(57)【要約】【課題】Ｘ線管の冷却特性を向上させることができる、信頼性の高いＸ線管装置を提供する。【解決手段】Ｘ線管装置は、Ｘ線管１と、ハウジング２と、第１冷却液（３）と、第１循環流路（６）と、第１循環ポンプ（７）と、第２循環流路（１０）と、第２冷却液（１３）と、第２循環ポンプ（２０）と、第１熱交換器（７０）と、第２熱交換器（４０）と、容器（８０）と、ベローズ機構（８５）と、減圧ポンプ６０と、を備えている。減圧ポンプ６０は、容器の排気口８４に気密に取付けられ、脱気空間８２のガスを排気し、脱気空間８２を減圧させる。【選択図】図１
2014192001.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子を放出する陰極と、前記陰極から放出される電子が衝突されることによりＸ線を放出する陽極ターゲットと、前記陰極及び陽極ターゲットが収納配置された真空外囲器と、を有したＸ線管と、
前記Ｘ線管を収容したハウジングと、
前記Ｘ線管と前記ハウジングとの間の空間に充填され、前記Ｘ線管が発生する熱の少なくとも一部が伝達される第１冷却液と、
前記ハウジングに連通され、前記第１冷却液を収容する第１循環流路と、
前記第１循環流路に取付けられ、前記第１冷却液を循環させる第１循環ポンプと、
第２循環流路と、
前記第２循環流路に収容される水系の第２冷却液と、
前記第２循環流路に取付けられ、前記第２冷却液を循環させる第２循環ポンプと、
前記第１循環流路及び第２循環流路を有し、前記第１冷却液の熱を前記第２冷却液に伝達させる第１熱交換器と、
前記第２循環流路に取付けられ、前記第２冷却液の熱を外部に放出する第２熱交換器と、
前記第２冷却液で満たされる冷却液充満空間と、前記第２冷却液と接触分離されることにより区域される脱気空間と、前記第２循環流路に気密に取付けられ前記第２冷却液を前記冷却液充満空間に導入する導入口と、前記第２循環流路に気密に取付けられ前記冷却液充満空間から前記第２冷却液を排出する排出口と、前記脱気空間に開口したガスの排気口と、を有し、前記導入口、排出口及び排気口を閉じた状態で気密性を保持可能である容器と、
前記第２循環流路又は容器に気密に連通され、前記第２冷却液の温度変化による体積変化を吸収する伸縮自在のベローズを有したベローズ機構と、
前記容器の排気口に気密に取付けられ、前記脱気空間のガスを排気し、前記脱気空間を減圧させる減圧ポンプと、を備えていることを特徴とするＸ線管装置。
【請求項２】
前記容器の脱気空間の圧力を検知する圧力センサと、
前記圧力センサが所定の値を示すように前記減圧ポンプの動作を制御する制御ユニットと、をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載のＸ線管装置。
【請求項３】
電子を放出する陰極と、前記陰極から放出される電子が衝突されることによりＸ線を放出する陽極ターゲットと、前記陰極及び陽極ターゲットが収納配置された真空外囲器と、を有したＸ線管と、
前記Ｘ線管を収容したハウジングと、
前記Ｘ線管と前記ハウジングとの間の空間に充填され、前記Ｘ線管が発生する熱の少なくとも一部が伝達される第１冷却液と、
前記ハウジングに連通され、前記第１冷却液を収容する第１循環流路と、
前記第１循環流路に取付けられ、前記第１冷却液を循環させる第１循環ポンプと、
第２循環路と、
前記第２循環路に収容される水系の第２冷却液と、
前記第２循環流路に取付けられ、前記第２冷却液を循環させる第２循環ポンプと、
前記第１循環流路及び第２循環流路を有し、前記第１冷却液の熱を前記第２冷却液に伝達させる第１熱交換器と、
前記第２循環流路に取付けられ、前記第２冷却液の熱を外部に放出する第２熱交換器と、
前記第２循環流路に連通し前記第２冷却液で満たされる冷却液充満空間と、ガス充満空間と、前記冷却液充満空間と前記ガス充満空間とに隔て、前記第２冷却液の温度変化による体積変化を吸収する伸縮自在のベローズと、を有したベローズ機構と、
前記ベローズ機構のガス充満空間に気密に連通され、前記ガス充満空間のガスを排気し、前記ガス充満空間を減圧させる減圧ポンプと、を備えていることを特徴とするＸ線管装置。
【請求項４】
前記第１熱交換器は、
前記第１循環流路と、前記第１循環流路を流れる前記第１冷却液の熱が伝えられる第１熱伝達面と、を有する第１熱伝達ユニットと、
前記第２循環流路と、前記第１熱伝達面に着脱自在に取り付けられる第２熱伝達面と、を有し、前記第１熱伝達面から前記第２熱伝達面に伝達される熱を前記第２循環流路を流れる前記第２冷却液に伝える、前記第２熱伝達ユニットと、
を備えていることを特徴とする請求項３に記載のＸ線管装置。
【請求項５】
前記ガス充満空間の圧力を検知する圧力センサと、
前記圧力センサが所定の値を示すように前記減圧ポンプの動作を制御する制御ユニットと、をさらに備えていることを特徴とする請求項３又は４に記載のＸ線管装置。
【請求項６】
前記第１冷却液の温度を検知する温度センサをさらに備え、
前記制御ユニットは、前記温度センサで検知した前記第１冷却液の温度に基づいて前記圧力センサが所定の値を示すように前記減圧ポンプの動作を制御することを特徴とする請求項２又は５に記載のＸ線管装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、Ｘ線管装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、Ｘ線管装置として、固定陽極型Ｘ線管装置や回転陽極型Ｘ線管装置が知られている。Ｘ線管装置は、Ｘ線管を備えている。Ｘ線管は、真空外囲器と、真空外囲器内に設けられた陽極ターゲットと、真空外囲器内に設けられた陰極とを有している。
【０００３】
Ｘ線管は、ハウジング内に収容されている。Ｘ線管とハウジングとの間の空間には冷却液が充填されている。冷却液は、循環及び冷却される。これにより、Ｘ線管が発生する熱を冷却液を介して外部に放出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２２７０５号公報
【特許文献２】特公平５−２７２０５号公報
【特許文献３】特開２００６−５４１８１号公報
【特許文献４】国際公開第２００８／０６９１９５号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
Ｘ線管装置は、上記Ｘ線管が発生する熱を外部に放出することができるようにそれぞれ形成されている。上記のようなＸ線管装置としては、Ｘ線管を冷却する一次冷却液循環路と、一次冷却液を冷却する二次冷却液循環路を具備する回転陽極型Ｘ線管装置を挙げることができる。一次冷却液としては絶縁油が使用され、二次冷却液としては水や水系の不凍液(プロピレングリコール水溶液)が使用される。
【０００６】
このような回転陽極型Ｘ線管装置は、主に循環器診断装置に使用可能である。冷却システム（二次冷却液）とハウジング（一次冷却液）とが分離可能となるため、Ｘ線管装置の設置時の作業性が向上したり、Ｘ線管(ハウジングを含む)のみ交換したりすることができるメリットが得られる。
