CN1868025A - X射线装置 - Google Patents

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北见隆幸
中牟田浩典
佐藤学
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Abstract

本发明的特点在于，在通过旋转阳极靶(11)使电子碰撞于阳极上获得X射线的旋转X射线管装置中，通过动压滑动轴承利用液体金属支承生成磁场的定子(22)和阳极靶，并通过循环一种冷却介质(7)至少冷却动压滑动轴承和包含阳极靶的封装件(10)的内部。

Description

X射线装置
技术领域
本发明涉及X射线装置，尤其涉及应用于X射线装置的旋转阳极X射线管。
背景技术
使用旋转阳极X射线管的X射线装置由以下部件构成：包含真空封装件中旋转支承的阳极靶的旋转阳极X射线管主体，将驱动磁场从X射线管主体外部提供到与阳极靶相连的转子的定子线圈，以及包含X射线管主体和定子线圈的封装件。
封装件和旋转阳极X射线管主体之间的空间装填有冷却介质以便辐射从阳极靶生成的热量，该冷却介质诸如绝缘油和包含水作为主要组分的非油/脂冷却液。即，来自阳极靶的热量被辐射到冷却介质，且冷却介质通过对流进行冷却并排出热量。结果，可以冷却诸如阳极靶的发热元件。使用外部热交换机强制冷却和循环绝缘油和非油/脂冷却液的示例确保了热消耗或冷却效率(例如，PCT国家出版物No.2001-502473)。
具有较大X射线输出的较大旋转阳极X射线管装置使用动压滑动轴承，其中螺旋槽形成于旋转支承机构的轴承表面上以可旋转地支承阳极靶，且该螺旋槽装填有液体金属润滑剂，诸如镓(Ga)和镓-铟-锡(Ga-In-Sn)合金。
为辐射使用动压滑动轴承的旋转阳极X射线管中阳极靶生成的热量，提出了一种将所生成的热量从阳极靶传送到旋转体并进一步通过动压滚动轴承的轴承表面将热量传送到固定体的方法(例如，日本专利申请KOKAI出版物No.9-171789)。
但是，当使用动压滚动轴承时，定子很容易发热，且轴承温度会在短时间内快速上升。
当轴承温度增加时，轴承金属表面和液体金属润滑剂相互反应，并生成一层金属间化合物。该层在短时间内增加，并会最终使旋转停止。
因此，在使用液体金属润滑剂动态轴承的旋转阳极X射线管装置中，必需保持足够的冷却效率以防止由于加热引起寿命减少。
发明内容
本发明的目的在于改善热辐射特性并在X射线装置中长时间稳定输出X射线，该X射线装置使用非油/脂冷却液用于冷却旋转阳极X射线管。
本发明提供了一种X射线装置，它包括：生成X射线的阳极靶；生成作用于阳极靶的电子的电子辐射源；与阳极靶相连接的转子；生成转动转子的驱动力的定子；旋转地支承转子的轴承；至少将阳极靶、电子辐射源和转子保持于预定真空度的封装件；被配置为包含封装件周围的冷却介质的外壳；循环阳极靶和电子辐射源附近的以及轴承内的冷却介质的泵；以及辐射通过泵循环的冷却介质所传递的热量的热交换机。
此外，本发明提供了一种X射线装置，它包括：包含真空封装件中的可旋转阳极靶和与阳极靶相对的阴极的可旋转的阳极X射线管；生成用于旋转阳极靶的感生电磁场的定子；可旋转地支承阳极靶并将液体金属用作润滑剂的动压滑动轴承；至少包含并保持旋转阳极X射线管的外壳；设置于靠近旋转阳极X射线管的至少一部分并循环水基冷却介质的流动路径；设置于流动路径中的预定位置处并循环水基冷却介质的齿轮泵；以及具有辐射器用于辐射水基冷却介质的热量的冷却单元。
