(57)【要約】Ｘ線管組立体（１０）用の冷却システム（１２）は、Ｘ線管組立体の筐体（４０）から冷却流体を受け取り、冷却流体と気流の間で熱を伝達する熱交換器（１４、１６）を有する。アキシャルファンといったファン（９０）は、熱交換器の中で気流を導く。ファンは、管（７８）内に位置付けられる。成形された気流束ダイレクタ（１１０）は、管からの気流を捕捉し、気流を、ファンの回転軸に対し略垂直な方向に方向転換させるよう位置付けられる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
関連付けられるＸ線管組立体と共に使用する冷却システムであって、
前記関連付けられるＸ線管組立体の筐体から冷却流体を受け取り、前記冷却流体と気流の間で熱を伝達する熱交換器と、
前記熱交換器の中を前記気流を動かすよう配置されるファンと、
前記熱交換器からの前記気流を捕捉し、前記気流を、前記ファンの回転軸に対し略垂直な方向に方向転換させるよう位置付けられる気流束ダイレクタと、
を有する冷却システム。
【請求項２】
前記ファンは、アキシャルファンである請求項１記載の冷却システム。
【請求項３】
前記気流束ダイレクタは、凹形の外面を有する円錐台を画成する請求項１記載の冷却システム。
【請求項４】
前記気流束ダイレクタは、前記ファンの前記回転軸に沿って前記ファンから間隔が置かれる請求項１記載の冷却システム。
【請求項５】
前記気流束ダイレクタは、前記ファンの前記回転軸と位置合わせされる請求項４記載の冷却システム。
【請求項６】
前記ファンは、前記熱交換器と前記気流束ダイレクタとの中間に位置付けられる請求項１記載の冷却システム。
【請求項７】
前記ファンは、前記気流束ダイレクタの最大外径より小さい直径を有するブレードを有する請求項６記載の冷却システム。
【請求項８】
前記ファンは、モータを有し、
前記モータは、前記気流束ダイレクタに取り付けられる請求項６記載の冷却システム。
【請求項９】
前記熱交換器からの空気を受け取り、前記気流束ダイレクタに向かって断面において減少する管を更に有する請求項１記載の冷却システム。
【請求項１０】
前記ファンは、前記管内に位置付けられたラジアルブレードを有する請求項９記載の冷却システム。
【請求項１１】
前記気流束ダイレクタは、凹形の外面を有する円錐台、前記管、前記ファンブレード、及び前記気流束ダイレクタが同軸であることを画成する請求項１０記載の冷却システム。
【請求項１２】
前記第１の熱交換器と並列に取り付けられる第２の熱交換器と、
前記第２の熱交換器の中を第２の気流を動かすよう配置される第２のファンと、
前記第２の熱交換器からの前記第２の気流を捕捉し、前記第２の気流を、前記第２のファンの回転軸に略垂直な方向に方向転換させるよう位置付けられる第２の気流束ダイレクタと、
を更に有する請求項１記載の冷却システム。
【請求項１３】
前記第１の気流束ダイレクタと前記第２の気流束ダイレクタとの中間に位置付けられて、前記第１の気流と前記第２の気流の混合によって発生する乱気流を減少する少なくとも第１の気流束セパレータを更に有する請求項１２記載の冷却システム。
【請求項１４】
前記第１の気流束ダイレクタ及び前記第２の気流束ダイレクタは、背合わせで取り付けられる請求項１３記載の冷却システム。
【請求項１５】
凹形外面を有する円錐台を画成する第２の気流束ダイレクタと、
第２の管と、
第２のファンと、
を更に有し、
前記第１のファン及び前記第２のファンのブレード、前記第１の管及び前記第２の管、及び、前記第１の気流束ダイレクタ及び前記第２の気流束ダイレクタは、同軸である請求項１３記載の冷却システム。
【請求項１６】
筐体内に取り付けられたＸ線管と、
請求項１記載の冷却システムと、
前記筐体と請求項１記載の前記冷却システム内に冷却流体を循環させるポンプと、
を有する組立体。
【請求項１７】
前記Ｘ線管は、少なくとも４．５ＫＷのパワー入力を有する請求項１６記載の組立体。
【請求項１８】
ガントリ軸について回転するよう取り付けられたガントリと、
筐体内に取り付けられたＸ線管と、
請求項１記載の冷却システムと、
前記筐体と、前記ガントリによって支持された請求項１記載の前記冷却システム内に冷却流体を循環させるポンプと、