【０００７】
ところで、上記のようなＸ線管装置は、以下に示すような問題がある。  
（１）Ｘ線管装置の冷却性能の向上を実現することが困難となる問題がある。  
安全上の問題として、Ｘ線管装置の外表面温度が８０℃以上とならない設計が求められる。一次冷却液の温度が８０℃を超えるとこの安全基準を満たすことが困難となるため、一次冷却液の温度は８０℃以上にならないように制限されている。一次冷却液を冷却する二次冷却液の温度も８０℃以上になることはない。このため、上記のように、Ｘ線管装置の冷却性能の向上を実現することが困難となる。この場合、Ｘ線管に熱負荷をより長時間かけて使用したり、Ｘ線管により高い熱負荷をかけて使用したりすることができなくなる。
【０００８】
（２）信頼性の高いＸ線管装置を得ることが困難となる問題がある。  
二次冷却液として水系冷却液が使用されるが、二次冷却液の循環路は、開放系であるため二次冷却液中に酸素が存在する。グリコールは二次冷却液中に酸素が存在すると、酸化されて最終的にはギ酸やグリコール酸が生成される。このため、二次冷却液としてグリコール水溶液を使用した場合、使用期間中に次第に酸性になり、二次冷却液に浸る金属の腐食を増大させる。その結果、腐食による真空破壊を引き起こしたり、腐食生成物がスケールとして熱伝達面に堆積することにより熱伝達率が低下してＸ線管内部温度が上昇して故障を引き起こしたりする場合がある。このため、上記のように、信頼性の高いＸ線管装置を得ることが困難となる。  
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、Ｘ線管の冷却特性を向上させることができる、信頼性の高いＸ線管装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
一実施形態に係るＸ線管装置は、
電子を放出する陰極と、前記陰極から放出される電子が衝突されることによりＸ線を放出する陽極ターゲットと、前記陰極及び陽極ターゲットが収納配置された真空外囲器と、を有したＸ線管と、
前記Ｘ線管を収容したハウジングと、
前記Ｘ線管と前記ハウジングとの間の空間に充填され、前記Ｘ線管が発生する熱の少なくとも一部が伝達される第１冷却液と、
前記ハウジングに連通され、前記第１冷却液を収容する第１循環流路と、
前記第１循環流路に取付けられ、前記第１冷却液を循環させる第１循環ポンプと、
第２循環流路と、
前記第２循環流路に収容される水系の第２冷却液と、
前記第２循環流路に取付けられ、前記第２冷却液を循環させる第２循環ポンプと、
前記第１循環流路及び第２循環流路を有し、前記第１冷却液の熱を前記第２冷却液に伝達させる第１熱交換器と、
前記第２循環流路に取付けられ、前記第２冷却液の熱を外部に放出する第２熱交換器と、
前記第２冷却液で満たされる冷却液充満空間と、前記第２冷却液と接触分離されることにより区域される脱気空間と、前記第２循環流路に気密に取付けられ前記第２冷却液を前記冷却液充満空間に導入する導入口と、前記第２循環流路に気密に取付けられ前記冷却液充満空間から前記第２冷却液を排出する排出口と、前記脱気空間に開口したガスの排気口と、を有し、前記導入口、排出口及び排気口を閉じた状態で気密性を保持可能である容器と、
前記第２循環流路又は容器に気密に連通され、前記第２冷却液の温度変化による体積変化を吸収する伸縮自在のベローズを有したベローズ機構と、
前記容器の排気口に気密に取付けられ、前記脱気空間のガスを排気し、前記脱気空間を減圧させる減圧ポンプと、を備えている。
【００１０】
また、一実施形態に係るＸ線管装置は、
電子を放出する陰極と、前記陰極から放出される電子が衝突されることによりＸ線を放出する陽極ターゲットと、前記陰極及び陽極ターゲットが収納配置された真空外囲器と、を有したＸ線管と、
前記Ｘ線管を収容したハウジングと、
前記Ｘ線管と前記ハウジングとの間の空間に充填され、前記Ｘ線管が発生する熱の少なくとも一部が伝達される第１冷却液と、
前記ハウジングに連通され、前記第１冷却液を収容する第１循環流路と、
前記第１循環流路に取付けられ、前記第１冷却液を循環させる第１循環ポンプと、
前記第１循環流路と、前記第１循環流路を流れる前記第１冷却液の熱が伝えられる第１熱伝達面と、を有する第１熱伝達ユニットと、
第２循環路と、
前記第２循環路に収容される水系の第２冷却液と、
前記第２循環流路に取付けられ、前記第２冷却液を循環させる第２循環ポンプと、
前記第２循環流路と、前記第１熱伝達面に着脱自在に取り付けられる第２熱伝達面と、を有し、前記第１熱伝達ユニットとともに第１熱交換器を形成する第２熱伝達ユニットであって、前記第１熱伝達面から前記第２熱伝達面に伝達される熱を前記第２循環流路を流れる前記第２冷却液に伝える、前記第２熱伝達ユニットと、
前記第２循環流路に取付けられ、前記第２冷却液の熱を外部に放出する第２熱交換器と、
前記第２循環流路に連通し前記第２冷却液で満たされる冷却液充満空間と、ガス充満空間と、前記冷却液充満空間と前記ガス充満空間とに隔て、前記第２冷却液の温度変化による体積変化を吸収する伸縮自在のベローズと、を有したベローズ機構と、
前記ベローズ機構のガス充満空間に気密に連通され、前記ガス充満空間のガスを排気し、前記ガス充満空間を減圧させる減圧ポンプと、を備えている。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、第１の実施形態に係るＸ線管装置を示す概略構成図である。
【図２】図２は、上記Ｘ線管装置の実施例１に係るＸ線管を含むＸ線管装置を示す断面図である。
【図３】図３は、図２に示したＸ線管装置を示す他の断面図である。
【図４】図４は、図２及び図３に示したＸ線管の一部を拡大して示した断面図である。
【図５】図５は、上記Ｘ線管装置の実施例２に係るＸ線管を含むＸ線管装置を示す断面図である。
【図６】図６は、水１００％の温度及びＰＧ５０％水溶液の温度に対する飽和蒸気圧の変化のデータを表で示す図である。
【図７】図７は、図６に示したデータをグラフで示す図である。
【図８】図８は、温度差に対する熱流速の変化をグラフで示す図である。
【図９】図９は、図１に示した脱気空間の圧力を大気圧及び負圧とした場合の冷却液温度に対するＸ線管入力パワーの変化をグラフで示す図である。
【図１０】図１０は、第２の実施形態に係るＸ線管装置を示す概略構成図である。
【図１１】図１１は、比較例のＸ線管装置を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら第１の実施形態に係るＸ線管装置について詳細に説明する。  
図１に示すように、Ｘ線管装置は、例えばＸ線画像診断装置や非破壊検査装置に組み込まれ、対象物すなわち非検査対象物に対して照射すべきＸ線を放射するものである。Ｘ線管装置は、ハウジング２と、ハウジング２に収容され、所定強度のＸ線を所定方向に向けて放射可能なＸ線管１と、ハウジング２とＸ線管１の間の空間に充填された第１冷却液としての冷却液３と、冷却液３を循環させる循環流路６と、を備えている。ここでは、冷却液３に絶縁油を使用している。
