JPH10216460A - 電子ビームガス処理装置 - Google Patents

電子ビームガス処理装置

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JPH10216460A
JPH10216460A JP9018439A JP1843997A JPH10216460A JP H10216460 A JPH10216460 A JP H10216460A JP 9018439 A JP9018439 A JP 9018439A JP 1843997 A JP1843997 A JP 1843997A JP H10216460 A JPH10216460 A JP H10216460A
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electron beam
gas
lens
electron
converging means
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JP9018439A
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Hirobumi Seki
関　　博文
Hirofumi Shirakata
弘文 白形
Yasuro Hori
康郎 堀
Shigeo Shiono
繁男 塩野
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/32—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by electrical effects other than those provided for in group B01D61/00
    • B01D53/323—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by electrical effects other than those provided for in group B01D61/00 by electrostatic effects or by high-voltage electric fields
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/80—Employing electric, magnetic, electromagnetic or wave energy, or particle radiation
    • B01D2259/812—Electrons
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    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成によっても、電子ビームを処理ガ
ス中の指定の位置に収束させること。 【解決手段】 単一の真空容器１４内を真空ポンプ１６
で真空に保つとともに、真空容器１４内に第１のレンズ
５２と第２のレンズ５４を配置し、電子源１０から入射
した電子ビーム６４を各レンズ５２、５４で収束し、ダ
クト１８中の処理ガス６６中に電子ビーム６４を照射す
る。そして処理ガス中のＮＯｘ濃度の増大に伴って電子
ビームの電流値を大きくするときには、フィラメント３
２の電流値、アーク電源３２の電流値、ガス貯留室２０
内のガス圧に応じてレンズ５２、５４の磁界強度または
電界強度を増大させて焦点距離を短くするとともに、レ
ンズ５２を引き出し電極４４側に移動させ、レンズ５４
をダクト１８側に移動させ、同一の径の平行電子ビーム
を形成するとともに、電子ビームの収束径の増大を防止
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子ビームガス処
理装置に係り、特に、処理ガス中に電子ビームを照射
し、ガス中の有害物質、例えば、排ガス中のＮＯｘ、Ｓ
Ｏｘの除去・低減処理を行うに好適な電子ビームガス処
理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、火力発電所から排出される排ガス
に対する処理として、排ガスの脱硫・脱硝処理を行う装
置として、電子ビームガス処理装置が用いられている。
電子ビームガス処理装置は、被処理体としての排煙等の
排ガスが導入される大気ガス室としての反応室の両側に
配置された３つの作動排気室と、外側の作動排気室に隣
接して配置された電子ビーム室と、電子ビーム室内に引
出電極を介して電子ビームを照射する電子ビーム源とを
備えて構成されており、電子ビーム源から発生した電子
ビームが引出電極、電子ビーム室、各作動排気室を介し
て反応室内の排ガス中に照射されるようになっている。
電子ビーム室や各作動排気室内の排ガスはロータリポン
