JP2004103568A - Rotating anode x-ray tube apparatus - Google Patents

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JP2004103568A JP2003199084A JP2003199084A JP2004103568A JP 2004103568 A JP2004103568 A JP 2004103568A JP 2003199084 A JP2003199084 A JP 2003199084A JP 2003199084 A JP2003199084 A JP 2003199084A JP 2004103568 A JP2004103568 A JP 2004103568A
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Hideo Abu
阿武 秀郎
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotating anode X-ray tube apparatus with improved heat radiation characteristics. <P>SOLUTION: The rotating anode X-ray tube apparatus equipped with a housing 10 housing a rotating anode X-ray tube 11 and a stator 26 and with a first cooling medium filled in an inside gap, is made provided with a cooler device 27 equipped with a heat exchanger 27b and a circulation pump 27a and fitted outside the housing 10, a circulating cooling path combining cooling paths C1, C2 fitted in at least either an inner region of a vacuum envelope 13 and a wall part region constituting the vacuum envelope 13 or a region in contact with a wall part constituting the vacuum envelope 13 and the cooler device 27 with a second cooling medium with a higher heat transfer efficiency than the first cooling medium, and a circulation pump P moving the first cooling medium by coming in contact with a wall member constituting the circulating cooling path. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、回転陽極型X線管などが発生する熱の放出特性を向上させた回転陽極型X線管装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
回転陽極型X線管装置は、回転可能に支持された陽極ターゲットを真空外囲器内に収納した回転陽極型X線管、および回転陽極型X線管を収納するハウジングなどから構成されている。ハウジングと回転陽極型X線管の隙間には陽極ターゲットなどが発生した熱を冷却する冷却媒体たとえば絶縁油が満たされている。
【0003】
ここで、従来の回転陽極型X線管装置について図13を参照して説明する。
【0004】
ハウジング60の一部にX線用出力窓60aが設けられ、その内部に回転陽極型X線管61が収納されている。また、ハウジング60と回転陽極型X線管61の隙間などに絶縁油が収納されている。
【0005】
回転陽極型X線管61は真空外囲器62などから構成されている。真空外囲器62の一部にX線用出力窓62aが設けられている。真空外囲器62は、たとえば径が大きい径大部621およびこれよりも径が小さい径小部622、筒状部623、円筒状の陰極収納部624などから構成されている。
【0006】
径大部621に陽極ターゲット63が配置され、陰極収納部624に陰極64が配置されている。陰極64は陰極支持構体65によって支持され、陰極支持構体65は陰極収納部624に固定されている。陽極ターゲット63は継手部66を介して回転支持機構67に連結され、回転支持機構67によって回転可能に支持されている。
【0007】
回転支持機構67は、継手部66に連結する回転体68およびこの回転体68に嵌合する固定体69などから構成され、回転体68の下端筒状部の外周面に筒状ロータ70が接合されている。回転体68と固定体69の嵌合部分に、たとえばラジアル方向およびスラスト方向の動圧式すべり軸受が設けられている。図では、ラジアル方向の動圧式すべり軸受71が示されている。固定体69の図示上下の両端は真空外囲器62に固定されている。また、真空外囲器62の外側たとえばロータ70を囲む位置に誘導電磁界を発生するステータ72が設けられている。
【0008】
ハウジング60は2つの管P1、P2によってクーラー装置73に連結している。クーラー装置73は循環ポンプ73aや熱交換器73bなどから構成されている。循環ポンプ73aは、ハウジング60内の冷却媒体たとえば絶縁油を、矢印Yで示すように、ハウジング60およびクーラー装置73間を結んで循環させる。熱交換器73bは、回転陽極型X線管61の冷却によって温度が上昇した絶縁油の熱を放出させる。
【0009】
上記した構成において、ステータ72が発生する誘導電磁界により回転体68が回転する。この回転が陽極ターゲット63に伝達し陽極ターゲット63が回転する。この状態で、陰極64から陽極ターゲット63に電子ビームeが照射され、陽極ターゲット63からX線が放出される。X線はX線用出力窓62a、60aを通して外部に取り出される。
【0010】
このとき、電子ビームeの照射で陽極ターゲット63の温度が上昇し、また、コイルに流れる電流によってステータ72の温度が上昇する。これらの熱は、たとえばハウジング60およびクーラー装置73間を循環する絶縁油に伝達し、外部に放出される。
【0011】
上記した構成の回転陽極型X線管装置は特許文献1などに記載されている。
【0012】
また、小形のX線診断装置では、形状の小さい小形X線管が用いられ、その軸受機構には、通常、玉軸受が使用されている。小形のX線診断装置は、小型化および軽量化が求められ、サイズ的にも、あるいは重量的にも熱交換器を設置する余裕が場合が多い。そのため、X線管などに対する冷却は、熱交換器を使用せずに、ハウジング内に収納した絶縁油に、X線管やステータを単に浸すだけの簡易な構造が採用されている。
【0013】
【特許文献1】
実開昭58−164171号公報
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
従来の回転陽極型X線管装置は、陽極ターゲットなどが発生する熱を放出する場合、たとえばハウジング内に満たされた絶縁油の中に回転陽極型X線管およびステータを浸し、その絶縁油をハウジングとクーラー装置間に循環させている。この方法は回転陽極型X線管の熱負荷が大きくなると、必要とされる冷却性能が十分に得られない場合がある。
【0015】
また、絶縁油をハウジングとクーラー装置間に循環させるとともに、陽極ターゲットを支持する回転支持機構の内部に絶縁油を流し、回転支持機構を冷却する方法がある。この方法も、回転陽極型X線管の熱負荷が大きくなると、十分な冷却性能が得られない。
【0016】
また、回転陽極型X線管およびステータを絶縁油中に浸し、発熱が大きい部分たとえば陽極ターゲット近傍に設けられる反跳電子捕捉トラップや真空外囲器の一部を熱伝達効率の大きい不凍液で冷却し、この不凍液をハウジングとクーラー装置間に循環させる方法がある。この方法も、熱負荷が大きいと十分な冷却性能が得られない。
【0017】
また、特表2001−502473号に示すように、回転陽極型X線管およびステータを不凍液に浸し、ハウジングとクーラー装置間に不凍液を循環させる方法がある。この方法は、不凍液が水分を含むため、ステータなどの電気絶縁性能が低下する。またX線用出力窓を構成するベリリウムを腐食させるという問題がある。とくに回転支持機構の軸受として動圧式すべり軸受を用いる場合は、玉軸受を用いる場合に比べてステータの発熱が大きくなり、電気絶縁性能の低下やベリリウム窓の腐食が顕著になる。
【0018】
また、小形のX線診断装置の場合、このような装置に使用される小形X線管の時間平均のX線管陽極発熱はたとえば300W以下の低い値になっている。そのため、熱交換器を使用しなくてもX線管の過熱という問題は生じない。
【0019】
しかし、小形X線管についても、無騒音化や長寿命化のために、軸受機構部分に、玉軸受に代えて液体金属潤滑材を用いた動圧式すべり軸受を使用する場合がある。動圧式すべり軸受は、玉軸受に比べると、回転起動時や回転中の摩擦が大きいため、ステータの発熱が大きくなる。
【0020】
ステータの発熱パワーの増大は、陽極ターゲットの回転起動時、あるいは透視状態から撮影状態へと切り替える際の回転数の上昇時などに限られ、ほとんどの場合が短時間である。そのため、エネルギー的には大きくならず、時間平均的には問題にならない。しかし、短時間のうちにステータの温度が上昇し、動圧式すべり軸受部分の温度が急激に高くなる場合がある。
【0021】
温軸受部分の温度が高くなると、軸受金属面と液体金属潤滑材が反応し、金属間化合物の層が生成する。この層は短時間で増大し、軸受隙間が埋まり、回転が停止する。たとえば50W程度の軸受損失でも、軸受温度が300℃を越え、回転が停止する場合がある。
【0022】
本発明は、上記した欠点を解決し、熱の放出特性を向上させた回転陽極型X線管装置を提供することを目的とする。
【0023】
【課題を解決するための手段】
本発明は、陽極ターゲットを真空外囲器内に収納した回転陽極型X線管と、前記陽極ターゲットを回転させる誘導電磁界を発生するステータと、前記回転陽極型X線管および前記ステータを収納し、かつ、前記回転陽極型X線管および前記ステータとの隙間に第1冷却媒体を収納したハウジングとを具備した回転陽極型X線管装置において、熱交換器および第1循環ポンプを有するクーラー装置と、前記真空外囲器の内側領域および前記真空外囲器を構成する壁部領域、前記真空外囲器を構成する壁部に接する領域の少なくも1つの領域に設けられた冷却路および前記クーラー装置を含み、前記第1冷却媒体よりも熱伝達効率の高い第2冷却媒体が流れる循環冷却路と、前記循環冷却路を構成する壁部材に接触して前記第1冷却媒体を移動させる第2循環ポンプとを設けたことを特徴とする。
【0024】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について、陽極接地の場合を例にとり図1の概略構造図を参照して説明する。ハウジング10内部に回転陽極型X線管11が収納され、ハウジング10と回転陽極型X線管11の隙間に冷却媒体たとえば絶縁油が収納されている。ハウジング10の一部に空盆構造12が設けられている。空盆構造12は、所定大きさの空間を形成する容器12aおよび絶縁油が出入りする絶縁油穴12b、外気が出入りする通気穴12c、ベローズ12dなどから構成され、絶縁油の温度変化による膨張や収縮を吸収する。
【0025】
