JP2004152680A - Ｘ線管装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却器付Ｘ線管装置のＸ線管容器内の絶縁油の流れを改善し、Ｘ線管容器内の発熱部分の冷却効率を向上し、絶縁油の流れの局部的なよどみ現象を排除する。
【解決手段】Ｘ線管容器２２の陰極側に設けられた絶縁油流入口４６に２個の噴出口９２，９４を備えたノズル９０を結合する。一方の放熱部向き噴出口９２の出口をＸ線管２０のＸ線放射窓８４の方向に向け、他方の外向き噴出口９４の出口を陰極端９６に向けて配置する。外向き噴出口９４から流出した絶縁油３８は陰極端９６で流れの向きを反転した後、全体として陰極側から陽極側へ向かう流れを形成する。この結果、放熱部の効率良い冷却とともに、Ｘ線管の外周部に発生する絶縁油の局部的流れのよどみを排除する。
【選択図】 図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、絶縁油を強制的に循環して冷却する絶縁油冷却器（以下、冷却器と略称する）を備えたＸ線管装置に係り、特にＸ線管装置に内挿されたＸ線管及びＸ線管と組み合わせて使用される部品の冷却特性を向上する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
医用診断に用いられるＸ線管装置では、Ｘ線発生時に入力エネルギーの約９９％が熱エネルギーに変換されるため、Ｘ線管のターゲットにおいて多量の熱が発生し、Ｘ線管及びＸ線管容器内の部品が加熱される。Ｘ線管装置内には通常回転陽極Ｘ線管が内挿されているが、使用中にはその回転陽極のターゲットの温度が約１，０００℃にまで達し、Ｘ線管容器内の温度も上昇する。Ｘ線管容器内の温度上昇を防ぎ、Ｘ線管を効率的に冷却するため、Ｘ線管の周囲には熱伝達に優れた絶縁油が充填されている。
【０００３】
しかし、Ｘ線管のＸ線負荷入力の大きいＸ線管装置では、Ｘ線管容器内の絶縁油の熱伝達のみでは、Ｘ線管で発生した熱を外部に排出することが不十分であり、Ｘ線管容器内の絶縁油や絶縁物部品の温度上昇が過大となり、そのためにＸ線管の使用制限を受ける場合がある。このような場合には、Ｘ線管容器の外部に絶縁油を冷却するための冷却器を設け、この冷却器とＸ線管容器との間で絶縁油を強制的に循環させて、Ｘ線管容器内の絶縁油を冷却する方式が採用されている。このようなＸ線管装置は絶縁油強制循環型冷却器付きＸ線管装置と呼ばれている。
【０００４】
次に、従来の絶縁油強制循環型冷却器付きＸ線管装置の一例についてその構造の概要を説明する。上記の如く、このＸ線管装置はＸ線管装置本体と絶縁油冷却器とから構成され、両者はゴムホースなどの送油管で接続されている。ここで、Ｘ線管装置本体は、マイナス電位の陰極とプラス電位の回転陽極とこれらの電極を真空気密に内包しＸ線放射窓を有するアース電位の外囲器とを備えた回転陽極Ｘ線管（以下、Ｘ線管と略称する）と、回転陽極を回転駆動するステーターコイルと、Ｘ線管などを収納するＸ線管容器と、Ｘ線管などを絶縁、冷却するためにＸ線管容器内に満たされる絶縁油などで構成される。また、Ｘ線管容器の一端部には絶縁油流入口が、他端部には絶縁油流出口がそれぞれ設けられている。
【０００５】
また、冷却器は絶縁油の放熱を行う熱交換器と、熱交換器に送風する送風機と、熱交換器に連結され、絶縁油を強制循環させるポンプと、上記の絶縁油流入口及び絶縁油流出口とポンプ及び熱交換器との間を連結する送油管などで構成される。
【０００６】
また、Ｘ線管装置の動作時には、Ｘ線管の陰極と回転陽極との間に数十ｋＶから百数十ｋＶの高電圧が印加され、陰極の高温に加熱されたフィラメントから放出された熱電子が回転陽極のターゲットに衝突し、ターゲット表面からＸ線が放射される（同時に２次電子も放射される）。この時、熱電子の衝突エネルギーの約９９％はターゲットにて熱エネルギーに変換されるため、ターゲットに熱エネルギーが蓄積され温度上昇する。ターゲットの熱エネルギーは主に熱輻射により周囲の外囲器、特にＸ線放射窓周辺部に放散される。また、ターゲットから放射された２次電子も、同様に熱入力として周囲の外囲器に入射する。これらの熱エネルギーは、外囲器を経由して絶縁油に放散される。
【０００７】
また、ターゲットの熱エネルギーの一部は熱伝導によってターゲットを支持する回転陽極の部品を経由して陽極端から絶縁油に放散される。更に、ステーターコイルを附勢してＸ線管の回転陽極を起動、制動させることにより、ステーターコイルが発熱し、ステーターコイルからの熱も絶縁油に放散される。以上のことから、Ｘ線管装置本体内では、Ｘ線管の外囲器の中央部、特にＸ線放射窓の周辺部やステーターコイルの周辺部や陰極の周辺部において、発熱が大きくなるため、その部分の絶縁油の温度上昇が大きい。
【０００８】
これに対し、従来のＸ線管装置における冷却技術では、上記の如く、Ｘ線管装置本体に冷却器が接続されて、強制的に絶縁油を循環させて冷却する方法が採られていて、Ｘ線管容器内のＸ線管及びステーターコイルで発生した熱は絶縁油に放散され、この加熱された絶縁油がＸ線管容器の一方の端部に設けられた絶縁油流出口から流出して、冷却器を通過するときに冷却された後、再びＸ線管容器の他方の端部に設けられた絶縁油流入口から流入して、Ｘ線管及びステーターコイルを冷却するように構成されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来技術では、次のような問題があった。Ｘ線管容器内のＸ線管及びステーターコイルは絶縁油への熱伝達によって冷却される。Ｘ線管容器から流出した絶縁油は冷却器で冷却された後再びＸ線管容器に流入するが、この絶縁油は絶縁油流入口からＸ線管容器内に流入すると、絶縁油流出口に向かってほぼ一様に流れるため、その流速が大きく減速し、Ｘ線管の外囲器表面での流速は絶縁油流出入口の値に対して数％の値となり、Ｘ線管の外囲器から絶縁油への熱伝達効率が大幅に低下している。このため、Ｘ線管のターゲットからの熱輻射及び２次電子によりＸ線管の外囲器、特にＸ線放射窓の周辺部が局部的に加熱され、過剰な温度上昇を起こし、その結果Ｘ線管の外囲器のＸ線放射窓が破壊したり、絶縁油の劣化を加速したりするという問題があった。
【００１０】
また、回転陽極を駆動するステーターコイルに関しては、その温度が上昇することにより、Ｘ線管の回転特性が低下してしまうという問題、Ｘ線管の陰極周辺部に関しては、陰極側のガラスステム内に滞留する絶縁油が局部的に温度上昇して、陰極のリード間の絶縁が低下したり、ガラスステムに蒸飛しているゲッタ膜をいためたりするという問題などもあった。
