Using an electronic, converting the volatile organic compound, the processing is a processing unit, an electron beam source used processing system and these

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、ガス、エアロゾル、および／または浮遊粒子を含む流体中の毒物を処理および／または化学的に変換するための方法およびシステムに関する。 特に、本発明は、たとえば典型的にガス、蒸気、汚染された土壌もしくは地下水からの抽出物にみられる有毒物、工業的プロセスからの排出物としても有毒物を処理および／もしくは変換するための電子ビームシステムを構成するために使用される電子生成器または源並びに処理ユニットに関する。 工業上のプロセスからの生成物および副生成物、毒性有機化合物、不要な副作用物および他の廃棄物は空気、
土壌、および地下水を汚染する。 工業上のプロセスは既存の汚染物質に加え、さらに毒性有機化合物を発生する。 焼却炉、回転炉、およびバイオリアクタから生じる毒物がまた、汚染の重要な源である。 この問題への認識は、我々の社会および環境への汚染の影響を減ずる試みにおいて、多様な抽出、収集、および処分方法の発展をもたらした。 空気除去（stripping）および真空抽出のような技術は、他のもの、土壌および地下水から汚染物質を除去するために使用された。 しかし、汚染物質を大気に直接排出することは環境上望ましくない。 したがって、放出または廃棄の前に、汚染物質を処理することは、非常に望ましく、本発明により行われることである。 本発明は空気および水の浄化において、並びに工場や他の設備でオンライン化学処理に応用される。 炭素封じ込めは、汚染物質を炭素またはある種のプラスチック物質を含む容器に通過させ、毒物を炭素または他の物質に吸収させる収集技術である。 土壌や地下水から揮発性の有機化合物を除去する改善システムにおいて、汚染源は真空抽出ウェルまたは空気ストリッパとなる。 精製所または化学プラントの廃水処理システムにおいて、汚染物質は産業的プロセスの放出物である。 多くの場合、揮発性汚染物質は炭素または他の吸収剤に吸収されるが、抽出された空気、蒸気、処理廃水の残部は吸収システムが除去できなかった汚染物質とともに周囲に放出される。 有毒物を吸収した炭素キャニスタは、しかしそれ自身の処分問題を生じさせる。 これはさらに、処理システムへキャニスタを移動する際の輸送問題により複雑化される。 さらに、吸収された有毒物の封じ込めは、一ケ所に置いておいてもあるいは移動させても、揮発性有機化合物および他の汚染物質の吸収力が低いため、恒常的に有効と言うわけではない。 他の改善技術である焼却が、高温焼却により汚染物質を壊滅させるために試みられた。 炭素改善システムとともに、その蒸気が真空抽出ウェル、空気ストリッパ、または産業処理廃水から発生する。 焼却によるこれら汚染物質の壊滅はしかし、しばしば不完全であり、不完全な破壊は当初の汚染物質よりも危険な化合物を生成する（これは大気に放出される）。 さらに、焼却は、焼却炉の温度を燃えてしまう程の高温にする危険性のため、しばしば精製所では望ましくない。 さらに、人口密集地では明らかに、焼却は政策的にも、社会的にも望ましくない。 本発明にしたがって、電子ビームが、有毒物および無毒化合物を処理し変換して異なる化合物または要素にするために使用される。 ガス、エアロゾルおよび／または浮遊粒子からなる排出物が電子ビームが注入される反応チャンバに入る。 これら電子は排出物と相互作用をなし、危険な化合物を環境的に安全な要素または他の化合物に化学的に変換する。 本願の発明の詳細な説明、特許請求の範囲に使用した、影響を及ぼす流れを記述するための用語「ガス」、「材料」または同様の用語はガス、
