JP2003504605A - Electron beam accelerator - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】 電子加速器10は電子ビーム放射窓24を有する真空チャンバ46を含む。放射窓24は真空チャンバ104に金属接触して接合された金属箔から形成され、両者の間を気密密封している。放射窓24の厚さは約12.5μm未満である。真空チャンバ104は気密密封され、内部を恒久的に自己保持真空に維持している。電子発生器31は真空チャンバ内104に置かれ、電子を発生する。ハウジング30が電子発生器31を取り囲んでいる。ハウジング30は、電子発生器31と放射窓24との間に形成された電子透過領域34,35を有しており、ハウジング30と放射窓24との間に電圧が印加されると、電子56を電子発生器31から放射窓24の外へ電子ビーム58として加速する。 (57) Abstract The electron accelerator 10 includes a vacuum chamber 46 having an electron beam emission window 24. The radiation window 24 is formed of a metal foil bonded to the vacuum chamber 104 by metal contact, and hermetically seals the both. The thickness of the radiation window 24 is less than about 12.5 μm. The vacuum chamber 104 is hermetically sealed and the interior is permanently maintained at a self-holding vacuum. The electron generator 31 is placed in the vacuum chamber 104 and generates electrons. A housing 30 surrounds the electron generator 31. The housing 30 has electron transmission areas 34 and 35 formed between the electron generator 31 and the emission window 24. When a voltage is applied between the housing 30 and the emission window 24, the electrons 56 are emitted. From the electron generator 31 to the outside of the radiation window 24 as an electron beam 58.
Description
【0001】[0001]
電子ビームはインク、塗料および塗装の乾燥や硬化のような、多くの工業プロ
セスにおいて使用されている。電子ビームは液体、気体および表面の滅菌のほか
、有害廃棄物の浄化にも使用されている。Electron beams are used in many industrial processes such as drying and curing inks, paints and coatings. Electron beams are used to sterilize liquids, gases and surfaces, as well as to clean up hazardous waste.
【0002】
工業用の従来の電子ビーム装置は、処理される材料上に電子ビームを照射する
電子ビーム加速器を備えている。加速器は鉛で囲んだ大型の真空チャンバを有し
、内部に電子発生フィラメントまたはフィラメント電源から電力(パワー)供給
されるフィラメントを含む。作動中は、真空チャンバは真空ポンプにより連続的
に排気される。フィラメントはハウジングで囲まれており、ハウジングは、真空
チャンバの1つの側面に配置された金属箔の電子放射窓に向いている格子状の開
口を有する。高電圧が、高電圧電源によってフィラメント・ハウジングと放射窓
の間に印加される。フィラメントから発生した電子は加速され、電子ビームとし
てフィラメントからハウジングの開口格子を通過し、放射窓から外部に放出され
る。放射装置の電源は一般に、フィラメントと放射窓との間の領域内の電界線を
平坦化するために備えられる。これにより、図1のグラフ1に示すように、電子
ビーム内の電子がビームの中心に集中するのを防止し、図1のグラフ2に示すよ
うにビームの幅全体に電子を均一に分散させる。Conventional industrial electron beam devices include an electron beam accelerator that irradiates an electron beam onto the material to be processed. The accelerator has a large vacuum chamber surrounded by lead and contains an electron generating filament or a filament powered by a filament power supply. During operation, the vacuum chamber is continuously evacuated by a vacuum pump. The filament is surrounded by a housing, which has a grid of openings facing a metal foil electron emission window located on one side of the vacuum chamber. A high voltage is applied between the filament housing and the emission window by a high voltage power supply. The electrons generated from the filament are accelerated and pass from the filament as an electron beam through the opening lattice of the housing and are emitted to the outside through the emission window. A power source for the radiating device is generally provided to flatten the electric field lines in the region between the filament and the radiating window. This prevents the electrons in the electron beam from being concentrated in the center of the beam as shown in graph 1 of FIG. 1, and disperses the electrons uniformly over the entire width of the beam as shown in graph 2 of FIG. .
【0003】
工業分野において電子ビーム技術を使用することの欠点は、従来の電子ビーム
装置は複雑で、その上、装置を維持するためには、真空技術と加速器技術に関し
高度に訓練された要員を必要とすることである。例えば、通常動作の間、フィラ
メントと電子ビーム放射窓の金属箔との両方を定期的に交換する必要がある。加
速器は非常に大きくて重いため(一般に、直径20〜30インチ(508〜76
2mm)、長さ4〜6フィート(1220〜1830mm)、重さ数千ポンド(
約千〜数千kg))、このような保守作業は現場で実施する必要がある。The drawback of using electron beam technology in the industrial field is that the conventional electron beam equipment is complicated and, in addition, it requires highly trained personnel in vacuum and accelerator technology to maintain the equipment. Is what you need. For example, during normal operation, both the filament and the metal foil of the electron beam emitting window need to be regularly replaced. Accelerators are very large and heavy (typically 20-30 inches in diameter (508-76 inches).
2mm), 4-6 feet long (1220-1830mm), weighs a few thousand pounds (
About 1,000 to several thousand kg)), such maintenance work needs to be performed on site.
【0004】
フィラメントおよび電子ビーム放射窓の交換には、真空チャンバを開く必要が
あり、汚染物質が真空チャンバ内へ侵入する原因となる。この交換は長い休止時
間を要する。なぜなら、フィラメントと放射窓の金属箔を交換すると、加速器を
排気して高電圧運転用に調整した後で初めて加速器が運転可能になるからである
。この調整には高電圧電源からの電力を必要とし、その電圧を、チャンバを開い
たときに侵入する真空チャンバ内および放射窓の表面上の汚染物質を焼却するた
めに、時間をかけて除々に上昇させる。この処理には、汚染の程度により2〜1
0時間を要する。途中で、放射窓の漏れが発生すると、それを補修しなければな
らず、この処理の時間がさらに延びる。最終的には、毎年または2年毎に、加速
器の高電圧絶縁体を交換し、加速器全体を分解する必要がある。この処理に要す
る時間は約2〜4日である。その結果、フィラメント、電子ビーム放射窓金属箔
、高電圧絶縁体を交換する必要があるとき、電子ビーム放射を必要とする製造工
程は長期間中断することになる。Replacing the filament and the electron beam emission window requires opening the vacuum chamber, which causes contaminants to enter the vacuum chamber. This exchange requires a long down time. This is because, if the filament and the metal foil of the radiation window are exchanged, the accelerator can be operated only after the accelerator is evacuated and adjusted for high voltage operation. This adjustment requires power from a high voltage power supply, which is gradually ramped over time to incinerate contaminants in the vacuum chamber and on the surface of the radiant window that enter when the chamber is opened. To raise. Depending on the degree of contamination, this treatment may be 2-1
It takes 0 hours. If the radiation window leaks along the way, it must be repaired, further extending the processing time. Ultimately, every year or every two years, it is necessary to replace the accelerator high voltage insulator and disassemble the entire accelerator. The time required for this treatment is about 2 to 4 days. As a result, the manufacturing process requiring electron beam emission is interrupted for a long period of time when the filament, electron beam emitting window metal foil, or high voltage insulator needs to be replaced.
【0005】[0005]
本発明は電子ビーム装置用の小型で、簡単な電子加速器を提供するものであり
、それにより電子ビーム装置の保守作業を容易にし、真空技術と加速器技術に関
し高度に訓練された要員による保守作業の必要を無くすることである。The present invention provides a small, simple electron accelerator for an electron beam device, which facilitates maintenance work on the electron beam device and facilitates maintenance work by personnel highly trained in vacuum and accelerator technology. Eliminating the need.
【0006】
本発明の好ましい実施形態では、電子ビーム放射窓を有する真空チャンバを備
える電子加速器を提供する。放射窓は、真空チャンバに金属接触して接合された
金属箔から形成され、両者の間を気密に密封している。放射窓の厚さは約12.
5μm未満である。真空チャンバは気密に密封され、内部を恒久的な自己保持真
空に維持している。電子発生器は真空チャンバ内に置かれ、電子を発生する。ハ
ウジングが電子発生器を取り囲んでいる。ハウジングは、その壁に、電子発生器
と放射窓との間に形成された電子透過領域を有しており、ハウジングと放射窓の
間に電圧が印加されると、電子を電子発生器から放射窓の外へ電子ビームとして
加速する。In a preferred embodiment of the present invention, an electron accelerator comprising a vacuum chamber having an electron beam emission window is provided. The radiation window is formed of a metal foil bonded in metal contact with the vacuum chamber, and hermetically seals the both. The thickness of the radiation window is about 12.
It is less than 5 μm. The vacuum chamber is hermetically sealed to maintain a permanent self-holding vacuum inside. An electron generator is placed in the vacuum chamber and produces electrons. A housing surrounds the electron generator. The housing has an electron transmissive region formed on its wall between the electron generator and the emission window, and emits electrons from the electron generator when a voltage is applied between the housing and the emission window. It accelerates as an electron beam out of the window.
【0007】
好ましい実施形態では、ハウジングの一連の開口は電子透過領域を形成する。
好ましくは、放射窓は、約8〜10μmの厚さのチタン箔で形成され、電子が通
過できる一連の孔を有する支持板で保持されている。支持板の孔の構成は配列を
変更でき、それにより支持板を横切る電子の透過性を変化させて、所望の可変密
度プロファイルを持つ電子ビームを発生できる。一般に、放射窓の外縁は真空チ
ャンバにろう付け、溶接、または接合されて、真空チャンバとの間が気密に密封
される。In a preferred embodiment, the series of openings in the housing form an electron transmissive region.
Preferably, the radiation window is formed of titanium foil about 8-10 μm thick and is held by a support plate having a series of holes through which electrons can pass. The configuration of the holes in the support plate can be varied to change the electron transmission across the support plate to produce an electron beam with the desired variable density profile. Generally, the outer edge of the radiation window is brazed, welded, or joined to the vacuum chamber to hermetically seal the vacuum chamber.