【００１１】
上記の問題点に対処するための技術が、特許文献１、特許文献２などに開示されている。特許文献１記載の技術では強制的に絶縁油を循環冷却する冷却器を備えたＸ線管装置において、Ｘ線管を収納するＸ線管容器内に冷却器からの絶縁油を流入する際に、その絶縁油の流れの方向をＸ線管容器内の局部的に加熱される部分に向ける絶縁油流入方向偏向具を設けたものが開示されている。従来のＸ線管装置では、冷却器で冷却された絶縁油はＸ線管容器内に流入すると通常一様に流れるが、本Ｘ線管装置ではこの流れる方向を局部的に加熱される部分、特にＸ線管外囲器のＸ線放射窓、ステーターコイル、Ｘ線管の陰極のガラスステム内などに偏向、集中させることにより、熱源からの熱伝達が向上して、冷却効率が向上し、また絶縁油の劣化が防止されている。
【特許文献１】特開平７−２６２９４３号公報
【特許文献２】特開平１０−１８９２８５号公報
【００１２】
また、特許文献２記載の技術では、Ｘ線管容器内に充填された絶縁油をＸ線管容器外部に設けられた熱交換器を通して循環させて、Ｘ線管容器内部を冷却する医用Ｘ線管装置において、Ｘ線管容器内の絶縁油の流れが悪い箇所の近辺にノズルを設け、外部の熱交換器からの絶縁油をこのノズルに直接送出するものが開示されている。このＸ線管装置では、外部の熱交換器で冷却された絶縁油がＸ線管の存在するＸ線管容器内に流入するが、この絶縁油がＸ線管容器内の絶縁油の流れが悪い箇所の近辺に設けられたノズルにまで直接送り込まれるので、このノズルから出た高速の絶縁油は流れが悪い箇所の絶縁油の流速及び流量を増加させることができ、冷却効率を高めることができる。
【００１３】
しかし、特許文献１記載のＸ線管装置では、局所的に過熱される部分については冷却が改善され、その部分の温度上昇は抑制されるが、絶縁油の流路を偏向、集中させたことにより、Ｘ線管装置内での絶縁油の全体としての流れが変わり、局部的に流れがよどむ場所が発生し、その部分で絶縁油が異常に温度上昇し、絶縁油の劣化を早める場合が生じている。
【００１４】
また、特許文献２記載のＸ線管装置では、絶縁油の流れの悪い箇所の温度上昇は抑制されるが、絶縁油の流れの悪い箇所ごとにノズルを設けることにした場合、多数のノズルが必要となるので、実用的にはステーターコイルの内周側などの重点的な箇所にのみノズルを設けることになり、その結果絶縁油の流路をその部分に偏向、集中させることになるので、特許文献１記載の装置の場合と同様に絶縁油の全体的な流れが変わり、絶縁油の流れの局部的なよどみ現象が発生する場合がある。
【００１５】
このため、本発明のＸ線管装置では、Ｘ線管容器内の絶縁油の流れを改善し、Ｘ線管容器内の発熱部分の冷却効率の向上と絶縁油の流れの局部的なよどみ現象の排除を目的としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のＸ線管装置は、Ｘ線管を収納し、絶縁油中に浸漬、支持して絶縁、冷却するＸ線管容器と、Ｘ線管容器内の絶縁油を取り出して冷却した後にＸ線管容器内に戻す絶縁油冷却器（以下、冷却器と略称する）とを備えたＸ線管装置において、Ｘ線管容器内に冷却器から戻された絶縁油を複数の流れに分流する複数個の噴出口を持つ絶縁油流入方向偏向具を備え、前記複数個の噴出口のうちの少なくとも１個の噴出口が、その噴出口から流出した絶縁油の流れが全体としてＸ線管の陰極及び陽極のうちの一方の極の端部から他方の極の端部へ向くように、配設されているものである（請求項１）。
【００１７】
この構成では、Ｘ線管容器内に設けた絶縁油流入偏向具（以下、ノズルという）の複数個の噴出口のうちの少なくとも１個の噴出口から流出した絶縁油が全体として、Ｘ線管の外周に沿ってＸ線管の陰極及び陽極のうちの一方の極の端部から他方の極の端部に向けて流れるので、この絶縁油の流れによってＸ線管容器内のＸ線管の外周部に局部的に発生する絶縁油の流れのよどみが除去され、その結果としてＸ線管の外周部における局部的な絶縁油の温度上昇は低減される。
【００１８】
また、本発明のＸ線管装置は、Ｘ線管を収納し、絶縁油中に浸漬、支持して絶縁、冷却するＸ線管容器と、Ｘ線管容器内の絶縁油を取り出して冷却した後にＸ線管容器内に戻す冷却器とを備えたＸ線管装置において、Ｘ線管容器内に冷却器から戻された絶縁油を複数の流れに分流する複数個の噴出口を持つ絶縁油流入方向偏向具（以下、ノズルという）を備え、前記複数個の噴出口のうちの少なくとも１個の噴出口（以下、外向き噴出口という）の出口をＸ線管の中央部とは逆方向のＸ線管容器の陰極端または陽極端の一方の端部に向けて配設したものである。
【００１９】
この構成では、前記ノズルの外向き噴出口の出口から流出した絶縁油はＸ線管の中央部とは逆方向のＸ線管容器の陰極端及び陽極端のうちの一方の端部に向けて流れ、その一方の端部で流れの方向を反転させた後、Ｘ線管の外周に沿って他方の端部に向けて流れる。この結果、Ｘ線管容器の一方の端部から他方の端部への絶縁油の流れによってＸ線管の外周部に局部的に発生する絶縁油の流れのよどみが除去され、Ｘ線管の外周部における局部的な絶縁油の温度上昇が低減される。
【００２０】
また、本発明のＸ線管装置では、更に前記ノズルの外向き噴出口から流出する絶縁油の流量を前記ノズルから流出する絶縁油の全流量の５％以上とする。
【００２１】
ノズルの外向き噴出口からＸ線管容器の一方の端部に向けて流出する絶縁油は、流量が少ない場合にはＸ線管容器の一方の端部から他方の端部へ向けての絶縁油の流れを形成することが困難となるが、この流量がノズルの全流量の５％以上であれば、Ｘ線管の外周に沿って一方の端部から他方の端部に向けての絶縁油の流れを形成することが可能となり、Ｘ線管の外周部における絶縁油のよどみを除去することができる。
【００２２】
また、本発明のＸ線管装置では、更に前記ノズルの外向き噴出口から流出する絶縁油の流量を、前記ノズルから流出する絶縁油の全流量の２５％以下とする。
【００２３】
ノズルの外向き噴出口からＸ線管容器の一方の端部に向けて流出する絶縁油の流量が多くなると、Ｘ線管容器の一方の端部から他方の端部へ向けての絶縁油の流れの形成は容易になるが、ノズルの本来の目的であるＸ線管容器内の放熱部の冷却のための他の噴出口からの絶縁油の流出量が減少し、それに伴い流速も低下するために、放熱部の冷却効率が低下し、その結果、放熱部の温度が上昇することになり、本来の目的を損なうことになる。この構成では、外向き噴出口から流出する絶縁油の流量を２５％以下に制限して、放熱部の冷却のための他の噴出口からの絶縁油の流量の低下を抑制し、放熱部の冷却効率の低下を抑制している。