回転陽極型X線管11は真空外囲器13などから構成されている。真空外囲器13の一部にX線用出力窓13aが設けられている。真空外囲器13は、たとえば径が大きい径大部131および径大部131よりも径が小さい径小部132、二重円筒の筒状部133、円筒状の陰極収納部134などから構成されている。径大部131および径小部132、筒状部133は管軸を中心にして設けられ、陰極収納部134は管軸からずれている。
【0026】
径大部131の図示下方の壁、たとえば筒状部133側に位置する壁131aの外側に、環状の壁部14がほぼ平行に、かつ筒状部133を囲んで設けられている。壁131aと壁部14に挟まれた円盤状空間に第1冷却路C1が形成され、冷却路C1の両端たとえば180°の間隔に導入口C11および導出口C12が設けられている。
【0027】
径大部121に陽極ターゲット15が配置され、陰極収納部134に陰極16が配置されている。陰極収納部134の一部たとえば陰極16を囲む壁部に反跳電子捕捉トラップ17が設けられている。反跳電子捕捉トラップ17は陽極ターゲット15から反射した電子を捕捉する。反跳電子捕捉トラップ17内部にたとえば環状の第2冷却路C2が設けられ、第2冷却路C2には導入路C21および導出路C22が設けられている。
【0028】
陰極16は陰極支持構体18に支持され、陰極支持構体18は陰極収納部134の内側に固定されている。陽極ターゲット15は継手部19を介して回転支持機構20に連結され、回転支持機構20によって回転可能に支持されている。
【0029】
回転支持機構20は、継手部19と連結する回転体22およびこの回転体22のたとえば内側に嵌合する固定体23などから構成され、回転体22の下端筒状部の外周面に筒状ロータ24が接合されている。回転体22と固定体23の嵌合部分に動圧式すべり軸受、たとえばラジアル方向およびスラスト方向の動圧式すべり軸受(図示せず)が設けられている。
【0030】
固定体23の上下両端は真空外囲器13に固定され、その内部に上下に貫通する貫通孔23aが設けられている。貫通孔23aの部分に第3冷却路C3が形成され、第3冷却路C3の一部に循環ポンプPが配置されている。循環ポンプPは、ハウジング10内に満たされた絶縁油を、たとえば白ぬき矢印Y1で示すように、第3冷却路C3を含めてハウジング10内で強制的に移動させ循環させる。
【0031】
真空外囲器13の外側たとえばロータ24を囲む位置に誘導電磁界を発生するステータ26が配置されている。また、ハウジング10のたとえば外にクーラー装置27が設けられている。クーラー装置27は循環ポンプ27aおよび熱交換器27bなどから構成されている。
【0032】
そして、クーラー装置27と導入路C21間および導出路C22と導入口C11間、導出口C12とクーラー装置27間が、それぞれ配管P1、P2、P3で連結され、冷却路C1、C2を含めた循環冷却路が形成されている。循環冷却路内には、ハウジング10内を循環する絶縁油よりも熱伝達効率のよい冷却媒体たとえば水分を含んだ不凍液が満たされている。配管P2は、図示の都合からその一部がハウジング10の外側に示されているが、通常、ハウジング10内に設けられる。
【0033】
クーラー装置27の循環ポンプ27aは、黒色矢印Y2で示すように、不凍液を循環冷却路27内に循環させる。熱交換器27bは不凍液の熱を放出する。
【0034】
ハウジング10とクーラー装置27間の循環冷却路はたとえばホースで構成されている。ホースとハウジング10との接続部T1、T2およびホースとクーラー装置27との接続部T3、T4は、ハウジング10側およびクーラー装置27側の少なくとも一方が着脱可能に構成されている。この構造により、ハウジング10とクーラー装置27を分離でき、クーラー装置27などの据え付け作業や保守作業が容易になる。
【0035】
上記した構成において、ステータ26が発生する誘導電磁界によって回転体22が回転する。この回転が継手部19を介して陽極ターゲット15に伝達し、陽極ターゲット15が回転する。この状態で、陰極16から陽極ターゲット15に電子ビームeが照射され、陽極ターゲット15からX線が放出される。X線は、X線用出力窓13aを通して外部に取り出される。このとき、陽極ターゲット15で反射した電子ビームeの一部が反跳電子捕捉トラップ17で捕捉される。
【0036】
回転陽極型X線管11が動作状態に入ると、陽極ターゲット15は電子ビームeの照射により温度が上昇する。反跳電子捕捉トラップ17も、陽極ターゲット15から反射された電子ビームeが入射し温度が上昇する。ステータ26もコイル部分に流れる電流で温度が上昇する。これらの熱の伝達により真空外囲器13の温度も上昇する。それぞれの熱は、循環冷却路27内を循環する不凍液やハウジング10内を循環する絶縁油に伝達し、外部に放熱される。
【0037】
上記した構成によれば、温度上昇の高い部分たとえば反跳電子捕捉トラップ17や真空外囲器13の一部の熱は、冷却路C2や冷却路C1を流れる熱伝達効率の高い不凍液によって効率的に放出される。また、径大部131a裏側の冷却路C1を流れる不凍液と絶縁油との間で熱交換が行われる。この場合、絶縁油は冷却路C1の壁部14外面に接触しながら全体が移動するため、不凍液との間に効率的な熱交換が行われ、絶縁油による熱の放熱特性が向上する。その結果、絶縁油に対する熱交換器が不要となり、装置構成が簡単になる。また、ステータ26の周囲やX線用出力窓13a周辺は絶縁油が流れるため、電気絶縁性の低下や出力窓の腐食なども防止される。
【0038】
次に、本発明の他の実施形態について図2を参照して説明する。図2は陽極接地の場合で、図1に対応する部分には同じ符号を付し重複する説明は一部省略する。
【0039】
この実施形態の場合、固定体23の貫通孔23aの図示上端、たとえば陰極16側に不凍液の導入口C31が設けられ、図示下端に導出口C32が設けられる。そして、クーラー装置27と導入口C31間および導出口C32と導入口C11間、導出口C12とクーラー装置27間が配管P1、P2、P3で連結され、矢印Y2で示すように、不凍液の流れる循環冷却路が2つの冷却路C1、C3を含めて形成される。
【0040】
また、少なくとも一部がハウジング10の外を通る絶縁油用通路31が設けられ、矢印Y1で示すように、ハウジング10の図示下端から絶縁油用通路31へ、また絶縁油用通路31からハウジング10の図示上端へと絶縁油が流れる絶縁油用の循環路が形成される。また、ハウジング10内の絶縁油用通路31の延長部分に循環ポンプPが配置されている。循環ポンプPは絶縁油を循環路内で強制的に移動させ循環させる。
【0041】
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は陽極接地の場合で、図1および図2に対応する部分には同じ符号を付し重複する説明は一部省略する。
【0042】
この実施形態の場合、真空外囲器13内側に位置する固定体23の貫通孔23aはたとえばその図示下端が閉じられている。貫通孔23a内部は隔壁で仕切られ、冷却路C3を流れる不凍液は上下に往復する構造になっている。たとえば、冷却路C3の導入口C31および導出口C32は、その両方が固定体23の図示上端に設けられている。
【0043】
上記の構成で、クーラー装置27と導入路C21間および導出路C22と導入口C11間、導出口C12と導入口C31間、導出口C32とクーラー装置27間がそれぞれ配管P1、P2、P3、P4で連結され、矢印Y2で示すように、冷却路C1、C2、C3を含めて不凍液用の循環冷却路が形成されている。この場合も、配管P2、P3は、図1で説明したと同様、いずれもハウジング10内に設けられる。また、絶縁油は、矢印Y1で示すように流れ、図2の場合と流れる向きが逆になっている。
【0044】
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。図4は陽極接地の場合で、図1〜図3に対応する部分には同じ符号を付し重複する説明は一部省略する。
【0045】
この実施形態の場合、クーラー装置27と導入口C31間、導出口C32とクーラー装置27がそれぞれ配管P1、P2で連結され、冷却路C3を含めた不凍液の循環冷却路が形成されている。この場合、ハウジング10内に位置する配管P1の一部にたとえばらせん状部分Rが形成され、らせん状部分Rの近傍たとえばその内側および外側を絶縁油が流れる。また、絶縁油を循環させる循環ポンプPはハウジング10外の絶縁油用通路31部分に配置されている。
【0046】
上記した構成の場合、不凍液と絶縁油との熱交換は、たとえばらせん状部分Rの配管を構成する管壁の表面で行われる。
【0047】
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は中性点接地の場合で、陽極部分にプラス電位が加えられ、陰極部分マイナス電位が加えられる。なお、図1〜図4に対応する部分には同じ符号を付し重複する説明は一部省略する。
【0048】
この実施形態の場合、固定体23の図示上端は支持部材51に固定され、支持部材51が真空外囲器13に固定されている。固定体23の下端部分は真空外囲器13の一部に固定されている。そして、固定体23の貫通孔23a内側に冷却路C3を形成する電気絶縁性の筒状セラミック部材52が接合されている。
【0049】
セラミック部材52はたとえばその図示上端が閉じられ、また、その内部が隔壁によって2分され、冷却路C3は、セラミック部材52内部を不凍液が上下に往復する構造になっている。冷却路C3の導入口C31および導出口C32はセラミック部材52下端に設けられている。
【0050】
この場合、セラミック部材52は、たとえば肉厚が6mm程度の筒状窒化珪素あるいは熱伝導性の良好なセラミックス等が用いられ、銅等の熱伝導性の良好な中間材を用いて固定体23の貫通孔23a内面に接合される。窒化珪素は良好な熱伝達特性をもち、固定体23の熱はセラミック部材52を経て冷却路C3を流れる不凍液に効率的に伝達される。
【0051】
上記の構成で、クーラー装置27と導入口C31間および導出口C32と導入口C11間、導出口C12とクーラー装置27間がそれぞれ配管P1、P2、P3で連結され、冷却路C1、C3を含む不凍液用の循環冷却路が形成される。
【0052】
上記した構成の場合、中性点接地のため、固定体23は接地電位に対して所定のプラス電位に設定される。しかし、固定体23の不凍液が流れる側に絶縁性セラミック部材52が設けられ、固定体23と不凍液が直接接触しない構造になっている。そのため電気絶縁性能の低下という問題は生じない。
【0053】
本発明の他の実施形態について、陽極接地の場合を例にとり図6を参照して説明する。
【0054】
ハウジング80内部に回転陽極型X線管81が収納され、またハウジング80と回転陽極型X線管81の隙間に冷却媒体たとえば絶縁油が収納されている。
【0055】
回転陽極型X線管81は真空外囲器82などから構成され、真空外囲器82の一部にX線用出力窓82aが設けられている。真空外囲器82は、たとえば径が大きい径大部821および径大部821よりも径が小さい径小部822、二重円筒の筒状部823、円筒状の陰極収納部824などから構成されている。径大部821および径小部822、筒状部823は管軸を中心にして設けられ、陰極収納部824は管軸からずれている。
【0056】
径大部821に陽極ターゲット83が配置され、陰極収納部824に陰極84が配置されている。陰極84を囲む真空外囲器82の壁部に反跳電子捕捉トラップ85が設けられている。反跳電子捕捉トラップ85は、陰極84から放出され陽極ターゲット83で反射した電子を捕捉する。反跳電子捕捉トラップ85内部に陰極84を囲んで、たとえば環状の第2冷却路C2が形成されている。冷却路C2には導入路C21および導出路C22が設けられている。
【0057】
陰極84は陰極支持構体86に支持され、陰極支持構体86は陰極収納部824の内側に固定されている。陽極ターゲット83は継手部87を介して回転支持機構88に連結され、回転支持機構88によって回転可能に支持されている。
【0058】
