JP2002334675A - 温度勾配デバイスを有するｘ線管とｘ線システム - Google Patents
温度勾配デバイスを有するｘ線管とｘ線システムInfo
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- H01J35/08—Anodes; Anti cathodes
- H01J35/10—Rotary anodes; Arrangements for rotating anodes; Cooling rotary anodes
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- H01J35/107—Cooling of the bearing assemblies
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- H01J2235/00—X-ray tubes
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- H01J2235/1287—Heat pipes
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】温度勾配デバイスによるシャフトからの熱低下
を実現できるＸ線生成装置を提供する。 【解決手段】ターゲット４８を備える陽極アセンブリ４
０と、陽極アセンブリ４０から離れて配置されてターゲ
ット４８に衝突する電子を発するよう構成されて、Ｘ線
と残りの熱エネルギーを生成する陰極アセンブリと、ベ
アリングアセンブリ５０によって支えられる回転シャフ
ト５８を含むＸ線生成装置、即ち、Ｘ線システムと共に
使われる熱エネルギー伝達装置。熱エネルギー伝達装置
は、シャフト５８の一方の端の近傍に配置されて熱を伝
達して、シャフト５８のその端から熱を除去するように
動作可能な温度勾配デバイス７２と、温度勾配デバイス
７２の近傍に配置されて熱を伝達して温度勾配デバイス
７２を対流冷却するように動作可能なフィン構造８０を
備える。
を実現できるＸ線生成装置を提供する。 【解決手段】ターゲット４８を備える陽極アセンブリ４
０と、陽極アセンブリ４０から離れて配置されてターゲ
ット４８に衝突する電子を発するよう構成されて、Ｘ線
と残りの熱エネルギーを生成する陰極アセンブリと、ベ
アリングアセンブリ５０によって支えられる回転シャフ
ト５８を含むＸ線生成装置、即ち、Ｘ線システムと共に
使われる熱エネルギー伝達装置。熱エネルギー伝達装置
は、シャフト５８の一方の端の近傍に配置されて熱を伝
達して、シャフト５８のその端から熱を除去するように
動作可能な温度勾配デバイス７２と、温度勾配デバイス
７２の近傍に配置されて熱を伝達して温度勾配デバイス
７２を対流冷却するように動作可能なフィン構造８０を
備える。
Description
【０００１】
【発明の背景】本発明は一般的に、Ｘ線生成装置と共に
使用する熱エネルギー伝達装置に関し、特に、Ｘ線管と
共に使用する温度勾配デバイスに関する。
使用する熱エネルギー伝達装置に関し、特に、Ｘ線管と
共に使用する温度勾配デバイスに関する。
【０００２】一般的に、Ｘ線管と呼ばれるＸ線生成装置
は、円筒形真空容器内で対向する電極を備えている。こ
の真空容器は、一般的にはガラスもしくはステンレスや
銅や銅合金等の金属でできている。電極は陰極アセンブ
リを備えており、これは回転する平円形陽極アセンブリ
のターゲットトラックから幾分離れたところに位置す
る。その代わりに、例えば、工業向けアプリケーション
では、固定型の陽極アセンブリであってもよい。一般的
に、陽極のターゲットトラック、即ち、衝突ゾーンは、
タングステンやタングステン合金などの原子番号の大き
な超硬合金でできている。さらに、Ｘ線を生成するため
に用いられる電子を加速するために、陰極アセンブリと
陽極アセンブリの間は、通常約６０キロボルトから約１
４０キロボルトの電圧差が保たれている。熱陰極フィラ
メントは、その電位差で加速される熱電子を放出し、陽
極アセンブリのターゲットゾーンに高速で衝突する。電
子の運動エネルギーのうちの極一部は高エネルギーの電
磁放射線、即ち、Ｘ線に変換され、残りは後方散乱した
電子に含まれるか、もしくは、熱に変換される。Ｘ線は
焦点で生じて全方向に放出され、焦点アラインメントパ
スに沿って真空容器外に向けられることもある。金属製
真空容器を備えるＸ線管の場合は、例えば、真空容器に
Ｘ線透過口を設けることによって、Ｘ線ビームを望み通
りの場所から放出させることができる。真空容器から出
た後、Ｘ線は焦点アラインメントパスに沿って進み、医
療検査／診断を目的とするオブジェクト、例えば、人体
の一部を透過する。オブジェクトを透過したＸ線は、検
出体、即ちフィルムに取り込まれて、オブジェクト内部
の解剖学的構造の画像が形成される。同様に、工業向け
Ｘ線管を用いて、例えば、金属部品の亀裂の有無を検査
したり、空港で手荷物の中身を検査したりすることもで
きる。
は、円筒形真空容器内で対向する電極を備えている。こ
の真空容器は、一般的にはガラスもしくはステンレスや
銅や銅合金等の金属でできている。電極は陰極アセンブ
リを備えており、これは回転する平円形陽極アセンブリ
のターゲットトラックから幾分離れたところに位置す
る。その代わりに、例えば、工業向けアプリケーション
では、固定型の陽極アセンブリであってもよい。一般的
に、陽極のターゲットトラック、即ち、衝突ゾーンは、
タングステンやタングステン合金などの原子番号の大き
な超硬合金でできている。さらに、Ｘ線を生成するため
に用いられる電子を加速するために、陰極アセンブリと
陽極アセンブリの間は、通常約６０キロボルトから約１
４０キロボルトの電圧差が保たれている。熱陰極フィラ
メントは、その電位差で加速される熱電子を放出し、陽
極アセンブリのターゲットゾーンに高速で衝突する。電
子の運動エネルギーのうちの極一部は高エネルギーの電
磁放射線、即ち、Ｘ線に変換され、残りは後方散乱した
電子に含まれるか、もしくは、熱に変換される。Ｘ線は
焦点で生じて全方向に放出され、焦点アラインメントパ
スに沿って真空容器外に向けられることもある。金属製
真空容器を備えるＸ線管の場合は、例えば、真空容器に
Ｘ線透過口を設けることによって、Ｘ線ビームを望み通
りの場所から放出させることができる。真空容器から出
た後、Ｘ線は焦点アラインメントパスに沿って進み、医
療検査／診断を目的とするオブジェクト、例えば、人体
の一部を透過する。オブジェクトを透過したＸ線は、検
出体、即ちフィルムに取り込まれて、オブジェクト内部
の解剖学的構造の画像が形成される。同様に、工業向け
Ｘ線管を用いて、例えば、金属部品の亀裂の有無を検査
したり、空港で手荷物の中身を検査したりすることもで
きる。
【０００３】医学診断用Ｘ線管でＸ線を生成する工程
は、本来非効率な工程であって、Ｘ線管内の要素は高温
で動作する。例えば、陽極の焦点の温度は約２７００℃
もの高さになる場合があり、陽極のその他の部分の温度
は約１８００℃にもなる場合がある。Ｘ線管の動作中に
発生した熱エネルギーは通常、陽極やその他の部分から
真空容器に伝達される。そして、真空容器は、通常、絶
縁性油等の循環冷却液で満たされたケーシング中に収ま
っており、この循環冷却液がＸ線管から熱エネルギーを
除去する。別の方法では、例えば、乳房撮影法のアプリ
ケーションの場合は、Ｘ線管がケーシング内にないた
め、大気によって直接冷却される。ケーシングが用いら
れる場合では、ケーシングがＸ線管を支持／保護して、
Ｘ線管を取り付けるための構造を提供する。さらに、迷
放射線を遮断するために、ケーシングは通常、鉛で裏打
ちされる。
は、本来非効率な工程であって、Ｘ線管内の要素は高温
で動作する。例えば、陽極の焦点の温度は約２７００℃
もの高さになる場合があり、陽極のその他の部分の温度
は約１８００℃にもなる場合がある。Ｘ線管の動作中に
発生した熱エネルギーは通常、陽極やその他の部分から
真空容器に伝達される。そして、真空容器は、通常、絶
縁性油等の循環冷却液で満たされたケーシング中に収ま
っており、この循環冷却液がＸ線管から熱エネルギーを
除去する。別の方法では、例えば、乳房撮影法のアプリ
ケーションの場合は、Ｘ線管がケーシング内にないた
め、大気によって直接冷却される。ケーシングが用いら
れる場合では、ケーシングがＸ線管を支持／保護して、
Ｘ線管を取り付けるための構造を提供する。さらに、迷
放射線を遮断するために、ケーシングは通常、鉛で裏打
ちされる。
【０００４】上述したが、Ｘ線管の陰極で発生した一次
電子ビームは、陽極ターゲットや回転アセンブリに大き
な熱的負荷を与える。実際、ターゲットは動作中に赤熱
光を放つ。一般的に、一次電子ビームのエネルギーの１
％未満がＸ線に変換され、残りは熱エネルギーに変換さ
れる。この高温のターゲットから生まれた熱エネルギー
は、真空容器内のその他の部分に伝達されて発散する。
真空容器の外側周囲を循環する流体は、この熱エネルギ
ーの一部をシステムの外部へ伝達させる。しかしなが
ら、この熱エネルギーが引き起こす高温によって、Ｘ線
管の各部は、Ｘ線管の動作や信頼性に関して問題である
高い熱応力にさらされる。このことは、様々な理由から
真実である。まず、Ｘ線管内の各部が周期的な高温にさ
らされることによって、各部の寿命が短くなり信頼性が
低下する可能性がある。特に、陽極アセンブリは、熱的
膨張とターゲットバーストにさらされる。また、一般的
に、陽極アセンブリには、ベアリングアセンブリによっ
て回転支持されるシャフトが含まれる。このベアリング
アセンブリは、大きな熱的負荷に対して非常に敏感に反
応する。ベアリングが過熱すると、摩擦の増大、ノイズ
の増加、そして最終的にはベアリングアセンブリの故障
につながる可能性がある。この問題は、乳房撮影システ
ムの場合、高い衝撃温度と厳しい音響ノイズという必要
条件があるので特に深刻である。高温になるため、一般
的に、ベアリングアセンブリのボールは固体の潤滑剤で
コーティングされている。好ましい潤滑剤は鉛である
が、鉛は融点が低く、約３３０℃以上の動作温度にさら
されるベアリングには通常は用いられない。この温度に
関する制限のため、鉛の潤滑剤を含むベアリングアセン
ブリを備えるＸ線管は、短期間の弱いＸ線照射に制限さ
れる。約４００℃より高い温度では、一般的に潤滑剤と
して銀を選ぶことによって、長期間で強力なＸ線を照射
できるようにする。しかしながら、銀はベアリングアセ
ンブリから発生するノイズを増大させる。理想的には、
ベアリングの動作温度を十分に下げることができれば、
ベアリングの潤滑剤として真空グリースが使用可能であ
るので、ノイズを減少させ、ロータ回転数を上げ、ベア
リングの寿命を伸ばすことができる。
電子ビームは、陽極ターゲットや回転アセンブリに大き
な熱的負荷を与える。実際、ターゲットは動作中に赤熱
光を放つ。一般的に、一次電子ビームのエネルギーの１
％未満がＸ線に変換され、残りは熱エネルギーに変換さ
れる。この高温のターゲットから生まれた熱エネルギー
は、真空容器内のその他の部分に伝達されて発散する。
真空容器の外側周囲を循環する流体は、この熱エネルギ
ーの一部をシステムの外部へ伝達させる。しかしなが
ら、この熱エネルギーが引き起こす高温によって、Ｘ線
管の各部は、Ｘ線管の動作や信頼性に関して問題である
高い熱応力にさらされる。このことは、様々な理由から
真実である。まず、Ｘ線管内の各部が周期的な高温にさ
らされることによって、各部の寿命が短くなり信頼性が
低下する可能性がある。特に、陽極アセンブリは、熱的
膨張とターゲットバーストにさらされる。また、一般的
に、陽極アセンブリには、ベアリングアセンブリによっ
て回転支持されるシャフトが含まれる。このベアリング
アセンブリは、大きな熱的負荷に対して非常に敏感に反
応する。ベアリングが過熱すると、摩擦の増大、ノイズ
の増加、そして最終的にはベアリングアセンブリの故障
につながる可能性がある。この問題は、乳房撮影システ
ムの場合、高い衝撃温度と厳しい音響ノイズという必要
条件があるので特に深刻である。高温になるため、一般
的に、ベアリングアセンブリのボールは固体の潤滑剤で
コーティングされている。好ましい潤滑剤は鉛である
が、鉛は融点が低く、約３３０℃以上の動作温度にさら
されるベアリングには通常は用いられない。この温度に
関する制限のため、鉛の潤滑剤を含むベアリングアセン
ブリを備えるＸ線管は、短期間の弱いＸ線照射に制限さ
れる。約４００℃より高い温度では、一般的に潤滑剤と
して銀を選ぶことによって、長期間で強力なＸ線を照射
できるようにする。しかしながら、銀はベアリングアセ
ンブリから発生するノイズを増大させる。理想的には、
ベアリングの動作温度を十分に下げることができれば、
ベアリングの潤滑剤として真空グリースが使用可能であ
るので、ノイズを減少させ、ロータ回転数を上げ、ベア
リングの寿命を伸ばすことができる。
【０００５】Ｘ線管内が高温になると、Ｘ線管の走査性
能、即ち、スループットが低下するが、これは、その管
の最大動作温度、特に陽極ターゲットとベアリングの温
度の関数である。上述したように、Ｘ線管の最大動作温
度は、Ｘ線照射の強さと期間と、Ｘ線照射間隔の関数で
ある。一般的に、Ｘ線管は、Ｘ線管内の各部の特定の熱
容量と特定の放熱性能に対応する特定の最大温度で動作
するように設計される。一般的に、これらの限界値は、
現状でのＸ線に関するルーチンを念頭において定められ
る。しかしながら、絶えず新たなルーチンが考え出され
ているが、そのルーチンは現在のＸ線管の性能限界にぶ
つかる可能性がある。画像の質を上げて、患者の介護を
改善するために、より強力な瞬間的パワーと、より長期
間のＸ線照射と、より高い患者のスループットを実現で
きる技術が必要である。従って、Ｘ線管の動作限界に達
する前によりＸ線照射パワーを上げるために、既存のＸ
線管からできるだけ多くの熱をできるだけ迅速に除去す
る必要がある。
能、即ち、スループットが低下するが、これは、その管
の最大動作温度、特に陽極ターゲットとベアリングの温
度の関数である。上述したように、Ｘ線管の最大動作温
度は、Ｘ線照射の強さと期間と、Ｘ線照射間隔の関数で
ある。一般的に、Ｘ線管は、Ｘ線管内の各部の特定の熱
容量と特定の放熱性能に対応する特定の最大温度で動作
するように設計される。一般的に、これらの限界値は、
現状でのＸ線に関するルーチンを念頭において定められ
る。しかしながら、絶えず新たなルーチンが考え出され
ているが、そのルーチンは現在のＸ線管の性能限界にぶ
つかる可能性がある。画像の質を上げて、患者の介護を
改善するために、より強力な瞬間的パワーと、より長期
間のＸ線照射と、より高い患者のスループットを実現で
きる技術が必要である。従って、Ｘ線管の動作限界に達
する前によりＸ線照射パワーを上げるために、既存のＸ
線管からできるだけ多くの熱をできるだけ迅速に除去す
る必要がある。
【０００６】従来の技術では、基本的に真空容器の周囲
に冷却液を循環させることによってＸ線管から熱エネル
ギーを除去する。また、従来技術では、ターゲットの放
射表面積と蓄熱性能を増大させることは、陽極ターゲッ
トの直径と質量を上げることに依存している。しかしな
がら、これらの方法による効果は不十分であって限界が
あった。例えば、冷却液を用いた方法は、Ｘ線管の陽極
端が冷却液に対して十分に露出していない場合には不適
当である。同様に、ターゲットを修正する方法は、走査
システムに対するスペース上の制約によって陽極ターゲ
ットの直径が極端に制限されるため、一般的に不適当で
ある。さらに、電子ビームが実際に陽極ターゲットに衝
突するターゲットトラックからターゲットのその他の部
分へ特定の有限時間以内で熱が伝導する必要がある。
に冷却液を循環させることによってＸ線管から熱エネル
ギーを除去する。また、従来技術では、ターゲットの放
射表面積と蓄熱性能を増大させることは、陽極ターゲッ
トの直径と質量を上げることに依存している。しかしな
がら、これらの方法による効果は不十分であって限界が
あった。例えば、冷却液を用いた方法は、Ｘ線管の陽極
端が冷却液に対して十分に露出していない場合には不適
当である。同様に、ターゲットを修正する方法は、走査
システムに対するスペース上の制約によって陽極ターゲ
ットの直径が極端に制限されるため、一般的に不適当で
ある。さらに、電子ビームが実際に陽極ターゲットに衝
突するターゲットトラックからターゲットのその他の部
分へ特定の有限時間以内で熱が伝導する必要がある。
【０００７】従って、低温で動作するＸ線管用ベアリン
グを備えており、真空グリース等の潤滑剤の使用可能な
デバイスが必要である。これによって、ベアリングのノ
イズを低減させて、ロータ回転数を高めることができ
る。ロータ回転数が高まれば、今度は、電子ビームによ
って発生するＸ線管ターゲットの衝突温度が大きく低下
するので、Ｘ線管の動作寿命が伸びる。
グを備えており、真空グリース等の潤滑剤の使用可能な
デバイスが必要である。これによって、ベアリングのノ
イズを低減させて、ロータ回転数を高めることができ
る。ロータ回転数が高まれば、今度は、電子ビームによ
って発生するＸ線管ターゲットの衝突温度が大きく低下
するので、Ｘ線管の動作寿命が伸びる。
【０００８】
【発明の概要】本発明は、低温で動作するベアリングに
高定常パワーを供給することによって、上述の問題を打
開し、Ｘ線管のスループットを上げることができる。従
って、本発明の目的は、Ｘ線を生成するＸ線生成装置
（１２）を提供することであって、Ｘ線生成装置（１
２）は、真空チャンバーを内側に有する真空容器（４
４）と、真空チャンバー内に配置される陽極アセンブリ
（４０）であって、ターゲット（４８）を含む、当該陽
極アセンブリ（４０）と、真空チャンバー内に前記陽極
アセンブリ（４０）から離れて配置される陰極アセンブ
リ（４２）であって、陽極アセンブリ（４０）のターゲ
ット（４８）に衝突する電子を発するように構成され
て、Ｘ線と残りの熱エネルギーを発生する、当該陰極ア
センブリ（４２）と、ベアリングアセンブリ（５０）に
よって真空容器（４４）に接続されるシャフト（５８）
であって、シャフト（５８）は第１の端と第２の端を有
し、第１の端は前記ターゲット（４８）を支える支持部
材を有する、当該シャフト（５８）と、シャフト（５
８）の第２の端の近傍に配置され、熱を伝達する温度勾
配デバイス（７２）であって、シャフト（５８）の第２
の端から熱を除去することができる、当該温度勾配デバ
イス（７２）を備える。
高定常パワーを供給することによって、上述の問題を打
開し、Ｘ線管のスループットを上げることができる。従
って、本発明の目的は、Ｘ線を生成するＸ線生成装置
（１２）を提供することであって、Ｘ線生成装置（１
２）は、真空チャンバーを内側に有する真空容器（４
４）と、真空チャンバー内に配置される陽極アセンブリ
（４０）であって、ターゲット（４８）を含む、当該陽
極アセンブリ（４０）と、真空チャンバー内に前記陽極
アセンブリ（４０）から離れて配置される陰極アセンブ
リ（４２）であって、陽極アセンブリ（４０）のターゲ
ット（４８）に衝突する電子を発するように構成され
て、Ｘ線と残りの熱エネルギーを発生する、当該陰極ア
センブリ（４２）と、ベアリングアセンブリ（５０）に
よって真空容器（４４）に接続されるシャフト（５８）
であって、シャフト（５８）は第１の端と第２の端を有
し、第１の端は前記ターゲット（４８）を支える支持部
材を有する、当該シャフト（５８）と、シャフト（５
８）の第２の端の近傍に配置され、熱を伝達する温度勾
配デバイス（７２）であって、シャフト（５８）の第２
の端から熱を除去することができる、当該温度勾配デバ
イス（７２）を備える。
【０００９】本発明の一態様によれば、Ｘ線生成装置
（１２）は、温度勾配デバイス（７２）の近傍に配置さ
れて熱を伝達するフィン構造（８０）をさらに備え、フ
ィン構造（８０）は、温度勾配デバイス（７２）を対流
冷却するように動作可能である。
（１２）は、温度勾配デバイス（７２）の近傍に配置さ
れて熱を伝達するフィン構造（８０）をさらに備え、フ
ィン構造（８０）は、温度勾配デバイス（７２）を対流
冷却するように動作可能である。
【００１０】本発明の一態様によれば、シャフト（５
８）は、シャフト（５８）内に配置されたヒートパイプ
（６２）をさらに備える。
８）は、シャフト（５８）内に配置されたヒートパイプ
（６２）をさらに備える。
【００１１】本発明の一態様によれば、ヒートパイプ
（６２）は、エバポレータ端（７０）とコンデンサ端
（６８）と毛細管状の芯構造の内壁をさらに備え、毛細
管状の芯構造は、ヒートパイプのコンデンサ端（６８）
からエバポレータ端（７０）まで流体を移動させること
ができる。
（６２）は、エバポレータ端（７０）とコンデンサ端
（６８）と毛細管状の芯構造の内壁をさらに備え、毛細
管状の芯構造は、ヒートパイプのコンデンサ端（６８）
からエバポレータ端（７０）まで流体を移動させること
ができる。
【００１２】本発明の一態様によれば、温度勾配デバイ
ス（７２）とフィン構造（８０）が、ベアリングアセン
ブリ（５０）とシャフト（５８）の動作温度を約４０℃
から約１００℃低下させる。
ス（７２）とフィン構造（８０）が、ベアリングアセン
ブリ（５０）とシャフト（５８）の動作温度を約４０℃
から約１００℃低下させる。
【００１３】本発明の別の目的は、Ｘ線を生成するＸ線
生成装置（１２）を提供することであって、Ｘ線生成装
置（１２）は、真空チャンバーを内側に有する真空容器
（４４）と、真空チャンバー内に配置される陽極アセン
ブリ（４０）であって、ターゲット（４８）を含む、当
該陽極アセンブリと、真空チャンバー内に陽極アセンブ
リ（４０）から離れて配置される陰極アセンブリ（４
２）であって、陽極アセンブリ（４０）のターゲット
（４８）に衝突する電子を発するように構成されて、Ｘ
線と残りの熱エネルギーを生成する、当該陰極アセンブ
リ４２と、ベアリングアセンブリ（５０）によって真空
容器４４に接続されるシャフト（５８）であって、シャ
フト（５８）は第１の端と第２の端を有し、第１の端は
ターゲット（４８）を支える支持部材を有する、当該シ
ャフト（５８）と、シャフト（５８）の第２の端の近傍
に配置され、熱を伝達する温度勾配デバイス（７２）で
あって、前記温度勾配デバイス（７２）はシャフト（５
８）の第２の端から熱を除去することができる、当該温
度勾配デバイス（７２）と、温度勾配デバイス（７２）
の近傍に配置されて、熱を伝達するフィン構造（８０）
であって、温度勾配デバイス（７２）を対流冷却するよ
うに動作可能な当該フィン構造８０を備える。
生成装置（１２）を提供することであって、Ｘ線生成装
置（１２）は、真空チャンバーを内側に有する真空容器
（４４）と、真空チャンバー内に配置される陽極アセン
ブリ（４０）であって、ターゲット（４８）を含む、当
該陽極アセンブリと、真空チャンバー内に陽極アセンブ
リ（４０）から離れて配置される陰極アセンブリ（４
２）であって、陽極アセンブリ（４０）のターゲット
（４８）に衝突する電子を発するように構成されて、Ｘ
線と残りの熱エネルギーを生成する、当該陰極アセンブ
リ４２と、ベアリングアセンブリ（５０）によって真空
容器４４に接続されるシャフト（５８）であって、シャ
フト（５８）は第１の端と第２の端を有し、第１の端は
ターゲット（４８）を支える支持部材を有する、当該シ
ャフト（５８）と、シャフト（５８）の第２の端の近傍
に配置され、熱を伝達する温度勾配デバイス（７２）で
あって、前記温度勾配デバイス（７２）はシャフト（５
８）の第２の端から熱を除去することができる、当該温
度勾配デバイス（７２）と、温度勾配デバイス（７２）
の近傍に配置されて、熱を伝達するフィン構造（８０）
であって、温度勾配デバイス（７２）を対流冷却するよ
うに動作可能な当該フィン構造８０を備える。
【００１４】本発明のさらに別の目的は、ターゲット
（４８）を有する陽極アセンブリ（４０）と、陽極アセ
ンブリ（４０）から離れた位置にあり、ターゲット（４
８）に衝突する電子を発するように構成されて、Ｘ線と
残りの熱エネルギーを生成する陰極アセンブリ（４２）
と、ベアリングアセンブリ（５０）によって支えられる
回転シャフト（５８）を備えるＸ線生成装置（１２）と
共に使われる熱エネルギー伝達装置であって、熱エネル
ギー伝達装置は、シャフト（５８）の一方の端の近傍に
配置されて熱を伝達する温度勾配デバイス（７２）であ
って、シャフト（５８）の端から熱を除去できる、当該
温度勾配デバイス（７２）と、温度勾配デバイス（７
２）の近傍に配置されて熱を伝達するフィン構造（８
０）であって、温度勾配デバイス（７２）を対流冷却す
ることができる、当該フィン構造（８０）を備える。
（４８）を有する陽極アセンブリ（４０）と、陽極アセ
ンブリ（４０）から離れた位置にあり、ターゲット（４
８）に衝突する電子を発するように構成されて、Ｘ線と
残りの熱エネルギーを生成する陰極アセンブリ（４２）
と、ベアリングアセンブリ（５０）によって支えられる
回転シャフト（５８）を備えるＸ線生成装置（１２）と
共に使われる熱エネルギー伝達装置であって、熱エネル
ギー伝達装置は、シャフト（５８）の一方の端の近傍に
配置されて熱を伝達する温度勾配デバイス（７２）であ
って、シャフト（５８）の端から熱を除去できる、当該
温度勾配デバイス（７２）と、温度勾配デバイス（７
２）の近傍に配置されて熱を伝達するフィン構造（８
０）であって、温度勾配デバイス（７２）を対流冷却す
ることができる、当該フィン構造（８０）を備える。
【００１５】本発明のさらに別の目的は、ターゲット
（４８）を有する陽極アセンブリ（３４）と、陽極アセ
ンブリ（３４）から離れた位置にあって、ターゲット
（４８）に衝突する電子を発するように構成されて、Ｘ
線と残りの熱エネルギーを生成する陰極アセンブリ（４
２）と、ベアリングアセンブリ（５０）によって支えら
れる回転シャフト（５８）を備えるＸ線生成装置（１
２）と共に使われる熱エネルギー伝達装置を提供するこ
とであって、熱エネルギー伝達装置は、シャフト（５
８）の一方の端の近傍に配置されて熱を伝達するペルテ
ィエ式デバイスであって、シャフト（５８）の端から熱
を除去するように動作可能なペルティエ式デバイスと、
ペルティエ式デバイスの近傍に配置されて熱を伝達する
フィン構造（８０）であって、ペルティエ式デバイスを
対流冷却することができる、当該フィン構造（８０）を
備える。
（４８）を有する陽極アセンブリ（３４）と、陽極アセ
ンブリ（３４）から離れた位置にあって、ターゲット
（４８）に衝突する電子を発するように構成されて、Ｘ
線と残りの熱エネルギーを生成する陰極アセンブリ（４
２）と、ベアリングアセンブリ（５０）によって支えら
れる回転シャフト（５８）を備えるＸ線生成装置（１
２）と共に使われる熱エネルギー伝達装置を提供するこ
とであって、熱エネルギー伝達装置は、シャフト（５
８）の一方の端の近傍に配置されて熱を伝達するペルテ
ィエ式デバイスであって、シャフト（５８）の端から熱
を除去するように動作可能なペルティエ式デバイスと、
ペルティエ式デバイスの近傍に配置されて熱を伝達する
フィン構造（８０）であって、ペルティエ式デバイスを
対流冷却することができる、当該フィン構造（８０）を
備える。
【００１６】本発明のさらに別の目的は、Ｘ線システム
を提供することであって、真空チャンバーを内側に有す
る真空容器（４４）と、真空チャンバー内に配置される
電子源であって、電子を発するように動作可能な当該電
子源と、真空チャンバー内に配置されるＸ線源であっ
て、電子源によって発せられた電子を受け取るように動
作可能であって、Ｘ線と残りの熱エネルギーを生成す
る、当該Ｘ線源と、ベアリングアセンブリによって真空
容器に接続されるシャフト（５８）であって、第１の端
と第２の端を有し、第１の端はＸ線源を支える支持部材
を有する、当該シャフト（５８）と、シャフト（５８）
の第２の端の近傍に配置されて熱を伝達する熱エネルギ
ー伝達装置であって、シャフト（５８）の第２の端から
熱を除去することができる、当該熱エネルギー伝達装置
を備える。
を提供することであって、真空チャンバーを内側に有す
る真空容器（４４）と、真空チャンバー内に配置される
電子源であって、電子を発するように動作可能な当該電
子源と、真空チャンバー内に配置されるＸ線源であっ
て、電子源によって発せられた電子を受け取るように動
作可能であって、Ｘ線と残りの熱エネルギーを生成す
る、当該Ｘ線源と、ベアリングアセンブリによって真空
容器に接続されるシャフト（５８）であって、第１の端
と第２の端を有し、第１の端はＸ線源を支える支持部材
を有する、当該シャフト（５８）と、シャフト（５８）
の第２の端の近傍に配置されて熱を伝達する熱エネルギ
ー伝達装置であって、シャフト（５８）の第２の端から
熱を除去することができる、当該熱エネルギー伝達装置
を備える。
【００１７】本発明の一態様によれば、熱エネルギー伝
達装置は、シャフト（５８）の第２の端の近傍に配置さ
れて熱を伝達し、熱エネルギー伝達装置は、シャフト
（５８）の第２の端から熱を除去するように動作可能で
ある温度勾配デバイス（７２）をさらに備える。
達装置は、シャフト（５８）の第２の端の近傍に配置さ
れて熱を伝達し、熱エネルギー伝達装置は、シャフト
（５８）の第２の端から熱を除去するように動作可能で
ある温度勾配デバイス（７２）をさらに備える。
【００１８】本発明の一態様によれば、熱エネルギー伝
達装置は、温度勾配デバイス（７２）の近傍に配置さ
れ、熱を伝達するフィン構造（８０）であって、温度勾
配デバイス（７２）を対流冷却するように動作可能であ
る、当該フィン構造（８０）をさらに備える。
達装置は、温度勾配デバイス（７２）の近傍に配置さ
れ、熱を伝達するフィン構造（８０）であって、温度勾
配デバイス（７２）を対流冷却するように動作可能であ
る、当該フィン構造（８０）をさらに備える。
【００１９】本発明のさらに別の目的は、Ｘ線システム
を提供することであって、真空チャンバーを内側に有す
る真空容器（４４）と、真空チャンバー内に配置される
電子源であって、電子を発するように動作可能な当該電
子源と、真空チャンバー内に配置されるＸ線源であっ
て、Ｘ線源は前記電子源によって発せられた電子を受け
取るように動作可能であって、Ｘ線と残りの熱エネルギ
ーを生成する、当該Ｘ線源と、ベアリングアセンブリに
よって真空容器に接続される回転シャフト（５８）であ
って、シャフト（５８）は第１の端と第２の端を有し、
第１の端はＸ線源を支える支持部材を有する、当該シャ
フト（５８）と、シャフト（５８）の第２の端の近傍に
配置されて熱を伝達する温度勾配デバイス（７２）であ
って、シャフト５８の第２の端から熱を除去することが
できる、当該温度勾配デバイス（７２）と、温度勾配デ
バイス（７２）の近傍に配置されて熱を伝達するフィン
構造（８０）であって、温度勾配デバイス（７２）を対
流冷却するように動作可能である、当該フィン構造（８
０）を備える。
を提供することであって、真空チャンバーを内側に有す
る真空容器（４４）と、真空チャンバー内に配置される
電子源であって、電子を発するように動作可能な当該電
子源と、真空チャンバー内に配置されるＸ線源であっ
て、Ｘ線源は前記電子源によって発せられた電子を受け
取るように動作可能であって、Ｘ線と残りの熱エネルギ
ーを生成する、当該Ｘ線源と、ベアリングアセンブリに
よって真空容器に接続される回転シャフト（５８）であ
って、シャフト（５８）は第１の端と第２の端を有し、
第１の端はＸ線源を支える支持部材を有する、当該シャ
フト（５８）と、シャフト（５８）の第２の端の近傍に
配置されて熱を伝達する温度勾配デバイス（７２）であ
って、シャフト５８の第２の端から熱を除去することが
できる、当該温度勾配デバイス（７２）と、温度勾配デ
バイス（７２）の近傍に配置されて熱を伝達するフィン
構造（８０）であって、温度勾配デバイス（７２）を対
流冷却するように動作可能である、当該フィン構造（８
０）を備える。
【００２０】一実施形態では、Ｘ線を生成するＸ線生成
装置には、真空チャンバーを内側に有する真空容器と、
真空チャンバー内に配置されてターゲットを含む陽極ア
センブリと、真空チャンバー内に陽極アセンブリから離
れて配置されて陽極アセンブリのターゲットに衝突する
電子を発するように構成され、Ｘ線と残りの熱エネルギ
ーを生成する陰極アセンブリと、ベアリングアセンブリ
によって真空容器に接続され、第１の端と第２の端のう
ち第１の端がターゲットを支える支持部材を持つシャフ
トと、シャフトの第２の端の近傍に配置されて熱を伝達
して、シャフトの第２の端から熱を除去するように動作
可能である温度勾配デバイスと、温度勾配デバイスの近
傍に配置されて熱を伝達し、温度勾配デバイスを対流冷
却するように動作可能であるフィン構造とが含まれる。
装置には、真空チャンバーを内側に有する真空容器と、
真空チャンバー内に配置されてターゲットを含む陽極ア
センブリと、真空チャンバー内に陽極アセンブリから離
れて配置されて陽極アセンブリのターゲットに衝突する
電子を発するように構成され、Ｘ線と残りの熱エネルギ
ーを生成する陰極アセンブリと、ベアリングアセンブリ
によって真空容器に接続され、第１の端と第２の端のう
ち第１の端がターゲットを支える支持部材を持つシャフ
トと、シャフトの第２の端の近傍に配置されて熱を伝達
して、シャフトの第２の端から熱を除去するように動作
可能である温度勾配デバイスと、温度勾配デバイスの近
傍に配置されて熱を伝達し、温度勾配デバイスを対流冷
却するように動作可能であるフィン構造とが含まれる。
【００２１】別の実施形態では、ターゲットを有する陽
極アセンブリと、真空チャンバー内に陽極アセンブリか
ら離れて配置されて陽極アセンブリのターゲットに衝突
する電子を発するように構成されており、Ｘ線と残りの
熱エネルギーを生成する陰極アセンブリと、ベアリング
アセンブリによって支えられる回転シャフトを備えるＸ
線生成装置と共に使用される熱エネルギー伝達装置は、
シャフトの一方の端の近傍に配置されて熱を伝達して、
シャフトのその端から熱を除去するように動作可能であ
る温度勾配デバイスと、その温度勾配デバイスの近傍に
配置されて熱を伝達して温度勾配デバイスを対流冷却す
るように動作可能なフィン構造を備える。
極アセンブリと、真空チャンバー内に陽極アセンブリか
ら離れて配置されて陽極アセンブリのターゲットに衝突
する電子を発するように構成されており、Ｘ線と残りの
熱エネルギーを生成する陰極アセンブリと、ベアリング
アセンブリによって支えられる回転シャフトを備えるＸ
線生成装置と共に使用される熱エネルギー伝達装置は、
シャフトの一方の端の近傍に配置されて熱を伝達して、
シャフトのその端から熱を除去するように動作可能であ
る温度勾配デバイスと、その温度勾配デバイスの近傍に
配置されて熱を伝達して温度勾配デバイスを対流冷却す
るように動作可能なフィン構造を備える。
【００２２】さらに別の実施形態では、Ｘ線システムに
は、真空チャンバーを内側に有する真空容器と、真空チ
ャンバー内に配置されて電子を発するように動作可能な
電子源と、真空チャンバー内に配置されて電子源によっ
て発せられた電子を受け取るように動作可能でＸ線と残
りの熱エネルギーを生成するＸ線源と、ベアリングアセ
ンブリによって真空容器に接続され、第１と第２の端の
うち第１の端にＸ線源を支える支持部材を持つシャフト
と、シャフトの第２の端の近傍に配置されて熱を伝達し
て、そのシャフトの第２の端から熱を除去するように動
作可能な熱エネルギー伝達装置とが含まれる。
は、真空チャンバーを内側に有する真空容器と、真空チ
ャンバー内に配置されて電子を発するように動作可能な
電子源と、真空チャンバー内に配置されて電子源によっ
て発せられた電子を受け取るように動作可能でＸ線と残
りの熱エネルギーを生成するＸ線源と、ベアリングアセ
ンブリによって真空容器に接続され、第１と第２の端の
うち第１の端にＸ線源を支える支持部材を持つシャフト
と、シャフトの第２の端の近傍に配置されて熱を伝達し
て、そのシャフトの第２の端から熱を除去するように動
作可能な熱エネルギー伝達装置とが含まれる。
【００２３】
【発明の実施の形態】本発明の熱エネルギー伝達装置
は、Ｘ線管のシャフト／ベアリングアセンブリの近傍に
配置されて、熱的な伝達を行う。この熱エネルギー伝達
装置は、例えば、ペルティエ式デバイス等の温度勾配デ
バイスであって、シャフト／ベアリングアセンブリから
熱を除去することによってＸ線管の定常パワー性能を高
めることができる。
は、Ｘ線管のシャフト／ベアリングアセンブリの近傍に
配置されて、熱的な伝達を行う。この熱エネルギー伝達
装置は、例えば、ペルティエ式デバイス等の温度勾配デ
バイスであって、シャフト／ベアリングアセンブリから
熱を除去することによってＸ線管の定常パワー性能を高
めることができる。
【００２４】図１を参照すると、Ｘ線生成装置、即ち、
Ｘ線管１２を備えるＸ線管アセンブリユニット１０に
は、陽極アセンブリ１４と、陰極アセンブリ１６と、陽
極アセンブリ１４と陰極アセンブリ１６の間にある中央
部１８が含まれる。Ｘ線管１２は、ケーシング２２で形
成されて液体で満たされたチャンバー２０中のアセンブ
リユニット１０の中央部１８内に配置される。ケーシン
グ２２は、例えば、アルミニウム製でよい。チャンバー
２０は、例えば、ケーシング２２内全体を循環する絶縁
性油(dielectric oil)で満たされているので、動作中の
Ｘ線管１２を冷却し、さらに、Ｘ線管１２内の高い帯電
荷からケーシング２２を絶縁する。オプションとして、
ケーシング２２を鉛で裏打ちしてもよい。別の方法によ
れば、乳房撮影法(mammography)のアプリケーションで
は、上記真空容器は、例えば、大気によって直接冷却さ
れる。また、アセンブリユニット１０の中央部１８の一
側面にラジエータ２４を備えることによって、循環する
液体２６を冷却することが好ましい。適切なポンプ２
８、例えば、オイルポンプによって、チャンバー２０と
ラジエータ２４に液体２６を送り込んでもよい。一対の
ファン３０、３２をラジエータ２４に接続することによ
って、高温の液体２６がラジエータ２４に流れ込んでき
たときに冷却用エアフローをラジエータに供給するよう
にすることが好ましい。オプションとして、アセンブリ
ユニット１０への電気的接続は、陽極レセプタクル３４
と陰極レセプタクル３６によってなされる。Ｘ線は、Ｘ
線管アセンブリユニット１０の中央部１８のケーシング
２２のＸ線透過口３８から放出される。
Ｘ線管１２を備えるＸ線管アセンブリユニット１０に
は、陽極アセンブリ１４と、陰極アセンブリ１６と、陽
極アセンブリ１４と陰極アセンブリ１６の間にある中央
部１８が含まれる。Ｘ線管１２は、ケーシング２２で形
成されて液体で満たされたチャンバー２０中のアセンブ
リユニット１０の中央部１８内に配置される。ケーシン
グ２２は、例えば、アルミニウム製でよい。チャンバー
２０は、例えば、ケーシング２２内全体を循環する絶縁
性油(dielectric oil)で満たされているので、動作中の
Ｘ線管１２を冷却し、さらに、Ｘ線管１２内の高い帯電
荷からケーシング２２を絶縁する。オプションとして、
ケーシング２２を鉛で裏打ちしてもよい。別の方法によ
れば、乳房撮影法(mammography)のアプリケーションで
は、上記真空容器は、例えば、大気によって直接冷却さ
れる。また、アセンブリユニット１０の中央部１８の一
側面にラジエータ２４を備えることによって、循環する
液体２６を冷却することが好ましい。適切なポンプ２
８、例えば、オイルポンプによって、チャンバー２０と
ラジエータ２４に液体２６を送り込んでもよい。一対の
ファン３０、３２をラジエータ２４に接続することによ
って、高温の液体２６がラジエータ２４に流れ込んでき
たときに冷却用エアフローをラジエータに供給するよう
にすることが好ましい。オプションとして、アセンブリ
ユニット１０への電気的接続は、陽極レセプタクル３４
と陰極レセプタクル３６によってなされる。Ｘ線は、Ｘ
線管アセンブリユニット１０の中央部１８のケーシング
２２のＸ線透過口３８から放出される。
【００２５】図２を参照すると、Ｘ線生成装置、即ち、
Ｘ線管１２には、真空容器４４内に配置された陽極アセ
ンブリ４０と陰極アセンブリ４２が含まれる。真空容器
４４は、例えば、ステンレス製や銅製やガラス製であ
る。医療のアプリケーションでは、オプションとして、
陽極アセンブリ４０は回転してもよい。ステータ４６
は、陽極アセンブリ４０の近辺で真空容器４４上に配置
される。陽極アセンブリ４０と陰極アセンブリ４２とを
接続し、これらの陽極アセンブリ４０と陰極アセンブリ
４２間に約２０キロボルトから約１４０キロボルトの電
位差を生み出すための電気回路を活性化させると、電子
が陰極アセンブリ４２から陽極アセンブリ４０に向か
う。電子は陽極アセンブリ４０のターゲットゾーン内に
ある焦点に衝突して、高周波の電磁波、即ち、Ｘ線と後
方散乱した電子と残存エネルギーが生み出される。この
残存エネルギーは、Ｘ線管１２内の要素によって熱とし
て吸収される。Ｘ線は、真空チャンバー４４内の真空を
通り、透過口３８（図１）を通ってケーシング２２（図
１）の外に出て、焦点のアラインメントパスに沿って撮
像対象に向かう。透過口３８は、ベリリウムやチタンや
アルミニウムやその他の適切なＸ線透過金属で作られ
る。この透過口３８と、オプションとして、それに関連
する開口部やフィルタによってＸ線は平行になるので、
例えば、患者が受ける放射線量が減ることになる。ＣＴ
のアプリケーションでは、Ｘ線の診断用エネルギーの有
効範囲は、例えば、約６０キロ電子ボルトから約１４０
キロ電子ボルトである。乳房撮影のアプリケーションで
のＸ線の診断用エネルギーの有効範囲は、約２０キロ電
子ボルトから約５０キロ電子ボルトである。Ｘ線管１２
を利用したＸ線システムは、特に、乳房撮影とＸ線撮影
と血管造影とＸ線透視と脈管撮影と移動式Ｘ線撮影と工
業向けＸ線のアプリケーションで用いられることができ
る。
Ｘ線管１２には、真空容器４４内に配置された陽極アセ
ンブリ４０と陰極アセンブリ４２が含まれる。真空容器
４４は、例えば、ステンレス製や銅製やガラス製であ
る。医療のアプリケーションでは、オプションとして、
陽極アセンブリ４０は回転してもよい。ステータ４６
は、陽極アセンブリ４０の近辺で真空容器４４上に配置
される。陽極アセンブリ４０と陰極アセンブリ４２とを
接続し、これらの陽極アセンブリ４０と陰極アセンブリ
４２間に約２０キロボルトから約１４０キロボルトの電
位差を生み出すための電気回路を活性化させると、電子
が陰極アセンブリ４２から陽極アセンブリ４０に向か
う。電子は陽極アセンブリ４０のターゲットゾーン内に
ある焦点に衝突して、高周波の電磁波、即ち、Ｘ線と後
方散乱した電子と残存エネルギーが生み出される。この
残存エネルギーは、Ｘ線管１２内の要素によって熱とし
て吸収される。Ｘ線は、真空チャンバー４４内の真空を
通り、透過口３８（図１）を通ってケーシング２２（図
１）の外に出て、焦点のアラインメントパスに沿って撮
像対象に向かう。透過口３８は、ベリリウムやチタンや
アルミニウムやその他の適切なＸ線透過金属で作られ
る。この透過口３８と、オプションとして、それに関連
する開口部やフィルタによってＸ線は平行になるので、
例えば、患者が受ける放射線量が減ることになる。ＣＴ
のアプリケーションでは、Ｘ線の診断用エネルギーの有
効範囲は、例えば、約６０キロ電子ボルトから約１４０
キロ電子ボルトである。乳房撮影のアプリケーションで
のＸ線の診断用エネルギーの有効範囲は、約２０キロ電
子ボルトから約５０キロ電子ボルトである。Ｘ線管１２
を利用したＸ線システムは、特に、乳房撮影とＸ線撮影
と血管造影とＸ線透視と脈管撮影と移動式Ｘ線撮影と工
業向けＸ線のアプリケーションで用いられることができ
る。
【００２６】図３を参照すると、一実施形態のＸ線管１
２（図１と図２）の陽極アセンブリ４０には、一般的
に、ターゲット４８とベアリングアセンブリ５０が含ま
れる。ベアリングアセンブリ５０には、ベアリングサポ
ート５２とベアリングボール５４とベアリングレース５
６が含まれる。ターゲット４８は超硬合金製の金属ディ
スクであって、オプションとして、それに黒鉛をろう材
によって付けることもできる。ターゲット４８は、タン
グステンやタングステン合金等のなるべく原子番号の大
きい超硬合金で作られることが好ましい。ターゲット４
８は、陽極アセンブリ４２（図２）から発せられた電子
が衝突する表面を備えており、Ｘ線と残存熱エネルギー
を生みだす。オプションとして、ターゲット４８は、コ
ネクタ６０によってターゲット４８に接続されるシャフ
ト５８の回転よって回転する。ターゲット４８が回転す
ると、電子が衝突するターゲット４８の領域が分散す
る。ベアリングサポート５２は、陽極アセンブリ４０を
支える円筒形の管である。ベアリングボール５４とベア
リングレース５６は、ベアリングサポート５２内に配置
され、シャフト５８を回転運動させることによってター
ゲット４８を回転運動させる。ベアリングボール５４と
ベアリングレース５６は、一般的に、工具鋼やその他の
適切な金属でできており、過度の熱によって軟化したり
変形する可能性もある。その結果、ベアリングボール５
４とベアリングレース５６から熱を除去することが、陽
極アセンブリ４０の正確な回転運動にとって、ひいては
Ｘ線管１２の正確な動作にとって重要である。
２（図１と図２）の陽極アセンブリ４０には、一般的
に、ターゲット４８とベアリングアセンブリ５０が含ま
れる。ベアリングアセンブリ５０には、ベアリングサポ
ート５２とベアリングボール５４とベアリングレース５
６が含まれる。ターゲット４８は超硬合金製の金属ディ
スクであって、オプションとして、それに黒鉛をろう材
によって付けることもできる。ターゲット４８は、タン
グステンやタングステン合金等のなるべく原子番号の大
きい超硬合金で作られることが好ましい。ターゲット４
８は、陽極アセンブリ４２（図２）から発せられた電子
が衝突する表面を備えており、Ｘ線と残存熱エネルギー
を生みだす。オプションとして、ターゲット４８は、コ
ネクタ６０によってターゲット４８に接続されるシャフ
ト５８の回転よって回転する。ターゲット４８が回転す
ると、電子が衝突するターゲット４８の領域が分散す
る。ベアリングサポート５２は、陽極アセンブリ４０を
支える円筒形の管である。ベアリングボール５４とベア
リングレース５６は、ベアリングサポート５２内に配置
され、シャフト５８を回転運動させることによってター
ゲット４８を回転運動させる。ベアリングボール５４と
ベアリングレース５６は、一般的に、工具鋼やその他の
適切な金属でできており、過度の熱によって軟化したり
変形する可能性もある。その結果、ベアリングボール５
４とベアリングレース５６から熱を除去することが、陽
極アセンブリ４０の正確な回転運動にとって、ひいては
Ｘ線管１２の正確な動作にとって重要である。
【００２７】オプションとして、陽極アセンブリ４０
は、シャフト５８内に同軸で配置されたヒートパイプ６
２を備えていてもよい。このヒートパイプ６２は、例え
ば、流体が部分的に充填された中が空洞で密閉された金
属パイプである。ヒートパイプ６２は、銅やチタンやモ
ネル(monel)やタングステンやその他の適切な高温の熱
伝導率の高い金属でできている。ヒートパイプ６２の中
には、例えば、水やアルコールや窒素やアンモニアやナ
トリウムや、低温から溶融状態までの温度範囲のリチウ
ムに至るその他の適切な流体が含まれている。ヒートパ
イプは、宇宙関連のエレクトロニクス冷却のアプリケー
ションとその他の高熱溶剤のアプリケーションで幅広く
利用されてきた。例えば、ヒートパイプは、人工衛星と
ラップトップコンピュータと太陽熱発電機で使われてい
るものが可能である。ヒートパイプは、非常に高熱の溶
剤や熱的負荷を小断面積で消散させることができる。ヒ
ートパイプの有効熱伝導率は非常に高く、類似の固体の
銅コンダクタの約１０倍から約１００００倍よりも大き
な熱伝導率を有し、熱源からヒートシンクに大量の熱を
伝達する。好都合なことに、ヒートパイプは完全に受動
的であって、最小の温度勾配で熱源からヒートシンクに
熱を伝えたり、表面を等温化するのに利用される。ヒー
トパイプ６２は、毛細管状の芯構造を利用することによ
って、重力に逆らって、コンデンサ（圧縮器側）端６８
からエバポレータ（蒸発器側）端７０まで流体を移動さ
せることができる。陽極アセンブリ４０のベアリングシ
ャフト５８の内腔からの熱は、ヒートパイプ６２のエバ
ポレータ端７０に入り、そこで流体が蒸発するので、ヒ
ートパイプ６２中に圧力勾配ができる。この圧力勾配に
よって、蒸発した気体がヒートパイプ６２の空洞の中心
部を通って温度の低いコンデンサ端６８まで押しやら
れ、そこで気体が液化して潜熱が放出される。そして、
この液体は、毛細管作用によってヒートパイプ６２内壁
の毛細管状の芯構造を通って再びエバポレータ端７０ま
で運ばれて循環が継続する。
は、シャフト５８内に同軸で配置されたヒートパイプ６
２を備えていてもよい。このヒートパイプ６２は、例え
ば、流体が部分的に充填された中が空洞で密閉された金
属パイプである。ヒートパイプ６２は、銅やチタンやモ
ネル(monel)やタングステンやその他の適切な高温の熱
伝導率の高い金属でできている。ヒートパイプ６２の中
には、例えば、水やアルコールや窒素やアンモニアやナ
トリウムや、低温から溶融状態までの温度範囲のリチウ
ムに至るその他の適切な流体が含まれている。ヒートパ
イプは、宇宙関連のエレクトロニクス冷却のアプリケー
ションとその他の高熱溶剤のアプリケーションで幅広く
利用されてきた。例えば、ヒートパイプは、人工衛星と
ラップトップコンピュータと太陽熱発電機で使われてい
るものが可能である。ヒートパイプは、非常に高熱の溶
剤や熱的負荷を小断面積で消散させることができる。ヒ
ートパイプの有効熱伝導率は非常に高く、類似の固体の
銅コンダクタの約１０倍から約１００００倍よりも大き
な熱伝導率を有し、熱源からヒートシンクに大量の熱を
伝達する。好都合なことに、ヒートパイプは完全に受動
的であって、最小の温度勾配で熱源からヒートシンクに
熱を伝えたり、表面を等温化するのに利用される。ヒー
トパイプ６２は、毛細管状の芯構造を利用することによ
って、重力に逆らって、コンデンサ（圧縮器側）端６８
からエバポレータ（蒸発器側）端７０まで流体を移動さ
せることができる。陽極アセンブリ４０のベアリングシ
ャフト５８の内腔からの熱は、ヒートパイプ６２のエバ
ポレータ端７０に入り、そこで流体が蒸発するので、ヒ
ートパイプ６２中に圧力勾配ができる。この圧力勾配に
よって、蒸発した気体がヒートパイプ６２の空洞の中心
部を通って温度の低いコンデンサ端６８まで押しやら
れ、そこで気体が液化して潜熱が放出される。そして、
この液体は、毛細管作用によってヒートパイプ６２内壁
の毛細管状の芯構造を通って再びエバポレータ端７０ま
で運ばれて循環が継続する。
【００２８】オプションとして、ヒートパイプ６２を利
用する陽極アセンブリ４０には、ベアリングサポート５
２内に配置されたプラグ６６と波形ベローズ６４が含ま
れていてもよい。この波形ベローズ６４は、ヒートパイ
プ６２のコンデンサ端６８近傍であって、その端部の周
囲に同軸配置された金属製構造物である。波形ベローズ
(corrugated bellows)６４によってヒートパイプ６２が
ぴったりと封止される。波形ベローズ６４はヒートシン
クの機能も果たすものであって、ターゲット４８とベア
リングアセンブリ５０から熱を除去する。波形ベローズ
６４はあらゆる熱伝導率の高い適切な金属でできてい
る。同様に、プラグ６６は、銅等の熱伝導率の高い金属
でできた構造物で、波形ベローズ６４の近傍に配置され
て、熱を伝達する。プラグ６６もヒートシンクの機能を
果たし、ターゲット４８とベアリングアセンブリ５０か
ら熱を除去する。波形ベローズ６４とプラグ６６は空洞
内に配置され、その空洞にはガリウム等の熱伝導率の高
い液体が満たされる。
用する陽極アセンブリ４０には、ベアリングサポート５
２内に配置されたプラグ６６と波形ベローズ６４が含ま
れていてもよい。この波形ベローズ６４は、ヒートパイ
プ６２のコンデンサ端６８近傍であって、その端部の周
囲に同軸配置された金属製構造物である。波形ベローズ
(corrugated bellows)６４によってヒートパイプ６２が
ぴったりと封止される。波形ベローズ６４はヒートシン
クの機能も果たすものであって、ターゲット４８とベア
リングアセンブリ５０から熱を除去する。波形ベローズ
６４はあらゆる熱伝導率の高い適切な金属でできてい
る。同様に、プラグ６６は、銅等の熱伝導率の高い金属
でできた構造物で、波形ベローズ６４の近傍に配置され
て、熱を伝達する。プラグ６６もヒートシンクの機能を
果たし、ターゲット４８とベアリングアセンブリ５０か
ら熱を除去する。波形ベローズ６４とプラグ６６は空洞
内に配置され、その空洞にはガリウム等の熱伝導率の高
い液体が満たされる。
【００２９】上述したように、Ｘ線管１２の陰極アセン
ブリ４２によって生成された一次電子ビームは、ターゲ
ット４８に大きな熱的負荷を与える。実際、動作中にタ
ーゲットは赤熱の光を放つ。一般的に、一次電子ビーム
のエネルギーの１％未満がＸ線に変換され、残りは熱エ
ネルギーに変換される。ホットターゲット４８からの熱
エネルギーは、真空容器４４（図２）内の他の部分に伝
えられて、発散される。真空容器４４の周囲を循環する
液体２６（図１）は、この熱エネルギーの一部をシステ
ムの外部へ伝達する。しかしながら、このエネルギーに
よって発生する高温によって、Ｘ線管１２の各部に高い
熱応力がかかるので、これはＸ線管１２の動作や信頼性
の点で問題であって、Ｘ線管のスループットを低下させ
る。
ブリ４２によって生成された一次電子ビームは、ターゲ
ット４８に大きな熱的負荷を与える。実際、動作中にタ
ーゲットは赤熱の光を放つ。一般的に、一次電子ビーム
のエネルギーの１％未満がＸ線に変換され、残りは熱エ
ネルギーに変換される。ホットターゲット４８からの熱
エネルギーは、真空容器４４（図２）内の他の部分に伝
えられて、発散される。真空容器４４の周囲を循環する
液体２６（図１）は、この熱エネルギーの一部をシステ
ムの外部へ伝達する。しかしながら、このエネルギーに
よって発生する高温によって、Ｘ線管１２の各部に高い
熱応力がかかるので、これはＸ線管１２の動作や信頼性
の点で問題であって、Ｘ線管のスループットを低下させ
る。
【００３０】再び、図３を参照すると、本発明の熱エネ
ルギー伝達装置は温度勾配デバイス７２を備え、温度勾
配デバイス７２を対流冷却するためのフィン型構造７２
を備えていてもよい。温度勾配デバイス７２は、デバイ
ス７２の低温側７４からデバイス７２の高温側７６に熱
を伝達する、即ち、送り上げるために動作させることの
できるデバイスである。温度勾配デバイス７２の低温側
７４は、シャフト５８端の近傍に配置されて熱を伝達
し、ヒートパイプ６２のコンデンサ端６８に対応する。
真空容器のプラグ６６と壁７８も、温度勾配デバイス７
２の低温側７４とシャフト５８端の間に配置してもよ
い。熱エネルギー伝達装置の高温側７６は、フィン型構
造８０の近傍に配置されて熱を伝達することができる。
フィン構造８０は、縦か横か放射状に並んで隆起したも
の、即ち、フィンを多数有する構造である。別の態様で
は、フィン型構造８０には、棒状か窪み状か円盤状かそ
の他の凹凸を多数有する構造が備えられる。フィン型構
造８０の凸部や凹部が配置されることによって、フィン
型構造８０を通って流れる冷媒８１に触れる表面積が増
加してフィン型構造８０を対流冷却することができる。
フィン構造８０は、銅やその他の適切な原料でできてい
る。冷媒８１は、例えば、大気か水か油かその他の適切
な流体である。冷媒８１は、自由対流または強制対流に
よってフィン型構造８０まで運ばれる。冷媒８１が強制
対流によってフィン型構造８０までに運ばれる場合に
は、ファンやポンプが用いることができる。
ルギー伝達装置は温度勾配デバイス７２を備え、温度勾
配デバイス７２を対流冷却するためのフィン型構造７２
を備えていてもよい。温度勾配デバイス７２は、デバイ
ス７２の低温側７４からデバイス７２の高温側７６に熱
を伝達する、即ち、送り上げるために動作させることの
できるデバイスである。温度勾配デバイス７２の低温側
７４は、シャフト５８端の近傍に配置されて熱を伝達
し、ヒートパイプ６２のコンデンサ端６８に対応する。
真空容器のプラグ６６と壁７８も、温度勾配デバイス７
２の低温側７４とシャフト５８端の間に配置してもよ
い。熱エネルギー伝達装置の高温側７６は、フィン型構
造８０の近傍に配置されて熱を伝達することができる。
フィン構造８０は、縦か横か放射状に並んで隆起したも
の、即ち、フィンを多数有する構造である。別の態様で
は、フィン型構造８０には、棒状か窪み状か円盤状かそ
の他の凹凸を多数有する構造が備えられる。フィン型構
造８０の凸部や凹部が配置されることによって、フィン
型構造８０を通って流れる冷媒８１に触れる表面積が増
加してフィン型構造８０を対流冷却することができる。
フィン構造８０は、銅やその他の適切な原料でできてい
る。冷媒８１は、例えば、大気か水か油かその他の適切
な流体である。冷媒８１は、自由対流または強制対流に
よってフィン型構造８０まで運ばれる。冷媒８１が強制
対流によってフィン型構造８０までに運ばれる場合に
は、ファンやポンプが用いることができる。
【００３１】上述の温度勾配デバイス７２は、ペルティ
エ式デバイスが好ましい。ペルティエ式デバイスは、電
流とペルティエ効果を利用して温度勾配を生みだすデバ
イスである。この温度勾配では、ペルティエ式デバイス
の低温側７４と高温側７６間の温度差は最大約７０℃と
なる。ペルティエ効果は１９世紀前半に初めて発見され
たもので、２種の異なる導体に電流を流したときに起こ
る。原子より小さいレベルの複雑な物理現象の結果、２
種の導体の接点で熱の吸収や放出が起こる。ペルティエ
式デバイスは、通常、テルル化ビスマスかその他の適切
な半導体でできている。ペルティエ式デバイスは、例え
ば、テルレックス社(Tellurex Corporation)（ミシガン
州トラバースシティー）製やメルコア社(Melcor)（ニュ
ージャージー州トレントン）製のものが市販されてい
る。ペルティエ式デバイスには可動部がないので、ほと
んどもしくは全くメンテナンスの必要がない。ペルティ
エ式デバイスは、通常、約１ボルトから約１５ボルトの
電源と数アンペアの電流で動作し、最大約８０ワットの
電力を伝送可能である。例えば、脈管のアプリケーショ
ンでのペルティエ式デバイスの所要電力は、約１０ワッ
トから約３０ワットである。図４のグラフ８４を参照し
て、ペルティエ式デバイス等の温度勾配デバイス７２や
フィン型構造８０をＸ線管１２と共に用いると、ペルテ
ィエ式デバイスを用いた場合の曲線８８とペルティエ式
デバイスを用いない場合の曲線９０の差８６に示される
ように、Ｘ線管１２、特に、シャフト５８／ベアリング
アセンブリ５０（図３）の動作温度が約４０℃から約１
００℃低下する。この温度低下が起こるのは、ペルティ
エ式デバイスがＸ線管から熱を除去すると、フィン構造
８０の温度が上がって対流冷却が増加する一方で、Ｘ線
管１２のシャフト５８／ベアリングアセンブリ５０の温
度が下がるからであって、これによってＸ線管の性能が
向上する。
エ式デバイスが好ましい。ペルティエ式デバイスは、電
流とペルティエ効果を利用して温度勾配を生みだすデバ
イスである。この温度勾配では、ペルティエ式デバイス
の低温側７４と高温側７６間の温度差は最大約７０℃と
なる。ペルティエ効果は１９世紀前半に初めて発見され
たもので、２種の異なる導体に電流を流したときに起こ
る。原子より小さいレベルの複雑な物理現象の結果、２
種の導体の接点で熱の吸収や放出が起こる。ペルティエ
式デバイスは、通常、テルル化ビスマスかその他の適切
な半導体でできている。ペルティエ式デバイスは、例え
ば、テルレックス社(Tellurex Corporation)（ミシガン
州トラバースシティー）製やメルコア社(Melcor)（ニュ
ージャージー州トレントン）製のものが市販されてい
る。ペルティエ式デバイスには可動部がないので、ほと
んどもしくは全くメンテナンスの必要がない。ペルティ
エ式デバイスは、通常、約１ボルトから約１５ボルトの
電源と数アンペアの電流で動作し、最大約８０ワットの
電力を伝送可能である。例えば、脈管のアプリケーショ
ンでのペルティエ式デバイスの所要電力は、約１０ワッ
トから約３０ワットである。図４のグラフ８４を参照し
て、ペルティエ式デバイス等の温度勾配デバイス７２や
フィン型構造８０をＸ線管１２と共に用いると、ペルテ
ィエ式デバイスを用いた場合の曲線８８とペルティエ式
デバイスを用いない場合の曲線９０の差８６に示される
ように、Ｘ線管１２、特に、シャフト５８／ベアリング
アセンブリ５０（図３）の動作温度が約４０℃から約１
００℃低下する。この温度低下が起こるのは、ペルティ
エ式デバイスがＸ線管から熱を除去すると、フィン構造
８０の温度が上がって対流冷却が増加する一方で、Ｘ線
管１２のシャフト５８／ベアリングアセンブリ５０の温
度が下がるからであって、これによってＸ線管の性能が
向上する。
【００３２】模範的な実施形態を参照して本発明を説明
したが、その他の実施形態でも同じ結果を得ることが可
能である。当業者にとって、本発明に対する変更と修正
は明らかなことであってことを特徴とする請求項はその
等価物の全てを含むものである。
したが、その他の実施形態でも同じ結果を得ることが可
能である。当業者にとって、本発明に対する変更と修正
は明らかなことであってことを特徴とする請求項はその
等価物の全てを含むものである。
【図１】 図１は、Ｘ線生成装置、即ち、Ｘ線管を含む
Ｘ線管アセンブリユニットの概要図である。
Ｘ線管アセンブリユニットの概要図である。
【図２】 図２は、陽極アセンブリの一部を見せるため
に分解されたＸ線管とステータの部分的な概要図であ
る。
に分解されたＸ線管とステータの部分的な概要図であ
る。
【図３】 図３は、本発明の熱エネルギー伝達装置とヒ
ートパイプを含むＸ線管の陽極アセンブリの一実施形態
の断面図である。
ートパイプを含むＸ線管の陽極アセンブリの一実施形態
の断面図である。
【図４】 図４は、本発明の熱エネルギー伝達装置を用
いた場合と用いない場合のＸ線管の温度プロファイルの
図である。
いた場合と用いない場合のＸ線管の温度プロファイルの
図である。
フロントページの続き (72)発明者 ダグラス・ジェイ・スナイダー アメリカ合衆国、ウィスコンシン州、ブル ックフィールド、エル・ランチョ・ドライ ブ、2685番 (72)発明者 エリック・シャビ フランス、78180・モンティグニ・ル・ブ ルトノー 、リュ・ジャン・コクトー、11 番
Claims (47)
- 【請求項１】 Ｘ線を生成するＸ線生成装置であって、 真空チャンバーを内面に有する真空容器と、 前記真空チャンバー内に配置された陽極アセンブリであ
って、ターゲットを含む陽極アセンブリと、 真空チャンバー内に前記陽極アセンブリから離れて配置
される陰極アセンブリであって、前記陽極アセンブリの
前記ターゲットに衝突する電子を発するよう構成され、
Ｘ線と残りの熱エネルギーを生成する陰極アセンブリ
と、 ベアリングアセンブリによって前記真空容器に接続され
るシャフトであって、第１の端と第２の端を有し、この
第１の端は前記ターゲットを支える支持部材を有するシ
ャフトと、 前記シャフトの前記第２の端の近傍に配置された熱を伝
達する温度勾配デバイスであって、前記シャフトの第２
の端から熱を除去するように動作可能な温度勾配デバイ
スとを具備するＸ線生成装置。 - 【請求項２】 前記温度勾配デバイスの近傍に配置さ
れ、この温度勾配デバイスと熱伝達を行うフィン型構造
をさらに備え、前記フィン構造は、前記温度勾配デバイ
スを対流冷却可能であることを特徴とする請求項１のＸ
線生成装置。 - 【請求項３】 前記温度勾配デバイスは２種の異なる導
体を備えており、電流を受け取ることを特徴とする請求
項１のＸ線生成装置。 - 【請求項４】 前記温度勾配デバイスはペルティエ式デ
バイスを備えることを特徴とする請求項１のＸ線生成装
置。 - 【請求項５】 前記シャフトは、前記シャフト内に配置
されるヒートパイプをさらに備えることを特徴とする請
求項１のＸ線生成装置。 - 【請求項６】 前記ヒートパイプは、流体が部分的に充
填され密閉された中空の金属パイプをさらに備えること
を特徴とする請求項５のＸ線生成装置。 - 【請求項７】 前記ヒートパイプは、エバポレータ端と
コンデンサ端と毛細管状の芯構造の内壁をさらに備え、
前記毛細管状の芯構造は、前記ヒートパイプのコンデン
サ端からエバポレータ端まで流体を移動させることがで
きることを特徴とする請求項５のＸ線生成装置。 - 【請求項８】 前記温度勾配デバイスとフィン構造は、
前記ベアリングアセンブリとシャフトの動作温度を約４
０℃から約１００℃低下させることを特徴とする請求項
１のＸ線生成装置。 - 【請求項９】 前記温度勾配デバイスとフィン構造は、
前記ベアリングアセンブリとシャフトの動作温度を低下
させ、前記デバイスの動作中にベアリングの潤滑剤とし
て鉛か真空グリースが使用可能であることを特徴とする
請求項１のＸ線生成装置。 - 【請求項１０】 Ｘ線を生成するためのＸ線生成装置で
あって、 真空チャンバーを内側に有する真空容器と、 前記真空チャンバー内に配置され、ターゲットを含む陽
極アセンブリと、 前記真空チャンバー内に前記陽極アセンブリから離れて
配置される陰極アセンブリであって、前記陽極アセンブ
リの前記ターゲットに衝突する電子を発するように構成
されて、Ｘ線と残りの熱エネルギーを生成する陰極アセ
ンブリと、 ベアリングアセンブリによって前記真空容器に接続され
るシャフトであって、第１の端と第２の端を有し、この
第１の端は前記ターゲットを支える支持部材を有するシ
ャフトと、前記シャフトの第２の端の近傍に配置され熱
を伝達する温度勾配デバイスであって、前記シャフトの
第２の端から熱を除去するように動作可能な温度勾配デ
バイスと、 前記温度勾配デバイスの近傍に配置されて熱を伝達する
フィン構造であって、前記温度勾配デバイスを対流冷却
可能なフィン構造とを備えるＸ線生成装置。 - 【請求項１１】 前記温度勾配デバイスは２種の異なる
導体を備えて、電流を受け取ることを特徴とする請求項
１０のＸ線生成装置。 - 【請求項１２】 前記温度勾配デバイスはペルティエ式
デバイスを備えることを特徴とする請求項１１のＸ線生
成装置。 - 【請求項１３】 前記シャフトは、前記シャフト内に配
置されるヒートパイプをさらに備えることを特徴とする
請求項１０のＸ線生成装置。 - 【請求項１４】 前記ヒートパイプは、流体が部分的に
充填され密閉された中空の金属パイプをさらに備えるこ
とを特徴とする請求項１３のＸ線生成装置。 - 【請求項１５】 前記ヒートパイプは、エバポレータ端
とコンデンサ端と毛細管状の芯構造の内壁を備え、前記
毛細管状の芯構造は、前記ヒートパイプのコンデンサ端
からエバポレータ端まで流体を移動させることができる
当該毛細管状の芯構造を備えることを特徴とする請求項
１４のＸ線生成装置。 - 【請求項１６】 前記温度勾配デバイスとフィン構造
は、前記ベアリングアセンブリとシャフトの動作温度を
約４０℃から約１００℃低下させることを特徴とする請
求項１０のＸ線生成装置。 - 【請求項１７】 前記温度勾配デバイスとフィン構造
は、前記ベアリングアセンブリとシャフトの動作温度を
低下させ、前記デバイスの動作中にベアリングの潤滑剤
として鉛か真空グリースが使用可能であることを特徴と
する請求項１０のＸ線生成装置。 - 【請求項１８】 ターゲットを有する陽極アセンブリ
と、前記陽極アセンブリから少し離れた位置において前
記ターゲットに衝突する電子を発生するように構成さ
れ、Ｘ線と残りの熱エネルギーを生成する陰極アセンブ
リと、ベアリングアセンブリによって支えられた回転シ
ャフトを有するＸ線生成装置と共に使われる熱エネルギ
ー伝達装置であって、 前記シャフトの一方の端の近傍に配置された熱を伝達す
るための温度勾配デバイスであって、前記シャフトの前
記端から熱を除去可能な温度勾配デバイスと、前記温度
勾配デバイスの近傍に配置されて、熱を伝達するフィン
構造であって、前記温度勾配デバイスを対流冷却可能な
フィン構造とを具備した熱エネルギー伝達装置。 - 【請求項１９】 前記シャフトは熱伝導率の高い金属か
らなることを特徴とする請求項１８の熱エネルギー伝達
装置。 - 【請求項２０】 前記シャフトは前記シャフト内に配置
されるヒートパイプをさらに備えることを特徴とする請
求項１８の熱エネルギー伝達装置。 - 【請求項２１】 前記ヒートパイプは、流体が部分的に
充填され密閉された中空の金属パイプをさらに備えるこ
とを特徴とする請求項２０の熱エネルギー伝達装置。 - 【請求項２２】 前記ヒートパイプは、エバポレータ端
とコンデンサ端と毛細管状の芯構造の内壁をさらに備
え、前記毛細管状の芯構造は、前記ヒートパイプのコン
デンサ端からエバポレータ端まで流体を移動させること
ができることを特徴とする請求項２０の熱エネルギー伝
達装置。 - 【請求項２３】 前記温度勾配デバイスはペルティエ式
デバイスを備えることを特徴とする請求項１８の熱エネ
ルギー伝達装置。 - 【請求項２４】 前記温度勾配デバイスとフィン構造
は、前記ベアリングアセンブリとシャフトの動作温度を
低下させ、ベアリングアセンブリの潤滑剤として鉛か真
空グリースが使用可能であることを特徴とする請求項１
８の熱エネルギー伝達装置。 - 【請求項２５】 ターゲットを有する陽極アセンブリ
と、前記陽極アセンブリから少し離れた位置におかれ、
前記ターゲットに衝突する電子を発生するするよう構成
され、Ｘ線と残りの熱エネルギーを生成する陰極アセン
ブリと、ベアリングアセンブリによって支えられた回転
シャフトとを有するＸ線生成装置と共に使われる熱エネ
ルギー伝達装置であって、 前記シャフトの一方の端の近傍に配置された熱を伝達す
るペルティエ式デバイスであって、前記シャフトの前記
端から熱を除去するように動作可能なペルティエ式デバ
イスと、 前記ペルティエ式デバイスの近傍に配置されて熱を伝達
するフィン構造であって、前記ペルティエ式デバイスを
対流冷却する用に動作可能なフィン構造と、 を備える熱エネルギー伝達装置。 - 【請求項２６】 前記シャフトは熱伝導率の高い金属で
できていることを特徴とする請求項２５の熱エネルギー
伝達装置。 - 【請求項２７】 前記シャフトは、前記シャフト内に配
置されるヒートパイプをさらに備えることを特徴とする
請求項２５の熱エネルギー伝達装置。 - 【請求項２８】 前記ヒートパイプは、流体が部分的に
充填され密閉された中空の金属パイプをさらに備えるこ
とを特徴とする請求項２７の熱エネルギー伝達装置。 - 【請求項２９】 前記ヒートパイプは、エバポレータ端
とコンデンサ端と毛細管状の芯構造の内壁をさらに備
え、前記毛細管状の芯構造は、前記ヒートパイプのコン
デンサ端からエバポレータ端まで流体を移動させること
ができることを特徴とする請求項２８の熱エネルギー伝
達装置。 - 【請求項３０】 前記ペルティエ式デバイスとフィン構
造は、前記ベアリングアセンブリとシャフトの動作温度
を低下させ、前記ベアリングアセンブリの潤滑剤として
鉛か真空グリースが使用可能であることを特徴とする請
求項２５の熱エネルギー伝達装置。 - 【請求項３１】 Ｘ線システムであって、 真空チャンバーを内側に有する真空容器と、 前記真空チャンバー内に配置され、電子を発するように
動作可能な電子源と、 前記真空チャンバー内に配置されたＸ線源であって、前
記電子源によって発せられた電子を受け取るように動作
可能であり、Ｘ線と残りの熱エネルギーを生成するＸ線
源と、 ベアリングアセンブリによって前記真空容器に接続され
たシャフトであって、第１の端と第２の端を有し、前記
第１の端は前記Ｘ線源を支える支持部材を有するシャフ
トと、 前記シャフトの第２の端の近傍に配置されて、熱を伝達
する熱エネルギー伝達装置であって、前記シャフトの第
２の端から熱を除去するように動作可能な熱エネルギー
伝達装置と、 を備えるＸ線システム。 - 【請求項３２】 前記熱エネルギー伝達装置は、前記シ
ャフトの第２の端の近傍に配置されて、熱を伝達する温
度勾配デバイスであって、前記シャフトの第２の端から
熱を除去することができる、当該温度勾配デバイスをさ
らに備えることを特徴とする請求項３１のＸ線システ
ム。 - 【請求項３３】 前記熱エネルギー伝達装置は、前記温
度勾配デバイスの近傍に配置されて、熱を伝達するフィ
ン構造をさらに備え、前記フィン構造は前記温度勾配デ
バイスを対流冷却することができることを特徴とする請
求項３２のＸ線システム。 - 【請求項３４】 前記ベアリングアセンブリは、前記シ
ャフトを回転運動させ、前記Ｘ線源を支える支持部材を
提供することを特徴とする請求項３１のＸ線システム。 - 【請求項３５】 前記シャフトは、前記シャフト内に配
置されるヒートパイプをさらに備えることを特徴とする
請求項３１のＸ線システム。 - 【請求項３６】 前記ヒートパイプは、流体が部分的に
充填され密閉された中空の金属パイプをさらに備えるこ
とを特徴とする請求項３５のＸ線システム。 - 【請求項３７】 前記ヒートパイプは、エバポレータ端
とコンデンサ端と毛細管状の芯構造の内壁をさらに備
え、前記毛細管状の芯構造は、前記ヒートパイプのコン
デンサ端からエバポレータ端まで流体を移動させること
ができることを特徴とする請求項３５のＸ線システム。 - 【請求項３８】 前記温度勾配デバイスはペルティエ式
デバイスを備えることを特徴とする請求項３１のＸ線シ
ステム。 - 【請求項３９】 前記温度勾配デバイスは、前記ベアリ
ングアセンブリとシャフトの動作温度を低下させ、前記
デバイスの動作中にベアリングの潤滑剤として鉛か真空
グリースが使用可能であることを特徴とする請求項３１
のＸ線システム。 - 【請求項４０】 前記Ｘ線システムは、乳房撮影とＸ線
撮影と血管造影とコンピュータ断層撮影（ＣＴ）とＸ線
透視と脈管撮影と移動式Ｘ線撮影と工業用Ｘ線撮影から
成るグループから選択された一つのシステムを備えるこ
とを特徴とする請求項２８のＸ線システム。 - 【請求項４１】 Ｘ線システムであって、 真空チャンバーを内側に有する真空容器と、 前記真空チャンバー内に配置され、電子を発するように
動作可能な電子源と、 前記真空チャンバー内に配置されるＸ線源であって、前
記電子源によって発せられた電子を受け取るように動作
可能であって、Ｘ線と残りの熱エネルギーを生成するＸ
線源と、 ベアリングアセンブリによって前記真空容器に接続され
る回転シャフトであって、第１の端と第２の端を有し、
前記第１の端は前記Ｘ線源を支える支持部材を有する、
当該シャフトと、 前記シャフトの第２の端の近傍に配置されて、熱を伝達
する温度勾配デバイスであって、前記シャフトの第２の
端から熱を除去するように動作可能な温度勾配デバイス
と、 前記温度勾配デバイスの近傍に配置され、熱を伝達する
フィン構造であって、前記温度勾配デバイスを対流冷却
するように動作可能なフィン構造と、 を備えるＸ線システム。 - 【請求項４２】 前記シャフトは、前記シャフト内に配
置されるヒートパイプをさらに備えることを特徴とする
請求項４１のＸ線システム。 - 【請求項４３】 前記ヒートパイプは、流体が部分的に
充填され密閉された中空の金属パイプをさらに備えるこ
とを特徴とする請求項４２のＸ線システム。 - 【請求項４４】 前記ヒートパイプは、エバポレータ端
とコンデンサ端と毛細管状の芯構造の内壁をさらに備
え、前記毛細管状の芯構造は、前記ヒートパイプのコン
デンサ端からエバポレータ端まで流体を移動させること
のできることを特徴とする請求項４３のＸ線システム。 - 【請求項４５】 前記温度勾配デバイスは、ペルティエ
式デバイスを備えることを特徴とする請求項４１のＸ線
システム。 - 【請求項４６】 前記温度勾配デバイスとフィン構造
は、前記ベアリングアセンブリとシャフトの動作温度を
低下させ、前記デバイスの動作中にベアリングの潤滑剤
として鉛か真空グリースが使用可能であることを特徴と
する請求項４１のＸ線システム。 - 【請求項４７】 前記Ｘ線システムは、乳房撮影とＸ線
撮影と血管造影とコンピュータ断層撮影（ＣＴ）とＸ線
透視と脈管撮影と移動式Ｘ線撮影と工業用Ｘ線撮影から
成るグループから選択された一つのシステムを備えるこ
とを特徴とする請求項４１のＸ線システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/751,529 US6377659B1 (en) | 2000-12-29 | 2000-12-29 | X-ray tubes and x-ray systems having a thermal gradient device |
| US09/751529 | 2000-12-29 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002334675A true JP2002334675A (ja) | 2002-11-22 |
Family
ID=25022404
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001399330A Withdrawn JP2002334675A (ja) | 2000-12-29 | 2001-12-28 | 温度勾配デバイスを有するｘ線管とｘ線システム |
Country Status (3)
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