前記Ｘ線管の反対側で前記ガントリに取り付けられるＸ線検出器のアレイと、
を有するＣＴシステム。
【請求項１９】
Ｘ線を発生させるＸ線管と、
前記Ｘ線管から加熱された冷却流体を運び、冷却された流体を前記Ｘ線管に戻す流体流路と、
冷却システムと、
を有し、
前記冷却システムは、回転軸を有し、前記流路の一部を通り過ぎるよう気流を動かすよう配置されるアキシャルファンと、前記ファンから軸方向に間隔がおかれ、前記ファンによって排出された空気を半径方向に偏向させるよう形作られる気流束ダイレクタとを有するＸ線管組立体及び冷却システム。
【請求項２０】
Ｘ線管組立体を冷却する方法であって、
流体流路を介して前記Ｘ線管組立体から加熱された冷却液体を受け取る段階と、
前記冷却流体と、その回転軸に略平行な方向に気流を排出するファンによって生成された該気流との間で熱を伝達する段階と、
前記排出された気流を、前記軸方向に略垂直な半径方向に偏向させる段階と、
を有する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、Ｘ線管技術に係る。本発明は、Ｘ線管を冷却するために使用される冷却液体からの熱の除去において特に適用され、この適用を特に参照して説明する。しかし、本発明は、効率よく熱を伝達することが望ましい様々な適用において適用されることを認識するものとする。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線管は、一般的に、金属又はガラスから形成された真空外囲器を有し、この外囲器は、Ｘ線管筐体内に支持される。外囲器は、陰極組立体及び陽極組立体を終了する。陰極組立体は、陰極フィラメントを有し、この陰極フィラメントを通して加熱電流が通される。この電流は、十分にフィラメントを加熱し、それにより、電子の雲が放射される、即ち、熱イオン放射が発生する。１００−２００ｋＶのオーダの高い電位が、陰極組立体と陽極組立体間に印加される。電子ビームが十分なエネルギーでターゲットに衝突し、それにより、Ｘ線及び大量の熱が発生される。
【０００３】
Ｘ線管を囲むＸ線管筐体は、Ｘ線管の冷却を促進するようオイルといった流体で充填される。Ｘ線の発生時に生成された熱負荷を分散するために、冷却液体の一定流がＸ線発生の間中、維持される。Ｘ線管筐体内を循環した後、冷却液体は、熱交換器を通される。熱交換器は、オイル内に蓄積された熱が、環境空気に放射されるようにし、そして、対流によって熱を伝達する。冷却されたオイルはＸ線管筐体に再び循環させられる。一般的に、熱伝達を高めるために、空気が熱交換器を過ぎる又は熱交換器の中を通るよう導くためにファンが使用される。
【０００４】
コンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャナでは、Ｘ線管と、その関連付けられる熱交換器及び冷却ファンは、環状回転式ガントリに取り付けられる。ガントリは、ＣＴ画像を得るために患者の周りを素早く回転される。熱交換器とその関連付けられるファンの重量は、回転時にガントリのバランスを取るのに重要な役割を果たしている。熱交換器のサイズは、ガントリのクリアランス制約によっても制限される。Ｘ線管の熱出力が増加するに従って、従来のファンでは、ガントリバランスを達成するために重くなりすぎることなく、適切な冷却を維持するために必要な高い流速を提供することが困難である。更に、大きいファンは雑音が多く、これは、患者を不快にさせうる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上述した問題及び他の問題を解決する新規且つ改良された方法及び機器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の１つの面では、関連付けられるＸ線管組立体と共に使用する冷却システムを提供する。この冷却システムは、関連付けられるＸ線管組立体の筐体から冷却流体を受け取り、冷却流体と気流の間で熱を伝達する熱交換器を有する。ファンが、熱交換器の中で気流を動かすよう配置される。気流束ダイレクタは、熱交換器からの気流を捕捉し、気流を、ファンの回転軸に対し略垂直な方向に方向転換させるよう位置付けられる。
【０００７】