【００２４】
また、本発明のＸ線管装置では、前記外向き噴出口以外の噴出口のうちの少なくとも１個の噴出口（以下、放熱部向き噴出口という）の流路の断面が、Ｘ線管容器の絶縁油流入口とノズルの結合部において広い面積を持ち、出口に近づくにつれて徐々に面積が狭くなり、出口の近傍において最も狭くなるように形成されている。更に、前記放熱部向き噴出口の出口における絶縁油の流路の断面が、横幅が広くて、縦幅の狭いほぼ帯状の長方形になるように形成されている。
【００２５】
放熱部向き噴出口の流路の断面を出口に近づくにつれて徐々に狭くしていくことにより、この噴出口を流れる絶縁油の流速が高速に保たれるため、この噴出口から流出した絶縁油は冷却対象の放熱部を効率良く冷却することができる。また、放熱部向き噴出口の出口の横幅を広くしているので、この噴出口から流出した絶縁油を横幅方向に大きく広がらずに高速を保って放熱部に向かわせることができるので、放熱部の冷却効率を向上することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
図１に本発明に係るＸ線管装置の第一の実施例の概略構造図を、図２に本実施例のＸ線管装置本体の陰極側から見た外観図を、図３に本実施例のＸ線管装置本体の内部構造図を、図４に本実施例の要部周辺の構造図を、図５に図４の要部の詳細構造図を、それぞれ示す。
【００２７】
先ず、図１を用いて、本実施例のＸ線管装置全体の構成について説明する。図１において、本実施例のＸ線管装置１０は、Ｘ線管装置本体１２と、これを冷却する冷却器（絶縁油冷却器）１４とから構成され、両者の間は冷却器１４からの２本の送油管１６（１６ａ、１６ｂ）で接続されている。Ｘ線管装置本体１２はＸ線管２０と、これを内蔵するＸ線管容器２２と、Ｘ線管２０の陽極と陰極に正、負の高電圧を供給するための陽極側ケーブルレセプタクル２４と陰極側ケーブルレセプタクル２６と、Ｘ線管２０の陽極を回転駆動するステーター２８と、Ｘ線管２０の陽極を絶縁支持する陽極支持体３０と、Ｘ線管２０の陰極側を絶縁支持する陰極支持体３２と、ステーター２８を支持するステーター支持体３４と、Ｘ線管２０で発生したＸ線を外部に放射するためのＸ線放射窓３６と、Ｘ線管容器２２内に充填されて、Ｘ線管２０などを絶縁、冷却する絶縁油３８などから構成されている。
【００２８】
冷却器１４は、Ｘ線管装置本体１２内の絶縁油３８を送油管１６で外部に導き出して冷却するもので、絶縁油３８を空気で冷却するラジエータ４０と、ラジエータ４０に送風する冷却ファン４２と、絶縁油３８を冷却器１４とＸ線管装置本体１２との間で巡回させるポンプ４４と、絶縁油３８を導く送油管１６とから構成される。送油管１６は、送油ポンプ４４とＸ線管装置本体１２を接続する第１の送油管１６ａと、ラジエータ４０とＸ線管装置本体１２を接続する第２の送油管１６ｂと、ラジエータ４０と送油ポンプ４４を接続する第３の送油管１６ｃなどから成る。冷却器１４の種類によっては、ラジエータ４０と送油ポンプ４４とが直結していて第３の送油管１６ｃがないものもある。
【００２９】
次に、図１と図２を用いて、Ｘ線管装置本体１２と冷却器１４との接続について説明する。Ｘ線管装置本体１２のＸ線管容器２２には、冷却器１４にて冷却された絶縁油３８を受入れるための絶縁油流入口４６と、加熱された絶縁油３８を冷却器１４に戻すための絶縁油流出口４８が設けられている。本実施例では、絶縁油流入口４６はＸ線管容器２２の陰極側ケーブルレセプタクル２６を支持する陰極側ケーブルレセプタクル取付部５０の近傍に、絶縁油流出口４８は陽極側ケーブルレセプタクル２４を支持する陽極側ケーブルレセプタクル取付部５２の近傍に、それぞれ設けられている。絶縁油流入口４６と絶縁油流出口４８の取付位置は、Ｘ線管２０の中心軸を基準にしてケーブルレセプタクル取付部５０、５２の取付位置に対し約９０度回転した位置にあり、高電圧ケーブルの挿入口の方向と同じにしてある。このようにすることにより、高電圧ケーブルの引き出し方向と送油管１６ａ、１６ｂの引き出し方向が同じになり、両者の引き出し及び取扱いが容易になる。
【００３０】
しかし、絶縁油流入口４６、絶縁油流出口４８の取付位置については、上記に限定されることはなく、他の位置につけてもよいことは言うまでもない。例えば、絶縁油流入口４６をＸ線管容器２２の陽極側に取付、絶縁油流出口４８を陰極側に取り付けてもよい。また、両者の取付位置のＸ線管中心軸方向に対する角度についても、他の角度でもよい。
【００３１】
Ｘ線管装置本体１２と冷却器１４との接続では、冷却器１４の第１の送油管１６ａがＸ線管容器２２の絶縁油流入口４６に接続され、冷却器１４の第２の送油管１６ｂがＸ線管容器２２の絶縁油流出口４８に接続されている。この結果、本実施例では、冷却器１４で冷却された絶縁油３８はＸ線管装置本体１２の陰極側に導かれ、絶縁油流入口４６からＸ線管容器２２内に流入した後、全体としてＸ線管２０の陰極側から陽極側へと向かって流れ、途中Ｘ線管２０やステーター２８などを冷却し、加熱された絶縁油３８は陽極側の絶縁油流出口４８からＸ線管容器２２の外部に排出され、第２の送油管１６ｂを経由して冷却器１４に導かれる。
【００３２】
次に、図３を用いてＸ線管２０の構造及び機能について簡単に説明する。Ｘ線管２０は回転陽極Ｘ線管で、ターゲットを回転する回転機構を持つ回転陽極（以下、単に陽極ともいう）６０と、陰極６２と、これらの両電極を真空気密に内包し、絶縁支持する外囲器６４とから構成される。回転陽極６０は円盤状のターゲット６６と、ターゲット６６を支持するローター６８と、ローターを支持する回転軸と、回転軸を回転自在に支持する軸受と、軸受を支持する固定部７０とから構成される。陰極６２は熱電子を放出するフィラメントと、フィラメントを支持し熱電子を集束する集束電極７２と、集束電極７２を支持するホルダー７３を絶縁、支持し、外囲器６４と接続されるステム７４とから構成される。外囲器６４は、回転陽極６０のターゲット６６と陰極６２の集束電極７２を囲む外囲器中央部７６と、回転陽極６０全体を絶縁支持する外囲器陽極部７８と、陰極６２のステム７４に接続され、陰極６２全体を絶縁支持する外囲器陰極部８０とから構成される。
【００３３】
