Eを透過させることができるようになっている。
窓部材23の放射面17A、17Aの部分には、多数の横に細長い開口25が上下方向に等ピッチで設けられており、これら開口25によって多数の細長い桟25Aが形成されている。各桟25Aは全て同じ方向に湾曲するように開口25が設けられており、これによって、仮に、各桟25Aが、熱膨張を起こして変形した場合でも、各桟25Aは全て同じ方向への湾曲の度合いを増すことになり、開口25の幅は大きく変化せず開口25に薄膜22が引き込まれたり、電子線Eの照射密度が変化することがない。このような構成において、真空室21内の電子線発生部から外部に向けて電子線Eが放射されると、該電子線Eは窓部材23の各桟25Aの間の開口25を通過して薄膜22を透過し、照射エリアAに照射されるようになっている。そして、薄膜22は真空室21の内外の圧力差により開口25から内側に引き込まれるようになるが、桟25Aに支持された状態となる。
As shown in FIGS. 2 to 4, the
A large number of horizontally
そして、本実施例は、上述した照射窓17の構成を前提として、真空室21の内側となる各桟25Aの裏面側に各桟25Aと対応させて複数の細長い遮蔽部材26を配置したことを特徴としている。すなわち、図3及び図5に示すように、板状の遮蔽体27を、各桟25Aから離隔させて配置している。この遮蔽体27は図示しない固定手段により、上端の開口25より上方および下端の開口25より下方で窓部材23に固定されている。遮蔽体27には、窓部材23に形成された各開口25と同じ位置に同一形状をした横に細長い開口26が形成されている。遮蔽体27の各開口26は、上下方向において等ピッチで設けられており、これら開口26によって、上述した多数の桟25Aと同じ寸法の細長い桟が形成され、これにより遮蔽部材26Aが構成されている。遮蔽体27が各放射面17Aの裏側に固定手段によって連結されると、各桟25Aの裏面が遮蔽部材26Aによって完全に遮蔽されるようになっている。このように、本実施例においては、各遮蔽部材26Aは、窓部材23の各桟25Aと対応させて、かつ対応する桟25Aから離隔させた状態において、窓部材23に取り付けられている。
そして、図3、図5に示すように、上記各遮蔽部材26Aは途中で分断されており、これにより各遮蔽部材26Aの電子線Eの照射による熱膨張を吸収し、熱膨張した遮蔽部材26Aが開口26にはみ出して窓部材23の開口25を覆うことがないようになっている。
これにより真空室21内の電子線発生部から真空室21の外部に向けて(照射エリアAに向けて)電子線Eが放射された際には、各遮蔽部材26Aが各桟25Aの内方側に存在することにより電子線Eが直接各桟25Aに照射されないようになっている。そのため、電子線Eによって各桟25Aが熱膨張により変形することを防止できるように構成されている。そして、電子線Eが真空室21内から外部に向けて放射された際には、各遮蔽部材26Aの間の開口26及び各桟25Aの間の開口25を電子線Eが通過し、その後、薄膜22を透過して照射エリアAのペットボトル2に照射されるようになっている。
上述のように、遮蔽部材26Aは途中で分断されており、この分断箇所26Bにおいて、分断された遮蔽部材26Aの一方の部分26Aaと他方の部分26Abが、熱膨張が生じても当接することのない所定間隙をもって、電子線Eの照射方向に対して前後に、例えば、図3に示した例では、分断箇所26Bは電子線Eの照射方向を斜めに横切るように形成されており、一方の部分26Aaが前、他方の部分Abが後となって重ねられており、遮蔽部材26Aの熱膨張の影響を回避するようになっている。
In the present embodiment, on the premise of the configuration of the
As shown in FIGS. 3 and 5, each of the shielding
As a result, when the electron beam E is emitted from the electron beam generating part in the
As described above, the shielding
本実施例における電子線照射装置3の照射窓17は以上のように構成されているので、次のような効果を得ることができる。すなわち、電子線Eが真空室21内からその外部の照射エリアAに向けて放射される際には、各遮蔽部材26Aによって遮蔽されることで各桟25Aに電子線Eが直接照射されないようになっている。そのため、各桟25Aが熱膨張により変形することを防止することができる。これにより、各桟25Aによって支持された薄膜22に皺が生じるのを抑制することができるので、従来と比較して薄膜22の耐久性が低下するのを抑制することができ、ひいては、従来よりも薄膜22および照射窓17の寿命を長くすることができる。
Since the
以上の構成に加えて、本実施例においては、電子線Eが直接衝突する各遮蔽部材26Aをカーボン材料により構成している。これは原子番号が低い材質である程、電子線が衝突して発生する制動X線の発生を抑制できるという知見に基づくものである。
すなわち、本実施例の窓部材23は、開口25を薄膜22で覆った状態において、真空室21を形成するケーシング20の開口部20Aを、気密を保って閉鎖している。そのため、気密性や剛性の高い金属材料により構成しており、本実施例では銅を採用している。