プ等の真空ポンプによって排気され、各室内は一定の真
空度が保たれている。また各作動排気室内には磁界レン
ズが配置されており、各作動排気室内に導入された電子
ビームが各磁界レンズによって収束され、電子ビームが
反応室内の指定の位置に収束するようになっている。電
子ビーム室や各作動排気室内の真空度を指定の値に保つ
ことで電子ビームの軌道を直線に保つことができる。さ
らに電子ビーム源に配置されたフィラメントの電流や電
子ビーム源内にアーク放電を生じさせるためのアーク電
源の電流値あるいは電子ビーム源内のガス圧を変えた
り、あるいは引出電極に印加される加速電圧を変えたり
することで電子ビームの強さを調整することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来技術では、複数の
作動排気室を備えているので電子ビームのビーム径を大
きくすることはできるが、各作動排気室に真空ポンプを
設けなければならず、構造が複雑となる。また各作動排
気室に配置された磁界レンズが固定されているため、ビ
ーム電流を増大させるに際して、フィラメント電流、ア
ーク電流あるいはガス圧を変えたり、電子ビームの加速
電圧を変えたりすると、電子ビームの絞られ方が変わ
り、電子ビームを反応室内の指定の位置に導入できなく
なる。また電子ビーム室から発生する電子ビームは平行
に出射しているため、多数の電子ビームを出射しようと
すると、電子ビーム源を大型化することが余儀なくされ
る。
【０００４】本発明の目的は、簡単な構成でも、電子ビ
ームを処理ガス中の指定の位置に収束させることができ
る電子ビームガス処理装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、入射口と出射口を有する真空容器と、真
空容器内のガスを排気する排気手段と、電子ビームを生
成して真空容器の入射口に入射する電子ビーム発生手段
と、真空容器の入射口に入射された電子ビームを収束す
る第１の電子ビーム収束手段と、第１の電子ビーム収束
手段により収束された電子ビームを収束して出射口から
処理ガス中に出射する第２の電子ビーム収束手段とを備
えてなる電子ビームガス処理装置を構成したものであ
る。
【０００６】前記電子ビームガス処理装置を構成するに
際しては、以下の要素を付加することができる。
【０００７】（１）第１の電子ビーム収束手段と第２の
電子ビーム収束手段はそれぞれ電界の強さに応じて電子
ビームの焦点位置を変化させる静電レンズまたは磁界の
強さに応じて電子ビームの焦点位置を変化させる磁界レ
ンズを備えてなる。
【０００８】（２）静電レンズと磁界レンズはそれぞれ
真空容器の入射口と出射口とを結ぶ電子ビーム伝送路に
沿って移動可能に構成されてなる。
【０００９】（３）電子ビーム発生手段は、電子源とし
て、真空容器の入射口に連通する開口を有しプラズマ生
成用のガスを貯留するガス貯留室と、ガス貯留室内に配
置されて熱電子を放出するフィラメントと、フィラメン
トの電流を調整するフィラメント電源と、フィラメント
とガス貯留室の壁との間にアーク放電を発生させるアー
ク電源と、ガス貯留室内のガスの圧力を調整するガス圧
調整器とを備えており、第１の電子ビーム収束手段と第
２の電子ビーム収束手段はそれぞれフィラメント電流値
とアーク放電の電流値およびガス貯留室内のガス圧のう
ち少なくとも１つの値に応じて静電レンズの電界の強さ
または磁界レンズの磁界の強さを調整する焦点距離調整
手段を備えてなる。
【００１０】（４）電子ビーム発生手段は、加熱された
固体物質より出射した熱電子を加速するフィラメント型
電子源と、フィラメント型電子源から発生した電子ビー
ムを加速する加速電源とを備えており、第１の電子ビー
ム収束手段と第２の電子ビーム収束手段はそれぞれフィ
ラメント型電子源のビーム電流値と加速電源の加速電圧
のうち少なくとも１つの値に応じて静電レンズの電界の
強さまたは磁界レンズの磁界の強さを調整する焦点距離
調整手段を備えてなる。
【００１１】（５）電子ビーム発生手段は、マイクロ波
を用いてプラズマを生成するマイクロ波電子源と、マイ
クロ波電子源から発生した電子ビームを加速する加速電
源とを備えており、第１の電子ビーム収束手段と第２の
電子ビーム収束手段はそれぞれマイクロ波電子源のビー
ム電流値と加速電源の加速電圧のうち少なくとも１つの
値に応じて静電レンズの電界の強さまたは磁界レンズの
磁界の強さを調整する焦点距離調整手段を備えてなる。
【００１２】（６）静電レンズと磁界レンズはそれぞれ
真空容器の入射口と出射口とを結ぶ電子ビーム伝送路に
沿って移動可能に構成されてなり、第１の電子ビーム収
束手段と第２の電子ビーム収束手段はそれぞれ焦点位置
調整手段の調整に基づいて静電レンズまたは磁界レンズ
の位置を調整するレンズ位置調整手段を備えてなる。
【００１３】（７）第１の電子ビーム収束手段に静電レ
