(57)【要約】【課題】優れた熱効率を提供し、製造が容易で、従来技術の冷却系よりも安価であり複雑でないＸ線管用冷却アセンブリを提供する。既存のＸ線管を完全に設計し直す必要なく、既存のＸ線管に合わせて効率的な冷却アセンブリを構成する。【解決手段】静止体（３４）を有するＸ線管（１０）用の冷却アセンブリ（３０）であって、この冷却アセンブリ（３０）は、静止体（３４）の少なくとも一部の周囲に配置されている回転体（３２）と、少なくとも一つの冷却材（３８）を流す少なくとも一つの冷却材回路（３６）とを含んでいる。冷却材回路（３６）は好ましくは、回転体（３２）と静止体（３４）との間に介設されており、冷却材（３８）を回転体（３２）と静止体（３４）との間に流している。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
静止体（３４）を有するＸ線管（１０）用の冷却アセンブリ（３０）であって、
前記静止体（３４）の少なくとも一部の周囲に配置されている回転体（３２）と、
前記Ｘ線管（１０）を冷却する少なくとも一つの冷却材（３８）を含む少なくとも一つの冷却材回路（３６）と、
を備えた冷却アセンブリ。
【請求項２】
前記静止体（３４）はＸ線管フレーム（２２）を含んでいる、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項３】
前記回転体（３２）は前記静止体（３４）の周囲を回転して、前記冷却材回路（３６）の前記冷却材（３８）に乱流を生成する、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項４】
前記冷却材回路（３６）は、前記少なくとも一つの冷却材（３８）を循環させるための少なくとも一つの冷却材入口（４６）及び少なくとも一つの冷却材出口（４８）をさらに含んでいる、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項５】
回転軸を中心として前記回転体（３２）を回転させる回転体駆動アセンブリ（４０）をさらに含んでいる請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項６】
前記回転体駆動アセンブリ（４０）は、前記Ｘ線管（１０）のアノード（１６）を回転させるアノード駆動アセンブリ（２６）の誘導モータと独立して又はと同期して駆動される単相誘導モータ又は三相誘導モータのいずれかを含んでいる、請求項５に記載のアセンブリ。
【請求項７】
前記単相誘導モータ又は三相誘導モータは定速モータである、請求項６に記載のアセンブリ。
【請求項８】
前記単相誘導モータ又は三相誘導モータは変速モータである、請求項６に記載のアセンブリ。
【請求項９】
前記冷却アセンブリ（３０）は、前記回転体（３２）の内面（５２）に形成された複数の流動翼又は流動溝（６８）を含んでいる、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項１０】
前記冷却アセンブリ（３０）は、前記静止体（３４）の外面（６６）に形成された複数の流動翼又は流動溝（６８）を含んでいる、請求項１に記載のアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的には、冷却アセンブリに関し、さらに具体的には、Ｘ線管の構成要素から熱を伝達して取り去るＸ線管用冷却アセンブリに関する。冷却アセンブリを有するＸ線管は、医療診断、産業用撮像及び結晶学に関連する応用に用いることができる。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線管においては、電子ビームはカソードからアノードの焦点スポット位置まで極めて高い電圧に跨がって真空を通して照射される。Ｘ線は、電子がタングステン、モリブデン又はロジウムのような耐火性金属軌道を含むアノードに衝突する際に発生される。しかしながら、Ｘ線管の変換効率は極めて低く、典型的には総電力入力の１％未満である。入力される電子ビーム電力の９９％を上回る残部は、熱エネルギ又は熱に変換される。
