JP2008504663A - Ｘ線管冷却装置 - Google Patents

Abstract

Ｘ線管インサート（１４）のための冷却装置（１０）が提供されている。装置は、冷媒の流れの少なくとも一部をＸ線管インサートの窓（３０）に向けるよう構成された導流器（２０）を含む。導流器は、流れスリーブ（２０８）又は複数のノズル（８８）を組み込み得る。

Description

冷却装置及び使用方法の開示されている実施態様は、Ｘ線管の製造及び動作の分野に関する。具体的には、開示されている実施態様及び方法は、Ｘ線管の動作中に、そのような管を冷却する機構及び方法に関する。

Ｘ線管は、一般的に、外部筐体及びインサートから構成される。インサートは、典型的に、Ｘ線を生成するのに必要な成分を含む。Ｘ線管が交換される必要があるときには、通常、作用しなくなった成分を備える設置インサートを取り除き、新しいインサートを元の筐体内に配置することによって、インサートのみが交換される。

使用時、Ｘ線管は、除去されるべき多量の熱を生成する。熱は、Ｘ線管インサート成分の機能不全に対する実質的な寄与物或いはその直接的原因である。作用しなくなりがちな成分の中には、インサート窓又はその近傍を含むものである。

そのような熱を除去する現行の方法は、Ｘ線を実質的に或いは完全に通す冷媒の使用を含む。この冷媒は液体又は他の適切な流体を含む。一般的に、筐体を冷媒で充填するために、冷媒は第一端で管筐体内に注入される。これは筐体内の冷媒に浸漬された或いは囲まれたインサートをもたらす。次に、冷媒はＸ線管又は他のインサート成分によって生成される熱を吸収する。次に、加熱された冷媒は第二端で筐体から取り除かれ、冷媒の温度を下げるために熱交換器を通じて循環される。加熱された冷媒の温度が下げられた後、冷媒は次に第一端で筐体内に送り出され、閉塞された再循環システムを形成する。

本発明は従来技術の問題点を解決することを目的とする。

Ｘ線管インサートのための冷却装置が提供される。装置は、冷媒の流れの少なくとも一部をＸ線管インサートの窓に向かって方向付けるよう構成された導流器を含む。

導流器は、概ね楔形状の冷媒流れパターンを創成する流れスリーブも含み得る。追加的に、導流器は、複数のノズルを含み、各ノズルは冷媒の流れの一部を概ね扇形状の噴射パターンに方向付けるよう構成され得る。

導流器は、複数のノズルを含み、複数のノズルの第一のものは、冷媒の流れの第一部分を第一方向に方向付けるよう構成され、複数のノズルの第二のものは、冷媒の流れの第二部分を第二方向に方向付けるよう構成され、第二方向は第一方向と異なり得る。

冷却装置は、冷媒の流れの一部をＸ線管筐体の冷媒収容領域に分流するよう構成された分流装置を含み得る。追加的に、装置は、冷却装置及び冷媒を収容するよう構成された筐体と、放射線を放射するよう共に動作的に結合され且つ筐体によって受容されるよう構成された陰極及び陽極とを含み得る。

開示されるＸ線管インサートのための冷却装置は、第一通路を通じて進入冷媒流れを受け取るよう構成された冷媒進入領域と、冷媒進入領域からの冷媒の流れを分流するために冷媒進入領域と流体連絡する冷媒分流領域と、冷媒の流れの少なくとも一部を冷却されるべき表面に亘って方向付けるために冷媒分流領域と流体連絡する少なくとも１つの導流器とを含む。装置は、複数の導流器をさらに含み、各導流器は、冷媒の流れの少なくとも一部を冷却されるべき表面に亘って方向付けるために、冷媒分流領域と流体連絡し得る。また、複数の導流器の第一のものは、冷媒の流れの第一部分を第一方向に方向付けるよう構成され、複数の導流器の第二のものは、冷媒の流れの第二部分を第二方向に方向付けるよう構成され、第二方向は第一方向と異なり得る。導流器はノズルを含み得る。

Ｘ線管インサートが開示され、陰極と、陽極とを含み、陽極は、陰極及び陽極の動作が放射線を生成するよう陰極に動作的に結合され、通路を含む本体部材をさらに含み、通路は、通路を通じて冷媒の流れを受け取るよう構成され、本体部材と流体連絡し且つ冷媒の流れの少なくとも一部を冷媒の流れによって冷却されるべき表面に亘って方向付けるよう構成された流れスリーブをさらに含む。インサートは、冷媒の流れの一部をＸ線管の冷媒収容領域に分流するよう構成された分流装置をさらに含み得る。追加的に、インサートは、陰極と、陽極と、流れスリーブと、冷媒とを収容するよう構成された筐体を含み得る。

