JP2013056119A - X-ray computerized tomography and control method of the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a X-ray computerized tomography capable of cooling a X-ray pipe by using an aqueous cooling liquid and preventing cavitation occurrence in a circulation path of the aqueous cooling liquid, and its control method.SOLUTION: A X-ray computerized tomography includes a X-ray pipe unit 10, an aqueous cooling liquid 9, circulation 11a, 11b, 21a, 21b, 21c, a circulation pump 22, a bellows mechanism mounted on a circulation path 30, a rotary frame, and a X-ray detector. It is characterized by P0-p'>0.5(R0+R1)(R0-R1)ρωand R2>R0.

Description

本発明の実施形態は、X線コンピュータ断層撮影装置及びその制御方法に関する。   Embodiments described herein relate generally to an X-ray computed tomography apparatus and a control method thereof.

X線コンピュータ断層撮影装置(以下、X線CT装置と称する)のガントリーは、固定フレームと、固定フレームに回転可能に支持された回転架台と、固定フレーム及び回転架台を収容した筐体と、を備えている。ガントリーは、回転架台に搭載されたX線管ユニット、X線検出器及び冷却ユニットなども備えている。X線管ユニット及び冷却ユニットなどは、比較的コンパクトでありながら質量が大きく、設置面の圧力が高いため、回転架台に強固に取付けられている。   A gantry of an X-ray computed tomography apparatus (hereinafter referred to as an X-ray CT apparatus) includes a fixed frame, a rotating pedestal rotatably supported by the fixed frame, and a housing containing the fixed frame and the rotating pedestal. I have. The gantry also includes an X-ray tube unit, an X-ray detector, a cooling unit, and the like mounted on a rotating mount. The X-ray tube unit and the cooling unit are relatively compact but have a large mass and a high pressure on the installation surface, so that they are firmly attached to the rotating base.

X線管ユニット及び冷却ユニットは導管を介して接続され、X線管が発生する熱が伝達される冷却液はX線管ユニット及び冷却ユニットの間で循環する。X線CT装置の発熱源は、X線管である。このため、X線管の発熱は冷却液に伝達され、高温となった冷却液は冷却ユニットに送り込まれる。冷却ユニットで冷却された冷却液は、再びX線管ユニットに戻される。   The X-ray tube unit and the cooling unit are connected via a conduit, and the coolant to which the heat generated by the X-ray tube is transmitted circulates between the X-ray tube unit and the cooling unit. The heat source of the X-ray CT apparatus is an X-ray tube. For this reason, the heat generated by the X-ray tube is transmitted to the cooling liquid, and the high-temperature cooling liquid is sent to the cooling unit. The coolant cooled by the cooling unit is returned to the X-ray tube unit again.

一般に、X線CT装置に使用されるX線管ユニットとして、回転陽極型X線管装置が知られている。回転陽極型X線管装置は、ハウジング及びハウジングに収納された回転陽極型X線管を備えている。この回転陽極型X線管は、ハウジング内に収納された真空外囲器と、真空外囲器内に位置し回転可能に設けられた陽極ターゲットと、真空外囲器内に位置し真空外囲器に対して静止して設けられた陰極とを有している。   Generally, a rotary anode type X-ray tube apparatus is known as an X-ray tube unit used in an X-ray CT apparatus. The rotary anode X-ray tube device includes a housing and a rotary anode X-ray tube housed in the housing. The rotary anode type X-ray tube includes a vacuum envelope housed in a housing, an anode target positioned in the vacuum envelope and rotatably provided, and a vacuum envelope located in the vacuum envelope. And a cathode provided stationary with respect to the vessel.

上記のような回転陽極型X線管装置においては、特に、陽極ターゲットのターゲット面近傍を冷却液により強制的に冷却するものが知られている。これにより、X線を放出させるためにターゲット面に電子ビームを衝突させている期間に、陽極ターゲットから発生する熱を、冷却液に伝熱させることを可能としている。冷却液としては、熱伝達性能に優れる水系冷却液が使用されているものもある。   Among the rotating anode type X-ray tube devices as described above, there are known devices that forcibly cool the vicinity of the target surface of an anode target with a coolant. This makes it possible to transfer the heat generated from the anode target to the coolant during the period in which the electron beam collides with the target surface to emit X-rays. Some coolants use water-based coolants with excellent heat transfer performance.

特開平9−56710号公報JP-A-9-56710 特開2001−137224号公報JP 2001-137224 A 国際公開第2008/069195号パンフレットInternational Publication No. 2008/069195 Pamphlet

近年、X線CT装置においては、スキャン時間(撮影時間)の短縮化が大きな技術的課題である。そこでスキャン時間を短縮するために回転架台をより高速で回転させることが行われている。回転架台の回転速度は多くの場合1乃至2rpsであり、最高機種で3rps程度である。将来は4rps以上を目指す試みもなされつつある。2rpsの場合に比べて4rpsの場合には、回転架台の遠心方向の加速度は300%も増加する。3rpsの場合に比べて4rpsの場合には、回転架台の遠心方向の加速度は約78%も増加することになる。   In recent years, in X-ray CT apparatuses, shortening the scan time (imaging time) is a major technical problem. Therefore, in order to shorten the scanning time, the rotating gantry is rotated at a higher speed. The rotation speed of the rotary base is often 1 to 2 rps, and about 3 rps in the highest model. In the future, attempts are being made to achieve 4 rps or higher. In the case of 4 rps compared with the case of 2 rps, the acceleration in the centrifugal direction of the rotating base increases by 300%. In the case of 4 rps compared with the case of 3 rps, the acceleration in the centrifugal direction of the rotating gantry increases by about 78%.

しかしながら、水系冷却液は、絶縁油に比べて飽和蒸気圧が低いため、回転架台の回転速度が4rps以上になると水系冷却液の循環路中にキャビテーションが発生してしまう問題が発生すると予想される。キャビテーションが発生すると水系冷却液の流れが阻害されてX線管の冷却ができなくなったり、循環ポンプに不具合が発生したりする恐れがある。このため、水系冷却液を使用してX線管を冷却することができ、水系冷却液の循環路中におけるキャビテーションの発生を防止することができる技術が求められている。   However, since the water-based coolant has a lower saturated vapor pressure than that of the insulating oil, it is expected that cavitation will occur in the water-based coolant circulation path when the rotational speed of the rotating base is 4 rps or higher. . If cavitation occurs, the flow of the aqueous coolant may be hindered, making it impossible to cool the X-ray tube or causing a problem with the circulation pump. For this reason, the technique which can cool an X-ray tube using a water-system coolant and can prevent generation | occurrence | production of the cavitation in the circulation path of a water-system coolant is calculated | required.

この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、水系冷却液を使用してX線管を冷却することができ、かつ水系冷却液の循環路内におけるキャビテーションの発生を防止することができるX線コンピュータ断層撮影装置及びその制御方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to use an aqueous coolant to cool an X-ray tube and to prevent the occurrence of cavitation in the circulation path of the aqueous coolant. The present invention provides an X-ray computed tomography apparatus and a control method thereof.

一実施形態に係るX線コンピュータ断層撮影装置は、
ハウジングと、電子を放出する陰極、前記電子が衝突されることによりX線を放出する陽極ターゲット、並びに前記陰極及び陽極ターゲットを収納した真空外囲器を含み、前記ハウジングに収納されたX線管と、を有したX線管ユニットと、
前記X線管が発生する熱の少なくとも一部が伝達される水系冷却液と、
前記ハウジングに接続され、前記水系冷却液が流れる導管と、
前記導管に取付けられ、前記水系冷却液を循環させ、前記X線管ユニット及び導管とともに前記水系冷却液が循環する循環路を形成する循環ポンプと、
前記循環路に取付けられ、前記水系冷却液を前記循環路から外れたガス空間と隔てる弾性隔膜を有し、前記水系冷却液の体積変化を吸収するベローズ機構と、
回転軸を中心に回転し、前記X線管ユニット、導管、循環ポンプ及びベローズ機構が取付けられた回転架台と、
前記回転軸に対して前記X線管ユニットの反対側に位置し、前記回転架台に取付けられ、前記X線を検出するX線検出器と、を備え、
前記回転軸から前記弾性隔膜までの距離の平均値をR0、
前記ガス空間の圧力をP0、
前記ハウジングの表面の最高温度に達した状態における前記水系冷却液の飽和蒸気圧をp´、
前記ハウジングをその一部に含む前記循環路までの、前記回転軸からの距離の最小値をR1、
前記回転軸から前記循環ポンプの前記水系冷却液の導入口までの距離の最小値をR2、
前記水系冷却液の密度をρ、
前記回転架台の角速度をω、とすると、
P0−p´>0.5・(R0+R1)・(R0−R1)・ρ・ω、及び
R2>R0
であることを特徴としている。
An X-ray computed tomography apparatus according to an embodiment includes:
An X-ray tube housed in the housing, comprising a housing, a cathode that emits electrons, an anode target that emits X-rays when the electrons collide, and a vacuum envelope that houses the cathode and anode target And an X-ray tube unit having
An aqueous coolant to which at least part of the heat generated by the X-ray tube is transmitted;
A conduit connected to the housing and through which the aqueous coolant flows;
A circulation pump attached to the conduit for circulating the aqueous coolant and forming a circulation path for circulating the aqueous coolant with the X-ray tube unit and the conduit;
A bellows mechanism attached to the circulation path, having an elastic diaphragm separating the aqueous coolant from a gas space outside the circulation path, and absorbing a volume change of the aqueous coolant;
A rotating gantry that rotates about a rotating shaft and has the X-ray tube unit, conduit, circulation pump, and bellows mechanism attached thereto;
An X-ray detector that is located on the opposite side of the X-ray tube unit with respect to the rotation axis, is attached to the rotary mount, and detects the X-ray;
The average value of the distance from the rotation axis to the elastic diaphragm is R0,
The pressure of the gas space is P0,
P ′ represents a saturated vapor pressure of the aqueous coolant in a state where the maximum temperature of the surface of the housing has been reached.
The minimum value of the distance from the rotation axis to the circulation path including the housing as a part thereof is R1,
The minimum value of the distance from the rotating shaft to the inlet of the aqueous coolant of the circulation pump is R2,
The density of the aqueous coolant is ρ,
When the angular velocity of the rotating mount is ω,
P0−p ′> 0.5 · (R0 + R1) · (R0−R1) · ρ · ω 2 , and R2> R0
It is characterized by being.

また、一実施形態に係るX線コンピュータ断層撮影装置の制御方法は、
ハウジングと、電子を放出する陰極、前記電子が衝突されることによりX線を放出する陽極ターゲット、並びに前記陰極及び陽極ターゲットを収納した真空外囲器を含み、前記ハウジングに収納されたX線管と、を有したX線管ユニットと、前記X線管が発生する熱の少なくとも一部が伝達される水系冷却液と、前記ハウジングに接続され、前記水系冷却液が流れる導管と、前記導管に取付けられ、前記水系冷却液を循環させ、前記X線管ユニット及び導管とともに前記水系冷却液が循環する循環路を形成する循環ポンプと、前記循環路に取付けられ、前記水系冷却液を前記循環路から外れたガス空間と隔てる弾性隔膜を有し、前記水系冷却液の体積変化を吸収するベローズ機構と、回転軸を中心に回転し、前記X線管ユニット、導管、循環ポンプ及びベローズ機構が取付けられた回転架台と、前記回転架台を回転させる駆動部と、前記回転軸に対して前記X線管ユニットの反対側に位置し、前記回転架台に取付けられ、前記X線を検出するX線検出器と、前記X線管ユニットの内部を流れる前記水系冷却液の温度を検出する温度検出器と、を備え、前記回転軸から前記弾性隔膜までの距離の平均値をR0、前記ガス空間の圧力をP0、前記ハウジングの表面の最高温度に達した状態における前記水系冷却液の飽和蒸気圧をp´、前記ハウジングをその一部に含む前記循環路までの前記回転軸からの距離の最小値をR1、前記回転軸から前記循環ポンプの前記水系冷却液の導入口までの距離の最小値をR2、前記水系冷却液の密度をρ、前記回転架台の角速度をω、とすると、
P0−p´>0.5・(R0+R1)・(R0−R1)・ρ・ω、及び
R2>R0
であるX線コンピュータ断層撮影装置の制御方法において、
前記回転架台の回転及び前記水系冷却液の循環を行いながら前記X線管ユニットから放出させたX線を前記X線検出器で検出させて撮影を行い、
前記撮影を行った後、前記X線管ユニットからのX線の放出を休止させ、前記X線管ユニットの内部を流れる前記水系冷却液の温度が所定の許容上限温度以下になるまで前記回転架台の回転及び前記水系冷却液の循環を維持させて冷却を行う、
ことを特徴としている。
In addition, a method for controlling the X-ray computed tomography apparatus according to an embodiment is as follows:
An X-ray tube housed in the housing, comprising a housing, a cathode that emits electrons, an anode target that emits X-rays when the electrons collide, and a vacuum envelope that houses the cathode and anode target And an X-ray tube unit, an aqueous coolant to which at least a part of heat generated by the X-ray tube is transmitted, a conduit connected to the housing and through which the aqueous coolant flows, and the conduit A circulating pump that circulates the aqueous coolant and circulates the aqueous coolant together with the X-ray tube unit and the conduit; and is attached to the circulation path and passes the aqueous coolant to the circulation path A bellows mechanism that has an elastic diaphragm that separates from the gas space separated from the gas space, and absorbs a volume change of the aqueous coolant, and rotates about a rotation axis, and the X-ray tube unit, conduit, and circulation A rotary gantry to which a pump and a bellows mechanism are attached; a drive unit that rotates the rotary gantry; and a rotary shaft that is located on the opposite side of the X-ray tube unit with respect to the rotary shaft, and is attached to the rotary gantry, An X-ray detector that detects the temperature of the water-based coolant flowing in the X-ray tube unit, and an average value of the distance from the rotating shaft to the elastic diaphragm is R0. The pressure of the gas space is P0, the saturated vapor pressure of the water-based coolant in a state where the maximum temperature of the surface of the housing is reached, p ′, and from the rotating shaft to the circulation path including the housing as a part thereof R1 is the minimum distance, R2 is the minimum distance from the rotating shaft to the inlet of the aqueous coolant of the circulation pump, ρ is the density of the aqueous coolant, and ω is the angular velocity of the rotating base. Then
P0−p ′> 0.5 · (R0 + R1) · (R0−R1) · ρ · ω 2 , and R2> R0
In the control method of the X-ray computed tomography apparatus,
The X-ray detector detects the X-rays emitted from the X-ray tube unit while rotating the rotating mount and circulating the aqueous coolant, and performs imaging.
After the imaging, the X-ray emission from the X-ray tube unit is stopped, and the rotating gantry is kept until the temperature of the water-based coolant flowing inside the X-ray tube unit falls below a predetermined allowable upper limit temperature. The cooling is performed while maintaining the rotation of the water-based coolant and the circulation of the aqueous coolant.
It is characterized by that.

また、一実施形態に係るX線コンピュータ断層撮影装置の制御方法は、
ハウジングと、電子を放出する陰極、前記電子が衝突されることによりX線を放出する陽極ターゲット、並びに前記陰極及び陽極ターゲットを収納した真空外囲器を含み、前記ハウジングに収納されたX線管と、を有したX線管ユニットと、前記X線管が発生する熱の少なくとも一部が伝達される水系冷却液と、前記ハウジングに接続され、前記水系冷却液が流れる導管と、前記導管に取付けられ、前記水系冷却液を循環させ、前記X線管ユニット及び導管とともに前記水系冷却液が循環する循環路を形成する循環ポンプと、前記循環路に取付けられ、前記水系冷却液を前記循環路から外れたガス空間と隔てる弾性隔膜を有し、前記水系冷却液の体積変化を吸収するベローズ機構と、回転軸を中心に回転し、前記X線管ユニット、導管、循環ポンプ及びベローズ機構が取付けられた回転架台と、前記回転架台を回転させる駆動部と、前記回転軸に対して前記X線管ユニットの反対側に位置し、前記回転架台に取付けられ、前記X線を検出するX線検出器と、前記X線管ユニットの内部を流れる前記水系冷却液の温度を検出する温度検出器と、前記ガス空間に連通され、前記ガス空間のガスの圧力を調整可能な圧力調整機構と、を備え、前記回転軸から前記弾性隔膜までの距離の平均値をR0、前記ガス空間の圧力をP0、前記ハウジングの表面の最高温度に達した状態における前記水系冷却液の飽和蒸気圧をp´、前記ハウジングをその一部に含む前記循環路までの前記回転軸からの距離の最小値をR1、前記回転軸から前記循環ポンプの前記水系冷却液の導入口までの距離の最小値をR2、前記水系冷却液の密度をρ、前記回転架台の角速度をω、とすると、
P0−p´>0.5・(R0+R1)・(R0−R1)・ρ・ω、及び
R2>R0
であるX線コンピュータ断層撮影装置の制御方法において、
前記回転架台の回転及び前記水系冷却液の循環を行いながら前記X線管ユニットから放出させたX線を前記X線検出器で検出させて撮影を行い、
前記撮影モードの後、前記X線管ユニットからのX線の放出を休止させ、前記X線管ユニットの内部を流れる前記水系冷却液の温度が所定の許容上限温度以下になるまで、前記ガス空間のガスの圧力を正圧に調整し前記水系冷却液の循環を維持した状態で前記回転架台の回転を休止させて冷却を行う、
ことを特徴としている。
In addition, a method for controlling the X-ray computed tomography apparatus according to an embodiment is as follows:
An X-ray tube housed in the housing, comprising a housing, a cathode that emits electrons, an anode target that emits X-rays when the electrons collide, and a vacuum envelope that houses the cathode and anode target And an X-ray tube unit, an aqueous coolant to which at least a part of heat generated by the X-ray tube is transmitted, a conduit connected to the housing and through which the aqueous coolant flows, and the conduit A circulating pump that circulates the aqueous coolant and circulates the aqueous coolant together with the X-ray tube unit and the conduit; and is attached to the circulation path and passes the aqueous coolant to the circulation path A bellows mechanism that has an elastic diaphragm that separates from the gas space separated from the gas space, and absorbs a volume change of the aqueous coolant, and rotates about a rotation axis, and the X-ray tube unit, conduit, and circulation A rotary gantry to which a pump and a bellows mechanism are attached; a drive unit that rotates the rotary gantry; and a rotary shaft that is located on the opposite side of the X-ray tube unit with respect to the rotary shaft, and is attached to the rotary gantry, An X-ray detector for detecting the temperature, a temperature detector for detecting the temperature of the aqueous coolant flowing inside the X-ray tube unit, and a gas pressure communicating with the gas space and capable of adjusting a gas pressure in the gas space And a saturation of the aqueous coolant in a state where the average value of the distance from the rotating shaft to the elastic diaphragm is R0, the pressure of the gas space is P0, and the maximum temperature of the surface of the housing is reached. The vapor pressure is p ′, the minimum value of the distance from the rotation axis to the circulation path including the housing as a part thereof is R1, and the distance from the rotation axis to the inlet of the aqueous coolant of the circulation pump minimum value Is R2, the density of the aqueous coolant is ρ, and the angular velocity of the rotating mount is ω,
P0−p ′> 0.5 · (R0 + R1) · (R0−R1) · ρ · ω 2 , and R2> R0
In the control method of the X-ray computed tomography apparatus,
The X-ray detector detects the X-rays emitted from the X-ray tube unit while rotating the rotating mount and circulating the aqueous coolant, and performs imaging.
After the imaging mode, the emission of X-rays from the X-ray tube unit is stopped, and the gas space is kept until the temperature of the aqueous coolant flowing through the X-ray tube unit falls below a predetermined allowable upper limit temperature. The gas is adjusted to a positive pressure to maintain the circulation of the water-based coolant, and the rotation of the rotating gantry is stopped for cooling.
It is characterized by that.

