知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023141332
(43)【公開日】2023-10-05
(54)【発明の名称】電圧装置及び冷却水循環装置
(51)【国際特許分類】
H01J 7/26 20060101AFI20230928BHJP
【ＦＩ】
H01J7/26
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022047590
(22)【出願日】2022-03-23
(71)【出願人】
【識別番号】503237806
【氏名又は名称】株式会社ＮＨＶコーポレーション
(74)【代理人】
【識別番号】110000796
【氏名又は名称】弁理士法人三枝国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】浅井 康博
(72)【発明者】
【氏名】杉田 達信
(72)【発明者】
【氏名】奥田 慎平
(72)【発明者】
【氏名】水谷 睦
(57)【要約】
【課題】容器内に冷却器を設けつつも、容器に充填された絶縁ガスが外部に漏洩するのを抑制することができる、電圧装置及び冷却水循環装置を提供する。
【解決手段】電圧装置は、絶縁ガスが充填された容器２と、容器２内に配置され電気の供給を受けて発熱する機器３と、容器２に収容され冷却水との熱交換によって冷却対象を冷却する冷却器４と、冷却器４に接続された循環流路７１であって、冷却水が循環するように環状に形成されると共に、容器２の外の部分に冷却水を冷却する冷却部７２が設けられた循環流路７１と、循環流路７１における容器２の外の部分に設けられ、大気に開放された膨張タンク７３と、膨張タンク７３から出る気体に接するように設けられ、絶縁ガスを検出するガスセンサ７４と、を備える。
【選択図】図１
【解決手段】電圧装置は、絶縁ガスが充填された容器２と、容器２内に配置され電気の供給を受けて発熱する機器３と、容器２に収容され冷却水との熱交換によって冷却対象を冷却する冷却器４と、冷却器４に接続された循環流路７１であって、冷却水が循環するように環状に形成されると共に、容器２の外の部分に冷却水を冷却する冷却部７２が設けられた循環流路７１と、循環流路７１における容器２の外の部分に設けられ、大気に開放された膨張タンク７３と、膨張タンク７３から出る気体に接するように設けられ、絶縁ガスを検出するガスセンサ７４と、を備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
絶縁ガスが充填された容器と、
前記容器内に配置され、電気の供給を受けて発熱する機器と、
前記容器に収容され、冷却水との熱交換によって冷却対象を冷却する冷却器と、
前記冷却器に接続された循環流路であって、前記冷却水が循環するように環状に形成されると共に、前記容器の外の部分に冷却水を冷却する冷却部が設けられた循環流路と、
前記循環流路における前記容器の外の部分に設けられ、大気に開放された膨張タンクと、
前記膨張タンクから出る気体に接するように設けられ、前記絶縁ガスを検出するガスセンサと、を備える、
電圧装置。
前記容器内に配置され、電気の供給を受けて発熱する機器と、
前記容器に収容され、冷却水との熱交換によって冷却対象を冷却する冷却器と、
前記冷却器に接続された循環流路であって、前記冷却水が循環するように環状に形成されると共に、前記容器の外の部分に冷却水を冷却する冷却部が設けられた循環流路と、
前記循環流路における前記容器の外の部分に設けられ、大気に開放された膨張タンクと、
前記膨張タンクから出る気体に接するように設けられ、前記絶縁ガスを検出するガスセンサと、を備える、
電圧装置。
【請求項2】
前記膨張タンクの内部に通じかつ大気に開放する排気路と、
前記排気路に設けられ、前記排気路を開閉可能な排気弁と、
前記ガスセンサが前記絶縁ガスを検出すると、前記排気弁を閉じるように制御する排気弁制御部と、を更に備える、
請求項１に記載の電圧装置。
前記排気路に設けられ、前記排気路を開閉可能な排気弁と、
前記ガスセンサが前記絶縁ガスを検出すると、前記排気弁を閉じるように制御する排気弁制御部と、を更に備える、
請求項１に記載の電圧装置。
【請求項3】
前記ガスセンサは、前記排気路における前記膨張タンクと前記排気弁との間に設けられている、
請求項２に記載の電圧装置。
請求項２に記載の電圧装置。
【請求項4】
前記循環流路において前記冷却器の両側に設けられた一対の開閉弁と、
前記ガスセンサが前記絶縁ガスを検出すると、前記一対の開閉弁の両方を閉じるように制御する開閉弁制御部と、を更に備える、
請求項１から３のいずれか一項に記載の電圧装置。
前記ガスセンサが前記絶縁ガスを検出すると、前記一対の開閉弁の両方を閉じるように制御する開閉弁制御部と、を更に備える、
請求項１から３のいずれか一項に記載の電圧装置。
【請求項5】