蒸気、コロイド状の分散物、フォーム（foam）、霧、またはこれらの混合物、ならびにサポート材中の浮遊粒子を意味するものとする。 従来の電子ビーム変換システムは典型的に、一つの材料源の成分および流量パラメータに適合するように設計された。 たとえば、米国特許第4,507,265号は、後で集塵機による除去のために、電子ビームが流れる酸化硫黄や酸化窒素を固形や蒸気（mist）に変換する、電力プラント排出ガス処理システムを説明する。 その変換設備は一つの材料源用のものであるから、反応チャンバおよび電子ビーム源は流量または成分の著しい変化に適用できるように設計されていなかった。 さらに、従来技術は、
揮発性有機化合物のような他の有毒材料を、従前の手段が扱うことのできる比較適温和な化合物に変換することができなかった。 また、これら従来技術のシステムは一般的に大きく、移動が困難で、典型的にいろいろなタイプの構造の高電力設備を有し、応用例として説明された以上の方法を必要とする。 発明の要約 本発明は、電子を供給するための電子ビーム生成器、
並びに電子源または生成器および関連した反応チャンバを含む処理ユニットをもつ。 そのチャンバ（その中で有毒物が破壊される）は、調節性をもつために、特定の条件に適合するよう構成および／またはシステムの配置が容易である。 たとえば、システムの条件には、輸送性、
組み立ての容易さ、（物理的な大きさについて）設計の自由さ、近付くことが困難なところで使用できるシステム、いろいろな流量をもつ種々の入力物の取り扱い、いろいろな組成物、形態（ガス、液体、固体）や材料を取り扱えることを含む。 本発明はこれら目的を達成できる。 本発明はまた、流量および／または組成物が変換したときにシステムの再構成を簡単にする。 さらに、処理ユニットが小さく、そして軽量であり、新規で好適な電子ビーム源が比較的安価で、作動させるための電源をほとんど必要としないことから、システムは製造にも使用にもコストがかからず、ほとんどの場所で容易に使用できる。 処理ユニットが小型で、軽量で（ここではポータブルなものという）、低電源を条件とすることから、特に輸送可能な電子ビーム変換システム、さらに狭い場所または遠隔地に合った改善システムに非常に適した設計が行える。 本発明の処理ユニットはモジュールとして作られ、そのモジュールは流量および電子ビーム線量が指定の範囲を満たすように構成できる。 システムを指定された流れの流量および組成物を満たすように形成されたとき、モジュールは必要に応じて直列におよび／または並列に配列できる。 図面の簡単な説明 図１は本発明の好適な電子ビーム生成器または電子源の断面図である。 図２は本発明の好適実施例に従った処理ユニットの略示図である。 図３（ａ）は図２に示された処理ユニットの直列配列の略示図である。 図３（ｂ）は図２に示された処理ユニットの並列配列の略示図である。 図４はシステム制御器を含む好適な電子ビーム変換システムのブロック図である。 発明を実施するための最良の形態 本発明は新規な電子ビーム生成器及び一つまたはそれ以上の電子ビーム源または生成器及び付随する反応チャンバから成る新規な電子ビーム処理システムに関する。
処理ユニットは、ある応用への特定の要求を満たす電子ビーム反応システムを作製するべく、単独でまたは他の処理ユニットとともに使用される。 各処理ユニットは反応チャンバ入口をシステムの入口に直接、またはそこから流れが処理用の処理部分に供給されるところのシステム前処理モジュール内に取り付けるための手段を有する。 替わって、流れ入口は、上流の反応チャンバの出口にもなり得る。 各処理ユニットはまた、反応チャンバをシステム後処理（post−processing）モジュールを通じて直接システム出口へ、または下流の反応チャンバの入口へ取り付けるための手段も有する。 さらに、電子ビーム源は電子ビームを反応チャンバ内に入射させるために一つまたはそれ以上の処理ユニット及び手段を伴う。 本発明による電子ビーム生成器の好適実施例が図１に示されている。 高電圧電子銃20はセラミック絶縁体21により真空チャンバ22内に設置され、電子ビーム生成器ハウジング23内に収められる。 