外囲器中央部７６は、太い円筒形状をしており、本実施例も含めて熱容量の大きいＸ線管では、通常銅やステンレス鋼などの金属材料で構成されており、その側面のターゲット６６のＸ線源（焦点）８２に近い部分にＸ線管２０としてのＸ線放射窓８４が取り付けられている。Ｘ線放射窓８４はベリリウムなどのＸ線透過性のよい耐熱性金属材料から成り、窓枠などを用いて外囲器中央部７６に結合されている。外囲器陽極部７８は細い円筒形状をしており、耐熱性ガラスやセラミックなどの絶縁物で構成されており、その内側には回転陽極６０のローター６８が配置され、その外側にはローター６８を回転駆動するステーター２８が配置されている。外囲器陰極部８０も円筒形状をしており、通常耐熱性ガラスやセラミックなどの絶縁物で構成され、その一端で陰極６２のステム７４と結合され、陰極６２全体を支持する。
【００３４】
次に、図２〜図５を用いて本実施例の要部となるＸ線管装置本体の絶縁油流入口周辺部の構造について説明する。図３は、本実施例のＸ線管装置本体の内部構造を示したもの、図４は本実施例の要部となる絶縁油流入口周辺部の構造図、図５は要部の詳細構造図である。図２において、Ｘ線管装置本体１２のＸ線放射窓３６の取付位置の方向（下側）から約９０度回転した方向（右側）の陰極側及び陽極側の位置に絶縁油流入口４６と絶縁油流出口４８が取り付けられており、それぞれに送油管１６ａと送油管１６ｂが接続されている。２本の送油管１６ａ、１６ｂは上記の如く取扱い上の便宜から高電圧ケーブル５４と同じ方向に引き出されている。
【００３５】
また、図３において、Ｘ線管装置本体１２のＸ線管容器２２の長手方向（Ｘ線管２０の中心軸方向に対応）のほぼ全域にわたってＸ線管２０が配置され、その陰極端に近い位置に絶縁油流入口４６が、その陽極端に近い位置に絶縁油流出口４８が、それぞれ図面の手前側に取り付けられている。絶縁油流入口４６と絶縁油流出口４８のＸ線管容器２２のＸ線管中心軸方向（以下、管軸方向と略称する）での取付位置は、陰極側及び陽極側ケーブルレセプタクル取付部５０、５２とほぼ同じ位置か、その近傍となる。図示の例では、陰極側及び陽極側ケーブルレセプタクル取付部５０、５２よりわずか中心に近い位置に絶縁油流入口４６と絶縁油流出口４８が取り付けられている。
【００３６】
図３において、絶縁油流入口４６の内側、すなわちＸ線管容器２２の内部側には、破線で示した如く、絶縁油流入方向偏向具（以下、ノズルと略称する）９０が取り付けられている。このノズル９０は、外部からＸ線管容器２２内に流入された絶縁油３８の流れを調整するもので、複数個の噴出口を持ち、それらの噴出口の位置と絶縁油の流量を適正にして、Ｘ線管装置本体１２内を効率良く冷却するものである。
【００３７】
図４及び図５は、本実施例でのノズル９０の配置及びノズル９０の構造図を示したものである。図４は図３の紙面の裏側から見た図で、Ｘ線管装置２０の中央部から陰極側にかけての部分を示したものであり、図５はノズル９０の詳細断面図を示したものである。図４において、本実施例では、ノズル９０は２個の噴出口、すなわち第１の噴出口９２と第２の噴出口９４を備え、第１の噴出口（以下、放熱部向き噴出口ともいう）９２は主にＸ線管２０の外囲器中央部７６を冷却するもので、第２の噴出口（以下、外向き噴出口ともいう）９４はＸ線管容器２２の内部の部品を全体的に冷却するものである。
【００３８】
本実施例では、図４に示す如く、ノズル９０の第１の噴出口９２から流出した絶縁油３８が矢印９１ａで示したＸ線管２０のＸ線放射窓８４の方向に向くようにノズル９０を配置している。このため、ノズル９０の長手方向は管軸方向に対して２０度から６０度傾けて配置されている。このとき、ノズル９０の第２の噴出口９４はＸ線管容器２２の陰極端９６側に向けられている。このようにノズル９０の第１の噴出口９２を配置することにより、ノズル９０の第１の噴出口９２から流出した絶縁油３８は、Ｘ線管２０のＸ線放射窓８４の周辺部と外囲器中央部７６を効率良く冷却した後、Ｘ線管容器２２の陽極部側に向い、外囲器陽極部７８やステーター２８の周辺部を冷却する。
【００３９】
ノズル９０の第２の噴出口９４から流出した絶縁油３８は、矢印９１ｂで示す如くＸ線管容器２２の陰極端９６側へ向かう。この絶縁油３８の流れはＸ線管容器２２の陰極端９６において、反転して陰極端９６から陽極端９８に向かう全体的な絶縁油３８の流れを形成し、外囲器陰極部８０やＸ線管２０の陰極６２のステム７４の部分などを冷却するとともに、陰極側ケーブルレセプタクル２６や陽極側ケーブルレセプタクル２４の周辺部における絶縁油３８の流れのよどみを除去している。
【００４０】
図５には、ノズル９０の構造が拡大して示してある。図５において、ノズル９０はカバー部９０ａと底部９０ｂとから成り、内部は絶縁油３８を流す管状の通路（以下、流路という）を形成している。本実施例では、ノズル９０の材料として防Ｘ線の観点から鉛材を用いている。底部９０ｂについてはＸ線管容器２２の内壁（鉛板から成る）を共用している。ノズル９０の長手方向はほぼ直線状をしており、その一端側が第１の噴出口９２を構成し、その他端側が第２の噴出口９４を構成している。第１の噴出口９２の長さは長く、第２の噴出口９４の長さは短く形成され、それぞれの端面に出口９２ａ、９４ａが設けられている。ノズル９０と絶縁油流入口４６との結合は第２の噴出口９４の出口９４ａに近い部分で行われている。
【００４１】
本実施例のノズル９０では、高温となるＸ線放射窓８４の周辺部などを効率良く冷却するために、第１の噴出口９２から噴出される絶縁油３８の流量を多くし、流速を高速にするように配慮されている。すなわち、第１の噴出口９２では、ノズル９０内の絶縁油３８の流路９２ｂの断面積を大きくするとともに、出口９２ａの開口面積も第２の噴出口９４の出口９４ａより大きくし、絶縁油３８の流路９２ｂの断面積は出口９２ａに近づくにつれて、わずかずつ徐々に狭くなってくるように形成されている。また、出口９２ａでは流路９２ｂの断面形状を横幅が広く、縦幅の狭い帯状のものとしている。このように流路９２ｂの断面を形成することにより、絶縁油３８の流れの流速を高速に保持するとともに、流れの横幅を広くし、放熱部の冷却効果を向上させている。図示の例では、流路９２ｂの断面形状は四角形をしており、絶縁油流入り口４６との接続部では正方形に近い形状をしているが、途中では長方形状となり、出口９２ａの近傍では偏平な長方形状（帯状）をしている。第１の噴出口９２の流路９２ｂの断面形状については上記の四角形に限定されず、円形、楕円形、台形などの他の形状でもよいことは言うまでもない。
【００４２】