前記冷却器は、前記冷却対象として前記容器内の空間を冷却する冷却フィンを含む、
請求項１から４のいずれか一項に記載の電圧装置。
請求項１から４のいずれか一項に記載の電圧装置。
【請求項6】
絶縁ガスが充填された容器と、
前記容器内に配置され、電気の供給を受けて発熱する機器と、
前記容器に収容され、冷却水との熱交換によって冷却対象を冷却する冷却器と、
を備えた電圧装置に用いられる冷却水循環装置であって、
前記冷却器に接続された循環流路であって、前記冷却水が循環するように環状に形成されると共に、前記容器の外の部分に冷却水を冷却する冷却部が設けられた循環流路と、
前記循環流路における前記容器の外の部分に設けられ、大気に開放された膨張タンクと、
前記膨張タンクから出る気体に接するように設けられ、前記絶縁ガスを検出するガスセンサと、を備える、
冷却水循環装置。
前記容器内に配置され、電気の供給を受けて発熱する機器と、
前記容器に収容され、冷却水との熱交換によって冷却対象を冷却する冷却器と、
を備えた電圧装置に用いられる冷却水循環装置であって、
前記冷却器に接続された循環流路であって、前記冷却水が循環するように環状に形成されると共に、前記容器の外の部分に冷却水を冷却する冷却部が設けられた循環流路と、
前記循環流路における前記容器の外の部分に設けられ、大気に開放された膨張タンクと、
前記膨張タンクから出る気体に接するように設けられ、前記絶縁ガスを検出するガスセンサと、を備える、
冷却水循環装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電圧装置及び冷却水循環装置に関し、より詳しくは、絶縁ガスが充填された容器を有する電圧装置及びこれに用いられる冷却水循環装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、従来の直流高電圧発生装置が開示されている。特許文献１に記載の直流高電圧発生装置は、冷却ガスが充填されたタンクと、タンク内に配置された高電圧を発生させるための直流高電圧発生回路ユニットと、を備えている。
【0003】
この直流高電圧発生装置には、タンク内の温度を低下させるための冷却機構が設けられている。冷却機構は、タンクの外部に設けられた冷却器を備えている。タンク内のガスは、配管を通してタンクの外部の冷却器に流入し、冷却器によって冷却される。そして、冷却されたガスは、再び、タンク内に導入される。これによって、直流高電圧発生装置では、タンク内を適正な温度に保つことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平９－８４２６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
このように、特許文献１に記載の直流高電圧発生装置は、タンクの外部に冷却器が設けられているが、設置スペースを確保する必要がある等の問題から、本発明者らは、タンクの内部に冷却器を配置し、冷却器に対し、冷却塔やチラー等の冷却装置から冷却水を供給することを検討した。
【0006】
しかし、例えば、経年劣化等により冷却器に孔が開くと、タンク内の絶縁ガスが冷却水に溶け込むことが考えられる。この場合、絶縁ガスが溶けた冷却水が冷却装置に戻るため、絶縁ガスが外部に漏洩する可能性がある。
【0007】
本発明は、上記事情に鑑みてなされ、容器内に冷却器を設けつつも、容器に充填された絶縁ガスが外部に漏洩するのを抑制することができる、電圧装置及び冷却水循環装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明に係る一態様の電圧装置は、絶縁ガスが充填された容器と、前記容器内に配置され、電気の供給を受けて発熱する機器と、前記容器に収容され、冷却水との熱交換によって冷却対象を冷却する冷却器と、前記冷却器に接続された循環流路であって、前記冷却水が循環するように環状に形成されると共に、前記容器の外の部分に冷却水を冷却する冷却部が設けられた循環流路と、前記循環流路における前記容器の外の部分に設けられ、大気に開放された膨張タンクと、前記膨張タンクから出る気体に接するように設けられ、前記絶縁ガスを検出するガスセンサと、を備える。
【0009】
本発明に係る一態様の冷却水循環装置は、絶縁ガスが充填された容器と、前記容器内に配置され、電気の供給を受けて発熱する機器と、前記容器に収容され、冷却水との熱交換によって冷却対象を冷却する冷却器と、を備えた電圧装置に用いられる冷却水循環装置である。冷却水循環装置は、前記冷却器に接続された循環流路であって、前記冷却水が循環するように環状に形成されると共に、前記容器の外の部分に冷却水を冷却する冷却部が設けられた循環流路と、前記循環流路における前記容器の外の部分に設けられ、大気に開放された膨張タンクと、前記膨張タンクから出る気体に接するように設けられ、前記絶縁ガスを検出するガスセンサと、を備える。