回転支持機構88は、継手部87と連結する回転体89およびこの回転体89内側に嵌合する固定体90などから構成され、回転体89の下端筒状部の外周面に筒状ロータ91が接合されている。回転体89と固定体90の嵌合部分に動圧式すべり軸受、たとえばラジアル方向およびスラスト方向の動圧式すべり軸受 (図示せず)が設けられている。
【0059】
固定体90の上下両端は真空外囲器82に固定され、その内部に上下に貫通する貫通孔90aが設けられている。貫通孔90a部分に第3冷却路C3が形成されている。第3冷却路C3のたとえば下端は、その少なくとも一部がハウジング80の外に位置する絶縁油用通路100に連結している。絶縁油用通路100は、ハウジング80の図示底部を貫通してハウジング80外に延長し、その貫通部分から離れたハウジング80底部の他の開口に連結している。ハウジング80外の絶縁油用通路100部分に循環ポンプPが配置されている。
【0060】
循環ポンプPは、ハウジング80内および絶縁油用通路100、冷却路C3に満たされた絶縁油を、白ぬき矢印Y1で示すように、循環ポンプPから絶縁油用通路100を経て冷却路C3へ、冷却路C3からハウジング80内へ、さらにハウジング80底部の開口から絶縁油用通路100を経て循環ポンプPへと、強制的に移動させ循環させる。
【0061】
また、ハウジング80外に位置する絶縁油用通路100の周囲に冷却フィンFが設けられ、冷却フィンFを設けた絶縁油用通路100部分を収納する形で熱交換装置92が設けられている。熱交換装置92はたとえばハウジング80の外壁に一体に構成されている。
【0062】
真空外囲器82の外側たとえばロータ91を囲む位置に、誘導電磁界を発生するステータ93が配置されている。また、ハウジング80外にクーラー装置94が設けられている。
【0063】
クーラー装置94は循環ポンプ94aおよび熱交換器94bなどから構成されている。そして、反跳電子捕捉トラップ85内部に設けられた第2冷却路C2の導出路C22とクーラー装置94間およびクーラー装置94と熱交換装置92間、熱交換装置92と冷却路C2の導入路C21間が、それぞれ配管P1、P2、P3で連結され、冷却路C2を含めた循環冷却路95が形成されている。循環冷却路95内には、ハウジング80内に収納された絶縁油よりも熱伝達効率の高い冷却媒体たとえば水分を含んだ不凍液が満たされている。
【0064】
不凍液は、循環ポンプ94aによって、黒色矢印Y2に示すように、循環冷却路95内を循環する。このとき、不凍液は熱交換器94bで冷却され、その後、熱交換装置92内において、絶縁油用通路100周辺を移動し、絶縁油と熱交換を行い絶縁油を冷却する。
【0065】
循環冷却路95の配管P1、P2、P3はホースなどで構成され、たとえばハウジング80との接続部T1や熱交換装置92との接続部T2は、ジョイントなどで連結し、着脱可能に構成されている。したがって、ハウジング80およびクーラー装置94は分離でき、クーラー装置94などの据え付け作業や保守作業が容易になる。
【0066】
上記した構成において、ステータ93が発生する誘導電磁界によって回転体89が回転し、陽極ターゲット83が回転する。この状態で、陰極84から陽極ターゲット83に電子ビームeが照射され、陽極ターゲット83からX線が放出される。X線はX線用出力窓82aを通して外部に取り出される。このとき、陽極ターゲット83で反射した電子ビームeの一部が反跳電子捕捉トラップ85で捕捉される。
【0067】
回転陽極型X線管81が動作状態に入ると、陽極ターゲット83や反跳電子捕捉トラップ85、ステータ93の温度が上昇する。これらの熱の伝達によって真空外囲器82の温度も上昇する。それぞれの熱は、循環冷却路95内を循環する不凍液やハウジング80内を循環する絶縁油に伝達し、外部に放熱される。
【0068】
上記した構成によれば、温度上昇の高い部分たとえば反跳電子捕捉トラップ85部分の熱は冷却路C2を流れる熱伝達効率の高い不凍液によって効率的に放出される。同時に、真空外囲器82の熱は絶縁油によって放出される。
【0069】
このとき、熱交換装置92において、絶縁油と不凍液との間で熱交換が行われ、絶縁油による熱の放熱特性が向上する。また、絶縁油に対する熱交換器が不要となり、装置構成が簡単になる。また、ステータ93周囲やX線用出力窓82a周辺は絶縁油が流れるため、電気絶縁性の低下や出力窓の腐食などが防止される。また、熱交換装置92は、クーラー装置94から見て、不凍液による冷却対象たとえば第2冷却路C2よりも上流に位置している。この場合、クーラー装置94で冷却された不凍液がそのままクーラー装置94に送られ、絶縁油との間で効率的な熱交換が行われる。
【0070】
本発明の他の実施形態について、中性点接地の場合を例にとり図7を参照して説明する。図7は、図6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。
【0071】
この実施形態の場合、真空外囲器82の径小部822内側に陽極支持部101が固定され、その陽極支持部101に固定体90上端が支持されている。また、固定体90の貫通孔90a内側に、冷却路C3を構成するパイプ102が接合されている。パイプ102内部の空間は陽極支持部101側が閉じ、隔壁103によってほぼ全長にわたり2分されている。パイプ102は、たとえばハウジング80の外側まで伸び、隔壁103下端の図示左側に導入口C31が設けられ、図示右側に導出口C32が設けられている。この場合、不凍液は導入口C31からパイプ102内を上昇し、その後、上端で図示右側に移り、パイプ102内を下降し、導出口C32からクーラー装置94へと移動する。パイプ102は絶縁性セラミクス、たとえば肉厚が6mm程度の窒化アルミニウムが用いられる。
【0072】
また、絶縁油用通路100は、陰極84側に位置するハウジング80上端とハウジング80底面との間に設けられている。
【0073】
この実施形態の場合も、図6の実施形態と同様の効果が得られる。
【0074】
本発明の他の実施形態について、陽極接地の場合を例にとり図8を参照して説明する。図8は、図6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。
【0075】
この実施形態の場合、熱交換装置92がクーラー装置94内に設けられている。また、絶縁油用通路100部分に循環ポンプPが設けられ、絶縁油用通路100は冷却路C3に連結している。循環ポンプPから送り出された絶縁油は、白抜き矢印Y1で示すように、ハウジング80の上壁部分を貫通し、その後、冷却路C3を下降し、冷却路C3下端からハウジング80内へと移動する。
【0076】
絶縁油用通路100とハウジング80との連結部分T1、T2はジョイントで連結され、絶縁油用通路100およびハウジング80は分離できる構造になっている。熱交換装置92とハウジング80間を結ぶ配管P1、P2とハウジング80との連結部分T3、T4もジョイントで連結され、クーラー装置94およびハウジング80は分離できる構造になっている。
【0077】
この実施形態の場合も、図6や図7の実施形態と同様の効果が得られる。
【0078】
本発明の他の実施形態について、中性点接地の場合を例にとり図9を参照して説明する。図9は、図7に対応する部分には同じ符号を付し、重複する説明を一部省略する。
【0079】
この実施形態の場合、図8と同様、熱交換装置92がクーラー装置94内に配置されている。また、絶縁油用通路100は、熱交換装置92を挟んで、ハウジング80の陰極側上端部と、陰極から遠い側のハウジング80下端部との間に設けられている。固定体90内部を通る冷却路C3は、隔壁103の図示右側に導入口C31が設けられ、図示左側に導出口C32が設けられている。この場合、不凍液は導入口C31から冷却路C3に入り、導出口C32からクーラー装置94に戻る。
【0080】
また、絶縁油や不凍液が流れる通路とハウジング80との連結部分T1〜T4はジョイントで連結され、熱交換装置92およびクーラー装置94はハウジング80と分離できる構造になっている。
【0081】
この実施形態の場合も、図6や図7の実施形態と同様の効果が得られる。
【0082】
本発明の他の実施形態について図10を参照して説明する。図10は、図7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。
【0083】
この実施形態の場合、ハウジング80外の絶縁油用通路100部分に循環ポンプPが配置されている。循環ポンプPは、絶縁油の流入側P11に接続された配管Paが、熱交換器を通さずにハウジング80の陰極84側上端部に直接連結されている。また、流出側P12に接続された配管Pbも、熱交換器を通さずに固定体90内部の冷却路C3の導入口C31に直接連結されている。
【0084】
この場合、循環ポンプPによって強制的に流動する絶縁油は、白ぬき矢印Y1に示すように、固定体90内部の冷却路C3を上昇し、その後、冷却路C3を下降する。その後、導出口C32から真空容器82外へと移動し、ステータ93周辺を流れ、ハウジング80の上端部を経て循環ポンプPへと戻る。
【0085】
上記の構成によれば、絶縁油が固定体90内部を移動し、さらにステータ93周辺を移動する。したがって、固定体90やステータ93の熱が効率的に放出される。また、熱交換器を必要としない構造になっているため、回転音の無騒音化や回転機構の長寿命化を目的に、動圧式すべり軸受を採用した小形X線管を用いる小型診断装置などに有効である。
【0086】
本発明の他の実施形態について図11を参照して説明する。図11は、図10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。
【0087】
この実施形態の場合、固定体90内部の貫通孔90aが陰極84から遠い側の図示下端が閉じられ、また、貫通孔90aは隔壁111によって図示左右に2分されている。また、絶縁油を移動させる循環ポンプPは、絶縁油用通路100のハウジング80内への延長部分に配置されている。
【0088】
循環ポンプPの絶縁油の流入側P11に接続された配管Paは、熱交換器を通さずにハウジング80の陰極84から遠い側の下端部に直接連結されている。また、流出側P12に接続された配管Pbは、熱交換器を通さずに固定体90内部の冷却路C3の導入口C31に直接連結されている。
【0089】
この場合、循環ポンプPによって送り出された絶縁油は、白ぬき矢印Y1に示すように、冷却路C3の導入口C31から冷却路C3を下降し、その下端から図示左側に移動して上昇し、真空外囲器82外へと移動する。その後、ステータ93周辺を通り、ハウジング80の下端部から循環ポンプPに戻る。
【0090】
この実施形態の場合も、図10の実施形態と同様の効果が得られる。
【0091】
本発明の他の実施形態について図12を参照して説明する。図12は、図10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。
【0092】
この実施形態の場合、固定体90内部の貫通孔90a部分に冷却路C3が形成され、その冷却路C3内に循環ポンプPが配置されている。
【0093】
この場合、循環ポンプPから送り出された絶縁油は冷却路C3を上昇し、真空外囲器82外へと移動する。その後、真空外囲器82の径大部821の近傍およびステータ93周辺を通り、循環ポンプPへと戻る。
【0094】
この実施形態の場合も、図10の実施形態と同様の効果が得られる。
【0095】
上記の図10〜12の実施形態は、絶縁油が固定体内部を流れる構造になっている。しかし、固定体内部に冷却路を設けず、循環ポンプから送り出された絶縁油を単にハウジング内で循環させる構造とし、絶縁油をステータに吹き付ける構造にすることもできる。
【0096】
上記の各実施形態は、ハウジング内を満たす第1冷却媒体として絶縁油を利用し、これよりも熱伝達効率の高い第2冷却媒体として不凍液を利用している。しかし、第1冷却媒体と第2冷却媒体は絶縁油と不凍液に限られるものではなく、他の冷却媒体の組み合わせを用いることもできる。
