电子束照射反应装置
专利汇可以提供电子束照射反应装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种用于把 电子 束照射 到待处理物体如废气上并由此改变废气物理性质的电子束照射反应装置,其中,在环绕扫描管(12)端部的部分和电子束反应器件(18) 侧壁 内电子束接收窗口的周缘部分(18a)之间设置挠性圆柱密闭元件(23),以便连接扫描管(12)和此侧壁并且密封此反应器件。结果,在此连接部分不产生过大的应 力 ,而且不需要辅助金属窗口箔,待处理物体也不会 泄漏 到外面。，下面是电子束照射反应装置专利的具体信息内容。
1.一种电子束照射反应装置，其中包括：
在扫描条件下用于释放电子束的电子束照射器件，此电子束照射 器件包括设置有电子束释放窗口的端部，此电子束释放窗口具有遍布 此窗口上用于维持内部真空的基本金属窗口箔；
用于接收将被电子束照射的气体的电子束反应器件，此电子束反 应器件包括设置有电子束接收窗口的侧壁，此电子束接收窗口用于接 收来自电子束照射器件的电子束；
包括吹孔的冷却气体喷嘴组件，此吹孔用于把冷却气体吹到金属 窗口箔；以及
在电子束照射器件端部和电子束反应器件侧壁上的电子束接收窗 口周缘部分之间连接的挠性圆柱密闭元件，此挠性圆柱密闭元件用于 防止冷却气体在端部和侧壁之间泄漏到外面。
2.如权利要求1所述的电子束照射反应装置，其中，在电子束 照射器件的端部设置冷却气体喷嘴组件，并且挠性圆柱密闭元件在冷 却气体喷嘴组件的外围部分和所述侧壁上电子束接收窗口的周缘部分 之间连接。
3.如权利要求2所述的电子束照射反应装置，其中，电子束接 收窗口的尺寸制造得比电子束通路周缘的尺寸更大，并且作为整体的 冷却气体喷嘴组件以环状形成以便环绕电子束通路，此冷却气体喷嘴 组件基本上占据电子束接收窗口。
4.如权利要求3所述的电子束照射反应装置，其中，设置保护 元件以便防止反向散射的电子碰撞到挠性圆柱密闭元件上，此反向散 射的电子在电子束反应器件中当照射电子束时产生。
5.如权利要求4所述的电子束照射反应装置，其中，借助可去 除的夹板，在电子束释放窗口的周缘以可密封的方式固定基本金属窗 口箔，冷却气体喷嘴组件包括可去除部分，此可去除部分设置得在它 本身和夹板之间形成冷却气体吹孔，通过移去此可去除部分和移去夹 板，此金属窗口箔能被更换。
6.如权利要求1-5任一项所述的电子束照射反应装置，其中， 进一步包括适于把水分以一定量输送到由冷却气体喷嘴组件吹入的冷 却气体中的装置，此量使得此冷却气体的湿度变得等于或高于气体中 细微粉末的临界湿度，这些细微粉末在基本金属窗口箔的与气体接触 的表面上淀积。
7.如权利要求1-5任一项所述的电子束照射反应装置，其中， 进一步包括用于提供冷却气体的装置，此冷却气体与水滴一起由冷却 气体喷嘴组件吹入。
8.如权利要求3所述的电子束照射反应装置，其中，冷却气体 喷嘴组件包括：在电子束反应器件一侧在冷却气体喷嘴组件端面上设 置的辅助金属窗口箔，以便遍布电子束通路；用于把冷却气体吹到基 本和辅助金属窗口箔的吹孔；以及用于把吹入的冷却气体排放到外面 的排气孔。
9.如权利要求3所述的电子束照射反应装置，其中，冷却气体 喷嘴组件包括：在具有窗口的电子束反应器件的一侧上设置的端面， 此窗口包括遍布窗口上的辅助金属窗口箔；用于把冷却气体分别吹到 基本和辅助金属窗口箔的第一和第二吹孔；用于分别从外面接收冷却 气体并把气体输送到第一和第二吹孔的第一和第二接收孔；以及把从 第一和第二吹孔吹到第一和第二金属窗口箔的冷却气体分别排放到外 面的第一和第二排气孔。
