JP2004311170A

JP2004311170A - 油熱交換器およびｘ線管装置

Info

Publication number: JP2004311170A
Application number: JP2003101950A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Kutsuzawa; 宏樹沓澤
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Electronic Engineering Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Development and Engineering Corp
Priority date: 2003-04-04
Filing date: 2003-04-04
Publication date: 2004-11-04

Abstract

【課題】冷却油内に混入した空気を確実に除去するＸ線管装置を提供する。
【解決手段】通常時には、バルブ１７およびバルブ１８を閉じバルブ１４を開放する。ポンプ１２を駆動させて冷却油循環させ、冷却油によりＸ線管４を冷却する。冷却油が外気に接触した場合には、真空槽１６内を真空ポンプ２２により真空状態にし、バルブ１４を閉じバルブ１７およびバルブ１８を開放する。真空槽１６内に絶縁油を放出し、絶縁油内に混入している空気を真空槽１６内に放出させる。放出した空気は真空ポンプ２２により外部に排出し、真空槽１６内の空気を排出した後にバルブ１７およびバルブ１８を閉じ、バルブ１４を開放することで通常の状態に戻る。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被冷却物を冷却する冷却油の熱交換をする油熱交換器およびＸ線管装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、たとえば医用Ｘ線管装置は、高負荷入力で使用されるため動作時に熱が発生し、この発生熱の放熱用に電気絶縁性を有する絶縁油を冷却媒体である冷却油としてＸ線管を直接冷却させる油熱交換器を設けている。
【０００３】
そして、具体的には、Ｘ線管を冷却油が充填される管容器で覆いこの管容器に冷却油を流通させる油通路となるホースなどの配管をオイルシールなどで液密の状態にして接続し、この配管を介して冷却油を冷却させる油熱交換器を接続している（たとえば特許文献１参照）。
【０００４】
また、配管はカプラなどで分離、結合を可能にしているものもある。
【０００５】
一方、管容器の結合部分や油熱交換器の配管が経年劣化などによりオイルシールが劣化するとこれらの部分から少量のリークが発生して空気あるいは水分が冷却油に接触し、冷却油の耐電圧を劣化させてしまう。特に、カプラで分離、結合が可能な場合、分離、結合のそれぞれ作業の段階で冷却油に空気あるいは水分が混入するおそれがある。
【０００６】
そして、このように冷却油に空気または水分などが混入すると冷却油の耐電圧が低下する。
【０００７】
そこで、配管に空気を除去するフィルタを配設することがある。このフィルタは、繊維を網目状に形成した筒体で冷却油中の微小な気泡を捕捉するフィルタエレメントを有し、このフィルタエレメントの上方に気体排出孔を形成し、この気体排出孔の空気などの気体は通すが冷却油などの液体は透過しない高分子通気膜を用い、この高分子通気膜から気体を排出するものである（たとえば特許文献２参照）。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−４８７４５号公報（第３頁、図１）
【０００９】
【特許文献２】
特開平８−２３６０４８号公報（第３頁、図１）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の特許文献２の構成の場合、高分子通気膜では冷却油などの液体は透過させずに冷却油から捕捉した空気などの気体のみを通過させて、冷却油内の空気を気体排出孔を介して外部に排出しているものの、外部からも高分子通気膜を介して空気が入り込むおそれがあり、十分に冷却油内の空気を除去できないおそれがある問題を有している。
【００１１】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、冷却油内に混入した空気を確実に除去する油熱交換器およびＸ線管装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、被冷却物を冷却する冷却油が流通する油通路と、前記冷却油と熱交換する熱交換手段と、前記油通路に連通可能に設けられ真空状態を形成可能な真空室とを具備したもので、熱交換手段で冷却油を熱交換して冷却し、真空室を真空状態にして油通路から冷却油を入れることにより、冷却油に混入していた冷却油内の空気を放出し、冷却油内の空気を除去して冷却油の特性を再生する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のＸ線管装置の一実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１４】
図１に示すように、１はＸ線管装置で、このＸ線管装置１はＸ線管装置本体２に油熱交換器３が接続されて構成されている。
【００１５】
そして、Ｘ線管装置本体２は、Ｘ線を発生するＸ線管４を有し、このＸ線管４にはジャケットとなる管容器５に収納され、この管容器５内にはＸ線管４を冷却する電気的絶縁性を有する絶縁油の冷却油が封入されている。
【００１６】
また、Ｘ線管装置本体２は、管容器５が油通路６の一部を構成するホースなどの給油管７および排油管８を介して、油熱交換器３に接続されている。
【００１７】
そして、油熱交換器３は、排油管８から熱交換手段としてのラジエータ１１、ポンプ１２および油通路６の一部を構成する通常路１３を介して給油管７に接続され、通常路１３にはバルブ１４が設けられている。
【００１８】
また、通常路１３のバルブ１４の両端間には、このバルブ１４を含む通常路１３の一部をバイパスし油通路６の一部を構成するバイパス路１５が接続され、このバイパス路１５中に真空室としての真空槽１６が形成されている。さらに、バイパス路１５は、真空槽１６の両端にバルブ１７およびバルブ１８が設けられるとともに、バルブ１７および真空槽１６間には、加熱手段としてのヒータ２１が設けられている。また、真空槽１６には、この真空槽１６を真空にするとともに、冷却油から放出された空気などを吸い込む真空ポンプ２２が設けられている。
【００１９】
そして、ポンプ１２、通常路１３、バルブ１４、給油管７、管容器５、排油管８、ラジエータ１１、バイパス路１５、真空槽１６および真空ポンプ２２内は気密および液密に形成されている。
【００２０】
次に、上記実施の形態の動作について説明する。
【００２１】
まず、Ｘ線管４を動作させるとＸ線管４は、内部はおよそ８００℃程度、外壁部で１５０〜２００℃程度に温度が上昇するため、通常時には、バルブ１７およびバルブ１８を閉じ、バルブ１４を開放する。この状態で、ポンプ１２を駆動させて冷却油をポンプ１２、通常路１３、バルブ１４、給油管７、管容器５、排油管８、ラジエータ１１およびポンプ１２の径路で循環させる。そして、ポンプ１２により供給される冷却油により管容器５内でＸ線管４を冷却させ、Ｘ線管４を冷却することにより温度上昇した冷却油をラジエータ１１で熱交換して冷却し、再び、ポンプ１２を介して管容器５に循環させる。
【００２２】
また、冷却油を交換したり、何らかの原因により冷却油内に空気が混入するなど、冷却油が外気に接触した場合には、真空槽１６内を真空ポンプ２２により真空状態にし、真空槽１６が真空になった後にバルブ１４を閉じ、バルブ１７およびバルブ１８を開放し、真空槽１６内に絶縁油を放出し、絶縁油内に混入している空気を真空槽１６内に放出させる。そして、真空槽１６内に放出された空気は真空ポンプ２２により外部に排出し、真空槽１６内の空気を排出した後にバルブ１７およびバルブ１８を閉じ、バルブ１４を開放することで通常の状態に戻る。
【００２３】
さらに、冷却油に水分が混入した場合には、真空ポンプ２２により真空槽１６の内部の圧力を一般的なロータリーポンプの到達真空度である１３Ｐａ（０．１Ｔｏｒｒ）付近まで下げた後、ヒータ２１により絶縁油自体を６０℃まで加熱し、真空槽１６へ放出すると圧力低下による水の沸点低下の効果により、水分は真空槽１６内に蒸発して放出され、真空ポンプ２２により排出される。
【００２４】
なお、冷却油の空気あるいは水分を効果的に除去するには、これら空気あるいは水分が混入している絶縁油の表面積を増加させる必要があるため、真空槽１６に絶縁油を放出する際に冷却油を霧状に噴霧すれば除去効率が向上する。
【００２５】
これらのように、冷却油の空気あるいは水分を除去することにより冷却油が再生し、冷却油の劣化を防止でき電気的絶縁性の絶縁耐圧を高くでき、Ｘ線管４を直接冷却するものでも、電気的絶縁性に問題がない。
【００２６】
また、上記実施の形態では、通常時は通常路１３を用いて冷却油を供給し、空気あるいは水分を冷却油から放出する際にはバイパス路１５を用いて真空槽１６を使用するので、通常時に圧力損失が大きくならないため、Ｘ線管４の冷却の効率が低下しない。
【００２７】
そして、給油管７および排油管８は、Ｘ線管装置本体２および油熱交換器３に対して着脱可能に構成しても良く、また、通常路１３から分岐されるバイパス路１５にもカプラなどを用いて、分離、結合可能に構成してもよい。
【００２８】
これらのように、給油管７または排油管８の分離、あるいは、バイパス路１５の分離などにより、油通路６のいずれかの気密が解除され、冷却油が外気に接触した場合には、再度接続した後に、真空槽１６を用いて空気、水分を除去するようにしてもよい。
【００２９】
ここで、真空ポンプ２２を用い真空槽１６の真空度を７３．１５Ｐａ（０．５５ｔｏｒｒ）、冷却油の温度４５℃、冷却油の流量を５２０ｌ／時間として処理した場合の冷却油の絶縁破壊電圧試験の実験結果について表１を参照して説明する。なお、冷却油には、日石高圧絶縁油Ｈ１３２（７種４号）を用いた。
【００３０】
なお、絶縁破壊電圧試験方法は、電気絶縁油試験方法ＪＩＳＣ２１０１−１９９３を用い、電極間ギャップ２．５ｍｍに調整した直径１２．５ｍｍの相対する球電極を使い、毎秒約３ｋＶの割合で電圧を上昇させ、資料となる冷却油の商用周波数における絶縁破壊電圧を測定する。
【００３１】
【表１】

