(57)【要約】  【課題】より能率的な冷却を可能にする、回転アノードのための冷却装置を提供する。  【解決手段】焦点路（１１）と支持部（１５）との間には液体（１３）があり、支持部（１５）は同時に凝結面（１６）を構成し、焦点路（１１）上には蒸発面（１９）が形成され、それにより、液体（１３）は蒸発面（１９）で蒸発し、蒸気（１８）となって凝結面（１６）に達して凝固し、回転アノード（１０）の遠心力により焦点路（１１）へ凝結物（２２）として戻るようになっている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子流が衝突する焦点路（１１）と支持部（１５）を有し且つＸ線管内にＸ放射線を生成する回転アノード（１０）のための、冷却装置（１００）において、前記焦点路（１１）と支持部（１５）との間には液体（１３）があり、前記支持部（１５）は同時に凝結面（１６）を構成し、前記焦点路（１１）上には蒸発面（１９）が形成され、それにより、前記液体（１３）は前記蒸発面（１９）で蒸発し、蒸気（１８）となって前記凝結面（１６）に達して凝結し、前記回転アノード（１０）の遠心力により前記焦点路（１１）へ凝結物（２２）として戻ることを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
前記凝結物（２２）は前記焦点路（１１）に形成された前記蒸発面（１９）に到達することを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
前記支持部（１５）は前記焦点路（１１）と気蜜的に連結されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の冷却装置。
【請求項４】
前記支持部（１５）はすべりベアリングであることを特徴とする請求項３に記載の冷却装置。
【請求項５】
前記支持部（１５）にはリブが設けられていることを特徴とする前記請求項の何れかに記載の冷却装置。
【請求項６】
前記液体（１３）は水であることを特徴とする前記請求項の何れかに記載の冷却装置。
【請求項７】
前記液体（１３）はアルコールであることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の冷却装置。
【請求項８】
前記支持部（１５）に冷却流（２０）が流れることを特徴とする前記請求項の何れかに記載の冷却装置。
【請求項９】
前記リブは前記支持部（１５）上に軸方向に設置されていることを特徴とする請求項４乃至９の何れかに記載の冷却装置。
【請求項１０】
蒸発面（９）はこぶ及び/又はリブにより拡大されていることを特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載の冷却装置。
【請求項１１】
回転アノード（１０）の焦点路（１１）上で液体（１３）が蒸発し、蒸気（１８）として、該蒸気（１８）が凝結する凝結面（１６）として同時に作用する支持部（１５）に達し、それにより、凝結物（２２）が前記回転アノード（１０）の遠心力により前記焦点路（１１）へ直ちに戻されることを特徴とする回転アノード（１０）の冷却方法。
【請求項１２】
前記凝結物（２２）は前記焦点路（１１）上に形成された蒸発面に達することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記支持部（１５）は前記焦点路（１１）と気密的に連結されていることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記支持部（１５）としてすべりベアリングが使用されていることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記支持部（１５）に複数のリブ（２１）が設けられていることを特徴とする請求項１１乃至１４の何れかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子流が衝突する焦点路と支持部を有し且つＸ線管内にＸ線放射を生成する回転アノードのための、冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線回転アノードの冷却装置は従来技術から公知である。Ｘ線回転アノードは、例えば、学術研究、医学放射線学、構造及び材料調査又は医学診断にも使用されている。Ｘ線回転アノードの場合、熱出力は、高真空状態において、電子衝撃によりアノードの焦点面から放出される。アノード材料の融解を避けるため、アノードは冷却されなければならない。アノードの、回転または回転速度の増大のみによる冷却は不十分であるので、今日の技術では、アノードは水で冷却される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、水による冷却は、有効な熱移動のために乱流が必要であると言う不都合がある。乱流は、鎮められなければならない摩擦のため、損失を生じる。
【０００４】
したがって、本発明の目的は、より能率的な冷却を可能にする、回転アノードのための冷却装置を利用できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、請求項１に表示された冷却装置により達成される。
本発明の基本的な着想は、アノードの冷却を、いわゆるヒートパイプの原理に基礎を置くものである。焦点路と支持部との間に蒸発面で蒸発する液体があると言う事実は、この目的に役立つ。蒸発面は、焦点面上への電子衝撃により加熱される。そして、この蒸気は、温度勾配のために圧力低下のある支持部に到達して、凝結が起こる。凝結面は、蒸発面と凝結面の機能をも充たす支持部との間で整える温度勾配から生じる。焦点路に戻る凝結物の移送は、回転アノードの遠心力により行われる。このようにして、ヒートパイプの熱回路は閉回路となっている。