ノズル９０の第２の噴出口９４は、Ｘ線管容器２２の陰極端９６から陽極端９８に向けての絶縁油３８の流れを形成して、絶縁油３８の流れのよどみをなくすことを目的として設けられているため、この第２の噴出口９４では、絶縁油３８の流速よりも絶縁油３８の流量の確保が重要となる。このため、ノズル９０の第２の噴出口９４では、絶縁油流入口４６との接続部を第１の噴出口９２と共有し、その流路９４ｂの断面形状及び断面積はその端面まで同じに形成され、その端面に小さい開口面積の出口９４ａが設けられている。図示の例では、流路９４ｂの断面形状は四角形で、出口９４ａの開口は円形をしている。
【００４３】
ノズル９０の第１の噴出口９２の長さ及び向きは、放熱部（ここでは、Ｘ線放射窓８４など）の位置と絶縁油３８の流れなどを考慮して決める必要がある。第１の噴出口９２の出口９２ａの位置は放熱部にできるだけ接近させた方がよいが、近すぎると絶縁油３８の流れの幅が狭くなる場合もあるので、適正な位置を選ぶ必要がある。
【００４４】
ノズル９０の第２の噴出口９４については、この噴出口９４からの絶縁油３８の流量が少ないので、その長さよりは向きを重視すればよい。第２の噴出口９４の向きは、Ｘ線管容器２２の陰極端９６の方に向いていればよい。図示の例では、加工を容易にするためにノズル９０の長手方向を直線状としていることから、第２の噴出口９４も第１の噴出口９２と同様に管軸方向に対して２０度から６０度傾けて配置されているが、この傾き角度はこれに限定されず、管軸方向を中心にして両側に約６０度までの範囲の方向に向けて配置されていてよい。要は、ノズル９０の第２の噴出口９４から流出した絶縁油３８の流れが、Ｘ線管容器２２の陰極端９６の近傍で反転した後、陽極端９８の方に向うものとなればよいので、第２の噴出口９４の出口９４ｂがその方向に向けて配置されていればよい。
【００４５】
第２の噴出口９４の出口９４ａの開口面積や形状はＸ線管容器２２の陰極端９６側へ流す絶縁油３８の流量を考慮して決定される。本実施例では出口９４ａの開口形状は単純な円形の穴になっているが、これに限定されず、四角形や楕円形などの他の形状のものであってもよい。また、出口９４ａの開口面積は絶縁油３８の流量を決めるものであり、ノズル９０全体の構造と関係するもので、第１の噴出口９２の構造と関連して決定される。本実施例では、第２の噴出口９４の出口９４ａの開口面積は、第２の噴出口９４からの絶縁油３８の流量が全体の流量の約１０％程度になるように決定されている。この流量については後述の如く適量の範囲があり、少なすぎても、多すぎても問題がある。適量の範囲としては、全体の流量の約５％から約２５％の範囲が推奨される。
【００４６】
次に、本実施例のＸ線管装置本体内の絶縁油の流れを、従来のＸ線管装置本体内のものと比較しながら説明する。図６、図７には本実施例のＸ線管装置本体内の絶縁油の流れを、図８、図９、図１０、図１１には従来のＸ線管装置本体内の構造と絶縁油の流れを、それぞれ示している。図６は本実施例のＸ線管装置本体内部の絶縁油の流れを９０度ずつ角度をずらして４方向の場合について示したもの、図７は本実施例のＸ線管装置本体内部の全体としての絶縁油の流れを図３の内部構造図と対応させて示したものである。同様に、図８、図９は従来のＸ線管装置本体の内部構造を図４、図５と対比して示したもの、図１０、図１１は従来のＸ線管装置本体内部の絶縁油の流れを図６、図７と対比して示したものである。
【００４７】
先ず、図８〜図１１を用いて、従来のＸ線管装置本体内部の絶縁油の流れについて説明する。図８、図９に示した従来のＸ線管装置本体１００の内部構造は絶縁油流入口４６に取り付けたノズル１０２の構造及び配置を除いて図４、図５に示す第一の実施例の構造とほぼ同じである。図８、図９において、ノズル１０２は絶縁油３８の流路を形成するカバー部１０２ａと底部１０２ｂ（Ｘ線管容器の内壁を共用）とから成るが、絶縁油３８の噴出口１０４を１個しか持たず、またその噴出口１０４の絶縁油３８の流路１０６は断面積が大きく、長さが短いものであった。ノズル１０２の噴出口１０４はＸ線管２０の外囲器中央部７６のＸ線放射窓８４に向けて配置されている。
【００４８】
この従来例では、Ｘ線管装置本体１００の内部での発熱量はＸ線管２０のターゲットで発生するものが最も大きく、他の部分に比べて格段に大きいため、ターゲットから放散される熱の冷却を主眼としている。ターゲットで発生した熱の大部分は熱輻射によって外囲器中央部７６に放散され、一部が熱伝導によって回転陽極のローターを経由して陽極端または外囲器陽極部７８に放散される。ターゲットから外囲器中央部７６への熱放散では、ターゲットのＸ線源の近傍に配設されているＸ線放射窓８４及びその周辺部への放熱量が特に大きくなり、その部分の温度上昇が大きくなるため、この部分の冷却が最重要課題となっている。
【００４９】
上記の理由から、ノズル１０２の噴出口１０４は放熱部であるＸ線放射窓８４の方向に向けられている。このようにノズル１０２の噴出口１０４を配置することにより、ノズル１０２から噴出した絶縁油３８は先ずＸ線放射窓８４の方向に向かって流れ、Ｘ線放射窓８４及びその周辺部を冷却した後、Ｘ線管２０の外囲器６４やステーター２８などを冷却して、絶縁油流出口４８まで流れていく。この絶縁油３８の流れの状況を示したものが図１０と図１１である。
【００５０】
先ず、図１０を用いて９０度ずつ視点をずらして見たＸ線管装置本体１００内部の絶縁油３８の流れの状況について説明する。図１０において、図１０（ａ）はＸ線放射窓３６の取付方向を基準にして９０度回転した送油管１６ａ、１６ｂの引出方向（高電圧ケーブル５４の引出方向と同じ）に視点を置いたときの絶縁油３８の流れ図、図１０（ｂ）はＸ線放射窓３６の取付方向に視点を置いたときのもの、図１０（ｃ）は送油管１６ａ、１６ｂの引出方向とは反対の方向に視点を置いたときのもの、図１０（ｄ）はＸ線放射窓３６の取付方向とは反対の方向に視点を置いたときのものである。
【００５１】
図１０（ａ）において、絶縁油流入口４６がＸ線管容器２２の陰極部２２ａの手前側に取り付けられており、その絶縁油３８の出口側にノズル１０２が、図８に示した如く、その噴出口１０４の出口１０４ａをＸ線放射窓３６の方向を向くようにして結合されているため、絶縁油３８の主流は右下方向に高速で流れている。これらの絶縁油３８はＸ線管容器２２の中央部２２ｂでは、その中央部から下部にわたっての左側から右側、すなわち陰極側から陽極側への流れを形成している。しかし、中央部から上部にわたっては逆方向、すなわち陽極側から陰極側への流速の遅い絶縁油３８の流れを形成している。前者の絶縁油３８の流れはＸ線管２０のＸ線放射窓８４及びその周辺部を冷却するもので、その大部分は陽極側へ流れて行く。Ｘ線管容器２２の陽極部２２ｃでは、その手前側には、絶縁油流出口４８が設けられているので、絶縁油３８のほぼ全体の流れが絶縁油流出口４８に向っている。