ンズを用い、第２の電子ビーム収束手段に磁界レンズを
用いてなる。
【００１４】（８）真空容器には入射口と出射口がそれ
ぞれ複数個形成され、各入射口には電子ビーム発生手段
から電子ビームが入射され、各出射口から処理ガス中に
電子ビームが出射され、各入射口の形状および位置は各
電子ビームが各入射口から離れるに従って互いの距離が
大きくなるように設定されており、第１の電子ビーム収
束手段と第２の電子ビーム収束手段は複数本の電子ビー
ムをそれぞれ収束してなる。
【００１５】（９）電子ビーム発生手段から真空容器を
介して第１の電子ビーム収束手段に入射する複数本の電
子ビームの軌道のなす角度は０度より大きく９０度より
小さく設定されてなる。
【００１６】（１０）磁界レンズに鉄心コイルを用い、
この鉄心の比透磁率を１００００以上に設定してなる。
【００１７】前記各電子ビームガス処理装置は以下のも
のに適用することができる。
【００１８】（１）酸素を含む処理ガス中に電子ビーム
を入射してオゾンを生成するもの。
【００１９】（２）有害物質を含む処理ガス中に電子ビ
ームを入射してガス中の有害物質の低減するもの。
【００２０】（３）反射率の相異なる一対の共振器鏡の
間に配置されたガス収納室内に、ヘリウムガス、アルゴ
ンガス、ネオンガス、キセノンガス、炭酸ガス、水素ガ
ス、窒素ガスまたは酸素ガスのうち少なくとも１つのガ
スあるいは２つ以上の混合ガスを収納し、ガス収納室内
に電子ビームを入射してレーザを発振してなるもの。
【００２１】前記した手段によれば、単一の真空容器内
に電子ビームを導入し、真空容器内の電子ビームを第１
の電子ビーム収束手段と第２の電子ビーム収束手段によ
って収束し、収束した電子ビームを処理ガス中に照射す
るようにしたため、簡単な構成でも、電子ビームを処理
ガス中の指定の位置に収束させることができる。またフ
ィラメント電流値、アーク放電の電流値、ガス圧または
加速電圧値に応じて静電レンズの電界の強さまたは磁界
レンズの磁界の強さを調整したり、静電レンズまたは磁
界レンズの位置を調整したりするようにしたため、処理
ガス中の有害物質の濃度に応じて効率的なガス処理を行
うことができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。
【００２３】図１は本発明の一実施形態を示す電子ビー
ムガス処理装置の全体構成図である。図１において、電
子ビームガス処理装置はフィラメント型の電子源１０、
制御部（制御系）１２、真空容器１４、真空ポンプ１６
を備えており、真空容器１４の一端に電子源１０が配置
され、真空容器１４の他端にダクト１８が接続されてい
る。
【００２４】電子源１０はプラズマ生成用のガスを貯留
するガス貯留室２０を備えており、このガス貯留室２０
内にはアルゴン等のガス２２がバルブ２４を介して導入
されるようになっている。ガス貯留室２０の壁にはガス
貯留室２０内の真空度を計測する真空計２６が配設され
ているとともに電流導入端子２８、３０が配設されてい
る。真空計２６によって計測された計測値は制御部１２
に入力される。電流導入端子２８、３０にはフィラメン
ト３２が接続されているとともにフィラメント電源３４
が接続されている。さらに電流導入端子３０とガス貯留
室２０の壁にはそれぞれアーク電源３６が接続されてい
る。フィラメント電源３４、アーク電源３６はそれぞれ
制御部１２に接続されており、制御部１２からの指令に
応じて各電源の電流値が調整されるようになっている。
フィラメント電源３４からの電流がフィラメント３２に
供給されるとフィラメント３２から熱電子が放出され
る。さらにアーク電源３６によってアーク電流が調整さ
れるとフィラメント３２とガス貯留室２０の壁との間に
アーク放電が生じ、ガス貯留室２０内にプラズマが生成
される。またガス貯留室２０の一壁面は加速電極３８で
構成されており、この加速電極３８のほぼ中心部にはガ
ス貯留室２０内の電子を排出するための開口４０が形成
されている。加速電極３８は加速電源４２に接続されて
おり、開口４０から漏れ出た電子は加速電極３８によっ
て加速され、真空容器１４内に導入される。この加速電
極３８と相対向して引き出し電極４４が設けられてい
る。
【００２５】引き出し電極４４は絶縁フランジ４６を介
して加速電極３８と接合され、真空容器１４の一壁面を
構成するようになっている。この引き出し電極４２のほ
ぼ中央部には開口４０からの電子を入射するための入射
口４８が形成されている。すなわち電子源１０はガス貯
留室２０内に発生した電子を電子ビームとして真空容器
１４の入射口４８に入射する電子ビームを発生手段とし
て構成されている。なお、電子源１０おいて、ガスの配
管やプラズマ取り込み用の磁石、水冷ジャケット等につ
いては省略してある。
【００２６】真空容器１４には、入射口４８に相対向し
て、出射口５０が形成されており、入射口４８と出射口
