JP2001307668A

JP2001307668A - Ｘ線管装置

Info

Publication number: JP2001307668A
Application number: JP2000179889A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Kabashima; 宏昭椛島; Hideo Abu; 秀郎阿武
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2000-02-17
Filing date: 2000-06-15
Publication date: 2001-11-02

Abstract

(57)【要約】【課題】絶縁油の外部への漏れ出しを防止したＸ線管
装置を提供すること。【解決手段】絶縁油が出入りする絶縁油穴２７に通じ
る側と空気が出入りする空気穴２８に通じる側とに内部
の空間がベローズ２６で仕切られたベローズ収納容器２
４とを具備したＸ線管装置において、ベローズ収納容器
２４の空気穴２８が、絶縁油に濡れ難い材料で形成され
たフィルター２９で封止されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、Ｘ線管を冷却す
る絶縁油の油圧を調整する油圧調整機構や管容器の破壊
を防止する防爆機構が設けられたＸ線管装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線管は、陽極ターゲットに電子を衝突
させてＸ線を発生する電子管で、医療用診断装置や工業
用検査装置などに使用されている。Ｘ線管は入力した電
力の約９９．４％が熱となって放出される。そのため、
従来のＸ線管装置は、Ｘ線管を収納した管容器内に絶縁
油を充填し、Ｘ線管が発生した熱を絶縁油を通して外部
に放出している。この場合、絶縁油の温度はＸ線管の熱
で大きく変化し、膨張や収縮を繰り返し油圧が変動す
る。そこで、従来のＸ線管装置では、大容量のＸ線管を
用いる場合など、絶縁油の油圧を調整するための油圧調
整機構が設けられている。

【０００３】ここで、従来のＸ線管装置について、その
油圧調整機構を抜き出して示した図７を参照して説明す
る。符号４１は絶縁油が循環する通路に連結する管で、
管４１はベローズ収納容器４２に連結されている。ベロ
ーズ収納容器４２は所定容積の空間をもつ箱状部分４２
ａおよび蓋部分４２ｂなどから構成されている。ベロー
ズ収納容器４２内には、油圧を調整する油圧調整用空間
４３を構成する弾性部材たとえばベローズ４４が配置さ
れている。ベローズ４４は、その周辺部４４ａが蓋部分
４２ｂによって箱状部分４２ａの内側に固定されてい
る。蓋部分４２ｂには空気が出入りする空気穴４５が設
けられている。

【０００４】上記した構成において、Ｘ線管が動作状態
に入り温度が上昇すると、Ｘ線管の熱で絶縁油が膨張し
油圧が高くなり、管４１を通して絶縁油がベローズ収納
容器４２内部の油圧調整用空間４３に入ってくる。この
とき、侵入する絶縁油に押されてベローズ４４が図の右
方向に凹むように変形し、油圧調整用空間４３の容積が
大きくなり、上昇した絶縁油の油圧が吸収される。逆
に、絶縁油の温度が下がり絶縁油が収縮すると、空気穴
４５から空気が入り込み、これと同時に空気に押されて
ベローズ４４が図の左方向に膨らむように変形する。こ
れによって、油圧調整用空間４３の容積が小さくなり、
絶縁油の油圧の低下が吸収され、絶縁油の油圧が調整さ
れる。

【０００５】また、Ｘ線管装置を搭載した医療用診断装
置などに故障が発生すると、Ｘ線管が過入力状態とな
り、Ｘ線管を構成する真空外囲器が熱によって破壊し、
絶縁油のガス化などで管容器が破損する場合がある。そ
のため、管容器が破損しないようにいくつかの安全対策
が講じられている。

【０００６】たとえば、Ｘ線管を収納する管容器の表面
にサーモスイッチを設け、過入力状態によって管容器が
所定の温度を越えた場合に、Ｘ線管への入力を遮断する
方法が採用されている。また、サーモスイッチに代えて
絶縁油の圧力を感知する圧力スイッチを設け、過入力状
態により絶縁油の温度が上昇し圧力が高くなった際に、
Ｘ線管への入力を遮断する方法も採用されている。