【００１３】
Ｘ線管１は、電子を放出する陰極と、陰極から放出される電子が衝突されることによりＸ線を放出する陽極ターゲットと、陰極及び陽極ターゲットが収納配置された真空外囲器と、を有している。Ｘ線管１は、陽極ターゲットへの電子の衝突に伴って熱を発生する。Ｘ線管１が発生する熱の少なくとも一部は冷却液３に伝達される。
【００１４】
ハウジング２は、冷却液取入れ口２ａ及び冷却液排出口２ｂを有している。また、ハウジング２内部において、冷却液３で満たされる空間にはゴムベローズ２ｃが設けられ、冷却液３の温度変化による体積変化を吸収し、冷却液３の圧力調整が行われている。Ｘ線管装置は、第１循環流路としての循環流路６と、第１循環ポンプとしての循環ポンプ７と、を有している。
【００１５】
循環流路６は、ハウジング２に連通され、冷却液３を収容する。そして、循環流路６は、Ｘ線管１から放出される熱が伝達される冷却液３を収容する。循環ポンプ７は、循環流路６に気密に取付けられ、冷却液３を循環させる。
【００１６】
詳しくは、循環流路６は、導管６ａ及び導管６ｂを有している。導管６ａの一端には冷却液排出口２ｂが気密に取付けられ、導管６ａの他端には循環ポンプ７が気密に取付けられている。導管６ｂの一端には循環ポンプ７が気密に取付けられ、導管６ｂの他端には冷却液取入れ口２ａが気密に取付けられている。導管６ｂ（循環流路６）は、後述する第１熱交換器としての熱交換器７０を形成している。
【００１７】
循環ポンプ７は、導管６ｂに冷却液３を吐き出し、導管６ａから冷却液３を取り込む。循環ポンプ７は冷却液３を循環させることができ、冷却液３は、導管６ａ、導管６ｂ及びハウジング２等を循環する。ハウジング２を冷却液３が循環することで、Ｘ線管１、特に陽極ターゲットが冷却される。
【００１８】
Ｘ線管装置は温度センサ４をさらに備えている。温度センサ４は、ハウジング２内の冷却液３の温度を検知する。この実施形態において、温度センサ４は、冷却液排出口２ｂより冷却液取入れ口２ａ側に位置しているため、ハウジング２内の比較的上流側の冷却液３の温度を検知する。
【００１９】
ここで、上記Ｘ線管１の例として、実施例１及び実施例２のＸ線管１について説明する。始めに、実施例１のＸ線管１について説明する。  
図２乃至図４に示すように、Ｘ線管１は固定陽極型のＸ線管である。Ｘ線管１は、真空外囲器１３１を備えている。真空外囲器１３１は、真空容器１３２と、絶縁部材１５０とを備えている。この実施形態において、絶縁部材１５０は、高電圧絶縁部材として機能している。絶縁部材１５０には陰極１３６が取り付けられ、絶縁部材１５０は、真空外囲器１３１の一部を形成している。
【００２０】
陽極ターゲット１３５は、真空外囲器１３１の一部を形成している。陽極ターゲット１３５は、真空外囲器１３１の外部に小さく開口し、ターゲット面１３５ｂ近傍で膨らんだ壺形に形成されている。陽極ターゲット１３５、陰極１３６、集束電極１０９及び加速電極１０８は、真空外囲器１３１に収納されている。陽極ターゲット１３５には、電圧供給配線が接続されている。陽極ターゲット１３５及び加速電極１０８は接地電位に設定されている。陰極１３６及び集束電極１０９と対向した個所の真空容器１３２は筒状に形成されている。陰極１３６には、負の高電圧が印加される。集束電極１０９には、調整された負の高電圧が供給される。真空外囲器１３１の内部は真空状態である。金属表面部１３４は、Ｘ線放射窓１３１ｗの真空側の表面を含む真空容器１３２の内側に設けられ、接地電位に設定されている。
【００２１】
また、Ｘ線管１は、管部１４１と、環部１４２とを備えている。管部１４１は、金属で形成されている。管部１４１の一端部は、陽極ターゲット１３５の内部に挿入されている。環部１４２は、陽極ターゲット１３５内に設けられている。環部１４２は、管部１４１の一端部の側面を囲むように管部１４１と一体に形成されている。環部１４２は陽極ターゲット１３５に隙間を置いて設けられている。管部１４１の他端部は、冷却液取入れ口１ｂを形成している。陽極ターゲット１３５の開口は、管部１４１との間に冷却液排出口１ｃを形成している。このため、ハウジング２内は、冷却液３で満たされる。
【００２２】
ハウジング２は、Ｘ線放射窓１３１ｗに対向したＸ線放射窓２ｗを有している。ハウジング２は、冷却液取入れ口２ａ及び冷却液排出口２ｂを有している。冷却液取入れ口２ａは冷却液取入れ口１ｂに連通している。
【００２３】
ハウジング２内には、偏向部１７０が収容されている。偏向部１７０は、磁気偏向部であり、真空容器１３２の外側で、電子ビームの軌道を取り囲む位置に設けられている。偏向部１７０は、陰極１３６から放出される電子ビームを偏向させ、焦点の位置をターゲット面１３５ｂ上で移動させるものである。  
上記のように、実施例１のＸ線管１が形成されている。
【００２４】
次に、実施例２のＸ線管１について説明する。  
図５に示すように、Ｘ線管１は、回転陽極型のＸ線管である。図５には、Ｘ線管１の他、磁界を発生させるコイルとしてのステータコイル２０２を備えている。図示しないが、ハウジング（２）は、Ｘ線管１及びステータコイル２０２を収容している。
【００２５】
Ｘ線管１は、固定体としての固定シャフト２１０と、管部２３０と、陽極ターゲット２５０と、回転体２６０と、潤滑剤としての液体金属２７０と、陰極２８０と、真空外囲器２９０とを備えている。Ｘ線管１は動圧すべり軸受を使っている。
【００２６】
固定シャフト２１０は、回転軸ａに沿って延出して回転軸ａを中心軸として筒状に形成され、一端部が閉塞されている。固定シャフト２１０は、上記一端部から外れた側面に軸受面２１０Ｓを有している。固定シャフト２１０は、Ｆｅ（鉄）合金やＭｏ（モリブデン）合金等の材料で形成されている。固定シャフト２１０の内部は冷却液３で満たされている。固定シャフト２１０は、この内部に冷却液３が流れる流路が形成されている。固定シャフト２１０は、この他端部側に冷却液３を外部に吐出す吐出し口２１０ｂを有している。なお、吐出し口２１０ｂは、冷却液排出口１ｃとして機能している。
【００２７】
管部２３０は、固定シャフト２１０の内部に設けられ、固定シャフトとともに流路を形成している。管部２３０の一端部は、固定シャフト２１０の他端部に形成された開口部２１０ａを通って固定シャフト２１０の外部に延出している。管部２３０は、開口部２１０ａに密接に固定されている。
【００２８】
管部２３０は、この内部に冷却液３を取り入れる取り入れ口２３０ａと、冷却液３を固定シャフト２１０の内部に吐出す吐出し口２３０ｂとを有している。取り入れ口２３０ａは、固定シャフト２１０の外部に位置し、冷却液取入れ口１ｂとして機能している。吐出し口２３０ｂは、固定シャフト２１０の一端部に隙間を置いて位置している。
【００２９】
上記したことから、Ｘ線管１外部からの冷却液３は、取り入れ口２３０ａから取り入れられ、管部２３０内部を通って固定シャフト２１０の内部に吐出され、固定シャフト２１０及び管部２３０の間を通り、吐出し口２１０ｂからＸ線管１外部に吐出される。
【００３０】