任意的に、銃20は電子流を変調しまたは制御するために使用される制御グリッドまたは電極を含む。 銃の加熱されたカソードは、高電圧かつ高電流フラックスの電子を放出し、該電子は静電的にかつ電磁気的に集束された電子ビームとなって真空チャンバ内の経路を通じて薄い真空窓24の方へ方向づけられる。 該窓の材料及び厚さは、高真空を維持し、大部分の電子ビームが通過し、吸収されたビームの一部により生成される熱を伝えることができるように慎重に選択される。 それは非常に薄い必要があるので、選択材料は、熱サイクル及び上昇温度での周囲圧力に耐えるような強いものでなければならない。 窓の材料及び厚さの選択の際、さらに考慮すべきことは、電子ビームが出現する発散角の制御である。 大きなビーム発散角度はそれに晒される体積を最大化し、かつ反応チャンバにおける割れ目の生じる可能性を最小化する。 好適実施例において、ほぼ0.002インチ以下の厚さのハーバー（Havar）窓が使用される。 ハーバーはHamil
ton Precision Metals,Inc.Of 1780 Roherstown Road,L
ancaster PA 17604で販売されている金属である。 それは、以下の成分から成る合金であって、量は公称値であり、パーセントは重量比を表す。 コバルト−42％；クローム−19.5％；鉄−19.1％；ニッケル12.7％；タングステン2.7％；モリブデン−2.2
％；マンガン−1.6％；及び炭素0.2％。 ベリリウム、チタン及びステンレススチールを含む他の材料は、真空窓24に対して任意であり、他の厚さの窓も本発明の電子源に使用可能であることがわかる。 任意に、真空窓24の真空側は耐食のために、金、セラミック、または他の耐食金属によりメッキされるかコーティングされている。 窓は約２〜３度からほぼ20度までの範囲で、半角でビームを偏向する。 この角度は窓の厚さ、材料及び電子ビームのエネルギーの関数である。 窓内でのパワー損失は、好適実施例においては50,000
から500,000電子ボルトの範囲の電子ビームエネルギーの非線形関数である。 ビーム電圧が変化するにつれ、適正な動作条件を決定する際に電流密度及び冷却要求が考慮される必要がある。 窓を通過した後、当該ビームは、真空窓を隔離し該ビームが反応チャンバ12内に進入する際（図3aを参照）該ビームを散乱するように作用するフォイル25を通じて進行する。 該フォイル25は、ビームが反応チャンバ内に進入する際ビームの出現角度を拡げるように作用する。 材料及び厚さの適正な選択もまた重要である。 それは、電子に対し強固な透明体でなければならず、真空窓24と組み合わせて、所望の出力ビーム角度を生成する。 散乱フォイル25の他の機能は真空窓24を反応チャンバから隔離する不透明な化学的抵抗バリアを形成することである。 反応チャンバ内に生じるある反応環境及び副生成物内に存在する材料は、真空窓を急速に浸食しシステムの損傷を早める。 好適実施例において、0.0005から0.002インチの厚さの雲母層が散乱フォイル25用に使用され、その結果、12
0度の電子ビーム出力角度を与え、浸食攻撃に対し強い耐食性を示す。 他の所望の散乱フォイル材料はカプトン（kapton）またはサファイアを含む。 替わって、もし反応チャンバに面した側が金又はセラミック等の耐食材料によりメッキされまたはコーティングされる際は、ハーバーまたはチタンのような他の材料が使用される。 金属スプール26は真空窓ハウジング27内に鑞接され、
冷却水がポンプされる環28を形成する。 それは乱流パターンを生じさせ、そこを通過する際に真空窓24に吸収された電子によって生じた熱を伝える。 窓24及びフォイル