【０００７】しかし、上記の安全対策がうまく機能しな
いと、Ｘ線管を構成する真空外囲器が熱によって破壊す
ることがある。真空外囲器が破壊すると、絶縁油が真空
外囲器内に流入し高温の陽極ターゲットと接触し、絶縁
油の一部が分解してガス化する。その結果、管容器内部
の圧力が上昇し、管容器を破損させる。したがって、管
容器の破損を防止するために、管容器内部の圧力が所定
圧力以上になった場合に絶縁油を排出する安全弁が設け
られる。

【０００８】ここで、従来のＸ線管装置について、安全
弁を設けた例を図８を参照して説明する。符号８１は管
容器で、管容器８１内にＸ線管８２が収納され、同時に
Ｘ線管８２との隙間に絶縁油８３が充填されている。管
容器８１はホース８４を介してポンプ８５に連結され、
ポンプ８５は熱交換器８６およびホース８４を介して管
容器８１に連結されている。ポンプ８５や熱交換器８６
はオイルクーラ８７内に収納され、また管容器８１に安
全弁８７が設けられる。

【０００９】上記の構成において、Ｘ線管８２で発生し
た熱が絶縁油８３に伝達される。そして、管容器８１か
ら流出する絶縁油８３はポンプ８５で送り出され、熱交
換器８６で冷却され、その後、管容器８１に戻り、矢印
Ｙで示すように循環する構成になっている。

【００１０】また、事故が発生し管容器８１内部の圧力
が上昇すると、安全弁８７が動作して絶縁油８３が排出
され、管容器８１の破損が防止される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】冷却用絶縁油の油圧調
整機構を有する従来のＸ線管装置は、ベローズが変形を
繰り返し、箱状部分や蓋部分との摩擦で破損することが
ある。ベローズが破損すると、空気穴から絶縁油が外部
に漏れるという問題がある。

【００１２】また、安全弁を有する従来のＸ線管装置
は、安全弁の動作によって管容器の破損が防止されるも
のの、高熱の絶縁油が安全弁を通して外部に放出され、
安全面で問題がある。

【００１３】この発明は、上記した欠点を解決し、絶縁
油の外部への漏れ出しを防止したＸ線管装置を提供する
ことを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明は、Ｘ線管を収
納し、内部に絶縁油を充填した管容器と、前記絶縁油が
出入りする絶縁油穴に通じる側と空気が出入りする空気
穴に通じる側とに内部空間がベローズで仕切られたベロ
ーズ収納容器とを具備したＸ線管装置において、前記ベ
ローズ収納容器の空気穴が、前記絶縁油に濡れ難い材料
の絶縁油遮断層を有するフィルターで封止されているこ
とを特徴としている。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態について図１を
参照して説明する。符号１１は管容器で、管容器１１内
に、Ｘ線管が収容され、かつ、絶縁油が充填されてい
る。管容器１１の両端に、絶縁油を循環させるホース１
２が接続され、ホース１２の途中に、油圧調整機構１３
およびポンプ１４、熱交換器１５が接続されている。油
圧調整機構１３やポンプ１４、熱交換器１５はたとえば
共通のオイルクーラ１６内に収容され、送風機１７で冷
却されている。

【００１６】油圧調整機構１３では、管容器１１から流
れ出た絶縁油の油圧が調整される。また、油圧調整機構
１３から流れ出た絶縁油はポンプ１４で送り出され、熱
交換器１５で冷却され、管容器１１に戻される。

【００１７】ここで、上記した油圧調整機構１３につい
て図２の断面図を参照して説明する。図２では、図１に
対応する部分には同一の符号を付し、重複する説明は一
部省略する。

【００１８】符号２１は油圧調整機構１３（図１）を構
成する容器で、アルミニウムなど熱伝導の良い材料で形
成されている。容器２１内に絶縁油が流れる通路２２が
設けられ、通路２２の両端にホース１２が接続されてい
る。容器２１の外壁部分、たとえば通路２２を挟んだ左
右の２か所に凹部２３が形成され、この凹部２３を利用
してそれぞれ同じ構造のベローズ収納容器２４が形成さ
れている。ベローズ収納容器２４は、たとえば容器２１
の一部として形成される凹部２３を囲む箱状部分２１ａ
と、箱状部分２１ａの開口部を塞ぐ蓋部分２５とで構成
されている。ベローズ収納容器２４内には弾性部材たと
えばゴム製のベローズ２６が配置され、ベローズ２６
は、その周辺部２６ａが蓋部分２５によって箱状部分２
１ａの開口部の縁に固定されている。