陽極ターゲット２５０は、陽極２５１と、この陽極の外面の一部に設けられたターゲット層２５２とを有している。陽極２５１は、円盤状に形成され、固定シャフト２１０と同軸的に設けられている。陽極２５１は、Ｍｏ合金等の材料で形成されている。陽極２５１は、回転軸ａに沿った方向に凹部２５１ａを有している。凹部２５１ａは、円盤状に窪めて形成されている。凹部２５１ａには固定シャフト２１０の一端部が嵌合されている。凹部２５１ａは、固定シャフト２１０の一端部に隙間を置いて形成されている。ターゲット層２５２は、Ｗ（タングステン）合金等の材料で輪状に形成されている。ターゲット層２５２の表面は電子衝突面である。
【００３１】
回転体２６０は、固定シャフト２１０より径の大きい筒状に形成されている。回転体２６０は、固定シャフト２１０及び陽極ターゲット２５０と同軸的に設けられている。回転体２６０は、固定シャフト２１０より短く形成されている。
【００３２】
回転体２６０は、ＦｅやＭｏ等の材料で形成されている。より詳しくは、回転体２６０は、筒部２６１と、筒部２６１の一端部の側面を囲むように筒部と一体に形成された環部２６２と、筒部２６１の他端部に設けられたシール部２６３と、筒部２６４とを有している。
【００３３】
筒部２６１は、固定シャフト２１０の側面を囲んでいる。筒部２６１は、内面に軸受面２１０Ｓに隙間を置いて対向した軸受面２６０Ｓを有している。回転体２６０の一端部、すなわち、筒部２６１の一端部及び環部２６２は陽極ターゲット２５０と接合されている。回転体２６０は、固定シャフト２１０を軸に陽極ターゲット２５０とともに回転可能に設けられている。
【００３４】
シール部２６３は、軸受面２６０Ｓに対して環部２６２（一端部）の反対側に位置している。シール部２６３は、筒部２６１の他端部に接合されている。シール部２６３は、環状に形成され、固定シャフト２１０の側面全周に亘って隙間を置いて設けられている。筒部２６４は、筒部２６１の側面と接合され、筒部２６１に固定されている。筒部２６４は、例えばＣｕ（銅）で形成されている。
【００３５】
液体金属２７０は、固定シャフト２１０の一端部及び凹部２５１ａ間の隙間、並びに固定シャフト２１０（軸受面２１０Ｓ）及び筒部２６１（軸受面２６０Ｓ）間の隙間に充填されている。なお、これらの隙間は全て繋がっている。この実施の形態において、液体金属２７０は、ガリウム・インジウム・錫合金（ＧａＩｎＳｎ）である。
【００３６】
回転軸ａに直交した方向において、シール部２６３及び固定シャフト２１０間の隙間（クリアランス）は、回転体２６０の回転を維持するとともに液体金属２７０の漏洩を抑制できる値に設定されている。上記したことから、隙間はわずかであり、５００μｍ以下である。このため、シール部２６３は、ラビリンスシールリング（labyrinth seal ring）として機能する。
【００３７】
また、シール部２６３は、内側を円形枠状に窪めてそれぞれ形成された複数の収容部を有している。上記収容部は、万一隙間から液体金属２７０が漏れた場合、漏れた液体金属２７０を収容する。
【００３８】
陰極２８０は、陽極ターゲット２５０のターゲット層２５２に間隔を置いて対向配置されている。陰極２８０は、電子を放出するフィラメント２８１を有している。  
真空外囲器２９０は、固定シャフト２１０、管部２３０、陽極ターゲット２５０、回転体２６０、液体金属２７０及び陰極２８０を収容している。真空外囲器２９０は、Ｘ線透過窓２９０ａ及び開口部２９０ｂを有している。Ｘ線透過窓２９０ａは、回転軸ａに対して直交した方向にターゲット層２５２と対向している。固定シャフト２１０の他端部は、開口部２９０ｂを通って真空外囲器２９０の外部に露出されている。開口部２９０ｂは、固定シャフト２１０を密接に固定している。  
陰極２８０は、真空外囲器２９０の内壁に取付けられている。真空外囲器２９０は密閉されている。真空外囲器２９０の内部は真空状態に維持されている。
【００３９】
ステータコイル２０２は、回転体２６０の側面、より詳しくは筒部２６４の側面に対向して真空外囲器２９０の外側を囲むように設けられている。ステータコイル２０２の形状は環状である。
【００４０】
ここで、上記Ｘ線管１及びステータコイル２０２の動作状態について説明する。  
ステータコイル２０２は回転体２６０（特に筒部２６４）に与える磁界を発生するため、回転体は回転する。これにより、陽極ターゲット２５０も回転する。また、陰極２８０に負の電圧（高電圧）が印加され、陽極ターゲット２５０は接地電位に設定される。
【００４１】
これにより、陰極２８０及び陽極ターゲット２５０間に電位差が生じる。このため、陰極２８０は、電子を放出すると、この電子は、加速され、ターゲット層２５２に衝突される。すなわち、陰極２８０は、ターゲット層２５２に電子ビームを照射する。これにより、ターゲット層２５２は、電子と衝突するときにＸ線を放出し、放出されたＸ線はＸ線透過窓２９０ａを介して真空外囲器２９０外部、ひいてはハウジング外部に放出される。  
上記のように、実施例２のＸ線管１が形成されている。
【００４２】
図１に示すように、冷却装置５は、第２循環流路としての循環流路１０、第２冷却液としての冷却液１３、第２循環ポンプとしての循環ポンプ２０、第２熱交換器としての熱交換器４０、容器としてのタンク８０、ベローズ機構としてのベローズ８５、圧力調整機構としての減圧ポンプ６０、圧力センサ５０、制御ユニット９０、及び流量センサ１００を有している。
【００４３】
また、冷却装置５は、循環流路１０、循環ポンプ２０、熱交換器４０、タンク８０、ベローズ８５、減圧ポンプ６０、圧力センサ５０、制御ユニット９０、及び流量センサ１００を収容した筐体５ａを有している。
【００４４】
循環流路１０は、導管１０ａ、導管１０ｂ、導管１０ｃ、導管１０ｄ、導管１０ｅ及び導管１０ｆを有している。導管１０ａの一端には、プラグ１１が気密に取付けられている。ソケット７０ｂ及びプラグ１１は、着脱可能な連結器としてのカプラ８を形成している。導管１０ｅの一端には、プラグ１２が気密に取付けられている。ソケット７０ａ及びプラグ１２は、着脱可能な連結器としてのカプラ９を形成している。循環流路１０は、循環流路６を流れる冷却液３から放出される熱が伝達される冷却液１３を収容する。ここで、冷却液１３に水系の冷却液を使用している。水系の冷却液としては、水や、不凍液でもあるプロピレングリコール水溶液を挙げることができる。
【００４５】
循環ポンプ２０は循環流路１０に気密に取付けられている。詳しくは、循環ポンプ２０は、導管１０ｄ及び導管１０ｅ間に気密に取付けられている。循環ポンプ２０は、導管１０ｅに冷却液１３を吐き出し、導管１０ｄから冷却液１３を取り込む。循環ポンプ２０は冷却液１３を循環させることができ、冷却液１３は、導管１０ｅ、導管１０ｆ、導管１０ａ、タンク８０、導管１０ｂ、導管１０ｃ及び導管１０ｄ等を循環する。
【００４６】
熱交換器７０は、導管６ｂ（循環流路６）及び導管１０ｆ（循環流路１０）を有している。熱交換器７０は、例えば、プレート式の熱交換器である。熱交換器７０は、冷却液３の熱を冷却液１３に伝達させる。このため、冷却液３はＸ線管１を冷却する一次冷却液であり、冷却液１３は冷却液３（一次冷却液）を冷却する二次冷却液である。
