JP3301251B2 - 電子ビーム処理方法および電子ビーム処理装置 - Google Patents
電子ビーム処理方法および電子ビーム処理装置Info
- Publication number
- JP3301251B2 JP3301251B2 JP02266495A JP2266495A JP3301251B2 JP 3301251 B2 JP3301251 B2 JP 3301251B2 JP 02266495 A JP02266495 A JP 02266495A JP 2266495 A JP2266495 A JP 2266495A JP 3301251 B2 JP3301251 B2 JP 3301251B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electron beam
- electron
- diameter
- chamber
- atmospheric pressure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 title claims description 240
- 238000003672 processing method Methods 0.000 title claims description 6
- 230000006837 decompression Effects 0.000 claims description 40
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 25
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 claims description 6
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 28
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 26
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 8
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 3
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000005405 multipole Effects 0.000 description 2
- 239000012716 precipitator Substances 0.000 description 2
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical class S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052815 sulfur oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 2
- HGUFODBRKLSHSI-UHFFFAOYSA-N 2,3,7,8-tetrachloro-dibenzo-p-dioxin Chemical compound O1C2=CC(Cl)=C(Cl)C=C2OC2=C1C=C(Cl)C(Cl)=C2 HGUFODBRKLSHSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 2-(3-bromo-2-fluorophenyl)acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC(Br)=C1F PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000001784 detoxification Methods 0.000 description 1
- 239000010791 domestic waste Substances 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000003071 polychlorinated biphenyls Chemical group 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子ビームを被処理体
に照射し、被処理体の一部を分解し低分子活性種を発生
させることにより化学反応を促進させ、被処理体を処理
する電子ビーム処理装置に関する。
に照射し、被処理体の一部を分解し低分子活性種を発生
させることにより化学反応を促進させ、被処理体を処理
する電子ビーム処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】特開昭53−88656号公報に開示された
「電子ビームによる気体状物質の照射方法」では、タン
グステン等の金属を加熱し得た熱電子を電界で加速し生
成した電子ビームを、微小な孔から照射容器内にある排
ガスなどの被処理体に直接照射するウィンドレス型電子
ビーム発生装置について記載されている。
「電子ビームによる気体状物質の照射方法」では、タン
グステン等の金属を加熱し得た熱電子を電界で加速し生
成した電子ビームを、微小な孔から照射容器内にある排
ガスなどの被処理体に直接照射するウィンドレス型電子
ビーム発生装置について記載されている。
【０００３】また、特開昭６３−114036号公報に開示さ
れた「電子ビーム発生装置」では、断面積１０(cm2)以
上の大出力電子ビーム量を有する単一の電子ビームを発
生させる方法が記載されている。
れた「電子ビーム発生装置」では、断面積１０(cm2)以
上の大出力電子ビーム量を有する単一の電子ビームを発
生させる方法が記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記特開昭53−88656
号公報に開示された技術では、電子ビーム処理装置の処
理能力が小さいので、特開昭63−114036号公報に開示さ
れた大出力電子ビーム量の単一電子ビームを採用し、処
理能力を大きくすることが考えられる。しかしながら、
この場合 電子ビームの断面積が非常に大きいので、電
子ビームが通過する孔の開口面積が大きくなり、減圧室
を減圧するに、極めて大容量の排気ポンプシステムが必
要となり、実用化が困難であるという問題がある。
号公報に開示された技術では、電子ビーム処理装置の処
理能力が小さいので、特開昭63−114036号公報に開示さ
れた大出力電子ビーム量の単一電子ビームを採用し、処
理能力を大きくすることが考えられる。しかしながら、
この場合 電子ビームの断面積が非常に大きいので、電
子ビームが通過する孔の開口面積が大きくなり、減圧室
を減圧するに、極めて大容量の排気ポンプシステムが必
要となり、実用化が困難であるという問題がある。
【０００５】従って、本発明の目的は、小さな排気ポン
プシステムで、多量の被処理体を処理する電子ビーム処
理方法および電子ビーム処理装置を提供することにあ
る。
プシステムで、多量の被処理体を処理する電子ビーム処
理方法および電子ビーム処理装置を提供することにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する電子
ビーム処理方法は、所定出力電子ビーム量を複数個に分
割し、該複数個に分割した各電子ビームの出力電子ビー
ム量の総和が前記所定出力電子ビーム量となるようにし
て、単一のプラズマが閉じ込められた電子ビーム源から