【００１９】容器２１には、通路２２と凹部２３とを連
結する絶縁油入出用の絶縁油穴２７が形成されている。
蓋部分２５には、凹部２３内に空気を出入りさせる空気
穴２８が設けられている。この場合、ベローズ収納容器
２４内の空間、すなわち凹部２３は、絶縁油穴２７に通
じる側と空気が出入りする空気穴２８に通じる側に、ベ
ローズ２６で仕切られた形になっている。

【００２０】蓋部分２５の外側には、空気穴２８を塞ぐ
ように、絶縁油の通過量が少なく空気を通す特性、いわ
ゆる絶縁油に濡れ難い特性の絶縁油遮断層を有するフィ
ルター２９が配置されている。フィルター２９には、た
とえば、ジャパンゴアテックス株式会社製のゴアテック
スオレオベントフィルタ（商品名）が用いられる。ゴア
テックスオレオベントフィルタ（商品名）は、ポリエス
テル不織布など通気性のある支持体上に、弗素樹脂など
の繊維の集合体で形成された絶縁油遮断層を設けた構造
で、たとえば、絶縁油遮断層が蓋部分２５の側に位置す
るようにして、粘着材などを用いて蓋部分２５に張り付
けられる。

【００２１】上記した構成において、Ｘ線管が動作状態
に入り熱を発生すると、Ｘ線管の熱が絶縁油に伝達さ
れ、絶縁油が膨張する。その結果、放熱タンク１３入っ
てくる絶縁油の油圧が高くなり、通路２２から絶縁油穴
２７を経て凹部２３に入る絶縁油の量が増加する。この
とき、侵入する絶縁油に押されてベローズ２６が凹んで
図の右方向に変形し、容器２１の外壁とベローズ２６で
囲まれた油圧調整用空間の容積が拡大し、上昇した絶縁
油の油圧の上昇が吸収される。

【００２２】図２では、絶縁油で押されていない状態の
ベローズが符号２６で示され、絶縁油に押されてたとえ
ば左方向に変形した状態が符号２６１で示されている。

【００２３】逆に、絶縁油の温度が低下し絶縁油が収縮
すると、空気穴２７から空気が入り込み、空気に押され
てベローズ２６が絶縁油穴２７の方向に膨らみ、油圧調
整用空間の容積が縮小し、絶縁油の油圧が調整される。

【００２４】上記の動作中に、たとえばベローズ２６の
一部が破れると、ベローズ２６の破れた部分を通って絶
縁油が空気穴２８に流れ出してくる。この場合、空気穴
２８がフィルター２９で封止されているため、絶縁油が
外部へ漏れ出すようなことはない。なお、フィルター２
９は空気を通す特性があるため、ベローズ２６による油
圧調整機能には支障がない。

【００２５】上記したように、フィルター２９は、ポリ
エステル不織布などの支持体上に絶縁油遮断層を設けた
構造になっている。この場合、絶縁油遮断層が支持体に
支持されていることにより機械的強度が確保され、空気
穴２７に入ってくる絶縁油の圧力にも耐えることができ
る。

【００２６】次に、本発明の他の実施形態について、Ｘ
線管を収納する管容器内に油圧調整機構を設けた例を図
３を参照して説明する。

【００２７】符号３１は管容器で、管容器３１内にＸ線
管３２が収納され、かつ、管容器３１内のＸ線管３２の
周囲に絶縁油３３が充填されている。Ｘ線管３２は全体
が真空外囲器３４で構成され、真空外囲器３４内に陰極
３５や陽極３６などが配置されている。陽極３６は、陽
極ターゲット３６ａおよび回転機構３６ｂなどから構成
されている。回転機構３６ｂに近い位置で、真空外囲器
３４の外側に、回転機構３６ｂを回転させる駆動コイル
３７が配置されている。