【0097】
たとえば第1冷却媒体としてJISC2320:1999で規定される絶縁油Aの1種(鉱油)または7種(鉱油+分岐鎖形アルキルベンゼン)を用い、第2冷却媒体として同規定の絶縁油Aの2種3号(直鎖形アルキルベンゼン)または5種1号(アルキルジフェニルアルカン)を用いることもできる。
【0098】
また、陽極ターゲットを回転可能に支持する回転支持機構に動圧式すべり軸受を用いている。しかし、この発明は、ボールベアリングを利用するころがり軸受や磁気軸受などを用いた場合にも適用できる。これらの軸受を使った場合も、ステータコイルと回転体の回転駆動部とのカップリングが悪かったり、超高速回転を行う場合にはコイルの発熱が高くなる場合があり、上記の実施形態と同様の効果が得られる。
【0099】
また、ハウジングの一部に空盆構造を設け、絶縁油の温度変化による膨張や収縮を吸収している。しかし、不凍液が流れる循環冷却路の一部に空盆構造を設け、不凍液の膨張や収縮を吸収する構造にすることもできる。
【0100】
上記した構成によれば、温度上昇の高い部分を熱伝達効率の高い冷却媒体たとえば不凍液で冷却している。これにより良好な熱放出性能が実現される。また、熱伝達効率の低い冷却媒体たとえば絶縁油を強制的に循環させ、熱伝達効率の高い冷却媒体と熱交換させている。このため、絶縁油による熱放出特性も向上する。その結果、熱の放出特性が向上した回転陽極型X線管装置が得られる。
【0101】
【発明の効果】
本発明によれば、熱の放出特性を向上させた回転陽極型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概略構造図である。
【図2】本発明の他の実施形態を説明するための概略構造図である。
【図3】本発明の他の実施形態を説明するための概略構造図である。
【図4】本発明の他の実施形態を説明するための概略構造図である。
【図5】本発明の他の実施形態を説明するための概略構造図である。
【図6】本発明の他の実施形態を説明するための概略構造図である。
【図7】本発明の他の実施形態を説明するための概略構造図である。
【図8】本発明の他の実施形態を説明するための概略構造図である。
【図9】本発明の他の実施形態を説明するための概略構造図である。
【図10】本発明の他の実施形態を説明するための概略構造図である。
【図11】本発明の他の実施形態を説明するための概略構造図である。
【図12】本発明の他の実施形態を説明するための概略構造図である。
【図13】従来例を説明するための概略構造図である。
【符号の説明】
10…ハウジング
11…回転陽極型X線管
12…空盆構造
13…真空外囲器
14…壁部
15…陽極ターゲット
16…陰極
17…反跳電子捕捉トラップ
18…陰極支持構体
19…継手部
20…回転支持機構
22…回転体
23…固定体
24…ロータ
26…ステータ
27…クーラー装置
27a…循環ポンプ
27b…熱交換器
C1、C2、C3…冷却路
P…循環ポンプ
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a rotating anode type X-ray tube apparatus in which the emission characteristics of heat generated by a rotating anode type X-ray tube and the like are improved.
[0002]
[Prior art]
The rotating anode type X-ray tube device includes a rotating anode type X-ray tube in which a rotatably supported anode target is housed in a vacuum envelope, a housing in which the rotating anode type X-ray tube is housed, and the like. . The gap between the housing and the rotary anode type X-ray tube is filled with a cooling medium for cooling the heat generated by the anode target and the like, for example, insulating oil.
[0003]
Here, a conventional rotating anode type X-ray tube device will be described with reference to FIG.
[0004]
An X-ray output window 60a is provided in a part of the housing 60, and a rotating anode type X-ray tube 61 is housed therein. Further, insulating oil is stored in a gap between the housing 60 and the rotary anode type X-ray tube 61 or the like.
[0005]
The rotating anode type X-ray tube 61 includes a vacuum envelope 62 and the like. An X-ray output window 62 a is provided in a part of the vacuum envelope 62. The vacuum envelope 62 includes, for example, a large-diameter portion 621 having a large diameter, a small-diameter portion 622 having a smaller diameter, a cylindrical portion 623, and a cylindrical cathode housing portion 624.
[0006]
The anode target 63 is arranged in the large-diameter portion 621, and the cathode 64 is arranged in the cathode housing 624. The cathode 64 is supported by the cathode support structure 65, and the cathode support structure 65 is fixed to the cathode housing 624. The anode target 63 is connected to a rotation support mechanism 67 via a joint 66, and is rotatably supported by the rotation support mechanism 67.
[0007]
The rotation support mechanism 67 includes a rotating body 68 connected to the joint 66 and a fixed body 69 fitted to the rotating body 68. The cylindrical rotor 70 is joined to the outer peripheral surface of the lower cylindrical part of the rotating body 68. Have been. At a fitting portion between the rotating body 68 and the fixed body 69, for example, a dynamic pressure type sliding bearing in the radial direction and the thrust direction is provided. In the drawing, a radial dynamic sliding bearing 71 is shown. Both upper and lower ends of the fixed body 69 in the figure are fixed to the vacuum envelope 62. A stator 72 for generating an induction electromagnetic field is provided outside the vacuum envelope 62, for example, at a position surrounding the rotor 70.
[0008]
The housing 60 is connected to the cooler device 73 by two pipes P1 and P2. The cooler 73 includes a circulation pump 73a, a heat exchanger 73b, and the like. The circulation pump 73a circulates a cooling medium such as insulating oil in the housing 60 by connecting the housing 60 and the cooler device 73 as indicated by an arrow Y. The heat exchanger 73b releases the heat of the insulating oil whose temperature has increased due to the cooling of the rotary anode type X-ray tube 61.
[0009]
In the configuration described above, the rotating body 68 rotates by the induction electromagnetic field generated by the stator 72. This rotation is transmitted to the anode target 63, and the anode target 63 rotates. In this state, the cathode 64 irradiates the anode target 63 with the electron beam e, and the anode target 63 emits X-rays. X-rays are extracted outside through the X-ray output windows 62a and 60a.
[0010]
At this time, the temperature of the anode target 63 increases due to the irradiation of the electron beam e, and the temperature of the stator 72 increases due to the current flowing through the coil. These heats are transmitted to, for example, insulating oil circulating between the housing 60 and the cooler device 73 and are released to the outside.
