(57)【要約】【課題】Ｘ線管の耐電圧特性の低下を防止したＸ線管装置を提供すること。【解決手段】電子ビームを発生する陰極１６および電子ビームの照射によってＸ線を放出する陽極ターゲット１４を内部に設けた真空外囲器１３を有するＸ線管１２と、このＸ線管１２を収納する管容器１１と、この管容器１１内のＸ線管１２との隙間に充填した冷却媒体１８とを具備したＸ線管装置において、冷却媒体１８を吹き出す吹き出し穴を有し、管容器１１内に配置された冷却ユニット２１と、管容器１１内の冷却媒体１８を冷却ユニット２１に供給する冷却媒体用通路２２と、この冷却媒体用通路２２に接続した熱交換器２３とを設けたことを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子ビームを発生する陰極および前記電子ビームの照射によってＸ線を放出する陽極ターゲットを内部に設けた真空外囲器を有するＸ線管と、このＸ線管を収納する管容器と、この管容器内の前記Ｘ線管との隙間に充填した冷却媒体とを具備したＸ線管装置において、前記冷却媒体を吹き出す吹き出し穴を有し、前記管容器内に配置された冷却ユニットと、前記管容器内の前記冷却媒体を前記冷却ユニットに供給する冷却媒体用通路と、この冷却媒体用通路に接続した熱交換器とを設けたことを特徴とするＸ線管装置。
【請求項２】
電子ビームを発生する陰極および前記電子ビームの照射によってＸ線を放出する陽極ターゲットを内部に設けた真空外囲器を有するＸ線管と、このＸ線管を収納する管容器と、この管容器内の前記Ｘ線管との隙間に充填した第１冷却媒体とを具備したＸ線管装置において、前記管容器内に配置した冷却ユニットと、この冷却ユニットを通して第２冷却媒体が循環する冷却媒体用循環路と、この冷却媒体用循環路に接続した熱交換器とを設けたことを特徴とするＸ線管装置。
【請求項３】
第１冷却媒体と第２冷却媒体が相違する冷却媒体である請求項２記載のＸ線管装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管容器内に収納したＸ線管を絶縁油などの冷却媒体で冷却するＸ線管装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線管装置は、たとえばＸ線を放出するＸ線管を管容器内に収納し、管容器内に収納したＸ線管を絶縁油などの冷却媒体で冷却する構造になっている。
【０００３】
ここで、従来のＸ線管装置について、回転可能な陽極を有する回転陽極型Ｘ線管を用いた場合を例にとり図４を参照して説明する。
【０００４】
管容器４１は密閉された内部空間を有し、その内部空間にＸ線を放出するＸ線管４２、たとえば回転陽極型Ｘ線管が収納されている。Ｘ線管４２は真空外囲器４３などから構成されている。真空外囲器４３内に回転可能な陽極ターゲット４４および陽極ターゲット４４を回転可能に支持する回転支持機構４５などが配置されている。また、陽極ターゲット４４に対向して陰極４６が配置されている。真空外囲器４３の外側に陽極ターゲット４４を回転させるステータ４７が配置されている。管容器４１内のＸ線管４２やステータ４７との隙間に冷却媒体、たとえば絶縁油４８が充填されている。また、管容器４１の一方の側に絶縁油４８の出口４１ａが設けられ、他方の側に絶縁油４８の入口４１ｂが設けられ、出口４１ａと入口４１ｂの間に絶縁油４８が循環する循環路４９が形成されている。また、循環路４９の一部に熱交換器５０が接続されている。
【０００５】
上記した構成において、ステータ４７が発生する回転磁界によって回転支持機構４５の回転部分を回転させ、回転部分に連結する陽極ターゲット４４を回転させる。そして、回転状態にある陽極ターゲット４４に対し陰極４６から電子ビームを照射し、陽極ターゲット４４からＸ線を発生させる。
【０００６】
動作時、電子ビームの照射などによって陽極ターゲット４４が加熱し、たとえば陽極ターゲット４４の近傍に位置する真空外囲器４３の温度が上昇する。真空外囲器４３の熱は絶縁油４８との熱交換によって冷却される。熱交換により温度が上昇した絶縁油４８は管容器４１の出口４１ａから循環路４９を経て熱交換器５０で冷却され、管容器４１の入口４１ｂから管容器４１内に戻される。