【0008】
好ましくは、真空チャンバは細長いセラミック部材を含む。1つの好ましい実
施形態では、細長いセラミック部材は波形であり、それにより高電圧を使用でき
る。リング状のバネ部材が放射窓と波形のセラミック部材との間に結合され、膨
張係数の差を補償する。[0008] Preferably, the vacuum chamber comprises an elongated ceramic member. In one preferred embodiment, the elongated ceramic member is corrugated, which allows high voltages to be used. A ring-shaped spring member is coupled between the radiation window and the corrugated ceramic member to compensate for the difference in expansion coefficient.
【0009】
別の好ましい実施形態では、前記細長いセラミック部材は平滑な表面を有し、
金属シェルがそのセラミック部材を囲んでいる。セミック部材は円錐台形の孔を
備え、その孔を通り電気リード線が延びて、電子発生器に電力を供給する。柔軟
な、つまり可撓性のある絶縁プラグが電気リード線を囲み、そのプラグは、前記
円錐台形の孔の内面に密着して孔を密封する円錐台形の表面を備えている。保持
キャップがシェルに固定され、前記プラグを円錐台形の孔の中に保持する。In another preferred embodiment, the elongated ceramic member has a smooth surface,
A metal shell surrounds the ceramic member. The ceramic member includes a frustoconical hole through which an electrical lead extends to power the electron generator. A flexible or flexible insulating plug surrounds the electrical lead, the plug having a frustoconical surface that closely adheres to and seals the inner surface of the frustoconical hole. A retaining cap is secured to the shell to retain the plug in the frustoconical hole.
【0010】
また本発明は、電子ビーム放射窓を有する真空チャンバを備える電子加速器を
提供する。電子発生器が真空チャンバ内に配置され、電子を発生する。ハウジン
グが電子発生器を取り囲んでおり、そのハウジング内に、電子発生器と放射窓と
の間に形成された電子透過領域を有している。この電子透過領域は、ハウジング
と放射窓との間に電圧が印加されると、電子を電子発生器から放射窓の外部に電
子ビームとして加速する。ハウジングは受動的電界線シェーパ(整形手段)を備
え、電子発生器と放射窓との間の電界線を平坦にすることにより、電子ビームの
横方向の電子分布を均一にする。The present invention also provides an electron accelerator including a vacuum chamber having an electron beam emission window. An electron generator is located within the vacuum chamber and produces electrons. A housing surrounds the electron generator and has an electron transmissive region formed within the housing between the electron generator and the emission window. When a voltage is applied between the housing and the emission window, the electron transmission region accelerates electrons from the electron generator to the outside of the emission window as an electron beam. The housing is provided with a passive electric field line shaper (shaping means) to flatten the electric field line between the electron generator and the emission window to make the lateral electron distribution of the electron beam uniform.
【0011】
好ましくは、電子透過領域は、電子発生器と放射窓との間のハウジングに第1
の一連の開口を備える、一方、受動的電気線シェーパ(整形手段)が、電子発生
器ハウジングにおける相対向する側部に形成された第2と第3の一連の開口を備
える。Preferably, the electron transmissive region is first in the housing between the electron generator and the emission window.
, While the passive electrical line shaper comprises a second and third series of openings formed on opposite sides of the electron generator housing.
【0012】
本発明は小型の交換可能なモジュール式の電子ビーム加速器を提供する。フィ
ラメントまたは電子ビーム放射窓を交換する必要があるときは加速器全体が交換
されるため、電子ビーム装置の休止時間が著しく減少する。これはまた、装置を
維持するための真空技術と加速器技術に関して熟練した要員を必要としない。ま
た、高電圧絶縁体を現場で交換する必要がなくなる。さらに、本発明の電子ビー
ム加速器は構成部品が少なく、かつ従来の電子ビーム加速器に比べて少ない電力
しか必要とせず、したがって、廉価・簡単・高効率を実現する。加速器の小型化
により、小型印刷機のような、スペースが制限されている装置、またはライン・
ウェブ(line web)滅菌およびステーション間での硬化のための装置などでの使
用に適する。The present invention provides a compact, interchangeable, modular electron beam accelerator. When the filament or electron beam emission window needs to be replaced, the entire accelerator is replaced, which significantly reduces the downtime of the electron beam device. It also does not require skilled personnel for vacuum and accelerator technology to maintain the device. It also eliminates the need for field replacement of the high voltage insulation. Further, the electron beam accelerator of the present invention has a small number of components and requires less electric power as compared with the conventional electron beam accelerator, thus realizing low cost, simplicity and high efficiency. Space-saving devices, such as small presses, or line
Suitable for use in equipment such as line web sterilization and curing between stations.
【0013】
本発明の前述およびその他の目的、特徴、および利点は、添付図面に示す本発
明の好ましい実施形態の以下の詳細な説明で明らかになるであろう。図面では、
同一参照符号は異なる図面においても同一部品を指す。図面は必ずしも縮尺通り
でなく、本発明の原理を示すことに重点が置かれている。The foregoing and other objects, features, and advantages of the present invention will become apparent in the following detailed description of the preferred embodiments of the invention illustrated in the accompanying drawings. In the drawing,
The same reference numerals refer to the same parts in different drawings. The drawings are not necessarily to scale and emphasis is placed on illustrating the principles of the invention.
【0014】[0014]
図2および図3において、電子ビーム加速器10は交換可能なモジュール式加
速器であり、電子ビーム装置ハウジング(図示なし)内に組み込まれている。加
速器10は、両端が密閉された細長い、一般には円筒状の2分割された外側シェ
ル14を備えている。外側シェル14の基端部は、外側シェルに溶接された基端
エンド・キャップ16で閉じられている。好ましくは、外側シェル14とエンド
・キャップ16は各々ステンレス鋼で製作されるが、代替方法では他の適切な金
属で製作してもよい。In FIGS. 2 and 3, the electron beam accelerator 10 is a replaceable modular accelerator and is incorporated into an electron beam device housing (not shown). The accelerator 10 includes an elongated, generally cylindrical, bisection outer shell 14 that is sealed at both ends. The proximal end of the outer shell 14 is closed by a proximal end cap 16 welded to the outer shell. Preferably, outer shell 14 and end cap 16 are each made of stainless steel, although alternative methods may be made of other suitable metals.
【0015】
加速器の先端部は、チタン箔で製作された電子ビーム放射窓膜で閉じられてお
り、チタン箔は外縁23に沿ってステンレス鋼の先端エンド・キャップ20に対
しろう付けされている。前記エンド・キャプ20は外側シェル14に溶接されて
いる。放射窓24は一般に、約6〜12μm厚さであり、さらに好ましくは約8
〜10μmである。代替方法では、放射窓24は他の適切な金属箔、例えばマグ
ネシウム、アルミニウム、またはセラミックのような適切な非金属の低密度材料
で製作できる。さらに、放射窓24はエンド・キャップ20に溶接または接合す
ることも可能である。電子が通過する孔または開口22aを有する矩形の支持板
22は、ボルト22bを使用してエンド・キャップ20にボルト止めされ、放射
窓24の保持を助ける。支持板22は熱放散のためには銅で製作するのが好まし
いが、代替方法では、ステンレス鋼、アルミニウム、またはチタンなどの他の適
切な金属で製作してもよい。支持板22内の孔22aは、直径約1/8インチ(
3.2mm)であり、電子が放射窓24を通過するように、約80%の開口を提
供する。The tip of the accelerator is closed with an electron beam emitting window film made of titanium foil, which is brazed along the outer edge 23 to the stainless steel tip end cap 20. The end cap 20 is welded to the outer shell 14. The radiation window 24 is generally about 6-12 μm thick, and more preferably about 8 μm.
10 to 10 μm. Alternatively, the radiating window 24 can be made of any other suitable metal foil, such as a suitable non-metallic, low density material such as magnesium, aluminum, or ceramic. Further, the radiating window 24 may be welded or joined to the end cap 20. A rectangular support plate 22 having holes or openings 22a through which electrons pass is bolted to the end cap 20 using bolts 22b to help hold the emission window 24. Support plate 22 is preferably made of copper for heat dissipation, but in the alternative, it may be made of other suitable metals such as stainless steel, aluminum, or titanium. The hole 22a in the support plate 22 has a diameter of about 1/8 inch (
3.2 mm), providing an aperture of about 80% so that the electrons pass through the emission window 24.
【0016】
エンド・キャップ20は冷却通路27を備えており、その通路を冷却液がポン
プで注入され、エンド・キャップ20、支持板、および放射窓24を冷却する。
冷却液はインレット(流入口)25aから入り、アウトレット(流出口)25b
から出る。インレット25aとアウトレット25bは、電子ビーム装置ハウジン
グの電子ビーム冷媒供給口および戻り口に連結されている。冷媒供給口および戻
り口は、インレット25aおよびアウトレット25bを密封するための“O"リ
ング・シールを備えている。加速器10は、直径約12インチ(305mm)、
長さ20インチ(508mm)、重さ約50ポンド(23kg)である。The end cap 20 includes a cooling passage 27, through which a cooling liquid is pumped to cool the end cap 20, the support plate, and the radiation window 24.
Coolant enters from the inlet (inlet) 25a and the outlet (outlet) 25b.
Get out of. The inlet 25a and the outlet 25b are connected to the electron beam coolant supply port and the return port of the electron beam apparatus housing. The refrigerant supply and return ports are equipped with "O" ring seals for sealing the inlet 25a and outlet 25b. The accelerator 10 has a diameter of about 12 inches (305 mm),
It is 20 inches (508 mm) long and weighs about 50 pounds (23 kg).