【０００３】
従って、熱除去、又は熱を管理する他の実効的な手順が、Ｘ線管の設計及び動作における重要な問題となる傾向がある。Ｘ線管が非常に高温になると、冷却時間の延長、ターゲットの溶融、アノードの軸受け潤滑剤の離層及び／又は蒸発を招き得る。これらの冷却の問題は、Ｘ線管の電力性能の低下、アノードの大型化及びアノード軸受けの負荷増大、熱交換器の大型化、並びに冷却材の流量増加を招く。Ｘ線管の電力性能の向上を達成するためには、さらに大型のアノードが典型的には必要とされ、結果としてＸ線管の大型化を招く。
【特許文献１】米国特許第６４９６５６４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
Ｘ線管から熱を除去し又はＸ線管を冷却する従来技術での解決法の幾つかとしては、ターゲットを回転させること、及びターゲットにグラファイト片を取り付けることにより蓄熱容量を増大させること等がある。アノードに冷却材を通すことにより対流式でターゲットを冷却する試みも行なわれている。この方法の一つの短所は、Ｘ線管のアノードとフレームとの間の真空領域を密閉する非接触シール又は接触シールを要することである。従来技術のもう一つの方法は、Ｘ線管フレーム・アセンブリにターゲットを取り付けてフレーム・アセンブリを回転させることにより、ターゲットの冷却を図っている。この方法は、フレーム・アセンブリを回転させるための大電力要件を求められる大容量モータ、及び電子ビームをターゲット上に偏向させて良好な焦点スポットを得るためのビーム偏向技術を必要とする。
【０００５】
このように、優れた熱効率を提供し、製造が容易で、従来技術の冷却系よりも安価であり複雑でないＸ線管用冷却アセンブリを提供することが望ましい。また、既存のＸ線管を完全に設計し直す必要なく、既存のＸ線管に合わせて効率的な冷却アセンブリを構成する必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本書では以上に述べた短所、欠点及び問題点を扱っており、これらについては、以下の明細書を精読して解釈することにより理解されよう。
【０００７】
本発明は、Ｘ線管に対し、従来技術のＸ線管よりも著しく高い熱伝達率を有する冷却アセンブリを設けて、アノードの寸法を増大させたり、より耐熱性の高いアノード軸受けを必要としたりしないで、より高出力のＸ線管を設計することを可能にする。
【０００８】
一実施形態では、静止体を有するＸ線管用の冷却アセンブリであって、この冷却アセンブリは、静止体の少なくとも一部の周囲に配置されている回転体と、少なくとも一つの冷却材を流す少なくとも一つの冷却材回路とを含んでいる。少なくとも一つの冷却材回路は好ましくは、回転体と静止体との間に介設されており、少なくとも一つの冷却材を回転体と静止体との間に流している。
【０００９】
他の実施形態では、Ｘ線管フレームを有するＸ線管用の冷却アセンブリであって、この冷却アセンブリは、Ｘ線管フレームの少なくとも一部の周囲に配置されている回転体と、回転体とＸ線管フレームとの間に介設されており少なくとも一つの冷却材を含む少なくとも一つの冷却材回路とを含んでいる。
【００１０】
さらに他の実施形態では、Ｘ線管が、真空ハウジング・ユニットと、ハウジング・ユニットの内部に結合されており電子ビームを発生するカソードと、ハウジング・ユニットの内部に結合されており上述の電子ビームを受け取ってＸ線管を通して照射されるＸ線を発生するアノードと、Ｘ線管用冷却アセンブリとを含んでおり、Ｘ線管用冷却アセンブリは、真空ハウジング及びＸ線管ケーシングの少なくとも一部の周囲に配置されている回転体を含み、また回転体と静止体との間に介設されており少なくとも一つの冷却材を含む少なくとも一つの冷却材回路を有している。