【００４７】
熱交換器４０は、循環流路１０に取付けられ、冷却液１３の熱を外部に放出する。熱交換器４０は、フィンチューブ式の熱交換器である。熱交換器４０は、ラジエータ４１及びファンユニット４２を有している。
【００４８】
ラジエータ４１は、導管１０ｃ及び導管１０ｄに気密に取付けられている。ラジエータ４１は、フィンチューブ式の構造を採り、概略パネル形状を有している。図示しないが、ラジエータ４１は、複数の放熱パイプと、複数の放熱フィンと、を有している。複数の放熱パイプは導管１０ｃ及び導管１０ｄ間に接続され、冷却液１３は放熱パイプを流れる。放熱パイプの断面形状は、円形状や扁平形状である。複数の放熱フィンは複数の放熱パイプに取付けられている。ラジエータ４１は、放熱フィンを設けることにより、表面積を大きくし、空気に接する面積を大きくしている。
【００４９】
ラジエータ４１は、ラジエータを透過する空気の流れの風上側となる前面４１ｆと、風下側となる背面４１ｒを有している。例えば、平板状のフィンが放熱パイプの長手方向に直交するように放熱パイプに取り付けられている場合には、互いに隣合う放熱フィン間の隙間が空気の流路となる。また、例えば、等間隔に多数配置した扁平形状の放熱パイプと、その隙間に波板状の放熱フィンを各頂部が放熱パイプの各扁平な側面に接合されて取り付けられている場合には、放熱フィンと放熱パイプの扁平な側面との間の隙間が空気の流路となる。
【００５０】
ファンユニット４２は、ラジエータ４１の周囲に空気の流れを作りだす。この実施形態において、ファンユニット４２は、ラジエータ４１の前面４１ｆに対向して位置している。ファンユニット４２は、ラジエータ４１の前面４１ｆから流入して背面４１ｒから流出する空気の流れを作りだすことができる。
【００５１】
上記のことから、熱交換器４０は、ファンユニット４２により、ラジエータ４１の周囲に空気の流れを作りだすことにより、冷却液１３の熱を一層外部へ放出させ、冷却液１３を一層冷却することができる。なお、熱交換器４０及び循環ポンプ２０も循環流路１０の一部を形成している。
【００５２】
タンク８０は、循環流路１０に気密に取付けられている。詳しくは、タンク８０は、導管１０ａ及び導管１０ｂに気密に取付けられている。タンク８０は、冷却液充満空間８１と、脱気空間８２と、冷却液１３の導入口８０ａと、冷却液１３の排出口８０ｂと、ガスの排気口８４とを有している。
【００５３】
冷却液充満空間８１は冷却液１３で満たされる。脱気空間８２は、冷却液１３と接触分離されることにより区域され、冷却液充満空間８１の上方に位置している。導入口８０ａは循環流路１０に気密に取付けられ、冷却液１３を冷却液充満空間８１に導入する。排出口８０ｂは、循環流路１０に気密に取付けられ、冷却液充満空間８１から冷却液１３を排出する。排気口８４は、脱気空間８２に開口している。タンク８０は、導入口８０ａ、排出口８０ｂ及び排気口８４を閉じた状態で気密性を保持可能である。
【００５４】
タンク８０には、ベローズ機構としてのベローズ８５が気密に取付けられている。なお、ベローズ８５は、循環流路１０に気密に連通されていてもよい。ベローズ８５は伸縮自在であり、冷却液１３の温度による体積変化分を吸収して脱気空間８２内の圧力を一定に保つことができる。また、後述するように使用中に外部から密閉系に空気（酸素）が徐々に侵入する場合、その空気の大部分は脱気空間８２に収容されることになるが、ベローズ８５により脱気空間８２内の圧力を一定に保つことができる。ここでは、ベローズ８５はゴムで形成されている。ベローズ８５は、ガスを透過させ難い材料、すなわち、ガスに対して不透過性を示す材料で形成することが好ましい。また、ベローズ８５は、表面に無定形カーボン皮膜などのガスバリア膜をコーティングして形成することが好ましい。ベローズ８５は、冷却液１３の膨張及び収縮を吸収することができる。
【００５５】
減圧ポンプ６０は、タンク８０の排気口８４に気密に取付けられている。この実施形態において、減圧ポンプ６０は、バルブ３１０を介して排気口８４に気密に取付けられている。減圧ポンプ６０は、バルブ３１０を介して脱気空間８２のガスを吸気する。減圧ポンプ６０は、脱気空間８２のガスの圧力を、大気圧に比べて圧力の低い負圧に調整可能である。
【００５６】
減圧ポンプ６０は、脱気空間８２のガスを排気することができるため、脱気空間８２を減圧させることができる。なお、減圧ポンプ６０には他のバルブ３２０も気密に取り付けられている。これにより、減圧ポンプ６０は、バルブ３２０を介して冷却装置５（Ｘ線管装置）の外部に吸気したガスを排気することができる。
【００５７】
圧力センサ５０は、タンク８０の開口８７に気密に取付けられている。圧力センサ５０は、タンク８０の脱気空間８２の圧力を検知する。なお、圧力センサ５０は、必要に応じて筐体５ａの外側に位置していてもよい。脱気空間８２の圧力をモニタする場合等に有効である。
【００５８】
タンク８０の開口８６にはバルブ（リークバルブ）３３０が気密に取付けられている。バルブ３３０を閉状態に切替えることでタンク８０の気密性を保持することができる。また、バルブ３３０の一端は外気（大気）に開放されている。バルブ３３０を開状態に切替えることで脱気空間８２にガス（外気）を導入することができ、脱気空間８２の圧力を調整することができる。例えば、脱気空間８２の圧力を大気圧に調整することができる。
【００５９】
制御ユニット９０は、圧力センサ５０が検知した脱気空間８２の圧力の情報（圧力値）を取得可能である。制御ユニット９０は、減圧ポンプ６０の動作を制御可能である。このため、制御ユニット９０は、圧力センサ５０が所定の値を示すように減圧ポンプ６０の動作を制御可能である。
【００６０】
また、制御ユニット９０は、温度センサ４が検知した冷却液３の温度の情報を取得可能である。このため、制御ユニット９０は、温度センサ４で検知した冷却液３の温度に基づいて圧力センサ５０が所定の値を示すように減圧ポンプ６０の動作を制御可能である。例えば、制御ユニット９０は、冷却液３が高温状態であることを検知することにより減圧ポンプ６０の動作を制御し、脱気空間８２のガスの圧力を負圧に調整することができる。
【００６１】
流量センサ１００は、循環流路１０に気密に取付けられている。詳しくは、流量センサ１００は、導管１０ｂ及び導管１０ｃ間に気密に取付けられている。流量センサ１００は冷却液１３の流量を検知することができる。  
上記のようにＸ線管装置が形成されている。
【００６２】
ここで、本願発明者等は、冷却液１３（二次冷却液）の温度に対する飽和蒸気圧の変化について調査した。冷却液１３としては、水系の冷却液（水系冷却液）を利用し、水１００％の冷却液を使用した場合と、ＰＧ５０％水溶液（プロピレングリコール５０％、水５０％）の冷却液を使用した場合とについてそれぞれ調査した。調査した結果を図６及び図７に示す。なお、１００ｋＰａは、概ね１気圧（大気圧）であり、５０ｋＰａは、概ね０．５気圧であり、２００ｋＰａは、概ね２気圧である。