しかしながら、銅等の重金属元素は原子番号が高く制動X線を発生させやすい。このようなX線を外部へ漏出させないために鉛製の筐体7で周囲を覆っているが、X線の発生量が多い程、筐体7を厚くしなければならず鉛の使用量も多くなる。そこで、窓部材23の桟25Aを照射される電子線Eから遮蔽する遮蔽部材26Aの材質を、窓部材23の材質より原子番号の低いものを用いることで、制動X線の発生を抑制するようにしている。それにより、真空室21の気密性を保ちながら制動X線の発生を抑制し、筐体7に使用する鉛の量を削減することができるという効果が得られる。
なお、桟25Aや遮蔽部材26Aは、本実施例で図示したように、窓部材23や遮蔽体27において一体的に形成してもよいし、別体として制作して固定するようにしてもよい。
In addition to the above configuration, in this embodiment, each shielding
That is, the
However, heavy metal elements such as copper have a high atomic number and tend to generate braking X-rays. In order to prevent such X-rays from leaking to the outside, the surroundings are covered with a lead-made casing 7. However, the larger the amount of X-rays generated, the thicker the casing 7 must be and the amount of lead used. Become more. Therefore, by using a material of the shielding
Note that the
2‥ペットボトル(被照射物) 3‥電子線照射装置
17‥照射窓 21‥真空室
22‥薄膜 25‥開口
25A‥桟 26‥開口
26A‥遮蔽部材 E‥電子線
2. PET bottle (irradiated object) 3. Electron
Claims (4)
上記真空室から外部に向けて放射された電子線は、上記桟の間を通過してから上記薄膜を透過して、真空室外の被照射物に照射されるようにした電子線照射装置の照射窓において、
上記各桟と対応させて、かつ各桟よりも真空室の内方側に各桟から離隔させて複数の遮蔽部材を設けて、真空室内から外部に向けて電子線が放射される際に上記各遮蔽部材によって電子線が遮蔽されて各桟に照射されないように構成し、上記真空室内から外部に向けて放射された電子線は、各遮蔽部材の間及び各桟の間を通過してから上記薄膜を透過して上記被照射物に照射されることを特徴とする電子線照射装置の照射窓。 An irradiation window that transmits an electron beam emitted from the vacuum chamber to the outside is provided, and the irradiation window includes a thin film that transmits the electron beam and a plurality of bars that support the thin film from the inner side of the vacuum chamber. Has
The electron beam emitted from the vacuum chamber to the outside passes through the gaps, then passes through the thin film, and is irradiated by an electron beam irradiation apparatus that irradiates the irradiated object outside the vacuum chamber. In the window
A plurality of shielding members are provided corresponding to each of the crosspieces and spaced from each of the crosspieces on the inner side of the vacuum chamber with respect to the crosspieces, and the electron beam is emitted from the vacuum chamber toward the outside. An electron beam is shielded by each shielding member so that each beam is not irradiated, and the electron beam emitted from the vacuum chamber to the outside passes through between each shielding member and between each beam. An irradiation window of an electron beam irradiation apparatus, wherein the irradiation object is irradiated through the thin film.
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