【0017】
高電圧電力ケーブルのコネクタ12に連結される高電圧電気接続レセプタクル
18は基端エンド・キャプ16に取り付けられている。高電圧ケーブルが、図3
の高電圧電源48とフィラメント電源50からの電力を加速器10に供給する。
高電圧電源48は約100kVを供給するのが好ましいが、代替方法では、放射
窓24の厚さによって増減してもよい。フィラメント電源50は約15Vを供給
するのが好ましい。図2に示す2本の電気リード線26a/26bは、レセプタ
クル18から下方に延びて、加速器10を上部の絶縁チャンバ44と下部の真空
チャンバ46に分割する円盤形の高電圧セラミック絶縁体28を貫通している。
セラミック絶縁体28の外側シェルへの接合には、まず、絶縁体28がKOVA
R(登録商標)のような絶縁体28と同一の膨張係数を持つ金属製の中間リング
29にろう付けされる。次に、中間リング29が外側シェル14にろう付けされ
る。上部チャンバ44には排気後にSF6ガスのような絶縁媒体を充填するが、
代わりに、オイルまたは固体絶縁媒物を充填してもよい。気体状および液体状の
絶縁媒体は、閉止弁42を通して充填および排出が可能である。A high voltage electrical connection receptacle 18 coupled to the connector 12 of the high voltage power cable is attached to the proximal end cap 16. The high voltage cable is shown in Figure 3.
The electric power from the high voltage power source 48 and the filament power source 50 is supplied to the accelerator 10.
The high voltage power supply 48 preferably supplies about 100 kV, but in the alternative it may be scaled by the thickness of the radiation window 24. The filament power supply 50 preferably supplies about 15V. The two electrical leads 26a / 26b shown in FIG. 2 extend downwardly from the receptacle 18 to define a disk-shaped high voltage ceramic insulator 28 that divides the accelerator 10 into an upper insulation chamber 44 and a lower vacuum chamber 46. Penetrates.
For joining the ceramic insulator 28 to the outer shell, first, the insulator 28 is KOVA.
It is brazed to a metal intermediate ring 29 having the same expansion coefficient as the insulator 28 such as R (registered trademark). The intermediate ring 29 is then brazed to the outer shell 14. The upper chamber 44 is filled with an insulating medium such as SF 6 gas after evacuation,
Alternatively, it may be filled with oil or a solid insulating medium. Gaseous and liquid insulating media can be filled and drained through the stop valve 42.
【0018】
電子発生器31は真空チャンバ46内に位置しており、電気的に並列に接続し
た3本の長さ8インチ(203mm)のタングステン製のフィラメント32(図
4)から構成するのが望ましい。別の形態としては、2本のフィラメント32を
使用することもできる。電子発生器31はステンレス鋼製のハウジング30で囲
まれている。フィラメント・ハウジング30は、平坦な底壁33に設けた一連の
格子状の開口34と、ハウジング30の4つの側壁に設けた一連の開口35とを
有し、これら開口34,35が電子通過領域を形成している。フィラメント32
は、ハウジング30内でハウジング30の底壁33と上壁のほぼ中間に配置する
のが望ましい。開口35は実質的にフィラメント32よりも上方までは延びてい
ない。The electron generator 31 is located in the vacuum chamber 46 and is composed of three 8 inch (203 mm) long tungsten filaments 32 (FIG. 4) electrically connected in parallel. desirable. Alternatively, two filaments 32 can be used. The electron generator 31 is surrounded by a stainless steel housing 30. The filament housing 30 has a series of grid-like openings 34 in the flat bottom wall 33 and a series of openings 35 in the four side walls of the housing 30. These openings 34, 35 are electron passage regions. Is formed. Filament 32
Is preferably located in the housing 30 approximately midway between the bottom wall 33 and the top wall of the housing 30. The aperture 35 does not extend substantially above the filament 32.
【0019】
図3に示す電気リード線26aと配線52はフィラメント・ハウジング30を
電気的に高電圧電源48に接続する。電気リード線26bはフィラメント・ハウ
ジング30の孔30aを通り、フィラメント32をフィラメント電源50に電気
的に接続する。放射窓24は電気的に接地され、高電圧をフィラメント・ハウジ
ング30と放射窓24との間に印加させる。The electrical leads 26 a and wires 52 shown in FIG. 3 electrically connect the filament housing 30 to the high voltage power supply 48. Electrical lead 26b passes through hole 30a in filament housing 30 to electrically connect filament 32 to filament power supply 50. The emission window 24 is electrically grounded and a high voltage is applied between the filament housing 30 and the emission window 24.
【0020】
真空チャンバ46には、真空チャンバ46を排気するための、図2に示すイン
レット(排気口)39が設けられている。インレット39は、外側シェル14に
溶接したステンレス鋼製の外部パイプ36と、外部パイプ39にろう付けされた
密封可能な銅管38とを有する。真空チャンバを排気した後、パイプ38は圧力
を加えて冷間圧着され、シール40を形成して、真空チャンバ46を気密に密封
する。The vacuum chamber 46 is provided with an inlet (exhaust port) 39 shown in FIG. 2 for exhausting the vacuum chamber 46. The inlet 39 has a stainless steel outer pipe 36 welded to the outer shell 14 and a sealable copper pipe 38 brazed to the outer pipe 39. After evacuating the vacuum chamber, the pipe 38 is pressure cold pressed to form a seal 40 and hermetically seal the vacuum chamber 46.
【0021】
使用に際しては、加速器10を電子ビーム装置に組み込み、コネクタ12に電
気的に接続する。電子ビーム装置のハウジングいは加速器10を囲む鉛製の包囲
体が組み込まれている。フィラメント32は、フィラメント電源50(ACまた
はDC)から電力が供給されて、最高で約4200°Fまで加熱され、フィラメ
ント32に自由電子を発生させる。図3の高電圧電源48から印加されるフィラ
メント・ハウジング30と放射窓24間の高電圧により、図4に示すフィラメン
ト32上の自由電子56をフィラメント32から電子ビーム58の形にして加速
し、ハウジング30の開口34および放射窓24(図3)を通過して外部へ放射
する。In use, the accelerator 10 is built into the electron beam device and electrically connected to the connector 12. The housing of the electron beam apparatus incorporates a lead enclosure surrounding the accelerator 10. Filament 32 is powered by filament power supply 50 (AC or DC) and heated to a maximum of about 4200 ° F. causing filament 32 to generate free electrons. The high voltage between the filament housing 30 and the emission window 24 applied from the high voltage power supply 48 of FIG. 3 accelerates the free electrons 56 on the filament 32 shown in FIG. It radiates to the outside through the opening 34 of the housing 30 and the radiation window 24 (FIG. 3).
【0022】
側面開口35は、その周辺に弱い電界を発生させ、この電界が、フィラメント
32と放射窓24との間の高電圧電界線54を、ハウジング30の底壁33の平
面に対して平坦化(この平面と平行化)する。高電圧電界線54を平坦にするこ
とで、電子ビーム58の電子56は、図1のグラフ1に示すように中心位置に集
束することなく、比較的直線的に開口34を通ってハウジング30から放射され
る。この結果、電子ビーム58は、図1のグラフ2のプロファイルと同様のプロ
ファイルを有する、幅が約2インチ(50.8mm)、長さが約8インチ(20
3mm)の幅広いビームになる。図1のグラフ1の細い高密度電子ビームは、放
射窓24を貫通する孔を焼き抜くため、好ましくない。The side openings 35 generate a weak electric field around it, which causes the high-voltage electric field lines 54 between the filament 32 and the radiation window 24 to be flat against the plane of the bottom wall 33 of the housing 30. Convert (parallelize to this plane). By flattening the high voltage electric field lines 54, the electrons 56 of the electron beam 58 do not focus in the central position as shown in Graph 1 of FIG. Is emitted. As a result, the electron beam 58 has a width of about 2 inches (50.8 mm) and a length of about 8 inches (20 mm) with a profile similar to that of graph 2 of FIG.
3mm) wide beam. The thin high-density electron beam in graph 1 of FIG. 1 is not preferable because it burns out the hole penetrating the radiation window 24.
【0023】
側面開口35の機能をさらに図解するために、図5に側面開口を省いたハウジ
ング30を示す。図5から分かるように、側面開口35を省いた状態では、電界
線54は上方にアーチ形に湾曲する。電子56は電界線54にほぼ直交するよう
に進むため、電子56は細い電子ビーム57に集束する。対照的に、図4では、
電界線54は平坦になり、電子56は幅広の実質的に集束しない電子ビーム58
の状態で進む。したがって、従来の加速器では、高電圧のエキストラクタ(抽出
器)の電源を使用して高電圧電界力線を平坦化し、電子を電子ビームの横方向に
均一に分散させる必要があったのに対し、本発明では、開口35を設けることに
より、簡単かつ安価な方法で同一結果を得ることができる。To further illustrate the function of the side openings 35, FIG. 5 shows the housing 30 without the side openings. As can be seen from FIG. 5, when the side opening 35 is omitted, the electric field lines 54 curve upward in an arc shape. The electrons 56 travel so as to be substantially orthogonal to the electric field lines 54, so that the electrons 56 are focused into a narrow electron beam 57. In contrast, in FIG.
The electric field lines 54 are flattened and the electrons 56 are broad and substantially unfocused electron beam 58.
Proceed in the state of. Therefore, in the conventional accelerator, it was necessary to flatten the high-voltage electric field lines by using the power source of the high-voltage extractor to uniformly disperse the electrons in the lateral direction of the electron beam. In the present invention, by providing the opening 35, the same result can be obtained by a simple and inexpensive method.
【0024】
図2のフィラメント32または放射窓24を交換するとき、加速器10の全体
を電子ビーム装置ハウジングから取り外し、新しい加速器10と交換するだけで
よい。新しい加速器10は前もって高電圧運転用に調整されているので、電子ビ
ーム装置の休止時間は数分間だけになる。単一部分の交換のみで済むため、電子
ビーム装置のオペレータは真空技術や加速器技術の保守について高度に習熟する
必要はない。さらに、加速器10は小型軽量なので、1人で交換できる。When replacing the filament 32 or emission window 24 of FIG. 2, all that is required is to remove the entire accelerator 10 from the electron beam device housing and replace it with a new accelerator 10. Since the new accelerator 10 has been previously conditioned for high voltage operation, the electron beam system has only a few minutes of downtime. The operator of the electron beam system does not need to be highly proficient in the maintenance of vacuum or accelerator technology as only a single part needs to be replaced. Furthermore, since the accelerator 10 is small and lightweight, it can be replaced by one person.