【００１１】
さらに他の実施形態では、Ｘ線管が、真空ハウジング・ユニットと、真空ハウジング・ユニットの内部に結合されており電子ビームを発生するカソードと、真空ハウジングの内部に設けられておりアノード・フレームに結合されているアノード・ターゲットであって、カソードからの電子ビームを受け取ってＸ線管の窓を通して照射されるＸ線を発生するアノード・ターゲットと、アノード・フレームの周囲に配置されている回転体を含む冷却アセンブリとを含んでいる。
【００１２】
さらに他の実施形態では、冷却アセンブリを有するＸ線管が、カソード及びアノードの第一の部分を封入しているフレームと、このフレームに結合されておりアノードの第二の部分の周囲に延在しているアノード・フレームと、アノードに結合されておりアノードの第一の部分を回転させるアノード駆動アセンブリと、アノード駆動アセンブリ及びアノード・フレームの周囲に配置されている回転体と、Ｘ線管を冷却する少なくとも二つの冷却材を含む少なくとも二つの冷却材回路とを含んでいる。
【００１３】
さらに他の実施形態では、冷却アセンブリを有するＸ線管が、カソード及びアノードの第一の部分を内部に封入している真空ハウジングと、アノードの第二の部分の周囲で回転する回転体とを含んでいる。アノードの第二の部分は、アノードから半径方向外向きに延在する複数の円形突起を含んでいる。回転体は、アノードの第二の部分に設けられている円形突起の周囲を回転する。
【００１４】
本発明の様々な他の特徴、目的及び利点は、添付の図面及び発明の詳細な説明から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】
以下の詳細な説明では、説明の一部を成す添付図面を参照し、図面では、実施可能な特定の実施形態が説明のために図示されている。これらの実施形態は、当業者が実施形態を実施することを可能にするように十分に詳細に記載されており、また他の実施形態を利用することも可能であり、実施形態の範囲から逸脱せずに論理的変形、機械的変形、電気的変形及び他の変形を施してよいことを理解されたい。従って、以下の詳細な説明は、本発明の範囲を制限すると解釈すべきではない。
【００１６】
様々な実施形態において、本発明によるＸ線管用冷却アセンブリは、Ｘ線管の静止体の一部の周囲に配置されている回転体を含んでおり、またこの回転体とＸ線管の静止体との間を循環する少なくとも一つの冷却材を有する少なくとも一つの冷却材回路を含んでいる。
【００１７】
本発明は、Ｘ線管に対し、従来技術のＸ線管よりも著しく高い熱伝達率（対流による）を有する冷却アセンブリを設けて、アノードの寸法を増大させたり、より耐熱性の高いアノード軸受けを必要としたりしないで、より高出力のＸ線管を用いることを可能にする。
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態による冷却アセンブリ３０を有するＸ線管１０の部分断面図を示している。Ｘ線管１０は、カソード１４及びアノード１６の一部を封入している真空ハウジング１２を含んでいる。カソード１４は高電圧の電力を供給され、アノード１６に向かって電子ビームを放出する。アノード１６は、カソード１４から電子ビームを受け取ってＸ線を発生し、Ｘ線はＸ線管１０の窓を通して照射される。アノード１６は好ましくは、回転ターゲット１８と、回転ターゲット１８の一方の側面から軸方向に延在しているシャフト２０と、シャフト２０の周囲に延在しており複数の軸受け２４によってシャフト２０に結合されているフレーム２２とを含んでいる。フレーム２２は好ましくは、真空ハウジング１２に結合されている。Ｘ線管１０はまた、回転軸を中心としてアノード・ターゲット１８を回転させるアノード駆動アセンブリ２６を含んでいる。アノード駆動アセンブリ２６は好ましくは、アノード１６に結合された高効率型誘導モータである。