本発明のもう１つの面では、Ｘ線管組立体及び冷却システムを提供する。組立体は、Ｘ線を発生させるＸ線管を有する。流体流路は、Ｘ線管から加熱された冷却流体を冷却システムに運び、冷却された流体をＸ線管に戻す。冷却システムは、回転軸を有し、流路の一部を通り過ぎるよう気流を動かすよう配置されるアキシャルファンを有する。気流束ダイレクタは、ファンから軸方向に間隔がおかれ、ファンによって排出された空気を半径方向に偏向させるよう形作られる。
【０００８】
本発明のもう１つの面では、Ｘ線管組立体を冷却する方法を提供する。この方法は、流体流路を介してＸ線管組立体から加熱された冷却液体を受け取る段階を有する。熱は、冷却流体と、ファンによって発生された気流の間を伝達される。ファンは、その回転軸に略平行な方向に気流を排出する。排出された気流は、軸方向に略垂直な半径方向に偏向される。
【０００９】
本発明の少なくとも１つの実施例の１つの利点は、冷却システムの重量を増加することなく高い冷却率を達成可能にすることである。
【００１０】
本発明の少なくとも１つの実施例の別の利点は、１つ以上の熱交換器が並んで動作することを可能にし、それにより、冷却率を増加することである。
【００１１】
本発明の少なくとも１つの実施例の別の利点は、ファン雑音が低減されることである。
【００１２】
本発明の少なくとも１つの実施例の別の利点は、振動が低減されることである。
【００１３】
本発明の少なくとも１つの実施例の別の利点は、Ｘ線管寿命の延長にある。
【００１４】
本発明の更なる利点は、以下の好適な実施例の詳細な説明を読む且つ理解することによって当業者には明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明は、様々な構成要素及び構成要素の構成、及び様々な段階及び段階の構成における形を取りうる。図面は、好適な実施例を例示するためのものであり、本発明を限定すると解釈すべきではない。
【００１６】
図１を参照するに、Ｘ線放射線ビームを供給するために、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャナといった医用診断システムに使用されるような種類のＸ線管組立体１０を示す。Ｘ線管組立体１０は、少なくとも１つの熱交換器１４、１６を有する冷却システム１２によって冷却される。並列に配置される２つの熱交換器１４、１６を図示する実施例に示す。
【００１７】
図２を参照するに、Ｘ線管組立体１０は、一般的に金属、ガラス、及び／又はセラミックから形成される外囲器又はフレーム２４によって画成される真空室２２内に回転可能に取り付けられる陽極組立体２０を有する。Ｘ線管陽極組立体２０は、全体的に２６と示す軸受け組立体を介して軸回転するよう取り付けられる。加熱された素子陰極組立体２８は、電子を供給且つ集中させる。陰極は、電子が陽極２０に加速されるよう陽極に対してバイアスがかけられる。陽極のターゲット領域に衝突する電子の一部は、熱及びＸ線に変換され、Ｘ線は、フレームにおける窓３０を通り放射される。陽極組立体２０、陰極組立体２８、及びフレーム２４は共に、Ｘ線管３２を構成する。
【００１８】
Ｘ線管組立体１０は更に、誘電オイルといった熱伝達及び電気絶縁冷却流体で充填される筐体４０を有する。筐体４０は、Ｘ線管のフレーム２４を少なくとも部分的に囲み、窓４１を画成する。この窓４１を通りＸ線がＸ線管組立体１０を出る。冷却液体は、窓３０、フレーム２４、軸受け組立体２６、及びＸ線管３２の他の放熱構成要素を流れるよう導かれる。
【００１９】
冷却液体は、冷却システム１２によって冷却される。具体的に、加熱された冷却液体は、筐体の陰極側に位置付けられる流出ライン４２を通り筐体４０を出て、冷却システムによって冷却され、冷却された液体は、筐体の陽極側に位置付けられる戻りライン４４によって筐体に戻る。ライン４２、４４は、弾性ホース、金属管等の形であり、また、冷却システムの熱交換器１４、１６の中を冷却液体を運ぶ流体流路４６の一部を形成しうる。
【００２０】