【００５２】
図１０（ｂ）において、Ｘ線管容器２２の陰極部２２ａでは、絶縁油３８の流れはＸ線放射窓３６方向への主流の他に、下部方向への部分的な流れも生じている。Ｘ線管容器２２の中央部２２ｂでは、絶縁油３８の流れの主流はＸ線放射窓３６及びその周辺部を通り、大部分は陽極側へ流れるが、一部分はＸ線管２０の外囲器中央部７６の外周を周方向に沿って下部方向へ巡回する流れに変わる。また、Ｘ線管容器２２の陽極部２２ｃでは、下部から上部へ向かう絶縁油３８の巡回流が生じており、この部分の絶縁油３８の流れの向きは、Ｘ線管容器２２の陰極部２２ａや中央部２２ｂのものとは逆向きになっている。
【００５３】
また、図１０（ｃ）において、絶縁油流入口４６の取付方向と反対側では、Ｘ線管容器２２の中央部２２ｂと陰極部２２ａの両者で、上部から下部へ、すなわちＸ線放射窓３６の位置からその反対側に向かう絶縁油３８の流れが生じており、下部においては絶縁油３８は陰極部２２ａ側に逆戻りしている。Ｘ線放射窓３６の近傍を通過した絶縁油３８はＸ線管２０の高温部を冷却しているので温度が高くなっており、その高温の絶縁油３８が陰極部２２ａに逆戻りし、陰極２２ａの陰極側ケーブルレセプタクル取付部５０の近傍の絶縁油３８の温度を上昇させている。また、Ｘ線管容器２２の陽極部２２ｃでは、中央部２２ｂからの絶縁油３８が陽極端９８に向けて流れており、大部分は上側へ、一部分は下側へ向っている。
【００５４】
また、図１０（ｄ）において、陰極側及び陽極側ケーブルレセプタクル取付部５０，５２の側では、絶縁油３８はほぼ全領域で、右側から左側へ、すなわち、陽極側から陰極側に向って流れている。これは、絶縁油３８の本流が陰極側から陽極側に向って流れているのに対し逆流していることになる。また、こちら側の絶縁油３８の流速は、図１０（ｂ）のＸ線放射窓３６側の絶縁油３８の流速と比べ、格段に遅くなっている。
【００５５】
図１１は、従来例のＸ線管装置１００本体内部の全体としての絶縁油の流れを図３および図８の内部構造図と対比させて示したもので、視点の方向は図１０（ａ）と同じく、送油管１６ａ、１６ｂの引出方向と同じである。図１１において、Ｘ線管２０の周囲の絶縁油３８の流れとしては、絶縁油流入口４６からＸ線管容器２２内に流入してノズル１０２の噴出口１０４から噴出した後、Ｘ線管２０の外囲器中央部７６のＸ線放射窓８４に向かって流れ、Ｘ線放射窓８４及びその周辺部を冷却する。その後、大部分の絶縁油３８はＸ線管２０の外囲器陽極部７８やステーター２８を冷却した後、絶縁油流出口４８に向かう。一部分の絶縁油３８は外囲器中央部７６の外周に沿って、Ｘ線放射窓８４の反対側にまわり、更に外囲器陰極部８０の外周面に沿って逆行してＸ線管容器２２の陰極部２２ａへと流れ、その部分で滞留し、周方向に巡回する遅い絶縁油３８の流れとなる。
【００５６】
このため、従来例のＸ線管装置本体１００では、Ｘ線管２０のＸ線放射窓８４及びその周辺部については効率良く冷却されるが、Ｘ線管２０の外囲器中央部７６のＸ線放射窓８４の反対側やＸ線管容器２２の陰極部２２ａ、特に陰極側ケーブルレセプタクル取り付け部５０などの絶縁油３８の流れは非常に遅くなり、殆んど滞留した状態を出現させている。更に、それらの部分には、Ｘ線放射窓８４を冷却した高温の絶縁油３８が流れて行くことになるため、それらの部分の絶縁油の温度は非常に高温になっていた。
【００５７】
次に、図６、図７を用いて本実施例のＸ線管装置本体１２内部の絶縁油の流れについて説明する。先ず、図６を用いて９０度ずつ視点をずらして見たＸ線管装置本体１２内部の絶縁油３８の流れについて説明する。図６（ａ）において、Ｘ線管容器２２の陰極部２２ａの手前側に、絶縁油流入口４６が取り付けられており、図４に示した如くその絶縁油３８の出口側にノズル９０がその第１の噴出口９２がＸ線放射窓３６の方向を向くように結合されているため、主流１１０となる大部分の絶縁油３８は右下方向に高速に流れている。本実施例ではノズル９０の第１の噴出口９２の反対側に第２の噴出口９４を設けているため、一部分１１２の絶縁油３８はＸ線管容器２２の陰極端９６側に向かって流れる。
【００５８】
この結果、Ｘ線管容器２２の陰極部２２ａでは、右下方向への絶縁油３８の主流１１０に左上方向への分流１１２が加わったことにより、Ｘ線管容器２２の中央部２２ｂからの絶縁油３８の逆流がなくなっている。また、Ｘ線管容器２２の中央部２２ｂでは、下部、すなわちＸ線放射窓３６の近傍で左側から右側への強い絶縁油３８の流れがあり、他に上部から下部へのＸ線管２０の外囲器中央部７６の外周に沿った絶縁油３８の巡回流が加わっている。また、Ｘ線管容器２２の陽極部２２ｃでは、その手前側に設けられた絶縁油流出口４８に向かって、ほぼ全体の絶縁油３８が流れている。
【００５９】
図６（ｂ）において、Ｘ線管容器２２の陰極部２２ａでは、絶縁油３８の流れはＸ線放射窓３６方向への主流１１０の他に、下部方向への部分的な流れも生じており、その流れは更に中央部２２ｂ側へと向かっている。Ｘ線管容器２２の中央部２２ｂでは、絶縁油３８の流れの主流１１０はＸ線放射窓３６及びその周辺部を通り、大部分は陽極側へ流れるが、一部分はＸ線管２０の外囲器中央部７６の外周に沿って下部方向へ巡回する流れに変わる。また、Ｘ線管容器２２の陽極部２２ｃでは、下部から上部へ向かう絶縁油３８の巡回流が生じており、この部分の絶縁油３８の流れの向きは、Ｘ線管容器２２の中央部２２ｂの巡回流の向きとは逆向きになっている。
【００６０】
図６（ｃ）において、Ｘ線管容器２２の陰極部２２ａでは、陰極端９６に近い部分で下部方向への絶縁油３８の流れがあり、この流れは下部で方向を変え、上部方向への流れと陽極側への流れとに変わっている。Ｘ線管容器２２の中央部２２ｂでは、上部から下部へ、すなわちＸ線放射窓３６の位置からその反対側に向かう絶縁油３８の流れ（巡回流）が生じている。この部分には陰極側へ向かう流れがなくなっている。また、Ｘ線管容器２２の陽極部２２ｃでは、中央部２２ｂからの絶縁油３８がＸ線管容器２２の陽極端９８に向けて流れており、その大部分は上側へ、一部分は陽極端９８において下側へ向かっている。
【００６１】
図６（ｄ）において、Ｘ線管容器２２の陰極部２２ａでは、ほぼ全領域で陰極端９６から中央部２２ｂの側へ絶縁油３８が流れている。また、Ｘ線管容器２２の中央部２２ｂでは、図６（ｃ）と同様に上部から下部へ向かう絶縁油３８の流れ（巡回流）が生じ、Ｘ線管容器２２の陽極部２２ｃでは右側から左側、すなわち陽極端９８から中央部２２ｂへ向かう絶縁油３８の流れが生じている。