【発明の効果】
【0010】
本発明に係る上記態様の電圧装置及び冷却水循環装置は、容器内に冷却器を設けつつも、容器に充填された絶縁ガスが外部に漏洩するのを抑制することができる、という利点がある。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【発明を実施するための形態】
【0012】
＜実施形態＞
以下、本実施形態に係る電圧装置及び冷却水循環装置７について、図面を参照して詳細に説明する。ただし、図面は、実施形態を模式的に示したものであるため、例えば、位置関係、各部品のサイズ等が正確ではない。
以下、本実施形態に係る電圧装置及び冷却水循環装置７について、図面を参照して詳細に説明する。ただし、図面は、実施形態を模式的に示したものであるため、例えば、位置関係、各部品のサイズ等が正確ではない。
【0013】
電圧装置は、電圧が印加されて作動する装置である。電圧装置では、図１に示すように、絶縁ガス（電気絶縁ガス）が充填された容器２内に機器３が収容されている。電圧装置としては、例えば、電子線照射装置、ガス遮断器、ガス絶縁開閉装置（ＧＩＳ）、計器用変成器（変圧器、交流器）、高電圧発生装置等が挙げられる。本実施形態では、電圧装置の一例として、電子線照射装置１０を挙げて説明する。
【0014】
図２には本実施形態に係る電子線照射装置１０の模式図を示す。電子線照射装置１０は、電子線を発生し、被照射物９１に対して電子線を照射する装置である。本実施形態に係る電子線照射装置１０は、走査型の電子線照射装置である。電子線照射装置１０は、図１に示すように、照射装置本体１と、冷却水循環装置７と、を備える。
【0015】
照射装置本体１は、電子線照射装置１０の主体を構成する。照射装置本体１は、図１に示すように、絶縁ガスが充填された容器２と、電気の供給を受けて発熱する機器３と、冷却器４と、を備える。冷却器４は、冷却水循環装置７から供給された冷却水によって、容器２内を冷却する。
【0016】
冷却水循環装置７は、冷却器４に接続されており、冷却水を循環させることで、冷却器４による冷却を行う。冷却水循環装置７は、図１に示すように、環状の循環流路７１と、冷却部７２と、膨張タンク７３と、膨張タンク７３から出る気体に接するように配置されたセンサ７４と、を備える。冷却水循環装置７によれば、冷却器４に対して、環状の循環流路７１が接続されているため、万が一、冷却水に絶縁ガスが溶け込んでも、外部に漏洩することが防止される。その上、センサ７４によって、絶縁ガスを検出できるため、冷却器４の劣化や損傷等により、孔が空いていることを知ることができる。
【0017】
ここで、電子線照射装置１０の「被照射物９１」は、電子線が照射される対象物を意味する。被照射物９１としては、特に制限はなく、例えば、食品、食品包装容器、飲料容器、医療機器、検査器具、半導体、タイヤ、電線被覆、発泡シート、熱収縮チューブ、フィルム、ハイドロゲル、炭化ケイ素繊維、繊維強化プラスチック、電池用セパレータ、吸着材、機能性衣類、屋外パネル、床材、化粧板、転写フィルム等が挙げられる。被照射物９１に対して電子線を照射することによって、被照射物９１に、例えば、架橋、改質、硬化、グラフト重合、殺菌、滅菌等の処理を施すことができる。
【0018】
以下、電圧装置の一例としての電子線照射装置１０について、より詳細に説明する。
【0019】
（照射装置本体１）
照射装置本体１は、上述したように、容器２、機器３、冷却器４のほか、図２に示すように、走査管５１、真空ポンプ５２、走査コイル５３及び複数の電源６１，６２を備える。容器２内には、機器３、冷却器４及び複数の電源６１，６２が収容されている。
照射装置本体１は、上述したように、容器２、機器３、冷却器４のほか、図２に示すように、走査管５１、真空ポンプ５２、走査コイル５３及び複数の電源６１，６２を備える。容器２内には、機器３、冷却器４及び複数の電源６１，６２が収容されている。
【0020】
（機器３）
機器３は、電源から電気の供給を受けて発熱する。本実施形態に係る機器３は、電子を加速させて電子流を形成する加速装置３１である。加速装置３１は、フィラメント３２と、加速管３３と、複数の加速電極３４と、を備える。
機器３は、電源から電気の供給を受けて発熱する。本実施形態に係る機器３は、電子を加速させて電子流を形成する加速装置３１である。加速装置３１は、フィラメント３２と、加速管３３と、複数の加速電極３４と、を備える。
【0021】
フィラメント３２は、電源（第１の電源６１）から電気の供給を受けることで発熱し、発熱した結果、電子を放出する。フィラメント３２の素材としては、例えば、タングステンが挙げられる。フィラメント３２は、加速管３３内において、加速電極３４よりも上側に配置されている。
【0022】