減圧室に、該複数個の各電子ビームを引き出し、前記各
電子ビームを、電子ビーム空間電荷効果が最大に発揮さ
れるための所定ビーム径に絞り、前記各電子ビームに対
応して 前記減圧室と大気圧室の間を仕切る隔壁に設け
た 前記所定ビーム径と同径である該複数個の電子ビー
ム通過孔を通過させて、前記大気圧室に取り出し、前記
大気圧室に導入された被処理体に前記各電子ビームを照
射し、前記被処理体を処理する方法である。
ビーム処理方法は、所定出力電子ビーム量を複数個に分
割し、該複数個に分割した各電子ビームの出力電子ビー
ム量の総和が前記所定出力電子ビーム量となるようにし
て、単一のプラズマが閉じ込められた電子ビーム源から
減圧室に、該複数個の各電子ビームを引き出し、前記各
電子ビームを、電子ビーム空間電荷効果が最大に発揮さ
れるための所定ビーム径に絞り、前記各電子ビームに対
応して 前記減圧室と大気圧室の間を仕切る隔壁に設け
た 前記所定ビーム径と同径である該複数個の電子ビー
ム通過孔を通過させて、前記大気圧室に取り出し、前記
大気圧室に導入された被処理体に前記各電子ビームを照
射し、前記被処理体を処理する方法である。
【０００７】また、上記目的を達成する電子ビーム処理
装置は、単一のプラズマが閉じ込められた電子ビーム源
と減圧室とを有し 所定処理能力の電子ビームを発生す
る電子ビーム発生手段と、該減圧室を減圧する排気手段
と、導入された被処理体を処理する大気圧室と、前記減
圧室と前記大気圧室の間を仕切る隔壁とを備え、前記電
子ビーム発生手段は、複数個に分割した各電子ビームの
処理能力の総和が前記所定処理能力となるよう 該複数
個の各電子ビームを、前記電子ビーム源から前記減圧室
に引き出すビーム引出手段と、前記各電子ビームを、電
子ビーム空間電荷効果が最大に発揮されるための所定ビ
ーム径に絞るビーム絞り手段とを有し、前記隔壁は、前
記各電子ビームを前記大気圧室に取り出すための、前記
各電子ビームの前記所定ビーム径と同径で、かつ、前記
各電子ビームと同個数の電子ビーム通過孔を有し、前記
各電子ビーム通過孔から取り出した前記各電子ビームを
前記被処理体に照射し、前記所定処理能力で前記被処理
体を処理するものである。
装置は、単一のプラズマが閉じ込められた電子ビーム源
と減圧室とを有し 所定処理能力の電子ビームを発生す
る電子ビーム発生手段と、該減圧室を減圧する排気手段
と、導入された被処理体を処理する大気圧室と、前記減
圧室と前記大気圧室の間を仕切る隔壁とを備え、前記電
子ビーム発生手段は、複数個に分割した各電子ビームの
処理能力の総和が前記所定処理能力となるよう 該複数
個の各電子ビームを、前記電子ビーム源から前記減圧室
に引き出すビーム引出手段と、前記各電子ビームを、電
子ビーム空間電荷効果が最大に発揮されるための所定ビ
ーム径に絞るビーム絞り手段とを有し、前記隔壁は、前
記各電子ビームを前記大気圧室に取り出すための、前記
各電子ビームの前記所定ビーム径と同径で、かつ、前記
各電子ビームと同個数の電子ビーム通過孔を有し、前記
各電子ビーム通過孔から取り出した前記各電子ビームを
前記被処理体に照射し、前記所定処理能力で前記被処理
体を処理するものである。
【０００８】そして、電子ビーム空間電荷効果が最大に
発揮されるための所定ビーム径は、（数１）式から求め
られるビーム径ｄbとしても可である。
発揮されるための所定ビーム径は、（数１）式から求め
られるビーム径ｄbとしても可である。
【０００９】 ｄb＝ｃs（Ｉb1.36／Ｖb2.05） （数１） ( ただし、ｃs：レンズの焦点距離等の定数、Ｉb：ビー
ム電流 Ｖb：加速電圧 )
ム電流 Ｖb：加速電圧 )
【００１０】
【作用】本発明の構成によれば、所定処理能力の電子ビ
ームを有する電子ビーム処理装置において、減圧室と大
気圧室の間を仕切る隔壁に設けた電子ビーム通過孔の開
口面積が大幅に小さくなる。従って、大気圧室側から減
圧室側に流入する排ガス等の被処理体の流量が大幅に少
なくなり、減圧室を高真空にするための排気ポンプ容量
も大幅に小さくなる。即ち、所定処理能力を得るに非常
に小さな排気ポンプで済むことになり、換言すれば、実
用的な排気ポンプシステムで、多量に被処理体を処理す
ることが可能となると言える。
ームを有する電子ビーム処理装置において、減圧室と大
気圧室の間を仕切る隔壁に設けた電子ビーム通過孔の開
口面積が大幅に小さくなる。従って、大気圧室側から減
圧室側に流入する排ガス等の被処理体の流量が大幅に少
なくなり、減圧室を高真空にするための排気ポンプ容量
も大幅に小さくなる。即ち、所定処理能力を得るに非常
に小さな排気ポンプで済むことになり、換言すれば、実
用的な排気ポンプシステムで、多量に被処理体を処理す
ることが可能となると言える。
【００１１】詳細に説明すれば、次の通りである。一般
に、電子ビームの処理能力を最大に発揮させるため、電
子ビーム空間電荷効果が考慮される。そして、この空間
電荷効果を考慮したときの最適な「電子ビームの最小絞
り径ｄb」、すなわち、最適な所定ビーム径は、次の関
係式から求められる。
に、電子ビームの処理能力を最大に発揮させるため、電
子ビーム空間電荷効果が考慮される。そして、この空間
電荷効果を考慮したときの最適な「電子ビームの最小絞
り径ｄb」、すなわち、最適な所定ビーム径は、次の関
係式から求められる。
【００１２】 ｄb＝ｃs（Ｉb1.36／Ｖb2.05） （数１） ｃs：レンズの焦点距離等の定数 Ｉb：ビーム電流 (但し、設定値) Ｖb：加速電圧 (但し、所定値) (数１)式の出典は、『菅田 他；電子・イオンビームハ
ンドブック 第２版p.359、日刊工業新聞社』である。
ンドブック 第２版p.359、日刊工業新聞社』である。
【００１３】そして、隔壁に設けられる電子ビーム通過
孔の孔径は、上記の最適な所定ビーム径(最小絞り径ｄ
b)と同径とされるのが望ましいとされる。その理由は、
電子ビーム通過孔が大きければ大きいほど、大気圧室側
から減圧室側に流入する排ガス等の流量が増え、排気ポ
ンプの容量が増大するからである。また、小さ過ぎれ
ば、電子ビームの進行が阻害され エネルギ損に繋がる
からである。なお、実際は電子ビームによって、孔径は
所定ビーム径にまで拡大穿孔されることになる。
孔の孔径は、上記の最適な所定ビーム径(最小絞り径ｄ
b)と同径とされるのが望ましいとされる。その理由は、
電子ビーム通過孔が大きければ大きいほど、大気圧室側
から減圧室側に流入する排ガス等の流量が増え、排気ポ
ンプの容量が増大するからである。また、小さ過ぎれ
ば、電子ビームの進行が阻害され エネルギ損に繋がる
からである。なお、実際は電子ビームによって、孔径は
所定ビーム径にまで拡大穿孔されることになる。
【００１４】次に、(数１)式から面積比の関係に変換す
れば、次式となる。
れば、次式となる。
【００１５】 ｄb2＝ｃs2（Ｉb2.72／Ｖb4.10） （数２） 例えば、100〜200(keV)，4000(mA)の出力電子ビーム量
を、本発明の実施例のように、400(mA)の１０本の電子
ビームに分割し、引き出すものとする。したがって、合
計の出力電子ビーム量は、4000(mA)である。
を、本発明の実施例のように、400(mA)の１０本の電子
ビームに分割し、引き出すものとする。したがって、合
計の出力電子ビーム量は、4000(mA)である。
【００１６】そして、１０本の電子ビームを大気圧室側
に取り出すときの、電子ビーム通過孔の開口面積の合計
をｓ0とし、4000(mA)の単一電子ビームを取り出すとき
の 開口面積を Ｓtとすると、それら面積比は次式で表
