JP2983617B2 - X線管 - Google Patents

X線管

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JP2983617B2
JP2983617B2 JP2325128A JP32512890A JP2983617B2 JP 2983617 B2 JP2983617 B2 JP 2983617B2 JP 2325128 A JP2325128 A JP 2325128A JP 32512890 A JP32512890 A JP 32512890A JP 2983617 B2 JP2983617 B2 JP 2983617B2
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    • H01J35/04Electrodes ; Mutual position thereof; Constructional adaptations therefor
    • H01J35/08Anodes; Anti cathodes
    • H01J35/10Rotary anodes; Arrangements for rotating anodes; Cooling rotary anodes
    • H01J35/105Cooling of rotating anodes, e.g. heat emitting layers or structures
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は冷媒流れに接続されうる円筒形空胴を設けた
アノード部材からなるX線管に係る。この種のX線管は
ファンデルプラッツによる出版物「教科書医療レントゲ
ン技術」1961年第21図より公知である。この管は固定式
アノードからなるX線管である。固定式アノードは冷媒
供給ダクトを貫通される空洞が設けられる。冷媒は、該
ダクトを介して固定式アノードが取付けられる空胴の端
面に流れ、次に空胴中の冷媒ダクトに沿って流れ戻る。
本発明の目的は適切な冷却が円筒形空胴の面で達せら
れるよう上記の種類のX線管を構成することである。本
目的は、空胴中に、冷媒流れを分配するのに役立ち、そ
の外面に冷媒がアノード部材と管との間へ空間中の管の
回りに流れるよう構成された冷媒案内装置が設けられる
管からなる冷却装置が配置される本発明により達せられ
る。
冷媒案内装置は冷媒が管と円筒形空胴を制限するアノ
ード部材の内面との間の空間中の管の長手方向に流れる
のを防ぎ冷媒が管への囲りを強制的に流れるようにす
る。従って内面の冷媒流れに乱れが誘起される改善され
た冷却を行う。
冷媒案内装置は例えば管を螺旋状に囲む構造的部材で
あり、その外形寸法はアノード部材の孔に適合される。
しかし、かかる装置の製造は複雑である。従って本発明
の別な実施例は冷媒案内手段が管の長手方向軸に横方向
に延在し、冷媒の通路用開口からなる数個のディスクか
らなり、隣接するディスクの開口は互いに対して毎回略
180゜ずれていることを特徴とする。冷媒流れは第1の
ディスクの開口を介してのみディスク及び次のディスク
間の空間に至りうる。順次のディスクの開口が(管の長
手方向軸に対して)夫々180゜ずれているので、冷媒流
れは1つの開口から他の開口へ180゜の弧で管の囲りを
強制的に流される。
所望の実施例はアノードは回転軸受部と固定式軸受部
とからなる軸受で軸支される回転式アノードであり、液
体潤滑剤は軸受部間に位置し、固定式軸受部は冷却手段
が収容される外側に向って開口する円筒形空胴を設けて
いることを特徴とする。上記の回転式アノードX線管、
特に螺旋状溝軸受からなる管は、アノード部材の空胴の
円筒形面の効果的冷却を必要とする動作中温度分布を示
す。
以下図面と共に本発明による実施例を説明する。
実施例 第1図に示す回転式アノードX線管は金属筐体1から
なり、これに、カソードが第1の絶縁体2を介して固定
され、回転式アノードは第2の絶縁体4を介して固定さ
れる。回転式アノードは高電圧が印加される時、カソー
ド3に面する面がX線を放射するアノードディスク5か
らなり、該X線は望ましくはベリリウムからなる筐体1
の放射線出射窓6を介して出射する。アノードディスク
5は第2の絶縁体4に接続された支持部材7に軸受シス
テムを介して接続される。軸受システムは支持部7に接
続された固定軸受部8と、その下端にその上端に接続さ
れたアノードディスク5を駆動する回転子10が設けられ
た回転軸受部9とからなる。軸受部8,9はモリブデン合
金(TZM)からなってもよい。
軸受部8はその上面に軸方向に互いに対してずれてい
る2つの魚骨状溝模様11a,11bが設けられる。溝は例え
ば10μmの奥行を有し、溝の表面積の中間表面積に対す
る比は例えば1:1である。溝模様11a,11b及び軸受部9管
の空間は液体潤滑剤、望ましくはガリウム合金で充填さ
れる。溝模様11a,11bを設けられた固定軸受部8の面及
び回転軸受部9の対向面は半径方向軸受力を受ける2つ
の螺旋状溝軸受を形成する。
下部螺旋状溝軸受の隣りに、軸受部8は数mmの厚さを
有し、直径が軸受部8の残りの直径より実質的に大き
く、最も強く冷却されるべき部分12からなる。その直径
が軸受部8の頂部の直径より少なくとも実質的に等し
く、支持部材7に接続される部分が部分12に続く。軸受
部9の内形状は軸受部8の外形状に接合する。従って、
回転式軸受部9は系統的に図に示すように一体的ユニッ
トとして構成はされないが、部分12の領域で適切に相互
接続される少なくとも2つの部分からならなければなら
ない。
軸受部9の回転の軸16に対して横方向に延在する部分
12の端面も魚骨状模様(図示せず)が設けられ、軸受部
9の並行面に関連して、回転式アノード上の軸方向に上
向及び下向の力を受けうる2つの別な螺旋状溝軸受を構
成する。
X線照射中、恐らくフルオロスコープと関連して、ア
ノードディスクは強く加熱される。この加熱は部分的に
アノードにより放熱され、部分的に回転式軸受部9を介
して印加される。この加熱の流れは又固定軸受部8を加
熱し、部分的に最高の温度が生じる。
第2図は固定軸受部8及びそこに収容された冷却装置
を示す。図から分かる如く軸受部8は筐体の円筒形面及
び軸16に垂直に延在する平端面を有する空洞からなる。
空胴の内径は例えば20mmである。
空胴には、金属管141からなる冷却装置14が配置さ
れ、その外面に、回転の軸16に垂直に延在する面に位置
した多くのディスク142が設けられ、その外径は開口13
の内径に対応するが、いずれにせよこの開口より数十分
の1mm小さい。固定軸受部8の端面に面するその端部
に、冷却装置14は金属管141の開口143を設けられてい
る。更に、各ディスク142は半径方向に延在し、例えば3
mmの幅を有するスリット形開口144を設けられている。
第2図により開口は左側及び右側に交互に位置し、これ
により2つの順次のディスクの開口144は(軸16に対し
て)180゜ずれる。
軸受部8の端面から離れている冷却装置14の端部はよ
り大きい直径を有する部分145に開口する。冷媒供給ダ
クト17はこの部に導かれ、該ダクトも金属面からなり、
その外径は部分145の内径に適合される。
動作中、(矢印18で示された)冷媒の流れは供給ダク
ト17を介して管141に流れ、軸受部8の端面の領域の開
口143を介して管から出る。出る冷媒はそれらが第1の
ディスク142に設けられ、管の他側に位置した開口144に
至るまで半円で逆方向に管の囲りを流れる2つの流れに
分割され、該流れはその領域で出、開口を介して流れ
る。開口を介して通った後、2つの冷媒流れは再び形成
され、該流れはそれらが次のディスクの開口、その他に
至るまで、冷媒がついに最後の(最も低い)ディスクの
開口から出、示されてない方法で冷媒回路に供給される
まで、半円で管の囲りに再び流れる。
その開口144を有するディスク142がない場合、冷媒
は、軸の方向に本質的に層流の形で、冷却さるべき軸受
部8の内壁に沿って流れる。冷却効果は僅かである。デ
ィスクは冷媒流れに乱れ、すなわちディスクが互いより
近く配置されるようより強い乱れを生じる。この領域
で、すなわち部分12の領域で、最も大きな冷却効果が生
じる。上記から、冷却装置自体は加熱を散逸させるのに
本来は役立たないが、加熱の適切な散逸を確実にする冷
媒流れを強化するのにむしろ役立つことが分る。
冷媒供給ダクト17はセラミック絶縁体4の開口に導入
される高電圧コネクタ(図示せず)内に配置されてもよ
い。供給ダクト17を囲い、該コネクタを支える圧縮バネ
19は軸受部8の端面に対して冷却装置14を押圧する。従
って、該高電圧コネクタとアノードディスク5との間
に、供給ダクト17,冷却装置14,軸受部8,潤滑及び回転軸
受部9を介して導電的接続が確立され、その接続はアノ
ードディスク5を正の高電圧に接続するのに役立つ。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明が実行されうるX線管を示す図、 第2図は年発明による該X線管の一部の冷却装置を示す
図、 第3図は、冷却装置の平面図である。 1……筐体、2,4……絶縁体、3……カソード、5……
アノードディスク、6……出射窓、7……支持部材、8
……固定式軸受部、9……回転式軸受部、10……回転
子、11a,11b……溝模様、12,145……部分、13,143,144
……開口、14……冷却装置。16……軸、17……供給ダク
ト、18……矢印、19……圧縮バネ、141……管、142……
ディスク。