[0011]
The rotating anode type X-ray tube device having the above-described configuration is described in Patent Document 1 and the like.
[0012]
In a small X-ray diagnostic apparatus, a small X-ray tube having a small shape is used, and a ball bearing is usually used as a bearing mechanism. A small X-ray diagnostic apparatus is required to be reduced in size and weight, and often has room for installing a heat exchanger both in terms of size and weight. Therefore, for cooling the X-ray tube or the like, a simple structure is employed in which the X-ray tube or the stator is simply immersed in insulating oil stored in the housing without using a heat exchanger.
[0013]
[Patent Document 1]
Japanese Utility Model Publication No. 58-164171
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
A conventional rotary anode type X-ray tube apparatus, when releasing heat generated by an anode target or the like, for example, immerses a rotary anode type X-ray tube and a stator in insulating oil filled in a housing, and discharges the insulating oil. It is circulated between the housing and the cooler. In this method, if the thermal load on the rotary anode type X-ray tube becomes large, the required cooling performance may not be sufficiently obtained.
[0015]
In addition, there is a method in which insulating oil is circulated between a housing and a cooler device, and at the same time, the insulating oil is caused to flow inside a rotation support mechanism that supports an anode target, thereby cooling the rotation support mechanism. Also in this method, when the thermal load of the rotary anode type X-ray tube becomes large, sufficient cooling performance cannot be obtained.
[0016]
Also, the rotating anode type X-ray tube and the stator are immersed in insulating oil to cool a portion generating a large amount of heat, for example, a recoil electron trap or a vacuum envelope provided near the anode target with an antifreeze having a high heat transfer efficiency. There is a method of circulating the antifreeze between the housing and the cooler. Also in this method, if the heat load is large, sufficient cooling performance cannot be obtained.
[0017]
Further, as shown in JP-A-2001-502473, there is a method in which a rotating anode X-ray tube and a stator are immersed in antifreeze and the antifreeze is circulated between the housing and the cooler device. In this method, since the antifreeze contains moisture, the electrical insulation performance of the stator and the like is reduced. There is also a problem that beryllium constituting the output window for X-rays is corroded. In particular, when a hydrodynamic slide bearing is used as the bearing of the rotation support mechanism, the heat generation of the stator increases, as compared with the case where a ball bearing is used, and the electrical insulation performance decreases and the beryllium window corrodes significantly.
[0018]
Further, in the case of a small-sized X-ray diagnostic apparatus, the time-averaged X-ray tube anode heat generation of a small-sized X-ray tube used in such an apparatus is a low value of, for example, 300 W or less. Therefore, the problem of overheating of the X-ray tube does not occur without using a heat exchanger.
[0019]
However, even for a small X-ray tube, a dynamic pressure type sliding bearing using a liquid metal lubricant may be used in place of the ball bearing for the bearing mechanism in order to reduce noise and extend the life. In a hydrodynamic slide bearing, compared to a ball bearing, since the friction at the start of rotation and during rotation is large, the heat generated by the stator increases.
[0020]
The increase in the heat generation power of the stator is limited only when the anode target starts rotating or when the number of rotations when switching from the fluoroscopic state to the photographing state increases, and in most cases, it is short. Therefore, it does not increase in energy and does not matter in time average. However, the temperature of the stator may rise within a short period of time, and the temperature of the dynamic pressure type sliding bearing may suddenly increase.
[0021]
When the temperature of the warm bearing portion increases, the bearing metal surface reacts with the liquid metal lubricant, and a layer of an intermetallic compound is generated. This layer increases in a short time, filling the bearing gap and stopping rotation. For example, even with a bearing loss of about 50 W, the bearing temperature may exceed 300 ° C. and the rotation may stop.
[0022]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a rotary anode type X-ray tube apparatus which solves the above-mentioned drawbacks and has improved heat emission characteristics.
[0023]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a rotating anode X-ray tube in which an anode target is housed in a vacuum envelope, a stator for generating an induction electromagnetic field for rotating the anode target, and a housing in which the rotating anode X-ray tube and the stator are housed. A rotary anode type X-ray tube apparatus comprising: a rotary anode type X-ray tube; and a housing accommodating a first cooling medium in a gap between the rotary anode type X-ray tube and the stator. A device, an inner region of the vacuum envelope and a wall region constituting the vacuum envelope, a cooling passage provided in at least one region of a region in contact with a wall constituting the vacuum envelope, and A circulating cooling passage including the cooler device, through which a second cooling medium having a higher heat transfer efficiency than the first cooling medium flows, and moving the first cooling medium in contact with a wall member constituting the circulating cooling passage. Characterized in that a second circulation pump that.
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to the schematic structural diagram of FIG. 1 taking the case of anode grounding as an example. A rotating anode X-ray tube 11 is housed inside the housing 10, and a cooling medium, for example, insulating oil is housed in a gap between the housing 10 and the rotating anode X-ray tube 11. An empty tray structure 12 is provided in a part of the housing 10. The air basin structure 12 includes a container 12a forming a space of a predetermined size, an insulating oil hole 12b through which insulating oil flows in and out, a vent hole 12c through which outside air flows in and out, a bellows 12d, and the like. Absorb shrinkage.
[0025]
The rotating anode type X-ray tube 11 includes a vacuum envelope 13 and the like. An X-ray output window 13 a is provided in a part of the vacuum envelope 13. The vacuum envelope 13 includes, for example, a large-diameter portion 131 having a large diameter, a small-diameter portion 132 having a smaller diameter than the large-diameter portion 131, a double-cylindrical tubular portion 133, a cylindrical cathode accommodating portion 134, and the like. ing. The large-diameter portion 131, the small-diameter portion 132, and the cylindrical portion 133 are provided around the tube axis, and the cathode accommodating portion 134 is offset from the tube axis.
[0026]
An annular wall portion 14 is provided substantially parallel to and surrounding the cylindrical portion 133 outside a wall below the large-diameter portion 131, for example, a wall 131a located on the cylindrical portion 133 side. A first cooling passage C1 is formed in a disc-shaped space sandwiched between the wall 131a and the wall portion 14, and an inlet C11 and an outlet C12 are provided at both ends of the cooling passage C1, for example, at 180 ° intervals.
[0027]
The anode target 15 is arranged in the large-diameter section 121, and the cathode 16 is arranged in the cathode accommodating section 134. A recoil electron trap 17 is provided on a part of the cathode housing 134, for example, on a wall surrounding the cathode 16. The recoil electron trap 17 captures electrons reflected from the anode target 15. For example, an annular second cooling path C2 is provided inside the recoil electron capture trap 17, and the second cooling path C2 is provided with an introduction path C21 and an extraction path C22.
[0028]
The cathode 16 is supported by a cathode support structure 18, and the cathode support structure 18 is fixed inside a cathode housing 134. The anode target 15 is connected to a rotation support mechanism 20 via a joint 19 and is rotatably supported by the rotation support mechanism 20.
[0029]
The rotation support mechanism 20 includes a rotating body 22 connected to the joint 19 and a fixed body 23 fitted inside the rotating body 22, for example. 24 are joined. A dynamic sliding bearing, for example, a dynamic sliding bearing (not shown) in the radial direction and the thrust direction is provided at a fitting portion between the rotating body 22 and the fixed body 23.
[0030]
The upper and lower ends of the fixed body 23 are fixed to the vacuum envelope 13, and a through hole 23 a penetrating vertically is provided inside the fixed body 23. A third cooling path C3 is formed in the portion of the through hole 23a, and a circulation pump P is disposed in a part of the third cooling path C3. The circulating pump P forcibly moves and circulates the insulating oil filled in the housing 10 in the housing 10 including the third cooling path C3 as indicated by, for example, a white arrow Y1.
[0031]
A stator 26 for generating an induction electromagnetic field is arranged outside the vacuum envelope 13, for example, at a position surrounding the rotor 24. A cooler device 27 is provided, for example, outside the housing 10. The cooler device 27 includes a circulation pump 27a, a heat exchanger 27b, and the like.
[0032]
Then, the pipes P1, P2, and P3 connect the cooler device 27 and the introduction path C21, the discharge path C22 and the inlet port C11, and the discharge port C12 and the cooler device 27, respectively, and the circulation including the cooling paths C1 and C2. A cooling passage is formed. The circulation cooling passage is filled with a cooling medium having a higher heat transfer efficiency than the insulating oil circulating in the housing 10, for example, an antifreeze containing water. A part of the pipe P2 is shown outside the housing 10 for convenience of illustration, but is usually provided inside the housing 10.
[0033]
The circulation pump 27a of the cooler device 27 circulates the antifreeze into the circulation cooling passage 27 as indicated by a black arrow Y2. The heat exchanger 27b releases the heat of the antifreeze.
[0034]
The circulation cooling passage between the housing 10 and the cooler device 27 is constituted by, for example, a hose. The connection portions T1, T2 between the hose and the housing 10 and the connection portions T3, T4 between the hose and the cooler device 27 are configured such that at least one of the housing 10 side and the cooler device 27 side is detachable. With this structure, the housing 10 and the cooler device 27 can be separated, and the installation work and maintenance work of the cooler device 27 and the like become easy.
[0035]
In the above configuration, the rotating body 22 rotates by the induction electromagnetic field generated by the stator 26. This rotation is transmitted to the anode target 15 via the joint 19, and the anode target 15 rotates. In this state, the cathode 16 irradiates the anode target 15 with the electron beam e, and the anode target 15 emits X-rays. X-rays are extracted to the outside through the X-ray output window 13a. At this time, a part of the electron beam e reflected by the anode target 15 is captured by the recoil electron trap 17.