【0025】
古い加速器10を再調整するためには、古い加速器を、例えば真空技術を専門
とする会社のような別の場所に送るのが望ましい。まず、放射窓24と支持板2
2を取り外して真空チャンバ46を開ける。次に、ハウジング30を真空チャン
バ46から取り外してフィラメント32を交換する。必要なら、上部チャンバ4
4内の絶縁媒体を、外側シェル14に設けたバルブ42から排出する。その後、
ハウジング30を真空チャンバ内に元通りに取り付ける。支持板22をエンド・
キャップ20にボルトで固定し、放射窓24を新しい物と交換する。新しい放射
窓24の外縁23はエンド・キャップ20にろう付けされて、密封構造を形成す
る。放射窓24は、支持板22、ボルト22b、およびボルト孔を覆っているの
で、“O"リングなどがなくても漏れがなく、この窓24が支持板22の前面を
密封する補助機能を果している。銅管38を取り外し、新しい銅管をパイプ36
にろう付けする。これらの調整作業は、真空チャンバ内および放射窓の汚染を防
ぐために、制御された清浄な空気環境内で行う。To recondition the old accelerator 10, it is desirable to send the old accelerator to another location, such as a company specializing in vacuum technology. First, the radiation window 24 and the support plate 2
2 is removed and the vacuum chamber 46 is opened. The housing 30 is then removed from the vacuum chamber 46 and the filament 32 is replaced. Upper chamber 4 if required
The insulating medium in 4 is discharged from a valve 42 provided in the outer shell 14. afterwards,
Reinstall the housing 30 in the vacuum chamber. End the support plate 22
The cap 20 is fixed with a bolt, and the radiation window 24 is replaced with a new one. The outer edge 23 of the new radiating window 24 is brazed to the end cap 20 to form a sealing structure. Since the radiation window 24 covers the support plate 22, the bolts 22b, and the bolt holes, there is no leakage even without an "O" ring, and the window 24 serves an auxiliary function of sealing the front surface of the support plate 22. There is. Remove the copper pipe 38 and replace it with a new copper pipe 36
Braze to. These conditioning operations are performed in a controlled, clean air environment to prevent contamination of the vacuum chamber and radiation windows.
【0026】
清浄な環境内で加速器10を組み立てることで、放射窓24は、容易に8〜1
0μmの厚さ、または6μmの厚さにまでできる。その理由は、塵埃または他の
汚染物質が、放射窓24と支持板22との間の放射窓24上に堆積するのが防止
されるからである。このような汚染物質は12.5μm未満の厚さの放射窓24
に孔を開ける。対照的に、従来の加速器の電子ビーム放射窓は、保守作業の際に
塵埃の多い現場で組立てられるため、12.5〜15μmの厚さを必要とする。
放射窓の12.5〜15μmの厚さは、塵埃が放射窓に孔を空けるのを防ぐには
十分な厚さである。By assembling the accelerator 10 in a clean environment, the radiating window 24 can easily be 8-1.
It can be as thin as 0 μm or as thick as 6 μm. The reason is that dust or other contaminants are prevented from accumulating on the radiation window 24 between the radiation window 24 and the support plate 22. Such pollutants are emitted through the emission window 24 with a thickness of less than 12.5 μm.
Make a hole in. In contrast, the electron beam emission window of a conventional accelerator requires a thickness of 12.5 to 15 μm because it is assembled in a dusty site during maintenance work.
The thickness of the radiation window of 12.5 to 15 μm is sufficient to prevent dust from perforating the radiation window.
【0027】
本発明の放射窓24は、一般に従来の加速器の放射窓よりも薄いため、電子を
加速して放射窓24を通過させるのみ要する電力が著しく小さくで済む。例えば
、従来の加速器では、厚さ12.5〜15μmの放射窓を貫通するよう電子を加
速するのに、約150kVが必要である。これに対し、本発明では、厚さ8〜1
0μmの放射窓を貫通するのに、約80〜125kVで済む。Since the emission window 24 of the present invention is generally thinner than the emission window of a conventional accelerator, the power required only to accelerate electrons to pass through the emission window 24 is significantly small. For example, in a conventional accelerator, about 150 kV is required to accelerate an electron through an emission window having a thickness of 12.5 to 15 μm. On the other hand, in the present invention, the thickness is 8 to 1
About 80 to 125 kV is required to penetrate the 0 μm emission window.
【0028】
その結果、同等の電子ビームを発生させるのに、加速器10は従来の加速器に
比べ効率が高くなる。さらに、低い電圧でよいため、加速器10は小型にでき、
従来の加速器で使用される円筒形または円錐形の絶縁体よりも小型の円盤形の絶
縁体28を使用できる。加速器10を従来の加速器よりも小型にできる理由は、
電圧が低いために加速器10の構成部品同士をさらに近接させて組み込めるから
である。真空チャンバ内を清浄環境に制御すれば、構成部品をさらに近接させて
組み込める。従来の加速器は高電圧で動作するうえに、加速器内に汚染物質が多
く存在するので、構成部品間の間隔を空けてそれらの間のアーク放電を防止する
必要がある。実際、従来の加速器では、真空ポンプからの汚染物質が使用中に加
速器内へ進入する。As a result, the accelerator 10 is more efficient than conventional accelerators in producing an equivalent electron beam. Further, since the low voltage is sufficient, the accelerator 10 can be made small,
A smaller disk-shaped insulator 28 can be used than the cylindrical or conical insulator used in conventional accelerators. The reason why the accelerator 10 can be made smaller than the conventional accelerator is
Because the voltage is low, the components of the accelerator 10 can be assembled closer together. By controlling the inside of the vacuum chamber to a clean environment, the components can be installed closer together. In addition to operating at high voltage, conventional accelerators also have a lot of contaminants in the accelerator, which necessitates spacing between components to prevent arcing between them. In fact, in conventional accelerators, contaminants from the vacuum pump enter the accelerator during use.
【0029】
次に、真空チャンバ46がインレット39から排気され、チューブ38が冷間
圧着して密封される。真空チャンバ46が密封されると、真空チャンバ46は恒
久的に真空状態を維持し、真空ポンプを作動させる必要はなくなる。これにより
本発明の加速器10を作動させるのが簡単で安価になる。その後、加速器10を
高電圧動作に備えて前調整する。この調整では、加速器10を電子ビーム装置に
接続し、電圧を徐々に上昇させて、真空チャンバ46内と放射窓24上の汚染物
質をすべて焼却する。真空チャンバ46内に残存するすべての分子は、高電圧お
よび/または電子ビームによりイオン化され、ハウジング30方向へ加速される
。イオン化された分子はハウジング30に衝突して、ハウジング30の表面に捕
獲され、その結果、一層真空度を上昇させる。また、加速器10を高電圧動作に
備えて前調整する間に、真空チャンバ46排気することもできる。加速器10は
電子ビーム装置から外されて、再使用のために保管される。Next, the vacuum chamber 46 is evacuated from the inlet 39, and the tube 38 is cold-pressed and sealed. When the vacuum chamber 46 is hermetically sealed, the vacuum chamber 46 remains permanently in vacuum and the vacuum pump need not be activated. This makes the accelerator 10 of the present invention simple and inexpensive to operate. Thereafter, the accelerator 10 is preconditioned for high voltage operation. In this adjustment, the accelerator 10 is connected to an electron beam device and the voltage is gradually increased to incinerate all contaminants in the vacuum chamber 46 and on the radiation window 24. All the molecules remaining in the vacuum chamber 46 are ionized by the high voltage and / or the electron beam and accelerated toward the housing 30. The ionized molecules collide with the housing 30 and are trapped on the surface of the housing 30, and as a result, the degree of vacuum is further increased. The vacuum chamber 46 can also be evacuated while the accelerator 10 is being preconditioned for high voltage operation. The accelerator 10 is removed from the electron beam system and stored for reuse.
【0030】
図6は3台の加速器10a、10b、10cを含むシステムを示す。これらの
加速器は、電子ビームを移動製品62の全幅に渡って隙間なく照射するように、
相互にジグザグに配置されている。電子ビーム60で照射する。それぞれの加速
器10a、10b、10cの電子ビームは、1台の加速器の外径よりも細いため
、3台を横に並べても製品62の全幅に渡って電子ビーム60を照射することは
できない。その代わりに、加速器10bを、製品62の移動方向に沿って、加速
器10aと10cに対して若干横後方にずれせて配置する。その結果、それぞれ
の電子ビーム60の側端が相互に横方向に隙間なく整列することになる。結果的
に、図のように、移動製品62は、電子ビーム60により階段状に全面が照射さ
れる。3台の加速器を示しているが、別の方法として、4台以上の加速器10を
ジグザグに配置してさらに幅広の製品を照射したり、2台の加速器10をジグザ
グ配置して狭い幅の製品を照射することもできる。FIG. 6 shows a system including three accelerators 10a, 10b, 10c. These accelerators irradiate the electron beam across the entire width of the moving product 62 without any gap,
They are arranged in a zigzag pattern relative to each other. Irradiate with the electron beam 60. Since the electron beams of the respective accelerators 10a, 10b, 10c are smaller than the outer diameter of one accelerator, even if the three are arranged side by side, the electron beam 60 cannot be irradiated over the entire width of the product 62. Instead, the accelerator 10b is arranged along the moving direction of the product 62, with a slight lateral shift to the accelerators 10a and 10c. As a result, the side edges of the respective electron beams 60 are laterally aligned with each other without a gap. As a result, as shown in the figure, the moving product 62 is irradiated stepwise with the electron beam 60 on the entire surface. Although three accelerators are shown, as an alternative method, four or more accelerators 10 are arranged in a zigzag to irradiate a wider product, or two accelerators 10 are arranged in a zigzag to produce a narrower product. Can also be irradiated.