【００２８】管容器３１内の一方の端部にベローズ収納
容器３８が設けられている。ベローズ収納容器３８は、
たとえば、鉛などで形成されたＸ線遮蔽体３９および管
容器３１の端壁３１ａなどによって構成されている。ベ
ローズ収納容器３８内には弾性材料で形成されたベロー
ズ４０が配置されている。ベローズ４０は、たとえばそ
の周辺部４０ａがＸ線遮蔽体３９の開口部の縁に管容器
３１の端壁３１ａで固定され、Ｘ線遮蔽体３９とベロー
ズ４０とで油圧調整用空間が４１形成されている。Ｘ線
遮蔽体３９には、絶縁油が出入りする絶縁油穴４２が形
成され、管容器３１の端壁３１ａの一部に空気が出入り
する空気穴４３が設けられている。そして、空気穴４３
を塞ぐように、端壁３１ａの外側に、図２で説明したと
同様のフィルター４４が配置されている。

【００２９】上記した構成において、Ｘ線管３２を動作
させる場合、駆動コイル３７に電流を流し、回転機構３
６ｂを回転させ、陽極ターゲット３６ａを回転させる。
また、陰極３５と陽極３６間に高電圧を印加し、陰極３
５から陽極ターゲット３６ａに高速電子を照射してＸ線
を発生させる。発生したＸ線は管容器３１に設けられた
出力窓４５から外部に取り出される。

【００３０】Ｘ線管３２が動作状態に入るとＸ線管３２
は熱を発生し、発生した熱は絶縁油３３に伝達される。
これによって、絶縁油３３は温度が上がり膨張し、油圧
が高くなる。絶縁油３３の油圧が上昇すると、絶縁油３
３は絶縁油穴４２を通り、Ｘ線遮蔽体３９とベローズ４
０とで囲まれた油圧調整用空間４１に流れ込む絶縁油３
３の量が増加する。このとき、ベローズ４０が図の右方
向に変形して、油圧調整用空間４１の容積が拡大し、上
昇した油圧が吸収される。逆に、温度が下がり絶縁油が
収縮すると、空気穴４３から空気が入り、ベローズ４０
が図の左方向に変形し、油圧調整用空間４１の容積が縮
小し油圧が調整される。

【００３１】上記の動作中に、たとえばベローズ４０の
一部が破れると、ベローズ４０の破れた部分を通して絶
縁油３３が空気穴４３に流れ出してくる。しかし、空気
穴４３がフィルター４４で塞がれているため、絶縁油３
３が外部へ漏れ出すようなことはない。また、フィルタ
ー４４は空気を通す特性があるため、ベローズ４０の油
圧調整機能には支障がない。

【００３２】次に、本発明の他の実施形態について図４
を参照して説明する。符号５１は管容器で、管容器５１
内にＸ線管５２が収納され、同時に管容器５１とＸ線管
５２との隙間に絶縁油５３が充填されている。管容器５
１はホース５４を介してポンプ５５に連結され、ポンプ
５５は熱交換器５６およびホース５４を介して管容器５
１に連結されている。ポンプ５５や熱交換器５６はオイ
ルクーラ５７内に収納され、管容器５１に安全弁５８が
連結されている。安全弁５８は、管容器５１内部の圧力
が所定値を越えた場合に動作し、管容器５１内の絶縁油
５３を外部に開放する機能を有している。

【００３３】安全弁５８はホース５９を介してリザーバ
タンク６０に連結されている。リザーバタンク６０の一
部に外気と連通する開口６１が設けられ、開口６１は絶
縁油に濡れ難い材料で構成された図２で説明した同様の
フィルター６２で封止されている。リザーバタンク６０
内に位置するホース５９の開口部分は、流れ込む絶縁油
５３がフィルター６２方向に進まないように、たとえば
開口６１と反対方向に向いている。

【００３４】上記の構成において、動作状態に入り、Ｘ
線管５２が熱を発生すると、その熱は絶縁油５３に伝達
される。絶縁油５３は管容器５１からポンプ５５に送ら
れ、熱交換器５６で冷却され、管容器５１に戻り、矢印
Ｙで示すように循環する構成になっている。