[0036]
When the rotating anode X-ray tube 11 enters the operating state, the temperature of the anode target 15 increases due to the irradiation of the electron beam e. The recoil electron trap 17 also receives the electron beam e reflected from the anode target 15 and its temperature rises. The temperature of the stator 26 also rises due to the current flowing through the coil portion. Due to the transfer of the heat, the temperature of the vacuum envelope 13 also increases. Each heat is transmitted to the antifreeze circulating in the circulation cooling passage 27 and the insulating oil circulating in the housing 10 and is radiated to the outside.
[0037]
According to the above-described configuration, heat of a portion having a high temperature rise, for example, a part of the recoil electron trap 17 and the vacuum envelope 13 is efficiently discharged by the antifreeze liquid having a high heat transfer efficiency flowing through the cooling passage C2 and the cooling passage C1. Will be released. Further, heat exchange is performed between the antifreeze and the insulating oil flowing through the cooling passage C1 on the back side of the large-diameter portion 131a. In this case, since the entire insulating oil moves while being in contact with the outer surface of the wall portion 14 of the cooling passage C1, efficient heat exchange with the antifreeze liquid is performed, and the heat radiation characteristic of the insulating oil is improved. As a result, a heat exchanger for insulating oil is not required, and the device configuration is simplified. Further, since insulating oil flows around the stator 26 and the periphery of the X-ray output window 13a, a decrease in electrical insulation and a corrosion of the output window are prevented.
[0038]
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows a case where the anodes are grounded. Parts corresponding to those in FIG.
[0039]
In the case of this embodiment, an antifreeze liquid inlet C31 is provided at the upper end of the through hole 23a of the fixed body 23 in the drawing, for example, on the cathode 16 side, and an outlet C32 is provided at the lower end of the drawing. And, between the cooler device 27 and the inlet C31, between the outlet C32 and the inlet C11, and between the outlet C12 and the cooler device 27 are connected by pipes P1, P2 and P3, and as shown by the arrow Y2, the circulation of the antifreeze liquid flows. A cooling path is formed including the two cooling paths C1 and C3.
[0040]
An insulating oil passage 31 at least partially passing outside the housing 10 is provided. As shown by an arrow Y1, the insulating oil passage 31 extends from the illustrated lower end of the housing 10 to the insulating oil passage 31 and from the insulating oil passage 31 to the housing 10 A circulation path for the insulating oil through which the insulating oil flows is formed to the upper end in the drawing. In addition, a circulation pump P is disposed in an extension of the insulating oil passage 31 in the housing 10. The circulation pump P forcibly moves and circulates the insulating oil in the circulation path.
[0041]
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows a case of grounding the anode. Portions corresponding to those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and overlapping description is partially omitted.
[0042]
In the case of this embodiment, for example, the illustrated lower end of the through hole 23a of the fixed body 23 located inside the vacuum envelope 13 is closed. The inside of the through hole 23a is partitioned by a partition wall, and the antifreeze flowing through the cooling passage C3 reciprocates up and down. For example, both the inlet C31 and the outlet C32 of the cooling path C3 are provided at the upper end of the fixed body 23 in the figure.
[0043]
In the above configuration, pipes P1, P2, P3, and P4 are provided between the cooler device 27 and the introduction path C21, between the discharge path C22 and the introduction port C11, between the discharge port C12 and the introduction port C31, and between the discharge port C32 and the cooler device 27, respectively. As shown by an arrow Y2, a circulation cooling passage for antifreeze is formed including the cooling passages C1, C2, and C3. Also in this case, the pipes P2 and P3 are both provided in the housing 10 as described with reference to FIG. Further, the insulating oil flows as shown by arrow Y1, and the flowing direction is opposite to that in the case of FIG.
[0044]
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows a case of grounding the anode. Portions corresponding to those in FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals, and overlapping description is partially omitted.
[0045]
In the case of this embodiment, between the cooler device 27 and the inlet C31, the outlet C32 and the cooler device 27 are connected by pipes P1 and P2, respectively, and a circulation cooling passage for the antifreeze including the cooling passage C3 is formed. In this case, for example, a helical portion R is formed in a part of the pipe P1 located in the housing 10, and the insulating oil flows near the helical portion R, for example, inside and outside thereof. A circulation pump P for circulating the insulating oil is disposed in the insulating oil passage 31 outside the housing 10.
[0046]
In the case of the above configuration, heat exchange between the antifreeze and the insulating oil is performed, for example, on the surface of the pipe wall that forms the pipe of the spiral portion R.
[0047]
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows a case of neutral grounding, in which a positive potential is applied to the anode portion and a negative potential is applied to the cathode portion. The same reference numerals are given to the portions corresponding to FIG. 1 to FIG.
[0048]
In the case of this embodiment, the illustrated upper end of the fixed body 23 is fixed to the support member 51, and the support member 51 is fixed to the vacuum envelope 13. The lower end of the fixed body 23 is fixed to a part of the vacuum envelope 13. An electrically insulating tubular ceramic member 52 forming a cooling path C3 is joined to the inside of the through hole 23a of the fixed body 23.
[0049]
The ceramic member 52 is closed, for example, at its upper end in the figure, and its inside is divided into two by a partition. The cooling passage C3 has a structure in which the antifreeze reciprocates up and down inside the ceramic member 52. The inlet C31 and the outlet C32 of the cooling path C3 are provided at the lower end of the ceramic member 52.
[0050]
In this case, the ceramic member 52 is made of, for example, cylindrical silicon nitride having a thickness of about 6 mm or ceramics having good heat conductivity, and is made of an intermediate material having good heat conductivity such as copper. It is joined to the inner surface of the through hole 23a. Silicon nitride has good heat transfer characteristics, and the heat of the fixed body 23 is efficiently transferred to the antifreeze flowing through the cooling passage C3 via the ceramic member 52.
[0051]
In the above configuration, the cooler device 27 and the inlet C31, the outlet C32 and the inlet C11, and the outlet C12 and the cooler device 27 are connected by pipes P1, P2, and P3, respectively, and include the cooling passages C1 and C3. A circulation cooling passage for antifreeze is formed.
[0052]
In the case of the above-described configuration, the fixed body 23 is set to a predetermined positive potential with respect to the ground potential because of the neutral point grounding. However, the insulating ceramic member 52 is provided on the side of the fixed body 23 through which the antifreeze flows, so that the fixed body 23 does not directly contact the antifreeze. Therefore, there is no problem that the electric insulation performance is deteriorated.
[0053]
Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0054]
A rotating anode type X-ray tube 81 is housed inside the housing 80, and a cooling medium such as insulating oil is housed in a gap between the housing 80 and the rotating anode type X-ray tube 81.
[0055]
The rotary anode type X-ray tube 81 includes a vacuum envelope 82 and the like, and an X-ray output window 82 a is provided in a part of the vacuum envelope 82. The vacuum envelope 82 includes, for example, a large-diameter portion 821 having a large diameter, a small-diameter portion 822 having a smaller diameter than the large-diameter portion 821, a double cylindrical tubular portion 823, a cylindrical cathode housing portion 824, and the like. ing. The large-diameter portion 821, the small-diameter portion 822, and the cylindrical portion 823 are provided around the tube axis, and the cathode housing 824 is offset from the tube axis.
[0056]
An anode target 83 is arranged in the large diameter part 821, and a cathode 84 is arranged in the cathode housing part 824. A recoil electron trap 85 is provided on the wall of the vacuum envelope 82 surrounding the cathode 84. The recoil electron trap 85 captures electrons emitted from the cathode 84 and reflected by the anode target 83. An annular second cooling path C2 is formed inside the recoil electron trap 85 around the cathode 84, for example. The cooling path C2 is provided with an introduction path C21 and an extraction path C22.
[0057]
The cathode 84 is supported by a cathode support structure 86, and the cathode support structure 86 is fixed inside the cathode housing 824. The anode target 83 is connected to a rotation support mechanism 88 via a joint 87, and is rotatably supported by the rotation support mechanism 88.
[0058]
The rotation support mechanism 88 includes a rotating body 89 connected to the joint portion 87 and a fixed body 90 fitted inside the rotating body 89. A cylindrical rotor 91 is provided on the outer peripheral surface of the lower cylindrical portion of the rotating body 89. Are joined. A dynamic sliding bearing, for example, a dynamic sliding bearing (not shown) in the radial and thrust directions is provided at a fitting portion between the rotating body 89 and the fixed body 90.
[0059]
Upper and lower ends of the fixed body 90 are fixed to the vacuum envelope 82, and a through hole 90a penetrating vertically is provided in the inside. A third cooling path C3 is formed in the through hole 90a. For example, a lower end of the third cooling path C <b> 3 is connected at least partially to an insulating oil passage 100 located outside the housing 80. The insulating oil passage 100 extends through the illustrated bottom portion of the housing 80 to the outside of the housing 80, and is connected to another opening of the bottom portion of the housing 80 remote from the penetrating portion. A circulating pump P is arranged in the insulating oil passage 100 outside the housing 80.
[0060]
The circulating pump P transfers the insulating oil filled in the housing 80, the insulating oil passage 100, and the cooling passage C3 from the circulating pump P to the cooling passage C3 via the insulating oil passage 100, as shown by a white arrow Y1. Forcibly moved and circulated from the cooling passage C3 into the housing 80 and from the opening at the bottom of the housing 80 to the circulation pump P via the insulating oil passage 100.
[0061]
A cooling fin F is provided around the insulating oil passage 100 located outside the housing 80, and a heat exchange device 92 is provided so as to house the insulating oil passage 100 provided with the cooling fin F. The heat exchange device 92 is formed integrally with the outer wall of the housing 80, for example.