此外，本发明提供了一种X射线装置，它包括：包含真空封装件中的可旋转阳极靶和与阳极靶相对的阴极的可旋转阳极X射线管；生成用于旋转阳极靶的感生电磁场的定子；旋转地支承阳极靶并将液体金属用作润滑剂的动压滑动轴承；至少包含并保持旋转阳极X射线管的外壳；设置于靠近旋转阳极X射线管的至少一部分并被配置成在封装件和外壳之间的空间中循环冷却介质的流动路径；设置于流动路径中的预定位置处并循环冷却介质的齿轮泵；以及具有用于辐射冷却介质的热量的辐射器的冷却单元。
附图说明
图1是说明可应用本发明实施例的X射线装置示例的示意图。
图2是示出图1所示的X射线装置中结合的X射线管的旋转阳极示例的示意图。
图3是说明提供图2所示的旋转阳极中使用的轴承结构的结构材料示例的示意图。
图4是说明配置示例的示意图，其中图2和3所示的阳极靶和旋转单元设置于图1所示的封装件(真空容器)内，且冷却介质可以在该封装件内循环。
图5是说明可应用于图1到图4所示的X射线装置的冷却系统示例(也使用油/脂基冷却介质)的示意图。
图6是说明图5所示的X射线装置的冷却系统修改的示意图。
图7是说明可应用于图1到图4所示的X射线装置的冷却系统示例(仅使用非油冷却介质)的示意图。
图8是说明图7所示的X射线装置的冷却系统修改的示意图。
图9是说明用于循环图5所示的X射线装置中的非油/脂冷却介质的路线的示意图。
图10是说明改变用于循环图7所示的X射线装置中的非油/脂冷却介质的路线的示例的示意图。
具体实施方式
以下，将参考附图详细说明本发明的实施例。
如图1所示，例如，X射线装置1结合入X射线图像诊断装置或非破坏性检查装置，并辐射要施加到一物体或检查物体的X射线，该X射线装置1具有外壳3以及能以预定强度辐射X射线到预定方向的X射线管主体5。
X射线管主体5放置于外壳3中的预定位置通过非油/脂冷却液或公知的绝缘油，即冷却介质7，它包括水作为主要组分并具有被控制为低于预定值的导电率。
X射线管主体5具有封装件(真空容器)9、设置于封装件9中并在电子撞击时辐射X射线的阳极靶(阳极)11、与阳极靶11整体形成并与阳极靶同时旋转的旋转单元13、与旋转单元13整体形成并接收能量(驱动力)以使旋转单元13旋转的转子15以及向阳极靶17发射电子的阴极(电子枪)17。在X射线管主体5中圆柱转子15之外的预定位置处，设置了向转子15提供驱动力(磁场)的定子(定子线圈)19。图1所示的X射线管主体是将阳极靶设置于旋转单元13一端处的类型。
图2放大了图1所示的X射线管装置的X射线管主体的阳极靶附近的部分。
阳极靶11被固定到外环旋转型旋转单元13的旋转体13b的一端处设置的连接部分(颈部)13c，即旋转体13b绕插入内部的固定轴13a旋转。旋转体13b和连接部分13c被形成为一体的状态称作支承轴。如前所述，将铜或铜合金制成的转子结构15a固定到支承轴以用作转子(15)，它产生驱动力(旋转力)以旋转阳极靶11。
在固定轴13a中，形成了沿轴向给出特定方向的第一和第二螺旋槽13d和13e。在固定轴13a的预定位置处，提供了支承轴或润滑剂固定器13f，它被提供了由Ga-In-Sn合金构成的润滑剂(动压轴承液体)，例如该润滑剂在旋转体13旋转时变成液体。
在旋转体13b的轴向上与连接部分13c相对的预定位置(旋转体13b的打开端)处，用未示出的螺丝(本例中8个螺丝)固定具有图3所示的第三螺旋槽的止推环13g。
即，Ga-In-Sn合金润滑剂由旋转体13b和止推环13g封闭。
