[发明专利]电子束照射反应装置

说明书

技术领域    

本发明涉及一种用电子束照射对象物体并改变其性质的电子束照射反应装置。

背景技术

一般而言，在电子束照射反应装置中，在提供电子加速器的加速管的内端部分设置灯丝，利用此灯丝产生热电子，通过在加速管中加速热电子形成电子束，随后电子束穿过连接到加速管的扫描管照射到对象物体上。电子束释放窗口在扫描管的端部形成并且电子束从此窗口释放，电子束释放窗口包括连接到其上的金属窗口箔，此金属窗口箔用于在真空状态中把扫描管内部真空状态与外部屏蔽开。当电子束穿过金属窗口箔时，它的一部能量转化成热能，由此加热金属窗口箔。因此，冷却气体吹到金属窗口箔上，把此箔冷却到此箔不会发生降质的温度。在很多情况下，对于金属窗口箔，使用由钛或钛合金制成的箔并且该箔的厚度为几μm到几十μm。当使用此种箔时，它在被冷却条件下的温度应为200-400℃。

电子束照射反应装置的典型实例为电子束气体处理装置，其中，如上所述的电子束照射到诸如锅炉已燃气的气体上，此气体包含氧化硫或氧化氮，或者上述电子束照射到诸如从涂漆箱排放的废气上，此气体包含挥发性有机化合物，由此除去包含在前述气体中的诸如氧化硫或氧化氮这样的有害物质。在此气体处理装置中，电子束照射器件的位置设置得使其扫描管的电子束释放窗口与设置在电子束反应器件(一般为废气管的一部分)侧壁上的电子束接收窗口成一直线，此电子束反应器件允许废气从中通过。电子束穿过电子束释放窗口和电子束接收窗口照射到从反应器件通过的气体。

图1示出常规电子束气体处理装置的实例，具体示出扫描管12的端部及其周围的区域(与图1相似的装置在未经审查的日本专利申请公开号51-96998的图1、未经审查的日本专利申请公开号52-37553的图2、未经审查的日本专利申请公开号52-149596的图1、未经审查的日本专利申请公开号53-75163的图1和2、未经审查的日本实用新型申请公开号55-107228的图1、未经审查的日本实用新型申请公开号63-168899的图1和4、未经审查的日本实用新型申请公开号63-168900的图1和7以及未经审查的日本专利申请公开号8-166498的图5中公开)。

扫描管12包括在其端部形成的电子束释放窗口13。凸缘36沿着扫描管12端部的外周形成。金属窗口箔14固定地夹在凸缘36和夹板16之间，用于保持扫描管12的内部真空。

另一方面，其中有被电子束照射的气体穿过的电子束反应装置(在处理锅炉废气的情况下为废气管)18包括在其侧壁上形成的电子束接收窗口15，窗口15用于接收电子束。(辅助)金属窗口箔34借助夹板53和56形成，以便密闭电子束接收窗口。

电子束通过金属窗口箔14和34照射进电子束反应器件。如上所述，金属窗口箔吸收电子束的能量并被加热，从而必需把金属窗口箔冷却到箔强度不发生下降的温度。因此，在此装置中，冷却气体喷嘴元件51和57设置在金属窗口箔14和34之间，喷嘴元件51和57包括用于把冷却气体吹到各个金属窗口箔上的气缝(或吹孔)52和58。

然而在此情况下，已吹到金属窗口箔14和34上的冷却气体扩散进环境中，就产生以下问题。亦即，当冷却气体穿过电子束通过的区域时接收电子束的照射。当空气用作冷却气体时，因电子束的照射，产生对人体有害并对金属性材料造成腐蚀的臭氧和氧化氮。当例如氮气的惰性气体用作冷却气体时，尽管可在冷却气体中防止产生臭氧和氧化氮，但使用后的惰性气体需经过处理。这在经济上是非常不利的。

图2示出常规电子束气体处理装置的另一实例(与图2相似的装置在未经审查的日本专利申请公开号8-166497的图3和5以及在未经审查的日本专利申请公开号9-171098的图5中公开)。图2装置的布置基本上与图1装置的相同，不同地是冷却气体喷嘴组件发生改变。与图1相同的元件分配相同的参考号，并省略其解释。

在此装置中，为了解决上述问题，冷却气体喷嘴组件由用于基本金属窗口箔14的冷却气体喷嘴元件61、用于辅助金属窗口箔34的冷却气体喷嘴元件67以及废气管状通道65和69整体地形成，废气管状通道65和69布置得面向各个喷嘴元件的气缝62和68。因而，冷却气体经过与大气密闭开的管状通道被提供和排放。

采用此种布置，已通过电子束通道区域的冷却气体不扩散进大气中并能重复利用。因此，当空气用作冷却气体时，有可能把从排气孔再利用的冷却气体引入到器件中，在此气体是无害的。进而，还有可能以循环方式使用诸如氮气的惰性气体作为冷却气体。