５０とを結ぶ電子ビーム伝送中に第１のレンズ５２、第
２のレンズ５４が配置されている。この真空容器１４
は、真空ポンプ１６の作動により真空容器１４内のガス
が排気されて一定の真空度が保たれるようになってい
る。第１のレンズ５２、第２のレンズ５４はそれぞれ電
子ビーム伝送路に沿って移動可能に配置されており、第
１のレンズ５２は電流導入端子５６を介してレンズ用電
源５８に接続され、第２のレンズ５４は電流導入端子６
０を介してレンズ用電源６２に接続されている。各レン
ズ用電源５８、６２はそれぞれ制御部１２に接続されて
おり、制御部１２からの指令によって各電源５８、６２
の電流または電圧が調整されるようになっている。第１
のレンズ５２と第２のレンズ５４は、例えば、空心コイ
ルまたは鉄心コイルを備えた磁界レンズ、あるいは電子
ビーム透過孔を有する複数の電極板を備えた静電レンズ
（電界レンズ）によって構成されている。すなわち磁界
レンズは磁界の強さに応じて電子ビームの焦点位置を変
化させることができ、静電レンズは電界の強さに応じて
電子ビームの焦点位置を変化させることができるように
なっている。そして真空容器１４内に導入された電子ビ
ーム６４は第１のレンズ５２によって収束されるととも
に第２のレンズ５４によって収束される。この場合、電
子ビーム６４は第１のレンズ５２によって平行ビームに
成形され、第２のレンズ５４によってダクト１８内の指
定の位置に収束されるようになっている。すなわち第１
のレンズ５２、レンズ用電源５８、制御部１２は第１の
電子ビーム収束手段と焦点距離調整手段を構成し、第２
のレンズ５４、レンズ用電源６２、制御部１２は第２の
電子ビーム収束手段と焦点距離調整手段を構成するよう
になっている。
【００２７】一方、ダクト１８内には、例えば火力発電
所から排出される排気ガスが処理ガス６６として導入さ
れており、処理ガス６６中に電子ビーム６４が照射され
ると、処理ガス６６中に電子雲６８が形成される。すな
わち処理ガス６６中に電子ビーム６４が照射されると、
電子ビーム６４の分布が雲状に広がった状態となる。そ
して電子ビーム６４が処理ガス６６に照射されると、電
子ビーム６４が処理ガス６０の分子と衝突することで、
化学的に活性な物質（ラジカル）が生成される。この物
質にアンモニアを添加すると、硫安・硝安等の肥料が生
成され、排ガス中のＳＯｘ、ＮＯｘを低減することがで
きる。
【００２８】次に、本実施形態の作用を説明する。
【００２９】ここで、例えば、処理対象である処理ガス
６６中のＮＯｘの濃度が一時的に増大したために、電子
ビーム６４の電流値を大きくする場合について考える。
この場合、フィラメント３２の電流値を大きくしたり、
アーク電源３６の電流を大きくしたり、あるいはバルブ
２４の調整によってガス貯留室２０内のガス圧を大きく
したりすることになる。電子ビームの電流値を大きくす
ると、引き出し電極４４でのプラズマのシースの形状が
変化し、電子ビーム６４の発散角が変化する（大きくな
る）。さらに電子ビーム６４の発散角が大きくなるのみ
ならず、その収束性も低下する。このとき第１のレンズ
５２、第２のレンズ５４に対する制御を同一の条件に維
持すると、電子ビーム６４を指定の位置に収束すること
ができなくなる。そこで、本実施形態では、フィラメン
ト３２の電流値、アーク電流の電流値、またはガス圧に
応じて第１のレンズ５２、第２のレンズ５４の状態を制
御部１２からの指令によって制御することとしている。
【００３０】具体的には、ガス圧調整器としてのバルブ
２４の状態、フィラメント電源３４のフィラメント電
流、アーク電源３６のアーク電流、バルブ２４の開度を
制御部１２で監視し、フィラメント電流値、アーク電流
値またはガス圧に応じて第１のレンズ５２と第２のレン
ズ５４の磁界強度または電界強度を増大させて、各レン
ズの焦点距離を短くする。さらに、同一の径の平行電子
ビームを得るために、第１のレンズ５２の位置を移動手
段（図示省略）により、引き出し電極４４側に移動させ
る。また第２のレンズ５４の焦点距離を短くすることに
より、電子ビーム６４の収束径の増大を防ぐとともに、
第２のレンズ５４の位置を移動手段（図示省略）により
出射口５０側に近づける。このような制御を実行する
と、電子ビーム６４の電流値を大きくする場合でも、電
子ビーム６４を処理ガス６６中の指定の位置に収束させ
ることができる。なお、電子ビーム６４の電流値を小さ
くするときには、フィラメント電流値、アーク電流値ま
たはガス圧に応じて第１のレンズ５２と第２のレンズ５
４の磁界強度または電界強度を減少させて、各レンズの
焦点距離を長くする。さらに、同一の径の平行電子ビー
ムを得るために、第１のレンズ５２の位置を引き出し電
極４４から離れる方向に変更し、第２のレンズ５４の位
置を出射口５０から離れる方向に変更する。
【００３１】一方、加速電圧を増大させてＮＯｘの処理
量を増大する場合にも、第１のレンズ５２、第２のレン