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】外部に対し開口し冷媒の流れに連通され得
    る円筒形空洞(13)が設けられたアノード部材(8)を
    含むX線管において、 上記空洞(13)には、冷媒案内手段(142,144)が外面
    に設けられた第1の管(141)を有し、冷却の流れを分
    配するのに役立つ冷却手段(14)が配置され、 上記冷媒案内手段は冷媒が上記アノード部材(8)と上
    記管(141)の間の空間で上記管の周りを繰り返し流れ
    るように構成され、 上記冷媒案内手段は上記管の長軸に対し垂直に延在する
    数個のディスク(142)を含み、 各ディスクは冷媒の通路用の開口(144)を有し、 隣接するディスクの上記開口は互いに180゜ずつずれて
    いることを特徴とするX線管。
  2. 【請求項2】上記ディスク(142)は相互の間隔が異な
    るように配置され、 隣接するディスク間の間隔は最も強く冷却されるべき部
    分(12)で最も狭くされていることを特徴とする請求項
    1記載のX線管。
  3. 【請求項3】アノードは回転式軸受部(9)と固定式軸
    受部(8)とを含む軸受で軸支されている回転式アノー
    ドであり、 上記回転式軸受部と上記固定式軸受部の間に液体潤滑剤
    が存在し、 上記固定式軸受部(8)には上記冷却手段が収容される
    上記円筒形空洞(13)が設けられていることを特徴とす
    る請求項1又は2記載のX線管。
  4. 【請求項4】高電圧は上記第1の管(141)を介して上
    記アノードに印加されることを特徴とする請求項3記載
    のX線管。
  5. 【請求項5】上記軸受は螺旋状溝軸受であり、冷却の強
    さは上記軸受の付近で最も強いことを特徴とする請求項
    3記載のX線管。
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