【００６３】
図６及び図７に示すように、水１００％の温度が１７℃、ＰＧ５０％水溶液の温度が２５℃の場合に飽和蒸気圧は１．９１９２ｋＰａであった。すなわち、１．９１９２ｋＰａの環境では、水１００％は１７℃、ＰＧ５０％水溶液は２５℃でそれぞれ沸点に達することが分かる。
【００６４】
水１００％の温度が３７℃、ＰＧ５０％水溶液の温度が４５℃の場合に飽和蒸気圧は６．２２８２ｋＰａであった。水１００％の温度が５７℃、ＰＧ５０％水溶液の温度が６５℃の場合に飽和蒸気圧は１７．２０２ｋＰａであった。水１００％の温度が７７℃、ＰＧ５０％水溶液の温度が８５℃の場合に飽和蒸気圧は４１．６４７ｋＰａであった。水１００％の温度が９７℃、ＰＧ５０％水溶液の温度が１０５℃の場合に飽和蒸気圧は６２．１３９ｋＰａであった。水１００％の温度が１０７℃、ＰＧ５０％水溶液の温度が１１５℃の場合に飽和蒸気圧は１２８．７４ｋＰａであった。水１００％の温度が１１７℃、ＰＧ５０％水溶液の温度が１２５℃の場合に飽和蒸気圧は１７９．４８ｋＰａであった。
【００６５】
上記のことから、１００ｋＰａの環境では、水１００％は１００℃、ＰＧ５０％水溶液は１０８℃で沸点に達するものと推測することができる。２００ｋＰａの環境では、水１００％は１２０℃、ＰＧ５０％水溶液は１２８℃で沸点に達するものと推測することができる。５０ｋＰａの環境では、水１００％は８２℃、ＰＧ５０％水溶液は９０℃で沸点に達するものと推測することができる。
【００６６】
次いで、本願発明者等は、温度差ΔＴに対する熱流速の変化について調査した。温度差ΔＴは、熱伝達面（導管１０ｆの壁面）の温度と、冷却液１３の温度との差である。熱流速は、上記熱伝達面を介して冷却液１３に伝わる熱量を示すものである。調査した結果を図８に示す。ここでは、冷却液１３としてＰＧ５０％水溶液の冷却液を使用し、冷却液１３の温度は７０℃に設定（固定）されるものとして説明する。
【００６７】
図８に示すように、データＤ１は、約３０ｋＰａの環境（減圧状態）におけるＰＧ５０％水溶液（沸点：７８℃）に関するデータである。データＤ２は、約５０ｋＰａの環境（減圧状態）におけるＰＧ５０％水溶液（沸点：８８℃）に関するデータである。データＤ３は、約７５ｋＰａの環境（減圧状態）におけるＰＧ５０％水溶液（沸点：９８℃）に関するデータである。データＤ４は、大気圧の環境におけるＰＧ５０％水溶液（沸点：１０８℃）に関するデータである。
【００６８】
データＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４に共通の事項であるが、温度差ΔＴの変化に伴い、熱流速が途中から急激に増加していることが分かる。これは、冷却液１３の沸騰によるものであり、上記熱伝達面から冷却液１３への熱伝達の量が増加することを意味している。そして、温度差ΔＴの上昇に伴い、始めにデータＤ１（最も減圧した状態の冷却液１３）の熱流速が急激に増加し、続いてデータＤ２及びデータＤ３の熱流速が順に急激に増加し、最後に、データＤ４（大気圧の環境の冷却液１３）の熱流速が急激に増加することが分かる。
【００６９】
なお、図８に示していないが、温度差ΔＴの上昇がさらに続くと、バーンアウトが発生し、熱流速の低下を招くこととなる。すなわち、熱伝達面付近の冷却液１３中に気泡が発生し、熱伝達面付近が気泡で充満し、熱伝達面から冷却液１３への熱伝達が悪くなるためである。このため、バーンアウトの発生を回避するよう対処することが望ましい。バーンアウトの発生を回避する手法としては、例えば、バルブ３３０を開状態に切替え、脱気空間８２内の圧力を大気圧側に近づける調整を行うことが挙げられる。
【００７０】
一定のＸ線管入力パワーで連続入力する場合、冷却液１３の温度上昇とともに脱気空間８２の圧力を徐々に低くすることが好ましい。次に、一定のＸ線管入力パワーで連続入力する場合に好ましいＸ線管装置の稼動方法について説明する。
【００７１】
図９に示すように、Ｘ線管装置の稼動を開始した直後の初期状態など、冷却液３の温度が十分に低い状態では、制御ユニット９０は、脱気空間８２の圧力Ｐを大気圧（Ｐ＝大気圧）に調整する。さらにＸ線管装置の稼動が続き、冷却液３の温度が上昇すると、熱伝達面の温度が上昇し、冷却液１３の温度も上昇する。このため、制御ユニット９０は、冷却液３の温度上昇とともに減圧ポンプ６０の動作を制御し、脱気空間８２の圧力Ｐを負圧（Ｐ＜大気圧）に調整し、冷却液１３の沸点を下げる。これにより、十分な熱流速を得ることができる。
【００７２】
冷却液３の温度は、少なくとも温度センサ４を用いて常時検知することができ、検知した値に応じて脱気空間８２の圧力を調整することができる。例えば、冷却液３の温度に依存した冷却液１３の最適な沸点を選択することができる。
【００７３】
一般的には、冷却液３の温度の上昇に伴って脱気空間８２の圧力を徐々に下げ、冷却液１３の沸点を徐々に降下させればよいが、これに限らず、例えば、予め使用するＸ線管毎に温度シミュレーション計算や実験等を行い、指針となるグラフを作成し、グラフに基づいた脱気空間８２の減圧を行うこともできる。
【００７４】
上記のように構成された第１の実施形態に係るＸ線管装置によれば、Ｘ線管装置は、Ｘ線管１と、ハウジング２と、冷却液３と、循環流路６と、循環ポンプ７と、循環流路１０と、冷却液１３と、循環ポンプ２０と、熱交換器７０と、熱交換器４０と、タンク８０と、ベローズ８５と、減圧ポンプ６０と、を備えている。
【００７５】
冷却装置５とハウジング２とが分離可能となるため、Ｘ線管装置の設置時の作業性が向上したり、Ｘ線管(ハウジングを含む)のみ交換したりすることができるメリットを得ることができる。  
冷却液３はＸ線管１等を冷却することができる。冷却液１３は冷却液３を冷却することができるため、Ｘ線管１等の冷却特性を向上させることができる。
【００７６】
脱気空間８２の圧力を調整（減圧等）することにより、冷却液１３の最適な沸点を選択することができるため、熱伝達面（導管１０ｆの壁面）を効率よく冷却することができる。
【００７７】
減圧ポンプ６０は、脱気空間８２のガスの圧力を負圧に調整することができるため、次に挙げる効果を得ることができる。  
・冷却液３の温度が上昇しても、優れた熱流速を得ることができる。すなわち、冷却液１３の温度が７０℃程度であっても、減圧状態における沸騰冷却を利用することにより、優れた熱流速を得ることができる。すなわち、冷却液３の熱が伝達される熱交換器７０（導管１０ｆの壁面）において、冷却液１３がサブクール沸騰状態となるようにすることができる。Ｘ線管装置の外表面温度を上がり難くすることができるため、Ｘ線管１に熱負荷をより長時間かけて使用したり、Ｘ線管１により高い熱負荷をかけて使用したりしても、Ｘ線管装置の外表面温度が８０℃以上とならない設計に貢献することができる。上記のことから、Ｘ線管装置の冷却性能の向上を実現することができる。
【００７８】