【0031】
図7および8は、リード線26aと26bをフィラメント・ハウジング30と
フィラメント32に電気的に接続する別の好ましい方法を示す。リード線26a
はフィラメント・ハウジング30の上壁に固定される。3つのフィラメント・ブ
ラケット102はフィラメント・ハウジング30の上壁から下方に延びている。
フィラメント・マウント104が各ブラケット102に取り付けられている。絶
縁ブロック110とフィラメント・マウント108がフィラメント・ハウジング
30におけるフィラメント・マウント104と反対側の壁に取り付けられている
。フィラメント32は、フィラメント・マウント104と108との間に張り渡
して取り付けられている。。フレキシブルな(可撓性のある)リード線106で
、リード線26bとフィラメント・マウント108を電気的に接続する。フィラ
メント・ブラケット102は、ばね作用を有し、使用中にフィラメント32の膨
張と収縮を補償する。円筒状のブラケット112は、リード線26a/26bの
代わりにハウジング30を支持する。7 and 8 show another preferred method of electrically connecting the leads 26a and 26b to the filament housing 30 and filament 32. Lead wire 26a
Is fixed to the upper wall of the filament housing 30. Three filament brackets 102 extend downwardly from the top wall of filament housing 30.
A filament mount 104 is attached to each bracket 102. Insulating block 110 and filament mount 108 are mounted on the wall of filament housing 30 opposite filament mount 104. Filament 32 is mounted stretched between filament mounts 104 and 108. . A flexible lead 106 electrically connects the lead 26b and the filament mount 108. The filament bracket 102 has a spring effect to compensate for the expansion and contraction of the filament 32 during use. The cylindrical bracket 112 supports the housing 30 instead of the leads 26a / 26b.
【0032】
図9に示したフィラメント配置90は、複数のフィラメントを電気的に接続し
て、電子ビームの幅を単一フィラメントにより提供される幅よりも広げる別の好
ましい方法である。フィラメント92は平行に配置され、電気リード線94によ
り相互に電気的に直列接続されている。The filament arrangement 90 shown in FIG. 9 is another preferred method of electrically connecting multiple filaments to broaden the width of the electron beam beyond that provided by a single filament. The filaments 92 are arranged in parallel and electrically connected to each other in series by electrical leads 94.
【0033】
図10に示したフィラメント配置98は、一連のフィラメント97を示してお
り、これらフィラメント97は平行に配置され、2本の電気リード線96により
電気的に並列に接続されている。このフィラメント配置98も、電子ビームの幅
を広げる作用がある。The filament arrangement 98 shown in FIG. 10 shows a series of filaments 97, which are arranged in parallel and electrically connected in parallel by two electrical leads 96. This filament arrangement 98 also has the effect of widening the width of the electron beam.
【0034】
図11に示した、加速器70は本発明の別の好ましい実施形態である。加速器
70は、図2の加速器10で発生する電子ビームに対して90度の角度の方向に
電子ビームを発生する。加速器70は、加速器10と異なり、フィラメント78
が真空チャンバ88の長軸Aに対して垂直ではなく、平行になっている。さらに
、放射窓82が、真空チャンバのエンドキャップ74ではなく、外側シェル72
に配置され、長軸Aに平行に延びている。放射窓82は、外側シェル72の側壁
に取り付けた支持板80で保持されている。細長いフィラメント・ハウジング7
5が、フィラメント78を囲み、ハウジング75の一側壁76には、長軸Aに直
交する方向に開口した格子状開口34を有する。フィラメント・ハウジング75
の側部開口35は開口34に垂直な方向に開口している。エンド・キャップ74
は真空チャンバの端面を閉鎖する。加速器70は、複数のジグザグ配置された加
速器(図6)を使用することなく電子ビームを広い領域に照射するのに適し、ま
た狭い場所での使用に適する。加速器70は、長さ約3〜4フィート(900〜
1200mm)にでき、またジグザグに配置してさらに広い照射範囲を実現でき
る。Accelerator 70, shown in FIG. 11, is another preferred embodiment of the present invention. The accelerator 70 generates an electron beam in a direction at an angle of 90 degrees with respect to the electron beam generated by the accelerator 10 in FIG. Unlike the accelerator 10, the accelerator 70 has a filament 78.
Are not parallel to the long axis A of the vacuum chamber 88, but are parallel to each other. Further, the radiating window 82 does not allow the outer chamber 72 to be replaced by the vacuum chamber end cap 74.
Are arranged in parallel with the long axis A. The radiation window 82 is held by a support plate 80 attached to the side wall of the outer shell 72. Elongated filament housing 7
5 surrounds the filament 78, and has one side wall 76 of the housing 75 with the lattice-shaped openings 34 opened in the direction orthogonal to the major axis A. Filament housing 75
The side opening 35 is open in a direction perpendicular to the opening 34. End cap 74
Closes the end of the vacuum chamber. The accelerator 70 is suitable for irradiating a large area with an electron beam without using a plurality of zigzag-arranged accelerators (FIG. 6), and is also suitable for use in a narrow space. The accelerator 70 is about 3-4 feet long (900-
1200 mm) and can be arranged in a zigzag to realize a wider irradiation range.
【0035】
図12に示す加速器100は本発明のさらに別の実施形態を示す。加速器10
0は、内部に真空チャンバ104を有する、セラミック材料で形成されたほぼ円
筒形の外側シェル102を備える。外側シェル102は閉じた基端部106と、
それの反対側にある開いた先端部118を有する。外部シェル102の外部表面
は一連の波形102aを備えており、それにより、外側シェル102が円滑面で
ある場合に比べ、加速器100を高電圧で動作できる。開放端118は円滑な外
側表面を持つ部分を有する。金属製のエンド・キャップ110は、外側シェル1
02の円滑な開放された先端部118を囲み、それをカバーして、真空チャンバ
104を封止する。The accelerator 100 shown in FIG. 12 represents yet another embodiment of the present invention. Accelerator 10
0 comprises a generally cylindrical outer shell 102 formed of a ceramic material having a vacuum chamber 104 therein. The outer shell 102 has a closed proximal end 106,
It has an open tip 118 opposite it. The outer surface of the outer shell 102 is provided with a series of corrugations 102a that allow the accelerator 100 to operate at higher voltages than if the outer shell 102 were a smooth surface. The open end 118 has a portion with a smooth outer surface. The metal end cap 110 is the outer shell 1
It encloses and covers the smooth open tip 118 of 02 to seal the vacuum chamber 104.
【0036】
放射窓24を有するエンド・キャップ110は中間の環状の金属ばね108に
ろう付けされ、そのばねは外側シェル102にろう付けされている。こうして、
セラミック部材であるエンド・キャップ110と放射窓24との間に環状のばね
108が係合されて、このばね108が真空チャンバ104を密封する。ばね1
08により、セラミックの外側シェル102とエンド・キャップ110が、半径
方向および軸方向に異なる膨張率と収縮率を有することを許容しながら、その間
の気密な密封を維持することが可能になる。ばね108は、エンド・キャップ1
10を外側シェル102からわずかに離して間隔を空け、さらに弾性材料で構成
されることにより、これを達成する。ばね108は環状の内側V形隆起部108
aを有し、その内側の脚が外側シェル102にろう付けされている。環状の外側
フランジ108bは、V形隆起部分108aから径方向外方に突出し、エンド・
キャップ110にろう付けされている。The end cap 110 with the radiating window 24 is brazed to an intermediate annular metal spring 108, which is brazed to the outer shell 102. Thus
An annular spring 108 is engaged between the ceramic member end cap 110 and the radiation window 24, and the spring 108 seals the vacuum chamber 104. Spring 1
08 allows the ceramic outer shell 102 and the end cap 110 to have different radial and axial expansion and contraction rates while maintaining a hermetic seal therebetween. Spring 108 is end cap 1
This is accomplished by spacing 10 slightly away from the outer shell 102 and further comprising an elastic material. The spring 108 is an annular inner V-shaped ridge 108.
a, whose inner legs are brazed to the outer shell 102. An annular outer flange 108b projects radially outward from the V-shaped raised portion 108a,
It is brazed to the cap 110.
【0037】
エンド・キャップ110は外側環状壁112と内側環状壁114とを備え、両
者の間に環状ギャップ116を形成し、そのギャップ内に外側シェル102の開
いた先端部118が進入している。ギャップ116は先端部118の壁厚よりも
広く、それにより先端部118がギャップ116の側面と底面から間隔を空け、
ギャップ116a、116b、116cで示されたように、先端部118まわり
に、真空チャンバ104をインレット39に接続するための空間、すなわち通路
を形成する。この通路により、真空チャンバ104はインレット39を介して排
気される。インレット39は、エンド・キャップ110の外側の環状壁112に
ろう付けまたは溶接され、その壁を貫通して延びている。The end cap 110 comprises an outer annular wall 112 and an inner annular wall 114 forming an annular gap 116 between which the open tip 118 of the outer shell 102 enters. . Gap 116 is wider than the wall thickness of tip 118, which causes tip 118 to be spaced from the sides and bottom of gap 116,
Around the tip 118, a space or passage is formed for connecting the vacuum chamber 104 to the inlet 39, as indicated by the gaps 116a, 116b, 116c. By this passage, the vacuum chamber 104 is exhausted through the inlet 39. The inlet 39 is brazed or welded to the outer annular wall 112 of the end cap 110 and extends therethrough.
【0038】
また、エンド・キャップ110は、貫通孔22aを持つ支持板22を備える。
放射窓24は支持板22上で、一般に加熱および加圧により、またはろう付けも
しくは溶接により、エンド・キャップに接合される。中心開口120aを有する
カバー・プレート120は、放射窓24を覆って、それを保護する。エンド・キ
ャップ110は、図2に示した通路と同様の冷却通路27を有する。エンド・キ
ャップ110は単一物で示されているが、代替方法では、複数の部分から形成す
ることも可能である。例えば、支持板22と環状壁114は別個の構成部品であ
ってもよい。さらに、必要に応じ、環状壁114を無くすることもできる。The end cap 110 also includes a support plate 22 having a through hole 22a.
The radiant window 24 is bonded to the end cap on the support plate 22, generally by heating and pressing, or by brazing or welding. A cover plate 120 having a central opening 120a covers and protects the radiation window 24. The end cap 110 has a cooling passage 27 similar to the passage shown in FIG. Although the end cap 110 is shown as a single piece, in the alternative it could be formed from multiple parts. For example, the support plate 22 and the annular wall 114 may be separate components. Further, the annular wall 114 can be omitted if desired.