加速管３３は、筒状に形成されている。加速管３３の内部には、フィラメント３２と、加速電極３４が配置される。加速管３３の上端は閉塞しており、下端は開放している。加速管３３の下端には、走査管５１が通じている。複数の加速電極３４は、加速管３３の中心軸に沿って、一定の間隔をおいて並んでいる。加速電極３４は、電源（第２の電源６２）からの電気の供給によって、磁界を生じさせる。加速電極３４によって生じる磁界は、フィラメント３２から放出された電子を、収束させつつ加速管３３の開放端（下端）に向けて加速させる。これによって、加速装置３１は、加速管３３の中心軸に沿う電子流である電子線を生成することができる。
【0023】
加速装置３１は、電源からの供給を受けることで発熱するが、このとき、容器２内の空間の温度を上昇させる。このため、容器２内の空間は、後述の冷却器４によって冷却される。
【0024】
（走査管５１）
走査管５１は、加速管３３の下端に接続されており、下方に進むに従って拡がるように形成されている。走査管５１の下端には、電子線を放射する開口窓が設けられている。開口窓には、窓箔が取り付けられている。窓箔は、金属箔で構成されている。金属箔としては、例えば、アルミニウム、チタン、マグネシウム、ベリリウム等が挙げられる。窓箔は、耐熱性を有し、かつ電子線が透過し得る比重をもつ材料で構成されている。これによって、走査管５１の内部及び加速管３３の内部は、密閉空間を構成する。したがって、走査管５１の内部及び加速管３３の内部は、真空ポンプ５２によって真空に近い状態に保たれる。
走査管５１は、加速管３３の下端に接続されており、下方に進むに従って拡がるように形成されている。走査管５１の下端には、電子線を放射する開口窓が設けられている。開口窓には、窓箔が取り付けられている。窓箔は、金属箔で構成されている。金属箔としては、例えば、アルミニウム、チタン、マグネシウム、ベリリウム等が挙げられる。窓箔は、耐熱性を有し、かつ電子線が透過し得る比重をもつ材料で構成されている。これによって、走査管５１の内部及び加速管３３の内部は、密閉空間を構成する。したがって、走査管５１の内部及び加速管３３の内部は、真空ポンプ５２によって真空に近い状態に保たれる。
【0025】
走査管５１の上端部の外周には、走査コイル５３が設けられている。走査コイル５３は、電気の供給を受けることで、加速装置３１によって生成された電子線の走査を行うことができる。
【0026】
（容器２）
容器２は、中空の容器２であり、内部に絶縁ガスが充填されている。容器２内の圧力は、大気圧以上の圧力であればよく、例えば、０．１ＭＰａ以上であり、より好ましくは、０．５ＭＰａ以上である。容器２内の圧力の上限値としては、特に制限はないが、一例を挙げると、２ＭＰａ以下である。本実施形態に係る容器２は、円筒体の軸方向の両端面が閉じられた圧力タンクであるが、形状は円筒形に限らず、例えば、断面が、四角形、五角形等の多角形状であってもよい。また、容器２は、球状に形成されてもよい。
容器２は、中空の容器２であり、内部に絶縁ガスが充填されている。容器２内の圧力は、大気圧以上の圧力であればよく、例えば、０．１ＭＰａ以上であり、より好ましくは、０．５ＭＰａ以上である。容器２内の圧力の上限値としては、特に制限はないが、一例を挙げると、２ＭＰａ以下である。本実施形態に係る容器２は、円筒体の軸方向の両端面が閉じられた圧力タンクであるが、形状は円筒形に限らず、例えば、断面が、四角形、五角形等の多角形状であってもよい。また、容器２は、球状に形成されてもよい。
【0027】
絶縁ガスは、電気絶縁性を有するガスである。本実施形態に係る絶縁ガスは、不活性ガスである。不活性ガスとしては、例えば、ＳＦ６ガス（六フッ化硫黄ガス）、ＣＦ３Ｉ（ヨウ化トリフルオロメタン）とＮ２（窒素）との混合ガス、ＣＯ２アルゴンガス、ヘリウムガス等、あるいはこれらの混合ガスが挙げられる。本実施形態に係る絶縁ガスは、ＳＦ６ガス（六フッ化硫黄ガス）を含むガスである。
【0028】
容器２の材質としては、特に制限はなく、例えば、鉄、アルミニウム合金、ステンレス、真ちゅう、スチール、合成樹脂、ガラス等であってもよい。
【0029】
（冷却器４）
冷却器４は、冷却水との熱交換によって冷却対象を冷却する。冷却器４は、図３に示すように、容器２内に配置されている。本実施形態に係る冷却器４は、冷却対象として、容器２内の絶縁ガス（すなわち、容器２内の空間）を冷却する。ただし、本発明では、冷却器４は、発熱する機器３に接触して冷却してもよい。また、冷却器４に接する気流を作るように、容器２内にファンが設けられてもよい。
冷却器４は、冷却水との熱交換によって冷却対象を冷却する。冷却器４は、図３に示すように、容器２内に配置されている。本実施形態に係る冷却器４は、冷却対象として、容器２内の絶縁ガス（すなわち、容器２内の空間）を冷却する。ただし、本発明では、冷却器４は、発熱する機器３に接触して冷却してもよい。また、冷却器４に接する気流を作るように、容器２内にファンが設けられてもよい。
【0030】