【００１９】
冷却アセンブリ３０は、Ｘ線管１０の一部の周囲に設けられている。冷却アセンブリ３０は好ましくは、Ｘ線管１０の静止体３４の一部の周囲に配置されている回転体３２と、回転体３２と静止体３４との間に介設されており少なくとも一つの冷却材３８を含む少なくとも一つの冷却材回路３６とを含んでいる。回転体３２は好ましくは、回転軸を中心として回転体３２を回転させる回転体駆動アセンブリ４０に結合されている。回転体駆動アセンブリ４０は好ましくは、回転体３２の閉鎖端５４に取り付けられたシャフト４２を介して回転体３２に結合されており、Ｘ線管の静止体３４の周囲で回転体３２を回転させる。冷却アセンブリ３０は好ましくは、回転体３２をＸ線管に支持する支持アセンブリ４４に取り付けられている。支持アセンブリ４４は好ましくは、少なくとも一つの冷却材回路３６及び流れる少なくとも一つの冷却材３８のための少なくとも一つの冷却材入口４６及び少なくとも一つの冷却口出口４８を含んでいる。支持アセンブリ４４は、回転体を固定体に支持する任意の構成を含んでいてよい。
【００２０】
静止体３４は好ましくは、Ｘ線管の真空ハウジング、Ｘ線管構成要素を支持するＸ線管フレーム、及び／又はアノードを支持するアノード・フレームを含んでいる。回転体３２は好ましくは、円板、中空の円筒体若しくはこれら二つの組み合わせ、又は任意の類似構造である。回転体３２は好ましくは、外面５０、内面５２、回転体の一方の端部に閉鎖端５４、及び反対側の端部に開放端５６を含んでいる。回転体３４はまた好ましくは、開放端５６のエッジ６０から外向き半径方向に延在しており、少なくとも一つの冷却回路３６を流れる少なくとも一つの冷却材３８の流動を促すフランジ５８を含んでいる。回転体３２は好ましくは、閉鎖端５４を通して延在しており回転体３２と静止体３４との間に少なくとも一つの冷却材３８を流す少なくとも一つの開口６２を含んでいる。
【００２１】
少なくとも一つの冷却材回路３６は、少なくとも一つの冷却材３８を回転体３２と静止体３４との間に循環させるために設けられている。少なくとも一つの冷却材回路３６は、少なくとも一つの冷却材３８を回転体３２と静止体３４との間の空き区域６４に循環させている。静止体３４の外面６６の周囲を流れる少なくとも一つの冷却材３８は、Ｘ線管から熱を抽出する。少なくとも一つの冷却材３８を熱交換器（図示されていない）を通して循環させて熱を少なくとも一つの冷却材３８から環境に除去し、少なくとも一つの冷却材３８をＸ線管に戻して再循環させることができる。
【００２２】
回転体駆動アセンブリ４０は、シャフト４２を介して回転体３２に直接結合されている単相誘導モータ又は三相誘導モータのいずれかであってよい。この誘導モータは、回転体３２を定速で回転させる定速モータであってもよいし、変速で回転させる変速モータであってもよい。回転体を駆動するのに必要な電力は、回転体の半径及び周波数に依存する。回転体は、電力、所望の冷却速度及びＸ線管設計に依存して約５０００〜１００００ｒｐｍで回転させることができる。
【００２３】
アノード駆動アセンブリ２６及び回転体駆動アセンブリ４０は、互いに同期していてもよいし、互いに独立して作動してもよく、回転体駆動アセンブリ４０は、少なくとも一つの冷却材の温度に依存してモータの速度を変化させ得るマイクロコントローラ方式の駆動システムを含むものとする。
【００２４】