【0039】
フィラメント・ハウジング30は真空チャンバ104内の、外側シェル102
の閉じた基端部106の直下に配置される。電気リード線26a/26bは、外
側シェル102の基端部106を貫通して延び、それに対し密封されている。フ
ィラメント30と電子発生器31は図2に示したものと同様である。開口35が
フィラメント・ハウジング30内に示されているが、代替方法ではこの開口を削
除できる。The filament housing 30 is contained within a vacuum chamber 104, the outer shell 102.
Is located just below the closed proximal end 106 of the. Electrical leads 26a / 26b extend through the proximal end 106 of the outer shell 102 and are sealed thereto. The filament 30 and the electron generator 31 are the same as those shown in FIG. Although the opening 35 is shown in the filament housing 30, this opening may be omitted in alternative methods.
【0040】
図13に示す加速器130はさらに別の好ましい加速器である。加速器130
は金属の外側シェル122を備え、そのシェルが円滑な外部表面を有するセラミ
ックの内側シェル124を囲んでいる。好ましくは、内側シェル124の開いた
先端部118は支持板22まで延び、それにより真空チャンバ134と外側シェ
ルとの間にセラミック材料の環状壁(セラミック部材)136を形成する。代替
方法では、支持板22に達する前に、先端部118を終端させてもよい。内側シ
ェル124は、先端部118の反対側の基端部119を貫通して延びる円錐台形
開口124aを有する。コネクタ138を有する電気リード線128は、円錐台
形開口124aを通って延び、電気リード線26a/26bを介してフィラメン
ト・ハウジング30と電子発生器31に電力を供給する。The accelerator 130 shown in FIG. 13 is yet another preferred accelerator. Accelerator 130
Comprises a metallic outer shell 122 which surrounds a ceramic inner shell 124 having a smooth outer surface. Preferably, the open tip 118 of the inner shell 124 extends to the support plate 22, thereby forming an annular wall (ceramic member) 136 of ceramic material between the vacuum chamber 134 and the outer shell. Alternatively, the tip 118 may be terminated prior to reaching the support plate 22. The inner shell 124 has a frustoconical opening 124a extending through a proximal end 119 opposite the distal end 118. An electrical lead 128 having a connector 138 extends through the frustoconical opening 124a and powers the filament housing 30 and electron generator 31 via electrical leads 26a / 26b.
【0041】
フィラメント・ハウジング30と電子発生器31は加速器100(図12)の
ものと同様である。電気リード線128は高分子材料製の柔軟な(可撓性を持つ
)絶縁プラグ126の中心開口126aを貫通して延びる。絶縁プラグ126は
、円錐台形孔124aに密着して孔124aを密封するための、嵌め合わせ円錐
台形外面126bを備える。外側シェル122に固定された保持キャップ140
は、プラグ126に軸方向圧縮力を付加し、プラグ126を円錐台形孔124a
の収束形表面に押し付けて、プラグ126を電気リード線128の外周に圧迫し
、電気リード線128とプラグ126の間を密封する。好ましくは、プラグ12
6は、1014〜1015Ω−cmの電気抵抗を持つエチレン・プロピレン・ゴムか
ら製作される。また、内側シェル124は1014Ω−cmの電気抵抗を有するの
が望ましい。Filament housing 30 and electron generator 31 are similar to those of accelerator 100 (FIG. 12). The electrical lead 128 extends through a central opening 126a of a polymeric insulating flexible plug 126. The insulating plug 126 includes a mating frustoconical outer surface 126b for sealingly sealing the frustoconical hole 124a. Retaining cap 140 fixed to the outer shell 122
Applies an axial compressive force to the plug 126, causing the plug 126 to have a frustoconical hole 124a.
Of the plug 126 against the outer circumference of the electrical lead 128 to provide a tight seal between the electrical lead 128 and the plug 126. Preferably the plug 12
6 is made from ethylene propylene rubber having an electrical resistance of 10 14 to 10 15 Ω-cm. Also, the inner shell 124 preferably has an electrical resistance of 10 14 Ω-cm.
【0042】
図14は、加速器100および130(図12および13)に使用される電子
発生器用の好ましいフィラメント32を示す。フィラメント32は一連の曲線に
より、ほぼW字形に形成される。これにより、フィラメント32は、動作中、弾
性部材またはばね力が負荷された部材による支持を必要とせずに、膨張および収
縮が可能になる。フィラメント32の端部は、図14に示されるようにヘアピン
状に曲げることで、その端部を電気リード線26a,26b内の開口またはスロ
ットに挿入できる。必要に応じて、複数のフィラメント32を使用できる。FIG. 14 shows a preferred filament 32 for the electron generator used in accelerators 100 and 130 (FIGS. 12 and 13). The filament 32 is formed into a substantially W shape by a series of curved lines. This allows the filament 32 to expand and contract during operation without the need for support by elastic or spring-loaded members. The ends of the filament 32 can be bent into hairpins as shown in FIG. 14 to insert the ends into openings or slots in the electrical leads 26a, 26b. Multiple filaments 32 can be used if desired.
【0043】
図15に示すように、必要に応じて、加速器100および130(図12およ
び13)内の支持板22の孔22aを、充填または詰めることにより、得られる
放射電子ビームがビームを横切る方向に沿って可変な密度プロファイルを有する
ようにできる。他の方法として、孔22aを充填または詰める代わりに、製造の
際に所望の孔分布のパターンを形成するよう、孔22aを支持板22内に配置で
きる。図15には特定の形状142を示したが、任意の所望の形状を形成するこ
とも可能である。As shown in FIG. 15, the holes 22a of the support plate 22 in the accelerators 100 and 130 (FIGS. 12 and 13) are filled or packed, if necessary, so that the resulting emitted electron beam traverses the beam. It may have a variable density profile along the direction. Alternatively, instead of filling or packing the holes 22a, the holes 22a can be arranged in the support plate 22 so as to form a desired pattern of hole distribution during manufacture. Although a particular shape 142 is shown in FIG. 15, any desired shape can be formed.
【0044】
図16に示すように、必要に応じて、延長ノズル144を加速器100および
130(図12および13)に固定できる。この場合、放射窓24はノズルの先
端部に配置できる。ノズル144はカップおよびボトルなどの狭い開口内に挿入
して、内部を滅菌するのに使用できる。As shown in FIG. 16, extension nozzles 144 can be secured to accelerators 100 and 130 (FIGS. 12 and 13) if desired. In this case, the radiation window 24 can be arranged at the tip of the nozzle. Nozzle 144 can be inserted into narrow openings such as cups and bottles and used to sterilize the interior.
【0045】
本発明の電子加速器は、液体、気体(空気などの)または表面の滅菌のほか、
医用製品、食品、有害医用廃棄物および有害廃棄物の浄化に適する。他の用途に
は、オゾン生成、燃料噴霧、および材料の化学的接合を含む。さらに、本発明の
電子加速器は、インク、コーティング、接着剤および密封剤の硬化に使用できる
。さらに、ポリマーのような材料を、電子ビームを照射しながら架橋させて、構
造特性を改良できる。The electron accelerator of the present invention is used for sterilization of liquid, gas (such as air) or surface,
Suitable for purification of medical products, food, hazardous medical waste and hazardous waste. Other applications include ozone generation, fuel atomization, and chemical bonding of materials. Further, the electron accelerator of the present invention can be used to cure inks, coatings, adhesives and sealants. In addition, materials such as polymers can be cross-linked with electron beam irradiation to improve structural properties.
【0046】
フィラメント・ハウジング30の一連の開口35は、電界線の形状を変更する
受動的電界線シェーパ、特に、電界線を平坦にするフラットナを形成する。用語
の“受動的"は、電界線が別個のエキストラクタ(抽出器)電源を必要とせずに
形成されることを意味する。また、電界線は、複数のフィラメントを使用して形
成できる。さらに、隔壁または受動的電極をフィラメント間に配置して、電界線
を別の形に形成できる。複数のフィラメント、隔壁または受動的電極は、電界線
を平坦およびその他の形状にするフラットナとして使用できる。The series of openings 35 in the filament housing 30 form a passive electric field line shaper that modifies the shape of the electric field lines, in particular a flattener that flattens the electric field lines. The term "passive" means that the electric field lines are formed without the need for a separate extractor power supply. Further, the electric field lines can be formed by using a plurality of filaments. In addition, barriers or passive electrodes can be placed between the filaments to form the electric field lines in a different shape. Multiple filaments, barriers or passive electrodes can be used as a flattener to flatten and otherwise shape the electric field lines.
【0047】
本発明を好ましい実施形態により図示し、説明してきたが、当業者には、添付
の特許請求の範囲に定義された本発明の精神と範囲から逸脱することなく、形状
または細部の各種の変更が実行可能であることは理解されるであろう。While the invention has been illustrated and described by way of preferred embodiments, those skilled in the art will appreciate that various shapes and details can be changed without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. It will be appreciated that modifications of the above are feasible.
【0048】
例えば、本発明の特定の実施形態では、複数のフィラメントを備えることを説
明してきたが、代替方法では、1つのフィラメントだけを使用できる。さらに、
外側シェル(セラミックの外側シェル102を除く)、エンド・キャップ、およ
びフィラメント・ハウジングは、ステンレス鋼から製作されるのが望ましいが、
代替方法では、他の適切な金属、例えばチタン、銅、またはKOVAR(登録商
標)などを使用できる。エンド・キャップ16,20は、通常、外側シェル14
に溶接されるが、代わりにろう付けも可能である。支持板22の孔22aは、ス
ロットのような非円形形状にできる。フィラメント32の寸法と加速器10の外
径は、用途に依存して変更できる。また、ガラスのような他の適切な材料を絶縁
体28として使用できる。For example, although certain embodiments of the present invention have been described as having multiple filaments, alternative methods may use only one filament. further,
The outer shells (except the ceramic outer shell 102), end caps, and filament housing are preferably made of stainless steel,
Alternatively, other suitable metals can be used, such as titanium, copper, or KOVAR®. The end caps 16, 20 are typically the outer shell 14
However, brazing is also possible instead. The holes 22a of the support plate 22 can have a non-circular shape like a slot. The dimensions of filament 32 and the outer diameter of accelerator 10 can be varied depending on the application. Also, other suitable materials such as glass can be used as the insulator 28.
