JP2008059801A

JP2008059801A - Ｘ線装置及び熱交換装置

Info

Publication number: JP2008059801A
Application number: JP2006232553A
Authority: JP
Inventors: Hiroto Yasutake; 浩人安武
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Electron Tubes and Devices Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Canon Electron Tubes and Devices Co Ltd
Priority date: 2006-08-29
Filing date: 2006-08-29
Publication date: 2008-03-13

Abstract

【課題】設置後においても冷却媒体から脱気を行うことが可能であり、設置作業等を単純化することができるＸ線装置及び熱交換装置を提供する。
【解決手段】Ｘ線装置１は、Ｘ線管２４及び該Ｘ線管２４を冷却するための流路２２ａを有するＸ線管容器２２と、前記流路２２ａに接続され、前記流路２２ａ内を流通する絶縁油２５の熱交換を行う熱交換装置３０とを備えている。Ｘ線管容器２２の内部と熱交換装置３０との間で循環する絶縁油２５の循環経路に、混入した気体を絶縁油から取り除く真空チャンバ３３及び真空ポンプ３４が、設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、Ｘ線装置及び熱交換装置に関し、特に冷却媒体を脱気できるものに関する。

医用画像診断用Ｘ線診断装置やＸ線ＣＴ装置などのＸ線装置において、Ｘ線管を冷却する絶縁油等の冷却媒体の熱を、空気との熱交換で冷却する熱交換器を備えたものが知られている。この種のＸ線装置において、Ｘ線管容器側の大型化を防ぐために、熱交換器をＸ線管容器と離間して設置し、熱交換器とＸ線間容器とを循環用の導入管などでつなぎ、この内部を通って絶縁油を循環させるものがある。

ここで、絶縁油中に気泡が混入すると、Ｘ線管容器内での絶縁破壊による放電の原因となるため、絶縁油で満たされたＸ線管容器、熱交換器間の循環経路の系は気密に保つことが要求される。

そこで、Ｘ線装置製造の際に脱気手段を用いてＸ線管容器を気密状態とする技術が提供されている（例えば特許文献１・特許文献２参照）。ここでは、Ｘ線装置の製造の際に真空ポンプや真空チャンバから構成される脱気手段によってＸ線管容器内を脱気しながら、Ｘ線管容器に絶縁油を充填している。
特開平１０−２２３１４１号公報特開平５−１０１７７８号公報

しかしながら、上述したＸ線装置では、次のような問題がある。すなわち、上術の技術では製造時に脱気を行うものであり、設置した後に気泡が混入する場合などに対応することができない。また、気泡の混入を防ぐために、脱気したＸ線管容器と熱交換部とを接続してから、気密を保ちつつ所定の場所に設置する必要がある。したがって設置作業が煩雑となる。
そこで本発明は、設置後においても冷却媒体から脱気を行うことができるＸ線装置及び熱交換装置を提供することを目的とする。

本発明の一例にかかるＸ線装置は、Ｘ線管及び該Ｘ線管を冷却するための流路を有するＸ線管容器と、前記流路に接続され、前記流路内を流通する冷却媒体の熱交換を行う熱交換部と、前記Ｘ線管容器の内部と前記熱交換部との間で循環する前記冷却媒体の循環経路に設けられるとともに、前記冷却媒体内に混入した気体を前記冷却媒体から取り除く脱気手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明の他の一例にかかるＸ線装置は、上記に加え、前記Ｘ線管容器と前記熱交換部とは互いに離間して設けられているとともに、前記脱気手段は、前記熱交換部側に設けられていることを特徴とする。

本発明の他の一例にかかるＸ線装置は、上記に加え、前記脱気手段は、前記熱交換部と、前記冷却媒体を循環させる循環ポンプとの間に設けられていることを特徴とする。

本発明の他の一例にかかるＸ線装置は、上記に加え、前記脱気手段は、前記冷却媒体を貯留し、前記冷却媒体に混入した気体を冷却媒体から分離させるチャンバを備えていることを特徴とする。

本発明の一例にかかる熱交換装置は、Ｘ線管容器内を流通する冷却媒体を冷却する熱交換部を備えた熱交換装置であって、前記Ｘ線管容器と前記熱交換部との間を循環する冷却媒体の循環経路に設けられ、該冷却媒体を貯留するとともに、前記冷却媒体に混入した気体を前記冷却媒体と分離させるチャンバと、前記チャンバ内において前記冷却媒体から分離された気体を吸い出すポンプと、を備えたことを特徴とする。

上記構成によれば、設置後においても冷却媒体から脱気を行うことが可能となるため、設置作業等を単純化することができる。

以下に本発明の第１の実施形態について、図１及び図２を参照して説明する。図１は、本実施形態にかかるＸ線装置１を模式的に示している。なお、各図において、適宜構成を拡大、縮小、省略して示している。Ｘ線装置１は、血管造影等に使用される医用画像診断装置であり、支持部１０と、この支持部１０に支持されたＸ線器２０と、このＸ線器２０を冷却するための熱交換装置３０と、これらを制御する制御部１００とを備えている。