・上記のように優れた熱流速を得ることができるため、冷却液３（１３）の温度の上昇を抑制することができ、冷却液３（１３）に浸る金属の腐食を低減することができる。冷却液３（１３）に金属部分が接触し、金属部分が腐食し易い銅を主成分とする材料で形成されている場合であっても、腐食の発生を抑制することができる。すなわち、冷却液３（１３）によるＸ線管装置の内部腐食を低減することができる。
【００７９】
Ｘ線管１や、循環流路６（１０）等に穴が形成される等の腐食によって生じる不良を低減することができる。例えば、腐食による真空破壊を引き起こしたり、腐食生成物がスケールとして熱伝達面に堆積することにより熱伝達率が低下してＸ線管１の内部温度が上昇して故障を引き起こしたりすることを低減することができる。このため、長期にわたって信頼性が高く、製品寿命の長いＸ線管装置を得ることができる。
【００８０】
・腐食生成物がスケールとして熱伝達面（Ｘ線管１、導管６ｂの壁面、導管１０ｆの壁面等）に堆積してしまった場合でもそれを救済することができる。例えば、熱伝達面が銅を主成分とする金属で形成され、熱伝達面の腐食に伴い、冷却液３（１３）中に溶け出した銅イオンは金属銅または銅化合物として熱伝達面に堆積する。熱伝達面に比べてスケールの熱伝達率は低いため冷却効率が低下し、また、スケールにより冷却液３（１３）の流量が低下し、これにより、熱伝達面の冷却不足を招く恐れがある。しかしながら、冷却液１３の沸点を下げて熱伝達面（導管１０ｆの壁面）から放出される熱（沸騰熱）を冷却液１３に積極的に伝達することができるため、熱伝達面の冷却不足を解消することができる。上記のことからも、信頼性の高いＸ線管装置を得ることができる。
【００８１】
冷却液１３に溶存したり混入したりしたガス（酸素）は脱気空間８２に排気されるが、減圧ポンプ６０は脱気空間８２のガスを外気に放出することができる。このため、初期状態において酸素が溶存している冷却液１３を使用したり、着脱時に外気（酸素）が混入する恐れのあるカプラ８、９を使用したりすることができる。この場合も、上記腐食の発生を抑制することができる。  
上記のことから、Ｘ線管１の冷却特性を向上させることができる、信頼性の高いＸ線管装置を得ることができる。
【００８２】
次に、第２の実施形態に係るＸ線管装置について説明する。この実施形態において、他の構成は上述した第１の実施形態と同一であり、同一の部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００８３】
図１０に示すように、Ｘ線管装置は、第１熱伝達ユニット７１を備えている。第１熱伝達ユニット７１は、導管６ｂ（循環流路６）と、熱伝達部材としての熱伝達部板７１ａとを有している。熱伝達部板７１ａは、熱伝導性を有する材料として例えばアルミニウム等の金属で形成されている。熱伝達部板７１ａには、導管６ｂを流れる冷却液３の熱が伝えられる。熱伝達部板７１ａは、上記熱が伝えられる第１熱伝達面７１ｓを有している。
【００８４】
冷却装置５は、第２循環流路としての循環流路１０、第２冷却液としての冷却液１３、第２循環ポンプとしての循環ポンプ２０、第２熱伝達ユニット７２、第２熱交換器としての熱交換器４０、ベローズ機構としての空盆３０、圧力調整機構としての減圧ポンプ６０、圧力センサ５０、制御ユニット９０、流量センサ１００、及び筐体５ａを有している。
【００８５】
循環流路１０は、導管１０ａ、導管１０ｂ、導管１０ｃ、導管１０ｄ、導管１０ｅ及び導管１０ｆを有している。循環流路１０は、循環流路６を流れる冷却液３から放出される熱が伝達される冷却液１３を収容する。ここで、冷却液１３に水系の冷却液を使用している。
【００８６】
循環ポンプ２０は循環流路１０に気密に取付けられている。詳しくは、循環ポンプ２０は、導管１０ｄ及び導管１０ｅ間に気密に取付けられている。循環ポンプ２０は、導管１０ｅに冷却液１３を吐き出し、導管１０ｄから冷却液１３を取り込む。循環ポンプ２０は冷却液１３を循環させることができ、冷却液１３は、導管１０ｅ、導管１０ｆ、導管１０ａ、空盆３０、導管１０ｂ、導管１０ｃ及び導管１０ｄ等を循環する。
【００８７】
第２熱伝達ユニット７２は、導管１０ｆ（循環流路１０）と、熱伝達部材としての熱伝達部板７２ａとを有している。熱伝達部板７２ａは、熱伝導性を有する材料として例えばアルミニウム等の金属で形成されている。熱伝達部板７２ａは、第１熱伝達面７１ｓに着脱自在に取り付けられる第２熱伝達面７２ｓを有している。
【００８８】
第２熱伝達面７２ｓ及び第１熱伝達面７１ｓは接着されている。第２熱伝達面７２ｓと第１熱伝達面７１ｓとの間に、油（例えば、シリコングリス）等を介在させてもよい。これにより、第２熱伝達面７２ｓ及び第１熱伝達面７１ｓの接触面積を大きくすることができ、第１熱伝達面７１ｓから第２熱伝達面７２ｓへの熱伝達量の向上を図ることができる。
【００８９】
第２熱伝達ユニット７２は、第１熱伝達ユニット７１とともに熱交換器７０を形成している。第２熱伝達ユニット７２は、第１熱伝達面７１ｓから第２熱伝達面７２ｓに伝達される熱を導管１０ｆ（循環流路１０）に伝達し、導管１０ｆを流れる冷却液１３に伝達する。
【００９０】
熱交換器４０は、ラジエータ４１及びファンユニット４２を有している。ラジエータ４１は、導管１０ｃ及び導管１０ｄに気密に取付けられている。
【００９１】
空盆３０は、循環流路１０に気密に連通されている。空盆３０は、開口３１ａ及び開口３１ｂを有したケース３１を有している。開口３１ａは導管１０ａに気密に連通されている。開口３１ｂは導管１０ｂに気密に連通されている。
【００９２】
空盆３０は、ケース３１内に、冷却液充満空間３３と、ガス充満空間３４とを有している。冷却液充満空間３３は、開口３１ａ及び開口３１ｂと繋がっている。冷却液充満空間３３は、循環流路１０に連通し冷却液１３で満たされている。
【００９３】
空盆３０は、冷却液充満空間３３とガス充満空間３４とに隔てるベローズ３２を有している。ベローズ３２は、ケース３１に液密に取付けられている。ここでは、ベローズ３２はゴムで形成されている。ベローズ３２は、冷却液１３の温度変化による体積変化を吸収し、伸縮自在である。このため、ベローズ３２は、冷却液１３の体積の膨張及び収縮を吸収することができる。
【００９４】
ベローズ３２は、ガスを透過させ難い材料、すなわち、ガスに対して不透過性を示す材料で形成することが好ましい。また、ベローズ３２は、表面に無定形カーボン皮膜などのガスバリア膜をコーティングして形成することが好ましい。
【００９５】
減圧ポンプ６０は、ケース３１の排気口３７に気密に取付けられている。この実施形態において、減圧ポンプ６０は、バルブ３１０を介して排気口３７に気密に取付けられている。減圧ポンプ６０は、バルブ３１０を介してガス充満空間３４のガスを吸気する。減圧ポンプ６０は、ガス充満空間３４のガスの圧力を、大気圧に比べて圧力の低い負圧に調整可能である。
【００９６】
減圧ポンプ６０は、ガス充満空間３４のガスを排気することができるため、ガス充満空間３４を減圧させることができる。なお、減圧ポンプ６０にはバルブ３２０も気密に取り付けられている。  