25の間のギャップ29を通じて方向づけられる不活性ガス（窒素、ヘリウムまたはアルゴン）の制御された流れにより、補助冷却が与えられる。 真空窓及び散乱ホフォイルの冷却に加え、このガス流は、ギャップ29の体積内に空気が存在する際に発生するオゾン化合物を防止し、さらにシステム要素への浸食攻撃を防止する。 他の実施例において、フォイル25は除去する。 浸食物質から真空窓24の隔離は、この場合反応チャンバに直接排気され、それらの物質を吹き飛ばし処理用の電子ビーム内に移動させるようなパージガスの高速流“カーテン”によって達成される。 さらに、耐食薄膜コーティングが保護の強化のために真空窓24の外側に適用される。 チャンバ22内の真空はイオンポンプ19により引き続き維持される。 電磁集束コイル30は電子ビームを集束する静電技術を補強し、他の器具によってその直径が遠隔的に決定され制御される。 ビームサイズは真空窓及び散乱フォイルでの電力密度を形成するために重要である。 すなわち、ビーム直径が大きくなればなるほど、電力密度は小さくなる。 例えば、銃の電流が一定に維持されていれば、小さなビームが、窓24及びフォイル25の両方を突き破る穴を開けるであろう。 集束コイル30により、電子ビーム出力は反応チャンバ12のサイズに対して調整される。 単純なシステムに対しては、この電磁石は、所望のビーム出力特性用の大きさを有する永久磁石により交換されうる。 ビーム生成器の外周の鉛シールド31は、真空チャンバ
22内部の電子衝突により生成されたＸ線を減衰させる。
この好適実施例において、放射線のシールド用に、鉄、
コンクリート、又は他の適当な材料が使用される。 さらなるシールドは安全な動作環境をもたらすのに必要な場合に付加されるべきである。 全電子ビーム生成器組立体が取付けフランジ32に取り付けられる。 このフランジにより、ボルト締めアタッチメントがフランジ11を反応チャンバ12上または他の処理デバイスに固定することができる。 このモジュラーの利用により、メンテナンスが容易になり、異なる出力特性を有する他の電子ビーム源への交換も容易になる。 取付けフランジ32内には反応チャンバの熱を電子ビーム生成器に伝えないための水冷パスが内設されている。 全処理ユニットの好適実施例は、図２に略示されている。 処理ユニット10は好適にはハステロイ（Hastello
y）Ｃ−22から成る円筒形の反応チャンバ12を有する。
ハステロイＣ−22は、Corrosion Materials,Inc.PODr
awer666 Baker,LA70714で購入可能である。 ハステロイＣ−22は以下の成分から成り、量は公称値でありパーセントは重量比である。 ニッケル−56％；クローム−22％；モリブデン−13
％；タングステン−3.0％；鉄−3.0％；コバルト−2.5
％；マンガン−0.5％最大；バナジウム−0.35％最大；
シリコン−0.08％最大；及び炭素−0.010％最大。 この材料は反応チャンバ内の潜在的な浸食雰囲気を考慮して選択された。 他の材料（ポリビニル塩化物、インコネル、及びオーステナイトステンレススチール等）及び他のチャンバ形状が、所望の要求を満たす本発明の思想から逸脱することなく使用可能である。 フランジ14及び16
は反応チャンバ12の入口端及び出口端からそれぞれ延伸する。 フランジ14及び16は、処理のためにユニットへ流れを供給する流入手段及び反応材料を他の処理ユニットまたは放出のために大気に移するための流出手段へ、処理ユニット10を取り付けるための手段として機能する。 図２に示されるような電子ビーム処理システム10は、
毎分1,000立方フィートまでの流入ガス流に対して適応可能である。 大きな直径のパイプシステム10は毎分約5,
000立方フィートまでの流れに対して適応可能である。
本発明の思想内のパイプシステムの他の形状は毎分50,0
00立方フィートまでの流量まで適応可能である。 好適実施例において、処理ユニット10は２つの電子ビーム源を有する。 しかし、処理ユニットは本発明の思想から逸脱しない一つまたは二つ以上の電子ビーム源を使用可能であることが理解されるべきである。 電子を生成するための他の手段も使用され得ることが理解されよう。 要求されるのは、真空窓を通過するための十分な、