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
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。
图3示出常规电子束气体处理装置的另一实例(与图3相似的装 置在未经审查的日本专利申请公开号52-37553的图4、未经审查的日 本专利申请公开号52-149596的图2、未经审查的日本专利申请公开 号53-21397的图3和4、未经审查的日本专利申请公开号53-46598 的图2、未经审查的日本实用新型申请公开号5-30800的图1和图3、 以及未经审查的日本实用新型申请公开号6-51900的图2中公开)。
在图3的装置中，与图2情况相似，可密封的空间在基本金属窗 口箔14和辅助金属窗口箔34之间形成。然而，在图3的装置中，单 个冷却喷嘴元件71和单个废气管状通道73在可密封空间的一侧上布 置得互相毗邻。已通过冷却喷嘴元件71的缝72吹到基本金属窗口箔 上的冷却气体在可密封空间的另一侧转向并返回到废气管状通道73 而排出。
然而，在图2和图3装置的情况下，产生下列问题。
作为电子束反应器件的废气管和电子束照射器件分别设置在不同 的基础元件上。电子束照射器件的扫描管12通过冷却气体喷嘴组件 刚性连接到废气管的侧壁，此冷却气体喷嘴组件包括冷却喷嘴元件61 和67或单个冷却喷嘴元件71。因此，过大的应力有可能作用到扫描 管12和废气管侧壁之间的连接部分。结果，金属窗口箔不能通过夹 板固定到扫描管端部的外周上的凸缘，从而不能维持扫描管内的真 空。在极端情况下，金属窗口箔移位并被迫进入扫描管，从而导致箔 的破裂。
具体地，在常规电子束照射反应装置中，从降低电子束在金属窗 口箔的能量损失、降低吹入冷却空气的能量和简化冷却气体喷嘴组件 结构的观点出发，优选省略辅助金属窗口箔并仅使用基本金属窗口 箔。然而在此种布置中，当基本金属窗口箔发生破裂时，废气进入需 要保持真空条件的电子束发生器的扫描管中，并有可能发生严重的污 染或损坏。因此，已经考虑到，仅使用基本金属窗口箔难以实现电子 束照射反应装置。
发明内容
也就是说，根据本发明，提供一种电子束照射反应装置，其中包 括：在其端部包括电子束释放窗口的电子束照射器件，此电子束照射 器件用于在扫描条件下释放电子束，此电子束释放窗口具有遍布窗口 的用于维持内部真空的基本金属窗口箔；用于接收被电子束照射的气 体的电子束反应器件，此电子束反应器件包括在其侧壁形成的用于接 收来自电子束照射器件的电子束的电子束接收窗口；包括吹孔的冷却 气体喷嘴组件，此吹孔用于把冷却气体吹到金属窗口箔；以及在电子 束照射器件端部和电子束反应器件侧壁上的电子束接收窗口周缘部分 之间连接的挠性圆柱密闭元件，此挠性圆柱密闭元件用于防止冷却气 体在端部和侧壁之间泄漏到外面。
在此装置中，电子束照射器件和电子束反应器件之间不作刚性连 接。因此，在这些器件的连接部分不作用过大的载荷。进而，此连接 部分被挠性圆柱元件覆盖，从而被电子束照射的冷却气体不会扩散到 外面。
具体地，冷却气体喷嘴组件在电子束照射器件的端部设置，并且 挠性圆柱密闭元件在冷却气体喷嘴组件的外围部分和所述侧壁上电子 束接收窗口的周缘部分之间连接。
更具体地，电子束接收窗口的尺寸制造得比电子束扫描通路周缘 的尺寸更大，并且作为整体的冷却气体喷嘴组件以环状形成以便环绕 允许电子束通过的扫描通路，此冷却气体喷嘴组件的位置设置得基本 上占据电子束接收窗口。