[0062]
A stator 93 that generates an induction electromagnetic field is disposed outside the vacuum envelope 82, for example, at a position surrounding the rotor 91. Further, a cooler device 94 is provided outside the housing 80.
[0063]
The cooler device 94 includes a circulation pump 94a and a heat exchanger 94b. Then, between the outlet path C22 of the second cooling path C2 and the cooler device 94, between the cooler device 94 and the heat exchange device 92, and between the heat exchange device 92 and the introduction passage C21 of the cooling passage C2 provided inside the recoil electron trap 85. The spaces are connected by pipes P1, P2, and P3, respectively, to form a circulation cooling passage 95 including a cooling passage C2. The circulation cooling passage 95 is filled with a cooling medium having a higher heat transfer efficiency than the insulating oil stored in the housing 80, for example, an antifreeze containing water.
[0064]
The antifreeze is circulated in the circulating cooling passage 95 by the circulating pump 94a as indicated by a black arrow Y2. At this time, the antifreeze is cooled by the heat exchanger 94b, and then moves around the insulating oil passage 100 in the heat exchange device 92 to exchange heat with the insulating oil to cool the insulating oil.
[0065]
The pipes P1, P2, and P3 of the circulation cooling passage 95 are formed of a hose or the like. For example, a connection portion T1 with the housing 80 and a connection portion T2 with the heat exchange device 92 are connected by a joint or the like and configured to be detachable. I have. Therefore, the housing 80 and the cooler device 94 can be separated, and the installation work and the maintenance work of the cooler device 94 and the like become easy.
[0066]
In the above-described configuration, the rotating body 89 is rotated by the induction electromagnetic field generated by the stator 93, and the anode target 83 is rotated. In this state, the electron beam e is irradiated from the cathode 84 to the anode target 83, and X-rays are emitted from the anode target 83. X-rays are extracted to the outside through the X-ray output window 82a. At this time, a part of the electron beam e reflected by the anode target 83 is captured by the recoil electron capturing trap 85.
[0067]
When the rotating anode X-ray tube 81 enters the operating state, the temperatures of the anode target 83, the recoil electron trap 85, and the stator 93 increase. Due to the transfer of the heat, the temperature of the vacuum envelope 82 also increases. Each heat is transmitted to the antifreeze circulating in the circulation cooling passage 95 and the insulating oil circulating in the housing 80, and is radiated to the outside.
[0068]
According to the above-described configuration, heat in a portion having a high temperature rise, for example, a portion of the recoil electron trap 85 is efficiently released by the antifreeze having a high heat transfer efficiency flowing through the cooling passage C2. At the same time, the heat of the vacuum envelope 82 is released by the insulating oil.
[0069]
At this time, in the heat exchange device 92, heat exchange is performed between the insulating oil and the antifreeze, and the heat radiation characteristic of the heat by the insulating oil is improved. Further, a heat exchanger for insulating oil is not required, and the device configuration is simplified. Further, since the insulating oil flows around the periphery of the stator 93 and the periphery of the output window 82a for X-rays, it is possible to prevent a decrease in electrical insulation and a corrosion of the output window. Further, the heat exchange device 92 is located upstream of the object to be cooled by the antifreeze liquid, for example, the second cooling passage C2, as viewed from the cooler device 94. In this case, the antifreeze liquid cooled by the cooler device 94 is directly sent to the cooler device 94, and efficient heat exchange with the insulating oil is performed.
[0070]
Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 7 taking the case of neutral grounding as an example. In FIG. 7, parts corresponding to those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, and duplicate description will be partially omitted.
[0071]
In the case of this embodiment, the anode support portion 101 is fixed inside the small diameter portion 822 of the vacuum envelope 82, and the upper end of the fixed body 90 is supported by the anode support portion 101. Further, a pipe 102 constituting the cooling path C3 is joined to the inside of the through hole 90a of the fixed body 90. The space inside the pipe 102 is closed on the side of the anode support 101 and is divided into two substantially by the partition 103 over the entire length. The pipe 102 extends, for example, to the outside of the housing 80, and an inlet C31 is provided on the left side of the lower end of the partition wall 103 in the figure, and an outlet C32 is provided on the right side of the figure. In this case, the antifreeze rises in the pipe 102 from the inlet C31, moves to the right side in the drawing at the upper end, descends in the pipe 102, and moves from the outlet C32 to the cooler device 94. The pipe 102 is made of insulating ceramics, for example, aluminum nitride having a thickness of about 6 mm.
[0072]
The insulating oil passage 100 is provided between the upper end of the housing 80 located on the cathode 84 side and the bottom surface of the housing 80.
[0073]
In this embodiment, the same effects as those of the embodiment of FIG. 6 can be obtained.
[0074]
Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 8, parts corresponding to those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, and duplicate description will be partially omitted.
[0075]
In the case of this embodiment, a heat exchange device 92 is provided in a cooler device 94. In addition, a circulation pump P is provided in the insulating oil passage 100, and the insulating oil passage 100 is connected to the cooling passage C3. The insulating oil sent from the circulation pump P penetrates through the upper wall portion of the housing 80 as shown by a white arrow Y1, and then moves down the cooling path C3 and moves from the lower end of the cooling path C3 into the housing 80. I do.
[0076]
The connecting portions T1 and T2 between the insulating oil passage 100 and the housing 80 are connected by a joint, so that the insulating oil passage 100 and the housing 80 can be separated. Connecting portions T3 and T4 between the housing 80 and the pipes P1 and P2 connecting the heat exchange device 92 and the housing 80 are also connected by a joint, so that the cooler device 94 and the housing 80 can be separated.
[0077]
Also in the case of this embodiment, the same effects as those of the embodiment of FIGS. 6 and 7 can be obtained.
[0078]
Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 9 taking the case of neutral grounding as an example. In FIG. 9, portions corresponding to FIG. 7 are denoted by the same reference numerals, and duplicate description will be partially omitted.
[0079]
In the case of this embodiment, the heat exchange device 92 is disposed in the cooler device 94 as in FIG. The insulating oil passage 100 is provided between the upper end of the housing 80 on the cathode side and the lower end of the housing 80 farther from the cathode with the heat exchange device 92 interposed therebetween. In the cooling passage C3 passing through the inside of the fixed body 90, an inlet C31 is provided on the right side of the partition wall 103 in the drawing, and an outlet C32 is provided on the left side in the drawing. In this case, the antifreeze enters the cooling passage C3 from the inlet C31 and returns to the cooler device 94 from the outlet C32.
[0080]
Further, connecting portions T1 to T4 between the passage through which the insulating oil or the antifreeze flows and the housing 80 are connected by a joint, so that the heat exchange device 92 and the cooler device 94 can be separated from the housing 80.
[0081]
Also in the case of this embodiment, the same effects as those of the embodiment of FIGS. 6 and 7 can be obtained.
[0082]
Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 10, parts corresponding to those in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals, and duplicate description will be partially omitted.
[0083]
In the case of this embodiment, the circulation pump P is arranged in the insulating oil passage 100 outside the housing 80. In the circulation pump P, a pipe Pa connected to the inflow side P11 of the insulating oil is directly connected to the upper end of the housing 80 on the cathode 84 side without passing through the heat exchanger. The pipe Pb connected to the outlet side P12 is also directly connected to the inlet C31 of the cooling passage C3 inside the fixed body 90 without passing through the heat exchanger.
[0084]
In this case, the insulating oil forcibly flowing by the circulation pump P rises in the cooling passage C3 inside the fixed body 90 and thereafter descends in the cooling passage C3, as shown by the white arrow Y1. After that, it moves from the outlet C32 to the outside of the vacuum container 82, flows around the stator 93, and returns to the circulation pump P via the upper end of the housing 80.
[0085]
According to the above configuration, the insulating oil moves inside the fixed body 90 and further moves around the stator 93. Therefore, the heat of the fixed body 90 and the stator 93 is efficiently released. In addition, because it has a structure that does not require a heat exchanger, a small diagnostic device that uses a small X-ray tube that employs a hydrodynamic slide bearing for the purpose of reducing noise and increasing the life of the rotating mechanism. It is effective for
[0086]
Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 11, parts corresponding to those in FIG. 10 are denoted by the same reference numerals, and duplicate description will be partially omitted.
[0087]
In this embodiment, the lower end of the through hole 90a inside the fixed body 90, which is farther from the cathode 84, is closed, and the through hole 90a is divided into two sides by a partition wall 111 in the right and left directions. The circulating pump P for moving the insulating oil is disposed at an extension of the insulating oil passage 100 into the housing 80.
[0088]
The pipe Pa connected to the insulating oil inflow side P11 of the circulation pump P is directly connected to the lower end of the housing 80 farther from the cathode 84 without passing through the heat exchanger. The pipe Pb connected to the outlet side P12 is directly connected to the inlet C31 of the cooling passage C3 inside the fixed body 90 without passing through the heat exchanger.
[0089]
In this case, the insulating oil sent out by the circulation pump P descends from the inlet C31 of the cooling path C3 through the cooling path C3, moves from the lower end to the left side in the figure, and rises as shown by the white arrow Y1. It moves out of the vacuum envelope 82. After that, it passes around the stator 93 and returns to the circulation pump P from the lower end of the housing 80.
[0090]
In the case of this embodiment, the same effect as that of the embodiment of FIG. 10 can be obtained.
[0091]
Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 12, parts corresponding to those in FIG. 10 are denoted by the same reference numerals, and duplicate description will be partially omitted.
[0092]
In the case of this embodiment, a cooling passage C3 is formed in the through hole 90a inside the fixed body 90, and a circulation pump P is disposed in the cooling passage C3.
[0093]
In this case, the insulating oil sent from the circulation pump P moves up the cooling path C3 and moves out of the vacuum envelope 82. Thereafter, the gas passes through the vicinity of the large-diameter portion 821 of the vacuum envelope 82 and the periphery of the stator 93 and returns to the circulation pump P.