【００６２】
図７は、本実施例のＸ線管装置本体１２内部における全体としての絶縁油の流れを図３の内部構造図と対比させて示したもので、視点の方向は図６（ａ）と同じく、送油管１６ａ、１６ｂの引出方向と同じである。図７において、Ｘ線管２０の周囲の絶縁油３８の流れとしては、絶縁油流入口４６からＸ線管容器２２内に流入してノズル９０の第１の噴出口９２から噴流した絶縁油３８の主流１１０はＸ線管２０の外囲器中央部７６のＸ線放射窓８４に向かって右下方向に流れて、Ｘ線放射窓８４及びその周辺部を冷却し、ノズル９０の噴出口９４から噴流した絶縁油３８の分流１１２はＸ線管容器２２の陰極端９６に向かって左上方向に流れる。
【００６３】
絶縁油３８の主流１１０は、Ｘ線放射窓８４などを冷却した後、その大部分は陽極側へと流れ、その一部分は外囲器中央部７６の外周に沿って巡回した後、陽極側へと流れる。これらの絶縁油３８はＸ線管２０の外囲器陽極部７８やステーター２８を冷却した後、絶縁油流出口４８へと向かう。
【００６４】
絶縁油３８の分流１１２はＸ線管容器２２の陰極端９６に向かった後、陰極端９６においてＸ線管容器２２の内周に沿った巡回流となるが、その後向きを陽極側方向に変え、Ｘ線管２０の外周に沿って陽極側へと流れる。この絶縁油３８の分流１１２は、全体として陰極側から陽極側へと流れる絶縁油３８の流れを形成し、この結果、陰極側ケーブルレセプタクル取付部５０やＸ線管容器２２の中央部２２ｂのＸ線放射窓３６の反対側などにおいて絶縁油３８の流れが改善され、従来例の場合に発生していた絶縁油３８の流れの停滞がなくなっている。
【００６５】
本実施例では、上記の如くＸ線管装置本体１２の内部での絶縁油３８の流れが従来例に対し改善されたことにより、Ｘ線管容器２２内の絶縁油３８の温度上昇の抑制効果が現れている。その効果は、従来絶縁油３８の流れによどみが生じていたＸ線管容器２２の陰極部２２ａの陰極側ケーブルレセプタクル取付部５０や中央部２２ｂのＸ線放射窓３６の裏側部において顕著に現れている。図８の構造の従来例と図４の構造の本実施例について、Ｘ線管容器２２の表面温度の比較を行ったので、以下その結果を説明する。
【００６６】
Ｘ線管容器２２の表面温度の測定は、室温約２５℃の中でＸ線管装置をほぼ定格負荷で動作させて行っている。図１２は、Ｘ線管容器２２をＸ線放射窓の反対側から見た図で、従来例と本実施例の表面温度の比較は主に図示のＡ、Ｂ、Ｃの点について行っている。点ＡはＸ線管容器２２の陰極部２２ａの陰極側ケーブルレセプタクル取付部５０、点Ｂは中央部２２ｂのＸ線放射窓３６の裏側部、点Ｃは陽極部２２ｃの陽極側ケーブルレセプタクル取付部５２である。点Ａ、Ｂは、図８の構造の従来例で、絶縁油３８のよどみが生じて、表面温度が非常に高くなっていた位置である。
【００６７】
Ｘ線管容器２２の表面温度の測定結果によれば、先ず、点Ａにおいては従来例では約８０〜９０℃の温度上昇であったのに対し、本実施例では約２５〜３５℃の温度上昇となり、温度上昇は約１／３に低減されている。点Ｂにおいては、従来例では約５０〜６０℃の温度上昇であったのに対し、本実施例では約２０〜３０℃の温度上昇となり、温度上昇は約１／２以下に低減されている。また、点Ｃにおいては、従来例では約２５〜３５℃の温度上昇であったのに対し、本実施例では約２０〜３０℃の温度上昇となり、若干の温度上昇の低減がみられる。
【００６８】
以上説明した如く、本実施例においては、ノズル９０にＸ線管容器２２の陰極端９６側を向く第２の噴出口９４を設けて、陰極側から陽極側に向けて流れる絶縁油３８の流れを形成することにより、陰極部２２ａの陰極側ケーブルレセプタクル取付部５０の近傍や中央部２２ｂのＸ線放射窓３６の裏側部に発生していた絶縁油３８の流れのよどみは除去され、これらの部分での絶縁油３８の局部的な温度上昇は大幅に低減されている。この結果、絶縁油３８の温度上昇による絶縁劣化が抑制され、Ｘ線管装置の信頼性が向上する。
【００６９】
本発明においては、ノズルの構造及び配置が重要な構成要素となる。第一の実施例のＸ線管装置では、ノズル９０を直線状の管状体として、その管状体を二分割して、一方を第１の噴出口９２、他方を第２の噴出口９４とし、第１の噴出口９２を最大の放熱部であるＸ線管２０のＸ線放射窓８４の周辺部に向け、第２の噴出口９４をＸ線管容器２２の陰極端９６側に向けて配置している。この実施例では、ノズル９０が２個の噴出口９２，９４を備え、一方の噴出口９２は、Ｘ線管容器２２内の放熱部を冷却するために、その放熱部に向けて配置され、他方の噴出口は、Ｘ線管容器２２の陰極側から陽極側への絶縁油３８の流れを形成するために、Ｘ線管容器２２の陰極端９６に向けて配置されていることに特徴がある。
【００７０】
本実施例では、１個の放熱部、すなわちＸ線管容器２２内の最大の放熱部であるＸ線管２０のＸ線放射窓８４とその周辺部を冷却するための噴出口９２しか備えていないが、放熱部としては他にステーター２８やＸ線管２０の陽極端やＸ線管２０の陰極のステム内などがあるので、それらに向けての他の噴出口を設けてもよいことは言うまでもない。一例をあげれば、これらの場合には、放熱部と絶縁油流入口４６と間の距離が離れているので、ノズルに複数個の短い噴出口を設け、その先端に絶縁物などからなる管状体の一端を接続し、その管状体の他端を放熱部の近傍に配置することにより、放熱部の冷却は可能となる。
【００７１】
また、第一の実施例では、ノズル９０の第１の噴出口９２の流路９２ｂの構造として、流路９２ｂの断面積を絶縁油流入口４６との接続部で大きく、出口９２ａで小さくし、その間では徐々に小さくなるようにしている。このように流路９２ｂの断面積をなだらかに狭くして行くことにより、第１の噴出口から噴出される絶縁油３８の流速を高速に保つことが可能となる。また、出口９２ａでは流路の横幅を広くして帯状にしているので、放熱部を横幅の広い絶縁油３８の流れで冷却することが可能となっている。この結果、放熱部を高速の絶縁油３８で冷却することができるので、放熱部の冷却効率を高めることができる。
【００７２】
また、第一の実施例では、ノズル９０の第２の噴出口９４は図４において第１の噴出口９２と同じ方向で、反対側に右上方向を向いて配置されているが、この第２の噴出口９４の向きは、これに限定されず、Ｘ線管２０の中心軸８６と同じ向きでもよく、また右下方向を向いていてもよい。しかし、第２の噴出口９４の出口９４ａから噴出した絶縁油３８は、Ｘ線管容器２２の陰極端９６に向かって流れた後、陰極端９６で反転して陰極側から陽極側へ向かう流れを形成し、陰極側ケーブルレセプタクル取付部５０の近傍やＸ線放射窓３６の裏側部の絶縁油３８の流れのよどみを除去するためのものであるので、第２の噴出口９４は右上方向を向いていた方が有利である。