冷却アセンブリ３０はさらに、複数の流動翼若しくは流動溝６８、又は他の任意の類似構造を含んでおり、これらの構造は回転体３２の内面５２又は静止体３４の外面６６のいずれかに形成されて、冷却材回路３６を流れる少なくとも一つの冷却材３８の流動を促す。流動翼又は流動溝６８は好ましくは、回転体３２の内面５２から内向き半径方向に延在しており、且つ／又は静止体３４の外面６６から外向き半径方向に延在している。流動翼又は流動溝６８が少なくとも一つの冷却材３８に及ぼす剪断力によって、回転体３２と静止体３４との間で少なくとも一つの冷却材３８に局所的乱流場が発生する。かかる局所的乱流によって、非常に高い対流係数が得られる。これらの高い対流係数が高い熱除去速度を保証する。静止体３４の周囲の回転体３２の回転によって差圧が生じ、この差圧が流動翼又は流動溝６８と共に、静止体３４の周囲の少なくとも一つの冷却材３８の流動を促す。
【００２５】
図１に示す実施形態では、Ｘ線管１０は選択随意で、アノード１６及びアノード・ターゲット１８の内部に位置する第二の冷却回路７０を含んでおり、アノード１６、アノード・ターゲット１８及びフレーム２２に形成される空き区域７４の内部に第二の冷却材７２を供給している。第二の冷却材７２は、アノード１６、アノード・ターゲット１８及びフレーム２２の内部の空き区域７４を占有して、シャフト２０及び複数の軸受けを包囲してＸ線管を冷却する。この第二の冷却材回路７０はさらに、少なくとも一つの冷却材入口７６及び少なくとも一つの冷却材出口７８を含み得る。少なくとも一つの冷却材入口７６は好ましくは、シール９６で密閉されている。同様に、少なくとも一つの冷却材出口７８は好ましくは、シール９８で密閉されている。
【００２６】
例として述べると、冷却アセンブリには、少なくとも一つの冷却材を循環させるための少なくとも一つの冷却材入口及び少なくとも一つの冷却材出口を有する少なくとも一つの冷却材回路が設けられている。本発明の少なくとも一つの冷却材回路に用いられる可能な冷却材には、空気、水、フルオロカーボン液（ＦＣ−７５、ＦＣ−７７等）、鉱油、変圧器油、他のオイル、液体金属、ガリウム合金、又はＤｏｗｔｈｅｒｍ（商標）有機液体のような様々な有機液体等がある。少なくとも一つの冷却材は、設計によっては熱交換器を通って再循環することができ、熱交換器は、熱を少なくとも一つの冷却材から環境へと交換し、少なくとも一つの冷却材をＸ線管に戻して再循環させて、さらに冷却を行なう。
【００２７】
図２は、本発明のもう一つの実施形態による冷却アセンブリ１３０を有するＸ線管１１０の部分断面図を示している。Ｘ線管１１０は、カソード１１４を封入しているフレーム１２８と、アノード１１６の一部と、後方散乱電子を収集するフレーム１９４とを含んでいる。アノード１１６は好ましくは、回転ターゲット１１８と、回転ターゲット１１８の一方の側面に結合されているシャフト１２０と、複数の軸受け１２４を介してシャフト１２０に結合されており回転軸を中心としてアノード・ターゲット１１８を回転させるアノード駆動アセンブリ１２６と、アノード１１６及びアノード駆動アセンブリ１２６の周囲に延在するアノード・フレーム１２２とを含んでいる。アノード・フレーム１２２は好ましくは、アノード駆動アセンブリ１２６、後板１８０及びフレーム１２８に結合されている。アノード駆動アセンブリ１２６は好ましくは、シャフト１２０に結合されているステータ１８２を含む高効率型誘導モータである。
【００２８】
冷却アセンブリ１３０は好ましくは、アノード駆動アセンブリ１２６及びアノード・フレーム１２２の周囲に配置されている回転体１３２と、少なくとも二つの冷却材回路１３６及び１７０を含んでいる。回転体１３２は好ましくは、回転軸を中心として回転体１３２を回転させる回転体駆動アセンブリ１４０に結合されている。回転体駆動アセンブリ１４０は好ましくは、回転体１３２の閉鎖端１５４に取り付けられたシャフト１４２を介して回転体１３２に結合されており、アノード・フレーム１２２の周囲で回転体１３２を回転させる。冷却アセンブリ１３０は好ましくは、回転体１３２をＸ線管に支持する支持アセンブリ１４４に取り付けられている。支持アセンブリ１４４は好ましくは、第二の冷却材回路１３６及び流れる第二の冷却材１３８のための少なくとも一つの冷却材入口１４６及び少なくとも一つの冷却水出口１４８を含んでいる。支持アセンブリ１４４は、回転体を固定体に支持する任意の構成を含んでいてよい。