冷却器４は、冷却器４の入り口側の接続口と出口側の接続口とをつなぐパイプの周囲に冷却フィンを設けることで構成されている。冷却器４は、冷却フィンを有することで、パイプを流れる冷却水と、容器２内の絶縁ガスとの熱交換を効果的に行うことができる。
【0031】
冷却水は、冷却器４において熱交換を行うことができる冷却媒体である。冷却水としては、特に制限はなく、例えば、純水、超純水、水道水、チラー水、井戸水等が挙げられる。本実施形態では、冷却水として、水道水が用いられる。
【0032】
（冷却水循環装置７）
冷却水循環装置７は、図１に示すように、冷却水を循環させ、冷却器４に対して冷却水を供給する装置である。冷却水循環装置７は、上述したように、循環流路７１と、冷却部７２と、膨張タンク７３と、センサ７４とを備える。また、冷却水循環装置７は、一対の開閉弁７６と、排気弁７８と、制御装置８と、を更に備える。
冷却水循環装置７は、図１に示すように、冷却水を循環させ、冷却器４に対して冷却水を供給する装置である。冷却水循環装置７は、上述したように、循環流路７１と、冷却部７２と、膨張タンク７３と、センサ７４とを備える。また、冷却水循環装置７は、一対の開閉弁７６と、排気弁７８と、制御装置８と、を更に備える。
【0033】
（循環流路７１、冷却部７２）
循環流路７１は、冷却水が循環する経路を構成する。循環流路７１は、図１に示すように、冷却器４に接続されており、環状に形成されている。このため、循環流路７１を流れる冷却水は、冷却器４の出口側の接続口を出ると、一回りして再び、入り口側の接続口から冷却器４に入り、これを繰り返す。
循環流路７１は、冷却水が循環する経路を構成する。循環流路７１は、図１に示すように、冷却器４に接続されており、環状に形成されている。このため、循環流路７１を流れる冷却水は、冷却器４の出口側の接続口を出ると、一回りして再び、入り口側の接続口から冷却器４に入り、これを繰り返す。
【0034】
ここでいう「環状」とは、冷却器４を含む循環流路７１が無端状につながっていることを意味し、形状には特に制限はない。すなわち、「環状」には、例えば、楕円形状、三角形状、四角形状、五角形状等や幾何学的な形状でないものも含む。
【0035】
循環流路７１は、一部が容器２の内部に位置し、他の一部が容器２の外に位置する。循環流路７１の外の部分には、冷却部７２が設けられている。冷却部７２は、循環流路７１を通る冷却水を冷却する。冷却部７２は、熱交換器７９に含まれている。熱交換器７９は、冷却装置から供給された冷却水が通る一次側熱交換部９と、一次側熱交換部９と熱交換を行う二次側熱交換部とを有する。冷却部７２は、二次側熱交換部で構成されている。冷却部７２は、一次側熱交換部９と熱交換をすることで、循環流路７１を通る冷却水を冷却することができる。
【0036】
冷却装置は、水冷式であってもよいし、空冷式であってもよい。冷却装置としては、特に制限はなく、例えば、クーリングタワー、チラー、空冷ラジエータ等が挙げられる。
【0037】
ここで、循環流路７１（冷却器４を含む）のうちの容器２内に位置する部分に孔が開くと、容器２内に充填されている絶縁ガスが、孔を通って冷却水に溶け込む。このとき、容器２内の圧力が高くなるほど、冷却水に対して、絶縁ガスが溶け込みやすくなる。しかし、本実施形態では、循環流路７１が閉じている（閉ループである）ため、冷却水に絶縁ガスが溶け込んでも、絶縁ガスが外部に漏洩することが抑制される。
【0038】
循環流路７１にはポンプ７５が設けられている。冷却水は、ポンプ７５によって、循環流路７１に沿って移動する。本実施形態に係る冷却水は、ポンプ７５によって、冷却器４、一方の開閉弁７６、膨張タンク７３、冷却部７２、他方の開閉弁７６の順に流れる。ただし、本発明では、冷却水の流れる方向は、特に制限はない。ポンプ７５は、冷却水の流れる方向において、膨張タンク７３と、一対の開閉弁７６のうちの下流側の開閉弁７６と、の間に配置されており、より詳しくは、膨張タンク７３と冷却部７２との間に配置されている。
【0039】
（膨張タンク７３）
膨張タンク７３は、冷却水の膨張を吸収するためのタンクである。膨張タンク７３は、大気開放型の膨張タンク７３である。すなわち、本実施形態に係る膨張タンク７３は、図４に示すように、大気に開放している。膨張タンク７３は、冷却水の液面よりも上方に開口を有する。膨張タンク７３の開口には、排気路７７が接続されており、膨張タンク７３の内部は排気路７７を介して大気に開放している。
膨張タンク７３は、冷却水の膨張を吸収するためのタンクである。膨張タンク７３は、大気開放型の膨張タンク７３である。すなわち、本実施形態に係る膨張タンク７３は、図４に示すように、大気に開放している。膨張タンク７３は、冷却水の液面よりも上方に開口を有する。膨張タンク７３の開口には、排気路７７が接続されており、膨張タンク７３の内部は排気路７７を介して大気に開放している。
【0040】
