CN118215978A - 电子线照射装置 - Google Patents

Abstract

电子线照射装置包括：加速管(13)，沿轴(L1)方向并排设置有多个加速电极，多个所述加速电极用于产生使电子线加速的电场；以及屏蔽环(40)，在加速管(13)的径向外侧以与加速电极成对的方式沿轴(L1)方向并排设置有多个，与成对的加速电极分别电性连接。而且，电子线照射装置包括：导电性的屏蔽构件(50)，包围包含多个屏蔽环(40)的环群(40G)的径向外侧。屏蔽构件(50)包围环群(40G)中的轴(L1)方向的至少一部分。

Description

电子线照射装置

技术领域

本发明涉及一种电子线照射装置。

背景技术

电子线照射装置是对被照射物照射所生成的电子线的装置。电子线照射装置是以谋求被照射物的例如原材料的性质改善或功能附加、杀菌/灭菌为目的等而使用。电子线照射装置、其中尤其是扫描式电子线照射装置包括加速管，所述加速管在真空中使自灯丝(filament)所产生的热电子收敛及加速而成为电子线(例如参照专利文献1)。在加速管的轴向的一端部设置有灯丝。而且，在加速管沿轴向以等间隔并排设置有多个加速电极。在多个加速电极中，对于越远离灯丝的加速电极，施加逐渐越高的电压。由此，在加速管内产生用于使电子线加速的电场。

而且，专利文献1的电子线照射装置在加速管的周围具有电场缓和用的屏蔽环(shield ring)。屏蔽环与多个加速电极分别对应地设置有多个。各屏蔽环相对于对应的加速电极以成为等电位的方式进行电性连接。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利实开平2-119399号公报

发明内容

发明所要解决的问题

在如上所述的电子线照射装置中，有在加速管及屏蔽环的周围产生不稳定的电场的担忧，所述不稳定的电场是例如所述灯丝及对加速电极供给电压的升压电路所产生。于是，所述不稳定的电场会对用于使加速管内的电子线加速的电场造成影响，其结果，有无法获得所需的电子线的特性的担忧。

本发明是为了解决所述课题而完成，其目的在于提供一种能够抑制屏蔽环周围的电场的影响的电子线照射装置。

解决问题的技术手段

解决所述课题的电子线照射装置包括：加速管，沿轴向并排设置有多个加速电极，多个所述加速电极用于产生使电子线加速的电场；以及屏蔽环，在所述加速管的径向外侧以与所述加速电极成对的方式沿所述轴向并排设置有多个，与成对的所述加速电极分别电性连接，且所述电子线照射装置包括：导电性的屏蔽构件，包围包含多个所述屏蔽环的环群的径向外侧，所述屏蔽构件包围所述环群(loop group)中的所述轴向的至少一部分。

根据所述结构，可通过屏蔽构件来抑制屏蔽环的周围的不稳定的电场对加速管所造成的影响。由此，变得容易获得利用加速管加速的电子线的所需特性，其结果，例如可有助于电子线照射装置的性能的稳定化。

所述电子线照射装置包括：电源装置，对所述加速管供给电力；以及压力罐(pressure tank)，收容所述加速管、所述环群、所述屏蔽构件及所述电源装置。

根据所述结构，在压力罐内，有时自电源装置发出不稳定的电场，所述不稳定的电场会对加速管的周围造成影响。就此方面而言，根据所述结构，可通过屏蔽构件而适宜抑制电源装置中所产生的不稳定的电场对加速管所造成的影响。

在所述电子线照射装置中，所述屏蔽构件电性连接于所述压力罐而与所述压力罐成为等电位。

根据所述结构，通过使屏蔽构件与压力罐成为等电位，能够使屏蔽构件的内侧的加速管的周围的电场适宜稳定。

在所述电子线照射装置中，所述加速管包括热电子放出部，所述热电子放出部向所述加速管的轴向的一端部放出热电子，在所述加速管的轴向上，将设置所述热电子放出部的端部侧设为上段侧，将所述上段侧的相反侧设为下段侧，所述加速管自所述下段侧的端部放出经加速的电子线，所述压力罐具有出射口，所述出射口用于将自所述加速管的所述下段侧的端部放出的电子线出射至所述压力罐的外部。根据所述结构，能够使自加速管放出的电子线通过出射口而出射至压力罐的外部。