Ｘ線管を冷却する方法が開示され、冷媒の流れを配分するステップと、冷媒の流れの第一部分を冷却されるべきＸ線管装置の第一領域に向かって方句付けるステップと、冷媒の流れの第二部分を冷却されるべきＸ線管装置の第二領域に向かって方句付けるステップとを含み得る。方法は、第一領域及び前記第二領域が同一の広がりを持たないときに実施され得る。発明は、第一領域がＸ線管インサート窓を包含する領域であるときにも実施され得る。方法は、冷媒の流れを熱交換器に経路指定するステップもさらに含む。さらに、方法は、冷媒の流れの第三部分を冷却されるべきＸ線管装置の第二領域に向かって方向付けるステップを含み得る。

Ｘ線管インサートのための冷却装置が開示され、冷媒の流れを配分するための手段と、冷媒の流れの第一部分を冷却されるべきＸ線管装置の第一領域に向かって方向付けるための手段と、冷媒の流れの第一部分を冷却されるべきＸ線管装置の第一領域に向かって方向付けるための手段とを含む。装置は、さらに、第一領域及び第二領域は同一の広がりを持たないところであり得る。追加的に、第一領域は、Ｘ線管インサート窓を包含する領域であり得る。また、装置は、冷媒の第三部分を冷却されるべきＸ線管装置の第二領域に向かって方向付けるための手段を含み得る。

図１は、Ｘ線管冷却システム１０を描写している。冷却システム１０は、Ｘ線管筐体１２を含む。筐体１２は、Ｘ線管インサート１４と、冷媒１６とを含む。進入冷媒ライン１８が冷媒１６を分流装置２０に運ぶ。分流装置２０は筐体１２に取り付けられ、冷媒が筐体１２の内部に進入し充填するための進入領域を提供している。

分流装置２０は、一部の冷媒を冷媒分流ライン２２に分流すると同時に、冷媒の非分流部分が筐体１２内部に進入することを許容するよう構成されている。冷媒分流線２２は、分流された冷媒を導流器(flow director)２４に運ぶ。導流器２４は、複数のノズル２６を含み得る。それぞれのノズル２６は、分流された冷媒の一部をインサート窓の上の概ね扇形の噴霧器２８内に向け、分流された冷媒はインサート窓で筐体１２内部の非分流冷媒と混合する。

放出冷媒線３２は、冷媒１６を熱交換器３４に運ぶ。熱交換器３４は、システムを通じて冷媒を循環する冷媒ポンプ（図示せず）を含む。

図２は、図１に描写される分流装置２０としての使用に適した分流装置５０を描写している。分流装置５０は、概ね円筒形の本体部５２を有し、その長さに沿って横方向に走り且つ入り冷媒流を受け取るよう構成された中央通路５４を備える。本体部５２は、分流器５６に結合されている。分流器５６も概ね円筒形であり、その長さに沿って横方向に走り且つ本体部５２の中央通路５４と共通軸６９を有する中央通路５８を備える。

分流器５６は、本体５２の中央通路５４から入り冷媒流を受け取る主冷媒通路６２を有する。分流器は、概ね円筒形であり、共通軸６０を共有し、且つ、分流器５６の中央通路５８の一部を包含するの中央管５７も有する。バイパス通路６４は、主冷媒通路６２に接続し、分流器５６に進入する冷媒の一部が分流装置５６から出ることを可能にしている。

バイパス通路を通じて分流装置５６から出ない冷媒は、中央管５７の中央通路部分を通じて続き、分流器５６を出て、冷媒ホース６６に進入する。

図３は、Ｘ線インサート８０の外部を描写している。Ｘ線インサート８０は、動作中にＸ線を生成するＸ線管８２を含む。インサート８０はＸ線窓８４も含む。Ｘ線インサート８０に取り付けられているのは導流器８６である。導流器８６は、冷媒をＸ線窓８４の表面に向かって並びに越えて方向付けるよう、１つ又はそれよりも多くのノズル８８を含む。