【０００７】
上記したように、絶縁油４８を循環させる循環路４９を設けたＸ線管装置は特許文献１などに記載されている。
【０００８】
図４の従来例は、管容器４１内の絶縁油１８を循環させる構成になっている。しかし、発熱の少ないＸ線管装置などの場合は、絶縁油を循環する循環路を設けず、Ｘ線管を絶縁油に単に侵漬して冷却する方法も採用されている。
【特許文献１】特開平３−２６１０５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来のＸ線管装置は、管容器内に充填した絶縁油中にＸ線管を配置し、温度が上昇したＸ線管の真空外囲器部分などを絶縁油との熱交換などによって冷却している。この方法は、真空外囲器の壁面に沿って流れる絶縁油の作用でＸ線管を冷却する構成になっている。そのため、発熱量の多い部分たとえば陽極ターゲット近傍の真空外囲器などを十分に冷却できない場合がある。真空外囲器の主要部分たとえば陽極ターゲットの近傍は、通常、ガラスで形成されている。したがって、陽極ターゲット近傍に位置する真空外囲器のガラス部分が加熱され、ガラスの体積抵抗率が下がり、Ｘ線管の耐電圧特性が低下するという問題がある。
【００１０】
本発明は、上記した欠点を解決し、Ｘ線管の耐電圧特性の低下を防止したＸ線管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】
【００１１】
本発明は、電子ビームを発生する陰極および前記電子ビームの照射によってＸ線を放出する陽極ターゲットを内部に設けた真空外囲器を有するＸ線管と、このＸ線管を収納する管容器と、この管容器内の前記Ｘ線管との隙間に充填した冷却媒体とを具備したＸ線管装置において、前記冷却媒体を吹き出す吹き出し穴を有し、前記管容器内に配置された冷却ユニットと、前記管容器内の前記冷却媒体を前記冷却ユニットに供給する冷却媒体用通路と、この冷却媒体用通路に接続した熱交換器とを設けたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、電子ビームを発生する陰極および前記電子ビームの照射によってＸ線を放出する陽極ターゲットを内部に設けた真空外囲器を有するＸ線管と、このＸ線管を収納する管容器と、この管容器内の前記Ｘ線管との隙間に充填した第１冷却媒体とを具備したＸ線管装置において、前記管容器内に配置した冷却ユニットと、この冷却ユニットを通して第２冷却媒体が循環する冷却媒体用循環路と、この冷却媒体用循環路に接続した熱交換器とを設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、管容器内の冷却媒体中に冷却ユニットを設けている。したがって、管容器内の温度が上昇する領域に冷却ユニットを配置すれば、その領域の温度上昇を防止できる。その結果、たとえば陽極ターゲット近傍に位置する真空外囲器部分などの温度上昇が抑えられ、耐電圧特性が良好なＸ線管装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施形態について、回転可能な陽極を有する回転陽極型Ｘ線管を用いた場合を例にとり図１を参照して説明する。
【００１５】
管容器１１は密閉された内部空間を有し、その内部空間にＸ線を放出するＸ線管１２、たとえば回転陽極型Ｘ線管が収納されている。Ｘ線管１２は真空外囲器１３などから構成されている。真空外囲器１３はたとえば外径の大きい径大部１３ａおよび径大部１３ａよりも外径の小さい径小部１３ｂなどから構成されている。真空外囲器１３の主要部たとえば径大部１３ａはガラスで形成されている。
【００１６】
真空外囲器１３内の径大部１３ａに回転可能な陽極ターゲット１４が収納されている。陽極ターゲット１４は回転支持機構１５に連結され、回転支持機構１５によって管軸を中心に回転可能に支持されている。また、陽極ターゲット１４に対向して陰極１６が配置されている。真空外囲器１３の径小部１３ｂの外側たとえば回転支持機構１５を囲む位置に、陽極ターゲット１４を回転させるステータ１７が配置されている。また、管容器１１内のＸ線管１２やステータ１７との隙間に冷却媒体たとえば絶縁油１８が充填されている。