わせる。（但し、ｉb＝400mA) Ｓt／ｓ0＝（１０ｉb）2.72／（１０ｉb2.72)＝５２ （数３） これより、出力電子ビーム量、すなわち、電子ビームの
処理能力を所定値とした場合は、本発明のように電子ビ
ームを複数の電子ビームに分割して引き出し、大気圧室
側に取り出すことにより、従来の単一電子ビームとして
取り出すより、電子ビーム通過孔の開口面積は、１／５
２と小さくなることが判る。
に取り出すときの、電子ビーム通過孔の開口面積の合計
をｓ0とし、4000(mA)の単一電子ビームを取り出すとき
の 開口面積を Ｓtとすると、それら面積比は次式で表
わせる。（但し、ｉb＝400mA) Ｓt／ｓ0＝（１０ｉb）2.72／（１０ｉb2.72)＝５２ （数３） これより、出力電子ビーム量、すなわち、電子ビームの
処理能力を所定値とした場合は、本発明のように電子ビ
ームを複数の電子ビームに分割して引き出し、大気圧室
側に取り出すことにより、従来の単一電子ビームとして
取り出すより、電子ビーム通過孔の開口面積は、１／５
２と小さくなることが判る。
【００１７】したがって、電子ビーム空間電荷効果を考
慮した最適な所定ビーム径(最小絞り径ｄb)と同径で、
かつ、同個数の複数の電子ビーム通過孔を、減圧室と大
気圧室の間に設けることにより、大気圧室側から減圧室
側へ流入する被処理体が、大幅に、例えば、１／５２に
低減できるので、排気ポンプの容量も１／５２に小さく
することができる。
慮した最適な所定ビーム径(最小絞り径ｄb)と同径で、
かつ、同個数の複数の電子ビーム通過孔を、減圧室と大
気圧室の間に設けることにより、大気圧室側から減圧室
側へ流入する被処理体が、大幅に、例えば、１／５２に
低減できるので、排気ポンプの容量も１／５２に小さく
することができる。
【００１８】換言すれば、小さな 実用化可能な範囲の
容量の排気ポンプシステムで、大出力電子ビーム量の電
子ビームが得られ、多量に被処理体を処理できると言え
る。
容量の排気ポンプシステムで、大出力電子ビーム量の電
子ビームが得られ、多量に被処理体を処理できると言え
る。
【００１９】
【実施例】以下、本発明による実施例について、図面を
参照し説明する。図１は、本発明による一実施例の電子
ビーム処理装置を示す構成図である。図の構成は次の通
りである。大気圧室としての反応室１は、被処理体とし
ての排ガス等が導入され処理される室である。反応室１
に、減圧室としての差動排気室２，３，４が それぞれ
連結される。そして、差動排気室４に、電子ビーム発生
手段に含まれている もう１つ別の減圧室としての電子
ビーム室５が連結される。さらに、電子ビーム１０を発
生する単一のプラズマが閉じ込められた電子ビーム源６
は、電子ビーム室５に連結される。そして、電子ビーム
発生手段としての電子ビーム室５及び電子ビーム源６に
おいて、引き出し電極105を介し、１０本の電子ビーム
１０が作られる。
参照し説明する。図１は、本発明による一実施例の電子
ビーム処理装置を示す構成図である。図の構成は次の通
りである。大気圧室としての反応室１は、被処理体とし
ての排ガス等が導入され処理される室である。反応室１
に、減圧室としての差動排気室２，３，４が それぞれ
連結される。そして、差動排気室４に、電子ビーム発生
手段に含まれている もう１つ別の減圧室としての電子
ビーム室５が連結される。さらに、電子ビーム１０を発
生する単一のプラズマが閉じ込められた電子ビーム源６
は、電子ビーム室５に連結される。そして、電子ビーム
発生手段としての電子ビーム室５及び電子ビーム源６に
おいて、引き出し電極105を介し、１０本の電子ビーム
１０が作られる。
【００２０】一方、差動排気室２，３，４及び電子ビー
ム室５の各室間は、直径３(mm)のそれぞれ１０個づつの
電子ビーム通過孔７，８，９を有する３つの隔壁で仕切
られている。 また、反応室１と差動排気室２の室間
は、直径１(mm)の１０個の電子ビーム通過孔２０を有す
る隔壁で仕切られている。従って、反応室１、差動排気
室２，３，４及び電子ビーム室５の各室は、電子ビーム
通過孔２０，７，８，９を介して連通している。すなわ
ち、電子ビーム室５及び電子ビーム源６によって作られ
た １０本の電子ビーム１０は、上記の１０個づつの電
子ビーム通過孔９８，７，２０とそれぞれ対応し、該通
過孔を貫通している。
ム室５の各室間は、直径３(mm)のそれぞれ１０個づつの
電子ビーム通過孔７，８，９を有する３つの隔壁で仕切
られている。 また、反応室１と差動排気室２の室間
は、直径１(mm)の１０個の電子ビーム通過孔２０を有す
る隔壁で仕切られている。従って、反応室１、差動排気
室２，３，４及び電子ビーム室５の各室は、電子ビーム
通過孔２０，７，８，９を介して連通している。すなわ
ち、電子ビーム室５及び電子ビーム源６によって作られ
た １０本の電子ビーム１０は、上記の１０個づつの電
子ビーム通過孔９８，７，２０とそれぞれ対応し、該通
過孔を貫通している。
【００２１】また、ビーム絞り手段としてのソレノイド
コイル１８(磁界レンズ)により、電子ビーム１０の進行
方向に平行に、各々200〜2000アンペアターン程度の磁
界が印加され、電子ビーム１０が、段階的に、最適な所
定ビーム径(すなわち、最小絞り径ｄb)に絞られてい
る。絞ることによりビームの発散が防止される。電子ビ
ーム１０が１０本と多数個あることを考慮すれば、この
電子ビーム発散防止手段は必要であり、特に、後述する
電子ビームと電子ビーム通過孔の組立てアライメント寸
法の確保からも重要な構成である。
コイル１８(磁界レンズ)により、電子ビーム１０の進行
方向に平行に、各々200〜2000アンペアターン程度の磁
界が印加され、電子ビーム１０が、段階的に、最適な所
定ビーム径(すなわち、最小絞り径ｄb)に絞られてい
る。絞ることによりビームの発散が防止される。電子ビ
ーム１０が１０本と多数個あることを考慮すれば、この
電子ビーム発散防止手段は必要であり、特に、後述する
電子ビームと電子ビーム通過孔の組立てアライメント寸
法の確保からも重要な構成である。
【００２２】さらに、差動排気室２，３に、バルブ２１
と生成物補集用のメッシュフィルタ２２を介し、10000
(l／min)のロ−タリポンプ１１，１２が各１台づつ接続
される。差動排気室４には、バルブ２１とメッシュフィ
ルタ２２の後に1500(l／sec)のメカニカルブースタポン
プ１３と2000(l／min)のロータリポンプ１４が接続され
る。そして、減圧室としての電子ビーム室５には、バル
ブ２１とメッシュフィルタ２２の後に3000(l／sec)のタ
ーボ分子ポンプ１５とメカニカルブースタポンプ１６と
ロータリポンプ１７が接続される。
と生成物補集用のメッシュフィルタ２２を介し、10000
(l／min)のロ−タリポンプ１１，１２が各１台づつ接続
される。差動排気室４には、バルブ２１とメッシュフィ
ルタ２２の後に1500(l／sec)のメカニカルブースタポン
プ１３と2000(l／min)のロータリポンプ１４が接続され
る。そして、減圧室としての電子ビーム室５には、バル
ブ２１とメッシュフィルタ２２の後に3000(l／sec)のタ
ーボ分子ポンプ１５とメカニカルブースタポンプ１６と
ロータリポンプ１７が接続される。
【００２３】以上の多段減圧システム(排気ポンプシス
テム)により、大気圧(101325Ｐａ)である反応室１に対
し、電子ビーム室５の圧力を 高真空(０.１Ｐａ以下)に
して、電子ビーム発生手段による電子ビーム１０の発生
を可能としている。
テム)により、大気圧(101325Ｐａ)である反応室１に対
し、電子ビーム室５の圧力を 高真空(０.１Ｐａ以下)に
して、電子ビーム発生手段による電子ビーム１０の発生
を可能としている。