流体流路４６におけるアキュムレータ５０は、温度変動による冷却液体の量における変化に対応する。冷却液体は、液体ポンプ５２によって流路４６の中に送り出される。図示する実施例では、液体ポンプ５２は、流体ライン５４において、アキュムレータ５０と熱交換器１４、１６の中間に位置付けられる。しかし、他の場所も考えられる。ポンプ５２の下流では、冷却液体は、２つのライン５６、５８に分割され、１つのラインが、熱交換器１４、１６のそれぞれに進む。各熱交換器１４、１６において、冷却液体は、管６０、６２によって示す渦巻型放熱路に沿って導かれ、一方で、熱交換器を流れる空気は管に接触し、それにより加熱される。熱交換器は、放熱の表面積を増加するためにフィン（図示せず）を有してもよい。１つの実施例では、熱交換器は、アルミニウム又は他の軽量材料から形成され、約６フィン／ｃｍを有する。約２０ｃｍ×２０ｃｍ×９ｃｍの熱交換器は、従来のガントリクリアランス制約を満足しながら、約４−６ＫＷパワーのＸ線管に十分な冷却能力を与える。
【００２１】
図３及び４を参照するに、周囲環境からの冷却空気は、各熱交換器１４、１６の筐体７７によって画成される流入ポート７４、７６全体に取り付けられるフィルタ７０、７２を介して熱交換器１４、１６に入る。フィルタ７０、７２は、フォームといったように任意の従来のタイプでありうる。フォームの密度は、熱交換器の効率を抑制しうる埃を捕捉するのに十分であるよう細かいが、システムの冷却効率を低下するほど細かくないことが好適である。１つの実施例では、約２５ＰＰＩのフォーム密度を使用する。フィルタは、熱交換器の設計が許可するならば省略されてもよい。
【００２２】
管６０、６２、及びフィンとの接触によって加熱された気流は、熱交換器１４、１６から出て、中空の気流束管７８、８０に入る。この管は、熱交換器の流出ポート８２、８４を囲むよう熱交換器筐体７７に取り付けられる。この管７８、８０は、冷却システム１２の空気分散システム８６、８８の一部を形成する。
【００２３】
熱交換器１４、１６と、その関連付けられる空気分散システム８６、８８は、同一であり、互いに鏡像として配置されることを認識するであろう。従って、便宜上、空気分散システムの１つ８６を詳細に説明し、もう１つの空気分散システム８８は同様に動作することを理解するものとする。
【００２４】
特に図４を参照するに、気流束管７８の円筒壁８９は、ポリカーボネートといった難燃材料から形成されることが好適である。管は、約４−８ｃｍの軸長と、約１６−２６ｃｍの内径を有しうる。
【００２５】
図４を更に参照するに、空気分散システム８６は更に、ファンモータ９１によって駆動される回転式ファン９０を有するファン及びモータ組立体を有する。ファン９０は、アキシャルファンであることが好適であるが、ラジアルファンを用いうることも考えられる。
アキシャルファンは、気流を、ファン９０の回転軸と平行な軸Ｘ−Ｘによって示す略軸方向に導くファンである。空気は、気流束管７８の流入ポート９２を介して同じ略軸方向にファンに入る。好適なファン９０は、約１５−２０ｍ３／分又はそれ以上の流速を有するファンである。例えば、ファンは、１５−２５ｃｍの実効直径を有する５−１０個のブレード又は羽９４を有し、約２８００ｒｐｍで回転しうる。
【００２６】
図４に示すように、ファンのブレード９４は、気流束管７８の円筒型内部通路９５内に、管の円形流出ポート９６に隣接して全体が位置付けられる。管７８は、その流出端９６において、気流束管とファンブレード９４との間に小さなクリアランス（例えば、約０．０２−０．１ｃｍ）を与えるようなサイズにされる。このようにすると、気流束管壁８９の内面９８が、排気の略軸方向の流れ方向を維持することを支援する。
【００２７】
図４及び５に示すように、気流束管７８は、気流束管の流入端９２における周囲フランジ１０４内に好適に位置付けられた開口１０２（図示する実施例では４つ）を通るネジ、ボルト等の固定部材１００によって熱交換器筐体７７に取り付けられる。流入端９２に隣接して、気流束管は、必要に応じて、熱交換器流出ポート８２のサイズに対応するよう広げられる。図示する実施例では、気流束管の成形されたコーナー部１０６は、管流入ポート９２が熱交換器流出ポート８２の矩形形状にぴったりと合うことを可能にするよう形作られる。従って、管７８は、熱交換器流出ポート８２の周りで実質的に気密な密閉を与える。このようにして、熱交換器流出ポート８２を出る空気の全て又は実質的に全てが、気流束管７８に入る。
【００２８】