【００２９】
回転体１３２は好ましくは、外面１５０、内面１５２、回転体の一方の端部に閉鎖端１５４、及び反対側の端部に開放端１５６を有する中空の円筒である。回転体１３２はまた好ましくは、閉鎖端１５４を通して延在しており第二の冷却材１３８を回転体１３２とアノード・フレーム１２２との間に流す少なくとも一つの開口１６２を含んでいる。
【００３０】
アノード・フレーム１２２及び周囲のアノード駆動アセンブリ１２６の内部に位置している第一の冷却回路１７０は、アノード・フレーム１２２とアノード駆動アセンブリ１２６との間の空き区域の内部に第一の冷却材１７２を供給し、アノード駆動アセンブリ１２６の高効率型誘導モータのステータ１８２は第一の冷却材１７２に没している。第二の冷却材回路１３６は、回転体１３２とアノード・フレーム１２２との間に第二の冷却材１３８を循環させるために設けられている。第二の冷却回路１３６は、第二の冷却材１３８を回転体１３２とアノード・フレーム１２２との間の空き区域１６４に循環させる。後板１８０、アノード・フレーム１２２の外面１６６及びステータ１８２の周囲を流れる第二の冷却材１３８は、Ｘ線管から熱を抽出する。第二の冷却材１３８は、熱交換器（図示されていない）を通って循環して、第二の冷却材１３８から環境へ熱を除去することができる。
【００３１】
回転体駆動アセンブリ１４０は、シャフト１４２を介して回転体１３２に直接結合されている単相誘導モータ又は三相誘導モータのいずれかであってよい。この誘導モータは、回転体１３２を定速で回転させる定速モータであってもよいし、変速で回転させる変速モータであってもよい。アノード駆動アセンブリ１２６及び回転体駆動アセンブリ１４０は互いに同期していてもよいし、互いに独立して作動してもよく、回転体駆動アセンブリ１４０は、冷却材の温度に依存してモータの速度を変化させ得るマイクロコントローラ方式の駆動システムを含むものとする。
【００３２】
冷却アセンブリ１３０はさらに、複数の流動翼又は流動溝１６８を含んでおり、これらの構造は回転体１３２の内面１５２又はアノード・フレーム１２２の外面１６６のいずれかに形成されて、第二の冷却材回路１３６を流れる第二の冷却材１３８の流動を促す。流動翼又は流動溝１６８は好ましくは、回転体１３２の内面１５２から内向き半径方向に延在しており、且つ／又は、アノード・フレーム１２２の外面１６６から外向き半径方向に延在している。
【００３３】
回転体１３２は、第一の冷却材１７２に没しているアノード駆動アセンブリ１２６を含むアノード・フレーム１２２の周囲を回転する。この実施形態では、ステータ１８２はまた、第二の冷却材回路１３６及び第二の冷却材１３８によっても冷却される。第二の冷却材１３８は、回転体１３２とアノード・フレーム１２２との間で後板１８０、アノード・フレーム１２２の外面１６６、及びステータ１８２の全体に流れる。回転体１３２の回転によって差圧が発生して、第二の冷却材回路１３６を流れる第二の冷却材１３８の流動を促す。流動翼又は流動溝１６８はまた、第二の冷却材回路１３６を流れる第二の冷却材１３８の流量を増大させる。
【００３４】
上述のように、図２の実施形態は少なくとも二つの冷却材回路及び少なくとも二つの冷却材の使用を提供している。冷却材回路に用いられる可能な冷却材としては、空気、水、フルオロカーボン液（ＦＣ−７５、ＦＣ−７７等）、鉱油、変圧器油、他のオイル、液体金属、ガリウム合金、又はＤｏｗｔｈｅｒｍ（商標）有機液体のような様々な有機液体等がある。
【００３５】