【００３５】また、Ｘ線管装置を搭載した装置が故障
し、Ｘ線管５２が過入力状態になると、温度の上昇でた
とえば絶縁油５３の一部がガス化し、ガス化した絶縁油
５３が安全弁を通してリザーバタンク６０に入ってく
る。このとき、リザーバタンク６０内の空気がフィルタ
ー６２から外部に押し出され、絶縁油５３がリザーバタ
ンク６０内に流入する。また、ガス化した絶縁油５３の
一部もフィルター６２から外部に放出される。この場
合、フィルター６２は絶縁油５３で濡れない特性がある
ため、絶縁油５３がフィルター６２から外部に放出され
ることがない。

【００３６】次に、本発明の他の実施形態について図５
を参照して説明する。図５では、図４に対応する部分に
は同一の符号を付し、重複する説明を一部省略する。こ
の実施形態の場合、リザーバタンク６０の３個所に開口
６１１、６１２、６１３が設けられ、開口６１１、６１
２、６１３がフィルター６２１、６２２、６２３で封止
されている。

【００３７】次に、本発明のもう１つの他の実施形態に
ついて図６を参照して説明する。図６では、図４に対応
する部分には同一の符号を付し、重複する説明を一部省
略する。

【００３８】この実施形態では、２個のリザーバタンク
６０１、６０２が直列に接続され、２段に設けられてい
る。そして、１段目のリザーバタンク６０１と２段目の
リザーバタンク６０２を連結する通路部分７１に図４と
同様のフィルター７３１が配置されている。また、２段
目のリザーバタンク６０２に形成された外気に連通する
開口７２を図４と同様のフィルター７３２で封止してい
る。

【００３９】リザーバタンクが１つの場合、管容器から
流出した絶縁油が長時間溜まっていると、僅かながらフ
ィルターから外部に漏れ出すことがある。リザーバタン
クを２段に構成すると、このような漏れ出しを防止でき
る。２段目のリザーバタンクは、絶縁油の漏れ出しの防
止であるため、１段目のリザーバタンクよりも内容積を
小さくしてもよい。

【００４０】図６の実施形態は、２個のリザーバタンク
を直列に接続している。しかし、３個以上のリザーバタ
ンクを直列に接続することもできる。この場合、たとえ
ば１つのリザーバタンクが安全弁を介して管容器と連結
される。また、他のたとえば１つのリザーバタンクに外
気と連結する開口を設け、同時に、その開口をフィルタ
ーで封止する。また、隣接するリザーバタンク間を連結
する通路部分にもフィルターが配置される。

【００４１】上記の各実施形態の場合、フィルターは、
弗素樹脂などの繊維の集合体を含む絶縁油遮断層をポリ
エステル不織布など通気性ある支持体上に形成した構造
で説明している。しかし、支持体を形成する材料として
は、ポリエステル不織布に限らず、その他の樹脂材料や
ガラス材料、セラミクス材料などの集合体、あるいは粒
子の集合体、多孔質体で構成することもできる。

【００４２】上記した構成によれば、油圧調整機構など
からの絶縁油の漏れ出し、あるいは、Ｘ線管装置への過
入力などによる安全弁からの絶縁油の漏れ出しを防止で
き、安全性の高いＸ線管装置が実現される。

【００４３】

【発明の効果】この発明によれば、絶縁油の外部への漏
れ出しを防止したＸ線管装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を説明するための構成図であ
る。

【図２】本発明の実施形態を説明するための断面図であ
る。

【図３】本発明の他の実施形態を説明するための断面図
である。

【図４】本発明の他の実施形態を説明するための構成図
である。

【図５】本発明の他の実施形態を説明するための構成図
である。

【図６】本発明の他の実施形態を説明するための構成図
である。

【図７】従来例を説明するための断面図である。

【図８】従来例を説明するための構成図である。

【符号の説明】

１１…管容器１２…ホース１３…油圧調整機構１４…ポンプ１５…熱交換器１６…オイルクーラ１７…送風機２１…容器２１ａ…容器の箱状部分２２…絶縁油の通路２３…凹部２４…ベローズ収納容器２５…蓋部分２６…ベローズ２６ａ…ベローズの周辺部２７…絶縁油穴２８…空気穴２９…フィルター