空気流束管７８の流出ポート９６から出る空気は、流出ポートと軸方向に位置合わせされ且つ流出ポートから間隔が置かれた成形気流束ダイレクタ１１０上に当たる。気流束ダイレクタは、管からの略軸方向の気流を捕捉し、気流を、ファン９０の回転軸に略垂直である方向に導く（即ち、方向転換された空気の全体的な流れの方向は、軸方向に対して垂直に近い）。特に、気流束ダイレクタは、空気が、略横方向において、気流束ダイレクタから離れるよう流れるよう約９０°に亘って気流を方向転換する。
【００２９】
図６及び７に最良に示すように、気流束ダイレクタ１１０は、円錐台に形作られ、内側に湾曲した外面１１３を有する滑らかに成形されたディスク又は壁１１２を有する。ディスクは、ファン９０に隣接するファン端１１４から、ファンから最も離れた外側端１１６に向かってその外径が増加する。図示する実施例では、壁１１２は、ファンにおける空気の収縮（図４）を減少するよう例えば約８−１０ｃｍの曲率半径ｒを有して成形される。外側端１１６における外径ｄｄは、ファンブレードの直径ｄｆより大きい。例えば、ｄｄは、ファンブレード９４によって囲まれる円の直径の約１００−２００％でありうる。図示する実施例では、ｄｄは、２０−３０ｃｍより大きい。ファン端では、直径は、ファンブレードの外径より小さい。ファン端における直径は、ファンに取り付けられるファンモータのサイズによって部分的に左右される。図４における矢印によって示すように湾曲した経路に沿って気流を導くことによって、気流束ダイレクタは、乱気流により生じる傾向のある気流雑音を減少する。
【００３０】
気流束ダイレクタ１１０は、その重量を最小限にし、ファンモータからの振動を減衰するためにポリカーボネートといった難燃材料から形成されることが好適である。ディスク１１２は、約０．２−０．４ｃｍの厚さを有しうる。角度が付けられて配置された内側リブ１１８（図７には、８個のリブを示す）が、ディスク１１２に取り付けられ、それにより、気流束ダイレクタ１１０の剛性を維持することを助ける。
【００３１】
流束ダイレクタ１１０は、内部にファンモータ９１を受容するようなサイズにされ、ファン端において軸方向に位置合わせされたソケット１２０を画成する。ソケット１２０における開口１２２（図示する実施例では４つ）は、ファンモータ９１を気流束ダイレクタ１１０に取り付けるためのネジ、ボルト等の固定部材１２３（図４）を受容する。より大きい開口１２４、１２６は、配線（図示せず）、モータの一部等を受容するためにソケットに形成される。全ての開口１２２、１２４、１２６は、ファンからの冷却気流がほとんど又は全く気流束ダイレクタ１１０の中を通らないようモータ９１によって覆われる。図７に示すように、ネジは、リブ１１８と軸方向に位置合わせされ、環状支持構造１２９のボア１２８によって担持される。この環状支持構造１２９は、リブ１１８と組み合わされて、気流束ダイレクタ１１０が実質的に中空であり、従って、軽量であり、同時に、モータ９１のための剛性支持を与えることを可能にする。
【００３２】
気流束ダイレクタ１１０によって方向転換された空気は、両方の空気分散システム８６、８８の上に取り付けられたカバー１３２（図１）にミリングされたスロット１３０を通り熱交換器から流れ出る。スロット１３０は、冷却システムの効率を抑制しないよう十分な流出を可能にするようなサイズにされ且つ位置付けされる。
【００３３】
２つのパラレルファンシステムからの流れパターンの干渉の結果生じる乱気流を低減するために、気流束セパレータ１４０が気流束ダイレクタの外側端に取り付けられる。セパレータ１４０は、例えば、アルミニウム板から形成された平板から形成される。各方向付けシステム８６、８８に対して１つで、２つのパラレル流束セパレータ１４０、１４１を図１に示すが、単一の気流束セパレータを２つのシステム間に用いることも考えられる。気流束セパレータ１４０は、乱気流を最小限にするよう面積において十分に大きい。セパレータは、気流束ダイレクタ１１０より大きいサイズであり、丸ではなくて、略四角又は矩形である。セパレータ１４０は、モータ取付けネジ１２３を受容するための開口１４２を有し、それにより、モータ９１及び気流束ダイレクタ１１０が、気流束セパレータに取り付けられる。
【００３４】