【００１７】
管容器１１の一方の端たとえば陰極１６が配置された側に絶縁油１８の出口１１ａが設けられている。管容器１１の他方の端たとえば回転支持機構１５が配置された側に絶縁油１８の入口１１ｂが設けられている。そして、出口１１ａと入口１１ｂとの間に絶縁油１８が循環する循環路１９が設けられ、循環路１９の一部に第１熱交換器２０が接続されている。管容器１１内の絶縁油１８は、出口１１ａから第１熱交換器２０へ、その後、第１熱交換器２０を経て入口１１ｂから管容器１１内へと循環路１９を介して循環する構成になっている。
【００１８】
また、管容器１１内には、真空外囲器１３の一部たとえば径大部１３ａに沿って冷却ユニット２１が配置されている。冷却ユニット２１はたとえば径大部１３ａを囲むように設けられている。冷却ユニット２１のたとえば真空外囲器１３に面する側には、真空外囲器１３に向って絶縁油１８を吹き出す多数の吹き出し穴（図示せず）が設けられている。冷却ユニット２１は、冷却媒体たとえば絶縁油１８が流れる冷却媒体用通路２２の一端２２ａに接続されている。冷却媒体用通路２２はたとえば管容器１１を貫通して管容器１１の外側を通り、その他端２２ｂは管容器１１内に開口している。冷却媒体用通路２２のたとえば管容器１１の外側部分に第２熱交換器２３が接続されている。
【００１９】
上記の構成で、管容器１１内の絶縁油１８の一部は、管容器１１内に開口する冷却媒体用通路２２の他端２２ｂから冷却媒体用通路２２に流入する。その後、絶縁油１８は第２熱交換器２３を経て冷却ユニット２１に供給される。冷却ユニット２１では、たとえば真空外囲器１３の径大部１３ａに向って、吹き出し穴から絶縁油１８を吹き出し、径大部１３ａなどを冷却する。
【００２０】
なお、冷却ユニット２１や冷却媒体用通路２２は絶縁材料、たとえばセラミックスや樹脂などで形成される。また、冷却媒体用通路２２は冷却媒体が流れるようにパイプなどで形成されている。
【００２１】
上記の構成において、動作時、ステータ１７が発生する回転磁界を用いて回転支持機構１５の回転部分を回転させ、回転部分に連結する陽極ターゲット１４を回転させる。そして、回転状態にある陽極ターゲット１４に対し陰極１６から電子ビームを照射し、陽極ターゲット１４からＸ線を発生させる。
【００２２】
Ｘ線管は、動作状態に入ると、電子ビームの照射などでたとえば陽極ターゲット１４の温度が上昇する。陽極ターゲット１４の熱は輻射などで真空外囲器１３に伝達し、真空外囲器１３の温度が上昇する。温度が上昇した真空外囲器１３は管容器１１内に充填された絶縁油１８などで冷却される。このとき、とくに温度が上昇する領域たとえば陽極ターゲット１４近傍に位置する真空外囲器１３の径大部１３ａは、冷却ユニット２１が吹き出す絶縁油１８によって冷却される。したがって、真空外囲器１３の径大部１３ａの温度上昇が確実に抑えられる。その結果、径大部１３ａを形成するガラスの体積抵抗率の低下が防止され、Ｘ線管の良好な耐電圧特性が維持される。
【００２３】
上記の実施形態は、管容器１１内の絶縁油１８の一部が、管容器１１内に開口する冷却媒体用通路２２の他端２２ｂから冷却媒体用通路２２に流入し、その後、第２熱交換器２３を経て冷却ユニット２１に供給される構成になっている。
【００２４】
しかし、第１熱交換器２０の出力側で絶縁油１８を２分し、その一方を冷却媒体用通路２２に供給し、その後、第２熱交換器２３を経て、あるいは第２熱交換器２３を経ることなく冷却ユニット２１に供給される構成にすることもできる。
【００２５】
ここで、冷却ユニット２１について図２を参照して説明する。図２（ａ）は斜視図、図２（ｂ）は断面図である。冷却ユニット２１は、図２（ａ）に示すように、たとえば内部が空洞になった偏平の箱を円弧状に丸めた形をしている。また、たとえば冷却ユニット２１の一方の端面２１ａに冷却媒体用通路２２（図１）に接続する接続用開口２５が形成されている。そして、円弧状に丸めた冷却ユニット２１の内側の面に絶縁油１８を吹き出す多数の吹き出し穴２７が形成されている。