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｘ線管を収納し、内部に絶縁油を充填し
た管容器と、前記絶縁油が出入りする絶縁油穴に通じる
側と空気が出入りする空気穴に通じる側とに内部空間が
弾性部材で仕切られたベローズ収納容器とを具備したＸ
線管装置において、前記ベローズ収納容器の空気穴が、
前記絶縁油に濡れ難い材料の絶縁油遮断層を有するフィ
ルターで封止されていることを特徴とするＸ線管装置。
【請求項２】Ｘ線管を収納し、内部に絶縁油を充填し
た管容器と、この管容器から流出する絶縁油を前記管容
器に戻す循環路と、この循環路を流れる前記絶縁油が出
入りする絶縁油穴に通じる側と空気が出入りする空気穴
に通じる側とに内部空間が弾性部材で仕切られたベロー
ズ収納容器とを具備したＸ線管装置において、前記ベロ
ーズ収納容器の空気穴が、前記絶縁油に濡れ難い材料の
絶縁油遮断層を有するフィルターで封止されていること
を特徴とするＸ線管装置。
【請求項３】Ｘ線管を収納し、内部に絶縁油を充填し
た管容器と、この管容器内に設けられ、前記絶縁油が出
入りする絶縁油穴に通じる側と空気が出入りする空気穴
に通じる側とに内部空間が弾性部材で仕切られたベロー
ズ収納容器とを具備したＸ線管装置において、前記ベロ
ーズ収納容器の空気穴が、前記絶縁油に濡れ難い材料の
絶縁油遮断層を有するフィルターで封止されていること
を特徴とするＸ線管装置。
【請求項４】Ｘ線管を収納し、内部に絶縁油を充填し
た管容器と、この管容器内部の圧力を外部に開放する安
全弁とを具備したＸ線管装置において、前記安全弁を介
して前記管容器内部と連結し、かつ外気と連結する開口
部を有するリザーバタンクと、前記絶縁油に濡れ難い材
料の絶縁油遮断層を有し前記リザーバタンクの開口部を
封止するフィルターとを設けたことを特徴とするＸ線管
装置。
【請求項５】Ｘ線管を収納し、内部に絶縁油を充填し
た管容器と、この管容器内部の圧力を外部に開放する安
全弁とを具備したＸ線管装置において、前記安全弁を介
して前記管容器内部と連結する第１リザーバタンクと、
この第１リザーバタンクと連結し外気と連結する開口部
を有する第２リザーバタンクとを設け、前記第１リザー
バタンクと前記第２リザーバタンクとの間および前記第
２リザーバタンクの前記開口部に前記絶縁油に濡れ難い
材料の絶縁油遮断層を有するフィルターを配置したこと
を特徴とするＸ線管装置。
【請求項６】Ｘ線管を収納し、内部に絶縁油を充填し
た管容器と、この管容器内部の圧力を外部に開放する安
全弁とを具備したＸ線管装置において、直列に接続する
２個以上のリザーバタンクを設け、このリザーバタンク
の１つは前記安全弁を介して前記管容器内部と連結し、
他の１つのリザーバタンクは外気と連結する開口部が前
記絶縁油に濡れ難い材料の絶縁油遮断層を有するフィル
ターで封止され、かつ、直列に接続するリザーバタンク
間に前記絶縁油に濡れ難い材料の絶縁油遮断層を有する
フィルターが配置したことを特徴とするＸ線管装置。
【請求項７】絶縁油を循環させるポンプおよび前記絶
縁油の熱を外部へ放出させる熱交換器を有し、管容器か
ら流出する絶縁油を前記管容器に戻す循環路を有する請
求項１ないし請求項６のいずれか１つに記載のＸ線管装
置。
【請求項８】フィルターが、絶縁油遮断層を支持して
空気を通す支持部材を有し、かつ、前記支持部材が樹脂
材料またはガラス材料、セラミクス材料を含んでいる請
求項１ないし請求項６のいずれか１つに記載のＸ線管装
置。