或いは、流束セパレータ１４０の代わりに、気流束ダイレクタに、その外周から延在する外側に延在するフランジ（図示せず）が形成されてもよい。
【００３５】
図８及び９に示すように、ファン取付けブラケット１５０、１５２が、それぞれ熱交換器１４、１６に取り付けられ、気流束ダイレクタシステム８６、８８の基部として機能する。特に、ブラケットはそれぞれ、ネジ１００によって気流束管７８と熱交換器との中間において、熱交換器筐体７７に取り付けられる板１５４を有する。クランプ１５６が、板１５４から延在し、その遠位端において、気流束セパレータ１４０の背部に固定される。ブラケット１５０、１５２は、ネジ１６０（図１）といった好適に位置付けされた固定部材によってＸ線管筐体に取り付けられる外側に延在する側部フランジ１５８を画成する。ブラケットは更に、軸方向に延在する上部及び下部フランジ１６２（上部フランジしか見えない）を有し、このフランジに、好適な固定部材を用いてカバー１３２が取り付けられる。
【００３６】
放熱は、流束ダイレクタを有さないシステムに比べて増加される。２３％以上の放熱における増加が分かっており、これは、冷却システム１２が、従来におけるよりも高いガントリ速度及び／又は高出力Ｘ線管における使用に適しているようにする。例えば、従来のシステムにおける１０８ワット／℃に比べて、少なくとも１３０ワット／℃、及び、一般的に、約１４０−１５０ワット／℃以上の放熱率が本発明のシステムでは容易に実現可能である。
【００３７】
図１０に示すように、説明した冷却システムは、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）システム２００における使用に適した重量及びサイズを有する。ＣＴシステム２００は、ガントリ軸Ｚについて回転可能な環状ガントリ２１０を有する。Ｘ線管１０及びその関連付けられる冷却システム１２は、ガントリに取り付けられる。患者支持体２１２は、ガントリ内の検査領域２１４をＺ軸に平行して並進させられる。支持体上の被験者２１６を通過するＸ線は、Ｘ線管組立体１０からガントリの反対側に取り付けられた検出器のアーク２１８によって受信される。被験者の体の構造を表すＸ線データは、適切なデータ処理及び再構成システム（図示せず）を使用して人体構造の画像を再構成するよう使用される。
【００３８】
ファンの回転軸Ｘは、ガントリ２１０の回転軸Ｚと平行に維持される。冷却システム１２は、ブラケット１５０、１５２によってＸ線管筐体４０に取り付けられるよう説明したが、冷却システムは、ガントリ２１０に取り付けられてもよい。
【００３９】
本発明の範囲を制限することなく、以下の例は、冷却システムの有効性を実証する。
【００４０】
様々な冷却システムが、上述したタイプの平行対ラジアルファン又は平行対アキシャルファンを用いて構成された。アキシャルファン（ゼロ圧力降下において１８．８ｍ３／分の流速、２，８００ＲＰＭの回転速度、２０ｃｍのブレード直径、９つのブレード）が、スチールから形成された外側フレームと共に製造業者によって供給された（アキシャル、フレームあり）。フレームは、一部のテストにおいて、ファンを気流束管内に挿入する前に取り外された（アキシャル、フレームなし）。様々なタイプのフィルタがテストされた。フィルタなしもテストした。１０ｐｐｉフィルタ、及び、２５ｐｐｉフィルタである。１０ｐｐｉフィルタはより大きい穴を有するので、２５ｐｐｉフィルタより低い流れ抵抗を有する。これらのテストにおいて、気流束管は、相当に大まかに円筒形に形成され（約２０ｃｍの長さ）、熱交換器の流出口を完全に覆わなかった。気流束ダイレクタは、モールド成形ではなく、切断されて形作られた（２１ｃｍの外径、９．５ｃｍの曲率半径）。一部のテストでは、約０．２ｃｍの厚さを有するアルミニウム板から形成される気流束セパレータを使用した。
【００４１】
表１は、得られた結果を示す。好適な構成は、一般的に、低オイル温度と高放熱率を有する構成である（Ｑ／ＩＴＤ＝率／（熱いオイル温度−冷たいオイル温度））。しかし、ファン雑音及び振動する傾向といった他の要素も、ＣＴスキャナにおける使用の為の構成の適切性を評価する際に重要である傾向がある。
【００４２】