在所述电子线照射装置中，所述屏蔽构件包围所述环群的所述轴向的一部分，所述屏蔽构件包围所述环群中的至少最下段的所述屏蔽环的径向外侧。

根据所述结构，屏蔽构件与屏蔽环的电位差越往上段侧越大。因而，通过设为屏蔽构件包围环群中的下段侧的一部分的结构，能够抑制在屏蔽环与屏蔽构件之间因放电而产生短路(short)的现象。

在所述电子线照射装置中，所述屏蔽构件包围所述环群中的所述轴向的整体。

根据所述结构，可通过屏蔽构件更有效果地抑制屏蔽环的周围的不稳定的电场对加速管所造成的影响。

在所述电子线照射装置中，所述屏蔽构件具有热放出孔，所述热放出孔自所述屏蔽构件的内周侧贯穿至外周侧。

根据所述结构，例如能够将加速电极中所产生的热有效率地排出至屏蔽构件的外侧。

发明的效果

本发明的电子线照射装置发挥抑制屏蔽环的周围的电场的影响的效果。

附图说明

[图1]是实施方式中的电子线照射装置的概略结构图。

[图2]是表示所述实施方式中的电子线照射装置的概略结构的示意平面图。

[图3]是表示所述实施方式中的加速管单元的示意侧面图。

[图4]是表示所述实施方式中的加速管单元的示意平面图。

[图5]是表示变更例中的加速管单元的示意平面图。

[图6]是表示变更例中的加速管单元的示意平面图。

具体实施方式

以下，参照附图对电子线照射装置的一实施方式进行说明。另外，附图中，为了便于说明，有时将结构的一部分夸大或简化。而且，关于各部分的尺寸比率，有时也与实际不同。

[电子线照射装置的整体结构]

图1所示的本实施方式的电子线照射装置10是扫描式的电子线照射装置。电子线照射装置10包括进行热电子的放出的例如钨制的灯丝11。灯丝11通过基于来自电源装置30中所包含的灯丝用电源12的电源供给的自身的加热而放出电子。灯丝11设置于加速管13的一端部。加速管13例如以自身的轴L1方向成为水平的姿势配置。另外，以下，在加速管13的轴L1方向上，将设置灯丝11的端部侧设为上段侧，将所述上段侧的相反侧设为下段侧来进行说明。

加速管13形成为配置灯丝11的上端部封闭的筒状。加速管13具有沿自身的轴L1方向并排设置的多个加速电极14。加速电极14是基于来自电源装置30中所包含的加速电极用电源15的电源供给而产生电场，所述电场使自灯丝11放出的电子收敛，并且向作为轴L1方向的另一端部侧的下方加速。即，在加速管13中，在利用加速电极14所产生的电场下，会产生向下方的电子流、即电子线e。各加速电极14例如越往上段侧的加速电极14则电位越高，越往下段侧的加速电极14则电位越低。

加速管13在下端部连接有扫描管16。加速管13与扫描管16相互由内部空间17连通，在所述内部空间17中电子线e自加速管13向扫描管16侧前进。扫描管16形成为下述形状，即，上端部宽度窄，且越向下方，扩开越大。扫描管16在所述宽度窄的上端部设置有扫描线圈(scan coil)18。扫描线圈18基于向自身的通电，使利用加速管13所生成的电子线e的朝向偏转，即进行电子线e的扫描。

在扫描管16的下端部设置有例如大致长方形状的开口窗部19。在开口窗部19安装有大致长方形状的窗箔20。窗箔20是非常薄的金属箔，例如由钛系的金属材料所制作。窗箔20具有使电子线e透过且使开口窗部19密闭的功能。即，跨越加速管13与扫描管16的内部空间17构成为密闭空间。内部空间17例如通过连接于扫描管16的真空泵(vacuum pump)21的驱动而至少在产生电子线e的期间成为真空状态。

所述的灯丝用电源12、加速电极用电源15、扫描线圈18及真空泵21由控制装置22控制。控制装置22进行：通过灯丝用电源12及加速电极用电源15的电子线e的输出调整、通过扫描线圈18的电子线e的扫描控制、及通过真空泵21的加速管13及扫描管16的内部空间17的真空调整等。