図1は、第1の実施形態に係るX線CT装置のガントリーの外観を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of a gantry of the X-ray CT apparatus according to the first embodiment. 図2は、図1の線II−IIに沿ったX線CT装置を示す断面図である。2 is a cross-sectional view showing the X-ray CT apparatus taken along line II-II in FIG. 図3は、図2に示した回転架台、並びに回転架台に搭載されたX線管ユニット、冷却ユニット及びX線検出器を示す正面図である。FIG. 3 is a front view showing the rotating gantry shown in FIG. 2 and the X-ray tube unit, the cooling unit, and the X-ray detector mounted on the rotating gantry. 図4は、上記第1の実施形態に係るX線管ユニット及び冷却ユニット示す概略構成図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing the X-ray tube unit and the cooling unit according to the first embodiment. 図5は、上記第1の実施形態に係るX線CT装置の実施例1のX線管ユニットを示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing the X-ray tube unit of Example 1 of the X-ray CT apparatus according to the first embodiment. 図6は、上記第1の実施形態に係るX線CT装置の実施例2のX線管ユニットを示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing an X-ray tube unit of Example 2 of the X-ray CT apparatus according to the first embodiment. 図7は、図6に示したX線管ユニットを示す他の断面図である。FIG. 7 is another cross-sectional view showing the X-ray tube unit shown in FIG. 図8は、図6及び図7に示したX線管ユニットの一部を拡大して示す断面図である。FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of a part of the X-ray tube unit shown in FIGS. 6 and 7. 図9は、水100%の温度及びPG50%水溶液の温度に対する飽和蒸気圧の変化のデータを表で示す図である。FIG. 9 is a table showing data of changes in saturated vapor pressure with respect to the temperature of water 100% and the temperature of PG 50% aqueous solution. 図10は、図9に示したデータをグラフで示す図である。FIG. 10 is a graph showing the data shown in FIG. 図11は、圧力P0=大気圧とするための、上記距離R0及び距離R1の関係をグラフで示した図である。FIG. 11 is a graph showing the relationship between the distance R0 and the distance R1 so that the pressure P0 = atmospheric pressure. 図12は、圧力P0=0.5気圧とするための、上記距離R0及び距離R1の関係をグラフで示した図である。FIG. 12 is a graph showing the relationship between the distance R0 and the distance R1 so that the pressure P0 = 0.5 atm. 図13は、第2の実施形態に係るX線CT装置の回転架台、並びに回転架台に搭載されたX線管ユニット、冷却ユニット及びX線検出器を示す正面図である。FIG. 13 is a front view showing the rotating gantry of the X-ray CT apparatus according to the second embodiment, and the X-ray tube unit, the cooling unit, and the X-ray detector mounted on the rotating gantry. 図14は、上記第2の実施形態に係るX線管ユニット及び冷却ユニット示す概略構成図である。FIG. 14 is a schematic configuration diagram showing an X-ray tube unit and a cooling unit according to the second embodiment. 図15は、図14に示したX線管ユニットの分離状態を示す概略構成図である。FIG. 15 is a schematic configuration diagram showing a separated state of the X-ray tube unit shown in FIG. 図16は、図14に示した冷却ユニットの分離状態を示す概略構成図である。FIG. 16 is a schematic configuration diagram showing a separated state of the cooling unit shown in FIG. 図17は、第3の実施形態に係るX線CT装置の回転架台、並びに回転架台に搭載されたX線管ユニット、冷却ユニット及びX線検出器を示す正面図である。FIG. 17 is a front view showing a rotating gantry of an X-ray CT apparatus according to the third embodiment, and an X-ray tube unit, a cooling unit, and an X-ray detector mounted on the rotating gantry. 図18は、第4の実施形態に係るX線CT装置の回転架台、並びに回転架台に搭載されたX線管ユニット、冷却ユニット及びX線検出器を示す正面図である。FIG. 18 is a front view showing the rotating gantry of the X-ray CT apparatus according to the fourth embodiment, and the X-ray tube unit, the cooling unit, and the X-ray detector mounted on the rotating gantry. 図19は、上記X線CT装置の変形例を示す図であり、X線管ユニット及び冷却ユニット示す概略構成図である。FIG. 19 is a diagram showing a modification of the X-ray CT apparatus, and is a schematic configuration diagram showing an X-ray tube unit and a cooling unit. 図20は、図19に示したX線管ユニットの分離状態を示す概略構成図である。FIG. 20 is a schematic configuration diagram showing a separated state of the X-ray tube unit shown in FIG. 図21は、図19に示した冷却ユニットの分離状態を示す概略構成図である。FIG. 21 is a schematic configuration diagram showing a separated state of the cooling unit shown in FIG. 図22は、図4、図14及び図19に示したX線管の変形例を示す概略断面図である。FIG. 22 is a schematic cross-sectional view showing a modification of the X-ray tube shown in FIGS. 4, 14, and 19. 図23は、図4、図14及び図19に示したX線管の他の変形例を示す概略断面図である。FIG. 23 is a schematic cross-sectional view showing another modification of the X-ray tube shown in FIGS. 4, 14, and 19. 図24は、図4、図14及び図19に示したX線管の他の変形例を示す概略断面図である。FIG. 24 is a schematic sectional view showing another modification of the X-ray tube shown in FIGS. 4, 14, and 19. 図25は、上記X線CT装置の他の変形例を示す図であり、空盆、圧力検出器、圧力制御装置及び圧力調整機構を示す概略構成図である。FIG. 25 is a diagram showing another modification of the X-ray CT apparatus, and is a schematic configuration diagram showing an air basin, a pressure detector, a pressure control device, and a pressure adjustment mechanism.

以下、図面を参照しながら第1の実施形態に係るX線コンピュータ断層撮影装置及びその制御方法について詳細に説明する。X線コンピュータ断層撮影装置は、X線CT装置( computed tomography system)である。   Hereinafter, an X-ray computed tomography apparatus according to the first embodiment and a control method thereof will be described in detail with reference to the drawings. The X-ray computed tomography apparatus is an X-ray CT apparatus (computed tomography system).

図1は、第1の実施形態に係るX線CT装置のガントリーの外観を示す斜視図である。図2は、図1の線II−IIに沿ったX線CT装置を示す断面図である。図3は、図2に示した回転架台、並びに回転架台に搭載されたX線管ユニット、冷却ユニット及びX線検出器を示す正面図である。   FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of a gantry of the X-ray CT apparatus according to the first embodiment. 2 is a cross-sectional view showing the X-ray CT apparatus taken along line II-II in FIG. FIG. 3 is a front view showing the rotating gantry shown in FIG. 2 and the X-ray tube unit, the cooling unit, and the X-ray detector mounted on the rotating gantry.

図1乃至図3に示すように、X線CT装置1は、筐体2、土台部4、固定架台5、回転架台6、ベアリング部材8、X線管ユニット10、冷却ユニット20、及びX線検出器40を備えている。   As shown in FIGS. 1 to 3, the X-ray CT apparatus 1 includes a housing 2, a base part 4, a fixed base 5, a rotary base 6, a bearing member 8, an X-ray tube unit 10, a cooling unit 20, and an X-ray. A detector 40 is provided.

筐体2は、上記の多くの部材を収容している。筐体2は、X線CT装置1の外観を飾っている。筐体2は、排気口2a、吸気口2b及び導入口2cを含んでいる。
排気口2aは、筐体2の上部に形成されている。排気口2aは、通気性に優れたメッシュ状のカバー3で塞がれている。なお、図示しないが、X線CT装置1は、筐体2内に設けられカバー3に対向したファンユニットをさらに備えている。これにより、筐体2内の空気を、排気口2aを通して筐体2の外部に排出することができる。
The housing | casing 2 accommodates many said members. The housing 2 decorates the external appearance of the X-ray CT apparatus 1. The housing 2 includes an exhaust port 2a, an intake port 2b, and an introduction port 2c.
The exhaust port 2 a is formed in the upper part of the housing 2. The exhaust port 2a is closed with a mesh-like cover 3 having excellent air permeability. Although not shown, the X-ray CT apparatus 1 further includes a fan unit provided in the housing 2 and facing the cover 3. Thereby, the air in the housing | casing 2 can be discharged | emitted outside the housing | casing 2 through the exhaust port 2a.

吸気口2bは、筐体2の下部に形成されている。ここでは、吸気口2bは、筐体2と
土台部4の間の隙間に形成されている。筐体2の外部の新しい空気を、吸気口2bを通して筐体2の内部に取入れることができる。
上記のことから、筐体2の内部の空気を入れ替えることができるため、筐体2の内部の空気の温度の上昇を抑制することができる。
導入口2cは、被検体を導入するものである。図示しないが、X線CT装置1は、被検体を載せる寝台も備えている。
The air inlet 2 b is formed in the lower part of the housing 2. Here, the air inlet 2 b is formed in a gap between the housing 2 and the base portion 4. New air outside the housing 2 can be taken into the housing 2 through the air inlet 2b.
From the above, since the air inside the housing 2 can be replaced, an increase in the temperature of the air inside the housing 2 can be suppressed.
The inlet 2c is for introducing a subject. Although not shown, the X-ray CT apparatus 1 also includes a bed on which a subject is placed.

固定架台5は、土台部4に固定されている。軸受機構として機能するベアリング(転がり軸受け、ボール/ロールベアリングなど)部材8は、固定架台5及び回転架台6間に設けられている。   The fixed mount 5 is fixed to the base portion 4. A bearing member (rolling bearing, ball / roll bearing, etc.) member 8 that functions as a bearing mechanism is provided between the fixed base 5 and the rotary base 6.

回転架台6は、ベアリング部材8を介して固定架台5に回転可能に支持されている。回転架台6は、回転架台6の回転軸a1を中心に回転可能である。X線CT装置1は、回転架台6を回転させるための図示しない駆動部を備えている。この実施形態において、回転架台6を高速回転させるために、X線CT装置は、例えば上記駆動部としてのダイレクトドライブモータを採用している。   The rotating gantry 6 is rotatably supported by the fixed gantry 5 via a bearing member 8. The rotating gantry 6 can rotate around the rotation axis a <b> 1 of the rotating gantry 6. The X-ray CT apparatus 1 includes a drive unit (not shown) for rotating the rotary mount 6. In this embodiment, in order to rotate the rotary mount 6 at a high speed, the X-ray CT apparatus employs, for example, a direct drive motor as the drive unit.

回転架台6は、最外周に位置したリング状のフレーム部7を有している。フレーム部7には、開口部7aが形成されている。ここでは、開口部7aのサイズ及び個数は、後述するファンユニット25のサイズ及び個数に対応している。   The rotary mount 6 has a ring-shaped frame portion 7 located on the outermost periphery. An opening 7 a is formed in the frame portion 7. Here, the size and the number of the openings 7a correspond to the size and the number of fan units 25 described later.

X線管ユニット10、冷却ユニット20及びX線検出器40は、回転架台6に取付けられている。X線管ユニット10及び冷却ユニット20は、フレーム部7の内壁に取付けられている。図示しないが、高電圧発生電源などもフレーム部7の内壁に取付けられていてもよい。   The X-ray tube unit 10, the cooling unit 20, and the X-ray detector 40 are attached to the rotating mount 6. The X-ray tube unit 10 and the cooling unit 20 are attached to the inner wall of the frame portion 7. Although not shown, a high voltage generating power source or the like may be attached to the inner wall of the frame portion 7.

X線管ユニット10及び冷却ユニット20は、比較的コンパクトでありながら質量が大きく、設置面の圧力が高いため、フレーム部7に強固に固着されている必要がある。これらをフレーム部7の内壁に取り付けることにより、回転架台6が高速で回転し、その結果多大な遠心力がX線管ユニット10及び冷却ユニット20に加わるような場合でも、これらはフレーム部7に対する強固な固着を維持できるものである。   Since the X-ray tube unit 10 and the cooling unit 20 are relatively compact, the mass is large and the pressure on the installation surface is high. By attaching these to the inner wall of the frame portion 7, even when the rotating gantry 6 rotates at a high speed and as a result a great centrifugal force is applied to the X-ray tube unit 10 and the cooling unit 20, these are applied to the frame portion 7. It can maintain strong adhesion.

X線管ユニット10は、X線を放射する。X線検出器40は、回転軸a1を挟んでX線管ユニット10(X線管)と対向している。X線検出器40は、例えば円弧状に配列された複数のX線検出素子を有している。X線CT装置は、X線検出器40を複数備え、配列させていてもよい。X線検出器40は、X線管ユニット10から放射され被検体を透過したX線を検出し、検出したX線を電気信号に変換する。   The X-ray tube unit 10 emits X-rays. The X-ray detector 40 faces the X-ray tube unit 10 (X-ray tube) across the rotation axis a1. The X-ray detector 40 has a plurality of X-ray detection elements arranged in an arc shape, for example. The X-ray CT apparatus may be provided with a plurality of X-ray detectors 40 and arranged. The X-ray detector 40 detects X-rays emitted from the X-ray tube unit 10 and transmitted through the subject, and converts the detected X-rays into electrical signals.

図示しないが、X線CT装置1は、回転架台6に取付けられ、X線検出器40から出力する電気信号を増幅し、かつAD変換するデータ収集装置をさらに備えていてもよい。また、図示しないが、固定架台5には電力あるいは制御信号などをX線管ユニット10及び冷却ユニット20などに与えるための機器が設けられていてもよい。上記機器は、スリップリングを介して回転架台6に取付けられているX線管ユニット10及び冷却ユニット20などに電力あるいは制御信号などを与えることができる。   Although not shown, the X-ray CT apparatus 1 may further include a data collection device that is attached to the rotary base 6 and that amplifies an electrical signal output from the X-ray detector 40 and performs AD conversion. Further, although not shown, the fixed base 5 may be provided with a device for supplying electric power or a control signal to the X-ray tube unit 10 and the cooling unit 20. The apparatus can supply electric power or a control signal to the X-ray tube unit 10 and the cooling unit 20 attached to the rotary mount 6 via a slip ring.

図4は、X線管ユニット10及び冷却ユニット20示す概略構成図である。図4では、X線管ユニット10及び冷却ユニット20の接続関係を強調して示すものであり、図3のように、X線管ユニット10及び冷却ユニット20の相対的な位置関係を詳細に示すものではない。   FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing the X-ray tube unit 10 and the cooling unit 20. In FIG. 4, the connection relationship between the X-ray tube unit 10 and the cooling unit 20 is highlighted, and the relative positional relationship between the X-ray tube unit 10 and the cooling unit 20 is shown in detail as shown in FIG. It is not a thing.

図3及び図4に示すように、X線管ユニット10は、ハウジング12と、ハウジング12に収納されたX線管13と、を有している。ハウジング12(X線管ユニット10)は、独立して回転架台6に直接又は間接的に取付けられ、固着されている。ここでは、ハウジング12は、フレーム部7の内壁に直接取付けられている。   As shown in FIGS. 3 and 4, the X-ray tube unit 10 includes a housing 12 and an X-ray tube 13 accommodated in the housing 12. The housing 12 (X-ray tube unit 10) is independently and directly attached to and secured to the rotary mount 6. Here, the housing 12 is directly attached to the inner wall of the frame portion 7.

X線管13は、電子を放出する陰極、電子が衝突されることによりX線を放出する陽極ターゲット、並びに陰極及び陽極ターゲットを収納した真空外囲器を含んでいる。ここで、X線CT装置1は、水系冷却液9を有している。水系冷却液9には、X線管13が発生する熱の少なくとも一部が伝達される。   The X-ray tube 13 includes a cathode that emits electrons, an anode target that emits X-rays when the electrons collide, and a vacuum envelope that houses the cathode and anode target. Here, the X-ray CT apparatus 1 has an aqueous coolant 9. At least a part of the heat generated by the X-ray tube 13 is transmitted to the aqueous coolant 9.

X線管ユニット10は、導管11a及び導管11bを有している。導管11aは、ハウジング12の水系冷却液取入れ口12iに気密に取付けられ、一端がX線管13に気密に連結され、他端がソケット72に気密に取付けられている。導管11bは、一端がハウジング12の水系冷却液排出口12oに気密に取付けられ、他端がプラグ82に気密に取付けられている。導管11a、導管11b、X線管13及びハウジング12は、水系冷却液9が循環する循環路30の一部を形成している。   The X-ray tube unit 10 has a conduit 11a and a conduit 11b. The conduit 11 a is airtightly attached to the aqueous coolant intake 12 i of the housing 12, one end is airtightly connected to the X-ray tube 13, and the other end is airtightly attached to the socket 72. One end of the conduit 11 b is airtightly attached to the aqueous coolant discharge port 12 o of the housing 12, and the other end is airtightly attached to the plug 82. The conduit 11a, the conduit 11b, the X-ray tube 13 and the housing 12 form a part of a circulation path 30 through which the aqueous coolant 9 circulates.

この実施形態において、熱伝達面1sがX線管13の内部に位置し、ハウジング12内に水系冷却液9が収容されている。導管11a及びX線管13は、継手を介して間接的に連結されていてもよい。これにより、X線管13の内部の熱伝達面1sを水系冷却液9が循環する。熱伝達面1sは、陽極ターゲットへの電子の衝突に伴って発生する熱を水系冷却液9に熱(沸騰熱)伝達することができるため、X線管13、特に陽極ターゲットの過熱を抑制することができる。   In this embodiment, the heat transfer surface 1 s is located inside the X-ray tube 13, and the aqueous coolant 9 is accommodated in the housing 12. The conduit 11a and the X-ray tube 13 may be indirectly connected via a joint. Thereby, the aqueous coolant 9 circulates through the heat transfer surface 1 s inside the X-ray tube 13. Since the heat transfer surface 1s can transfer heat (boiling heat) generated by the collision of electrons to the anode target to the aqueous coolant 9, it suppresses overheating of the X-ray tube 13, particularly the anode target. be able to.

X線管ユニット10は、ベローズ機構としての空盆60をさらに有している。空盆60は、循環路30に取付けられ、この実施形態においてはハウジング12の外面に取付けられ、回転架台6に間接的に取付けられている。   The X-ray tube unit 10 further includes an air basin 60 as a bellows mechanism. The air basin 60 is attached to the circulation path 30. In this embodiment, the air basin 60 is attached to the outer surface of the housing 12 and is indirectly attached to the rotating mount 6.

空盆60は、開口部61aを有したケース61を有している。開口部61aは、導管12aを介してハウジング12に気密に連通されている。空盆60は、ケース61内を開口部61aと繋がった第1空間63及び第2空間64に隔てる弾性隔膜としてのベローズ62を有している。ケース61には、第2空間64に繋がった通気孔65が形成されている。通気孔65は空気の出入りを許可するため、第2空間64は大気に開放されている。ベローズ62は、ケース61に液密に取付けられている。このため、ベローズ62は、水系冷却液9を循環路30から外れたガス空間(第2空間64)と隔てることができる。   The air basin 60 has a case 61 having an opening 61a. The opening 61a is in airtight communication with the housing 12 through the conduit 12a. The air basin 60 has a bellows 62 as an elastic diaphragm separating the inside of the case 61 into a first space 63 and a second space 64 connected to the opening 61a. The case 61 is formed with a vent hole 65 connected to the second space 64. Since the vent hole 65 allows air to enter and exit, the second space 64 is open to the atmosphere. The bellows 62 is liquid-tightly attached to the case 61. For this reason, the bellows 62 can separate the aqueous coolant 9 from the gas space (second space 64) that is out of the circulation path 30.

ベローズ62は伸縮自在である。ここでは、ベローズ62はゴムで形成されている。ベローズ62は、ガスに対して不透過性を示す材料で形成することが好ましい。空盆60は、水系冷却液9の温度変化による体積変化(体積の膨張及び収縮)を吸収することができる。   The bellows 62 is telescopic. Here, the bellows 62 is formed of rubber. The bellows 62 is preferably formed of a material that is impermeable to gas. The air basin 60 can absorb the volume change (expansion and contraction of the volume) due to the temperature change of the aqueous coolant 9.