その製造業者フレームなしのアキシャルファンは、特に、管、気流束ダイレクタ、及び気流束セパレータ、及びスロット付きカバーと組み合わされた場合に、テストにおいて良好に機能した。例えば、テスト１３は、１３２ワット／℃の放熱率を有し、これは、１０８Ｗ／℃の放熱率を有する従来の熱交換器と非常に好適に比較される。この構成は更に、従来のファンと比較して、低雑音出力と、低減された振動を有した。
【００４３】
例１に関して説明したテストに類似するテストが、２つの熱交換器、２つのアキシャルファン、２の管、２つの気流束ダイレクタ、及び２つのセパレータを有する冷却システムを用いて行われた。これらのテストにおいて、気流束管は、気流束管が熱交換器流出口の形状によりぴったりと合うことを可能にするよう図５に示すようなコーナー部分を設けるようモールド成形された。管流出口直径は、例１におけるよりもファンブレードの直径に近くなるよう設計された。それにより、ファンがより効率よく動作することを可能にする。流束ダイレクタは更に、約２１ｃｍ最大直径から２４．６ｃｍ最大直径にサイズが増加され、例１において使用した粗く切断されたダイレクタより滑らかな外面を与えるようモールド成形された。これらの変更は、気流摩擦及び乱気流を減少することが分かり、それにより、放熱効率が向上した。放熱結果（Ｑ／ＩＴＤ）を表２に示し、ラジアルファンを用いて動作する市販される冷却システムの結果と比較する。各テストについて、陽極、固定子、及びポンプへの電力は、同じにされた（それぞれ４５００Ｗ、４００Ｗ、及び１８７Ｗ）。従って、Ｘ線管筐体からの放熱は、各構成について同じであった（３５０Ｗ）。予想される最大冷却オイル温度は、３７℃のガントリ温度に基づいている。
【００４４】
【表１】
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表２から分かるように、本発明の冷却システムは、放熱率において市販される冷却システムより効率が優れていることが分かる。最大冷却オイル温度も、市販されるシステムに対するより本発明のシステムに対して相当に低い。得られた結果に基づいて、本発明の冷却システムは、オイル温度を６３℃未満に維持することによって少なくとも４．５ＫＷのパワーにおいて動作するＸ線管の非常に効果的な冷却を維持することが可能である。オイル温度が僅かに高いことが可能にされる場合、冷却システムは、現在の市販される冷却システムが対処可能であるよりも相当に高い約６ＫＷにおいて動作するＸ線管の実効冷却を維持することが予想される。
【００４５】
本発明は、好適な実施例を参照して説明した。上述した詳細な説明を読み理解した上で当業者は修正及び変更が想到可能であろう。本発明は、請求項及びその等価物の範囲内である限りそのような修正及び変更を包含することを意図する。
【００４６】
【表２】
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【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明のＸ線管組立体及び冷却システムを示す斜視図である。
【図２】陽極組立体を見せるために部分的に切り取られた図１のＸ線管及び冷却システムを示す図である。
【図３】明瞭にするようファンカバーが取り除かれた図１の冷却システムを示す拡大斜視図である。
【図４】図３の冷却システムの一部を示す側断面図である。
【図５】図３の気流束管を示す拡大斜視図である。
【図６】図３の気流束ダイレクタを示す前方からの拡大斜視図である。
【図７】図６の気流束ダイレクタを示す後方からの斜視図である。
【図８】図３の冷却システムを示す平面図である。
【図９】図１のＸ線管組立体に冷却システムを取り付けるためのブラケットを示す図３の冷却システムの一部を示す斜視図である。
【図１０】図１のＸ線管組立体及び冷却システムを有するＣＴスキャナを示す斜視図である。
【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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【国際調査報告】
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