【００２６】
また、冷却ユニット２１は、図２（ｂ）に示すように、たとえば真空外囲器１３の径大部１３ａを囲むように配置され、管容器などに固定される。この場合、円弧状に丸めた冷却ユニット２１の両端Ａ、Ｂ間の隙間部分Ｇを、Ｘ線管から出力するＸ線が通るように配置する。
【００２７】
なお、冷却ユニットの材質はＸ線管との絶縁を確保するために絶縁材料、たとえばセラミックスやプラスチック樹脂、ガラス材などが使用される。
【００２８】
図２の冷却ユニットは断面が円弧状に形成されている。しかし、冷却ユニットを配置する場所などに合わせて、その断面は円弧状に限らず、Ｕ字やＶ字、Ｌ字、コ字などにすることもできる。また、真空外囲器の径大部に配置する場合、冷却ユニットの断面を円形に形成し、Ｘ線が通る通路上に開口を設ける形状にすることもできる。
【００２９】
また、冷却ユニット２１の内部は１つの大きな空間でもよく、あるいは多数の吹き出し穴２７を複数のグループに分け、各グループと接続用開口２５との間を、それぞれ区分された複数の通路で結ぶ構成にすることもできる。
【００３０】
次に、本発明の他の実施形態について図３を参照して説明する。図３は図１に対応する部分に同じ符号を付し重複する説明を一部省略する。
【００３１】
この実施形態の場合、冷却ユニット３１はたとえば吹き出し穴のない密閉された内部空間を有し、図１の冷却ユニットの場合と同様、断面が円弧状に形成されている。冷却ユニット３１の一端に第１の接続用開口３１ａが設けられ、他端に第２の接続用開口３１ｂが設けられ、第１の接続用開口３１ａと第２の接続用開口３１ｂとの間に冷却媒体用循環路３２および熱交換器３３が接続されている。そして、冷却ユニット３１および冷却媒体用循環路３２に冷却媒体が充填され、冷却ユニット３１および冷却媒体用循環路３２などで形成されたループ内を冷却媒体が循環する構成になっている。
【００３２】
冷却ユニット３１はたとえば真空外囲器１３の径大部１３ａを囲んで配置され、真空外囲器１３の径大部１３ａなどを冷却している。この場合も、真空外囲器１３の径大部１３ａなどを確実に冷却でき、図１の実施形態の場合と同様の効果が得られる。
【００３３】
図３の実施形態は、管容器１１内の冷却媒体１８と冷却ユニット３１内を流れる冷却媒体とが分離されている。この場合、冷却ユニット３１内を流れる冷却媒体は、必ずしも絶縁油を用いる必要がない。したがって水などを利用でき、冷却媒体のコストを軽減できる。
【００３４】
上記の実施形態は、冷却ユニットで真空外囲器の径大部を冷却する場合で説明している。しかし、多くの熱が発生する領域たとえばステータの近傍などに配置することもできる。また、径大部やステータなどに限らずその他の任意の場所に配置してもよい。この場合も、Ｘ線管やステータなど管容器１１内で発生した熱を冷却する効果があり、真空外囲器を形成するガラスなどの温度上昇を抑え、真空外囲器などの耐電圧特性の悪化を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施形態を説明する概略の構造図である。
【図２】本発明に使用する冷却ユニットを抜き出して示した概略の構造図である。
【図３】本発明の他の実施形態を説明する概略の構造図である。
【図４】従来例を説明する概略の構造図である。
【符号の説明】
【００３６】
１１…管容器
１２…Ｘ線管
１３…真空外囲器
１４…陽極ターゲット
１５…回転支持機構
１６…陰極
１７…ステータ
１８…冷却媒体
１９…循環路
２０…第１熱交換器
２１…冷却ユニット
２２…冷却媒体用通路
２３…第２熱交換器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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