冷却水に絶縁ガスが溶けている場合に、冷却水が膨張タンク７３に溜まると、冷却水から絶縁ガスが放出される。膨張タンク７３は大気に開放しているため、絶縁ガスは、排気路７７を通って外部に出ようとする。そこで、本実施形態では、排気路７７に排気弁７８を設け、排気弁７８を必要に応じて閉じることで、絶縁ガスが外部に漏洩することを防ぐことができる。
【0041】
（ガスセンサ７４）
ガスセンサ７４は、絶縁ガスに感度を有するセンサである。ガスセンサ７４としては、例えば、半導体式ガスセンサ、接触燃焼式ガスセンサ、定電位電解式ガスセンサ、ガルバニ電池式ガスセンサ、ジルコニア式ガスセンサ、熱線形半導体式ガスセンサ、赤外線吸収式ガスセンサ、紫外線吸収式ガスセンサ等が挙げられる。ガスセンサ７４の種類は、絶縁ガスに応じて、適宜選択される。
ガスセンサ７４は、絶縁ガスに感度を有するセンサである。ガスセンサ７４としては、例えば、半導体式ガスセンサ、接触燃焼式ガスセンサ、定電位電解式ガスセンサ、ガルバニ電池式ガスセンサ、ジルコニア式ガスセンサ、熱線形半導体式ガスセンサ、赤外線吸収式ガスセンサ、紫外線吸収式ガスセンサ等が挙げられる。ガスセンサ７４の種類は、絶縁ガスに応じて、適宜選択される。
【0042】
ガスセンサ７４は、膨張タンク７３から出る気体に接するように設けられる。本実施形態に係るガスセンサ７４は、図４に示すように、排気路７７から分岐した分岐路に設けられている。ただし、本発明では、ガスセンサ７４は、排気路７７内に設けられてもよい。また、排気路７７が設けられない場合、ガスセンサ７４は、膨張タンク７３の開口に設けられてもよいし、膨張タンク７３内に設けられてもよい。ガスセンサ７４は、検出により生じた電気信号（センサ信号）を制御装置８に出力する。
【0043】
排気路７７において、ガスセンサ７４よりも上流側には、水分除去フィルタが設けられることが好ましい。これによって、ガスセンサ７４を、膨張タンク７３からの水分から保護することができる。
【0044】
（排気弁７８）
排気弁７８は、排気路７７に設けられており、排気路７７を開閉可能に構成されている。排気弁７８としては、例えば、電磁弁、電動弁等が挙げられる。排気弁７８は、制御装置８の制御部によって制御される。制御装置８において、排気弁７８を制御する制御部を、「排気弁制御部８１」という場合がある。排気弁制御部８１は、ガスセンサ７４によって絶縁ガスを検出すると、排気弁７８を閉じるように制御する。したがって、仮に冷却水に絶縁ガスが溶けても、ガスセンサ７４によって検出されるため、排気弁７８を自動で閉じることができる。
排気弁７８は、排気路７７に設けられており、排気路７７を開閉可能に構成されている。排気弁７８としては、例えば、電磁弁、電動弁等が挙げられる。排気弁７８は、制御装置８の制御部によって制御される。制御装置８において、排気弁７８を制御する制御部を、「排気弁制御部８１」という場合がある。排気弁制御部８１は、ガスセンサ７４によって絶縁ガスを検出すると、排気弁７８を閉じるように制御する。したがって、仮に冷却水に絶縁ガスが溶けても、ガスセンサ７４によって検出されるため、排気弁７８を自動で閉じることができる。
【0045】
ガスセンサ７４は、排気路７７における膨張タンク７３と排気弁７８との間に設けられている。このため、排気路７７を通る絶縁ガスは、排気弁７８を通るよりも先にガスセンサ７４によって検出される。この結果、ガスセンサ７４による検出に応じて、排気弁７８を動作させることで、絶縁ガスが排気路７７から大気に出ることを抑制することができる。
【0046】
（開閉弁７６）
開閉弁７６は、図１に示すように、循環流路７１において、冷却器４の両側に設けられている。開閉弁７６は、循環流路７１を開閉可能に構成されている。開閉弁７６としては、例えば、電磁弁、電動弁等が挙げられる。開閉弁７６は、制御装置８の制御部によって制御される。制御装置８において、開閉弁７６を制御する制御部を「開閉弁制御部８２」という場合がある。開閉弁制御部８２は、ガスセンサ７４によって絶縁ガスを検出すると、一対の開閉弁７６の両方を閉じるように制御する。したがって、冷却水に絶縁ガスが溶けていることが検知されると、循環流路７１の流れを直ちに止めることができ、絶縁ガスが溶けた冷却水が、新たに膨張タンク７３に入るのを抑制することができる。なお、絶縁ガスが溶けた冷却水が新たに膨張タンク７３に入り続けると、膨張タンク７３内に貯まる冷却水における絶縁ガスの濃度が高くなってゆき、ガス処理のコストが高くなる。しかし、本実施形態では、上述したように、絶縁ガスが溶けた冷却水が、新たに膨張タンク７３に入るのを抑制することができるため、膨張タンク７３内の冷却水における絶縁ガスの濃度が高くなるのを抑制でき、ガス処理コストを軽減することができる。