图4示出了配置示例，其中图2和3所示的阳极靶和旋转单元被设置于图1所示的封装件(真空容器)9中，且可以循环从止推环13g提供入外壳3的冷却介质。
在图4所示的示例中，通过使固定轴13a圆柱形并在圆柱中心处提供导管13h，从固定轴13a的一端侧将冷却介质7提供入固定轴13a，在固定轴13a中循环，并排入外壳3，即封装件9之外。当冷却介质绝缘时，提供到固定轴13a的冷却介质7实际上可以在封装件中循环。
特别地，导管13h被从一端导入中空件(固定轴13a)，如箭头Y所示，并在导管13h和中空件之间的关节处被引入该中空件，并被返回入真空容器(封装件)9或外壳3。
如前所述，润滑剂(动压轴承液体)装填于旋转单元13的止推环13g和固定轴13a之间，固定轴13a和旋转体13b(在同心方向上)之间，以及旋转体13b的颈部端部和固定轴13a的顶部(在轴向上)之间。螺旋槽13d和13e设置于人字形图形的固定轴13a中，并通过与润滑剂协作而用作放射状动态滑动轴承。旋转体13b的颈部端部和固定轴13a的顶部(在轴向上)之间与固定轴13a和止推环13g之间使用的润滑剂用作推力动态轴承。
此后，将给出与图1到图4所示的旋转阳极X射线管结合的X射线装置的操作示例的简要说明。
当向定子线圈19提供电流并生成旋转磁场时，在圆柱转子15的转子结构15a中产生旋转力并旋转圆柱转子15或阳极靶11。当在这种状态下电子枪17发出电子束到阳极靶11时，阳极靶11辐射X射线。
此时，阳极靶11和支承旋转单元13的轴承之间或者固定轴13a和旋转体13b之间装填的润滑剂用作动压液体轴承。即，借助来自未示出的泵的馈送压力，从动态液体轴承(轴承单元)生成的热量由导管13h和旋转单元13的固定轴13a内的中空件中循环的非油/脂(水基)冷却介质冷却。
可以使用丙二醇、水和丙二醇的混合物(比例1∶1)、乙二醇或水和乙二醇的混合物作为冷却介质。假定绝缘油的导热率为1，水的导热率为4.5，50％丙二醇的导热率是2.8，且丙二醇的导热率是1.6。传热系数与导热率成比例地增加。
图5到图8说明了通过循环冷却介质来冷却与图1到图4所示的旋转阳极X射线管结合的X射线装置的其它示例。图5到图8中，将说明与图1到4所示的旋转阳极X射线管不同结构的X射线管。在所有示例中，本发明的概念是共同的。因此，与图1到4中示出的组件基本上相同或类似的那些组件将具有相同的标号并省去详细说明。图5到图8中，将主要说明供应和循环(控制)冷却介质的方法。
在图5到图8所示的X射线装置中，冷却单元21连接到保持阳极靶11的固定轴13a的一端。该固定轴13a的另一端固定到真空容器(封装件)9的预定位置。
在未与来自冷却单元21的导管相连的固定轴13a的端部处，旋转体13b的底部13i同心地(与固定轴13a)设置于固定轴13a的外部。底部13i的外部固定有用作转子结构15a的铜或铜合金圆柱体。定子线圈19与旋转单元13的转子结构15a同心地设置，就像包围该单元的外围。
在与阳极靶11相对的阴极17附近，提供了反冲电子俘获捕集器(屏蔽结构)23，它俘获由阳极靶11反冲离开从阴极17辐射到阳极靶11的电子(热电子)的电子。电子俘获捕集器23由高导热率的铜或铜合金制成，并被形成为允许旋转单元13的固定轴13a中循环的冷却介质的循环。之前说明的非油/脂冷却介质在至少设置于旋转单元13和电子俘获捕集器23中的流动路径中循环。