X線管ユニット10は、第1温度検出器16及び第2温度検出器17をさらに備えている。第1温度検出器16は、熱伝達面1sの上流側の水系冷却液9の温度を検出する。第2温度検出器17は、熱伝達面1sの下流側の水系冷却液9の温度を検出する。なお、X線管ユニット10は、少なくとも第2温度検出器17を備えていればよく、これにより水系冷却液9の温度の最高値を検出することができる。   The X-ray tube unit 10 further includes a first temperature detector 16 and a second temperature detector 17. The first temperature detector 16 detects the temperature of the aqueous coolant 9 upstream of the heat transfer surface 1s. The second temperature detector 17 detects the temperature of the aqueous coolant 9 on the downstream side of the heat transfer surface 1s. In addition, the X-ray tube unit 10 should just be provided with the 2nd temperature detector 17 at least, and can detect the maximum value of the temperature of the water-system coolant 9 by this.

冷却ユニット20は、導管21a、導管21b、導管21c、循環ポンプ22及び熱交換器23を有している。導管21aは、一端がソケット81に気密に取付けられている。導管21cは、一端がプラグ71に気密に取付けられている。   The cooling unit 20 includes a conduit 21 a, a conduit 21 b, a conduit 21 c, a circulation pump 22 and a heat exchanger 23. One end of the conduit 21 a is airtightly attached to the socket 81. One end of the conduit 21c is airtightly attached to the plug 71.

循環ポンプ22は、独立してフレーム部7の内壁に直接又は間接的に取付けられ、固着されている。ここでは、循環ポンプ22は、フレーム部7の内壁に直接取付けられている。循環ポンプ22は、導管21a及び導管21b間に気密に取付けられている。循環ポンプ22は、導管21bに水系冷却液9を吐き出し、導管21aから水系冷却液9を取り込む。循環ポンプ22は、循環路30において水系冷却液9を循環させることができる。   The circulation pump 22 is independently and directly attached and fixed to the inner wall of the frame portion 7. Here, the circulation pump 22 is directly attached to the inner wall of the frame portion 7. The circulation pump 22 is airtightly attached between the conduit 21a and the conduit 21b. The circulation pump 22 discharges the aqueous coolant 9 to the conduit 21b and takes in the aqueous coolant 9 from the conduit 21a. The circulation pump 22 can circulate the aqueous coolant 9 in the circulation path 30.

熱交換器23は、ラジエータ24、ファンユニット25、及びダクト26を有している。
ラジエータ24は、導管21b及び導管21c間に接続された図示しない、水系冷却液9が流れる複数の放熱パイプと、放熱パイプに取付けられた図示しない複数の放熱フィンと、を有している。ラジエータ24は、水系冷却液9の熱を外部へ放出させることができる。
The heat exchanger 23 includes a radiator 24, a fan unit 25, and a duct 26.
The radiator 24 includes a conduit 21b and a plurality of heat radiating pipes (not shown) through which the aqueous coolant 9 is connected, and a plurality of heat radiating fins (not shown) attached to the heat radiating pipes. The radiator 24 can release the heat of the aqueous coolant 9 to the outside.

ファンユニット25は、それぞれ開口部7a及びラジエータ24に対向して位置している。回転軸a1からファンユニット25までの距離は、回転軸a1からラジエータ24までの距離より長い。ファンユニット25は、ラジエータ24の周囲に空気の流れを作りだすことができる。ファンユニット25は、ラジエータ24の周囲を流れる空気を開口部7aを通して回転架台6(フレーム部7)の外部へと放出させることができる。   The fan units 25 are positioned to face the opening 7a and the radiator 24, respectively. The distance from the rotation axis a1 to the fan unit 25 is longer than the distance from the rotation axis a1 to the radiator 24. The fan unit 25 can create an air flow around the radiator 24. The fan unit 25 can discharge the air flowing around the radiator 24 to the outside of the rotary mount 6 (frame portion 7) through the opening 7a.

導管21a、導管21b、導管21c、循環ポンプ22及びラジエータ24は、循環路30の一部を形成している。
上記のことから、熱交換器23は、水系冷却液9の熱を外部へ放出させることができる。また、ラジエータ24の周囲を流れる空気を回転架台6の外部へと放出させることができるため、回転架台6の内部の空気の温度の上昇を抑制することができる。
The conduit 21a, the conduit 21b, the conduit 21c, the circulation pump 22 and the radiator 24 form a part of the circulation path 30.
From the above, the heat exchanger 23 can release the heat of the aqueous coolant 9 to the outside. In addition, since the air flowing around the radiator 24 can be discharged to the outside of the rotating gantry 6, an increase in the temperature of the air inside the rotating gantry 6 can be suppressed.

ダクト26は、ラジエータ24及びファンユニット25の間に位置している。ダクト26は、ラジエータ24の周縁部及びファンユニット25の周縁部をそれぞれ囲んでいる。ダクト26は、ラジエータ24の周囲の空気の流れをファンユニット25までガイドすることができる。ラジエータ24の周囲の加熱された空気をファンユニット25まで効率良くガイドすることができるため、回転架台6の内部(回転架台6及び筐体2で囲まれた領域)の空気の温度の上昇を一層、抑制することができる。これにより、熱交換器23の冷却性能や、X線検出器40の感度の安定性を高い状態に維持することができる。   The duct 26 is located between the radiator 24 and the fan unit 25. The duct 26 surrounds the peripheral edge of the radiator 24 and the peripheral edge of the fan unit 25. The duct 26 can guide the air flow around the radiator 24 to the fan unit 25. Since the heated air around the radiator 24 can be efficiently guided to the fan unit 25, the temperature of the air inside the rotating mount 6 (the region surrounded by the rotating mount 6 and the housing 2) is further increased. Can be suppressed. Thereby, the cooling performance of the heat exchanger 23 and the stability of the sensitivity of the X-ray detector 40 can be maintained in a high state.

冷却ユニット20は、回転架台6に取付けられた筐体50をさらに備えている。筐体50は、フレーム部7の内壁に取付けられ、固着されている。筐体50は、例えば板金で形成されている。筐体50は、回転架台6の回転に伴って加わる遠心力に耐え得る機械的強度を持つように設計されている。   The cooling unit 20 further includes a housing 50 attached to the rotary mount 6. The housing 50 is attached and fixed to the inner wall of the frame portion 7. The housing 50 is made of sheet metal, for example. The housing 50 is designed to have a mechanical strength that can withstand the centrifugal force applied with the rotation of the rotary mount 6.

ラジエータ24、ファンユニット25及びダクト26は、筐体50に収納され、ユニット化されている。筐体50は、ラジエータ24及びファンユニット25を外部に露出させるよう開口して形成されている。   The radiator 24, the fan unit 25, and the duct 26 are housed in a housing 50 and unitized. The housing 50 is formed so as to open so as to expose the radiator 24 and the fan unit 25 to the outside.

ラジエータ24、ファンユニット25及びダクト26は、回転架台6に直接又は間接的に取付けられ、固着されている。ここでは、ラジエータ24、ファンユニット25及びダクト26は、筐体50を介してフレーム部7の内壁に間接的に取付けられている。   The radiator 24, the fan unit 25, and the duct 26 are directly or indirectly attached to and fixed to the rotary mount 6. Here, the radiator 24, the fan unit 25, and the duct 26 are indirectly attached to the inner wall of the frame portion 7 via the housing 50.

プラグ71及びソケット72は、着脱自在継手としてのカプラ70を形成し、ソケット81及びプラグ82は、着脱自在継手としてのカプラ80を形成している。カプラ70、80は、プラグ及びソケットが連結した連結状態(固定状態)と、プラグ及びソケットが分離した分離状態とに切替え可能である。カプラ70、80は、連結状態において、気密、かつ液密に連結されている。カプラ70、80は、シャットオフバルブ付きのカプラである。カプラ70、80の分離状態において、プラグ71、82及びソケット72、81は、それぞれ、外部への液(水系冷却液9)漏れを防止することができ、内部への空気の混入を防止することができる構造を採っている。カプラ70、80をそれぞれ分離状態に切替えることにより、2系統に分離することができ、X線管ユニット10及び冷却ユニット20を分離することができる。   The plug 71 and the socket 72 form a coupler 70 as a detachable joint, and the socket 81 and the plug 82 form a coupler 80 as a detachable joint. The couplers 70 and 80 can be switched between a connected state (fixed state) in which the plug and the socket are connected and a separated state in which the plug and the socket are separated. The couplers 70 and 80 are connected in an airtight and liquid-tight manner in the connected state. The couplers 70 and 80 are couplers with a shut-off valve. In the separated state of the couplers 70 and 80, the plugs 71 and 82 and the sockets 72 and 81 can prevent leakage of the liquid (water-based coolant 9) to the outside and prevent air from being mixed inside. Has a structure that can. By switching the couplers 70 and 80 to the separated state, the two systems can be separated, and the X-ray tube unit 10 and the cooling unit 20 can be separated.

ここで、この第1の実施形態に係るX線CT装置のX線管ユニット10の例として、実施例1及び実施例2のX線管ユニットについて説明する。始めに、実施例1のX線管ユニット10について説明する。図5は、実施例1のX線管ユニット10を示す断面図である。   Here, as an example of the X-ray tube unit 10 of the X-ray CT apparatus according to the first embodiment, the X-ray tube units of Example 1 and Example 2 will be described. First, the X-ray tube unit 10 of Example 1 will be described. FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating the X-ray tube unit 10 according to the first embodiment.

図5に示すように、X線管ユニット10は回転陽極型のX線管ユニットであり、X線管13は回転陽極型のX線管である。X線管ユニット10は、X線管13の他、磁界を発生させるコイルとしてのステータコイル102を備えている。図示しないが、ハウジング12(図4)は、X線管13及びステータコイル102を収容している。   As shown in FIG. 5, the X-ray tube unit 10 is a rotary anode type X-ray tube unit, and the X-ray tube 13 is a rotary anode type X-ray tube. The X-ray tube unit 10 includes a stator coil 102 as a coil for generating a magnetic field in addition to the X-ray tube 13. Although not shown, the housing 12 (FIG. 4) houses the X-ray tube 13 and the stator coil 102.

X線管13は、固定体としての固定シャフト110と、管部130と、陽極ターゲット150と、回転体160と、潤滑剤としての液体金属170と、陰極180と、真空外囲器190とを備えている。X線管13は動圧すべり軸受を使っている。   The X-ray tube 13 includes a fixed shaft 110 as a fixed body, a tube portion 130, an anode target 150, a rotating body 160, a liquid metal 170 as a lubricant, a cathode 180, and a vacuum envelope 190. I have. The X-ray tube 13 uses a dynamic pressure slide bearing.

固定シャフト110は、回転軸a2に沿って延出して回転軸a2を中心軸として筒状に形成され、一端部が閉塞されている。固定シャフト110は、上記一端部から外れた側面に軸受面110Sを有している。固定シャフト110は、Fe(鉄)合金やMo(モリブデン)合金等の材料で形成されている。固定シャフト110の内部は水系冷却液9で満たされている。固定シャフト110は、この内部に水系冷却液9が流れる流路が形成されている。固定シャフト110は、この他端部側に水系冷却液9を外部に吐出す吐出し口110bを有している。   The fixed shaft 110 extends along the rotation axis a2, is formed in a cylindrical shape with the rotation axis a2 as a central axis, and one end thereof is closed. The fixed shaft 110 has a bearing surface 110 </ b> S on the side surface that is removed from the one end. The fixed shaft 110 is made of a material such as an Fe (iron) alloy or an Mo (molybdenum) alloy. The inside of the fixed shaft 110 is filled with the aqueous coolant 9. The fixed shaft 110 has a flow path through which the aqueous coolant 9 flows. The fixed shaft 110 has a discharge port 110b that discharges the aqueous coolant 9 to the outside on the other end side.

管部130は、固定シャフト110の内部に設けられ、固定シャフトとともに流路を形成している。管部130の一端部は、固定シャフト110の他端部に形成された開口部110aを通って固定シャフト110の外部に延出している。管部130は、開口部110aに密接に固定されている。   The pipe part 130 is provided inside the fixed shaft 110 and forms a flow path together with the fixed shaft. One end portion of the tube portion 130 extends to the outside of the fixed shaft 110 through an opening 110 a formed at the other end portion of the fixed shaft 110. The tube part 130 is closely fixed to the opening part 110a.

管部130は、この内部に水系冷却液9を取り入れる取り入れ口130aと、水系冷却液9を固定シャフト110の内部に吐出す吐出し口130bとを有している。取り入れ口130aは、固定シャフト110の外部に位置している。吐出し口130bは、固定シャフト110の一端部に隙間を置いて位置している。   The pipe portion 130 has an intake port 130 a for taking in the aqueous coolant 9 therein, and a discharge port 130 b for discharging the aqueous coolant 9 into the fixed shaft 110. The intake 130 a is located outside the fixed shaft 110. The discharge port 130b is located at one end of the fixed shaft 110 with a gap.

取り入れ口130aは導管11aに直接連結され、吐出し口110bはハウジング12内に開放されている。なお、X線管ユニット10が図5に示すように構成されている場合、取り入れ口130aは導管11aに継手を介して間接的に連結されていてもよい。又は、取り入れ口130aはハウジング12内に開放され、吐出し口110bは導管11bに直接又は継手を介して間接的に連結されていてもよい。   The intake port 130 a is directly connected to the conduit 11 a, and the discharge port 110 b is opened in the housing 12. When the X-ray tube unit 10 is configured as shown in FIG. 5, the intake port 130a may be indirectly connected to the conduit 11a via a joint. Alternatively, the intake port 130a may be opened in the housing 12, and the discharge port 110b may be connected to the conduit 11b directly or indirectly through a joint.

上記したことから、X線管13外部からの水系冷却液9は、取り入れ口130aから取り入れられ、管部130内部を通って固定シャフト110の内部に吐出され、固定シャフト110及び管部130の間を通り、吐出し口110bからX線管13外部に吐出される。   From the above, the aqueous coolant 9 from the outside of the X-ray tube 13 is taken in from the intake port 130a, discharged through the inside of the tube portion 130 and into the fixed shaft 110, and between the fixed shaft 110 and the tube portion 130. And is discharged from the discharge port 110b to the outside of the X-ray tube 13.

陽極ターゲット150は、陽極151と、この陽極の外面の一部に設けられたターゲット層152とを有している。陽極151は、円盤状に形成され、固定シャフト110と同軸的に設けられている。陽極151は、Mo合金等の材料で形成されている。陽極151は、回転軸a2に沿った方向に凹部151aを有している。凹部151aは、円盤状に窪めて形成されている。凹部151aには固定シャフト110の一端部が嵌合されている。凹部151aは、固定シャフト110の一端部に隙間を置いて形成されている。ターゲット層152は、W(タングステン)合金等の材料で輪状に形成されている。ターゲット層152の表面は電子衝突面である。   The anode target 150 includes an anode 151 and a target layer 152 provided on a part of the outer surface of the anode. The anode 151 is formed in a disk shape and is provided coaxially with the fixed shaft 110. The anode 151 is made of a material such as an Mo alloy. The anode 151 has a recess 151a in the direction along the rotation axis a2. The recess 151a is formed in a disc shape. One end of the fixed shaft 110 is fitted in the recess 151a. The recess 151 a is formed with a gap at one end of the fixed shaft 110. The target layer 152 is formed in a ring shape from a material such as a W (tungsten) alloy. The surface of the target layer 152 is an electron collision surface.

回転体160は、固定シャフト110より径の大きい筒状に形成されている。回転体160は、固定シャフト110及び陽極ターゲット150と同軸的に設けられている。回転体160は、固定シャフト110より短く形成されている。   The rotating body 160 is formed in a cylindrical shape having a diameter larger than that of the fixed shaft 110. The rotating body 160 is provided coaxially with the fixed shaft 110 and the anode target 150. The rotating body 160 is formed shorter than the fixed shaft 110.

回転体160は、FeやMo等の材料で形成されている。より詳しくは、回転体160は、筒部161と、筒部161の一端部の側面を囲むように筒部と一体に形成された環部162と、筒部161の他端部に設けられたシール部163と、筒部164とを有している。   The rotating body 160 is made of a material such as Fe or Mo. More specifically, the rotating body 160 is provided at the cylindrical portion 161, an annular portion 162 formed integrally with the cylindrical portion so as to surround a side surface of one end portion of the cylindrical portion 161, and the other end portion of the cylindrical portion 161. A seal portion 163 and a tube portion 164 are provided.

筒部161は、固定シャフト110の側面を囲んでいる。筒部161は、内面に軸受面110Sに隙間を置いて対向した軸受面160Sを有している。回転体160の一端部、すなわち、筒部161の一端部及び環部162は陽極ターゲット150と接合されている。回転体160は、固定シャフト110を軸に陽極ターゲット150とともに回転可能に設けられている。   The cylindrical portion 161 surrounds the side surface of the fixed shaft 110. The cylindrical portion 161 has a bearing surface 160S facing the bearing surface 110S with a gap on the inner surface. One end portion of the rotating body 160, that is, one end portion of the cylindrical portion 161 and the ring portion 162 are joined to the anode target 150. The rotating body 160 is provided so as to be rotatable together with the anode target 150 around the fixed shaft 110.

シール部163は、軸受面160Sに対して環部162(一端部)の反対側に位置している。シール部163は、筒部161の他端部に接合されている。シール部163は、環状に形成され、固定シャフト110の側面全周に亘って隙間を置いて設けられている。筒部164は、筒部161の側面と接合され、筒部161に固定されている。筒部164は、例えばCu(銅)で形成されている。   The seal portion 163 is located on the opposite side of the ring portion 162 (one end portion) with respect to the bearing surface 160S. The seal portion 163 is joined to the other end portion of the cylindrical portion 161. The seal portion 163 is formed in an annular shape, and is provided with a gap around the entire side surface of the fixed shaft 110. The tube portion 164 is joined to the side surface of the tube portion 161 and is fixed to the tube portion 161. The cylinder part 164 is made of, for example, Cu (copper).

液体金属170は、固定シャフト110の一端部及び凹部151a間の隙間、並びに固定シャフト110(軸受面110S)及び筒部161(軸受面160S)間の隙間に充填されている。なお、これらの隙間は全て繋がっている。この実施の形態において、液体金属170は、ガリウム・インジウム・錫合金(GaInSn)である。   The liquid metal 170 is filled in a gap between one end of the fixed shaft 110 and the recess 151a, and a gap between the fixed shaft 110 (bearing surface 110S) and the cylindrical portion 161 (bearing surface 160S). These gaps are all connected. In this embodiment, the liquid metal 170 is a gallium / indium / tin alloy (GaInSn).

回転軸a2に直交した方向において、シール部163及び固定シャフト110間の隙間(クリアランス)は、回転体160の回転を維持するとともに液体金属170の漏洩を抑制できる値に設定されている。上記したことから、隙間はわずかであり、500μm以下である。このため、シール部163は、ラビリンスシールリング(labyrinth seal ring)として機能する。   In the direction orthogonal to the rotation axis a2, the clearance (clearance) between the seal portion 163 and the fixed shaft 110 is set to a value that can maintain the rotation of the rotating body 160 and suppress the leakage of the liquid metal 170. From the above, the gap is slight and is 500 μm or less. For this reason, the seal part 163 functions as a labyrinth seal ring.

また、シール部163は、内側を円形枠状に窪めてそれぞれ形成された複数の収容部を有している。上記収容部は、万一隙間から液体金属170が漏れた場合、漏れた液体金属170を収容する。   In addition, the seal portion 163 has a plurality of accommodating portions that are formed with the inner side recessed in a circular frame shape. In the unlikely event that the liquid metal 170 leaks from the gap, the storage portion stores the leaked liquid metal 170.