開閉弁７６は、図１に示すように、循環流路７１において、冷却器４の両側に設けられている。開閉弁７６は、循環流路７１を開閉可能に構成されている。開閉弁７６としては、例えば、電磁弁、電動弁等が挙げられる。開閉弁７６は、制御装置８の制御部によって制御される。制御装置８において、開閉弁７６を制御する制御部を「開閉弁制御部８２」という場合がある。開閉弁制御部８２は、ガスセンサ７４によって絶縁ガスを検出すると、一対の開閉弁７６の両方を閉じるように制御する。したがって、冷却水に絶縁ガスが溶けていることが検知されると、循環流路７１の流れを直ちに止めることができ、絶縁ガスが溶けた冷却水が、新たに膨張タンク７３に入るのを抑制することができる。なお、絶縁ガスが溶けた冷却水が新たに膨張タンク７３に入り続けると、膨張タンク７３内に貯まる冷却水における絶縁ガスの濃度が高くなってゆき、ガス処理のコストが高くなる。しかし、本実施形態では、上述したように、絶縁ガスが溶けた冷却水が、新たに膨張タンク７３に入るのを抑制することができるため、膨張タンク７３内の冷却水における絶縁ガスの濃度が高くなるのを抑制でき、ガス処理コストを軽減することができる。
【0047】
（制御装置８）
制御装置８は、一対の開閉弁７６及び排気弁７８の開閉動作を制御する。制御装置８は、開閉弁制御部８２と、排気弁制御部８１とを備える。開閉弁制御部８２及び排気弁制御部８１は、ハードウェアとしてのプロセッサ及びメモリを主構成とする。メモリに記録されたプログラムをプロセッサが実行することによって、開閉弁制御部８２及び排気弁制御部８１としての機能が実現される。プログラムは、メモリに予め記録されていてもよいが、電気通信回線を通じて提供されてもよいし、メモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブ等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。プロセッサは、半導体集積回路（ＩＣ）又は大規模集積回路（ＬＳＩ）を含む１又は複数の電子回路で構成される。複数の電子回路は、１つのチップに集約されていてもよいし、複数のチップに分散して設けられていてもよい。
制御装置８は、一対の開閉弁７６及び排気弁７８の開閉動作を制御する。制御装置８は、開閉弁制御部８２と、排気弁制御部８１とを備える。開閉弁制御部８２及び排気弁制御部８１は、ハードウェアとしてのプロセッサ及びメモリを主構成とする。メモリに記録されたプログラムをプロセッサが実行することによって、開閉弁制御部８２及び排気弁制御部８１としての機能が実現される。プログラムは、メモリに予め記録されていてもよいが、電気通信回線を通じて提供されてもよいし、メモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブ等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。プロセッサは、半導体集積回路（ＩＣ）又は大規模集積回路（ＬＳＩ）を含む１又は複数の電子回路で構成される。複数の電子回路は、１つのチップに集約されていてもよいし、複数のチップに分散して設けられていてもよい。
【0048】
＜効果＞
以上説明したように、第１の態様に係る電圧装置は、絶縁ガスが充填された容器２と、容器２内に配置された機器３と、容器２に収容された冷却器４と、冷却器４に接続された環状の循環流路７１と、循環流路７１に設けられた膨張タンク７３と、膨張タンク７３から出る気体に接するように設けられた絶縁ガスを検出するガスセンサ７４と、を備える。
以上説明したように、第１の態様に係る電圧装置は、絶縁ガスが充填された容器２と、容器２内に配置された機器３と、容器２に収容された冷却器４と、冷却器４に接続された環状の循環流路７１と、循環流路７１に設けられた膨張タンク７３と、膨張タンク７３から出る気体に接するように設けられた絶縁ガスを検出するガスセンサ７４と、を備える。
【0049】
この態様によれば、環状の流路に冷却水を流すことができるため、万が一、容器２内の絶縁ガスが冷却水に溶けても、絶縁ガスが外部に漏洩するのを抑制することができる。また、絶縁ガスが溶け込んだ要因である冷却器４の劣化や損傷等が生じていることを、ガスセンサ７４の検出をもって知ることができる。
【0050】
第２の態様に係る電圧装置では、第１の態様において、膨張タンク７３の内部に通じかつ大気に開放する排気路７７と、排気路７７に設けられ、排気路７７を開閉可能な排気弁７８と、ガスセンサ７４が絶縁ガスを検出すると、排気弁７８を閉じるように制御する排気弁制御部８１と、を更に備える。
【0051】
この態様によれば、絶縁ガスが冷却水に溶けている場合、排気弁７８を閉じることで、膨張タンク７３から絶縁ガスが漏洩することを抑制することができる。
【0052】
第３の態様に係る電圧装置では、第２の態様において、ガスセンサ７４は、排気路７７における膨張タンク７３と排気弁７８との間に設けられている。
【0053】