ズ５４の磁界強度または電界強度を増大させて、各レン
ズの焦点距離を短くする制御を行う。なおこの場合は、
第１のレンズ５２、第２のレンズ５４の位置は変えずに
焦点距離の調整のみで電子ビーム６４の径を同一の径に
維持することができるともに、電子ビーム６４の収束径
の増大を防止することができる。
【００３２】本実施形態においては、単一の真空容器１
４内を真空ポンプ１６で真空に保つとともに、真空容器
１４内に２個のレンズ５２、５４を配置し、各レンズに
よって電子ビーム６４を収束するようにしたため、構成
の簡素化を図ることができるとともに、電子ビーム６４
を処理ガス６６中の指定の位置に収束させることができ
る。さらに電子ビーム６４の電流値および加速電圧に応
じてレンズ５２、５４の焦点距離および位置を制御する
ようにしたため、処理ガス６６中の有害物質、例えば、
ＮＯｘ、ＳＯｘの濃度に応じて効率的なガス処理を行う
ことできる。
【００３３】前記実施形態においては、電子源１０とし
て、フィラメント３２を用いたバケット型電子源１０を
用いた場合について述べたが、電子源としては、加熱さ
れた固体物質より出射した熱電子を加速するフィラメン
ト型電子源、マイクロ波をガス中に入射してプラズマを
生成するマイクロ波電子源を用いることができる。これ
らの電子源についても、前記実施形態と同様に、レンズ
５２、５４の焦点距離や位置を制御することで、電子ビ
ームの電流値によらず電子ビームを同一の径の平行ビー
ムに維持することができるとともに、電子ビームの収束
径の増大を防止することができる。なおマイクロ波型電
子源の場合には、マイクロ波の注入電力に応じてレンズ
５２、５４の焦点距離や位置を制御することになる。
【００３４】前記実施形態において、第１のレンズ５２
としては、磁界レンズおよび電界レンズを用いることが
できるが、第２のレンズ５４としては、静電レンズを用
いるよりも磁界レンズを用いると、出射口５０からの処
理ガス６６の流入による電気絶縁耐力の低下に関係なく
電子ビーム６４を収束することができる。
【００３５】次に、複数本の電子ビームを用いる場合の
実施形態を図２にしたがって説明する。
【００３６】本実施形態においては、３本の電子ビーム
６４ａ、６４ｂ、６４ｃを生成するために、加速電極３
８に開口４０ａ、４０ｂ、４０ｃが形成されているとと
もに、引き出し電極４４に３個の入射口４８ａ、４８
ｂ、４８ｃが形成されている。さらに真空容器１４のダ
クト１８側の壁面には３個の出射口５０ａ、５０ｂ、５
０ｃが形成されている。さらに第１のレンズ５２ａ、第
２のレンズ５４ａはそれぞれ電子ビーム６４ａ、６４
ｂ、６４ｃをそれぞれ収束するためのコイルまたは電極
板を備えて構成されている。さらに開口４０ａ〜４０
ｃ、入射口４８ａ〜４８ｃを形成するに際しては、これ
らの位置と形状が以下のことを考慮して設定されてい
る。すなわち、第２のレンズ５４ａの個々の磁界レンズ
同士の影響を小さくするために、電子ビーム６４ａ、６
４ｂ、６４ｃ間の距離を電子源１０から放れるにしたが
って大きくなるようにする。さらに、電子源１０から第
１のレンズ５４ａまでの間で、電子ビーム６４ａ〜６４
ｃのうち任意の２本の電子ビームの軌道のなす角度が０
度より大きく９０度より小さくなるようする。各電子ビ
ームの軌道のなす角度を０度より大きく９０度より小さ
く設定すると、レンズ５２ａ、５４ａをそれぞれ複数個
の磁界レンズで構成した場合、相隣接する磁界レンズの
影響を排除することができるとともに、ダクト１８中に
入射した電子ビームによって形成される電子雲６８ａ、
６８ｂ、６８ｃの相互の重なりを防ぐことができ、効率
よくガス処理を行うことができる。すなわちダクト１８
内を電子ビーム６４ａ〜６４ｃで一様に照射することに
よりガス処理を効率よく行うことができる。
【００３７】また本実施形態においても、ガス中のＮＯ
ｘ濃度が一時的に増大したために、電子ビームの電流値
を大きくする場合等においては、前記実施形態と同様
に、フィラメント電流値、アーク電流値、ガス圧に応じ
てレンズ５２ａ、５４ａの磁界強度または電界強度を増
大させて、焦点距離を短くするとともに、レンズ５２ａ
を引き出し電極４４側に移動させ、レンズ５４ａを出射
口５０ａ〜５０ｃ側に移動させることで、電子ビーム６
４ａ〜６４ｃを同一の径の平行ビームにすることができ
るとともに、ガス中に照射される電子ビーム６４ａ〜６
４ｃの収束径の増大を防止することができる。
【００３８】本実施形態においては、レンズ５２ａとし
て静電レンズを用いれば、複数個の孔のあいた電極板を
複数枚配置することで、複数本の平行電子ビームを得る
ことができるため、磁界レンズを用いるよりもコスト低
減を図ることができる。一方、レンズ５４ａとして、空
心コイルを用いるよりも鉄心コイルを用い、鉄心として
比透磁率が１００００以上のものを用いると、各磁界レ
ンズ間の磁界の影響を小さくすることができるので、電