陰極180は、陽極ターゲット150のターゲット層252に間隔を置いて対向配置されている。陰極180は、電子を放出するフィラメント181を有している。
真空外囲器190は、固定シャフト110、管部130、陽極ターゲット150、回転体160、液体金属170及び陰極180を収容している。真空外囲器190は、X線透過窓190a及び開口部190bを有している。X線透過窓190aは、回転軸a2に対して直交した方向にターゲット層152と対向している。固定シャフト110の他端部は、開口部190bを通って真空外囲器190の外部に露出されている。開口部190bは、固定シャフト110を密接に固定している。
陰極180は、真空外囲器190の内壁に取付けられている。真空外囲器190は密閉されている。真空外囲器190の内部は真空状態に維持されている。
The cathode 180 is disposed to face the target layer 252 of the anode target 150 with a space therebetween. The cathode 180 has a filament 181 that emits electrons.
The vacuum envelope 190 contains the fixed shaft 110, the tube part 130, the anode target 150, the rotating body 160, the liquid metal 170 and the cathode 180. The vacuum envelope 190 has an X-ray transmission window 190a and an opening 190b. The X-ray transmission window 190a faces the target layer 152 in a direction orthogonal to the rotation axis a2. The other end of the fixed shaft 110 is exposed to the outside of the vacuum envelope 190 through the opening 190b. The opening 190b fixes the fixed shaft 110 closely.
The cathode 180 is attached to the inner wall of the vacuum envelope 190. The vacuum envelope 190 is sealed. The inside of the vacuum envelope 190 is maintained in a vacuum state.

ステータコイル102は、回転体160の側面、より詳しくは筒部164の側面に対向して真空外囲器190の外側を囲むように設けられている。ステータコイル102の形状は環状である。   The stator coil 102 is provided so as to surround the outer side of the vacuum envelope 190 so as to face the side surface of the rotating body 160, more specifically, the side surface of the cylindrical portion 164. The shape of the stator coil 102 is annular.

ここで、上記X線管13及びステータコイル102の動作状態について説明する。
ステータコイル102は回転体160(特に筒部164)に与える磁界を発生するため、回転体は回転する。これにより、陽極ターゲット150も回転する。また、陰極180に負の電圧(高電圧)が印加され、陽極ターゲット150は接地電位に設定される。
Here, operation states of the X-ray tube 13 and the stator coil 102 will be described.
Since the stator coil 102 generates a magnetic field applied to the rotating body 160 (particularly the cylindrical portion 164), the rotating body rotates. Thereby, the anode target 150 also rotates. Further, a negative voltage (high voltage) is applied to the cathode 180, and the anode target 150 is set to the ground potential.

これにより、陰極180及び陽極ターゲット150間に電位差が生じる。このため、陰極180が電子を放出すると、この電子は、加速され、ターゲット層152に衝突する。すなわち、陰極180は、ターゲット層152に電子ビームを照射する。これにより、ターゲット層152は、電子と衝突するときにX線を放出し、放出されたX線はX線透過窓190aを介して真空外囲器190外部、及びハウジング12のX線放射口12w、ひいてはハウジング12外部に放出される。
上記のように、実施例1のX線管ユニット10が形成されている。
As a result, a potential difference is generated between the cathode 180 and the anode target 150. Therefore, when the cathode 180 emits electrons, the electrons are accelerated and collide with the target layer 152. That is, the cathode 180 irradiates the target layer 152 with an electron beam. Thereby, the target layer 152 emits X-rays when colliding with electrons, and the emitted X-rays are emitted to the outside of the vacuum envelope 190 and the X-ray emission port 12w of the housing 12 through the X-ray transmission window 190a. As a result, it is discharged outside the housing 12.
As described above, the X-ray tube unit 10 of the first embodiment is formed.

次に、実施例2のX線管ユニット10について説明する。図6は、実施例2のX線管ユニットを示す断面図である。図7は、図6に示したX線管ユニットを示す他の断面図である。図8は、図6及び図7に示したX線管ユニットの一部を拡大して示す断面図である。   Next, the X-ray tube unit 10 of Example 2 will be described. FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating the X-ray tube unit according to the second embodiment. FIG. 7 is another cross-sectional view showing the X-ray tube unit shown in FIG. FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of a part of the X-ray tube unit shown in FIGS. 6 and 7.

図6乃至図8に示すように、X線管ユニット10は固定陽極型のX線管ユニットであり、X線管13は固定陽極型のX線管である。X線管13は、真空外囲器231を備えている。真空外囲器231は、真空容器232と、絶縁部材250とを備えている。この実施形態において、絶縁部材250は、高電圧絶縁部材として機能している。絶縁部材250には陰極236が取り付けられ、絶縁部材250は、真空外囲器231の一部を形成している。   As shown in FIGS. 6 to 8, the X-ray tube unit 10 is a fixed anode type X-ray tube unit, and the X-ray tube 13 is a fixed anode type X-ray tube. The X-ray tube 13 includes a vacuum envelope 231. The vacuum envelope 231 includes a vacuum container 232 and an insulating member 250. In this embodiment, the insulating member 250 functions as a high voltage insulating member. A cathode 236 is attached to the insulating member 250, and the insulating member 250 forms a part of the vacuum envelope 231.

陽極ターゲット235は、真空外囲器231の一部を形成している。陽極ターゲット235は、真空外囲器231の外部に小さく開口し、ターゲット面235b近傍で膨らんだ壺形に形成されている。陽極ターゲット235、陰極236、集束電極209及び加速電極208は、真空外囲器231に収納されている。陽極ターゲット235には、電圧供給配線が接続されている。陽極ターゲット235及び加速電極208は接地電位に設定されている。陰極236及び集束電極209と対向した個所の真空容器232は筒状に形成されている。陰極236には、負の高電圧が印加される。集束電極209には、調整された負の高電圧が供給される。真空外囲器231の内部は真空状態である。金属表面部234は、X線透過窓231wの真空側の表面を含む真空容器232の内側に設けられ、接地電位に設定されている。   The anode target 235 forms a part of the vacuum envelope 231. The anode target 235 is formed in a bowl shape that opens small outside the vacuum envelope 231 and swells in the vicinity of the target surface 235b. The anode target 235, the cathode 236, the focusing electrode 209, and the acceleration electrode 208 are accommodated in the vacuum envelope 231. A voltage supply wiring is connected to the anode target 235. The anode target 235 and the acceleration electrode 208 are set to the ground potential. The vacuum vessel 232 at a location facing the cathode 236 and the focusing electrode 209 is formed in a cylindrical shape. A negative high voltage is applied to the cathode 236. The adjusted negative high voltage is supplied to the focusing electrode 209. The inside of the vacuum envelope 231 is in a vacuum state. The metal surface portion 234 is provided inside the vacuum vessel 232 including the surface on the vacuum side of the X-ray transmission window 231w, and is set to the ground potential.

また、X線管13は、管部241と、環部242とを備えている。管部241は、金属で形成されている。管部241の一端部は、陽極ターゲット235の内部に挿入されている。環部242は、陽極ターゲット235内に設けられている。環部242は、管部241の一端部の側面を囲むように管部241と一体に形成されている。環部242は陽極ターゲット235に隙間を置いて設けられている。管部241の他端部は、水系冷却液取入れ口を形成し、導管11aに連結されている。陽極ターゲット235の開口は、管部241との間に水系冷却液排出口を形成している。このため、ハウジング12内は、水系冷却液9で満たされる。ハウジング12は、X線透過窓231wに対向したX線放射口12wを有している。   The X-ray tube 13 includes a tube portion 241 and a ring portion 242. The pipe part 241 is made of metal. One end of the tube part 241 is inserted into the anode target 235. The ring portion 242 is provided in the anode target 235. The ring portion 242 is formed integrally with the tube portion 241 so as to surround the side surface of one end portion of the tube portion 241. The ring portion 242 is provided with a gap in the anode target 235. The other end of the pipe part 241 forms an aqueous coolant intake and is connected to the conduit 11a. An opening of the anode target 235 forms an aqueous coolant discharge port between the tube portion 241 and the opening. For this reason, the inside of the housing 12 is filled with the aqueous coolant 9. The housing 12 has an X-ray emission port 12w facing the X-ray transmission window 231w.

ハウジング12内には、偏向部270が収容されている。偏向部270は、磁気偏向部であり、真空容器232の外側で、電子ビームの軌道を取り囲む位置に設けられている。偏向部270は、陰極236から放出される電子ビームを偏向させ、焦点の位置をターゲット面235b上で移動させるものである。
上記のように、実施例2のX線管ユニットが形成されている。
A deflection unit 270 is accommodated in the housing 12. The deflection unit 270 is a magnetic deflection unit, and is provided outside the vacuum vessel 232 at a position surrounding the electron beam trajectory. The deflecting unit 270 deflects the electron beam emitted from the cathode 236 and moves the focal position on the target surface 235b.
As described above, the X-ray tube unit of the second embodiment is formed.

次に、本願発明者等が、水系冷却液9の温度に対する飽和蒸気圧の変化について調査した結果について説明する。水系冷却液9としては、純水や、グリコール水などの不凍液を含むものなど、一般に知られている水系冷却液を利用することができる。   Next, the results of the investigation by the inventors of the present application on the change in the saturated vapor pressure with respect to the temperature of the aqueous coolant 9 will be described. As the aqueous coolant 9, generally known aqueous coolants such as pure water and those containing an antifreeze such as glycol water can be used.

ここでは、水系冷却液として、水100%の冷却液を使用した場合と、PG50%水溶液(プロピレングリコール50%、水50%)の冷却液を使用した場合とについてそれぞれ調査した結果について説明する。調査した結果を図9及び図10に示す。なお、100kPaは、概ね1気圧(大気圧)であり、50kPaは、概ね0.5気圧であり、200kPaは、概ね2気圧である。   Here, a description will be given of the results of investigations on the case where a 100% water coolant is used as the aqueous coolant and the case where a PG 50% aqueous solution (propylene glycol 50%, water 50%) is used. The results of the investigation are shown in FIGS. Note that 100 kPa is approximately 1 atm (atmospheric pressure), 50 kPa is approximately 0.5 atm, and 200 kPa is approximately 2 atm.

図9及び図10に示すように、水100%の温度が17℃、PG50%水溶液の温度が25℃の場合に飽和蒸気圧は1.9192kPaであった。すなわち、1.9192kPaの環境では、水100%は17℃、PG50%水溶液は25℃でそれぞれ沸点に達することが分かる。   As shown in FIGS. 9 and 10, the saturated vapor pressure was 1.9192 kPa when the temperature of 100% water was 17 ° C. and the temperature of the PG 50% aqueous solution was 25 ° C. In other words, in an environment of 1.9192 kPa, it can be seen that 100% water reaches the boiling point at 17 ° C. and PG 50% aqueous solution reaches 25 ° C., respectively.

水100%の温度が37℃、PG50%水溶液の温度が45℃の場合に飽和蒸気圧は6.2282kPaであった。水100%の温度が57℃、PG50%水溶液の温度が65℃の場合に飽和蒸気圧は17.202kPaであった。水100%の温度が77℃、PG50%水溶液の温度が85℃の場合に飽和蒸気圧は41.647kPaであった。水100%の温度が97℃、PG50%水溶液の温度が105℃の場合に飽和蒸気圧は62.139kPaであった。水100%の温度が107℃、PG50%水溶液の温度が115℃の場合に飽和蒸気圧は128.74kPaであった。水100%の温度が117℃、PG50%水溶液の温度が125℃の場合に飽和蒸気圧は179.48kPaであった。   The saturation vapor pressure was 6.2282 kPa when the temperature of 100% water was 37 ° C. and the temperature of the PG 50% aqueous solution was 45 ° C. The saturated vapor pressure was 17.202 kPa when the temperature of 100% water was 57 ° C and the temperature of the 50% aqueous PG solution was 65 ° C. The saturated vapor pressure was 41.647 kPa when the temperature of 100% water was 77 ° C and the temperature of the 50% aqueous PG solution was 85 ° C. The saturated vapor pressure was 62.139 kPa when the temperature of 100% water was 97 ° C and the temperature of the 50% aqueous PG solution was 105 ° C. The saturated vapor pressure was 128.74 kPa when the temperature of water 100% was 107 ° C. and the temperature of the PG 50% aqueous solution was 115 ° C. When the temperature of water 100% was 117 ° C. and the temperature of the PG 50% aqueous solution was 125 ° C., the saturated vapor pressure was 179.48 kPa.

上記のことから、100kPaの環境では、水100%は100℃、PG50%水溶液は108℃で沸点に達することが分かる。200kPaの環境では、水100%は120℃、PG50%水溶液は128℃で沸点に達することが分かる。50kPaの環境では、水100%は82℃、PG50%水溶液は90℃で沸点に達することが分かる。   From the above, it can be seen that in an environment of 100 kPa, 100% water reaches a boiling point at 100 ° C., and an aqueous PG 50% solution reaches 108 ° C. In an environment of 200 kPa, it can be seen that 100% water reaches the boiling point at 120 ° C. and PG 50% aqueous solution reaches 128 ° C. It can be seen that in an environment of 50 kPa, 100% water reaches a boiling point at 82 ° C., and PG 50% aqueous solution reaches 90 ° C.

次に、水系冷却液9が流れる循環路30内におけるキャビテーション(トリチェリの真空)の発生を防止するためのX線CT装置1の構成について説明する。X線管13の冷却効率を高めるために絶縁油ではなく水系冷却液9を使用し、スキャン時間(撮影時間)を短縮するために回転架台6の回転速度を3rps以上に設定した場合、循環路30内にキャビテーションが発生し易いものである。しかしながら、本願発明者等が調査した結果、次に述べるように循環ポンプ22及び空盆60の位置を特定することにより、水系冷却液9を使用し、回転架台6の回転速度を3rps以上に設定した場合でも上記キャビテーションの発生を防止することのできるX線CT装置1が得られたものである。   Next, the configuration of the X-ray CT apparatus 1 for preventing the occurrence of cavitation (Trichelli's vacuum) in the circulation path 30 through which the aqueous coolant 9 flows will be described. In order to increase the cooling efficiency of the X-ray tube 13, the water-based coolant 9 is used instead of the insulating oil, and the rotation speed of the rotating mount 6 is set to 3 rps or more in order to shorten the scanning time (imaging time), the circulation path Cavitation is likely to occur within 30. However, as a result of investigations by the inventors of the present application, the rotation speed of the rotary mount 6 is set to 3 rps or more by using the water-based coolant 9 by specifying the positions of the circulation pump 22 and the air basin 60 as described below. Even in this case, the X-ray CT apparatus 1 capable of preventing the occurrence of the cavitation is obtained.

図3及び図4に示すように、ここで、回転軸a1からベローズ62までの距離の平均値をR0とする。第2空間64(ガス空間)の圧力をP0とする。この実施形態において、第2空間64は大気に開放されているため、P0=1気圧である。   As shown in FIGS. 3 and 4, here, the average value of the distance from the rotation axis a1 to the bellows 62 is R0. The pressure in the second space 64 (gas space) is P0. In this embodiment, since the second space 64 is open to the atmosphere, P0 = 1 atm.

被検者や検査者またはサービスマンの安全性確保(やけど防止)の点から、JIS規格や国際規格などにおいて、ハウジング12の表面温度は85℃以下でなければならないと定められている。このため、ハウジング12の表面の許容最高温度は85℃以下となる値になるように温度制限する必要がある。   From the viewpoint of ensuring the safety (burn prevention) of the examinee, the examiner, or the service person, the surface temperature of the housing 12 must be 85 ° C. or less in the JIS standard and international standards. For this reason, it is necessary to limit the temperature so that the allowable maximum temperature on the surface of the housing 12 is 85 ° C. or less.

ハウジング12の表面の最高温度に達した状態における水系冷却液9の飽和蒸気圧をp´とする。この実施形態において、ハウジング12の表面の許容最高温度は、85℃と75℃との間の温度(例えば80℃)に設定されている。   Let p ′ be the saturated vapor pressure of the aqueous coolant 9 when the maximum temperature of the surface of the housing 12 has been reached. In this embodiment, the maximum allowable temperature of the surface of the housing 12 is set to a temperature between 85 ° C. and 75 ° C. (for example, 80 ° C.).

ハウジング12をその一部に含み、かつ空盆60を除く循環路30までの回転軸a1からの距離の最小値をR1とする。この最小値R1に対応する領域は、ハウジング12を含んでいるため、この領域の水系冷却液9の温度はハウジング12の表面側の温度にほぼ近い値となる。この実施形態において、最小値R1に対応する領域は、回転軸a1側に位置するハウジング12の内壁近傍の領域である。   The minimum value of the distance from the rotation axis a1 to the circulation path 30 excluding the air basin 60 including the housing 12 is defined as R1. Since the region corresponding to the minimum value R1 includes the housing 12, the temperature of the aqueous coolant 9 in this region is a value that is substantially close to the temperature on the surface side of the housing 12. In this embodiment, the region corresponding to the minimum value R1 is a region in the vicinity of the inner wall of the housing 12 located on the rotation axis a1 side.

回転軸a1から循環ポンプ22の水系冷却液9の導入口までの距離の最小値をR2とする。水系冷却液9の密度をρとする。回転架台6の角速度をω、とする。回転軸a1から熱伝達面1sまでの距離の最小値をR3とする。 The minimum value of the distance from the rotating shaft a1 to the inlet of the aqueous coolant 9 of the circulation pump 22 is R2. Let ρ be the density of the aqueous coolant 9. The angular velocity of the rotating gantry 6 is assumed to be ω. The minimum value of the distance from the rotation axis a1 to the heat transfer surface 1s is R3.

ベローズ62(距離R0)の位置にかかる遠心力差による内圧成分pは、次の式で表される。   The internal pressure component p due to the centrifugal force difference applied to the position of the bellows 62 (distance R0) is expressed by the following equation.

p=0.5・(R0+R1)・(R0−R1)・ρ・ω
(1)まず、ハウジング12をその一部に含む循環路30(空盆60を除く)のうちキャビテーションが最も発生し易い領域は、回転軸a1から最も近くに位置する領域である。このため、圧力P0(ベローズ62(距離R0)の位置にかかる全内圧)、内圧成分p、飽和蒸気圧p´は、次の関係を満たすことで、空盆60のベローズ62が大気側に押し出されることを防止することができ(ベローズ62が第2空間64側に膨張することを防止することができ)、回転軸a1から最も近くに位置する循環路30内の領域における真空部分の発生を防止することができることとなる。
p = 0.5 · (R0 + R1) · (R0−R1) · ρ · ω 2
(1) First, an area where cavitation is most likely to occur in the circulation path 30 (excluding the air basin 60) including the housing 12 as a part thereof is an area located closest to the rotation axis a1. For this reason, the pressure P0 (total internal pressure applied to the position of the bellows 62 (distance R0)), the internal pressure component p, and the saturated vapor pressure p ′ satisfy the following relationship, so that the bellows 62 of the air basin 60 is pushed out to the atmosphere side. (The bellows 62 can be prevented from expanding toward the second space 64), and the generation of a vacuum portion in the region in the circulation path 30 located closest to the rotation axis a1 can be prevented. It can be prevented.

P0>p+p´
すなわち、
P0−p´>0.5・(R0+R1)・(R0−R1)・ρ・ω
である。
P0> p + p ′
That is,
P0−p ′> 0.5 · (R0 + R1) · (R0−R1) · ρ · ω 2
It is.

この実施形態において、回転軸a1から最も近くに位置する領域は、ハウジング12内のX線透過窓231w近傍の領域も含まれるため、次に挙げる効果も得られることとなる。 In this embodiment, since the region located closest to the rotation axis a1 includes the region near the X-ray transmission window 231w in the housing 12, the following effects can also be obtained.

・X線透過窓231wの冷却が損なわれる恐れが回避される。
・X線強度分布が常に均一なX線を放射することができる。
-The possibility that the cooling of the X-ray transmission window 231w is impaired is avoided.
-X-ray intensity distribution can always emit uniform X-rays.

ここで、本願発明者等が、空盆60の圧力を大気圧に一致させる場合の距離R0、距離R1の関係について計算した結果を図11に示す。
図11に示すように、線グラフよりも下側であればキャビテーションは発生しない。例えば、距離R1が0.625mである場合に、距離R0を0.748m以下に設定すればよいことが分かる。
Here, FIG. 11 shows the results calculated by the inventors of the present invention regarding the relationship between the distance R0 and the distance R1 when the pressure of the air basin 60 is matched with the atmospheric pressure.
As shown in FIG. 11, cavitation does not occur if it is below the line graph. For example, when the distance R1 is 0.625 m, it can be seen that the distance R0 may be set to 0.748 m or less.