【0049】
好ましくは、チタンの放射窓の厚さは12.5μm未満(6〜12μm)であ
るが、必要に応じて、特定の用途用に12.5μmよりも厚くできる。12.5
μmよりも厚い放射窓に対しては、高電圧電源は約100kV〜150kVを供
給する必要がある。放射窓がチタンより軽い(アルミニウムを使用する場合のよ
うな)材料から製作されている場合、放射窓の厚さを対応するチタンの放射窓よ
りも厚くしながら、同一電子ビーム特性を得ることができる。好ましくは、加速
器は円筒形状の横断面を持つが、他の適切な形状、例えば矩形または楕円形の横
断面を有することもできる。本発明の加速器を大量に製作してコストを下げると
、使い捨てユニットとして使用できる。加速器10,70のレセプタクル18を
長軸Aに垂直に配置して、スペースを節約することもできる。最後に、本発明の
異なる実施形態の各種の構造は、組合せまたは割愛可能である。Preferably, the thickness of the titanium emission window is less than 12.5 μm (6-12 μm), but can be greater than 12.5 μm for specific applications if desired. 12.5
For radiation windows thicker than μm, the high voltage power supply should supply approximately 100-150 kV. If the emission window is made of a material that is lighter than titanium (such as when using aluminum), it is possible to obtain the same electron beam characteristics while making the emission window thicker than the corresponding titanium emission window. it can. Preferably, the accelerator has a cylindrical cross section, but it may have any other suitable shape, such as a rectangular or elliptical cross section. If the accelerator of the present invention is manufactured in a large amount to reduce the cost, it can be used as a disposable unit. The receptacles 18 of the accelerators 10, 70 can also be arranged perpendicular to the long axis A to save space. Finally, the various structures of the different embodiments of the present invention can be combined or omitted.
【図1】
絞られた電子ビーム内の電子の分布を示すグラフと、電子が電子ビームの幅全
体に均一に分布している状態を示すグラフとを重ねた特性図である。FIG. 1 is a characteristic diagram in which a graph showing a distribution of electrons in a narrowed electron beam and a graph showing a state in which the electrons are uniformly distributed in the entire width of the electron beam are overlapped.
【図2】 本発明の電子ビーム加速器の側面断面図である。[Fig. 2] It is a side sectional view of an electron beam accelerator of the present invention.
【図3】 図2の加速器の電力接続を示す概略図である。[Figure 3] FIG. 3 is a schematic diagram showing power connection of the accelerator of FIG. 2.
【図4】 フィラメント・ハウジングの端面断面図であり、電界線を示している。[Figure 4] FIG. 3 is an end cross-sectional view of the filament housing showing electric field lines.
【図5】
フィラメント・ハウジングの端面断面図であり、側面開口35が無い場合の電
界線を示している。FIG. 5 is an end cross-sectional view of the filament housing showing the electric field lines without the side openings 35.
【図6】 複数の電子ビーム加速器を組み込んだシステムの平面図である。[Figure 6] FIG. 3 is a plan view of a system incorporating multiple electron beam accelerators.
【図7】
フィラメント・ハウジングの概略の端面断面図であり、フィラメントを電気接
続する別の好ましい方法を示す。FIG. 7 is a schematic end cross-sectional view of a filament housing showing another preferred method of electrically connecting filaments.
【図8】 図7の概略の底面断面図である。[Figure 8] FIG. 8 is a schematic bottom cross-sectional view of FIG. 7.
【図9】 別の好ましいフィラメント配置の概略図である。[Figure 9] FIG. 6 is a schematic view of another preferred filament arrangement.
【図10】 さらに別の好ましいフィラメント配置の概略図である。[Figure 10] FIG. 6 is a schematic view of yet another preferred filament arrangement.
【図11】 別の好ましい電子ビーム加速器の側面断面図である。FIG. 11 FIG. 6 is a side sectional view of another preferred electron beam accelerator.
【図12】 さらに別の好ましい電子ビーム加速器の側面断面図である。[Fig. 12] FIG. 7 is a side sectional view of yet another preferred electron beam accelerator.
【図13】 さらに別の好ましい電子ビーム加速器の側面断面図である。[Fig. 13] FIG. 7 is a side sectional view of yet another preferred electron beam accelerator.
【図14】 別の好ましいフィラメント配置の底面図である。FIG. 14 FIG. 6 is a bottom view of another preferred filament arrangement.
【図15】
ビームの横方向の可変密度プロファイルを持つ電子ビームを生成するために、
充填された孔のパターンを持つサポート・プレートを示す平面図である。FIG. 15: To produce an electron beam with a lateral variable density profile of the beam,
FIG. 6 is a plan view showing a support plate having a pattern of filled holes.
【図16】 延長ノズルの側面図である。FIG. 16 It is a side view of an extension nozzle.
22…支持板、26a,26b…電気リード線、24…放射窓、30…ハウジ
ング、31…電子発生器、34,35…開口(電子透過領域)、35…電界線シ
ェーパ、56…電子、58…電子ビーム、100,130…電子加速器、102
,124,136…セラミック部材、104,134…真空チャンバ、122…
外側シェル、124a…円錐台形孔22 ... Support plate, 26a, 26b ... Electric lead wire, 24 ... Radiation window, 30 ... Housing, 31 ... Electron generator, 34, 35 ... Opening (electron transmission area), 35 ... Electric field line shaper, 56 ... Electron, 58 ... electron beam, 100, 130 ... electron accelerator, 102
, 124, 136 ... Ceramic member, 104, 134 ... Vacuum chamber, 122 ...
Outer shell, 124a ... frustoconical hole
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,MZ,SD,SL,SZ,TZ,UG ,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD, RU,TJ,TM),AE,AG,AL,AM,AT, AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,BZ,C A,CH,CN,CR,CU,CZ,DE,DK,DM ,DZ,EE,ES,FI,GB,GD,GE,GH, GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP,K E,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS ,LT,LU,LV,MA,MD,MG,MK,MN, MW,MX,MZ,NO,NZ,PL,PT,RO,R U,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM ,TR,TT,TZ,UA,UG,UZ,VN,YU, ZA,ZW (72)発明者 フェリス・ケネス・ピー アメリカ合衆国,ヴァーモント州 05672, ストーウェ,ロワー サンボーン ロード 235─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, I T, LU, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ , CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, K E, LS, MW, MZ, SD, SL, SZ, TZ, UG , ZW), EA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AE, AG, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, BZ, C A, CH, CN, CR, CU, CZ, DE, DK, DM , DZ, EE, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, K E, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS , LT, LU, LV, MA, MD, MG, MK, MN, MW, MX, MZ, NO, NZ, PL, PT, RO, R U, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM , TR, TT, TZ, UA, UG, UZ, VN, YU, ZA, ZW (72) Inventor Ferris Kenneth Pee Vermont, United States 05672, Storwe, Lower Sanborn Road 235
Claims (14)
空チャンバであって、前記放射窓が前記真空チャンバに、両者間を気密に密封す
るよう金属接触して接合された金属箔から形成され、前記放射窓の厚さは約12
.5μm未満であり、内部を恒久自己保持真空に維持するように気密に密封され
ている真空チャンバと、 前記真空チャンバ内に配置されて電子を発生させる電子発生器と、 前記電子発生器を囲むハウジングであって、前記電子発生器と放射窓との間に
形成される電子透過領域を有し、電圧が前記ハウジングと放射窓の間に印加され
たときに、電子を前記電子発生器から前記放射窓の外部へ向けて電子ビームとし
て加速するハウジングと、 を備えている電子加速器。1. A vacuum chamber comprising an elongated ceramic member having an electron beam emission window, the emission window being formed from a metal foil bonded to the vacuum chamber in metal contact to provide a hermetic seal therebetween. And the thickness of the radiation window is about 12
. A vacuum chamber of less than 5 μm, hermetically sealed so as to maintain a permanent self-holding vacuum therein; an electron generator disposed in the vacuum chamber to generate electrons; and a housing surrounding the electron generator. And having an electron transmissive region formed between the electron generator and the emission window, wherein electrons are emitted from the electron generator when a voltage is applied between the housing and the emission window. An electron accelerator including a housing that accelerates an electron beam toward the outside of the window.
ている電子加速器。2. The electron accelerator according to claim 1, wherein the elongated ceramic member is corrugated.
の間に係合された環状のバネ部材を備えている電子加速器。3. The electron accelerator according to claim 2, further comprising an annular spring member engaged between the radiation window and the ceramic member.
ック部材を囲む金属シェルを備えている電子加速器。4. The electron accelerator of claim 1, wherein the vacuum chamber further comprises a metal shell surrounding the ceramic member.
、前記電子加速器が、さらに、 前記円錐台形孔を通って延びて、前記電子発生器に電力を供給する電気リード
線と、 前記電子リード線を囲み、前記円錐台形孔を密封する円錐台形表面を持つ柔軟
な絶縁プラグと、 前記シェルに固定されて前記円錐台形孔内に前記プラグを保持する保持キャッ
プとを備えている電子加速器。5. The electric ceramic wire of claim 4, wherein the ceramic member includes a frustoconical hole, the electron accelerator further extending through the frustoconical hole to provide electrical power to the electron generator. A flexible insulating plug surrounding the electronic lead and having a frustoconical surface for sealing the frustoconical hole, and a retaining cap secured to the shell to retain the plug within the frustoconical hole. Electron accelerator.
連の開口を備えている電子加速器。6. The electron accelerator according to claim 1, wherein the electron transmissive region comprises a series of openings in the housing.
タン箔で形成されている電子加速器。7. The electron accelerator according to claim 1, wherein the radiation window is formed of a titanium foil having a thickness of about 8 to 10 μm.
させるための一連の貫通孔を有する支持板を備え、前記一連の孔が、可変密度プ
ロファイルを持つ前記電子ビームを形成するために前記支持板を横切る電子透過
性を変化させ得るように配置されている電子加速器。8. The support plate according to claim 1, further comprising a support plate having a series of through holes for holding the emission window and allowing electrons to pass therethrough, wherein the series of holes includes the electron beam having a variable density profile. An electron accelerator arranged to vary electron transparency across the support plate to form.