典型的には30keVまたはそれ以上の電子ビームエネルギーである。 窓への入射ビームの電流密度は、通常使用されるタイプの窓に対して典型的な温度冷却システムを使用して、概して、5mA/cm ²以下である。 しかし、より効果的な冷却システムを使用すれば、ビーム電流密度は増加する。 窓上への入射電子ビームは、約20度の半円錐角以上には発散しないようにサイズ化される。 これは、窓を通過した電子が窓から散乱後の発散にはほとんど寄与しないことを確かにする。 各電子ビーム源18は、約５キロワットの平均電子ビーム電力を連続またはパルスのいずれかで供給する。 本発明に使用される電子ビームは、例えば、熱デバイス、プラズマ生成器、コロナ生成器、及びフィールド放出デバイスにより生成されるようなものを含む。 パルス線形加速器も本発明の思想の範囲内で電子源として使用可能である。 図２に示されるように、２つの電子ビーム源18は、電子ビーム処理システム10の反応チャンバ12に取り付けられ、好適にはフランジ17及び11並びにフランジ９及び13
によりそれぞれ電子ビーム源及び反応チャンバ上に取り付けられる。 システムが単一の電子ビーム源を使用する際には、第２の電子ビーム源の位置はフランジ13に設置された取り外し可能なプレートにより覆われている。 このシステムにおいて、流れはフランジ14の開口から流入し、フランジ16の開口から流出する。 制御及び電源７は動作中システム10を制御する。 該ユニットはシステム全体の熱を制御するための熱交換機８及び電子ビーム源を駆動するためのＸ線高圧源６を含む。 図２に示された処理ユニットは、約4,000ポンド以下の重量の２つの電子源を含んだ状態で、幅４フィート×
長さ８フィート×高さ５フィートの大きさを有する。 本発明による一般的な処理ユニットのどの表面の寸法も約
10フィート以下であり、重量は約３トン以下である。 効果を最適化するために、電子ビームシステムは処理材料の組成物及び質量流量に対し調節される。 設計パラメータの一つは線量であって、それは単位質量当たりの処理材料に吸収されるエネルギーとして定義される。 特定の電子ビームの適用に要求される線量は処理材料の性質及びその材料の所望の化学転換（transformation）に依存する。 反応チャンバ内の材料により電子ビームから吸収されたエネルギーは、電子ビーム源の電力、ビーム内の電子の運動エネルギー、電子の空間分布、チャンバの形状及び大きさ、処理材料の質量流量、汚染物質質及びキャリアガスの種類及び濃度の関数である。 ある線量に対し、質量流量が高いほど高い電子ビーム電力を要求する。 例えば、反応チャンバ12で供給される流量が毎分
1,000立方フィート、ビーム電力が３キロワットであれば、各電子源は反応チャンバ12を流れる材料に対して5W
s/gの処理線量を与えることができる。 ある寸法の反応チャンバを通じる流量の上限は、流体抵抗による反応チャンバにわたる許容可能な圧力降下およびシステムが送ることのできる最大ビーム電力によって画成される。 反応チャンバを大きくすることは、反応チャンバを通じて流れる材料の完全な処理を確実にするために電子エネルギーを増大させることを要する。 上記の電子生成器のモジュラー（modular）の特徴は、一つの電子ビーム源を他のものと交換することを容易にすることである。 また、フィンまたは他の流れ方向付けデバイスが、反応チャンバ内部に加えられ、反応チャンバ内に乱流を作りだし、このため、電子ビームと流れる材料との間の相互作用が増大する。 本発明の処理ユニットのモジュラーの特徴は、上述した設計パラメータに従う応用例の材料処理の必要性を満たすように、電子ビームシステムの配置（configuratio
n）を変えることが容易であることである。 図３（ａ）
および３（ｂ）は、２個の可能な配置を示す。 本発明の範囲内にある他の配置は、当業者には明らかである。 図３（ａ）は、図１に示す処理ユニットモジュールの直列配列の略示図である。 上述のように、処理ユニットモジュールによって送られる線量は、電子ビーム電力の関数である。 反応チャンバの物理的な大きさが変換システム入力の質量流の条件を満たすと仮定し、電子ビーム源の電力が変化しないと仮定すると、システムによって送られた線量は、図３（ａ）に示すように、直列的にモジュラー処理ユニットを取り付けることによって、少なくとも必要なレベルに累積的に増加する。 処理ユニット