子ビーム６４ａ〜６４ｃを容易に収束することができ
る。
【００３９】本実施形態においては、３本の電子ビーム
を用いる場合について述べたが、電子ビームの本数とし
ては、２本または３本以上のものにも本発明を適用する
ことができる。
【００４０】前記各実施形態における電子ビームガス処
理装置の応用例として、酸素を含む処理ガス中に電子ビ
ームを入射することで、オゾンを効率的に生成すること
ができる。
【００４１】また前記各実施形態における電子ビームガ
ス処理装置の応用例として、レーザ発振に用いることが
できる。すなわち、反射率の相異なる一対の共振器鏡、
例えば１００％反射する共振器鏡と５０％反射する共振
器鏡の間に、ガス収納室を構成する容器を配置し、ガス
収納室内にヘリウムガス、アルゴンガス、ネオンガス、
キセノンガス、炭酸ガス、水素ガス、窒素ガスまたは酸
素ガスのうち少なくとも一つのガスあるいは二つ以上の
混合ガスを収納し、ガス収納室内に電子ビームを入射す
ることで、効率よくレーザ発振を行うことができる。
【００４２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
単一の真空容器内に電子ビームを導入し、真空容器内の
電子ビームを２系統の電子ビーム収束手段によって収束
するようにしたため、構成の簡素化を図ることができ
る。さらに、電子ビームの電流値や加速電圧に応じて２
系統のレンズの焦点距離や位置を制御するようにしたた
め、処理ガス中の有害物質の濃度に応じて効率よくガス
処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す電子ビームガス処理
装置の全体構成図である。
【図２】本発明の他の実施形態を示す電子ビームガス処
理装置の全体構成図である。
【符号の説明】
１０ 電子源 １２ 制御部 １４ 真空容器 １６ 真空ポンプ １８ ダクト ２０ ガス貯留室 ３２ フィラメント ３４ フィラメント電源 ３６ アーク電源 ３８ 加速電極 ４０ 開口 ４２ 加速電源 ４４ 引き出し電極 ４８ 入射口 ５０ 出射口 ５２ 第１のレンズ ５４ 第２のレンズ ５８、６２ レンズ用電源 ６４ 電子ビーム ６６ 処理ガス
───────────────────────────────────────────────────── 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

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 入射口と出射口を有する真空容器と、真
    空容器内のガスを排気する排気手段と、電子ビームを生
    成して真空容器の入射口に入射する電子ビーム発生手段
    と、真空容器の入射口に入射された電子ビームを収束す
    る第１の電子ビーム収束手段と、第１の電子ビーム収束
    手段により収束された電子ビームを収束して出射口から
    処理ガス中に出射する第２の電子ビーム収束手段とを備
    えてなる電子ビームガス処理装置。
  2. 【請求項２】 第１の電子ビーム収束手段と第２の電子
    ビーム収束手段はそれぞれ電界の強さに応じて電子ビー
    ムの焦点位置を変化させる静電レンズまたは磁界の強さ
    に応じて電子ビームの焦点位置を変化させる磁界レンズ
    を備えてなる請求項１記載の電子ビームガス処理装置。
  3. 【請求項３】 静電レンズと磁界レンズはそれぞれ真空
    容器の入射口と出射口とを結ぶ電子ビーム伝送路に沿っ
    て移動可能に構成されてなる請求項２記載の電子ビーム
    ガス処理装置。
  4. 【請求項４】 電子ビーム発生手段は、電子源として、
    真空容器の入射口に連通する開口を有しプラズマ生成用
    のガスを貯留するガス貯留室と、ガス貯留室内に配置さ
    れて熱電子を放出するフィラメントと、フィラメントの
    電流を調整するフィラメント電源と、フィラメントとガ
    ス貯留室の壁との間にアーク放電を発生させるアーク電
    源と、ガス貯留室内のガスの圧力を調整するガス圧調整
    器とを備えており、第１の電子ビーム収束手段と第２の
    電子ビーム収束手段はそれぞれフィラメント電流値とア
    ーク放電の電流値およびガス貯留室内のガス圧のうち少
    なくとも１つの値に応じて静電レンズの電界の強さまた
    は磁界レンズの磁界の強さを調整する焦点距離調整手段
    を備えてなる請求項２記載の電子ビームガス処理装置。
  5. 【請求項５】 電子ビーム発生手段は、加熱された固体
    物質より出射した熱電子を加速するフィラメント型電子
    源と、フィラメント型電子源から発生した電子ビームを
    加速する加速電源とを備えており、第１の電子ビーム収
    束手段と第２の電子ビーム収束手段はそれぞれフィラメ