冷却单元21包括用于向冷却介质提供预定压力的循环泵21a和热交换机(辐射器)21b。辐射器21b由高导热率的铜或铜合金制成。循环泵21a设置于流动路径中的任选位置用以循环冷却介质。辐射器21b设置于循环泵21a的下游侧，且优选紧接着降低流动路径中循环的冷却介质的温度之后(在冷却该冷却介质后)在阳极靶11或圆柱转子15的固定轴13a周围提供冷却介质。泵21a优选是具有高排放压力(冷却介质馈送压力)的齿轮泵。图5所示的冷却结构是向至少旋转单元13和反冲电子俘获捕集器23的附近供应非油/脂冷却介质的示例。
冷却介质流动路径设置为靠近X射线管主体5的至少一部分，并例如由第一冷却路径C1、第二冷却路径C2和第三冷却路径构成。第一冷却路径C1沿着真空容器9的外围圆柱地形成。第二冷却路径C2设置于阴极17周围，或者在反冲电子俘获捕集器23和阳极靶11附近。第三冷却路径C3形成为穿过圆柱转子15中的中空件17。
特别地，第一冷却路径C1形成于真空容器9之外，定子线圈19附近，按由壁25包围封装件9的形状，所述壁25形成为跨过旋转单元13的未示出的旋转轴。即，第一冷却路径C1被定义为由壁25限定的圆形空间27。
圆形空间27具有进口端口C11，用以将水基冷却介质引到第一冷却路径C1，以及出口端口12，用以从第一冷却路径C1排放水基冷却介质。即，进口端口C11和出口端口C12形成于两端(具有180°的间隔)，将中心部分保持于其间。
第二冷却路径C2是阴极17周围的圆形空间29，或者定义于反冲电子俘获捕集器23的预定位置处。圆形空间29具有用于将水基冷却介质引到第二冷却路径C2的进口端口C21以及用于将水基冷却介质从第二冷却路径C2排出的出口端口22。
第三冷却路径C3由旋转单元13的固定轴13a的导管13h以及该导管周围的圆柱体或中空件定义。第三冷却路径从导管13h连接到固定轴13a的内部，将其路线在固定轴13a的一端处改变入中空件，并返回到冷却单元21。
导管P1、P2、P3和P4分别连接冷却单元21和进口端口C21(第二冷却路径C2)之间的空间、出口端口C22(第二冷却路径C2)和进口端口C11(第一冷却路径C1)之间的空间、出口端口C12(第一冷却路径C1)和进口端口C31(第三冷却路径C3)之间的空间以及出口端口C32(第三冷却路径C3)和冷却单元21之间的空间，形成包括第一、第二和第三冷却路径C1、C2和C3的流动路径。导管P2和P3部分暴露于外壳外，但也可以设置于外壳内。(导管的)位置不限于附图中所示的示例。
冷却单元21经过可拆卸导管接头连接到外壳，虽然未详细说明。即，例如，外壳3和冷却单元21之间的流动路径由软管构成。
软管和外壳3之间的接头T1和T2以及软管和冷却单元27之间的接头T3和T4至少在外壳3或冷却单元21的一侧是可拆卸的。采用这种结构，可以容易地分开外壳3和冷却单元21，便于冷却单元21的安装和维护。
在上述X射线装置中，旋转单元13通过定子线圈19生成的感生电磁场旋转。阳极靶11通过旋转单元13的旋转而旋转。当阴极17将电子束e辐射到阳极靶11时，在这种状态下，阳极靶11发出X射线。X射线通过X射线输出窗9a(真空容器)和3a(外壳)输出。
在具有旋转阳极X射线管主体5的X射线装置或者该X射线管主体5的工作状态中，由于来自阴极17的电子束e的碰撞，会增加阳极靶11的温度。周围温度，特别是反冲电子俘获捕集器23的温度，也增加。即，真空容器(封装件)9的温度由于热传导而增加。
真空容器9和定子19的热量增加外壳3中冷却液(冷却介质)的温度。被加热的冷却介质通过泵21a循环，并被导入冷却单元21。由于真空容器9和冷却单元21的温度上升引起的热量通过冷却介质被传到冷却单元21，并通过冷却单元21的热交换机(辐射器)21b被辐射到外部。