并且，对被照射物24照射电子线e，所述电子线e经由安装于开口窗部19的窗箔20而出射，所述被照射物24例如通过搬送装置23沿搬送方向x被搬送。另外，此情况下，电子线照射装置10是大致长方形状的开口窗部19的长度方向朝向搬送装置23的搬送正交方向y的配置。进行包括搬送方向x及搬送正交方向y在内的电子线e的规定扫描，进行与开口窗部19对应的大致长方形状的照射区域A的照射。作为电子线e向被照射物24的照射效果，可期待例如原材料的性质改善或功能附加、杀菌/灭菌等。

[压力罐32的结构]

如图2所示，电源装置30及加速管单元31收容于压力罐32的内部。加速管单元31包括：灯丝11、包含各加速电极14的加速管13、下述的屏蔽环40、及下述的屏蔽构件50。在压力罐32的内部填充例如SF6气体等绝缘气体。压力罐32的内部的气压设定为例如0.5MPa左右的高气压。压力罐32例如包含金属等导体。另外，压力罐32例如电接地。压力罐32具有出射口33，所述出射口33用于将自加速管13放出的电子线e出射至压力罐32的外部。

[加速管单元31的结构]

如图3及图4所示，加速管13形成为例如在轴L1方向上长的圆筒状。加速管13例如由玻璃等绝缘体形成。在加速管13一体地组装有多个加速电极14。

加速管单元31在加速管13的周围具有屏蔽环40。屏蔽环40例如形成为以加速管13的轴L1为中心的环状。屏蔽环40与多个加速电极14分别对应地设置有多个。多个屏蔽环40沿轴L1方向并排设置。各屏蔽环40相对于对应的加速电极14以成为等电位的方式电性连接。另外，屏蔽环40例如由金属等导电材料所制作，与加速电极14通过一体或不同体的连接导体41而相互电性连接。屏蔽环40是为了加速管13周围的电场缓和而设置。另外，各屏蔽环40由支撑部42支撑于加速管13侧。在以下的说明中，有时将多个屏蔽环40合并统称为环群40G。

加速管单元31包括导电性的屏蔽构件50。屏蔽构件50例如形成为以加速管13的轴L1为中心的大致圆筒状。屏蔽构件50例如将金属板成形为圆筒而成。屏蔽构件50包围环群40G的径向外侧。

如图4所示，屏蔽构件50中的下段侧的端部51连接于压力罐32。由此，屏蔽构件50由压力罐32支撑。而且，屏蔽构件50电性连接于压力罐32而与所述压力罐32成为等电位。而且，屏蔽构件50构成为相对于压力罐32可装卸。由此，在加速管13等的维护(maintenance)时可拆卸屏蔽构件50，从而作业性良好。

屏蔽构件50例如包围环群40G中的轴L1方向的一部分。在轴L1方向上，屏蔽构件50包围环群40G的范围是下段侧的大约一半的范围。由此，屏蔽构件50包围环群40G中的最下段的屏蔽环40x的径向外侧。

屏蔽构件50具有热放出孔52，所述热放出孔52自屏蔽构件50的内周侧贯穿至外周侧。热放出孔52例如设置有多个。利用加速电极14所产生的热自各热放出孔52有效率地放出至屏蔽构件50的外部。

而且，屏蔽构件50具有凸缘部(flange)53，所述凸缘部53自上段侧的端部向径向外侧延伸。凸缘部53例如遍及屏蔽构件50的上段侧的端部的整周而设置。通过设置凸缘部53，屏蔽构件50的上段侧的端部不会成为存在被切断的边缘(edge)的端部。

对本实施方式的作用进行说明。

在压力罐32内，例如有时自电源装置30发出不稳定的电场，所述不稳定的电场会对加速管单元31的周围造成影响。在本实施方式中，屏蔽构件50通过压力罐32而成为接地电位。因此，在屏蔽构件50的内侧，加速管13的周围的电场稳定在大致同一圆筒状的电位。因而，各加速电极14的电压稳定，其结果，变得容易获得利用加速管13加速的电子线e的所需的特性。

而且，由于屏蔽构件50成为接地电位，因此与加速电极14及屏蔽环40的电位差越往上段侧越大。就此方面而言，本实施方式的屏蔽构件50包围环群40G中的下段侧的一部分的范围，而未包围环群40G的上段侧的范围。因此，在屏蔽环40与屏蔽构件50之间因放电而产生短路的现象得到抑制。

而且，通过在屏蔽构件50的上段侧的端部设置凸缘部53，使得所述上段侧的端部不会成为存在被切断的边缘的端部。由此，在屏蔽构件50的上段侧的端部与屏蔽环40之间因放电而产生短路的现象得到抑制。