【００２４】また、反応室１の形状は、高さ１５(cm)，
横４５(cm)の断面を持つダクトである。そして、高さ１
５(cm)に相当する隔壁部分に、反応室１内にある被処理
体に照射する １０本の電子ビーム１０を取り出すため
の １０個の電子ビーム通過孔２０が設けられている。
そして、反応室１のもう１つ他の隔壁部分にも、差動排
気室２，３，４及び電子ビーム発生手段が接続されてい
る。
横４５(cm)の断面を持つダクトである。そして、高さ１
５(cm)に相当する隔壁部分に、反応室１内にある被処理
体に照射する １０本の電子ビーム１０を取り出すため
の １０個の電子ビーム通過孔２０が設けられている。
そして、反応室１のもう１つ他の隔壁部分にも、差動排
気室２，３，４及び電子ビーム発生手段が接続されてい
る。
【００２５】上記構成の動作を簡単に説明すれば、次の
通りである。１０本の電子ビーム１０が、単一のプラズ
マが閉じ込められた電子ビーム源６から、後述する直径
７(mm)の「引き出し電極孔」を有する引き出し電極105を
介して、電子ビーム室５に引き出される。本実施例の場
合は、多段減圧システムであるので、引き出された該電
子ビーム１０は、それぞれのソレノイドコイル１８によ
り絞られながら、直径３(mm)の電子ビーム通過孔７，
８，９をそれぞれ通過させられる。そしてさらに絞られ
て、最終的に、差動排気室２と反応室１との間の隔壁に
設けられた 直径１(mm)の電子ビーム通過孔２０を介し
て、１０本の電子ビーム１０が反応室１へ取り出され、
反応室１内の被処理体に照射され、被処理体が分解処理
されるものである。
通りである。１０本の電子ビーム１０が、単一のプラズ
マが閉じ込められた電子ビーム源６から、後述する直径
７(mm)の「引き出し電極孔」を有する引き出し電極105を
介して、電子ビーム室５に引き出される。本実施例の場
合は、多段減圧システムであるので、引き出された該電
子ビーム１０は、それぞれのソレノイドコイル１８によ
り絞られながら、直径３(mm)の電子ビーム通過孔７，
８，９をそれぞれ通過させられる。そしてさらに絞られ
て、最終的に、差動排気室２と反応室１との間の隔壁に
設けられた 直径１(mm)の電子ビーム通過孔２０を介し
て、１０本の電子ビーム１０が反応室１へ取り出され、
反応室１内の被処理体に照射され、被処理体が分解処理
されるものである。
【００２６】この時、電子ビーム１０は、当該電子ビー
ム処理装置に設定される所定の出力電子ビーム量(電子
ビームの所定処理能力)が最大に発揮されるように、電
子ビームの空間電荷効果を考慮した所定ビーム径(たと
えば、（数１）式で求められる最小絞り径ｄb)にまで絞
られている。そして電子ビーム通過孔２０の孔径は、該
所定ビーム径に合わせ同径となっているものである。
ム処理装置に設定される所定の出力電子ビーム量(電子
ビームの所定処理能力)が最大に発揮されるように、電
子ビームの空間電荷効果を考慮した所定ビーム径(たと
えば、（数１）式で求められる最小絞り径ｄb)にまで絞
られている。そして電子ビーム通過孔２０の孔径は、該
所定ビーム径に合わせ同径となっているものである。
【００２７】次に、具体的な数値を示し効果について説
明する。 仮りに、電子ビーム処理装置に対し 設定さ
れた所定の出力電子ビーム量が、130(keV)，4000(mA)と
する。従来技術であれば、１本の電子ビームの所定ビー
ム径としての最小絞り径ｄb は、直径２２.５(mm)と求
められる。これに対し本実施例の場合、１０本の電子ビ
ームに対する １本の電子ビームの最小絞り径 ｄbは、
直径１(mm)である。従って、同じ出力電子ビーム量にお
いて、直径２２.５(mm)の１個の通過孔から直径１(mm)
の１０個の通過孔となり、差動排気室２と反応室１との
間の隔壁の通過孔の開口面積の合計は、本実施例の方が
１／５０に小さくなる。具体的に、Ｓt＝395(mm2)、ｓ0
＝7.85(mm2)である。そして、このような開口面積ｓ0に
対しての実施例として、図１の構成が示されているもの
である。
明する。 仮りに、電子ビーム処理装置に対し 設定さ
れた所定の出力電子ビーム量が、130(keV)，4000(mA)と
する。従来技術であれば、１本の電子ビームの所定ビー
ム径としての最小絞り径ｄb は、直径２２.５(mm)と求
められる。これに対し本実施例の場合、１０本の電子ビ
ームに対する １本の電子ビームの最小絞り径 ｄbは、
直径１(mm)である。従って、同じ出力電子ビーム量にお
いて、直径２２.５(mm)の１個の通過孔から直径１(mm)
の１０個の通過孔となり、差動排気室２と反応室１との
間の隔壁の通過孔の開口面積の合計は、本実施例の方が
１／５０に小さくなる。具体的に、Ｓt＝395(mm2)、ｓ0
＝7.85(mm2)である。そして、このような開口面積ｓ0に
対しての実施例として、図１の構成が示されているもの
である。
【００２８】すなわち、図１に示したように、差動排気
室２，３に接続される排気ポンプは10000(l／min)のロ
−タリポンプ１１，１２が各１台づつである。これに対
し、従来技術の開口面積であれば、各５０台づつのロ−
タリポンプ１１，１２が必要となる。そして、実効容量
として 10000(l／min)の性能が確保されるロ−タリポン
プ １台の諸元を示せば、重量 2〜3トン、価格 5〜7百
万円、消費電力 50〜60Ｋｗ位である。従って、このよ
うな排気ポンプを各５０台づつも設置することは実用的
でないと言える。なお、本実施例に挙げた出力電子ビー
ム量は、出力１０万Ｋｗの石炭火力発電所の排ガスを処
理する場合に必要とされるものである。
室２，３に接続される排気ポンプは10000(l／min)のロ
−タリポンプ１１，１２が各１台づつである。これに対
し、従来技術の開口面積であれば、各５０台づつのロ−
タリポンプ１１，１２が必要となる。そして、実効容量
として 10000(l／min)の性能が確保されるロ−タリポン
プ １台の諸元を示せば、重量 2〜3トン、価格 5〜7百
万円、消費電力 50〜60Ｋｗ位である。従って、このよ
うな排気ポンプを各５０台づつも設置することは実用的
でないと言える。なお、本実施例に挙げた出力電子ビー
ム量は、出力１０万Ｋｗの石炭火力発電所の排ガスを処
理する場合に必要とされるものである。
【００２９】したがって、石炭火力発電所用の大形処理
装置としても実用的な観点から判断すれば、排気ポンプ
を各１０台づつを設置する位が限界と言え、これから逆
算すれば、電子ビーム通過孔２０の個数は、３個以上が
望ましいと言える。(なお、通過孔が１個の場合のポン
プ数を５０台として計算すると、２個で14台、３個で７
台、４個で４台、５個で３台、10個で１台となる。)
また、100〜200(keV)，4000(mA)以上の出力電子ビーム
量を保有する電子ビーム処理装置であれば、ますます実
用化が困難であり、本発明による効果が更に発揮される
ことになる。
装置としても実用的な観点から判断すれば、排気ポンプ
を各１０台づつを設置する位が限界と言え、これから逆
算すれば、電子ビーム通過孔２０の個数は、３個以上が
望ましいと言える。(なお、通過孔が１個の場合のポン
プ数を５０台として計算すると、２個で14台、３個で７
台、４個で４台、５個で３台、10個で１台となる。)
また、100〜200(keV)，4000(mA)以上の出力電子ビーム
量を保有する電子ビーム処理装置であれば、ますます実
用化が困難であり、本発明による効果が更に発揮される
ことになる。
【００３０】一方参考に記述すれば、反応室１、差動排
気室２，３，４及び電子ビーム室５のそれぞれの圧力