10は、フランジ14および16の手段または他の適当な連結手段によって相互に連結される。 直列の第１の反応チャンバの入口（inlet）フランジが、流入ダクト40のフランジに取り付けられ、ここで、流入ダクト40は、材料源からの流入ガスを直接に、またはポンプ、フィルタ、水蒸気トラップおよび／または熱デバイスのようないずれかの前処理システム構成要素を介して送る。 直列の最後の反応チャンバの出口フランジは、流出ダクト42のフランジに取り付けられ、ここで、流出ダクト42は、システムからの処理された流出物を直接に、またはスクラバー（scrubber）および／または炭素吸収容器のようないずれかの後処理構成要素を介して除去する。 漏れを防ぐために、適当なシールまたはガスケットがフランジの間に配設される。 図３（ｂ）は、本発明のモジュラー処理ユニットの並列配置の略示図である。 入ってくる物質流量が、設計流量または処理ユニットの許容可能な圧力を越えると、入ってくる物質は、物質源からの流入ガスを直接にまたはいずれの前処理ユニットを介して送るマニフォルド50によって２またはそれ以上に分流される。 多重処理ユニット10の入口フランジ14または他の適当な連結手段は、流入マニフォルドブランチ52のフランジに取り付けられる。 処理ユニット10の出口フランジ16は、システムからの処理された流出物を直接にまたはいずれの後処理構成要素を介して除去するマニフォルド54のブランチ56のフランジに取り付けられる。 流入マニフォルドブランチ52
のバルブ58が、ブランチの間での流れを所望とするいかなる割合にでも分配するために使用され得る。 当然に、処理される物質源の線量および流量の条件を満たすために、図３（ａ）の直列配列と図３（ｂ）の並列配列とを組み合わせることが可能である。 本発明はまた、物質源が変化し、または現場が異なる場合でも、システムの再配置を簡単にする。 本発明のモジュラー反応チャンバは、専ら安定電子ビーム変換システムに使用され得る。 比較的小さく軽量であり、容易に再配置できることから、本発明のモジュラー反応チャンバは、輸送可能な電子ビームシステムに、
特に、有用である。 さらにまた、電子ビームシステムが、土壌や地下水で見られる有機汚染物質を無毒に変換させるために使用され得る。 しかし、有毒廃棄物の現場が二つと同じではない。 各々の現場では、量も変化し、汚染物質も異なる。 また、
現場を清浄するために必要な事は、その時々において変化する。 したがって、本発明の電子ビームシステムは、
最初の現場の条件を満たすように配置された後、この現場に搬送することができる。 現場のが変わったとき、システムは、現場で再配置されるかまたは再配置のために別の場所へ撤去される。 全体のシステムは、清浄化が済むと、現場から容易に撤去される。 図４は、本発明の従ったモジュラー処理ユニットの好適実施例を示す簡単なブロック図である。 この配置は、
２個の電子源および１個の反応チャンバを含む。 変形的に、１個の電子源のみが含まれてもよく、また、システムが、２個以上の電子源および１個以上の反応チャンバを含んでもよい。 図４に示すような１個またはそれ以上のモジュラー処理ユニットが、システムの中央プロセッサとして典型的に用いられ、さらに、ポンプ、バルブおよびフィルタのような処理ユニット外部の前処理要素および構成要素と、スクラバーおよび活性炭の容器のような後処理ステーションとを含む。 処理されるべきガス（例えば、土壌抽出システムからの汚染空気、焼却器または産業処理の出力からのガス、
または集塵炭素バレルからのガス）がフランジ101で入り込む。 この流入ガスの圧力が、所定の制限を越えると、高い制限の圧力スイッチ102がシステム制御組立体1
03に信号を送り、システム制御組立体103は処理ユニット外部の制御手段に信号を送り、流れを減少させるかまたは停止し、または入ってくる圧力を減少させる。 ここで、所定の制限を越えると散乱フォイルが損傷する。 変形的に、制御バルブ（図示せず）が、この目的のため、