図４Ａ及び４Ｂは、導流器１００の第一構造を描写している。導流器１００は、中心線１０４について概ね弧形状の本体１０２を有する。本体１０２の弧は、導流器１００が共に使用されるＸ線インサートの弧と適合している。本体１０２は、第一壁１０６と、第二壁１０８とを有し、双方とも概ね弧形状である。第二壁１０８は、小さな開口１１０及び大きな開口１１２のような異なるサイズであり得る複数の開口又はノッチを包含している。本体１０２は側壁１１４も有し、それぞれの側壁は開口１１６を有する。本体１０２は後壁１１８も有する。壁１０６，１０８，１１４，１１８は接続されて、冷媒通路１２０を定める５側面のボックス状構造を形成している。

開口１１０及び１２０の地域で本体１０２の壁１０８に取り付けられているのは、複数のノズル１２２である。各ノズルは概ね直角に接続された２側面の壁及び後壁を有して、概ねＵ字形状構成を形成しており、その場合には、冷媒通路１２０とノズル１２２との間の流体連絡通路をもたらすために、ＵはＵ字形状の通路が壁１０８のノッチと整合するような角度を形成するように屈曲されている。ノズル１２２の端部は、ノズルの端部を狭くするよう先細にされている。

開口１１６は、冷媒通路１２０への冷媒の流れ込みを許容する。次に、冷媒は小さな開口１１０又は大きな開口１１２を通じてノズル１２２に流れ込む。ノズル１２２内で、冷媒はノズルの長さを通じて流れ、ノズルの先細端部で出る。

図５は、導流器１５０の第二構造を描写している。この第二構造は第一構造と類似しており、図４Ａ及び４Ｂのノズルと類似するノズル１５２を含む。追加的に、延長ノズル１５４が設けられている。延長ノズル１５４は、本体の壁内の開口のラインの両端に配置され、延長ノズルからの冷媒の流れ方向がノズル１５２からの冷媒の流れ方向に対して実質的に垂直に走るよう、ノズルの先細端部が実質的に９０度屈曲するように変形されている。

図６Ａ及び６Ｂは、導流器２００の第三構造を描写している。導流器２００は、導流器１００の本体１０２と類似する本体２０２を有し、冷媒通路２０３を含む。導流器２００は、導流器１００の壁１０８に対応する壁２０４を有する。しかしながら、壁２０４は、複数の開口の代わりに単一のノッチ２０６を含む。導流器２００は、ノッチ２０６の領域において本体２０２に接続された流れスリーブ２０８も有する。流れスリーブ２０８は、本体２０２の弧と整合するよう、概ね弧形状である。流れスリーブ２０８は、側壁２１０と、頂壁２１２とを有する。側壁２１０及び頂壁２１２は、冷媒放出地域２１４を定めるよう、それらの縁部で実質的に直角に接続されている。冷媒放出地域２１４は、冷媒通路２０３及び冷媒進入開口２１６と流体連絡している。

冷媒は、冷媒進入開口２１６を通じて本体２０２の冷媒通路２０３に流れ込む。次に、冷媒は、ノッチ２０６を通じて流れスリーブ２０８の冷媒放出地域２１４に流れ込み続け、他の構造のノズルによってもたらされる概ね扇形の噴射パターンと対称的に、概ね楔形状の流れパターンで出る。

ここに開示される発明は、明細書中になされた開示の観点から当業者によって判読される請求項によって定めされる。先行する詳細な記載の判読及び理解の後、ここに開示される題材の修正及び変更が他の者に思い浮かぶであろう。本発明は、添付の請求項又はそれらの均等物の範囲内にくる限り、全てのそのような修正及び変更を含むものとして解釈されることが意図されている。

Ｘ線管インサート窓冷却システムを示す系統図である。 分流装置を示す断面図である。 取り付けられた導流器を備えるＸ線管インサートを示す斜視図である。 導流器の第一構造を下面から示す斜視図である。 導流器の第一構造を上方から示す斜視図である。 導流器の第二構造を上方から示す斜視図である。 導流器の第三構造を上方から示す斜視図である。 導流器の第三構造を底面から示す斜視図である。

Claims (24)