【００３２】
このように、実験的に空気および水分を含有させた冷却油も、上述のように、空気および水分を除去することにより再生でき、２０ｋＶにまで低下した電気的絶縁耐圧を８０ｋＶにまで回復できた。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、熱交換手段で冷却油を熱交換して冷却し、真空室を真空状態にして油通路から冷却油を入れることにより、冷却油に混入していた冷却油内の空気を放出し、冷却油内の空気を除去して冷却油の特性を再生できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＸ線管装置の一実施の形態を示す説明図である。
【符号の説明】
１Ｘ線管装置
３油熱交換器
４Ｘ線管
６油通路
１１熱交換手段としてのラジエータ
１６真空室としての真空槽
２１加熱手段としてのヒータ
２２真空ポンプ

Claims

被冷却物を冷却する冷却油が流通する油通路と、
前記冷却油と熱交換する熱交換手段と、
前記油通路に連通可能に設けられ真空状態を形成可能な真空室と
を具備したこと特徴とする油熱交換器。
真空室を真空にする真空ポンプを
具備したことを特徴とする油熱交換器。
冷却油を加熱する加熱手段を
具備したことを特徴とする請求項１または２記載の油熱交換器。
真空室は、油通路にバイパスして設けられた
ことを特徴とする請求項１ないし３いずれか記載の油熱交換器。
Ｘ線管と、
被冷却物は前記Ｘ線管である請求項１ないし４いずれか記載の油熱交換器と、
前記Ｘ線管を冷却油で冷却させる冷却手段と
を具備したことを特徴とするＸ線管装置。