从冷却单元21的热交换机21b发送的冷却介质通过导管P1被引入进口端口C21，并冷却电子枪(阴极)17、反冲电子俘获捕集器23和阳极靶11附近的部分，同时经过圆形空间29(第二冷却路径C2)。
因此，经过出口端口C22的冷却液通过导管P2被引入进口端口C11，并在经过圆形空间27(第一冷却路径C1)时冷却真空容器9周围的部分。
从出口端口12排出的冷却液从进口端口C31通过导管P3循环到固定轴13a的导管13h(第三冷却路径C3)和外部中空件，并通过导管P4从出口端口C32返回到冷却单元21。
如上所述，通过在第一、第二和第三冷却路径C1、C2和C3中流动的高导热率的冷却介质，X射线管主体5中以及定子19附近产生的热量被有效地引到到冷却单元21，且该热量在冷却单元21冷却该冷却介质时被辐射到外部。
另一方面，外壳3中装填的绝缘油在与壁25的外表面相接触的情况下移动，且与冷却液的有效传热是可能的，并且增加了由绝缘油进行的热辐射。结果，用于绝缘油的热交换机是不必要的，使得装置配置变得简单。
绝缘油在定子19和X射线输出窗3a的周围流动而不接触水基冷却介质，可以防止电绝缘的降低和输出窗的腐蚀。
即，当X射线管主体5和定子19周围产生的热量被有效地辐射到外部时，X射线装置1可以在较长时期内稳定地输出X射线并确保较高的可靠性。
此外，通过设置于圆柱转子15的固定轴13a中的导管13h和圆周中定义的中空件中流动的水基(非油/脂)冷却介质，可以有效地冷却被认为具有相对较大负荷的动压液体轴承附近的区域。
因此，降低了(不期望由于热量)停止(烧损)动压液体轴承的可能性。
图6示出了图5所示的X射线装置的修改，以及其中第三冷却路径C3被形成为线性管的示例。
在图6所示的示例中，圆柱转子15的固定轴13a简单地中空(圆柱的)并在两端处开口。因此，用于将水基冷却介质引到第三冷却路径C3的进口端口C31和用于将水基冷却介质从第三冷却路径C3排出的出口端口C32设置于固定轴13a的端部，彼此相对。在图6所示的X射线装置1中，导管P1、P2、P3和P4分别连接冷却单元21和进口端口C21(第二冷却路径C2)之间的空间、出口端口C22(第二冷却路径C2)和进口端口C11(第一冷却路径C1)之间的空间、出口端口C12(第一冷却路径C1)和进口端口C31(第三冷却路径C3)之间的空间以及出口端口C32(第三冷却路径C3)和冷却单元21之间的空间，形成包括第一、第二和第三冷却路径C1、C2和C3的流动路径。导管P2部分暴露于外壳外，但也可以设置于外壳内。(导管的)位置不限于附图中所示的示例。
在图6所示的X射线装置中，通过导管P3将从出口端口C12排出的冷却液引入进口端口C31，该冷却液经过圆柱转子15的固定轴13a(第三冷却路径C3)，并通过导管P4从出口端口C32返回到冷却单元21。
采用这种结构，稳定了圆柱转子15的固定轴13a中经过的冷却介质的流速，且X射线管主体5和定子19周围生成的热量可有效地辐射到外部。X射线装置可以稳定地长期输出X射线，并确保较高的可靠性。此外，当对泵21a的负荷减小时，可以防止循环冷却介质的流速的不期望的波动。因此，增加了冷却效率，且减小了破坏(烧损)被认为具有相对较大负荷的动压液体轴承的可能性。
在图7所示的示例中，图3所示的冷却系统仅由外壳3中循环的非油/脂冷却介质或水基冷却介质构成。
图7中，在第三冷却路径C3中，圆柱转子15的固定轴13a中形成的导管13h以及包围的中空件中循环的冷却介质被引入进口端口C31，经过出口端口C32，并被导入第一冷却路径C1。被导入第一冷却路径C1的冷却介质从出口端口C12排出到外壳3的内部空间3b。