[0094]
In the case of this embodiment, the same effect as that of the embodiment of FIG. 10 can be obtained.
[0095]
The embodiments of FIGS. 10 to 12 have a structure in which the insulating oil flows inside the fixed body. However, it is also possible to adopt a structure in which the cooling oil is not provided inside the fixed body and the insulating oil sent from the circulation pump is simply circulated in the housing, and the insulating oil is sprayed on the stator.
[0096]
In each of the above embodiments, insulating oil is used as the first cooling medium filling the housing, and antifreeze is used as the second cooling medium having a higher heat transfer efficiency. However, the first cooling medium and the second cooling medium are not limited to the insulating oil and the antifreeze, and other combinations of the cooling medium can be used.
[0097]
For example, one kind (mineral oil) or seven kinds (mineral oil + branched-chain alkylbenzene) of insulating oil A specified by JISC2320: 1999 is used as the first cooling medium, and two kinds of insulating oil A of the same specification are used as the second cooling medium. No. 3 (straight chain alkylbenzene) or 5 types 1 (alkyldiphenylalkane) can also be used.
[0098]
Further, a dynamic pressure type sliding bearing is used for a rotation support mechanism that rotatably supports the anode target. However, the present invention can be applied to a case where a rolling bearing or a magnetic bearing using a ball bearing is used. When these bearings are used, the coupling between the stator coil and the rotation drive unit of the rotating body is poor, and when performing ultra-high-speed rotation, the heat generation of the coil may increase. The effect of is obtained.
[0099]
In addition, an empty tray structure is provided in a part of the housing to absorb expansion and contraction due to a temperature change of the insulating oil. However, it is also possible to provide an empty basin structure in a part of the circulation cooling passage through which the antifreeze flows, so as to absorb the expansion and contraction of the antifreeze.
[0100]
According to the configuration described above, the portion having a high temperature rise is cooled by a cooling medium having a high heat transfer efficiency, for example, an antifreeze. Thereby, good heat release performance is realized. In addition, a cooling medium having low heat transfer efficiency, for example, insulating oil is forcibly circulated to exchange heat with a cooling medium having high heat transfer efficiency. Therefore, the heat release characteristics of the insulating oil are also improved. As a result, a rotating anode X-ray tube device with improved heat emission characteristics can be obtained.
[0101]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the rotating anode type X-ray tube apparatus which improved the heat release characteristic can be implement | achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic structural diagram for describing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic structural diagram for explaining another embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic structural diagram for explaining another embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic structural diagram for explaining another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic structural diagram for explaining another embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic structural diagram for explaining another embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic structural diagram for explaining another embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a schematic structural diagram for explaining another embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a schematic structural diagram for explaining another embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a schematic structural diagram for explaining another embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a schematic structural diagram for explaining another embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a schematic structural diagram for explaining another embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a schematic structural diagram for explaining a conventional example.
[Explanation of symbols]
10. Housing
11 ... Rotary anode type X-ray tube
12 ... Sky basin structure
13. Vacuum envelope
14 ... wall
15… Anode target
16 ... Cathode
17… Rebound electron trap
18. Cathode support structure
19 ... Joint part
20 ... Rotation support mechanism
22 ... rotating body
23 ... fixed body
24 ... rotor
26 ... Stator
27 ... Cooler device
27a… Circulation pump
27b heat exchanger
C1, C2, C3 ... cooling path
P… Circulation pump

Claims (6)

陽極ターゲットを真空外囲器内に収納した回転陽極型X線管と、前記陽極ターゲットを回転させる誘導電磁界を発生するステータと、前記回転陽極型X線管および前記ステータを収納し、かつ、前記回転陽極型X線管および前記ステータとの隙間に第1冷却媒体を収納したハウジングとを具備した回転陽極型X線管装置において、熱交換器および第1循環ポンプを有するクーラー装置と、前記真空外囲器の内側領域および前記真空外囲器を構成する壁部領域、前記真空外囲器を構成する壁部に接する領域の少なくも1つの領域に設けられた冷却路および前記クーラー装置を含み、前記第1冷却媒体よりも熱伝達効率の高い第2冷却媒体が流れる循環冷却路と、前記循環冷却路を構成する壁部材に接触して前記第1冷却媒体を移動させる第2循環ポンプとを設けたことを特徴とする回転陽極型X線管装置。A rotating anode X-ray tube containing an anode target in a vacuum envelope, a stator for generating an induction electromagnetic field for rotating the anode target, and containing the rotating anode X-ray tube and the stator, and A rotary anode type X-ray tube device comprising: a rotary anode type X-ray tube; and a housing containing a first cooling medium in a gap between the stator and the stator. A cooling passage provided in at least one of an inner region of the vacuum envelope and a wall region constituting the vacuum envelope, a region in contact with a wall constituting the vacuum envelope, and the cooler device. A circulating cooling passage through which a second cooling medium having a higher heat transfer efficiency than the first cooling medium flows, and a second circulating passage for moving the first cooling medium in contact with a wall member constituting the circulating cooling passage. Rotating anode X-ray tube apparatus characterized by comprising a pump. 陽極ターゲットを真空外囲器内に収納した回転陽極型X線管と、前記陽極ターゲットを回転させる誘導電磁界を発生するステータと、前記回転陽極型X線管および前記ステータを収納し、かつ、前記回転陽極型X線管および前記ステータとの隙間に第1冷却媒体を収納したハウジングとを具備した回転陽極型X線管装置において、熱交換器および第1循環ポンプを有するクーラー装置と、少なくともその一部が前記ハウジング外に位置し、前記第1冷却媒体が流れる媒体用通路と、前記第1冷却媒体を移動させる第2循環ポンプと、前記真空外囲器で囲まれた内側領域および前記真空外囲器を構成する壁部領域、前記真空外囲器を構成する壁部に接する領域の少なくも1つの領域に設けられた冷却路および前記クーラー装置を含み、第1冷却媒体よりも熱伝達効率の高い第2冷却媒体が循環する循環冷却路と、前記媒体用通路を流れる前記第1冷却媒体および前記循環冷却路を流れる前記第2冷却媒体間の熱交換を行う熱交換装置とを設けたことを特徴とする回転陽極型X線管装置。A rotating anode X-ray tube containing an anode target in a vacuum envelope, a stator for generating an induction electromagnetic field for rotating the anode target, and containing the rotating anode X-ray tube and the stator, and A rotary anode type X-ray tube apparatus comprising: a rotary anode type X-ray tube; and a housing containing a first cooling medium in a gap between the stator and the stator. A part of which is located outside the housing, a medium passage through which the first cooling medium flows, a second circulation pump for moving the first cooling medium, an inner area surrounded by the vacuum envelope, and A first cooling unit including a wall region forming a vacuum envelope, a cooling path provided in at least one region in contact with a wall portion forming the vacuum envelope, and the cooler device; Heat for performing heat exchange between a circulating cooling passage through which a second cooling medium having higher heat transfer efficiency than the body circulates, and the first cooling medium flowing through the medium passage and the second cooling medium flowing through the circulating cooling passage; A rotating anode type X-ray tube device comprising an exchange device. 熱交換装置は、第2冷却媒体の流れの中を媒体用通路が通る構造になっている請求項2記載の回転陽極型X線管装置。The rotary anode type X-ray tube device according to claim 2, wherein the heat exchange device has a structure in which a medium passage passes through the flow of the second cooling medium. 熱交換装置は、第2冷却媒体の流れの中で、クーラー装置から見て冷却路よりも上流に位置する請求項2または請求項3記載の回転陽極型X線管装置。The rotary anode type X-ray tube device according to claim 2 or 3, wherein the heat exchange device is located upstream of the cooling path when viewed from the cooler device in the flow of the second cooling medium. 陽極ターゲットを真空外囲器内に収納した回転陽極型X線管と、前記陽極ターゲットを回転させる誘導電磁界を発生するステータと、前記回転陽極型X線管および前記ステータを収納し、かつ、前記回転陽極型X線管および前記ステータとの隙間に冷却媒体を収納したハウジングとを具備した回転陽極型X線管装置において、前記ハウジング内の前記冷却媒体を強制流動させる循環ポンプを設け、前記循環ポンプの前記冷却媒体の流入側および流出側が熱交換器を通ることなく、前記ハウジング内部の前記冷却媒体の収納領域に連結することを特徴とする回転陽極型X線管装置。A rotating anode X-ray tube containing an anode target in a vacuum envelope, a stator for generating an induction electromagnetic field for rotating the anode target, and containing the rotating anode X-ray tube and the stator, and A rotating anode type X-ray tube apparatus comprising: a rotating anode type X-ray tube and a housing containing a cooling medium in a gap between the stator and a stator. A rotating anode type X-ray tube apparatus, wherein an inflow side and an outflow side of the cooling medium of the circulation pump are connected to a storage area of the cooling medium inside the housing without passing through a heat exchanger. 陽極ターゲットが、相互間に軸受が設けられた回転体および固定体を有する回転支持機構によって回転可能に支持され、かつ、前記固定体内部に冷却媒体が流れる冷却路が形成され、前記固定体の前記冷却路側の面に電気絶縁性のセラミクス部材の層が形成された請求項1乃至請求項5のいずれか1つに記載の回転陽極型X線管装置。The anode target is rotatably supported by a rotation support mechanism having a rotating body and a fixed body provided with a bearing therebetween, and a cooling path through which a cooling medium flows is formed inside the fixed body, and The rotary anode type X-ray tube device according to any one of claims 1 to 5, wherein a layer of an electrically insulating ceramic member is formed on the surface on the cooling path side.
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