X線CT装置1の具体例に着目すると、距離R1は0.55m乃至0.70mの範囲内である。回転架台6の回転速度が4rpsの場合、高低差(R0−R1)が12cm程度より大きくなると、距離R1の位置の循環路30(ハウジング12)内に真空部分が発生してしまう。回転架台6の回転速度がより速くなったり、水系冷却液9の温度がより高くなったり、後述するように第2空間64が減圧されたりする場合、上記高低差はより小さくなるものである。例えば、回転架台6の回転速度が4rpsで、第2空間64が負圧(0.5気圧に減圧された)とした場合、図12に示すように、キャビテーションが発生しないための上記高低差は1cm以下となる。このため、第2空間64を減圧する場合などは、キャビテーションの発生に特に注意を要するものである。   Focusing on a specific example of the X-ray CT apparatus 1, the distance R1 is in the range of 0.55 m to 0.70 m. When the rotational speed of the rotating gantry 6 is 4 rps, if the height difference (R0-R1) is larger than about 12 cm, a vacuum portion is generated in the circulation path 30 (housing 12) at the position of the distance R1. When the rotational speed of the rotating gantry 6 becomes faster, the temperature of the aqueous coolant 9 becomes higher, or when the second space 64 is depressurized as described later, the above-mentioned height difference becomes smaller. For example, when the rotation speed of the rotating gantry 6 is 4 rps and the second space 64 is set to a negative pressure (depressurized to 0.5 atm), as shown in FIG. 1 cm or less. For this reason, special attention should be paid to the occurrence of cavitation when the second space 64 is decompressed.

(2)次に、キャビテーションが発生し易い領域は、循環ポンプ22の水系冷却液9の導入口側である。この領域は圧力が低下し、負圧(大気圧より負の圧力)になり易いためキャビテーションが発生し易い。キャビテーションが発生すると循環ポンプ22が正常に動作せず、流量が低下したり、循環ポンプ22の部品が損傷したりする恐れがある。キャビテーションの発生を防止するためには、回転架台6の回転による遠心力の作用で圧力がかかるようにすることが有効である。   (2) Next, the region where cavitation is likely to occur is the inlet side of the aqueous coolant 9 of the circulation pump 22. In this region, the pressure decreases, and a negative pressure (negative pressure from atmospheric pressure) is likely to occur, so that cavitation is likely to occur. If cavitation occurs, the circulation pump 22 does not operate normally, and there is a risk that the flow rate will decrease or parts of the circulation pump 22 may be damaged. In order to prevent the occurrence of cavitation, it is effective to apply a pressure by the action of centrifugal force caused by the rotation of the rotating gantry 6.

すなわち、次の関係を満たすことが、循環路30内において、負圧(大気圧より負の圧力)になり易い領域におけるキャビテーション発生を防止するための必要条件である。   That is, satisfying the following relationship is a necessary condition for preventing the occurrence of cavitation in the circulation path 30 in a region where negative pressure (negative pressure than atmospheric pressure) is likely to occur.

R2>R0
(3)さらに、キャビテーションが発生し易い領域は沸騰熱伝達領域である。この領域を流れる水系冷却液9の温度は高いためキャビテーションが発生し易い。キャビテーションが発生すると水系冷却液9の流れが低下して冷却不足となり、X線管13が破損する恐れがある。キャビテーションの発生を防止するためには、回転架台6の回転による遠心力の作用で圧力がかかるようにすることが有効である。
R2> R0
(3) Further, a region where cavitation is likely to occur is a boiling heat transfer region. Since the temperature of the aqueous coolant 9 flowing in this region is high, cavitation is likely to occur. When cavitation occurs, the flow of the water-based coolant 9 is lowered, resulting in insufficient cooling, and the X-ray tube 13 may be damaged. In order to prevent the occurrence of cavitation, it is effective to apply a pressure by the action of centrifugal force caused by the rotation of the rotating gantry 6.

すなわち、次の関係を満たすことが、循環路30内において、水系冷却液9が高温になり易い領域における真空部分の発生を防止するための必要条件である。   That is, satisfying the following relationship is a necessary condition for preventing the generation of a vacuum portion in the region where the aqueous coolant 9 is likely to become high temperature in the circulation path 30.

R3>R0
次に、上記のように構成されたX線CT装置1の制御方法として、X線CT装置1による、撮影モード時の動作と、冷却モード時の動作とを説明する。
X線CT装置1は、図示しない制御部をさらに備えている。制御部は、上記駆動部、循環ポンプ22、X線管ユニット10及びX線検出器40を制御し、温度検出器(第1温度検出器16及び第2温度検出器17)で検出した水系冷却液9の温度の情報を取得することができる。制御部は、撮影モードと、冷却モードと、に切替え可能である。
R3> R0
Next, as a control method of the X-ray CT apparatus 1 configured as described above, an operation in the imaging mode and an operation in the cooling mode by the X-ray CT apparatus 1 will be described.
The X-ray CT apparatus 1 further includes a control unit (not shown). The control unit controls the drive unit, the circulation pump 22, the X-ray tube unit 10, and the X-ray detector 40, and the water-system cooling detected by the temperature detector (the first temperature detector 16 and the second temperature detector 17). Information on the temperature of the liquid 9 can be acquired. The control unit can be switched between a photographing mode and a cooling mode.

制御部は、撮影モードに切替えると、回転架台6の回転及び水系冷却液9の循環を行いながらX線管13から放出させたX線をX線検出器40で検出させて撮影することができる。   When the control unit is switched to the imaging mode, the X-ray detector 40 can detect and capture the X-rays emitted from the X-ray tube 13 while rotating the rotating base 6 and circulating the aqueous coolant 9. .

詳しくは、撮影モードに入ると(制御部が撮影モードに切替えると)、回転架台6が回転軸a1を中心に回転する。このとき、X線管ユニット10、冷却ユニット20及びX線検出器40などは、被検体の周囲を一体になって回転する。また、循環ポンプ22は循環路30内において水系冷却液9の循環を行い、X線管ユニット10はX線を放射する。   Specifically, when the photographing mode is entered (when the control unit switches to the photographing mode), the rotating gantry 6 rotates about the rotation axis a1. At this time, the X-ray tube unit 10, the cooling unit 20, the X-ray detector 40, and the like rotate integrally around the subject. The circulation pump 22 circulates the aqueous coolant 9 in the circulation path 30, and the X-ray tube unit 10 emits X-rays.

X線は、被検体を透過し、X線検出器40に入射し、X線検出器40においてX線の強度が検出される。X線検出器40で検出された検出信号は、上述したデータ収集装置で増幅され、かつA/D変換によってディジタル検出信号に変換され、図示しないコンピュータに供給される。   X-rays pass through the subject and enter the X-ray detector 40, and the X-ray detector 40 detects the intensity of the X-rays. The detection signal detected by the X-ray detector 40 is amplified by the data acquisition device described above, converted into a digital detection signal by A / D conversion, and supplied to a computer (not shown).

コンピュータは、ディジタル検出信号をもとに、被検体の関心領域におけるX線吸収率を演算し、その演算結果から被検体の断層画像を生成するための画像データを構築する。画像データは、図示しない表示装置などに送られ、画面上に断層画像として表示される。   The computer calculates the X-ray absorption rate in the region of interest of the subject based on the digital detection signal, and constructs image data for generating a tomographic image of the subject from the calculation result. The image data is sent to a display device (not shown) and displayed as a tomographic image on the screen.

上記のように、X線CT装置1は、X線管ユニット10及びX線検出器40が被検体を挟んで回転し、被検体の検査断面内のあらゆる点を透過したX線の強弱いわゆる投影データを、いろいろな角度、例えば360°の範囲から獲得する。そして、この投影データをもとに、予めプログラムされたデータ再構成プログラムにより断層画像を生成する。   As described above, in the X-ray CT apparatus 1, the X-ray tube unit 10 and the X-ray detector 40 rotate with the subject interposed therebetween, and so-called projections of X-ray intensity transmitted through all points in the examination section of the subject. Data is acquired from various angles, for example from a range of 360 °. Based on this projection data, a tomographic image is generated by a data reconstruction program programmed in advance.

制御部は、撮影モードの後、冷却モードに切替えると、X線管ユニット10からのX線の放出を休止させ、X線管ユニット10の内部を流れる水系冷却液9の温度が所定の許容上限温度以下(例えば大気圧の場合の沸点以下)になるまで回転架台6の回転及び水系冷却液9の循環を維持させて冷却することができる。   When the control unit switches to the cooling mode after the imaging mode, the control unit pauses the emission of X-rays from the X-ray tube unit 10 and the temperature of the aqueous coolant 9 flowing inside the X-ray tube unit 10 is a predetermined allowable upper limit. Cooling can be performed by maintaining the rotation of the rotating gantry 6 and the circulation of the aqueous coolant 9 until the temperature is lower than the temperature (for example, lower than the boiling point in the case of atmospheric pressure).

すなわち、冷却モードにおいて、回転架台6の回転による遠心力の作用で圧力がかかるようにしていることがポイントであり、X線管13によるX線の曝射終了後も、水系冷却液9の温度が高いうちは回転架台6の回転を停止せず、回転を継続させることが好ましく、これにより、キャビテーションの発生を防止することができる。   That is, in the cooling mode, the point is that pressure is applied by the action of the centrifugal force due to the rotation of the rotating gantry 6, and the temperature of the aqueous coolant 9 after the X-ray exposure by the X-ray tube 13 is completed. As long as it is high, it is preferable to continue the rotation without stopping the rotation of the rotating gantry 6, thereby preventing the occurrence of cavitation.

上記のように構成された第1の実施形態に係るX線CT装置1及びその制御方法によれば、X線CT装置1は、X線管ユニット10と、水系冷却液9と、導管11a、11b、21a、21b、21cと、循環ポンプ22と、循環路30に取付けられた空盆60と、回転架台6と、X線検出器40と、を備えている。   According to the X-ray CT apparatus 1 and the control method thereof according to the first embodiment configured as described above, the X-ray CT apparatus 1 includes an X-ray tube unit 10, an aqueous coolant 9, a conduit 11a, 11b, 21a, 21b, 21c, the circulation pump 22, the air basin 60 attached to the circulation path 30, the rotary mount 6, and the X-ray detector 40.

X線管13の冷却に絶縁油ではなく水系冷却液9を使用することができるため、X線管13の冷却効率を高めることができる。
X線CT装置1は、P0−p´>0.5・(R0+R1)・(R0−R1)・ρ・ωの関係を満たしているため、回転軸a1から最も近くに位置する循環路30内の領域におけるキャビテーションの発生を防止することができる。
Since the water-based coolant 9 can be used for cooling the X-ray tube 13 instead of the insulating oil, the cooling efficiency of the X-ray tube 13 can be increased.
X-ray CT apparatus 1, because they meet the P0-p'> 0.5 · (R0 + R1) · (R0-R1) · ρ · ω 2 relationship circulation path 30 located closest to the rotation axis a1 Occurrence of cavitation in the inner region can be prevented.

X線CT装置1は、R2>R0の関係を満たしているため、循環路30内において、負圧になり易い領域におけるキャビテーションの発生を防止することができる。
X線CT装置1は、R3>R0の関係を満たしているため、水系冷却液9が高温になり易い領域におけるキャビテーションの発生を防止することができる。
Since the X-ray CT apparatus 1 satisfies the relationship of R2> R0, it is possible to prevent the occurrence of cavitation in a region where the negative pressure is likely to occur in the circulation path 30.
Since the X-ray CT apparatus 1 satisfies the relationship of R3> R0, it is possible to prevent the occurrence of cavitation in a region where the aqueous coolant 9 is likely to become high temperature.

制御部は、撮影モードから冷却モードに切替えることができる。このため、X線管13によるX線の曝射終了後に水系冷却液9の温度が高くとも、キャビテーションの発生を防止することができる。   The control unit can switch from the photographing mode to the cooling mode. For this reason, even if the temperature of the aqueous coolant 9 is high after the end of the X-ray exposure by the X-ray tube 13, the occurrence of cavitation can be prevented.

上記のことから、水系冷却液9を使用してX線管13を冷却することができ、水系冷却液9の循環路30内におけるキャビテーションの発生を防止することができるX線CT装置1及びその制御方法を得ることができる。   From the above, the X-ray CT apparatus 1 capable of cooling the X-ray tube 13 using the aqueous coolant 9 and preventing the occurrence of cavitation in the circulation path 30 of the aqueous coolant 9 and its A control method can be obtained.

また、回転軸a1からファンユニット25までの距離は、回転軸a1からラジエータ24までの距離より長い。ファンユニット25は、ラジエータ24の周囲を流れる空気を開口部7aを通して回転架台6の外部へと放出させる。   Further, the distance from the rotation axis a1 to the fan unit 25 is longer than the distance from the rotation axis a1 to the radiator 24. The fan unit 25 discharges the air flowing around the radiator 24 to the outside of the rotating mount 6 through the opening 7a.

ラジエータ24はフレーム部7に密着して取り付けられていない。開口部7aのサイズは、ラジエータ24のサイズとほぼ同じである必要はなく、ラジエータ24のサイズより小さくすることができる。このため、フレーム部7の機械的強度の低下を抑制することができる。フレーム部7を広い幅にしたり、厚くしたりするなどの補強の必要は生じないため、装置の小型化及び軽量化を図ることができる。   The radiator 24 is not attached in close contact with the frame portion 7. The size of the opening 7 a need not be substantially the same as the size of the radiator 24, and can be made smaller than the size of the radiator 24. For this reason, the fall of the mechanical strength of the frame part 7 can be suppressed. Since there is no need for reinforcement such as making the frame portion 7 wide or thick, the apparatus can be reduced in size and weight.

X線CT装置1の使用時間の経過とともに、ラジエータ24の放熱パイプや放熱フィン間の隙間に埃が堆積すると、空気は次第にラジエータ24を通過し難くなってしまい、熱交換器23の冷却性能が低下し、X線管の冷却率も低下してしまう。   As the usage time of the X-ray CT apparatus 1 elapses, dust accumulates in the gaps between the heat radiation pipes and the heat radiation fins of the radiator 24, so that air gradually becomes difficult to pass through the radiator 24, and the cooling performance of the heat exchanger 23 is improved. And the cooling rate of the X-ray tube also decreases.

しかしながら、ラジエータ24は、フレーム部7の内壁側の空間において露出している。このため、筐体2の一部を取り外すだけで、フレーム部7の内壁側の空間からラジエータ24を清掃することができ、ラジエータ24に堆積した埃を除去することができる。回転架台6から、冷却ユニット20を取り外したり、さらに冷却ユニット20に連結されたX線管ユニット10を併せて取り外したりすることなくラジエータ24を清掃することができるため、清掃(メンテナンス作業)にかかる時間を短縮することができる。   However, the radiator 24 is exposed in the space on the inner wall side of the frame portion 7. For this reason, the radiator 24 can be cleaned from the space on the inner wall side of the frame portion 7 only by removing a part of the housing 2, and dust accumulated on the radiator 24 can be removed. Since the radiator 24 can be cleaned without removing the cooling unit 20 from the rotating mount 6 and further removing the X-ray tube unit 10 connected to the cooling unit 20, it takes a cleaning (maintenance work). Time can be shortened.

熱交換器23の機能が低下しないようにメンテナンスすることによりX線管13に生じる過熱を低減できるため、X線管13に頻発する放電の発生を低減することができ、X線管13の製品寿命の短縮を低減することができる。
上記のことから、機械的強度の低下を防止することができ、ラジエータ24を回転架台6から取り外すこと無く清掃することができるX線CT装置1を得ることもできる。
By maintaining so that the function of the heat exchanger 23 does not deteriorate, overheating generated in the X-ray tube 13 can be reduced, so that the occurrence of frequent discharge in the X-ray tube 13 can be reduced. The shortening of the lifetime can be reduced.
From the above, it is possible to obtain the X-ray CT apparatus 1 that can prevent the mechanical strength from being lowered and can be cleaned without removing the radiator 24 from the rotary mount 6.

次に、第2の実施形態に係るX線CT装置について説明する。この実施形態において、他の構成は上述した第1の実施形態と同一であり、同一の部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。図13は、第2の実施形態に係るX線CT装置1の回転架台6、並びに回転架台6に搭載されたX線管ユニット10、冷却ユニット20及びX線検出器40を示す正面図である。   Next, an X-ray CT apparatus according to the second embodiment will be described. In this embodiment, other configurations are the same as those of the first embodiment described above, and the same parts are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted. FIG. 13 is a front view showing the rotating gantry 6 of the X-ray CT apparatus 1 according to the second embodiment, and the X-ray tube unit 10, the cooling unit 20 and the X-ray detector 40 mounted on the rotating gantry 6. .

図14は、X線管ユニット10及び冷却ユニット20示す概略構成図である。図14では、X線管ユニット10及び冷却ユニット20の接続関係を強調して示すものであり、図13のように、X線管ユニット10及び冷却ユニット20の相対的な位置関係を詳細に示すものではない。   FIG. 14 is a schematic configuration diagram showing the X-ray tube unit 10 and the cooling unit 20. In FIG. 14, the connection relationship between the X-ray tube unit 10 and the cooling unit 20 is shown in an emphasized manner, and the relative positional relationship between the X-ray tube unit 10 and the cooling unit 20 is shown in detail as shown in FIG. It is not a thing.

図13及び図14に示すように、冷却ユニット20は、上記筐体50を備えていない。冷却ユニット20は、マウント27及びマウント28を備えている。マウント27及びマウント28は、それぞれ矩形枠状に形成されている。マウント27は、一端部がフレーム部7の内壁に取付けられている。マウント27は、開口部7aの周りを囲んでいる。マウント28は、一側縁部がフレーム部7の内壁に取付けられている。   As shown in FIGS. 13 and 14, the cooling unit 20 does not include the casing 50. The cooling unit 20 includes a mount 27 and a mount 28. The mount 27 and the mount 28 are each formed in a rectangular frame shape. One end of the mount 27 is attached to the inner wall of the frame portion 7. The mount 27 surrounds the opening 7a. One side edge of the mount 28 is attached to the inner wall of the frame portion 7.

循環ポンプ22は、マウント28内に位置し、マウント28取り付けられ、フレーム部7の内壁には間接的に取付けられ、固着されている。
空盆60は、マウント28及び回転軸a1間に位置し、マウント28に載置され、フレーム部7の内壁には間接的に取付けられ、固着されている。
The circulation pump 22 is located in the mount 28, is attached to the mount 28, and is indirectly attached and fixed to the inner wall of the frame portion 7.
The air basin 60 is located between the mount 28 and the rotation axis a1, is mounted on the mount 28, and is indirectly attached and fixed to the inner wall of the frame portion 7.

ラジエータ24は、周縁部がマウント27の他端部に取付けられ、フレーム部7の内壁には間接的に取付けられ、固着されている。フレーム部7の内壁側の空間において、ラジエータ24が露出されていることは言うまでもない。   The radiator 24 has a peripheral edge attached to the other end of the mount 27 and is indirectly attached and fixed to the inner wall of the frame portion 7. Needless to say, the radiator 24 is exposed in the space on the inner wall side of the frame portion 7.

ファンユニット25は、フレーム部7に直接取り付けられている。ここでは、ファンユニット25は、フレーム部7の開口部7aに直接取り付けられ固着されている。
このため、マウント27は、ラジエータ24及びファンユニット25の間に位置し、ラジエータ24の周囲の空気の流れをファンユニット25までガイドするダクトとしても機能している。
The fan unit 25 is directly attached to the frame portion 7. Here, the fan unit 25 is directly attached and fixed to the opening 7 a of the frame portion 7.
For this reason, the mount 27 is located between the radiator 24 and the fan unit 25, and also functions as a duct that guides the air flow around the radiator 24 to the fan unit 25.