図２のもう一つの実施形態では、冷却アセンブリが、第一の冷却材を有する第一の冷却材回路を含んでおり、第一の冷却材は、アノード駆動アセンブリのステータ、Ｘ線管フレームの後板、Ｘ線管の窓、及びＸ線管のカソード・フレームの全体を再循環することができる。第一の冷却材回路は、Ｘ線管フレームのシールで密封されている少なくとも一つの冷却材入口をＸ線管フレームに含んでいる。第一の冷却材は、Ｘ線管フレームとアノード駆動アセンブリとの間の空き区域を満たす。冷却アセンブリはさらに、第二の冷却材を有する第二の冷却材回路を含んでおり、第二の冷却材は、回転体とＸ線管フレームとの間を再循環することができる。第二の冷却材回路は、第二の冷却材を第二の冷却回路に流して再循環させるための少なくとも一つの冷却材入口及び少なくとも一つの冷却材出口と、熱を第二の冷却材から環境へ取り出す熱交換器とを含んでいる。
【００３６】
図３は、本発明のさらに他の実施形態による冷却アセンブリ２３０を有するＸ線管２１０の部分断面図を示している。この実施形態では、Ｘ線管２１０は、カソード２１４及びアノード２１６の第一の部分２８４を封入している真空ハウジング２１２を含んでいる。アノード２１６は好ましくは静止型であり、第一の部分２８４に加えて、真空ハウジング２１２の開口２８８を通って外まで延在する第二の部分２８６を含んでいる。アノード２１６の第二の部分２８６は好ましくは、アノード２１６の本体２９２から外向き半径方向に延在している複数の円形突起２９０を含んでいる。
【００３７】
冷却アセンブリ２３０は好ましくは、アノード２１６の第二の部分２８６から延在している複数の円形突起２９０の周囲を回転する回転体２３２を含んでいる。Ｘ線管２１０の冷却速度は、回転体２３２を設けて、複数の円形突起２９０の周囲で回転体を回転させる変速制御式モータ（図示されていない）によって駆動することにより、著しく高まる。冷却アセンブリ２３０は選択随意で、回転体２３２及び複数の円形突起２９０の内部を流れる冷却材２３８を有する冷却材回路２３６を含み得る。冷却は自然対流によるものであってもよいし、強制対流によるものであってもよい。回転体２３２の速度は、所望の冷却速度に応じて様々であってよい。この増大した対流冷却は、前述の実施形態で説明されているように、回転体２３２の内部で局所的乱流場が生成されることにより生じている。
【００３８】
回転体２３２は好ましくは、外面２５０と、内面２５２と、回転体の一方の端部に閉鎖端２５４と、反対側の端部に開放端２５６とを有する中空の円筒である。回転体２３２はまた好ましくは、閉鎖端２５４を通して延在する少なくとも一つの開口２６２を含んでおり、冷却材２３８を回転体２３２及び複数の円形突起２９０の内部に流している。
【００３９】
本発明の様々な実施形態について予備的なシミュレーションを行なった。市販の計算機式伝熱コード（ＩＤＥＡ  ＥＳＣ）を用い、外側回転境界及び内側非回転境界を有する流体容積を仮定して、従来技術の設計に比較して対流係数の大幅な増加と熱除去速度の向上を証明した。
【００４０】
本発明の利点の幾つかとしては、１）アノード温度及びターゲット温度が低くなり、焦点スポット溶融及びアノードの軸受け潤滑剤の蒸発を回避すること、２）アノード冷却時間が短くなり、Ｘ線管の効率的な熱管理及びさらに十分な活用に繋がること、並びに３）計算機式断層写真法（ＣＴ）及び医用血管撮影イメージング・システムでの応用について、より高いピーク電力負荷を扱う能力が挙げられる。
【００４１】
本発明の様々な実施形態は、Ｘ線管用冷却アセンブリ、及び本明細書に記載する冷却アセンブリを組み入れて得られるＸ線管を提供する。ただし、これらの実施形態は限定されておらず、様々な回転アノード式Ｘ線管構成（ＣＴ、血管撮影）及び静止アノード式小型管ヘッドと共に具現化することができる。本発明の応用は、例えば産業用撮像のような他分野に拡張することもできる。
【００４２】