圧力センサ５０は、ケース３１の開口３６に気密に取付けられている。圧力センサ５０は、ケース３１のガス充満空間３４の圧力を検知する。
【００９７】
ケース３１の開口３８にはバルブ３３０が気密に取付けられている。バルブ３３０を閉状態に切替えることでガス充満空間３４の気密性を保持することができる。また、バルブ３３０の一端は外気（大気）に開放されている。バルブ３３０を開状態に切替えることでガス充満空間３４にガス（外気）を導入することができ、ガス充満空間３４の圧力を調整することができる。例えば、ガス充満空間３４の圧力を大気圧に調整することができる。
【００９８】
制御ユニット９０は、圧力センサ５０が検知したガス充満空間３４の圧力の情報（圧力値）を取得可能である。制御ユニット９０は、減圧ポンプ６０の動作を制御可能である。このため、制御ユニット９０は、圧力センサ５０が所定の値を示すように減圧ポンプ６０の動作を制御可能である。
【００９９】
また、制御ユニット９０は、温度センサ４が検知した冷却液３の温度の情報を取得可能である。このため、制御ユニット９０は、温度センサ４で検知した冷却液３の温度に基づいて圧力センサ５０が所定の値を示すように減圧ポンプ６０の動作を制御可能である。例えば、制御ユニット９０は、冷却液３が高温状態であることを検知することにより減圧ポンプ６０の動作を制御し、ガス充満空間３４のガスの圧力を負圧に調整することができる。  
上記のようにＸ線管装置が形成されている。
【０１００】
上記のように構成された第２の実施形態に係るＸ線管装置によれば、Ｘ線管装置は、Ｘ線管１と、ハウジング２と、冷却液３と、循環流路６と、循環ポンプ７と、循環流路１０と、冷却液１３と、循環ポンプ２０と、熱交換器７０と、熱交換器４０と、空盆３０と、減圧ポンプ６０と、を備えている。
【０１０１】
第１熱伝達面７１ｓ及び第２熱伝達面７２ｓは着脱自在に取り付けられるものであり、冷却装置５とハウジング２とが分離可能となるため、Ｘ線管装置の設置時の作業性が向上したり、Ｘ線管(ハウジングを含む)のみ交換したりすることができるメリットを得ることができる。  
冷却液３はＸ線管１等を冷却することができる。冷却液１３は冷却液３を冷却することができるため、Ｘ線管１等の冷却特性を向上させることができる。
【０１０２】
ガス充満空間３４の圧力を調整（減圧等）することにより、冷却液１３の最適な沸点を選択することができるため、熱伝達面（導管１０ｆの壁面）を効率よく冷却することができる。  
減圧ポンプ６０は、ガス充満空間３４のガスの圧力を負圧に調整することができる。  
このため、この実施形態に係るＸ線管装置は、上述した第１の実施形態に係るＸ線管装置と同様の効果を得ることができる。
【０１０３】
循環流路１０は密閉系であり、上述したカプラ８、９等を利用しないで気密に連通されている。このため、冷却液１３中へのガス（酸素）の混入を防止することができる。そして、この実施形態において、予め脱気処理が施された冷却液１３を利用することが望ましい。これにより、上述した腐食の発生を抑制することができる。  
上記のことから、Ｘ線管１の冷却特性を向上させることができる、信頼性の高いＸ線管装置を得ることができる。
【０１０４】
ここで、比較例のＸ線管装置について説明する。  
図１１に示すように、Ｘ線管装置は、Ｘ線管１と、ハウジング２と、冷却液３と、循環流路６と、循環ポンプ７と、循環流路１０と、冷却液１３と、循環ポンプ２０と、熱交換器７０と、熱交換器４０と、タンク８０と、を備えている。冷却装置５とハウジング２とは分離可能である。
【０１０５】
しかしながら、タンク８０は、開口を有した桶部８９ａ及び桶部８９ａの開口を塞いだ蓋部８９ｂを有している。蓋部８９ｂは、桶部８９ａの開口を気密に塞ぐものではない。タンク８０は、冷却液１３で満たされる冷却液充満空間８１と、冷却液１３と接触分離されることにより区域され冷却液１３から分離されたガスが存在するガス充満空間８８と、を有している。
【０１０６】
上記のことから、比較例のＸ線管装置では、ガス充満空間８８の圧力を調整（減圧等）することができないため、沸騰冷却を利用することが困難である。そして、冷却液３（１３）の温度の上昇を抑制することが困難となる。このため、例えば、Ｘ線管装置の外表面温度が８０℃以上とならない対策を講じる必要が生じ得る。
【０１０７】
また、冷却液１３にガス（酸素）が混入することになる。冷却液１３に酸素が溶存し、冷却液１３が高温となる状態では、上述した腐食が発生し易くなり、腐食に伴う問題が生じ易くなってしまう。  
上記のことから、比較例では、Ｘ線管１の冷却特性を向上させることができる、信頼性の高いＸ線管装置を得ることはできないものである。
【０１０８】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。例えば、第１の実施形態に係るＸ線管装置において説明した第１熱交換器を、第２の実施形態に係るＸ線管装置の第１熱交換器の代わりに使用することが可能である。また、逆に第２の実施形態に係るＸ線管装置において説明した第１熱交換器を、第１の実施形態に係るＸ線管装置の第１熱交換器の代わりに使用することが可能である。
【０１０９】
減圧ポンプ６０は、減圧させる空間（８２、３４）のガス（空気）を大気に排出させる動作を行うものとして説明したが、これに限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、減圧ポンプ６０は、減圧させる空間（８２、３４）と他の空間を有するタンク（密閉容器）との間で空気以外のガスを移動させる動作を行うものであってもよい。
【０１１０】
メリットとしては、酸素を含まないガスを使用することにより、酸素が徐々に冷却液１３内に拡散して溶存されることを防止することができる点である。上記第２の実施形態においては、ベローズ３２を通して酸素が徐々に冷却液１３内に拡散して溶存されることを防止することができる。
【０１１１】
その結果、冷却液１３中の金属の腐食溶解を低減することができる。さらに、不活性ガスであるヘリウム、ネオン、アルゴンや絶縁ガスであるＳＦ６を使用すると、水系の冷却液１３への溶存ガス量が小さく、冷却液１３の温度が上がった場合の気泡発生を低減することができる。
【０１１２】
また、冷却液１３は、予め脱気されていてもよく、予め脱気された後に不活性ガスが溶存されていてもよい。  
本発明の実施形態は、上述したＸ線管装置に限定されるものではなく、各種のＸ線管装置に適用可能である。
【符号の説明】
【０１１３】
１…Ｘ線管、２…ハウジング、３，１３…冷却液、４…温度センサ、５…冷却装置、６，１０…循環流路、７，２０…循環ポンプ、３０…空盆、４０，７０…熱交換器、５０…圧力センサ、６０…減圧ポンプ、７１…第１熱伝達ユニット、７２…第２熱伝達ユニット、８０…タンク、９０…制御ユニット。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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