1. 冷媒の流れの少なくとも一部をＸ線管インサートの窓に向かって方向付けるよう構成された導流器を含む、Ｘ線管インサートのための冷却装置。
2. 前記導流器は、流れスリーブを含む、請求項１に記載の冷却装置。
3. 前記導流器は、複数のノズルを含み、各ノズルは、前記冷媒の流れの一部を方向付けるよう構成された、請求項１に記載の冷却装置。
4. 前記複数のノズルの第一のものは、前記冷媒の流れの第一部分を第一方向に方向付けるよう構成され、前記複数のノズルの第二のものは、前記冷媒の流れの第二部分を第二方向に方向付けるよう構成され、該第二方向は前記第一方向と異なる、請求項３に記載の冷却装置。
5. 前記冷媒の流れの一部をＸ線管筐体の冷媒収容領域に分流するよう構成された分流装置をさらに含む、請求項１に記載の冷却装置。
6. 当該冷却装置及び冷媒を受け取るよう構成された筐体をさらに含む、請求項５に記載の冷却装置。
7. 放射線を放射するよう共に動作的に結合され且つ前記筐体によって受容されるよう構成された陰極及び陽極をさらに含む、請求項６に記載の冷却装置。
8. 第一通路を通じて進入冷媒流れを受け取るよう構成された冷媒進入領域と、
   該冷媒進入領域からの前記冷媒の流れを分流するために前記冷媒進入領域と流体連絡する冷媒分流領域と、
   前記冷媒の流れの少なくとも一部を冷却されるべき表面に亘って方向付けるために前記冷媒分流領域と流体連絡する少なくとも１つの導流器とを含む、
   Ｘ線管インサートのための冷却装置。
9. 複数の導流器をさらに含み、各導流器は、前記冷媒の流れの少なくとも一部を冷却されるべき表面に亘って方向付けるために、前記冷媒分流領域と流体連絡する、請求項８に記載の冷却装置。
10. 前記複数の導流器の第一のものは、前記冷媒の流れの第一部分を第一方向に方向付けるよう構成され、前記複数の導流器の第二のものは、前記冷媒の流れの第二部分を前記第一方向と異なる第二方向に方向付けるよう構成される、請求項９に記載の冷却装置。
11. 前記導流器はノズルである、請求項８に記載の冷却装置。
12. 前記複数の導流器は、少なくとも１つのノズルを含む、請求項９に記載の冷却装置。
13. 陰極と、
    陽極とを含み、該陽極は、前記陰極及び前記陽極の動作が放射線を生成するよう陰極に動作的に結合され、
    通路を含む本体部材を含み、前記通路は、前記通路を通じて冷媒の流れを受け取るよう構成され、
    前記本体部材と流体連絡し、且つ、前記冷媒の流れの少なくとも一部を前記冷媒の流れによって冷却されるべき表面に亘って方向付けるよう構成された流れスリーブを含む、
    Ｘ線管インサート。
14. 前記冷媒の流れの一部をＸ線管の冷媒収容領域に分流するよう構成された分流装置をさらに含む、請求項１３に記載のＸ線管インサート。
15. 前記陰極と、前記陽極と、前記流れスリーブと、冷媒とを収容するよう構成された筐体をさらに含む、請求項１４に記載のＸ線管インサート。
16. 冷媒の流れを配分するステップと、
    前記冷媒の流れの第一部分を冷却されるべきＸ線管装置の第一領域に向かって方句付けるステップと、
    前記冷媒の流れの第二部分を冷却されるべきＸ線管装置の第二領域に向かって方句付けるステップとを含む、
    Ｘ線管を冷却する方法。
17. 前記第一領域及び前記第二領域は同一の広がりを持たない、請求項１６に記載の方法。
18. 前記第一領域は、Ｘ線管インサート窓を包含する領域である、請求項１７に記載の方法。
19. 冷却流の流れを熱交換器に経路指定するステップをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
20. 前記冷媒の流れの第三部分を冷却されるべきＸ線装置の前記第二領域に向けて方向付けるステップをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
21. 冷媒の流れを配分するための手段と、
    前記冷媒の流れの第一部分を冷却されるべきＸ線管装置の第一領域に向かって方向付けるための手段と、
    前記冷媒の流れの第一部分を冷却されるべきＸ線管装置の第一領域に向かって方向付けるための手段とを含む、
    Ｘ線管インサートのための冷却装置。
22. 前記第一領域及び前記第二領域は同一の広がりを持たない、請求項２１に記載の冷却装置。
23. 前記第一領域は、Ｘ線管インサート窓を包含する領域である、請求項２２に記載の冷却装置。
24. 前記冷媒の流れの第三部分を冷却されるべきＸ線管装置の前記第二領域に向かって方向付けるための手段をさらに含む、請求項２２に記載の冷却装置。

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