は、101325Ｐａ、1000，10，１Ｐａ、０.１Ｐａ以下で
ある。これから判るように、反応室１と差動排気室２の
間の圧力差が極端に大きい。従って、隔壁に設けられた
通過孔の開口面積は、反応室１と差動排気室２の間で最
も小さくする必要があることが判る。換言すれば、通過
孔径を所定ビーム径に合わせ同径とするのは、反応室１
と差動排気室２の間の電子ビーム通過孔２０である。た
だし、差動排気室２，３，４の無い１段減圧システムで
あれば、反応室１と電子ビーム室５の間の隔壁に設けら
れた電子ビーム通過孔を、所定ビーム径に合わせること
になる。すなわち、大気圧室と減圧室との間に設けられ
電子ビーム通過孔を所定ビーム径に合わせることであ
る。
気室２，３，４及び電子ビーム室５のそれぞれの圧力
は、101325Ｐａ、1000，10，１Ｐａ、０.１Ｐａ以下で
ある。これから判るように、反応室１と差動排気室２の
間の圧力差が極端に大きい。従って、隔壁に設けられた
通過孔の開口面積は、反応室１と差動排気室２の間で最
も小さくする必要があることが判る。換言すれば、通過
孔径を所定ビーム径に合わせ同径とするのは、反応室１
と差動排気室２の間の電子ビーム通過孔２０である。た
だし、差動排気室２，３，４の無い１段減圧システムで
あれば、反応室１と電子ビーム室５の間の隔壁に設けら
れた電子ビーム通過孔を、所定ビーム径に合わせること
になる。すなわち、大気圧室と減圧室との間に設けられ
電子ビーム通過孔を所定ビーム径に合わせることであ
る。
【００３１】また、各室間の上記圧力差を考慮に入れ
て、各隔壁に設けられた通過孔の孔径(即ち、開口面積)
を、違えても可である。例えば、φ7，φ5，φ3，φ1(m
m)というようにである。さらに、電子ビーム通過孔２０
は、本実施例のようにφ1 の孔が１０個の同径分割でな
く、φ1 以外の孔が混じった異径分割でも可である。
て、各隔壁に設けられた通過孔の孔径(即ち、開口面積)
を、違えても可である。例えば、φ7，φ5，φ3，φ1(m
m)というようにである。さらに、電子ビーム通過孔２０
は、本実施例のようにφ1 の孔が１０個の同径分割でな
く、φ1 以外の孔が混じった異径分割でも可である。
【００３２】ところで、電子ビームが分割されると、出
力電子ビーム量の電流値が小さくなるので、電子ビーム
の空間電荷効果によるビーム径拡大の影響も小さなもの
となる。該影響が小さいと、磁界や電界のレンズ作用を
利用し、より小さいビーム径に絞ることができる。これ
は、分割数を増やし、それに伴って電子ビーム通過孔を
小さくすることが、より容易になることに繋がり、従っ
て、さらに排気ポンプシステムを小さくすることが可能
となる。
力電子ビーム量の電流値が小さくなるので、電子ビーム
の空間電荷効果によるビーム径拡大の影響も小さなもの
となる。該影響が小さいと、磁界や電界のレンズ作用を
利用し、より小さいビーム径に絞ることができる。これ
は、分割数を増やし、それに伴って電子ビーム通過孔を
小さくすることが、より容易になることに繋がり、従っ
て、さらに排気ポンプシステムを小さくすることが可能
となる。
【００３３】図２は、本発明による一実施例の電子ビー
ム発生手段を示す構成図である。電子ビーム発生手段
は、複数の電子ビーム１０が引き出される電子ビーム室
５と、単一のプラズマが閉じ込められている電子ビーム
源６とから構成される。
ム発生手段を示す構成図である。電子ビーム発生手段
は、複数の電子ビーム１０が引き出される電子ビーム室
５と、単一のプラズマが閉じ込められている電子ビーム
源６とから構成される。
【００３４】図２に示すように、電子ビーム源６は、ガ
ス導入口101よりヘリウムガスあるいは水素ガスを導入
し、プラズマ生成室102において アノード103とカソー
ド104間に直流のアーク放電を発生させ、タングステン
からなる熱フィラメントであるカソード104を直流電流
で加熱し、プラズマ(熱電子)を放出するものである。こ
の時、アノード103の外壁に多数の永久磁石106が設けら
れ、Ｎ極とＳ極を交互に並べて多極磁界が形成され、該
多極磁界が単一のプラズマを電子ビーム源６の中に閉じ
込めている。
ス導入口101よりヘリウムガスあるいは水素ガスを導入
し、プラズマ生成室102において アノード103とカソー
ド104間に直流のアーク放電を発生させ、タングステン
からなる熱フィラメントであるカソード104を直流電流
で加熱し、プラズマ(熱電子)を放出するものである。こ
の時、アノード103の外壁に多数の永久磁石106が設けら
れ、Ｎ極とＳ極を交互に並べて多極磁界が形成され、該
多極磁界が単一のプラズマを電子ビーム源６の中に閉じ
込めている。
【００３５】１０本の電子ビーム１０を、電子ビーム室
５に引き出すビーム引出手段としての引き出し電極105
は、１０個の直径７(mm)の「引き出し電極孔」を有する電
極板３枚を、５〜20(mm)の絶縁距離を確保して重ねたも
のである。これにより、電子ビーム室５にて、100〜200
(keV)のエネルギーで、400(mA)のビーム電流である１０
本の電子ビーム１０が、すなわち、合計で 4000(mA)の
出力電子ビーム量を有する電子ビームが 引き出され
る。
５に引き出すビーム引出手段としての引き出し電極105
は、１０個の直径７(mm)の「引き出し電極孔」を有する電
極板３枚を、５〜20(mm)の絶縁距離を確保して重ねたも
のである。これにより、電子ビーム室５にて、100〜200
(keV)のエネルギーで、400(mA)のビーム電流である１０
本の電子ビーム１０が、すなわち、合計で 4000(mA)の
出力電子ビーム量を有する電子ビームが 引き出され
る。
【００３６】図３は、本発明による他の実施例の電子ビ
ーム発生手段を示す構成図である。図３の実施例では、
図２の熱フィラメント方式の代わりに、マイクロ波方式
を用いている。即ち、マイクロ波導波管107を介し、マ
イクロ波をプラズマ生成室102に導き、プラズマを発生
させる。プラズマの閉じ込めは、上記と同様に永久磁石
106による多極磁界で行っている。そして、１０個の電
極孔を有する引き出し電極105から、１０本の電子ビー
ム１０が電子ビーム室５に引き出される。
ーム発生手段を示す構成図である。図３の実施例では、
図２の熱フィラメント方式の代わりに、マイクロ波方式
を用いている。即ち、マイクロ波導波管107を介し、マ
イクロ波をプラズマ生成室102に導き、プラズマを発生
させる。プラズマの閉じ込めは、上記と同様に永久磁石
106による多極磁界で行っている。そして、１０個の電
極孔を有する引き出し電極105から、１０本の電子ビー
ム１０が電子ビーム室５に引き出される。
【００３７】ところで、複数本の電子ビームを得るため
に、単一のプラズマが閉じ込められた電子ビーム源を複
数個併設する方法が考えられるが、その構造は複雑とな
り部品点数も多く、価格、信頼性、保全などの点で不利
であることは自明である。
に、単一のプラズマが閉じ込められた電子ビーム源を複
数個併設する方法が考えられるが、その構造は複雑とな
り部品点数も多く、価格、信頼性、保全などの点で不利
であることは自明である。
【００３８】図１に戻って、反応室１と差動排気室２間
の隔壁に設けられた１０個の、電子ビーム通過孔２０の
直径１(mm)は、前述の（数１）式から求められた所定ビ
ーム径としての「電子ビームの最小絞り径ｄb」に相当
する径であり、すなわち、所定ビーム径と通過孔径とは
同じであることが基本である。しかし、単に、隔壁に１
０個の直径１(mm)の孔を開けただけでは、直径１(mm)の
電子ビームの１０本を全て偏芯させずに、確実に直径１
(mm)の電子ビーム通過孔を通過させることは困難であ