    ント型電子源のビーム電流値と加速電源の加速電圧のう
    ち少なくとも１つの値に応じて静電レンズの電界の強さ
    または磁界レンズの磁界の強さを調整する焦点距離調整
    手段を備えてなる請求項２記載の電子ビームガス処理装
    置。
  6. 【請求項６】 電子ビーム発生手段は、マイクロ波を用
    いてプラズマを生成するマイクロ波電子源と、マイクロ
    波電子源から発生した電子ビームを加速する加速電源と
    を備えており、第１の電子ビーム収束手段と第２の電子
    ビーム収束手段はそれぞれマイクロ波電子源のビーム電
    流値と加速電源の加速電圧のうち少なくとも１つの値に
    応じて静電レンズの電界の強さまたは磁界レンズの磁界
    の強さを調整する焦点距離調整手段を備えてなる請求項
    ２記載の電子ビームガス処理装置。
  7. 【請求項７】 静電レンズと磁界レンズはそれぞれ真空
    容器の入射口と出射口とを結ぶ電子ビーム伝送路に沿っ
    て移動可能に構成されてなり、第１の電子ビーム収束手
    段と第２の電子ビーム収束手段はそれぞれ焦点位置調整
    手段の調整に基づいて静電レンズまたは磁界レンズの位
    置を調整するレンズ位置調整手段を備えてなる請求項
    ４、５または６記載の電子ビームガス処理装置。
  8. 【請求項８】 第１の電子ビーム収束手段に静電レンズ
    を用い、第２の電子ビーム収束手段に磁界レンズを用い
    てなる請求項２、３、４、５、６または７記載の電子ビ
    ームガス処理装置。
  9. 【請求項９】 真空容器には入射口と出射口がそれぞれ
    複数個形成され、各入射口には電子ビーム発生手段から
    電子ビームが入射され、各出射口から処理ガス中に電子
    ビームが出射され、各入射口の形状および位置は各電子
    ビームが各入射口から離れるに従って互いの距離が大き
    くなるように設定されており、第１の電子ビーム収束手
    段と第２の電子ビーム収束手段は複数本の電子ビームを
    それぞれ収束してなる請求項１、２、３、４、５、６、
    ７または８記載の電子ビームガス処理装置。
  10. 【請求項１０】 電子ビーム発生手段から真空容器を介
    して第１の電子ビーム収束手段に入射する複数本の電子
    ビームの軌道のなす角度は０度より大きく９０度より小
    さく設定されてなる請求項９記載の電子ビームガス処理
    装置。
  11. 【請求項１１】 磁界レンズに鉄心コイルを用い、この
    鉄心の比透磁率を１００００以上に設定してなる請求項
    ２、３、４、５、６、７、８、９または１０記載の電子
    ビームガス処理装置。
  12. 【請求項１２】 酸素を含む処理ガス中に電子ビームを
    入射してオゾン生成に適用してなる請求項１、２、３、
    ４、５、６、７、８、９、１０または１１記載の電子ビ
    ームガス処理装置。
  13. 【請求項１３】 有害物質を含む処理ガス中に電子ビー
    ムを入射してガス中の有害物質の低減に適用してなる請
    求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０または
    １１記載の電子ビームガス処理装置。
  14. 【請求項１４】 反射率の相異なる一対の共振器鏡の間
    に配置されたガス収納室内に、ヘリウムガス、アルゴン
    ガス、ネオンガス、キセノンガス、炭酸ガス、水素ガ
    ス、窒素ガスまたは酸素ガスのうち少なくとも１つのガ
    スあるいは２つ以上の混合ガスを収納し、ガス収納室内
    に電子ビームを入射してレーザを発振してなる請求項
    １、２、３、４、５、６、７、８、９、１０または１１
    記載の電子ビームガス処理装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101307359B1 (ko) * 2012-12-14 2013-09-11 김동형 레이저를 이용한 살균 및 악취제거방법 및 그 장치
CN104772010A (zh) * 2015-04-09 2015-07-15 袁野 电弧式脱硫脱硝器

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6623706B2 (en) 2000-06-20 2003-09-23 Advanced Electron Beams, Inc. Air sterilizing system
US7189978B2 (en) * 2000-06-20 2007-03-13 Advanced Electron Beams, Inc. Air sterilizing system
US7189940B2 (en) * 2002-12-04 2007-03-13 Btu International Inc. Plasma-assisted melting