即，冷却介质流动路径形成于冷却单元21和外壳3的内部空间3b之间。因此，用水基冷却介质装填包含X射线管主体5的内部空间3b。
将定子19和外壳3中的X射线管主体5一起浸入冷却介质，并优选用具有高电绝缘性、防水性和导热性的树脂材料31模制。
作为可用于模制树脂材料31的树脂材料，有环氧树脂、焦油环氧树脂、聚酰亚胺树脂、丙烯酸树脂、氟树脂、硅氧烷树脂和聚氨酯树脂。包括这些树脂之一作为主要组分的混合树脂也是可用的。
这防止了定子19周围电绝缘的劣化，而不接触水基冷却介质。
在图7所示的X射线装置中，仅一种水基冷却介质可用作冷却介质。这可以降低成本并便于维护。与绝缘油相比，水基冷却介质具有较高的传热速率，并可以有效地辐射整个装置的热量。
此外，与绝缘油(非油/脂冷却介质)相比，水基冷却介质具有较小的粘度系数。这降低了泵21a的负荷。因此，稳定了循环冷却介质的流速。此外，通过冷却机制来提升冷却介质的冷却能力。这降低了破坏(烧损)被认为具有相对较大负荷的动压液体轴承的可能性。
图8示出了图7所示的X射线装置的修改，其中第三冷却路径C3被形成作为直管(圆柱转子15的固定轴13a被形成为简单的圆柱体，且流动路径直线地形成)。因此，用于将水基冷却介质引到第三冷却路径C3的进口端口C31以及用于将水基冷却介质从第三冷却路径C3排出的出口端口C32设置于彼此相对的固定轴13a的端部处。
类似于图7，冷却介质流动路径形成于冷却单元21和外壳3的内部空间3b之间。因此，包含X射线管主体5的内部空间3b装填了水基冷却介质。定子19与外壳3中的X射线管主体5一起被浸入冷却介质，且优选由具有高电绝缘性、防水性和导热性的树脂材料31模制。
在图8所示的X射线装置中，仅一种水基冷却介质可用作冷却介质。这可以减少成本并便于维护。与绝缘油相比，水基冷却介质具有较高的传热速率，并可以有效地辐射整个装置的热量。
此外，水基冷却介质与绝缘油相比粘度系数较小。这减少了泵21a的负荷。因此，稳定了循环冷却介质的流速。提升了冷却机制的冷却能力，并降低了烧损动压液体轴承的可能性。
图9和10说明了改变图5和7中说明的X射线装置中循环冷却介质的路线的示例。在图9和10所示的X射线装置中，仅循环冷却介质的路线不同于图5和7所示的X射线装置，对与已说明的那些组件相类似或基本相同的组件给出相同的标号，并将省去详细说明。
在图9所示的X射线装置中，被供应冷却介质的流动路径从冷却单元21的辐射器21b通过导管P101(进口端口C111，第一冷却路径C101)直接连接到转子15的固定轴13a的导管13h。
引导到导管13h的冷却介质从附近设置的进口端口C111和出口端口C112的外围通过固定轴13a中的中空件或者圆柱固定轴13a中提供的导管13h和轴13a之间的空间被引导到导管P102。冷却介质被进一步引导到阴极17周围或反冲电子俘获捕集器23和阳极靶11附近设置的第二冷却路径C102。即，固定轴13a中循环的冷却介质从进口端口C121引导到反冲电子俘获捕集器23附近，并被排出到出口端口C122。
反冲电子俘获捕集器23中循环的冷却介质通过导管P103被引导到被定义为圆形空间27的第三冷却路径C103的进口端口C131，该圆形空间27由真空封装件9外形成的壁25形成并靠近定子线圈19，按包围跨过旋转单元13的未示出的旋转轴的封装件9的形状。