る。すなわち、電子ビームと電子ビーム通過孔の組立て
アライメント寸法の確保、すなわち、偏芯をゼロにする
ことは困難で、特に、図１の実施例のように差動排気室
が複数個あるほど難しくなる。
の隔壁に設けられた１０個の、電子ビーム通過孔２０の
直径１(mm)は、前述の（数１）式から求められた所定ビ
ーム径としての「電子ビームの最小絞り径ｄb」に相当
する径であり、すなわち、所定ビーム径と通過孔径とは
同じであることが基本である。しかし、単に、隔壁に１
０個の直径１(mm)の孔を開けただけでは、直径１(mm)の
電子ビームの１０本を全て偏芯させずに、確実に直径１
(mm)の電子ビーム通過孔を通過させることは困難であ
る。すなわち、電子ビームと電子ビーム通過孔の組立て
アライメント寸法の確保、すなわち、偏芯をゼロにする
ことは困難で、特に、図１の実施例のように差動排気室
が複数個あるほど難しくなる。
【００３９】上記の偏芯を回避するためにも従来技術で
は、電子ビームの本数は１本でありかつ、所定ビーム径
より通過孔径を大きくする方法が採用されている。
は、電子ビームの本数は１本でありかつ、所定ビーム径
より通過孔径を大きくする方法が採用されている。
【００４０】これに対し、本発明による組立てアライメ
ント寸法の確保の対策法は、装置自身の電子ビームで通
過孔を加工する方法である。すなわち、電子ビーム処理
装置を組立てた後に、該装置自身が作り出した１０本の
電子ビームを隔壁に照射し、電子ビームで通過孔を穿孔
する加工方法である。これによって、電子ビーム通過孔
の直径を、電子ビームの所定ビーム径と ほぼ同じにす
ることが可能となり、偏芯をゼロにすることができる。
ント寸法の確保の対策法は、装置自身の電子ビームで通
過孔を加工する方法である。すなわち、電子ビーム処理
装置を組立てた後に、該装置自身が作り出した１０本の
電子ビームを隔壁に照射し、電子ビームで通過孔を穿孔
する加工方法である。これによって、電子ビーム通過孔
の直径を、電子ビームの所定ビーム径と ほぼ同じにす
ることが可能となり、偏芯をゼロにすることができる。
【００４１】この場合、穿孔加工する隔壁は、大気圧室
と差動排気室を含めた減圧室間の全てであっても良い
し、大気圧室に隣接した隔壁のみとしても可である。後
者の場合は、加工時間などの生産性から考えれば有利で
あると言える。
と差動排気室を含めた減圧室間の全てであっても良い
し、大気圧室に隣接した隔壁のみとしても可である。後
者の場合は、加工時間などの生産性から考えれば有利で
あると言える。
【００４２】尚、上記通過孔の加工方法により、次のよ
うな効果が新たに生じる。即ち、電子ビームと通過孔と
がほぼ同じであることは、電子ビームの最外径と電子ビ
ーム通過孔との間に、隙間が殆どないことである。従っ
て、電子ビームが通過孔を埋め尽くして通過することに
なるので、電子ビーム通過孔を介し大気圧室側より減圧
室側に流入する気体分子は、電子ビームの電子流と必ず
衝突する。従って、電子ビームの最外径と電子ビーム通
過孔との間に隙間がある場合に比べて、該気体分子の減
圧室側への流入が、阻止されるという効果が生じる。こ
れは、大気圧室側より減圧室側に流入する気体の量が、
さらに減少することに結び付いている。
うな効果が新たに生じる。即ち、電子ビームと通過孔と
がほぼ同じであることは、電子ビームの最外径と電子ビ
ーム通過孔との間に、隙間が殆どないことである。従っ
て、電子ビームが通過孔を埋め尽くして通過することに
なるので、電子ビーム通過孔を介し大気圧室側より減圧
室側に流入する気体分子は、電子ビームの電子流と必ず
衝突する。従って、電子ビームの最外径と電子ビーム通
過孔との間に隙間がある場合に比べて、該気体分子の減
圧室側への流入が、阻止されるという効果が生じる。こ
れは、大気圧室側より減圧室側に流入する気体の量が、
さらに減少することに結び付いている。
【００４３】図４は、本発明による電子ビーム処理装置
を用いて排ガスを処理する一実施例を示す図である。図
に示す構成は、冷却塔201と、反応室１と、差動排気室
２，３，４、電子ビーム室５及び電子ビーム源６と、電
気集塵器203と、加熱装置204と、排風機205とからな
る。
を用いて排ガスを処理する一実施例を示す図である。図
に示す構成は、冷却塔201と、反応室１と、差動排気室
２，３，４、電子ビーム室５及び電子ビーム源６と、電
気集塵器203と、加熱装置204と、排風機205とからな
る。
【００４４】動作は次の通りである。冷却塔201で冷却
された、窒素酸化物や硫黄酸化物などを含む排ガス200
が、導入手段を介し電子ビーム１０を照射する反応室１
に導入される。別途、窒素酸化物や硫黄酸化物をアンモ
ニウム塩にするためのアンモニアガス202が、別の導入
手段から反応室１に導入される。反応室１の両側の隔壁
には、 差動排気室２，３，４、電子ビーム室５及び電
子ビーム源６等が接続されていて、それらにより得られ
た電子ビーム１０が、両側の隔壁に設けられた電子ビー
ム通過孔２０を通じて、反応室１の排ガス200とアンモ
ニアガス202の混合ガスに照射される。
された、窒素酸化物や硫黄酸化物などを含む排ガス200
が、導入手段を介し電子ビーム１０を照射する反応室１
に導入される。別途、窒素酸化物や硫黄酸化物をアンモ
ニウム塩にするためのアンモニアガス202が、別の導入
手段から反応室１に導入される。反応室１の両側の隔壁
には、 差動排気室２，３，４、電子ビーム室５及び電
子ビーム源６等が接続されていて、それらにより得られ
た電子ビーム１０が、両側の隔壁に設けられた電子ビー
ム通過孔２０を通じて、反応室１の排ガス200とアンモ
ニアガス202の混合ガスに照射される。
【００４５】そして、反応室１で処理された排ガス200
は、排風機205により大気に放出される。また、反応室
１で生成されたアンモニウム塩は、電気集塵器203で補
集される。補集されたアンモニウム塩は、加熱装置204
で加熱され、化学的に安定化させた後硝安や硫安として
回収され、別途利用される。
は、排風機205により大気に放出される。また、反応室
１で生成されたアンモニウム塩は、電気集塵器203で補
集される。補集されたアンモニウム塩は、加熱装置204
で加熱され、化学的に安定化させた後硝安や硫安として
回収され、別途利用される。
【００４６】上記実施例は、石炭火力発電所の排ガス処
理の例で示したが、家庭あるいは産業用廃棄物を焼却し
た時に発生する ダイオキシンやポリ塩化ビフェニルな
どを含んだ気体の無害化処理にも、本発明による電子ビ
ーム処理装置を利用することができる。そして、この処
理装置等の小型化にも本発明は適用される。
理の例で示したが、家庭あるいは産業用廃棄物を焼却し
た時に発生する ダイオキシンやポリ塩化ビフェニルな
どを含んだ気体の無害化処理にも、本発明による電子ビ
ーム処理装置を利用することができる。そして、この処
理装置等の小型化にも本発明は適用される。
【００４７】ところで、電子ビーム通過孔の開口面積が
減ることは、排気ポンプ側へ汚れた排ガスが流れ込む流
量も減ることに繋がっている。従って、汚れた排ガスに
よる排気ポンプ等の汚染度合いが減り、排気ポンプの詰
まり事故などが少なくなる。即ち、本発明により、排気
ポンプ等の信頼性や保全性が改善される。
減ることは、排気ポンプ側へ汚れた排ガスが流れ込む流
量も減ることに繋がっている。従って、汚れた排ガスに
よる排気ポンプ等の汚染度合いが減り、排気ポンプの詰
まり事故などが少なくなる。即ち、本発明により、排気
ポンプ等の信頼性や保全性が改善される。
【００４８】そして、更にこれを改善する例を次に説明
する。図５は、大気圧室と減圧室の間にバッファ室を設