US7320733B2 (en) * 2003-05-09 2008-01-22 Sukegawa Electric Co., Ltd. Electron bombardment heating apparatus and temperature controlling apparatus and control method thereof
JP4945463B2 (ja) * 2008-01-18 2012-06-06 株式会社日立ハイテクノロジーズ 荷電粒子線装置
JP4955027B2 (ja) * 2009-04-02 2012-06-20 クリーン・テクノロジー株式会社 排ガス処理装置における磁場によるプラズマの制御方法
JP7094752B2 (ja) * 2018-03-29 2022-07-04 株式会社ニューフレアテクノロジー 荷電粒子ビーム照射装置
CN111415765B (zh) * 2020-03-13 2022-03-18 石家庄碧连天环保科技有限公司 一种用于环境治理的高能电子束反应装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3299308A (en) * 1963-07-19 1967-01-17 Temescal Metallurgical Corp Electron beam traverse of narrow aperture in barrier separating regions of differentpressure
US3941670A (en) * 1970-11-12 1976-03-02 Massachusetts Institute Of Technology Method of altering biological and chemical activity of molecular species
US4042325A (en) * 1976-06-21 1977-08-16 Eli Lilly And Company Method of killing microorganisms in the inside of a container utilizing a plasma initiated by a focused laser beam and sustained by an electromagnetic field
JPS5388656A (en) * 1977-01-17 1978-08-04 Ebara Corp Irradiating method for gaseous material with electron beam
JPS607050A (ja) * 1983-06-23 1985-01-14 Nec Corp 電子ビ−ム加工装置
JPS6091544A (ja) * 1983-10-24 1985-05-22 Anelva Corp オ−ジエ分析装置
DE3501158A1 (de) * 1985-01-16 1986-07-17 Leybold-Heraeus GmbH, 5000 Köln Verfahren und vorrichtung zum reinigen von schwefel- und stickstoffhaltigen rauchgasen
DE3524729A1 (de) * 1985-07-11 1987-01-15 Leybold Heraeus Gmbh & Co Kg Vorrichtung zum reinigen von schwefel- und stickstoffhaltigen rauchgasen
JPH071681B2 (ja) * 1990-04-19 1995-01-11 株式会社日立製作所 荷電粒子線装置
US5319211A (en) * 1992-09-08 1994-06-07 Schonberg Radiation Corp. Toxic remediation
JPH08164331A (ja) * 1994-12-12 1996-06-25 Japan Atom Energy Res Inst 電子ビーム照射ガス処理用反応容器
JP3301251B2 (ja) * 1995-02-10 2002-07-15 株式会社日立製作所 電子ビーム処理方法および電子ビーム処理装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101307359B1 (ko) * 2012-12-14 2013-09-11 김동형 레이저를 이용한 살균 및 악취제거방법 및 그 장치
CN104772010A (zh) * 2015-04-09 2015-07-15 袁野 电弧式脱硫脱硝器

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