支持部１０は支柱１１と、例えばＣ字形状をしたアーム１２とを備えている。アーム１２は支柱１１に対して、前後上下方向の往復動、回転、及び首振り可能に構成されている。Ｘ線器２０はＸ線照射器２０Ａと検出器２０Ｂとを備えている。

アーム１２の一方の先端にはＸ線照射器２０Ａが設けられ、アーム１２の他方の先端には検出器２０Ｂなどが設けられている。Ｘ線照射器２０Ａ及び検出器２０Ｂが、アーム１２の移動に伴って被診体の周囲において移動可能となっている。

Ｘ線照射器２０Ａの内部には、Ｘ線管容器２２、コリメータ２３などが配設されている。Ｘ線管容器２２はＸ線照射器２０Ａに着脱交換可能に取り付けられている。図２に示すように、Ｘ線管容器２２の内部には、真空中で加速した電子をターゲットに衝突させて発生する制動輻射を用いてＸ線を発生するＸ線管２４が収容されている。

また、Ｘ線管容器２２は、その内部であってＸ線管２４の周囲に、流路２２ａを有している。この流路２２ａを冷却媒体としての絶縁油２５が通流する。この絶縁油２５は、Ｘ線管２４を冷却する機能と、Ｘ線管２４のアノード系をアースやカソード系から絶縁する機能とを兼ねている。

Ｘ線管容器２２には２本の導入管２６，２７がそれぞれカップラー２８、２９を介して接続されている。一方の導入管２６はアーム１２および支柱１１の内部を通って後述する熱交換装置３０の熱交換器３１（熱交換部）に接続されている。他方の導入管２７は、同じくアーム１２及び支柱１１の内部を通って、後述する熱交換装置３０の循環ポンプ３２に接続されている。

カップラー２８、２９は、互いに接続、分離が可能な雄型の上流側カップラー２８ａ、２９ａと雌型の下流側カップラー２８ｂ、２９ｂとから構成されている。上流側カップラー２８ａ、２９ａ及び下流側カップラー２８ｂ、２９ｂは、それぞれ着脱に伴って開閉される中空通路２８ｃ、２９ｃを備えている。上流側カップラー２８ａと下流側カップラー２８ｂとが接続された着状態においては、中空通路２８ｃは開状態となり、この中空通路２８ｃを通って絶縁油２５が移動可能となる。また、上流側カップラー２８ａと下流側の下流側カップラー２８ｂとが互いに外れた脱状態においては、中空通路２８ｃが閉ざされることによって、絶縁油２５が気密状態に維持される。カップラー２９の中空通路２９ｃも同様に上流側カップラー２９ａと下流側カップラー２９ｂの着脱に応じて開閉される。

図１に示す熱交換装置３０は、絶縁油２５を空気と熱交換して冷却する直冷方式の熱交換装置３０であり、支持部１０やＸ線器２０から離間して、すなわち別の部屋等に設置されている。熱交換装置３０は、熱交換器３１、真空チャンバ３３、循環ポンプ３２の順で接続されるとともに、真空チャンバ３３には真空ポンプ３４が接続されている。などを備えて構成されている。この真空チャンバ３３と真空ポンプ３４とが脱気手段の一例を構成する。

熱交換器３１は、導入管２６を介してＸ線管容器２２に接続され、Ｘ線管容器２２から流れ込む絶縁油２５を空気と熱交換させることにより強制冷却する機能を有する。

真空チャンバ３３は熱交換器３１の出口と循環ポンプ３２の入口との間に設けられている。真空チャンバ３３は絶縁油２５を貯留して絶縁油２５内に混入した気泡を分離させる機能を有する。真空チャンバ３３の上方に設けられたチャンバ入口３３ａは熱交換器３１の出口に導入管３６を介して接続されている。熱交換器３１を通ってチャンバ入口３３ａから流れ込む絶縁油２５が真空チャンバ３３内部に貯留されることにより、絶縁油２５内に混入した気泡が浮力により上方に溜まるように構成されている。真空チャンバ３３の底部に設けられたチャンバ出口３３ｂは導入管３６を介して循環ポンプ３２の入口３２ａに接続されている。
循環ポンプ３２は、絶縁油２５を圧送して導入管２６、２７等の内部の絶縁油２５を、図２中矢印で示す所定の方向に送出し、循環させる機能を有する。

真空チャンバ３３の上端に設けられた上部口３３ｃは、導入管３７を介して真空ポンプ３４に接続されている。真空ポンプ３４は、制御部１００により制御されて作動することにより、真空チャンバ３３の内部上方に溜まった気体を吸い取り、外部の大気に解放する脱気機能を有する。この真空ポンプ３４によって、真空チャンバ３３の内部が減圧状態、例えば０．０１気圧程度に維持されている。