けた実施例を示す図である。図に示すように、反応室１
と差動排気室２の間に、清浄な空気層を有するバッファ
室１９を設けたものである。これによってバッファ室１
９のバッファ効果が加わり、電子ビーム通過孔２０を介
し大気圧室側より減圧室側に流入する排ガス等の量が、
更に低減できるという効果がある。
する。図５は、大気圧室と減圧室の間にバッファ室を設
けた実施例を示す図である。図に示すように、反応室１
と差動排気室２の間に、清浄な空気層を有するバッファ
室１９を設けたものである。これによってバッファ室１
９のバッファ効果が加わり、電子ビーム通過孔２０を介
し大気圧室側より減圧室側に流入する排ガス等の量が、
更に低減できるという効果がある。
【００４９】同時に、清浄な空気層を介在させたので、
減圧室側に流入する気体は清浄な空気である。従って、
汚れた排ガス等が排気ポンプに侵入することがなくな
り、汚染による排気ポンプ等の故障を更に低減できる効
果もある。なお、被処理体としては、気体をはじめ、液
体、固体およびそれらの混合物がある。液体や固体処理
の場合は、大気圧室という気体の雰囲気中に液体や固体
が置かれた場合が一般的である。
減圧室側に流入する気体は清浄な空気である。従って、
汚れた排ガス等が排気ポンプに侵入することがなくな
り、汚染による排気ポンプ等の故障を更に低減できる効
果もある。なお、被処理体としては、気体をはじめ、液
体、固体およびそれらの混合物がある。液体や固体処理
の場合は、大気圧室という気体の雰囲気中に液体や固体
が置かれた場合が一般的である。
【００５０】
【発明の効果】本発明によれば、電子ビーム通過孔の開
口面積が大幅に小さくなるので、大気圧室側から減圧室
側へ流れ込む被処理体の流量が減り、減圧室を減圧する
ための排気ポンプの台数を大幅に削減することができる
効果がある。
口面積が大幅に小さくなるので、大気圧室側から減圧室
側へ流れ込む被処理体の流量が減り、減圧室を減圧する
ための排気ポンプの台数を大幅に削減することができる
効果がある。
【００５１】すなわち、同一の出力電子ビーム量であれ
ば、小さな排気ポンプの容量で被処理体を処理すること
ができ、低コスト、省エネルギに繋がる効果がある。
ば、小さな排気ポンプの容量で被処理体を処理すること
ができ、低コスト、省エネルギに繋がる効果がある。
【００５２】また、汚れた排ガス等が排気ポンプなどに
侵入することも減るので、排気ポンプの汚損による不具
合(たとえば、詰まり事故など)が少なくなり、信頼性や
保全性が改善される。
侵入することも減るので、排気ポンプの汚損による不具
合(たとえば、詰まり事故など)が少なくなり、信頼性や
保全性が改善される。
【００５３】さらに、組立てアライメント寸法の確保が
容易となり、処理効率の向上に加えて、生産性(穿孔加
工性や装置組立性)が向上する効果もある。
容易となり、処理効率の向上に加えて、生産性(穿孔加
工性や装置組立性)が向上する効果もある。
【図１】本発明による一実施例の電子ビーム処理装置を
示す構成図である。
示す構成図である。
【図２】本発明による一実施例の電子ビーム発生手段を
示す構成図である。
示す構成図である。
【図３】本発明による他の実施例の電子ビーム発生手段
を示す構成図である。
を示す構成図である。
【図４】本発明による電子ビーム処理装置を用いて排ガ
スを処理する一実施例を示す図である。
スを処理する一実施例を示す図である。
【図５】大気圧室と減圧室の間にバッファ室を設けた実
施例を示す図である。
施例を示す図である。
１…反応室 ２，３，４…差動排気室 ５…電子ビーム
室 ６…電子ビーム源 ７，８，９，２０…電子ビーム通過孔 １０…電子ビー
ム １１，１２，１４，１７…ロータリポンプ １３，１６…メカニカルブースタポンプ １５…ターボ
分子ポンプ １８…ソレノイドコイル １９…バッファ室 ２１…バ
ルブ ２２…メッシュフィルタ 101…ガス導入口 102…プラ
ズマ生成室 103…アノード 104…カソード 105…引き出し電極 1
06…永久磁石 200…排気ガス 201…冷却塔 202…アンモニアガス 2
03…電気集塵器 204…加熱装置 205…排風機
室 ６…電子ビーム源 ７，８，９，２０…電子ビーム通過孔 １０…電子ビー
ム １１，１２，１４，１７…ロータリポンプ １３，１６…メカニカルブースタポンプ １５…ターボ
分子ポンプ １８…ソレノイドコイル １９…バッファ室 ２１…バ
ルブ ２２…メッシュフィルタ 101…ガス導入口 102…プラ
ズマ生成室 103…アノード 104…カソード 105…引き出し電極 1
06…永久磁石 200…排気ガス 201…冷却塔 202…アンモニアガス 2
03…電気集塵器 204…加熱装置 205…排風機
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塩野 繁男 茨城県日立市国分町一丁目１番１号 株 式会社 日立製作所 国分工場内 (72)発明者 上出 泰生 茨城県日立市国分町一丁目１番１号 株 式会社 日立製作所 国分工場内 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G21K 5/04 B01D 53/32 B01J 19/08 G21K 5/00 H01J 37/30
Claims (4)
- 【請求項１】所定出力電子ビーム量を複数個に分割し、
該複数個に分割した各電子ビームの出力電子ビーム量の
総和が前記所定出力電子ビーム量となるようにして、 単一のプラズマが閉じ込められた電子ビーム源から減圧
室に、該複数個の各電子ビームを引き出し、 前記各電子ビームを、電子ビーム空間電荷効果が最大に
発揮されるための所定ビーム径に絞り、 前記各電子ビームに対応して 前記減圧室と大気圧室の
間を仕切る隔壁に設けた 前記所定ビーム径と同径であ
る該複数個の電子ビーム通過孔を通過させて、前記大気
圧室に取り出し、 前記大気圧室に導入された被処理体に前記各電子ビーム
を照射し、前記被処理体を処理する電子ビーム処理方
法。 - 【請求項２】所定出力電子ビーム量を複数個に分割し、
該複数個に分割した各電子ビームの出力電子ビーム量の
総和が前記所定出力電子ビーム量となるようにして、 単一のプラズマが閉じ込められた電子ビーム源から減圧
室に、該複数個の各電子ビームを引き出し、 前記各電子ビームを、（数１）式から求められるビーム
径ｄbに絞り、 前記各電子ビームに対応して 前記減圧室と大気圧室の
間を仕切る隔壁に設けた 前記ビーム径ｄbと同径である
該複数個の電子ビーム通過孔を通過させて、前記大気圧
室に取り出し、 前記大気圧室に導入された被処理体に前記各電子ビーム
を照射し、前記被処理体を処理する電子ビーム処理方
法。 ｄb＝ｃs（Ib 1.36／Ｖb 2.05） （数１） ( ただし、ｃs：レンズの焦点距離等の定数、Ｉb：ビーム電流 Ｖb：加速電圧 ) - 【請求項３】 単一のプラズマが閉じ込められた電子ビー
ム源と減圧室とを有し 所定処理能力の電子ビームを発
生する電子ビーム発生手段と、該減圧室を減圧する排気
手段と、導入された被処理体を処理する大気圧室と、前
記減圧室と前記大気圧室の間を仕切る隔壁とを備え、 前記電子ビーム発生手段は、複数個に分割した各電子ビ
ームの処理能力の総和が前記所定処理能力となるよう
該複数個の各電子ビームを、前記電子ビーム源から前記
減圧室に引き出すビーム引出手段と、 前記各電子ビームを、電子ビーム空間電荷効果が最大に
発揮されるための所定ビーム径に絞るビーム絞り手段と
を有し、 前記隔壁は、前記各電子ビームを前記大気圧室に取り出
すための、前記各電子ビームの前記所定ビーム径と同径