処理ユニットに含まれる。 選択的に、システム制御組立体103は、パルス信号を電子源105および106の電子銃の選択的制御電極またはグリッドに送るための制御手段を含む。 与えられた平均電力に対し、パルスが反応チャンバを通じる流入流れに一層高いピーク電力を印加する可能性を与え、このような一層高いピーク電力は、反応速度が電力レベルに従う場合、および有効な変換を達成するために処理下の物質が一層高いピーク電力でパルスを必要とする場合に有用であることを確かなものにする。 流入は、次に、反応チャンバ104を通じて流れ、反応チャンバ104で、それは、一つまたはそれ以上の電子源からの電子ビームに晒される。 電子源105および106は、
それぞれ、窓組立体107および108を通じてビームを方向付ける。 集束コイル109および110が、電子ビームの制御のために、調節可能であり、ビームから、反応チャンバ
104を通過するガスまたは他の流入物へ電子エネルギーを変換するのに有効なレベルで処理ユニットを確実に動作できる。 図示の配置では、電子源105および106は、それぞれ、
引き続き電力制御組立体113および114によって制御される高圧生成器111および112から高圧ケーブル123および1
24を介して直流電力（DC）を受ける。 変形的に、一つ以上の電子源が、適当な容量の単一のDC源によって駆動される。 電子源105および106のカソードが、在来の電気的手段（図示せず）によって加熱される。 集束コイル電力供給115が、集束調節の制御を含むシステム制御組立体103を通じて集束コイル109および110
へDCを与える。 変形的に、各々の集束コイルは、別々の電力供給によって供給され、その集束コイルへの各々の電力供給の手順（routing）が別々の制御組立体を通じるのではなく直接に行われる。 電子源105および106、真空ポンプ117および118と共にそれぞれ備えられ、動作中、真空を維持し、又、電子源の動作寿命を延長する。 真空ポンプ電力供給116が、真空ポンプにDCを与える。 変形的に、別々の電力供給組立体が、各々の電力供給に使用される。 任意的に、これらポンプおよびこれらの電力供給が、動作寿命に対するいくつかの犠牲を無くすことができる。 交流電力（AC）が、ACを使用するシステム要素へACを供給する電力分布組立体119を介して処理ユニットへと導かれる。 在来の電気的インターロックが、人的保護のために含まれ得る。 冷却熱交換器120が、冷却液体の閉ループ流れを与え、冷却液体の温度は、サーモスタット130によって制限される。 この液体は、窓組立体108および107で、冷却要素を通じて流れ、次に、熱交換器120へと戻る。 流れスイッチ121は、水温が前設定制限を越えると、電子源1
05および106への高圧電力をなくす。 変形的に、液体を冷却する他の手順が用いられる。 温度スイッチ122が、
処理ユニット外囲器内の動作温度を制限する。 窓108および109もまた、再循環ガスによって部分的に冷却され、ここで、再循環ガスは、好適実施例においては、アルゴンであるが、変形的に、他の適当なドライ、
不活性ガスであってもよい。 この再循環ガスは、再循環ガス窓冷却器125を通じて流れ、熱交換器120を通過して冷却される。 冷却ガス圧力は、レギュレータ129によって制御され、圧力がプログラムされた制限外である場合にシステム制御組立体103に信号を送って補修的作用がなされるまで処理ユニットの動作を続行させないための高低圧力ゲージ126によってモニタされる。 再循環ガスの補充が、バルブ128およびレギュレータ129を通じて供給ボトル127から与えられる。 真空抽出システムまたは他の源からの流入ガスが、システムへ供給され、このガスの望ましくない組成物が、