对本实施方式的效果进行说明。

(1)屏蔽环40在加速管13的径向外侧以与加速电极14成对的方式沿轴L1方向并排设置多个，与成对的加速电极14分别电性连接。导电性的屏蔽构件50包围包含多个屏蔽环40的环群40G的径向外侧。而且，屏蔽构件50包围环群40G中的轴L1方向的至少一部分。

根据所述结构，可通过屏蔽构件50来抑制屏蔽环40的周围的不稳定的电场对加速管13所造成的影响。由此，变得容易获得利用加速管13加速的电子线e的所需的特性，其结果，例如可有助于电子线照射装置10的性能的稳定化。而且，通过减轻屏蔽环40的周围的不稳定的电场的影响，依赖于加速管13内的电场的电子线e的射束轨道稳定。由此，也可期待加速管13或扫描管16或窗箔20等零件的寿命变长。

(2)电子线照射装置10包括：电源装置30，对加速管13供给电力；以及压力罐32，收容加速管13、环群40G、屏蔽构件50及电源装置30。根据所述结构，在压力罐32内，有时自电源装置30发出不稳定的电场，所述不稳定的电场会对加速管13的周围造成影响。压力罐32的内部是填充绝缘气体的密闭空间，收容于压力罐32的内部的电源装置30所发出的电场对加速管单元31所造成的影响更显著。就此方面而言，通过电子线照射装置10包括屏蔽构件50，可通过屏蔽构件50适宜抑制电源装置30中所产生的不稳定的电场对加速管13所造成的影响。

(3)屏蔽构件50电性连接于压力罐32而与所述压力罐32成为等电位。根据所述结构，通过使屏蔽构件50与压力罐32成为等电位，能够使屏蔽构件50的内侧的加速管13的周围的电场适宜稳定。

(4)加速管13包括作为热电子放出部的灯丝11，所述作为热电子放出部的灯丝11向加速管13的轴L1方向的一端部放出热电子。在加速管13的轴L1方向上，将设置灯丝11的端部侧设为上段侧，将所述上段侧的相反侧设为下段侧，加速管13自下段侧的端部放出经加速的电子线e。并且，压力罐32具有出射口33，所述出射口33用于将自加速管13的下段侧的端部放出的电子线e出射至压力罐32的外部。根据所述结构，能够使自加速管13放出的电子线e通过出射口33出射至压力罐32的外部。

(5)屏蔽构件50包围环群40G的轴L1方向的一部分。并且，屏蔽构件50包围环群40G中的最下段的屏蔽环40x的径向外侧。根据所述结构，屏蔽构件50与屏蔽环40的电位差越往上段侧越大。因而，通过设为屏蔽构件50包围环群40G中的下段侧的一部分的结构，能够抑制在屏蔽环40与屏蔽构件50之间因放电而产生短路的现象。而且，通过抑制在屏蔽环40与屏蔽构件50之间因放电而产生短路的现象，能够使径向上的屏蔽构件50与屏蔽环40的间隔构成为更短。其结果，能够将屏蔽构件50在径向上小型化。

(6)屏蔽构件50具有热放出孔52，所述热放出孔52自屏蔽构件50的内周侧贯穿至外周侧。

根据所述结构，例如能够将加速电极14中所产生的热有效率地排出至屏蔽构件50的外侧。本实施方式的电子线照射装置10是使加速管13的轴L1方向朝向水平方向的水平照射型。在水平照射型的电子线照射装置10中，例如在加速电极14接着于加速管13的情况下，屏蔽构件50的内侧成为高温而接着加速电极14的接着剂熔融时，有加速电极14因自重而自加速管13偏离的担忧。就此方面而言，通过在屏蔽构件50设置热放出孔52，而抑制屏蔽构件50的内侧的温度上升，由此能够抑制加速电极14自加速管13偏离。

(7)屏蔽构件50具有凸缘部53，所述凸缘部53自上段侧的端部向径向外侧延伸。由此，屏蔽构件50的上段侧的端部不会成为存在被切断的边缘的端部。其结果，能够抑制在屏蔽构件50的上段侧的端部与屏蔽环40之间因放电而产生短路的现象。