圆形空间27连接到与进口端口C131相距180°的位置处形成的出口端口C132，它们之间保持了中心部分。导管P104连接到冷却单元21的泵21a。即，真空容器9外引导的冷却介质通过导管P104被引导到冷却单元21的热交换机21b。
换句话说，在图9所示的冷却机构中，导管P101、P102、P103和P104分别连接冷却单元21的辐射器21b和进口端口C111(第一冷却路径C101)之间的空间、出口端口C112(第一冷却路径C101)和进口端口C121(第二冷却路径C102)之间的空间、出口端口C122(第二冷却路径C102)和进口端口C131(第三冷却路径C103)之间的空间以及出口端口132(第三冷却路径C103)和冷却单元21之间的空间。因此，形成封闭的冷却介质流动路径。导管P102和P103部分暴露于外壳之外，但也可以设置于外壳内。(导管的)位置不限于图中所示的示例。当然，任何导管或进口和出口端口通过软管连接，且至少一端是可拆卸的。
根据图9所示的冷却路径，从热交换机21b馈送的冷却介质首先冷却旋转体13b和固定轴13a，它们用作产生高热值的旋转单元13的轴承单元。这当然地防止了动压液体轴承的烧损。
图10示出了一示例，其中图9所示的冷却系统仅由外壳3中循环的非油/脂冷却介质或水基冷却介质构成。
如图10所示，导管P101直接将冷却单元21的辐射器21b连接到转子15的固定轴13a的导管13h(进口端口C111，第一冷却路径C101)。
引导到导管13h的冷却介质从附近设置的进口端口C111和出口端口C112的外围通过固定轴13中的中空件或者圆柱固定轴13a中提供的导管13h和轴13a之间形成的空间引导到导管P102。将冷却介质进一步引导到阴极17周围或者反冲电子俘获捕集器23和阳极靶11附近设置的第二冷却路径C102。即，将固定轴13a中循环的冷却介质从进口端口C121引导到反冲电子俘获捕集器23附近，并排出到出口端口C122。
通过导管P103将反冲电子俘获捕集器23中循环的冷却介质引导到被定义为圆形空间27的第三冷却路径C103的进口端口C131，该圆形空间27由真空封装件9外形成的壁25构成并靠近定子线圈19，按包围跨过旋转单元13的未示出的旋转轴的封装件9的形状。
圆形空间27具有靠近中心部分的出口端口132，且冷却圆形空间27的冷却介质被排到外壳3的内部空间3b。排到外壳的内部空间3b的冷却介质从接头T2通过导管P104返回到冷却单元21的泵21a。即，真空容器9外引导的冷却介质被引导到冷却单元21的热交换机21b。除了流动路径以外的其它部分的配置类似于图7与图5比较的那些，并将省去详细的说明。
在图10所示的冷却结构中，冷却介质流动路径形成于冷却单元21和外壳3的内部空间3b之间。因此，包含X射线管主体5的内部空间3b装填了水基冷却介质。如图7所示，将定子19与外壳3中的X射线管主体5一起浸入冷却介质，且优选由具有高电绝缘性、防水性和导热性的树脂材料31模制。
本发明不限于上述实施例，因为它们以及它们的组成元件可不同地修改/体现，而不背离本发明的本质。可以通过适当组合实施例中揭示的多个组成元件来实现本发明的各种实施例。例如，可以将一些组成元件从本发明实施例的所有组成元件中去除。
在使用常规球轴承时，阳极靶的热量被传到该轴承且轴承温度会上升。在这种情况中，本发明可以被应用作为通过冷却液冷却轴承内部的结构。
如前所述，根据本发明，将具有高导热率的非油/脂冷却液用作冷却介质，且可以提升利用动压滑动轴承使用旋转阳极X射线管的X射线装置的冷却效率。此外，随着用于循环冷却液(冷却介质)的泵的负荷减少，稳定了循环冷却介质的流速。因此，提升了冷却效率，且即使使用负荷相对较大的动态液体轴承，也可以长期获得稳定的特性或稳定的X射线。