【０００６】
本発明の利点は、関係する温度範囲で、液体の蒸発熱が流動による正規の冷却に比べて追加の冷却効果を達成すると言う点に、見られるべきである。熱の移動は、流動する液体の場合よりも遥かにに多い。更に、ヒートパイプの原理に基づく冷却装置の構造は、複数の支持部と焦点路の間の空間のみが使用されるため、簡単且つ経済的である。
【０００７】
本発明の実施例では、凝結物は焦点面に形成される蒸発面に到達する。
【０００８】
支持部の部品は、焦点路と気密的に連結されていると言う利点がある。これは、回転アノードが高真空の下にあると言うことを考慮している。
【０００９】
すべりベアリングは、有効な凝結面であると考えられるため、支持体は好ましくはすべりベアリングである。
【００１０】
支持部上にリブがあると言う事実は、またこの目的にも役立つ。そのリブは更に支持の堅牢性にも役立つ。
【００１１】
本発明の有利な構成は、液体が水であると言うことである。これは、水は熱容量が大きいことで知られていることを考慮したものである。
しかし、この液体はアルコールであると言うことも考えられる。
【００１２】
熱の流れの排出を保障するために、請求項８は、冷却流が支持部内を流れることを規定している。冷却流のために、例えば、窒素或いは冷却用ガスが考えられうる。冷却流により回転アノードを冷却することは、例えば、特許文献ＤＥ３６４４７１９Ｃ１に開示されており、そして、本発明の範囲内で使用されうる。
【００１３】
本発明の有利な構成は、支持部上にその軸方向にリブが設けられていると言うことである。
【００１４】
より早い蒸発を生じさせるために、本発明の実施例では、蒸発面がこぶ及び/又はリブにより拡大されていると言うことである。蒸発面がこぶ及び/又はリブにより拡大されていると言う事実により、迅速な蒸発を生ぜしめる粗面が創出される。
【００１５】
最後に、本発明は、回転アノードの焦点路上で液体が蒸発し、そして、蒸発した液体は、同時に、蒸発した液体が凝結する凝結面として作用する支持部に達し、それにより、焦点路上の凝結物は、回転アノードの遠心力により再び送られる、回転アノードの冷却方法を提供している。このようにして、凝結物は、焦点路に形成された蒸発面に到達できる。
【００１６】
そして、好ましくは、支持部は焦点路と気密的に連結され、それにより、支持部はすべりベアリングとして使用されている。
本発明方法によれば、リブは支持部上で使用され得る。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の利点は、関係する温度範囲で、液体の蒸発熱が流動による正規の冷却に比べて追加の冷却効果を達成すると言う点に、見られる。
更に、ヒートパイプの原理に基づく冷却装置の構造は、複数の支持部と焦点路の間の空間のみが使用されるため、簡単且つ経済的である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
回転アノード１０の本発明による冷却装置１００は、図１に示されている。回転アノード１０は、電子流が衝突する焦点路１１を有している。支持部１５と焦点路１１の間には、液体１３がある中空スペース１２がある。焦点路の材料は金属である。金属としては、銅又はクロームが適当である。液体としては、水が主であるが、アルコールも考えられる。支持部１５は、回転アノード１０の心棒１４に取り付けられていて、同時に凝結面１６を構成している。更に、焦点路１１の上には、液体が蒸発し蒸気１８として凝結面に到達する蒸発面１９がある。支持部１５上には、有効な凝結を行わせるためのリブ２１がある。
【００１９】
図２には、更に、電子流が衝突し且つ支持部１５を有する焦点路１１を備えた、Ｘ線管においてＸ光線放射を生成する回転アノード１０用の冷却装置１００が示されている。焦点路１１と支持部１５の間には液体１３がある。支持部１５は、同時に、凝結面１６を構成しており、それにより、その上で液体１３が蒸発する蒸発面１９が、焦点路１１上に位置せしめられている。そして、蒸気１８は、温度勾配のために気圧低下があって凝結が起こる凝結面１６に達する。凝結物２２の蒸発面１９への戻り移送は、回転アノード１０の遠心力によって行われる。この方法で熱回路は閉回路となっている。支持部１５は焦点路１１と気密的に連結されている。リブ２１は支持部１５上にあって、すべりベアリングとして役立ちうる。水は熱容量が大きいので、液体１３は水であるのが賢明であるが、アルコールも考えられる。最後に、冷却流２０は、熱流を排泄するために、支持部１５に供給される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明による冷却装置の概略平面図である。
【図２】本発明による冷却装置の概略縦断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１００                冷却装置
１０                  回転アノード
１１                  焦点路
１２                  中空のスペース
１３                  液体
１４                  心棒
１５                  支持部
１６                  凝結面
１８                  蒸気
１９                  蒸発面
２０                  冷却流
２１                  リブ
２２                  凝結物
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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