空チャンバであって、前記放射窓が前記真空チャンバに、両者間を気密に密封す
るよう金属接触して接合された金属箔から形成され、前記放射窓の厚さは約12
.5μm未満であり、内部を恒久自己保持真空に維持するように気密に密封され
ている真空チャンバを設けるステップと、 前記真空チャンバ内に配置された電子発生器を用いて電子を発生させるステッ
プと、 前記電子発生器をハウジングで囲み、前記ハウジングが前記電子発生器と放射
窓との間に形成される電子透過領域を有しており、電圧が前記ハウジングと放射
窓の間に印加されたときに、電子を前記電子発生器から前記放射窓の外部へ向け
て電子ビームとして加速するステップと、 を含む電子を加速する方法。9. A vacuum chamber comprising an elongated ceramic member having an electron beam emission window, said emission window being formed from a metal foil bonded to said vacuum chamber in metal contact to provide a hermetic seal therebetween. And the thickness of the radiation window is about 12
. Providing a vacuum chamber of less than 5 μm and hermetically sealed so as to maintain a permanent self-holding vacuum therein; generating electrons using an electron generator disposed in the vacuum chamber; Enclosing the electron generator with a housing, the housing having an electron transmissive region formed between the electron generator and the emission window, when a voltage is applied between the housing and the emission window. Accelerating the electrons from the electron generator toward the outside of the emission window as an electron beam, and accelerating the electrons.
けるステップをさらに含む方法。10. The method of claim 9, further comprising corrugating the elongated ceramic member.
環状バネ部材を係合するステップをさらに含む方法。11. The method of claim 10, further comprising engaging an annular spring member between the radiation window and the ceramic member.
むステップをさらに含む方法。12. The method of claim 9, further comprising surrounding the ceramic member with a metal shell.
含み、前記方法が、さらに、 前記電子発生器に電力を供給するために、電気リード線を前記円錐台形孔を通
して延ばすステップと、 前記円錐台形孔を密封する円錐台形表面を備えた柔軟な絶縁プラグを用いて前
記電気リード線を囲むステップと、 前記プラグを、前記シェルに固定された保持キャップを用いて前記円錐台形孔
に保持するステップとを含む方法。13. The method of claim 12, wherein the ceramic member includes a frustoconical hole and the method further comprises extending an electrical lead through the frustoconical hole to power the electron generator. Surrounding the electrical lead with a flexible insulating plug having a frustoconical surface for sealing the frustoconical hole, the plug being fitted into the frustoconical hole with a retaining cap secured to the shell. Retaining.
保持するステップを含み、前記支持板が前記電子ビームを通過させるためのプレ
ートを貫通する一連の孔を有し、前記一連の孔が、可変密度プロファイルを持つ
前記電子ビームを形成するために前記支持板を横切る電子透過性を変化させ得る
ように配置されている方法。14. The method of claim 9, further comprising holding the emission window with a support plate, the support plate having a series of holes through the plate for passing the electron beam, The method wherein the series of holes are arranged to vary electron transparency across the support plate to form the electron beam with a variable density profile.
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013228332A (en) * | 2012-04-26 | 2013-11-07 | Jfe Engineering Corp | Manufacturing method of particle beam transmission window, and particle beam transmission window |
| JP2017513570A (en) * | 2014-03-24 | 2017-06-01 | テトラ ラバル ホールディングス アンド ファイナンス エス エイ | Electron beam emitter |
| WO2021240921A1 (en) * | 2020-05-29 | 2021-12-02 | 浜松ホトニクス株式会社 | Electron beam irradiation device and electron beam irradiation device manufacturing method |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6630774B2 (en) | 2001-03-21 | 2003-10-07 | Advanced Electron Beams, Inc. | Electron beam emitter |
| JP5438325B2 (en) | 2006-02-14 | 2014-03-12 | 日立造船株式会社 | How to illuminate the inside of a bottle |
| JP2011521259A (en) * | 2008-05-21 | 2011-07-21 | アドバンスト・エレクトロン・ビームズ・インコーポレーテッド | Electron beam irradiation apparatus having an electron gun including a slot |
| DE102008045187A1 (en) | 2008-08-30 | 2010-03-04 | Krones Ag | Electron beam sterilization for containers |
| SE0802102A2 (en) | 2008-10-07 | 2010-07-20 | Tetra Laval Holdings & Finance | Control method for a device for electron beam sterilization and a device for carrying out said method |
| US8293173B2 (en) | 2009-04-30 | 2012-10-23 | Hitachi Zosen Corporation | Electron beam sterilization apparatus |
| US20110012030A1 (en) * | 2009-04-30 | 2011-01-20 | Michael Lawrence Bufano | Ebeam sterilization apparatus |
| CN102074431B (en) * | 2010-11-30 | 2012-07-04 | 南京大学 | Electron gun control circuit for electronic linear accelerator |
| US20130284587A1 (en) * | 2010-12-16 | 2013-10-31 | Hitachi Zosen Corporation | Ozone and plasma generation using electron beam technology |
| CN104616949B (en) * | 2013-11-05 | 2017-10-27 | 上海联影医疗科技有限公司 | A kind of electronics output window |
| WO2015125418A1 (en) * | 2014-02-19 | 2015-08-27 | Hitachi Zosen Corporation | Electron beam irradiator and irradiation system with emission detection |
| JP6119898B2 (en) * | 2016-03-29 | 2017-04-26 | Jfeエンジニアリング株式会社 | Particle beam transmission window |
| CN110402614B (en) * | 2017-01-26 | 2022-09-06 | 加拿大光源公司 | Electron beam exit window in isotope production |
| CN106601577A (en) * | 2017-02-28 | 2017-04-26 | 公安部第研究所 | Corrugated glass bulb X-ray tube |
| CN111010794A (en) * | 2019-12-26 | 2020-04-14 | 北京机电工程研究所 | Plasma generating unit and using method |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5362977A (en) * | 1976-11-17 | 1978-06-05 | Hitachi Ltd | Plane face pressure insulated electron gun |
| JPS5366151A (en) * | 1976-11-26 | 1978-06-13 | Hitachi Ltd | Electron gun unit of electron microscope and equivalent unit |
| JPS5568057A (en) * | 1978-11-17 | 1980-05-22 | Hitachi Ltd | Electron gun |
| JPS5693949U (en) * | 1979-12-19 | 1981-07-25 | ||
| JPS6086746A (en) * | 1983-09-17 | 1985-05-16 | ライボルト・アクチェンゲゼルシャフト | Electron gun |
| JPH02199386A (en) * | 1988-10-13 | 1990-08-07 | Hubert Boesch | Sealing apparatus of valve flange in particular for vacuum technique |
| WO1998029895A1 (en) * | 1997-01-02 | 1998-07-09 | Applied Advanced Technologies, Inc. | Electron beam accelerator |
| JPH10232290A (en) * | 1997-02-20 | 1998-09-02 | Japan Atom Energy Res Inst | Manufacturing method of ceramic bellows |
| JPH1130700A (en) * | 1997-05-15 | 1999-02-02 | Toyo Ink Mfg Co Ltd | Pattern forming method and patterned product |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9220226D0 (en) * | 1992-09-24 | 1992-11-04 | Eev Ltd | Electron gun assemblies |
| US5414267A (en) * | 1993-05-26 | 1995-05-09 | American International Technologies, Inc. | Electron beam array for surface treatment |
| CA2126251A1 (en) * | 1994-02-18 | 1995-08-19 | Ronald Sinclair Nohr | Process of enhanced chemical bonding by electron beam radiation |
| US5483074A (en) * | 1995-01-11 | 1996-01-09 | Litton Systems, Inc. | Flood beam electron gun |
| SE507282C2 (en) * | 1995-08-11 | 1998-05-04 | Tetra Laval Holdings & Finance | Ways to sterilize pre-filled packages and use of an electron gun in the method |
-
2000
- 2000-06-28 BR BR0013191-1A patent/BR0013191A/en active Search and Examination
- 2000-06-28 AT AT00943252T patent/ATE496387T1/en active
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Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5362977A (en) * | 1976-11-17 | 1978-06-05 | Hitachi Ltd | Plane face pressure insulated electron gun |
| JPS5366151A (en) * | 1976-11-26 | 1978-06-13 | Hitachi Ltd | Electron gun unit of electron microscope and equivalent unit |
| JPS5568057A (en) * | 1978-11-17 | 1980-05-22 | Hitachi Ltd | Electron gun |
| JPS5693949U (en) * | 1979-12-19 | 1981-07-25 | ||
| JPS6086746A (en) * | 1983-09-17 | 1985-05-16 | ライボルト・アクチェンゲゼルシャフト | Electron gun |
| JPH02199386A (en) * | 1988-10-13 | 1990-08-07 | Hubert Boesch | Sealing apparatus of valve flange in particular for vacuum technique |
| WO1998029895A1 (en) * | 1997-01-02 | 1998-07-09 | Applied Advanced Technologies, Inc. | Electron beam accelerator |
| JP2001507800A (en) * | 1997-01-02 | 2001-06-12 | アプライド・アドバンスト・テクノロジー・インコーポレーテッド | Electron beam accelerator |
| JPH10232290A (en) * | 1997-02-20 | 1998-09-02 | Japan Atom Energy Res Inst | Manufacturing method of ceramic bellows |
| JPH1130700A (en) * | 1997-05-15 | 1999-02-02 | Toyo Ink Mfg Co Ltd | Pattern forming method and patterned product |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013228332A (en) * | 2012-04-26 | 2013-11-07 | Jfe Engineering Corp | Manufacturing method of particle beam transmission window, and particle beam transmission window |
| JP2017513570A (en) * | 2014-03-24 | 2017-06-01 | テトラ ラバル ホールディングス アンド ファイナンス エス エイ | Electron beam emitter |
| WO2021240921A1 (en) * | 2020-05-29 | 2021-12-02 | 浜松ホトニクス株式会社 | Electron beam irradiation device and electron beam irradiation device manufacturing method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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