好ましい要素または組成物へ変換されるか、または、流出物処理モジュールによって除去（または、さらに変換）されるかのいずれかである。 システムは、電力生成器の使用を通じて搬送可能に作られ、トラック荷台または現場から現場への移動を容易にする他の移動支持のような搬送可能支持に取り付けられる。 また、システムの要素は、容易に再配置され、各々の毒物現場の特定的な条件を満たすことができる。 流入および流出ガスが、流れセンサおよび化学分析センサによってオンラインでモニタされ、入出力材料の圧力、組成物および温度を決定する。 電子ビーム源の動作もまた、電力供給または出力ビームを取り囲むトロイダル（toroidal）電流モニタで電子ビーム電流を計測することによってモニタされる。 分析器材および機器は、他のシステム制御と共に設備モニタに置かれる。 コンピュータおよびコンピュータソフトウエアがシステム制御に使用される得る。 遠隔地から全体のシステムを制御することもまたなされ得る。 本発明の電子ビームシステムは、揮発性有機化合物または他の有毒物質を、大気に放出できる比較的望ましいそれらの要素または他の組成物に分解するために使用される。 炭素拘束システムに関連して使用されるときの本発明の電子ビームシステムの特定的な利点は、引き続いて通常の炭素キャニスタ（canister）の使用寿命を延ばす有毒物を吸収するための炭素技術の必要性を顕著に減少させることである。 この必要性の減少はまた、前述したように、移動および清浄化できることを含むキャニスタに関連する問題を減少する。 本発明のシステムはまた、非常に小さい電力またはエネルギーで、この分野で使用される現存の技術と比較されるような結果を達成できる。 本発明の電子ビーム変換システムは、例えば、焼却システムで必要とされるよりも少ない燃料で、毒物を他の形状へ変換できる。 実際に、基本的な動作モードにおいて、酸素のような物質が、処理されるべき流入ガスに加えて全く必要とされない。 よって、従来技術の変換システムに対する本発明の他の利点は、システム流出物の体積の減少である。 本発明は、処理のために汚染物質を放出すべく加熱を必要とする場合を除いて、例えば、焼却システムに比べて非常に少ない熱的な害しか発生させない。 実際に、本発明の好適実施例が元々エネルギーについて効率的であることは明らかであろう。 以上で与えられた例が、処理される物質が環境へ放出されるかまたは炭素キャニスタに収集されるところの開ループシステムを説明したが、本発明の電子ビームシステムは、処理される物質が物質源または再生成するために続けて回収される他の場所へと戻されるところの閉ループシステムに使用される。 システムおよびその要素の他の変更物が当業者には明らかであろう。 本発明を特許請求の範囲内に広く覆うことを意図としている。

フロントページの続き (72)発明者 ションバーグ、ラッセル・ジー アメリカ合衆国カリフォルニア州94024、 ロス・アルトス・ヒルズ、メロディー・ レーン 12386 (72)発明者 ファッドネス、デイビッド・リチャード アメリカ合衆国カリフォルニア州95136 ―2031、サンノゼ、ストラットフォー ド・パーク・コート 445 (56)参考文献 特開 平４−127530（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−99633（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−179123（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−222213（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−14921（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−343100（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−237861（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−165577（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl. ⁷ ，ＤＢ名) B01J 19/12 A62D 3/00 B01D 53/32 B01D 53/34