【００７３】
また、第一の実施例で、ノズル９０の第２の噴出口９４の出口９４ａから噴出される絶縁油３８の流量も重要な構成要素となる。第１の実施例では、この絶縁油３８の流量は、絶縁油流入口４６からの全流入量の約５％でも、上記の絶縁油３８の流れのよどみの除去の効果が得られ、Ｘ線管容器２２の点Ａ、Ｂの表面温度の温度上昇抑制効果が得られる。第２の噴出口９４からの絶縁油３８の流量については、全体の約１５％程度の流量までは、流量の増加とともにＸ線管容器２２の表面温度の温度上昇抑制効果は改善されて行くが、流量が約２０％程度になると、効果は飽和し、また流量が約２５％を越えると効果の低下が起こる。この理由は、第１の噴出口９２による放熱部の冷却効果の低下に起因している。
【００７４】
また、第一の実施例では、Ｘ線管容器２２の絶縁油流入口４６は陰極側に、絶縁油流出口４８は陽極側に設けられているが、本発明はこれに限定されず、絶縁油流入口が陽極側に、絶縁油流出口が陰極側に設けられている場合にも適用することができる。この場合にも、ノズルがＸ線管容器の陽極側に設けられた絶縁油流入口に結合されて、その外向き噴出口はその出口が陽極端に向くように配置され、その放熱部向き噴出口の一個はその出口がＸ線管のＸ線放射窓及びその周辺部に向けて配置されることになる。その結果、外向き噴出口から流出した絶縁油は、先ず陽極端に向かって流れ、陽極端で反転した後、全体として陽極側から陰極側に向かう絶縁油の流れを形成する。
【００７５】
【発明の効果】
以上説明した如く、本発明のＸ線管装置では、Ｘ線管容器の絶縁油流入口に複数個の噴出口を備えた絶縁油流入方向偏向具（ノズル）を接続し、そのうちの１個の噴出口、すなわち外向き噴出口をその出口から噴出する絶縁油がＸ線管容器の一方の極の端部（陰極端、又は陽極端）に向かうよう配置しているので、この外向き噴出口からの絶縁油は一方の極の端部で流れの向きを反転した後、一方の極の端部（陽極端、又は陰極端）に向けて流れるので、Ｘ線管容器内のＸ線管の外周近傍に生じ易い局部的な絶縁油の流れのよどみを除去することができ、Ｘ線管容器の局部的な表面温度の上昇を抑制することができる。
【００７６】
また、本発明のＸ線管装置では、外向き噴出口からの絶縁油の流出量をノズルから流出量の約５％以上約２５％以下としているので、Ｘ線管のＸ線放射窓やその周辺部などの放熱部の冷却効果を損なわずに、Ｘ線管容器内の外周近傍に生じ易い局部的な絶縁油の流れのよどみを除去することができる。
【００７７】
また、本発明のＸ線管装置では、上記ノズルの複数の噴出口のうち、Ｘ線管容器内の放熱部を冷却する放熱部向き噴出口について、その噴出口の流路の断面積を絶縁油流入口から出口までの間にわたって徐々に小さくなるようにし、更に出口の流路の断面を横幅の広い帯状になるように構成しているので、これらの放熱部向き噴出口では絶縁油の流速が幅広い範囲で高速に保たれるため、上記放熱部を効率よく冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＸ線管装置の第一の実施例の概略構造図。
【図２】本発明に係るＸ線管装置の第一の実施例のＸ線管装置本体の陰極側から見た外観図。
【図３】本発明に係るＸ線管装置の第一の実施例のＸ線管装置本体の内部構造図。
【図４】本発明に係るＸ線管装置の第一の実施例の要部周辺の構造図。
【図５】図４の要部の詳細構造図。
【図６】本発明に係るＸ線管装置の第一の実施例のＸ線管装置本体の内部の絶縁油の流れを９０度ずつ角度をずらして４方向について示したもの。
【図７】本発明に係るＸ線管装置の第一の実施例のＸ線管装置本体の内部の全体としての絶縁油の流れを概略内部構造と対応させて示したもの。
【図８】従来例のＸ線管装置本体の内部構造を図４と対比して示したもの。
【図９】図８の要部の詳細構造図。
【図１０】従来のＸ線管装置本体内部の絶縁油の流れを９０度ずつ角度をずらして４方向について示したもの。
【図１１】従来のＸ線管装置本体内部の全体としての絶縁油の流れを図７の内部構造図と対応させて示したもの。
【図１２】Ｘ線管装置の表面温度測定位置を示す図。
【符号の説明】
１０・・・Ｘ線管装置
１２，１００・・・Ｘ線管装置本体
１４・・・冷却器（絶縁油冷却器）
１６，１６ａ、１６ｂ、１６ｃ・・・送油管
２０・・・Ｘ線管
２２・・・Ｘ線管容器
２２ａ・・・陰極部
２２ｂ・・・中央部
２２ｃ・・・陽極部
２４・・・陽極側ケーブルレセプタクル
２６・・・陰極側ケーブルレセプタクル
２８・・・ステーター
３６・・・Ｘ線放射窓（Ｘ線管容器）
３８・・・絶縁油
４０・・・ラジエーター
４２・・・冷却ファン
４４・・・送油ポンプ
４６・・・絶縁油流入口
４８・・・絶縁油流出口
５０・・・陰極側ケーブルレセプタクル取付部
５２・・・陽極側ケーブルレセプタクル取付部
６０・・・回転陽極（陽極）
６２・・・陰極
６４・・・外囲器
６６・・・ターゲット
７２・・・集束電極
７４・・・ステム
７６・・・外囲器中央部
７８・・・外囲器陽極部
８０・・・外囲器陰極部
８２・・・Ｘ線源（焦点）
８４・・・Ｘ線放射窓（Ｘ線管）
８６・・・中心軸
９０，１０２・・・絶縁油流入方向偏向具（ノズル）
９０ａ、１０２ａ・・・カバー部
９０ｂ、１０２ｂ・・・底部
９１ａ、９１ｂ・・・矢印
９２・・・第１の噴出口
９２ａ、９４ａ、１０４ａ・・・出口
９２ｂ、９４ｂ、１０６・・・流路
９４・・・第２の噴出口
９６・・・陰極端
９８・・・陽極端
１０４・・・噴出口
１１０・・・主流
１１２・・・分流

Claims (1)

1. Ｘ線管を収納し、絶縁油中に浸漬、支持して絶縁、冷却するＸ線管容器と、Ｘ線管容器内の絶縁油を取り出して冷却した後にＸ線管容器内に戻す絶縁油冷却器とを備えたＸ線管装置において、Ｘ線管容器内に絶縁油冷却器から戻された絶縁油を複数の流れに分流する複数個の噴出口を持つ絶縁油流入方向偏向具を備え、前記複数個の噴出口のうちの少なくとも１個の噴出口が、その噴出口から流出した絶縁油の流れが全体としてＸ線管の陰極及び陽極の一方の極の端部から他方の極の端部へ向くように、配設されていることを特徴とするＸ線管装置。

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