因此，增加了结合该X射线装置的X射线图像诊断装置和非破坏性检查装置的寿命。此外，由于X射线装置和内部X射线源(X射线管)本身寿命的增加，也降低了X射线图像诊断装置和非破坏性检查装置的运行成本。
工业应用性
根据本发明，将导热率高于绝缘油(油/脂基冷却介质)的非油/脂冷却液用作冷却介质，可以增加使用动压滑动轴承(液体金属润滑剂动压轴承)的旋转阳极X射线管以及将该X射线管用作X射线源的X射线装置的冷却效率。
因此，该X射线装置可长时间地稳定输出X射线。
因此，增加了结合该X射线装置的X射线图像诊断装置和非破坏性检查装置的寿命。此外，由于X射线装置和内部X射线源(X射线管)本身的寿命增加了，所以也降低了X射线图像诊断装置和非破坏性检查装置的运行成本。

Claims (12)

1.一种X射线装置，其特征在于，包括：
阳极靶，它生成X射线；
电子辐射源，它生成作用于阳极靶的电子；
转子，它与阳极靶相连接；
定子，它生成转动转子的驱动力；
轴承，它旋转地支承转子；
封装件，它至少将阳极靶、电子辐射源和转子保持于预定真空度；
外壳，它被配置为包含封装件周围的冷却介质；
泵，它循环阳极靶和电子辐射源附近的以及轴承内的冷却介质；以及
热交换机，它辐射通过泵循环的冷却介质所传递的热量。
2.如权利要求1所述的X射线装置，其特征在于，轴承是动压滑动轴承，它将液体金属用作润滑剂。
3.如权利要求2所述的X射线装置，其特征在于，泵是齿轮泵。
4.如权利要求3所述的X射线装置，其特征在于，封装件和外壳之间的空间提供了用于冷却介质的一部分流动路径。
5.如权利要求4所述的X射线装置，其特征在于，冷却介质包含水作为主要组分。
6.如权利要求4所述的X射线装置，其特征在于，冷却介质包括乙二醇。
7.如权利要求4所述的X射线装置，其特征在于，冷却介质包括包含水作为主要组分的乙二醇的混合物。
8.如权利要求4所述的X射线装置，其特征在于，冷却介质仅仅是一种。
9.一种X射线装置，其特征在于，包括：
可旋转的阳极X射线管，它包含真空封装件中的可旋转阳极靶和与阳极靶相对的阴极；
定子，它生成用于旋转阳极靶的感生电磁场；
动压滑动轴承，它可旋转地支承阳极靶并将液体金属用作润滑剂；
外壳，它至少包含并保持旋转阳极X射线管；
流动路径，它设置于靠近旋转阳极X射线管的至少一部分并循环水基冷却介质；
齿轮泵，它设置于流动路径中的预定位置处，并循环水基冷却介质；以及
冷却单元，它具有辐射器用于辐射水基冷却介质的热量。
10.如权利要求9所述的X射线装置，其特征在于，封装件和外壳之间的空间提供用于冷却介质的一部分流动路径。
11.一种X射线装置，其特征在于，包括：
可旋转阳极X射线管，它包含真空封装件中的可旋转阳极靶和与阳极靶相对的阴极；
定子，它生成用于旋转阳极靶的感生电磁场；
动压滑动轴承，它旋转地支承阳极靶并将液体金属用作润滑剂；
外壳，它至少包含并保持旋转阳极X射线管；
流动路径，它设置于靠近旋转阳极X射线管的至少一部分，并被配置成在封装件和外壳之间的空间中循环冷却介质；
齿轮泵，它设置于流动路径中的预定位置处并循环冷却介质；以及
冷却单元，它具有用于辐射冷却介质的热量的辐射器。
12.如权利要求11所述的X射线装置，其特征在于，冷却介质是水基冷却介质。
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