冷却ユニット20は、導管21dをさらに有している。導管21dは、一端が導管21aに気密に取付けられている。
空盆60は、冷却ユニット20に設けられている。空盆60の開口部61aは、導管21dに気密に連通されている。
The cooling unit 20 further includes a conduit 21d. One end of the conduit 21d is airtightly attached to the conduit 21a.
The air basin 60 is provided in the cooling unit 20. The opening 61a of the air basin 60 is in airtight communication with the conduit 21d.

この実施形態においても、X線CT装置1は次の関係を満たすものである。   Also in this embodiment, the X-ray CT apparatus 1 satisfies the following relationship.

P0−p´>0.5・(R0+R1)・(R0−R1)・ρ・ω
R2>R0
R3>R0
空盆60、並びに循環路30を形成するように接続されたハウジング12、ラジエータ24及び循環ポンプ22は、2個所の着脱自在継手により、2系統に分離可能である。このため、X線CT装置1の保守方法において、次に示すように、上記2系統に分離した後に、空盆60を含まない方の系統に、他の空盆を着脱自在継手を介して取り付けてもよい。
P0−p ′> 0.5 · (R0 + R1) · (R0−R1) · ρ · ω 2
R2> R0
R3> R0
The air basin 60, the housing 12, the radiator 24 and the circulation pump 22 connected so as to form the circulation path 30 can be separated into two systems by two detachable joints. For this reason, in the maintenance method of the X-ray CT apparatus 1, as shown below, after separating into the above two systems, another air basin is attached to the system not including the air basin 60 via a detachable joint. May be.

すなわち、分離状態のX線管ユニット10は、水系冷却液9の体積変化を吸収し難い構成である。そこで、導管11a、11bをゴムホースで形成することにより、導管11a、11bに、水系冷却液9の体積変化を吸収させる機能を持たせることができる。しかし、導管11a、11bだけでは水系冷却液9の体積変化を十分に吸収できない場合がある。この場合、分離状態のX線管ユニット10には空盆を取付けた方が好ましい。   That is, the X-ray tube unit 10 in the separated state is configured to hardly absorb the volume change of the aqueous coolant 9. Therefore, by forming the conduits 11a and 11b with rubber hoses, the conduits 11a and 11b can have a function of absorbing the volume change of the aqueous coolant 9. However, there are cases where the volume changes of the aqueous coolant 9 cannot be sufficiently absorbed by the conduits 11a and 11b alone. In this case, it is preferable to attach an air tray to the X-ray tube unit 10 in the separated state.

図15は、図13及び図14に示したX線管ユニット10の分離状態を示す概略構成図である。
図15に示すように、X線管ユニット10には、ベローズ機構としての空盆90が取付けられている。空盆90は、互いに気密、かつ液密に連結されたソケット83及び導管84を介してX線管ユニット10に取付けられている。ソケット83及びプラグ82は、着脱自在継手としてのカプラを形成し、連結状態において、気密、かつ液密に連結されている。
FIG. 15 is a schematic configuration diagram showing a separated state of the X-ray tube unit 10 shown in FIGS. 13 and 14.
As shown in FIG. 15, an air tray 90 as a bellows mechanism is attached to the X-ray tube unit 10. The air basin 90 is attached to the X-ray tube unit 10 through a socket 83 and a conduit 84 that are airtightly and liquidtightly connected to each other. The socket 83 and the plug 82 form a coupler as a detachable joint and are connected in an airtight and liquid-tight manner in the connected state.

空盆90は、開口部91aを有したケース91を有している。開口部91aは、導管84に気密に連通されている。空盆90は、ケース91内を開口部91aと繋がった第1領域93及び第2領域94に区域する弾性隔膜としてのベローズ92を有している。ケース91には、第2領域94に繋がった通気孔95が形成されている。通気孔95は空気の出入りを許可するため、第2領域94は大気に開放されている。なお、ケース91に通気孔95は形成されていなくともよく、この場合、第2領域94は密閉空間となる。   The air basin 90 has a case 91 having an opening 91a. The opening 91 a is in airtight communication with the conduit 84. The air basin 90 has a bellows 92 as an elastic diaphragm that divides the inside of the case 91 into a first region 93 and a second region 94 connected to the opening 91a. The case 91 has a vent hole 95 connected to the second region 94. Since the ventilation hole 95 allows air to enter and exit, the second region 94 is open to the atmosphere. In addition, the ventilation hole 95 does not need to be formed in the case 91. In this case, the second region 94 is a sealed space.

ベローズ92は、ケース91に液密に取付けられている。ベローズ92は伸縮自在である。ここでは、ベローズ92はゴムで形成されている。ベローズ92は、水系冷却液9の温度変化による体積変化(体積の膨張及び収縮)を吸収することができる。ベローズ92は、ガスに対して不透過性を示す材料で形成することが好ましい。
これにより、分離状態(分離した後)のX線管ユニット10における、外部への液(水系冷却液9)漏れを防止することができ、内部への空気の混入を防止することができる。
The bellows 92 is attached to the case 91 in a liquid-tight manner. The bellows 92 is telescopic. Here, the bellows 92 is made of rubber. The bellows 92 can absorb a volume change (expansion and contraction of the volume) due to a temperature change of the aqueous coolant 9. The bellows 92 is preferably formed of a material that is impermeable to gas.
Thereby, in the X-ray tube unit 10 in the separated state (after separation), leakage of the liquid (aqueous cooling liquid 9) to the outside can be prevented, and mixing of air into the inside can be prevented.

図16は、図13及び図14に示した冷却ユニット20の分離状態を示す概略構成図である。
図16に示すように、一方、分離状態の冷却ユニット20は、空盆60を備えている。このため、冷却ユニット20に付加すること無く、分離状態の冷却ユニット20における、外部への液(水系冷却液9)漏れを防止することができ、内部への空気の混入を防止することができる。
FIG. 16 is a schematic configuration diagram illustrating a separated state of the cooling unit 20 illustrated in FIGS. 13 and 14.
On the other hand, as shown in FIG. 16, the separated cooling unit 20 includes an air basin 60. For this reason, without adding to the cooling unit 20, leakage of the liquid (aqueous cooling liquid 9) to the outside in the separated cooling unit 20 can be prevented, and mixing of air into the inside can be prevented. .

上記のように構成された第2の実施形態に係るX線CT装置1及びその制御方法によれば、X線CT装置1及びその制御方法は、上記第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。   According to the X-ray CT apparatus 1 and the control method thereof according to the second embodiment configured as described above, the X-ray CT apparatus 1 and the control method thereof have the same effects as those of the first embodiment. be able to.

X線CT装置1は、マウント27を備えている。このため、機械的強度の設計が難しい上記第1の実施形態の筐体50無しにX線CT装置1を形成することができる。
X線CT装置1はマウント28を備えている。空盆60をマウント28上に載置することができるため、冷却ユニット20をコンパクトに設計することができる。
上記のことから、水系冷却液9を使用してX線管13を冷却することができ、水系冷却液9の循環路30内におけるキャビテーションの発生を防止することができるX線CT装置1及びその制御方法を得ることができる。
The X-ray CT apparatus 1 includes a mount 27. For this reason, the X-ray CT apparatus 1 can be formed without the housing 50 of the first embodiment, which is difficult to design mechanical strength.
The X-ray CT apparatus 1 includes a mount 28. Since the air basin 60 can be mounted on the mount 28, the cooling unit 20 can be designed compactly.
From the above, the X-ray CT apparatus 1 capable of cooling the X-ray tube 13 using the aqueous coolant 9 and preventing the occurrence of cavitation in the circulation path 30 of the aqueous coolant 9 and its A control method can be obtained.

次に、第3の実施形態に係るX線CT装置について説明する。この実施形態において、他の構成は上述した第2の実施形態と同一であり、同一の部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。図17は、第3の実施形態に係るX線CT装置1の回転架台6、並びに回転架台6に搭載されたX線管ユニット10、冷却ユニット20及びX線検出器40を示す正面図である。   Next, an X-ray CT apparatus according to the third embodiment will be described. In this embodiment, other configurations are the same as those of the second embodiment described above, and the same parts are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted. FIG. 17 is a front view showing the rotary base 6 of the X-ray CT apparatus 1 according to the third embodiment, and the X-ray tube unit 10, the cooling unit 20, and the X-ray detector 40 mounted on the rotary base 6. .

図17に示すように、冷却ユニット20は、上記マウント27、28を備えていない。冷却ユニット20は、マウント29を備えている。マウント29は、矩形枠状の周壁部と、板状の天井壁部と、周壁部及び天井壁部間に位置した板状の一対の側壁部と、が一体に形成されている。マウント29の周壁部は、フレーム部7の内壁に取付けられている。マウント29の周壁部は、は、開口部7aの周りを囲んでいる。
循環ポンプ22及び空盆60は、マウント29及び回転軸a1間に位置し、マウント29の天井壁部に載置され、フレーム部7の内壁には間接的に取付けられ、固着されている。
As shown in FIG. 17, the cooling unit 20 does not include the mounts 27 and 28. The cooling unit 20 includes a mount 29. The mount 29 is formed integrally with a rectangular frame-shaped peripheral wall portion, a plate-shaped ceiling wall portion, and a pair of plate-shaped side wall portions located between the peripheral wall portion and the ceiling wall portion. The peripheral wall portion of the mount 29 is attached to the inner wall of the frame portion 7. The peripheral wall of the mount 29 surrounds the opening 7a.
The circulation pump 22 and the air basin 60 are located between the mount 29 and the rotation axis a1, are placed on the ceiling wall portion of the mount 29, and are indirectly attached and fixed to the inner wall of the frame portion 7.

ラジエータ24は、周縁部がマウント29の周壁部に取付けられ、フレーム部7の内壁には間接的に取付けられ、固着されている。フレーム部7の内壁側の空間において、ラジエータ24が露出されるよう、マウント29の一対の側壁部は、所定の高さを持っている。言い換えると、マウント29の天井壁部及びラジエータ24間の空間からラジエータ24を清掃することができるように、マウント29の一対の側壁部は、所定の高さを持っている。また、マウント29の天井壁部及びラジエータ24間の空間では、空気の出入りが許可されるため、マウント29の天井壁部及びラジエータ24間の空間を通った空気がラジエータ24を通ることとなる。   The radiator 24 is attached to the peripheral wall portion of the mount 29 at the periphery, and is indirectly attached and fixed to the inner wall of the frame portion 7. In the space on the inner wall side of the frame portion 7, the pair of side wall portions of the mount 29 have a predetermined height so that the radiator 24 is exposed. In other words, the pair of side walls of the mount 29 has a predetermined height so that the radiator 24 can be cleaned from the space between the ceiling wall of the mount 29 and the radiator 24. In addition, since air is allowed to enter and leave in the space between the ceiling wall portion of the mount 29 and the radiator 24, the air passing through the space between the ceiling wall portion of the mount 29 and the radiator 24 passes through the radiator 24.

ファンユニット25は、フレーム部7に直接取り付けられている。ここでは、ファンユニット25は、フレーム部7の開口部7aに直接取り付けられ固着されている。
このため、マウント29の周壁部は、ラジエータ24及びファンユニット25の間に位置し、ラジエータ24の周囲の空気の流れをファンユニット25までガイドするダクトとしても機能している。
The fan unit 25 is directly attached to the frame portion 7. Here, the fan unit 25 is directly attached and fixed to the opening 7 a of the frame portion 7.
For this reason, the peripheral wall portion of the mount 29 is located between the radiator 24 and the fan unit 25, and also functions as a duct for guiding the air flow around the radiator 24 to the fan unit 25.

上記のように構成された第3の実施形態に係るX線CT装置1及びその制御方法によれば、X線CT装置1及びその制御方法は、上記第2の実施形態と同様の効果を得ることができる。   According to the X-ray CT apparatus 1 and the control method thereof according to the third embodiment configured as described above, the X-ray CT apparatus 1 and the control method thereof have the same effects as those of the second embodiment. be able to.

X線CT装置1は、マウント29を備えている。このため、機械的強度の設計が難しい上記第1の実施形態の筐体50無しにX線CT装置1を形成することができる。
循環ポンプ22及び空盆60をマウント29の天井壁部上に載置することができるため、冷却ユニット20をコンパクトに設計することができる。
The X-ray CT apparatus 1 includes a mount 29. For this reason, the X-ray CT apparatus 1 can be formed without the housing 50 of the first embodiment, which is difficult to design mechanical strength.
Since the circulation pump 22 and the air basin 60 can be mounted on the ceiling wall part of the mount 29, the cooling unit 20 can be designed compactly.

マウント29の一対の側壁部は所定の高さを持っているため、ラジエータ24は、フレーム部7の内壁側の空間において露出している。マウント29の天井壁部及びラジエータ24間の空間から、ラジエータ24にアクセスすることができる。このため、筐体2の一部を取り外すだけで、フレーム部7の内壁側の空間からラジエータ24を清掃することができ、ラジエータ24に堆積した埃を除去することができる。回転架台6から、冷却ユニット20を取り外したり、さらに冷却ユニット20に連結されたX線管ユニット10を併せて取り外したりすることなくラジエータ24を清掃することができるため、清掃(メンテナンス作業)にかかる時間を短縮することができる。   Since the pair of side wall portions of the mount 29 have a predetermined height, the radiator 24 is exposed in the space on the inner wall side of the frame portion 7. The radiator 24 can be accessed from the space between the ceiling wall of the mount 29 and the radiator 24. For this reason, the radiator 24 can be cleaned from the space on the inner wall side of the frame portion 7 only by removing a part of the housing 2, and dust accumulated on the radiator 24 can be removed. Since the radiator 24 can be cleaned without removing the cooling unit 20 from the rotating mount 6 and further removing the X-ray tube unit 10 connected to the cooling unit 20, it takes a cleaning (maintenance work). Time can be shortened.

上記のことから、水系冷却液9を使用してX線管13を冷却することができ、水系冷却液9の循環路30内におけるキャビテーションの発生を防止することができるX線CT装置1及びその制御方法を得ることができる。   From the above, the X-ray CT apparatus 1 capable of cooling the X-ray tube 13 using the aqueous coolant 9 and preventing the occurrence of cavitation in the circulation path 30 of the aqueous coolant 9 and its A control method can be obtained.

次に、第4の実施形態に係るX線CT装置について説明する。この実施形態において、他の構成は上述した第2の実施形態と同一であり、同一の部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。図18は、第4の実施形態に係るX線CT装置1の回転架台6、並びに回転架台6に搭載されたX線管ユニット10、冷却ユニット20及びX線検出器40を示す正面図である。   Next, an X-ray CT apparatus according to the fourth embodiment will be described. In this embodiment, other configurations are the same as those of the second embodiment described above, and the same parts are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted. FIG. 18 is a front view showing the rotary base 6 of the X-ray CT apparatus 1 according to the fourth embodiment, and the X-ray tube unit 10, the cooling unit 20, and the X-ray detector 40 mounted on the rotary base 6. .

図18に示すように、冷却ユニット20は、上記マウント27を備えていない。冷却ユニット20は、マウント29をさらに備えている。
循環ポンプ22は、マウント28内に位置し、マウント28取り付けられ、フレーム部7の内壁には間接的に取付けられ、固着されている。
空盆60は、マウント28及び回転軸a1間に位置し、マウント28に載置され、フレーム部7の内壁には間接的に取付けられ、固着されている。
As shown in FIG. 18, the cooling unit 20 does not include the mount 27. The cooling unit 20 further includes a mount 29.
The circulation pump 22 is located in the mount 28, is attached to the mount 28, and is indirectly attached and fixed to the inner wall of the frame portion 7.
The air basin 60 is located between the mount 28 and the rotation axis a1, is mounted on the mount 28, and is indirectly attached and fixed to the inner wall of the frame portion 7.

マウント29は、矩形枠状の周壁部と、板状の天井壁部と、周壁部及び天井壁部間に位置した板状の一対の側壁部と、が一体に形成されている。マウント29の周壁部は、フレーム部7の内壁に取付けられている。マウント29の周壁部は、は、開口部7aの周りを囲んでいる。   The mount 29 is formed integrally with a rectangular frame-shaped peripheral wall portion, a plate-shaped ceiling wall portion, and a pair of plate-shaped side wall portions located between the peripheral wall portion and the ceiling wall portion. The peripheral wall portion of the mount 29 is attached to the inner wall of the frame portion 7. The peripheral wall of the mount 29 surrounds the opening 7a.

X線管ユニット10(ハウジング12)は、マウント29及び回転軸a1間に位置し、マウント29の天井壁部に載置され、フレーム部7の内壁には間接的に取付けられ、固着されている。   The X-ray tube unit 10 (housing 12) is located between the mount 29 and the rotation axis a1, is placed on the ceiling wall portion of the mount 29, and is indirectly attached and fixed to the inner wall of the frame portion 7. .

ラジエータ24は、周縁部がマウント29の周壁部に取付けられ、フレーム部7の内壁には間接的に取付けられ、固着されている。フレーム部7の内壁側の空間において、ラジエータ24が露出されるよう、マウント29の一対の側壁部は、所定の高さを持っている。言い換えると、マウント29の天井壁部及びラジエータ24間の空間からラジエータ24を清掃することができるように、マウント29の一対の側壁部は、所定の高さを持っている。また、マウント29の天井壁部及びラジエータ24間の空間では、空気の出入りが許可されるため、マウント29の天井壁部及びラジエータ24間の空間を通った空気がラジエータ24を通ることとなる。   The radiator 24 is attached to the peripheral wall portion of the mount 29 at the periphery, and is indirectly attached and fixed to the inner wall of the frame portion 7. In the space on the inner wall side of the frame portion 7, the pair of side wall portions of the mount 29 have a predetermined height so that the radiator 24 is exposed. In other words, the pair of side walls of the mount 29 has a predetermined height so that the radiator 24 can be cleaned from the space between the ceiling wall of the mount 29 and the radiator 24. In addition, since air is allowed to enter and leave in the space between the ceiling wall portion of the mount 29 and the radiator 24, the air passing through the space between the ceiling wall portion of the mount 29 and the radiator 24 passes through the radiator 24.

ファンユニット25は、フレーム部7に直接取り付けられている。ここでは、ファンユニット25は、フレーム部7の開口部7aに直接取り付けられ固着されている。
このため、マウント29の周壁部は、ラジエータ24及びファンユニット25の間に位置し、ラジエータ24の周囲の空気の流れをファンユニット25までガイドするダクトとしても機能している。
The fan unit 25 is directly attached to the frame portion 7. Here, the fan unit 25 is directly attached and fixed to the opening 7 a of the frame portion 7.
For this reason, the peripheral wall portion of the mount 29 is located between the radiator 24 and the fan unit 25, and also functions as a duct for guiding the air flow around the radiator 24 to the fan unit 25.

上記のように構成された第4の実施形態に係るX線CT装置1及びその制御方法によれば、X線CT装置1及びその制御方法は、上記第2の実施形態と同様の効果を得ることができる。   According to the X-ray CT apparatus 1 and the control method thereof according to the fourth embodiment configured as described above, the X-ray CT apparatus 1 and the control method thereof have the same effects as those of the second embodiment. be able to.

上X線CT装置1は、マウント29を備えている。このため、機械的強度の設計が難しい上記第1の実施形態の筐体50無しにX線CT装置1を形成することができる。
空盆60をマウント28上に載置することができ、X線管ユニット10(ハウジング12)をマウント29の天井壁部上に載置することができるため、冷却ユニット20をコンパクトに設計することができる。
The upper X-ray CT apparatus 1 includes a mount 29. For this reason, the X-ray CT apparatus 1 can be formed without the housing 50 of the first embodiment, which is difficult to design mechanical strength.
Since the air basin 60 can be placed on the mount 28 and the X-ray tube unit 10 (housing 12) can be placed on the ceiling wall of the mount 29, the cooling unit 20 can be designed to be compact. Can do.