优选地，设置保护元件以便防止反向散射的电子碰撞到挠性圆柱 密闭元件上，此反向散射的电子在电子束反应器件中当照射电子束时 产生。进而，借助可去除的夹板，在电子束释放窗口的周缘以可密封 的方式固定基本金属窗口箔，冷却气体喷嘴组件包括可去除部分，此 可去除部分设置得在它本身和夹板之间形成冷却气体吹孔，通过移去 此可去除部分和移去夹板，此金属窗口箔能被更换。
进一步地，优选吹到基本金属窗口箔的冷却气体的水分含量等于 或高于气体中细微粉末的临界湿度，这些细微粉末在基本金属窗口箔 的与气体接触的表面上淀积。其原因如下所述。当将被电子束照射反 应装置处理的物体是包含氧化硫或氧化氮的废气时，由于反应器件中 电子束的照射，硫酸铵或硝酸铵的细微粉末可作为由氧化硫或氧化衍 生的副产品形成。这些粉末有可能在金属窗口箔上淀积。因此，其水 分含量等于或高于临界湿度的冷却气体吹到金属窗口箔上，从而在此 箔上淀积的细微粉末吸收冷却气体中的水分并易于从金属窗口箔上剥 落。
基于相同的目的，冷却气体可包含水滴。然而，当冷却气体中的 水滴包含悬浮固体或水溶性物质并碰撞到已通过电子束照射而被加热 的金属窗口箔上时，由于水分的蒸发，悬浮固体或水溶性物质被烘干 和固化，并且可固定到金属窗口箔。为防止出现此问题，优选冷却气 体中所包含的水滴包括纯水，其水滴例如通过喷射纯水进入冷却气体 而获得。
进一步地，在本发明中，可作这些的布置，使作为整体的冷却气 体喷嘴组件以环状形成，以便环绕用于电子束通道的扫描通路，并且 包括：在电子束反应器件的一侧在冷却气体喷嘴组件端面上设置的辅 助金属窗口箔，以便遍布扫描通路；用于把冷却气体吹到基本和辅助 金属窗口箔的吹孔；以及用于把吹入的冷却气体排放到外面的排气 孔。在此情况下，有可能具有这样的布置，使冷却气体喷嘴组件包括： 用于把冷却气体分别吹到基本和辅助金属窗口箔的第一和第二吹孔； 用于分别从外面接收冷却气体并把此气体输送到第一和第二吹孔的第 一和第二接收孔；以及把从第一和第二吹孔吹到第一和第二金属窗口 箔的冷却气体分别排放到外面的第一和第二排气孔。
附图说明
图1为常规电子束照射反应装置一部分的横截面视图。
图2为另一常规电子束照射反应装置一部分的横截面视图。
图3为又一常规电子束照射反应装置一部分的横截面视图。
图4为根据本发明第一实施例的电子束照射反应装置一部分的横 截面视图。
图5为示出在本发明电子束照射反应装置中所用的挠性圆柱密闭 元件布置的示意图。
图6为根据本发明第二实施例的电子束照射反应装置一部分的横 截面视图。
图7为根据本发明第三实施例的电子束照射反应装置一部分的横 截面视图。
图8为根据本发明第四实施例的电子束照射反应装置一部分的横 截面视图。
图9为根据本发明第五实施例的电子束照射反应装置一部分的横 截面视图。
图10为在图9电子束照射反应装置中所用的循环水型冷却器件 的横截面视图。
图11为根据本发明第六实施例的电子束照射反应装置一部分的 横截面视图。
图12为根据本发明第七实施例的电子束照射反应装置一部分在 电子束照射方向上的横截面视图。
图13为根据本发明第八实施例的电子束照射反应装置一部分的 横截面视图。
图14为在图13装置中所用的冷却气体喷嘴元件的分解横截面视 图。图14a示出双流体喷嘴而图14b示出连接到双流体喷嘴的冷却气 体喷嘴。
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