この態様によれば、排気路７７を通る絶縁ガスは、排気弁７８を通るよりも先にガスセンサ７４によって検出される。この結果、ガスセンサ７４による検出に応じて、排気弁７８を動作させることで、絶縁ガスが排気路７７から大気に出ることを抑制することができる。
【0054】
第４の態様に係る電圧装置では、第１から第３のいずれか１つの態様において、循環流路７１において冷却器４の両側に設けられた一対の開閉弁７６と、ガスセンサ７４が絶縁ガスを検出すると、一対の開閉弁７６の両方を閉じるように制御する開閉弁制御部８２と、を更に備える。
【0055】
この態様によれば、冷却水に絶縁ガスが溶けていることが検知されると、循環流路７１の流れを直ちに止めることができ、絶縁ガスが溶けた冷却水が、新たに膨張タンク７３に入るのを抑制することができる。この結果、膨張タンク７３内の冷却水における絶縁ガスの濃度が高くなるのを抑制できるため、ガス処理コストを軽減することができる。
【0056】
第５の態様に係る電圧装置では、第１から第４のいずれか１つの態様において、冷却器４は、冷却対象として容器２内の空間を冷却する冷却フィンを含む。
【0057】
この態様によれば、容器２内の空間を効果的に冷却することができる。
【0058】
第６の態様に係る冷却水循環装置７は、絶縁ガスが充填された容器２と、容器２内に配置された機器３と、容器２に収容された冷却器４と、を備えた電圧装置に用いられる。冷却水循環装置７は、冷却器４に接続された環状の循環流路７１と、循環流路７１における容器２の外の部分に設けられた膨張タンク７３と、膨張タンク７３から出る気体に接するように設けられた絶縁ガスを検出するガスセンサ７４と、を備える。
【0059】
この態様によれば、環状の流路に冷却水を流すことができるため、万が一、容器２内の絶縁ガスが冷却水に溶けても、絶縁ガスが外部に漏洩するのを抑制することができる。また、絶縁ガスが溶けていることを、ガスセンサ７４の検出をもって知ることができる。また、このような冷却水循環装置７を、既設の電圧装置に対して取り付けることもできる。
【0060】
＜変形例＞
上記実施形態は、本発明の様々な実施形態の一つに過ぎない。実施形態は、本発明の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下、実施形態の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。
上記実施形態は、本発明の様々な実施形態の一つに過ぎない。実施形態は、本発明の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下、実施形態の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。
【0061】
上記実施形態では、走査型の電子線照射装置１０であったが、本発明では、非走査型（エリア型）の電子線照射装置であってもよい。
【0062】
上記実施形態に係る電圧装置は、新設で電圧装置を設置してもよいし、既設の電圧装置に対して、冷却水循環装置７を新たに設置してもよい。
【0063】
上記実施形態に係る機器３は、加速装置３１であったが、電気の供給を受けて発熱する機器であれば、特に制限はない。ガス遮断器についても、遮断の際に生じるアーク放電によって発熱するため、本明細書でいう「機器３」に含まれる。
【0064】
上記実施形態では、ガスセンサ７４によって絶縁ガスが検知されると、一対の開閉弁７６及び排気弁７８が閉じるように制御されたが、本発明では、絶縁ガスが溶け込んでいることを報知してもよい。報知の方法としては、特に制限はなく、例えば、ブザー音、警告灯の点滅、モニターへの警告文の表示、振動による報知等が挙げられる。
【0065】
本明細書にて、「略平行」、又は「略直交」のように「略」を伴った表現が、用いられる場合がある。例えば、「略平行」とは、実質的に「平行」であることを意味し、厳密に「平行」な状態だけでなく、数度程度の誤差を含む意味である。他の「略」を伴った表現についても同様である。
【0066】
また、本明細書において「端部」及び「端」などのように、「…部」の有無で区別した表現が用いられている。例えば、「端」は物体の末の部分を意味するが、「端部」は「端」を含む一定の範囲を持つ域を意味する。端を含む一定の範囲内にある点であれば、いずれも、「端部」であるとする。他の「…部」を伴った表現についても同様である。
【符号の説明】
【0067】
２ 容器
３ 機器
４ 冷却器
７ 冷却水循環装置
７１ 循環流路
７２ 冷却部
７３ 膨張タンク
７４ ガスセンサ
７６ 開閉弁
７７ 排気路
７８ 排気弁
８１ 排気弁制御部
８２ 開閉弁制御部
３ 機器
４ 冷却器
７ 冷却水循環装置
７１ 循環流路
７２ 冷却部
７３ 膨張タンク
７４ ガスセンサ
７６ 開閉弁
７７ 排気路
７８ 排気弁
８１ 排気弁制御部
８２ 開閉弁制御部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】