上記のことから、水系冷却液9を使用してX線管13を冷却することができ、水系冷却液9の循環路30内におけるキャビテーションの発生を防止することができるX線CT装置1及びその制御方法を得ることができる。   From the above, the X-ray CT apparatus 1 capable of cooling the X-ray tube 13 using the aqueous coolant 9 and preventing the occurrence of cavitation in the circulation path 30 of the aqueous coolant 9 and its A control method can be obtained.

なお、この発明は上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化可能である。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the components without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiments. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.

例えば、空盆60は、循環路30に取付けられていればよく、第1の実施形態のように、冷却ユニット20とは別に設けられていてもよい。
図19に示すように、空盆60は、X線管ユニット10に設けられていてもよい。
For example, the air basin 60 only needs to be attached to the circulation path 30, and may be provided separately from the cooling unit 20 as in the first embodiment.
As shown in FIG. 19, the air basin 60 may be provided in the X-ray tube unit 10.

ハウジング12及び空盆60の開口部61aは、導管12aを介して気密に連通されている。 The housing 61 and the opening 61a of the air basin 60 are in airtight communication with each other via a conduit 12a.

図20は、図19に示したX線管ユニット10の分離状態を示す概略構成図である。
図20に示すように、分離状態のX線管ユニット10は、空盆60を備えている。このため、X線管ユニット10に付加すること無く、分離状態のX線管ユニット10における、外部への液(水系冷却液9)漏れを防止することができ、内部への空気の混入を防止することができる。
FIG. 20 is a schematic configuration diagram showing a separated state of the X-ray tube unit 10 shown in FIG.
As shown in FIG. 20, the X-ray tube unit 10 in the separated state includes an air basin 60. For this reason, without adding to the X-ray tube unit 10, leakage of the liquid (aqueous coolant 9) to the outside in the X-ray tube unit 10 in the separated state can be prevented, and mixing of air into the inside can be prevented. can do.

分離状態の冷却ユニット20は、水系冷却液9の体積変化を吸収し難い構成である。そこで、導管21a、21b、21cをホースで形成することにより、導管21a、21b、21cに、水系冷却液9の体積変化を吸収させる機能を持たせることができる。しかし、導管21a、21b、21cだけでは水系冷却液9の体積変化を十分に吸収できない場合がある。この場合、分離状態の冷却ユニット20には空盆を取付けた方が好ましい。   The cooling unit 20 in the separated state is configured to hardly absorb the volume change of the aqueous coolant 9. Therefore, by forming the conduits 21a, 21b, and 21c with hoses, the conduits 21a, 21b, and 21c can have a function of absorbing the volume change of the aqueous coolant 9. However, there are cases where the volume changes of the aqueous coolant 9 cannot be sufficiently absorbed by the conduits 21a, 21b, and 21c alone. In this case, it is preferable to attach an air tray to the cooling unit 20 in the separated state.

図21は、図19に示した冷却ユニット20の分離状態を示す概略構成図である。
図21に示すように、冷却ユニット20には、ベローズ機構としての空盆90が取付けられている。空盆90は、互いに気密、かつ液密に連結されたプラグ85及び導管86を介して冷却ユニット20に取付けられている。ソケット81及びプラグ85は、着脱自在継手としてのカプラを形成し、連結状態において、気密、かつ液密に連結されている。開口部91aは、導管86に気密に連通されている。
これにより、分離状態の冷却ユニット20における、外部への液(水系冷却液9)漏れを防止することができ、内部への空気の混入を防止することができる。
FIG. 21 is a schematic configuration diagram showing a separated state of the cooling unit 20 shown in FIG.
As shown in FIG. 21, an air tray 90 as a bellows mechanism is attached to the cooling unit 20. The air basin 90 is attached to the cooling unit 20 via a plug 85 and a conduit 86 that are connected to each other in an airtight and liquid-tight manner. The socket 81 and the plug 85 form a coupler as a detachable joint, and are connected in an airtight and liquid-tight manner in the connected state. The opening 91 a is in airtight communication with the conduit 86.
As a result, leakage of the liquid (aqueous coolant 9) to the outside in the separated cooling unit 20 can be prevented, and air can be prevented from being mixed inside.

図22に示すように、熱伝達面1sがX線管13の内部に位置している場合、ハウジング12内に水系冷却液9が収容されている。そして、導管11b及びX線管13は、直接又は継手を介して間接的に連結されていてもよい。導管11aは、一端がハウジング12の水系冷却液取入れ口12iに気密に取付けられている。   As shown in FIG. 22, when the heat transfer surface 1 s is located inside the X-ray tube 13, the aqueous coolant 9 is accommodated in the housing 12. The conduit 11b and the X-ray tube 13 may be connected directly or indirectly through a joint. One end of the conduit 11 a is airtightly attached to the aqueous coolant intake 12 i of the housing 12.

図23に示すように、熱伝達面1sがX線管13の内部に位置している場合、ハウジング12内に水系冷却液9が収容されている。そして、導管11a及び導管11bは、ともにX線管13に直接又は継手を介して間接的に連結されていてもよい。この場合、ハウジング12内に水系冷却液は収容されていてもよく、逆に収容されていなくともよい。X線管13の内部は、導管11a及び導管11bとともに循環路30の一部を形成している。これにより、X線管13の内部の熱伝達面1sを水系冷却液9が循環することで、X線管13、特に陽極ターゲットを冷却することができる。   As shown in FIG. 23, when the heat transfer surface 1 s is located inside the X-ray tube 13, the aqueous coolant 9 is accommodated in the housing 12. And both the conduit | pipe 11a and the conduit | pipe 11b may be connected with the X-ray tube 13 directly or indirectly through the coupling. In this case, the aqueous coolant may be accommodated in the housing 12 or may not be accommodated conversely. The inside of the X-ray tube 13 forms a part of the circulation path 30 together with the conduit 11a and the conduit 11b. Thus, the aqueous coolant 9 circulates through the heat transfer surface 1s inside the X-ray tube 13, whereby the X-ray tube 13, particularly the anode target, can be cooled.

図24に示すように、熱伝達面1sがX線管13の外面である場合、ハウジング12内に水系冷却液9が収容されている。ハウジング12は、導管11a及び導管11bとともに循環路30の一部を形成している。そして、X線管13の熱伝達面1sを水系冷却液9が循環することで、X線管13、特に後述する陽極ターゲットを冷却することができる。   As shown in FIG. 24, when the heat transfer surface 1 s is the outer surface of the X-ray tube 13, the aqueous coolant 9 is accommodated in the housing 12. The housing 12 forms a part of the circulation path 30 together with the conduit 11a and the conduit 11b. And the water-system coolant 9 circulates through the heat transfer surface 1s of the X-ray tube 13, whereby the X-ray tube 13, particularly an anode target described later, can be cooled.

図25に示すように、X線CT装置1は、圧力検出器301、上述した制御部の一部である圧力制御装置302、圧力調整機構303及び導管304をさらに備えていてもよい。圧力検出器301(圧力センサ)は、ケース61に気密に取付けられている。圧力検出器301は、第2空間64の圧力(ガス圧力)を検出するものである。圧力検出器301は、検出した圧力の情報を圧力制御装置302に送信する。圧力制御装置302は、上記圧力の情報に基づいて圧力調整機構303の駆動を制御する。   As shown in FIG. 25, the X-ray CT apparatus 1 may further include a pressure detector 301, a pressure control device 302 that is a part of the above-described control unit, a pressure adjustment mechanism 303, and a conduit 304. The pressure detector 301 (pressure sensor) is airtightly attached to the case 61. The pressure detector 301 detects the pressure (gas pressure) in the second space 64. The pressure detector 301 transmits information on the detected pressure to the pressure control device 302. The pressure control device 302 controls the driving of the pressure adjustment mechanism 303 based on the pressure information.

圧力調整機構303は、導管304を介して通気孔65に気密に連通されている。なお、この例では第2空間64が大気に開放されないことは言うまでもない。圧力調整機構303は、第2空間64のガスの圧力を調整可能である。   The pressure adjustment mechanism 303 is in airtight communication with the vent hole 65 via a conduit 304. In this example, it goes without saying that the second space 64 is not opened to the atmosphere. The pressure adjustment mechanism 303 can adjust the gas pressure in the second space 64.

圧力調整機構303が加圧機構として機能する場合、第2空間64のガスの圧力を、大気圧に比べて圧力の高い正圧に調整可能である。圧力調整機構303が減圧機構として機能する場合、第2空間64のガスの圧力を、負圧に調整可能である。   When the pressure adjusting mechanism 303 functions as a pressurizing mechanism, the gas pressure in the second space 64 can be adjusted to a positive pressure that is higher than the atmospheric pressure. When the pressure adjustment mechanism 303 functions as a pressure reduction mechanism, the gas pressure in the second space 64 can be adjusted to a negative pressure.

次に、図25に示すように構成されたX線CT装置1の制御方法として、X線CT装置1による、冷却モード時の動作とを説明する。制御部(圧力制御装置302)は、圧力調整機構303をさらに制御する。   Next, as a method for controlling the X-ray CT apparatus 1 configured as shown in FIG. 25, the operation in the cooling mode by the X-ray CT apparatus 1 will be described. The control unit (pressure control device 302) further controls the pressure adjustment mechanism 303.

制御部は、撮影モードの後、冷却モードに切替えると、X線管ユニット10からのX線の放出を休止させ、水系冷却液9の温度が所定の許容上限温度以下(例えば大気圧の場合の沸点以下)になるまで、第2空間64のガスの圧力を正圧に調整し水系冷却液9の循環を維持した状態で回転架台6の回転を休止させて冷却することができる。   When the control unit switches to the cooling mode after the imaging mode, the control unit stops the emission of X-rays from the X-ray tube unit 10 and the temperature of the aqueous coolant 9 is equal to or lower than a predetermined allowable upper limit temperature (for example, in the case of atmospheric pressure). The pressure of the gas in the second space 64 is adjusted to a positive pressure and the rotation of the rotating gantry 6 can be stopped and cooled while the circulation of the aqueous coolant 9 is maintained until the boiling point is below the boiling point).

すなわち、冷却モードにおいて、X線管13によるX線の曝射終了後に、水系冷却液9の温度が高いうちは第2空間64のガスの圧力を正圧に調整することにより、回転架台6の回転を維持しなくとも熱伝達面1sの近傍の領域におけるバーンアウトの発生を回避することができる。   That is, in the cooling mode, after the X-ray exposure by the X-ray tube 13 is finished, the gas pressure in the second space 64 is adjusted to a positive pressure while the temperature of the aqueous coolant 9 is high, so Even without maintaining the rotation, it is possible to avoid the occurrence of burnout in a region near the heat transfer surface 1s.

その他、X線管ユニット10の稼動を開始した直後の初期状態など、水系冷却液9の温度が十分に低い状態では、熱流速を上昇させるため、圧力調整機構303は、第2空間64の圧力を負圧に調整し、水系冷却液9の沸点を下げる。水系冷却液9の温度が低い場合でも沸騰熱伝達が可能となるため、X線管13の発熱部の温度を低く保ったままで熱伝達量を増大させることが可能となる。   In addition, in a state where the temperature of the aqueous coolant 9 is sufficiently low, such as an initial state immediately after the operation of the X-ray tube unit 10 is started, the pressure adjusting mechanism 303 increases the pressure of the second space 64 in order to increase the heat flow rate. Is adjusted to a negative pressure to lower the boiling point of the aqueous coolant 9. Since boiling heat transfer is possible even when the temperature of the aqueous coolant 9 is low, it is possible to increase the heat transfer amount while keeping the temperature of the heat generating part of the X-ray tube 13 low.

さらにX線管ユニット10の稼動が続き、X線管13の熱伝達面の温度が上昇すると、水系冷却液9の温度も上昇する。このため、水系冷却液9の温度上昇とともに、圧力調整機構303は、第2空間64の圧力を大気圧に調整し、水系冷却液9の沸点を上昇させ、さらには、第2空間64の圧力を正圧に調整し、水系冷却液9の沸点をさらに上昇させる。これにより、X線管13の熱伝達面1sから放出される沸騰熱を水系冷却液9に伝達させることができる。そして、バーンアウトの発生を回避しつつ、十分な熱流速を得ることができるため、一定のX線管入力パワーでの連続入力を可能とすることができる。   When the operation of the X-ray tube unit 10 continues and the temperature of the heat transfer surface of the X-ray tube 13 rises, the temperature of the aqueous coolant 9 also rises. Therefore, as the temperature of the aqueous coolant 9 increases, the pressure adjustment mechanism 303 adjusts the pressure of the second space 64 to atmospheric pressure, increases the boiling point of the aqueous coolant 9, and further increases the pressure of the second space 64. Is adjusted to a positive pressure to further increase the boiling point of the aqueous coolant 9. Thereby, the boiling heat released from the heat transfer surface 1 s of the X-ray tube 13 can be transmitted to the aqueous coolant 9. Since a sufficient heat flow rate can be obtained while avoiding the occurrence of burnout, continuous input with a constant X-ray tube input power can be made possible.

水系冷却液9は、予め脱気されていた方が好ましい。そうでない場合には、使用中に水系冷却液9の温度上昇とともに溶存ガスが気泡として発生したり、キャビテーションが起こり易くなったりする原因となる。   The aqueous coolant 9 is preferably degassed in advance. Otherwise, the dissolved gas is generated as bubbles as the temperature of the aqueous coolant 9 rises during use, or cavitation is likely to occur.

空盆60は、ハウジング12及び循環ポンプ22とは独立して、直接又は間接的に回転架台6に取付けられていてもよい。
ハウジング12、循環ポンプ22及び空盆60は、それぞれ独立して、直接又は間接的に回転架台6に取付けられていてもよい。
循環ポンプ22、ラジエータ24及びファンユニット25は、筐体に収納され、ユニット化されていてもよい。
The air basin 60 may be directly or indirectly attached to the rotating mount 6 independently of the housing 12 and the circulation pump 22.
The housing 12, the circulation pump 22, and the air basin 60 may be independently and directly or indirectly attached to the rotating mount 6.
The circulation pump 22, the radiator 24, and the fan unit 25 may be housed in a housing and unitized.

X線管ユニット10(ハウジング12)、循環ポンプ22、ラジエータ24、ファンユニット25及び空盆60は、互いに独立して、回転架台6に直接又は間接的に取付けられていてもよい。   The X-ray tube unit 10 (housing 12), the circulation pump 22, the radiator 24, the fan unit 25, and the air basin 60 may be directly or indirectly attached to the rotating mount 6 independently of each other.

ラジエータ24は、平板状であり、フレーム部7の内壁にほぼ平行に配置されているが、種々変形可能である。ラジエータ24は、任意形状でよく、また積層させてもよく、フレーム部7の内壁に対して傾斜して配置されていてもよい。   The radiator 24 has a flat plate shape and is disposed substantially parallel to the inner wall of the frame portion 7, but can be variously modified. The radiator 24 may have an arbitrary shape, may be stacked, and may be disposed to be inclined with respect to the inner wall of the frame portion 7.

回転架台6の回転速度は3rpsを超える場合、機械的強度を確保するため、上述した第2乃至第4の実施形態で示したように、ファンユニット25は回転架台6の開口部7aに直接取り付けられていることが好ましく、ラジエータ24、空盆60及び循環ポンプ22も、それぞれ回転架台6に固定された専用のマウントに取付けた方が好ましい。また、第2乃至第4の実施形態の変形例として、循環ポンプ22及びダクト26の少なくとも一つを、ラジエータ24とともに一つの筐体に収納し、その筐体を回転架台6に、ファンユニットの直上に位置するように、取り付けることもできる。   When the rotational speed of the rotating gantry 6 exceeds 3 rps, the fan unit 25 is directly attached to the opening 7a of the rotating gantry 6 as shown in the second to fourth embodiments to secure mechanical strength. It is preferable that the radiator 24, the air basin 60, and the circulation pump 22 are also attached to dedicated mounts fixed to the rotary mount 6. As a modification of the second to fourth embodiments, at least one of the circulation pump 22 and the duct 26 is housed in a single casing together with the radiator 24, and the casing is mounted on the rotary base 6 and the fan unit. It can also be mounted so that it is located directly above.

なお、ラジエータ24の回転軸側の露出面に、ラジエータ24の冷却性能に悪影響を及ぼさない程度に通気性の良いメッシュ状のカバーもしくはフィルター(以下フィルターなど)を、着脱可能なように設置することにより、大きな埃を除去することができる。これらフィルターなどの清掃、又は交換は、ラジエータ24の清掃に比べてより短時間で実施することができる。フィルターなどの清掃又は交換を頻繁に実施することにより、ラジエータ24の清掃の頻度を低減することが可能となる。   It should be noted that a mesh-like cover or filter (hereinafter referred to as a filter) that has good air permeability to the extent that the cooling performance of the radiator 24 is not adversely affected is detachably installed on the exposed surface of the radiator 24 on the rotating shaft side. Thus, large dust can be removed. Cleaning or replacement of these filters and the like can be performed in a shorter time than cleaning of the radiator 24. By frequently performing cleaning or replacement of the filter or the like, it is possible to reduce the frequency of cleaning of the radiator 24.

圧力調整機構303は、第2空間64のガスの圧力を、大気圧又は正圧に調整可能に形成されていてもよい。また、圧力調整機構303は、第2空間64のガスの圧力を、大気圧又は負圧に調整可能に形成されていてもよい。
循環ポンプ22としては、遠心ポンプや、ギアポンプを利用することができる。
The pressure adjustment mechanism 303 may be formed so that the pressure of the gas in the second space 64 can be adjusted to atmospheric pressure or positive pressure. The pressure adjustment mechanism 303 may be formed so that the gas pressure in the second space 64 can be adjusted to atmospheric pressure or negative pressure.
As the circulation pump 22, a centrifugal pump or a gear pump can be used.

本発明は、上述したX線CT装置に限定されるものではなく、各種のX線CT装置に適用可能である。   The present invention is not limited to the X-ray CT apparatus described above, and can be applied to various X-ray CT apparatuses.

1…X線CT装置、1s…熱伝達面、2…筐体、5…固定架台、6…回転架台、9…冷却液、10…X線管ユニット、11a,11b,12a,21a,21b,21c,21d…導管、12…ハウジング、12w…X線放射口、13…X線管、16…第1温度検出器、17…第2温度検出器、20…冷却ユニット、22…循環ポンプ、23…熱交換器、24…ラジエータ、25…ファンユニット、26…ダクト、27,28,29…マウント、30…循環路、40…X線検出器、50…筐体、60,90…空盆、150,235…陽極ターゲット、180,236…陰極、190,231…真空外囲器、301…圧力検出器、302…圧力制御装置、303…圧力調整機構、a1,a2…回転軸、R0,R1,R2,R3…回転軸からの距離、ρ…冷却液の密度、ω…角速度、p…内圧成分、P0…圧力、p´…飽和蒸気圧。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... X-ray CT apparatus, 1s ... Heat transfer surface, 2 ... Housing, 5 ... Fixed mount, 6 ... Rotating mount, 9 ... Coolant, 10 ... X-ray tube unit, 11a, 11b, 12a, 21a, 21b, 21c, 21d ... conduit, 12 ... housing, 12w ... X-ray emission port, 13 ... X-ray tube, 16 ... first temperature detector, 17 ... second temperature detector, 20 ... cooling unit, 22 ... circulation pump, 23 ... heat exchanger, 24 ... radiator, 25 ... fan unit, 26 ... duct, 27, 28, 29 ... mount, 30 ... circulation path, 40 ... X-ray detector, 50 ... housing, 60, 90 ... air tray, 150, 235 ... anode target, 180, 236 ... cathode, 190, 231 ... vacuum envelope, 301 ... pressure detector, 302 ... pressure control device, 303 ... pressure adjusting mechanism, a1, a2 ... rotating shaft, R0, R1 , R2, R3 ... Distance from the rotation axis , [Rho ... density of the cooling liquid, omega ... angular velocity, p ... pressure component, P0 ... pressure, p'... saturated vapor pressure.