好適実施形態を参照して本発明を説明したが、当業者には本発明の要旨から逸脱することなく実施形態に幾つかの置換、改変及び省略を施し得ることが理解されよう。従って、以上の説明は例示のみを目的としており、特許請求の範囲に述べられている発明の範囲を限定しないものとする。また、図面の符号に対応する特許請求の範囲中の符号は、単に本願発明の理解をより容易にするために用いられているものであり、本願発明の範囲を狭める意図で用いられたものではない。そして、本願の特許請求の範囲に記載した事項は、明細書に組み込まれ、明細書の記載事項の一部となる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施形態による冷却アセンブリを有するＸ線管の断面図である。
【図２】本発明の他の実施形態による冷却アセンブリを有するＸ線管の断面図である。
【図３】本発明のさらに他の実施形態による冷却アセンブリを有するＸ線管の断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０  Ｘ線管
１２  真空ハウジング
１４  カソード
１６  アノード
１８  ターゲット（アノード）
２０  シャフト（アノード）
２２  フレーム（アノード）
２４  軸受け（アノード）
２６  アノード駆動アセンブリ
３０  冷却アセンブリ
３２  回転体
３４  静止体
３６  冷却材回路
３８  冷却材
４０  回転体駆動アセンブリ
４２  シャフト（回転体）
４４  支持アセンブリ
４６  冷却材入口
４８  冷却材出口
５０  外面（回転体）
５２  内面（回転体）
５４  閉鎖端（回転体）
５６  開放端（回転体）
５８  フランジ（回転体）
６０  エッジ（回転体）
６２  開口（閉鎖端）
６４  空き区域（回転体及び静止体）
６６  外面（静止体）
６８  流動翼又は流動溝
７０  第二の冷却材回路
７２  第二の冷却材
７４  空き区域（アノード）
７６  冷却材入口（第二の冷却材回路）
７８  冷却材出口（第二の冷却材回路）
９６  シール（冷却材入口）
９８  シール（冷却材出口）
１１０  Ｘ線管
１１４  カソード
１１６  アノード
１１８  ターゲット（アノード）
１２０  シャフト（アノード）
１２２  フレーム（アノード）
１２４  軸受け
１２６  アノード駆動アセンブリ
１２８  フレーム（Ｘ線管）
１３０  冷却アセンブリ
１３２  回転体
１３６  第二の冷却材回路
１３８  第二の冷却材
１４０  回転体駆動アセンブリ
１４２  シャフト（回転体）
１４４  支持アセンブリ
１４６  冷却材入口
１４８  冷却材出口
１５０  外面（回転体）
１５２  内面（回転体）
１５４  閉鎖端（回転体）
１５６  開放端（回転体）
１６２  開口（閉鎖端）
１６４  空き区域（回転体及びアノード・フレーム）
１６６  外面（アノード・フレーム）
１６８  流動翼又は流動溝
１７０  第一の冷却材回路
１７２  第一の冷却材
１７４  空き区域（アノード・フレーム及びアノード駆動アセンブリ）
１８０  後板
１８２  ステータ
１９４  フレーム（後方散乱電子用）
２１０  Ｘ線管
２１２  真空ハウジング
２１４  カソード
２１６  アノード
２３０  冷却アセンブリ
２３２  回転体
２３６  冷却材回路
２３８  冷却材
２５０  内面（回転体）
２５２  外面（回転体）
２５４  閉鎖端（回転体）
２５６  開放端（回転体）
２６２  開口（閉鎖端）
２８４  第一の部分（アノード）
２８６  第二の部分（アノード）
２８８  開口（真空ハウジング）
２９０  円形突起
２９２  本体（アノード）
【図１】
2007273465.tif 000003
【図２】
2007273465.tif 000004
【図３】
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