本实施方式可如下所述地变更而实施。本实施方式及以下的变更例可在技术上不矛盾的范围内相互组合实施。

·如图5所示，也可设为屏蔽构件50包围环群40G中的上段侧的一部分的结构。此情况下，屏蔽构件50优选为与上段侧(电源装置30侧)的高电位为等电位，而不与压力罐32为等电位。另外，图5所示的结构中，屏蔽构件50包围环群40G中的最上段的屏蔽环40y的径向外侧。而且，图5所示的结构中，凸缘部53设置于屏蔽构件50的下段侧的端部。

·如图6所示，也可设为屏蔽构件50包围环群40G中的轴L1方向的整体的结构。根据所述结构，可通过屏蔽构件50更有效果地抑制屏蔽环40的周围的不稳定的电场对加速管13所造成的影响。

·屏蔽构件50未必需要包围最下段的屏蔽环40x或最上段的屏蔽环40y的径向外侧。即，也可设为屏蔽构件50仅包围位于环群40G中的轴L1方向的中间部的屏蔽环40的结构。

·在所述实施方式中，设为加速管13的轴L1方向朝向水平方向的水平照射型，但不限于此，例如也可设为加速管13的轴L1方向朝向铅垂方向的垂直照射型。而且，也可构成为，加速管13的轴L1方向朝向除水平方向及铅垂方向以外的方向。

·在屏蔽构件50中，也可省略热放出孔52。在电子线照射装置10为所述垂直照射型的情况下，通过加速管13的朝向而减轻加速电极14偏离的担忧，因此与水平照射型相比不易产生屏蔽构件50的内侧的温度上升的问题。

·所述实施方式的屏蔽构件50是由金属板等板状的原材料所形成，但并不特别限定于此。例如，也可将屏蔽构件50设为例如针织织入金属裸线而成的网状构件。通过将屏蔽构件50设为网状构件，可构成散热性高的屏蔽构件50，其结果，能够抑制屏蔽构件50的内侧的温度上升。

·在所述实施方式中，压力罐32成为接地电位，但并不特别限定于此，压力罐32的电位可根据结构而适宜变更。

·此次公开的实施方式及变更例在所有方面仅为例示，本发明并不限定于这些例示。即，本发明的范围是由权利要求所示，且意图包含与权利要求均等的含义及范围内的所有变更。

符号的说明

10：电子线照射装置

11：灯丝(热电子放出部)

13：加速管

14：加速电极

30：电源装置

32：压力罐

33：出射口

40：屏蔽环

40G：环群

40x：最下段的屏蔽环

50：屏蔽构件

52：热放出孔

e：电子线

L1：轴

Claims (7)

1.一种电子线照射装置，包括：

加速管，沿轴向并排设置有多个加速电极，多个所述加速电极用于产生使电子线加速的电场；以及

屏蔽环，在所述加速管的径向外侧以与所述加速电极成对的方式沿所述轴向并排设置有多个，与成对的所述加速电极分别电性连接，且所述电子线照射装置包括：

导电性的屏蔽构件，包围包含多个所述屏蔽环的环群的径向外侧，

所述屏蔽构件包围所述环群中的所述轴向的至少一部分。

2.根据权利要求1所述的电子线照射装置，包括：

电源装置，对所述加速管供给电力；以及

压力罐，收容所述加速管、所述环群、所述屏蔽构件及所述电源装置。

3.根据权利要求2所述的电子线照射装置，其中

所述屏蔽构件电性连接于所述压力罐而与所述压力罐成为等电位。

4.根据权利要求3所述的电子线照射装置，其中

所述加速管包括热电子放出部，所述热电子放出部向所述加速管的轴向的一端部放出热电子，

在所述加速管的轴向上，将设置所述热电子放出部的端部侧设为上段侧，将所述上段侧的相反侧设为下段侧，

所述加速管自所述下段侧的端部放出经加速的电子线，

所述压力罐具有出射口，所述出射口用于将自所述加速管的所述下段侧的端部放出的电子线出射至所述压力罐的外部。

5.根据权利要求4所述的电子线照射装置，其中

所述屏蔽构件包围所述环群的所述轴向的一部分，

所述屏蔽构件包围所述环群中的至少最下段的所述屏蔽环的径向外侧。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的电子线照射装置，其中

所述屏蔽构件包围所述环群中的所述轴向的整体。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的电子线照射装置，其中

所述屏蔽构件具有热放出孔，所述热放出孔自所述屏蔽构件的内周侧贯穿至外周侧。