Claims (16)

ハウジングと、電子を放出する陰極、前記電子が衝突されることによりX線を放出する陽極ターゲット、並びに前記陰極及び陽極ターゲットを収納した真空外囲器を含み、前記ハウジングに収納されたX線管と、を有したX線管ユニットと、
前記X線管が発生する熱の少なくとも一部が伝達される水系冷却液と、
前記ハウジングに接続され、前記水系冷却液が流れる導管と、
前記導管に取付けられ、前記水系冷却液を循環させ、前記X線管ユニット及び導管とともに前記水系冷却液が循環する循環路を形成する循環ポンプと、
前記循環路に取付けられ、前記水系冷却液を前記循環路から外れたガス空間と隔てる弾性隔膜を有し、前記水系冷却液の体積変化を吸収するベローズ機構と、
回転軸を中心に回転し、前記X線管ユニット、導管、循環ポンプ及びベローズ機構が取付けられた回転架台と、
前記回転軸に対して前記X線管ユニットの反対側に位置し、前記回転架台に取付けられ、前記X線を検出するX線検出器と、を備え、
前記回転軸から前記弾性隔膜までの距離の平均値をR0、
前記ガス空間の圧力をP0、
前記ハウジングの表面の最高温度に達した状態における前記水系冷却液の飽和蒸気圧をp´、
前記ハウジングをその一部に含む前記循環路までの前記回転軸からの距離の最小値をR1、
前記回転軸から前記循環ポンプの前記水系冷却液の導入口までの距離の最小値をR2、
前記水系冷却液の密度をρ、
前記回転架台の角速度をω、とすると、
P0−p´>0.5・(R0+R1)・(R0−R1)・ρ・ω、及び
R2>R0
であることを特徴とするX線コンピュータ断層撮影装置。
An X-ray tube housed in the housing, comprising a housing, a cathode that emits electrons, an anode target that emits X-rays when the electrons collide, and a vacuum envelope that houses the cathode and anode target And an X-ray tube unit having
An aqueous coolant to which at least part of the heat generated by the X-ray tube is transmitted;
A conduit connected to the housing and through which the aqueous coolant flows;
A circulation pump attached to the conduit for circulating the aqueous coolant and forming a circulation path for circulating the aqueous coolant with the X-ray tube unit and the conduit;
A bellows mechanism attached to the circulation path, having an elastic diaphragm separating the aqueous coolant from a gas space outside the circulation path, and absorbing a volume change of the aqueous coolant;
A rotating gantry that rotates about a rotating shaft and has the X-ray tube unit, conduit, circulation pump, and bellows mechanism attached thereto;
An X-ray detector that is located on the opposite side of the X-ray tube unit with respect to the rotation axis, is attached to the rotary mount, and detects the X-ray;
The average value of the distance from the rotation axis to the elastic diaphragm is R0,
The pressure of the gas space is P0,
P ′ represents a saturated vapor pressure of the aqueous coolant in a state where the maximum temperature of the surface of the housing has been reached.
The minimum value of the distance from the rotating shaft to the circulation path including the housing as a part thereof is R1,
The minimum value of the distance from the rotating shaft to the inlet of the aqueous coolant of the circulation pump is R2,
The density of the aqueous coolant is ρ,
When the angular velocity of the rotating mount is ω,
P0−p ′> 0.5 · (R0 + R1) · (R0−R1) · ρ · ω 2 , and R2> R0
An X-ray computed tomography apparatus characterized by
前記X線管ユニットは、前記陽極ターゲットへの電子の衝突に伴って発生する熱を前記水系冷却液に沸騰熱伝達する熱伝達面をさらに有し、
前記回転軸から前記熱伝達面までの距離の最小値をR3、とすると、
R3>R0
であることを特徴とする請求項1に記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
The X-ray tube unit further has a heat transfer surface that transfers heat generated by collision of electrons to the anode target to the water-based cooling liquid,
When the minimum value of the distance from the rotating shaft to the heat transfer surface is R3,
R3> R0
The X-ray computed tomography apparatus according to claim 1, wherein:
前記ガス空間は大気に開放され、
P0=1気圧
であることを特徴とする請求項1又は2に記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
The gas space is open to the atmosphere;
3. The X-ray computed tomography apparatus according to claim 1, wherein P0 = 1 atm.
前記回転架台に取付けられ、前記導管に取付けられて前記循環路の一部を形成し、前記水系冷却液の熱を外部へ放出させるラジエータと、
前記回転架台に取付けられ、前記ラジエータの周囲に空気の流れを作りだすファンユニットと、をさらに備えていることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
A radiator attached to the rotating mount, attached to the conduit to form a part of the circulation path, and releasing heat of the aqueous coolant to the outside;
4. The X-ray computed tomography apparatus according to claim 1, further comprising: a fan unit that is attached to the rotating mount and creates a flow of air around the radiator. 5. .
前記ベローズ機構は、前記ハウジング及び循環ポンプとは独立して、直接又は間接的に前記回転架台に取付けられていることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載のX線コンピュータ断層撮影装置。   5. The X-ray computer according to claim 1, wherein the bellows mechanism is directly or indirectly attached to the rotating mount independently of the housing and the circulation pump. Tomography apparatus. 前記ハウジング、循環ポンプ及びベローズ機構は、それぞれ独立して、直接又は間接的に前記回転架台に取付けられていることを特徴とする請求項5に記載のX線コンピュータ断層撮影装置。   The X-ray computed tomography apparatus according to claim 5, wherein the housing, the circulation pump, and the bellows mechanism are independently or directly attached to the rotating mount. 前記ベローズ機構は、前記ハウジングの外面に取付けられていることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載のX線コンピュータ断層撮影装置。   The X-ray computed tomography apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the bellows mechanism is attached to an outer surface of the housing. 前記回転架台に取付けられた筐体をさらに備え、
前記循環ポンプ、ラジエータ及びファンユニットは、前記筐体に収納され、ユニット化されていることを特徴とする請求項4に記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
Further comprising a housing attached to the rotating mount,
The X-ray computed tomography apparatus according to claim 4, wherein the circulation pump, the radiator, and the fan unit are housed in the casing and unitized.
前記X線管ユニットの内部を流れる前記水系冷却液の温度を検出する温度検出器をさらに備えたことを特徴とする請求項1乃至8の何れか1項に記載のX線コンピュータ断層撮影装置。   The X-ray computed tomography apparatus according to any one of claims 1 to 8, further comprising a temperature detector that detects a temperature of the water-based coolant flowing inside the X-ray tube unit. 前記水系冷却液は予め脱気されていることを特徴とする請求項1乃至9の何れか1項に記載のX線コンピュータ断層撮影装置。   The X-ray computed tomography apparatus according to claim 1, wherein the aqueous coolant is deaerated in advance. 前記回転架台を回転させる駆動部と、
前記駆動部、循環ポンプ、X線管ユニット及びX線検出器を制御し、前記温度検出器で検出した前記水系冷却液の温度の情報を取得する制御部と、をさらに備え、
前記制御部は、
前記回転架台の回転及び前記水系冷却液の循環を行いながら前記X線管ユニットから放出させたX線を前記X線検出器で検出させる撮影モードと、
前記撮影モードの後、前記X線管ユニットからのX線の放出を休止させ、前記X線管ユニットの内部を流れる前記水系冷却液の温度が所定の許容上限温度以下になるまで前記回転架台の回転及び前記水系冷却液の循環を維持させる冷却モードと、
に切替え可能であることを特徴とする請求項9に記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
A drive unit for rotating the rotary mount;
A controller that controls the drive unit, the circulation pump, the X-ray tube unit, and the X-ray detector, and acquires information on the temperature of the aqueous coolant detected by the temperature detector;
The controller is
An imaging mode in which the X-ray detector detects the X-rays emitted from the X-ray tube unit while rotating the rotating mount and circulating the aqueous coolant.
After the imaging mode, the emission of X-rays from the X-ray tube unit is suspended, and the rotation of the rotating gantry is continued until the temperature of the aqueous coolant flowing through the X-ray tube unit falls below a predetermined allowable upper limit temperature. A cooling mode for maintaining rotation and circulation of the aqueous coolant;
The X-ray computed tomography apparatus according to claim 9, wherein the X-ray computed tomography apparatus can be switched to
前記回転架台を回転させる駆動部と、
前記ガス空間に連通され、前記ガス空間のガスの圧力を調整可能な圧力調整機構と、
前記駆動部、循環ポンプ、X線管ユニット、X線検出器及び圧力調整機構を制御し、前記温度検出器で検出した前記水系冷却液の温度の情報を取得する制御部と、をさらに備え、
前記制御部は、
前記回転架台の回転及び前記水系冷却液の循環を行いながら前記X線管ユニットから放出させたX線を前記X線検出器で検出させる撮影モードと、
前記撮影モードの後、前記X線管ユニットからのX線の放出を休止させ、前記X線管ユニットの内部を流れる前記水系冷却液の温度が所定の許容上限温度以下になるまで、前記ガス空間のガスの圧力を正圧に調整し前記水系冷却液の循環を維持した状態で前記回転架台の回転を休止させる冷却モードと、
に切替え可能であることを特徴とする請求項9に記載のX線コンピュータ断層撮影装置。
A drive unit for rotating the rotary mount;
A pressure adjusting mechanism communicated with the gas space and capable of adjusting a gas pressure in the gas space;
A controller that controls the drive unit, the circulation pump, the X-ray tube unit, the X-ray detector, and the pressure adjustment mechanism, and acquires information on the temperature of the aqueous coolant detected by the temperature detector;
The controller is
An imaging mode in which the X-ray detector detects the X-rays emitted from the X-ray tube unit while rotating the rotating mount and circulating the aqueous coolant.
After the imaging mode, the emission of X-rays from the X-ray tube unit is stopped, and the gas space is kept until the temperature of the aqueous coolant flowing through the X-ray tube unit falls below a predetermined allowable upper limit temperature. A cooling mode in which the rotation of the rotating gantry is stopped in a state where the pressure of the gas is adjusted to a positive pressure and the circulation of the aqueous coolant is maintained.
The X-ray computed tomography apparatus according to claim 9, wherein the X-ray computed tomography apparatus can be switched to
前記所定の許容上限温度は大気圧の場合の前記水系冷却液の沸点であることを特徴とする請求項11又は12に記載のX線コンピュータ断層撮影装置。   The X-ray computed tomography apparatus according to claim 11 or 12, wherein the predetermined allowable upper limit temperature is a boiling point of the aqueous coolant at atmospheric pressure. ハウジングと、電子を放出する陰極、前記電子が衝突されることによりX線を放出する陽極ターゲット、並びに前記陰極及び陽極ターゲットを収納した真空外囲器を含み、前記ハウジングに収納されたX線管と、を有したX線管ユニットと、前記X線管が発生する熱の少なくとも一部が伝達される水系冷却液と、前記ハウジングに接続され、前記水系冷却液が流れる導管と、前記導管に取付けられ、前記水系冷却液を循環させ、前記X線管ユニット及び導管とともに前記水系冷却液が循環する循環路を形成する循環ポンプと、前記循環路に取付けられ、前記水系冷却液を前記循環路から外れたガス空間と隔てる弾性隔膜を有し、前記水系冷却液の体積変化を吸収するベローズ機構と、回転軸を中心に回転し、前記X線管ユニット、導管、循環ポンプ及びベローズ機構が取付けられた回転架台と、前記回転架台を回転させる駆動部と、前記回転軸に対して前記X線管ユニットの反対側に位置し、前記回転架台に取付けられ、前記X線を検出するX線検出器と、前記X線管ユニットの内部を流れる前記水系冷却液の温度を検出する温度検出器と、を備え、前記回転軸から前記弾性隔膜までの距離の平均値をR0、前記ガス空間の圧力をP0、前記ハウジングの表面の最高温度に達した状態における前記水系冷却液の飽和蒸気圧をp´、前記ハウジングをその一部に含む前記循環路までの前記回転軸からの距離の最小値をR1、前記回転軸から前記循環ポンプの前記水系冷却液の導入口までの距離の最小値をR2、前記水系冷却液の密度をρ、前記回転架台の角速度をω、とすると、
P0−p´>0.5・(R0+R1)・(R0−R1)・ρ・ω、及び
R2>R0
であるX線コンピュータ断層撮影装置の制御方法において、
前記回転架台の回転及び前記水系冷却液の循環を行いながら前記X線管ユニットから放出させたX線を前記X線検出器で検出させて撮影を行い、
前記撮影を行った後、前記X線管ユニットからのX線の放出を休止させ、前記X線管ユニットの内部を流れる前記水系冷却液の温度が所定の許容上限温度以下になるまで前記回転架台の回転及び前記水系冷却液の循環を維持させて冷却を行う、
ことを特徴とするX線コンピュータ断層撮影装置の制御方法。
An X-ray tube housed in the housing, comprising a housing, a cathode that emits electrons, an anode target that emits X-rays when the electrons collide, and a vacuum envelope that houses the cathode and anode target And an X-ray tube unit, an aqueous coolant to which at least a part of heat generated by the X-ray tube is transmitted, a conduit connected to the housing and through which the aqueous coolant flows, and the conduit A circulating pump that circulates the aqueous coolant and circulates the aqueous coolant together with the X-ray tube unit and the conduit; and is attached to the circulation path and passes the aqueous coolant to the circulation path A bellows mechanism that has an elastic diaphragm that separates from the gas space separated from the gas space, and absorbs a volume change of the aqueous coolant, and rotates about a rotation axis, and the X-ray tube unit, conduit, and circulation A rotary gantry to which a pump and a bellows mechanism are attached; a drive unit that rotates the rotary gantry; and a rotary shaft that is located on the opposite side of the X-ray tube unit with respect to the rotary shaft, and is attached to the rotary gantry, An X-ray detector that detects the temperature of the water-based coolant flowing in the X-ray tube unit, and an average value of the distance from the rotating shaft to the elastic diaphragm is R0. The pressure of the gas space is P0, the saturated vapor pressure of the water-based coolant in a state where the maximum temperature of the surface of the housing is reached, p ′, and from the rotating shaft to the circulation path including the housing as a part thereof R1 is the minimum distance, R2 is the minimum distance from the rotating shaft to the inlet of the aqueous coolant of the circulation pump, ρ is the density of the aqueous coolant, and ω is the angular velocity of the rotating base. Then
P0−p ′> 0.5 · (R0 + R1) · (R0−R1) · ρ · ω 2 , and R2> R0
In the control method of the X-ray computed tomography apparatus,
The X-ray detector detects the X-rays emitted from the X-ray tube unit while rotating the rotating mount and circulating the aqueous coolant, and performs imaging.
After the imaging, the X-ray emission from the X-ray tube unit is stopped, and the rotating gantry is kept until the temperature of the water-based coolant flowing inside the X-ray tube unit falls below a predetermined allowable upper limit temperature. The cooling is performed while maintaining the rotation of the water-based coolant and the circulation of the aqueous coolant.
A control method for an X-ray computed tomography apparatus.
ハウジングと、電子を放出する陰極、前記電子が衝突されることによりX線を放出する陽極ターゲット、並びに前記陰極及び陽極ターゲットを収納した真空外囲器を含み、前記ハウジングに収納されたX線管と、を有したX線管ユニットと、前記X線管が発生する熱の少なくとも一部が伝達される水系冷却液と、前記ハウジングに接続され、前記水系冷却液が流れる導管と、前記導管に取付けられ、前記水系冷却液を循環させ、前記X線管ユニット及び導管とともに前記水系冷却液が循環する循環路を形成する循環ポンプと、前記循環路に取付けられ、前記水系冷却液を前記循環路から外れたガス空間と隔てる弾性隔膜を有し、前記水系冷却液の体積変化を吸収するベローズ機構と、回転軸を中心に回転し、前記X線管ユニット、導管、循環ポンプ及びベローズ機構が取付けられた回転架台と、前記回転架台を回転させる駆動部と、前記回転軸に対して前記X線管ユニットの反対側に位置し、前記回転架台に取付けられ、前記X線を検出するX線検出器と、前記X線管ユニットの内部を流れる前記水系冷却液の温度を検出する温度検出器と、前記ガス空間に連通され、前記ガス空間のガスの圧力を調整可能な圧力調整機構と、を備え、前記回転軸から前記弾性隔膜までの距離の平均値をR0、前記ガス空間の圧力をP0、前記ハウジングの表面の最高温度に達した状態における前記水系冷却液の飽和蒸気圧をp´、前記ハウジングをその一部に含む前記循環路までの前記回転軸からの距離の最小値をR1、前記回転軸から前記循環ポンプの前記水系冷却液の導入口までの距離の最小値をR2、前記水系冷却液の密度をρ、前記回転架台の角速度をω、とすると、
P0−p´>0.5・(R0+R1)・(R0−R1)・ρ・ω、及び
R2>R0
であるX線コンピュータ断層撮影装置の制御方法において、
前記回転架台の回転及び前記水系冷却液の循環を行いながら前記X線管ユニットから放出させたX線を前記X線検出器で検出させて撮影を行い、
前記撮影モードの後、前記X線管ユニットからのX線の放出を休止させ、前記X線管ユニットの内部を流れる前記水系冷却液の温度が所定の許容上限温度以下になるまで、前記ガス空間のガスの圧力を正圧に調整し前記水系冷却液の循環を維持した状態で前記回転架台の回転を休止させて冷却を行う、
ことを特徴とするX線コンピュータ断層撮影装置の制御方法。
An X-ray tube housed in the housing, comprising a housing, a cathode that emits electrons, an anode target that emits X-rays when the electrons collide, and a vacuum envelope that houses the cathode and anode target And an X-ray tube unit, an aqueous coolant to which at least a part of heat generated by the X-ray tube is transmitted, a conduit connected to the housing and through which the aqueous coolant flows, and the conduit A circulating pump that circulates the aqueous coolant and circulates the aqueous coolant together with the X-ray tube unit and the conduit; and is attached to the circulation path and passes the aqueous coolant to the circulation path A bellows mechanism that has an elastic diaphragm that separates from the gas space separated from the gas space, and absorbs a volume change of the aqueous coolant, and rotates about a rotation axis, and the X-ray tube unit, conduit, and circulation A rotary gantry to which a pump and a bellows mechanism are attached; a drive unit that rotates the rotary gantry; and a rotary shaft that is located on the opposite side of the X-ray tube unit with respect to the rotary shaft, and is attached to the rotary gantry, An X-ray detector for detecting the temperature, a temperature detector for detecting the temperature of the aqueous coolant flowing inside the X-ray tube unit, and a gas pressure communicating with the gas space and capable of adjusting a gas pressure in the gas space And a saturation of the aqueous coolant in a state where the average value of the distance from the rotating shaft to the elastic diaphragm is R0, the pressure of the gas space is P0, and the maximum temperature of the surface of the housing is reached. The vapor pressure is p ′, the minimum value of the distance from the rotation axis to the circulation path including the housing as a part thereof is R1, and the distance from the rotation axis to the inlet of the aqueous coolant of the circulation pump minimum value Is R2, the density of the aqueous coolant is ρ, and the angular velocity of the rotating mount is ω,
P0−p ′> 0.5 · (R0 + R1) · (R0−R1) · ρ · ω 2 , and R2> R0
In the control method of the X-ray computed tomography apparatus,
The X-ray detector detects the X-rays emitted from the X-ray tube unit while rotating the rotating mount and circulating the aqueous coolant, and performs imaging.
After the imaging mode, the emission of X-rays from the X-ray tube unit is stopped, and the gas space is kept until the temperature of the aqueous coolant flowing through the X-ray tube unit falls below a predetermined allowable upper limit temperature. The gas is adjusted to a positive pressure to maintain the circulation of the water-based coolant, and the rotation of the rotating gantry is stopped for cooling.
A control method for an X-ray computed tomography apparatus.
前記所定の許容上限温度は大気圧の場合の前記水系冷却液の沸点であることを特徴とする請求項14又は15に記載のX線コンピュータ断層撮影装置の制御方法。   The method of controlling an X-ray computed tomography apparatus according to claim 14 or 15, wherein the predetermined allowable upper limit temperature is a boiling point of the aqueous coolant at atmospheric pressure.
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