真空チャンバ３３は、温度変化による絶縁油２５の膨張及び収縮を吸収する機能も有する。すなわち、絶縁油２５の体積が増えても真空チャンバ３３内の絶縁油２５の量が変化し、油面が上下に移動することで、Ｘ線管容器２２や導入管２６，２７等に負荷をかけることがなく、循環が安定する。

絶縁油２５で満たされたＸ線管容器２２、導入管２６、２７及び熱交換装置３０からなるＸ線装置１の系は、大気に開放されていない気密な構造となっている。さらに、カップラー２８，２９等により、絶縁油２５を密閉した状態でＸ線管容器２２を分離することが可能となっている。したがって、熱交換装置３０と、Ｘ線管容器２２を別々に設置した後に、これらを導入管２６，２７で接続し、あるいは、一定期間使用後にＸ線管容器２２を交換することが可能である。

次に、図２に従って本実施形態にかかるＸ線装置１の絶縁油２５の循環工程について説明する。ここで、図２においては絶縁油の流れを実線の矢印で示し、気体の流れを破線の矢印で示す。

まず、Ｘ線管容器２２の内部に充填された絶縁油２５は、カップラー２８、導入管２６を通って図中矢印で示す循環方向に沿って循環し、熱交換器３１において空気と熱交換され、冷却される。

熱交換器３１で冷却された絶縁油２５は、真空チャンバ３３に流れ込む。真空チャンバ３３内の絶縁油２５が下方に溜まるとともに絶縁油２５に混入していた気体は上方に溜まる。上方に溜まった気体が真空ポンプ３４により吸い出され、大気に解放されることにより脱気処理が行われる。

脱気処理がなされた絶縁油２５は真空チャンバ３３の下方のチャンバ出口３３ｂから循環ポンプ３２によって、導入管２７及びカップラー２９を通ってＸ線管容器２２に再度送り込まれる。

本実施形態にかかるＸ線装置１及び熱交換装置３０は以下に掲げる効果を奏する。
熱交換装置３０に真空チャンバ３３と真空ポンプ３４を設けたことにより、Ｘ線装置１を設置した後であっても気泡を取り除くことが可能である。このため、カップラー２８,２９等の着脱時に気泡が混入することがあっても、着脱後に脱気を行うことが可能となる。したがって、着脱作業やＸ線管容器の交換作業が容易となる。

また、真空チャンバ３３は、絶縁油の体積変化を吸収する機能も備えているため、例えばベローズなど体積変化吸収のための機構を別に設ける必要がない。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば上述した例では、Ｘ線器２０側にカップラー２８,２９を設けたが、これに代えて熱交換装置３０側にカップラーを設け、あるいはＸ線器２０側と熱交換装置３０側の両方に設けてもよい。この他、各構成部材の具体的な形状など、本発明の構成要素を発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変更して実施できることは言うまでもない。

本発明の第１実施形態のＸ線装置を模式的に示す側面図。本発明の第１実施形態にかかる冷却工程を示す側面図。

符号の説明

１…Ｘ線装置、２０…Ｘ線器、２０Ａ…Ｘ線照射器、２２…Ｘ線管容器、
２２ａ…流路、２４…Ｘ線管、２５…絶縁油、２６．２７…導入管、
３０…熱交換装置、３１…熱交換器、３２…循環ポンプ、３３…真空チャンバ、
３４…真空ポンプ。

Claims

Ｘ線管及び該Ｘ線管を冷却するための流路を有するＸ線管容器と、
前記流路に接続され、前記流路内を流通する冷却媒体の熱交換を行う熱交換部と、
前記Ｘ線管容器の内部と前記熱交換部との間で循環する前記冷却媒体の循環経路に設けられるとともに、前記冷却媒体内に混入した気体を前記冷却媒体から取り除く脱気手段と、を備えたことを特徴とするＸ線装置。
前記Ｘ線管容器と前記熱交換部とは互いに離間して設けられているとともに、
前記脱気手段は、前記熱交換部側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のＸ線装置。
前記脱気手段は、前記熱交換部と、前記冷却媒体を循環させる循環ポンプとの間に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のＸ線装置。
前記脱気手段は、前記冷却媒体を貯留し、前記冷却媒体に混入した気体を冷却媒体から分離させるチャンバを備えていることを特徴とする請求項１に記載のＸ線装置。
Ｘ線管容器内を流通する冷却媒体を冷却する熱交換部を備えた熱交換装置であって、
前記Ｘ線管容器と前記熱交換部との間を循環する冷却媒体の循環経路に設けられ、該冷却媒体を貯留するとともに、前記冷却媒体に混入した気体を前記冷却媒体と分離させるチャンバと、
前記チャンバ内において前記冷却媒体から分離された気体を吸い出すポンプと、を備えたことを特徴とする熱交換装置。