で、かつ、前記各電子ビームと同個数の電子ビーム通過
孔を有し、 前記各電子ビーム通過孔から取り出した前記各電子ビー
ムを前記被処理体に照射し、前記所定処理能力で前記被
処理体を処理することを特徴とする電子ビーム処理装
置。 - 【請求項４】 単一のプラズマが閉じ込められた電子ビー
ム源と減圧室とを有し 所定処理能力の電子ビームを発
生する電子ビーム発生手段と、該減圧室を減圧する排気
手段と、導入された被処理体を処理する大気圧室と、前
記減圧室と前記大気圧室の間を仕切る隔壁とを備え、 前記電子ビーム発生手段は、複数個に分割した各電子ビ
ームの処理能力の総和が前記所定処理能力となるよう
該複数個の各電子ビームを、前記電子ビーム源から前記
減圧室に引き出すビーム引出手段と、前記各電子ビーム
を、（数１）式から求められるビーム径ｄbに絞るビー
ム絞り手段とを有し、 前記隔壁は、前記各電子ビームを前記大気圧室に取り出
すための、前記各電子ビームの前記所定ビーム径と同径
で、かつ、前記各電子ビームと同個数の電子ビーム通過
孔を有し、 前記各電子ビーム通過孔から取り出した前記各電子ビー
ムを前記被処理体に照射し、前記所定処理能力で前記被
処理体を処理することを特徴とする電子ビーム処理装
置。 ｄb＝ｃs（Ｉb 1.36／Ｖb 2.05） （数１） ( ただし、ｃs：レンズの焦点距離等の定数、Ｉb：ビーム電流 Ｖb：加速電圧 )
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02266495A JP3301251B2 (ja) | 1995-02-10 | 1995-02-10 | 電子ビーム処理方法および電子ビーム処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02266495A JP3301251B2 (ja) | 1995-02-10 | 1995-02-10 | 電子ビーム処理方法および電子ビーム処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08222173A JPH08222173A (ja) | 1996-08-30 |
| JP3301251B2 true JP3301251B2 (ja) | 2002-07-15 |
Family
ID=12089127
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02266495A Expired - Fee Related JP3301251B2 (ja) | 1995-02-10 | 1995-02-10 | 電子ビーム処理方法および電子ビーム処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3301251B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10216460A (ja) * | 1997-01-31 | 1998-08-18 | Hitachi Ltd | 電子ビームガス処理装置 |
| JP5378723B2 (ja) * | 2007-07-27 | 2013-12-25 | 矢崎総業株式会社 | 電子線照射装置及び被覆電線の製造方法 |
| CN105992449A (zh) * | 2015-02-26 | 2016-10-05 | 李晓粉 | 一种加速器束流引出装置 |
-
1995
- 1995-02-10 JP JP02266495A patent/JP3301251B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08222173A (ja) | 1996-08-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3672488B2 (ja) | 負イオンフィルタ | |
| JPH0479460B2 (ja) | ||
| JP3301251B2 (ja) | 電子ビーム処理方法および電子ビーム処理装置 | |
| US3939354A (en) | Method and apparatus for separation of ions from a plasma | |
| EP0806982B1 (en) | Isotope separation | |
| RU2314833C1 (ru) | Способ обеззараживания воздуха отрицательными ионами кислорода и устройство для его осуществления | |
| US5653854A (en) | Method and apparatus for separating isotopes | |
| JP3366402B2 (ja) | 電子ビーム励起負イオン源及び負イオン発生方法 | |
| JPH05503243A (ja) | ガスの処理のための装置および方法 | |
| EP0469631B1 (en) | Ion pump and vacuum pumping unit using the same | |
| EP0339047B1 (en) | Thermal cycle recirculating pump for isotope purifier | |
| US5480286A (en) | Exhaust apparatus and vacuum pumping unit including the exhaust apparatus | |
| JP2000180599A (ja) | 電子ビーム処理装置 | |
| JPH06310297A (ja) | 低エネルギー中性粒子線発生方法及び装置 | |
| JP3039985B2 (ja) | 多量体イオン発生用マイクロ波イオン源、及びこのイオン源を用いたイオンビーム照射装置 | |
| RU2057405C1 (ru) | Циклотрон для производства радиоактивных газов | |
| CA1123784A (en) | Isotopic separation | |
| JPS63229130A (ja) | 同位体分離装置 | |
| Amemiya et al. | Production of milliampere class mass‐separated multiply charged ion beam | |
| JP3543356B2 (ja) | イオンビーム発生装置 | |
| WO1994017899A1 (en) | Tunable compact electron beam generated plasma system for the destruction of gaseous toxic compounds | |
| Fridman et al. | Accelerated electrons application for chemical reactions stimulation | |
| JP2001057160A (ja) | 負イオン源 | |
| RU2158171C1 (ru) | Способ разделения изотопов европия в электромагнитном сепараторе с использованием источника ионов | |
| JP2002100297A (ja) | イオン生成方法およびイオン生成装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |