JP2004022459A - X線発生装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】X線を発生するX線管12を内部に収容するとともにX線管12を浸漬する絶縁油13が充填された筐体11と、筐体11の開口11a を密閉する伝熱性を有した蓋体17と、蓋体17の外側に設けられた放熱フィン18と、蓋体17の内側に取り付けられた熱伝板19a と、熱伝板19a に設けられて絶縁油13に浸漬する吸熱フィン19b とを備える。X線管12から発生した熱を絶縁油13から吸熱フィン19b および熱伝板19a で吸熱して蓋体17および放熱フィン18に伝達するため十分な冷却効率を得てX線発生装置の小型化を図ることができる。また、蓋体17が、上面に放熱フィン18を有し、これと別に底面に熱伝板19a および吸熱フィン19b を有しているため確実に筐体11の開口11a を閉塞するため、密閉の信頼性を向上し、絶縁油の漏れや、X線の漏洩を防止することができる。
【選択図】 図3
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、X線を発生するX線発生装置にかかり、特に、冷却構造を改善することにより装置の性能向上および小型化を図ったX線発生装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
X線発生装置は、X線の発生時に生じる熱を冷却する冷却構造が必要とされている。冷却構造には、X線管を収容する筐体内に絶縁油を充填し、この絶縁油を筐体外のラジエータを介してポンプで循環させる構造がある。しかしながら、上記冷却構造を有したX線発生装置は、装置の外部にラジエータおよびポンプを要するため大型化が懸念される。また、外部構造であるラジエータおよびポンプの機械的寿命などによりX線発生装置が故障するおそれがある。
【0003】
このため、従来では、図7に示す冷却構造が採用されている。
図7に示すX線発生装置は、X線管100を収容する筐体101内に絶縁油102を充填している。筐体101の上部開口101aは、鉄製の基板103により絶縁油102が漏れないように閉塞されている。基板103には、複数本(図では12本)の棒状の冷却体104が取り付けられている。冷却体104は、基板103に設けられた穴に接着(あるいは溶接)され、基板103の内側にて筐体101内の絶縁油102に漬かっており、基板103の外側に延設されている。この冷却構造では、X線管100が発生する熱を絶縁油102を介して冷却体104に伝えるとともに、同冷却体104にて筐体101外部に放熱する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のX線発生装置では、冷却効率を良好とするために冷却体104の数を増やす必要がある。このため、筐体101が大型化し絶縁油の容量が増すこととなり、結果的に装置が大型化し総重量が増してしまうという問題がある。
【0005】
また、冷却体104は、基板103に設けられた穴に取り付けられている。このため、筐体101の密閉の信頼性が低下してしまうという問題がある。
【0006】
そこで本発明は、上記課題を解消するために、十分な冷却効率を得て、装置の小型化を図るとともに密閉の信頼性を向上することができるX線発生装置を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明による請求項1記載のX線発生装置は、
X線を発生するX線管12を内部に収容するとともに前記X線管12を浸漬する絶縁油13が充填された筐体11と、
該筐体11の開口11aを密閉する伝熱性を有した蓋体17と、
該蓋体17の外側に設けられた放熱フィン18と、
前記蓋体17の内側に取り付けられて前記絶縁油13に浸漬された吸熱部19と、
を備えたことを特徴とする。
【0008】
請求項2記載のX線発生装置は、請求項1記載のX線発生装置において、
前記吸熱部19が、前記蓋体17の内側に取り付けられた熱伝板19aと、該熱伝板19aに設けられて前記絶縁油13に浸漬する吸熱フィン19bとからなることを特徴とする。
【0009】
請求項3記載のX線発生装置は、請求項2記載のX線発生装置において、
前記熱伝板19aが、前記吸熱フィン19bの位置を前記X線管12によるX線の発生を妨げず、且つ、前記X線管12との絶縁を維持できる前記X線管12に対してより近接した位置に配置するように形成されていることを特徴とする。
【0010】
請求項4記載のX線発生装置は、請求項2あるいは請求項3記載のX線発生装置において、
前記熱伝板19aが、前記X線管12によるX線の発生時に生じる前記絶縁油13の対流を妨げないように前記筐体11の内側壁に沿って設けられ、且つ、前記吸熱フィン19bが、前記X線管12によるX線の発生時に生じる前記絶縁油13の対流を妨げないように前記対流に沿う板状に形成されていることを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して具体的に説明する。
本実施の形態では、本発明のX線発生装置を採用したX線異物検出装置を例に説明する。図1は本発明によるX線発生装置を採用したX線異物検出装置の概略斜視図、図2は本発明によるX線発生装置の分解斜視図、図3(a),(b)は前記X線発生装置の断面図である。
【0012】
図1に示すように、X線異物検出装置1は、その装置本体2内部に、生肉,魚,加工食品,医薬などの被検査物を搬送するコンベア3と、搬送される被検査物を搬送路途中において異物を検出する異物検出部6と、を有している。
【0013】
コンベア3は、不図示の駆動モータにより駆動され、搬入口4から搬入された被検査物を搬出口5へ搬出するようになっている。異物検出部6は、コンベア3内に設けられるX線検出器7と、コンベア3上方に設けられる本発明のX線発生装置10とで構成されている。
【0014】
X線検出器7は、被検査物に曝射されたX線の透過量から金属屑,骨などの異物が含まれているか否かを検出する。
【0015】
X線発生装置10は、図2に示すように、略直方体をなす金属製の筐体11内部に、円筒状のX線管12を収容し、このX線管12を絶縁油13の充填により浸漬した構成となっている。X線管12は、陰極からの電子ビームを陽極ターゲットに照射させてX線を生成する。また、X線管12は、その長手方向が被検査物の搬送方向に直交するように設けられている。また、X線管12に生成されたX線は、下方に向けて略円錐状となるが、筐体11の底側にてX線管12の長手方向に沿って設けた不図示のスリットを介することで、略三角形状のスクリーン状にして下方のX線検出器7に向けて曝射される。
【0016】
筐体11の外側底面には、後述する載置台29の嵌合溝30に嵌合される嵌合部14が設けられている。また、筐体11の両側面には、L字状のアングル15が設けられている。
【0017】
また、X線発生装置10は、放熱器16を有している。
放熱器16は、筐体11の上部の開口11aを密閉する蓋体17を基部としている。蓋体17は、伝熱性を有したアルミ合金などの金属板からなり、筐体11の開口11aの周縁に設けられたフランジ11bにパッキンを挟んでネジ止めなどで固定される。
【0018】
蓋体17の外側である上面には、放熱フィン18が設けられている。放熱フィン18は、伝熱性を有したアルミ合金などの金属板からなり、蓋体11の上面に溶接などで複数立設されている。各放熱フィン18は、その板面を同方向に向け、板面間の隙間を一側から他側に通じるようにして併設されている。
【0019】
蓋体17の内側である底面には、吸熱部19が設けられている。吸熱部19は、熱伝板19aと吸熱フィン19bとからなる。熱伝板19aは、伝熱性を有したアルミ合金などの金属板からなり、蓋体17の底面に自身の板面を接して溶接などで取り付けられている。熱伝板19aは、蓋体17に取り付けられた部分から下方に折曲して絶縁油13に浸漬されている。また、熱伝板19aは、X線管12によるX線の発生時に生じる絶縁油13の対流を妨げないように筐体11の内側壁に沿って設けられている。なお、熱伝板19aは、必ずしも絶縁油13に浸漬していなくてもよい。
【0020】
吸熱フィン19bは、伝熱性を有したアルミ合金などの金属板からなり、熱伝板19aの面に溶接などで複数立設されることにより絶縁油13に浸漬されている。各吸熱フィン19bは、その板面を同方向に向け、板面間の隙間を一側から他側に通じるようにして併設されている。すなわち、吸熱フィン19bは、X線管12によるX線の発生時に生じる絶縁油13の対流を妨げないように対流に沿って配設されている。また、吸熱フィン19bは、X線の発生を妨げず、且つ、X線管12に対してより近接した位置にあることが好ましい。このため、放熱フィン19bが熱伝板19aに立設された長さ、および、熱伝板19aの折曲形状は、上記位置に準じて形成されている。
【0021】
蓋体17上には、遮蔽部材20が設けられている。図3(a),(b)に示すように、遮蔽部材20は、鉄,鉛などのX線を透過させない金属板を下向き断面略コ字状に折曲してなる。遮蔽部材20は、開口した両下端部に、水平方向に折曲された突出片20aを有している。遮蔽部材20は、各突出片20aをフランジ11bに固定されている蓋体17の部分の上に溶接などで固定されて各放熱フィン18を覆う。これにより、蓋体17の上面は、遮蔽部材20に囲まれて一側から他側に貫通する横向きの連結通路21を構成する。この連結通路21の貫通方向は、各放熱フィン18の板面間の隙間が一側から他側に通じる方向と同じ方向である。
【0022】
図4はX線発生装置が収納された装置本体上部の正面部分断面図、図5はX線発生装置が収納された装置本体上部の側面部分断面図である。
【0023】
図4に示すように、装置本体2上部は、仕切板22により制御室23と収納室26とに仕切られている。制御室23には、異物検出部6やコンベア3などを制御するための回路基板が収容されている制御部24が配されている。制御部24は、仕切板22により収納室26から隔離されている。また、制御室23をなす装置本体2の一側面上部には、冷却ファン機構25が設けられて、制御部23を冷却するようになっている。
【0024】
収納室26には、図4に示すように、遮蔽部材20と放熱器16が取り付けられたX線発生装置10が収納される。収納室26の両外側面上方には、外部に連通する開口窓9が形成されている。仕切板22裏面には、両端が開口する角筒体27が固定されている。角筒体27は、対をなし、それぞれの一端27aが開口窓9の内側開口縁に当接し、外部に連通する通風口となっている。また、角筒体27の他端27bは所定間隔を空けて互いに対向しあっており、この間に連結通路21が連結される。これにより、各角筒体27と連結通路21とが一本の直線状の通風路40を構成する。なお、角筒体27には、遮蔽部材20と同様、鉄,鉛などのX線を透過させない金属が用いられる。
【0025】
収納室26の底面には一対の載置台29が設けられ、その間にX線発生装置10の嵌合部14と嵌合する嵌合溝30が形成されている。X線発生装置10は、嵌合溝30に嵌合部14を嵌合して各載置台29上に載置されている。X線発生装置10は、この状態で各載置台29上を奥行方向にスライドするようになっている。載置台29には、例えば、不図示のリミットスイッチが設けられており、X線発生装置10が所望の位置までスライドされると、リミットスイッチの作動片に係合して位置決めされる。各載置台29上面には、水平方向外側に向けて突出片29aが形成され、ボルト締めによりアングル15と固定される。なお、リミットスイッチの代わりに、近接センサを用いて、X線発生装置10を位置決めしてもよい。
【0026】
ところで、図1に示すように、装置本体2の上部は、上述のX線発生装置10を収納するようになっており、その前面には、X線発生装置10の収納・取出および制御部24のメンテナンスを行うため、制御室23および収納室26を開閉可能とする前面板8が設けられている。
【0027】
次に、本実施の形態の作用について説明する。まず、前面板8を手前に引いて収納室26を開放する。そして、X線発生装置10を載置台29に載せ、載置台29の嵌合溝30に嵌合部14を嵌合させる。X線発生装置10を搬送方向と直交する奥行方向にスライドさせ、リミットスイッチの作動片に係合させて位置決めし、載置台29にX線発生装置10を固定させる。
【0028】
このとき、図4に示すように、遮蔽部材20の開口する両側縁は、一対の角筒体27の対向し合う他端27bの開口縁と当接し、一対の角筒体27間に連結通路21が連結されて通風路40を構成する。通風路40内には、その連結した方向と同じ方向に板面間の隙間が通じる放熱フィン18が存在する。
【0029】
X線発生装置10の位置決めが終了すると、前面板8を閉鎖する。その後、コンベア3を作動させて被検査物を搬送させ、X線発生装置10からX線を曝射する。そして、X線検出器10で曝射したX線の透過量から異物が含まれているか否かを検出する。
【0030】
X線曝射を続けるとX線管12が発熱し、その熱が絶縁油13から吸熱フィン19b,熱伝板19aおよび蓋体17を介して放熱フィン18に伝達される。放熱フィン18に伝達された熱は、通風路40を通じて通風口27aから外部へ放熱される。これにより、放熱フィン18が冷却される。
【0031】
したがって、このように構成されたX線発生装置10では、X線管12から発生した熱を絶縁油13から吸熱部19(吸熱フィン19bおよび熱伝板19a)で吸熱して蓋体17および放熱フィン18に伝達する。このため、十分な冷却効率を得ることが可能である。また、十分な冷却効率が得られるため、X線発生装置10の小型化を図ることが可能である。また、蓋体17は、上面に放熱フィン18を有し、これと別に底面に吸熱部19を有しているため、確実に筐体11の開口11aを閉塞するため、密閉の信頼性を向上し、絶縁油13の漏れや、X線の漏洩を防止することが可能となる。
【0032】
また、吸熱部19において、熱伝板19aが、X線管12によるX線の発生時に生じる絶縁油13の対流を妨げないように筐体11の内側壁に沿って設けられ、吸熱フィン19bが、X線管12によるX線の発生時に生じる絶縁油13の対流を妨げないように対流に沿って配設されている。これにより、絶縁油13の対流に沿ってその熱を吸熱するので十分な冷却効率が得られ、X線発生装置10のさらなる小型化を図ることが可能である。
【0033】
また、吸熱部19において、放熱フィン19bが熱伝板19aに立設された長さ、および、熱伝板19aの折曲形状が、X線の発生を妨げず、且つ、X線管12に対してより近接した位置に準じて形成されている。これにより、X線管12から発生する熱を効率的に吸熱するので十分な冷却効率が得られ、X線発生装置10のさらなる小型化を図ることが可能である。
【0034】
なお、上述した実施の形態において、図6に示すように、通風口27aに、冷却手段として冷却ファン機構31を取り付けてもよい。冷却ファン機構31は制御室23の制御部24から電力供給される。なお、冷却ファン機構31は、通風口27aの少なくともいずれか一方に取り付けてもよい。
【0035】
これにより、強制的に通風路40内の換気を行い、放熱フィン18を効率的に冷却してX線発生装置10の温度上昇を抑制することができる。また、通風口27aは、X線発生装置10の収納室26と連通していないため、X線が漏洩することがない。
【0036】
なお、上述した実施の形態では、X線発生装置10の採用例として、X線異物検出装置1を挙げたがこれに限定されるものでない。
【0037】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によるX線発生装置は、X線管から発生した熱を絶縁油から吸熱部で吸熱して蓋体および放熱フィンに伝達する。このため、十分な冷却効率を得ることが可能である。そして、十分な冷却効率が得られるため、X線発生装置の小型化を図ることができる。
【0038】
また、蓋体は、上面に放熱フィンを有し、これと別に底面に吸熱部を有しているため、確実に筐体の開口を閉塞するため、密閉の信頼性を向上し、絶縁油の漏れや、X線の漏洩を防止することができる。
【0039】
また、吸熱部が、蓋体の内側に取り付けられた熱伝板と、熱伝板に設けられて絶縁油に浸漬する吸熱フィンとからなるため、X線管から発生した熱の吸熱を良好に行うことができる。
【0040】
特に、熱伝板を、吸熱フィンの位置を、X線管によるX線の発生を妨げず、且つ、X線管に対してより近接した位置に配置するように形成することで、X線管から発生する熱を効率的に吸熱するので十分な冷却効率を得ることができる。また、特に、熱伝板を、X線管によるX線の発生時に生じる絶縁油の対流を妨げないように筐体の内側壁に沿って設け、且つ、吸熱フィンを、X線管によるX線の発生時に生じる絶縁油の対流を妨げないように対流に沿う板状に形成したことで、絶縁油の対流に沿ってその熱を吸熱するので十分な冷却効率を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるX線発生装置を採用したX線異物検出装置の概略斜視図。
【図2】本発明によるX線発生装置の分解斜視図。
【図3】(a)(b)は前記X線発生装置の断面図。
【図4】X線発生装置が収納されたX線異物検出装置の装置本体上部の正面部分断面図。
【図5】X線発生装置が収納されたX線異物検出装置の装置本体上部の側面部分断面図。
【図6】X線異物検出装置に冷却手段を設けた実施の形態を示す装置本体上部の正面部分断面図。
【図7】従来のX線発生装置を示す分解斜視図。
【符号の説明】
11…筐体、11a…開口、12…X線管、13…絶縁油、17…蓋体、18…放熱フィン、19…吸熱部、19a…熱伝板、19b…吸熱フィン
Claims (4)
- X線を発生するX線管(12)を内部に収容するとともに前記X線管を浸漬する絶縁油(13)が充填された筐体(11)と、
該筐体の開口(11a)を密閉する伝熱性を有した蓋体(17)と、
該蓋体の外側に設けられた放熱フィン(18)と、
前記蓋体の内側に取り付けられて前記絶縁油に浸漬された吸熱部(19)と、
を備えたことを特徴とするX線発生装置。 - 前記吸熱部(19)が、前記蓋体(17)の内側に取り付けられた熱伝板(19a)と、該熱伝板に設けられて前記絶縁油(13)に浸漬する吸熱フィン(19b)とからなることを特徴とする請求項1記載のX線発生装置。
- 前記熱伝板(19a)が、前記吸熱フィン(19b)の位置を前記X線管(12)によるX線の発生を妨げず、且つ、前記X線管との絶縁を維持できる前記X線管に対してより近接した位置に配置するように形成されていることを特徴とする請求項2記載のX線発生装置。
- 前記熱伝板(19a)が、前記X線管(12)によるX線の発生時に生じる前記絶縁油(13)の対流を妨げないように前記筐体(11)の内側壁に沿って設けられ、且つ、前記吸熱フィン(19b)が、前記X線管によるX線の発生時に生じる前記絶縁油の対流を妨げないように前記対流に沿う板状に形成されていることを特徴とする請求項2あるいは請求項3記載のX線発生装置。
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