JP4828941B2 - X線装置 - Google Patents
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Description
(1)回転陽極型X線管及びステータを絶縁油中に浸し、発熱が大きい部分たとえば陽極ターゲット近傍に設けられる反跳電子捕捉トラップや真空外囲器の一部に設けられた流路に熱伝達効率の大きい水系冷却液を流して冷却し、この冷却液をこれら流路とクーラーユニットとの間で循環させるX線装置(例えば、米国特許6519317号明細書参照。)。
また、この発明の目的は、冷却媒体の性能劣化に起因した故障の発生を防止することが可能なX線装置を提供することにある。
回転可能な陽極ターゲット及び前記陽極ターゲットに対向して配置された陰極を真空外囲器内に収納した回転陽極型X線管と、
前記陽極ターゲットを回転させるための誘導電磁界を発生するステータと、
少なくとも前記回転陽極型X線管を収納保持するハウジングと、
前記回転陽極型X線管の少なくとも一部に近接して設けられ、水系冷却媒体が循環する循環路と、
前記循環路の途中に設けられ前記水系冷却媒体を強制駆送する循環ポンプ、及び、前記水系冷却媒体の熱を放出させるラジエータを有するクーラーユニットと、
を具備したX線装置であって、
前記水系冷却媒体は、25℃における溶存酸素量が5mg/リットル以下であることを特徴とする。
回転可能な陽極ターゲット及び前記陽極ターゲットに対向して配置された陰極を真空外囲器内に収納した回転陽極型X線管と、
前記陽極ターゲットを回転させるための誘導電磁界を発生するステータと、
少なくとも前記回転陽極型X線管を収納保持するハウジングと、
前記回転陽極型X線管の少なくとも一部に近接して設けられ、水系冷却媒体が循環する循環路と、
前記循環路の途中に設けられ前記水系冷却媒体を強制駆送する循環ポンプ、及び、前記水系冷却媒体の熱を放出させるラジエータを有するクーラーユニットと、
を具備したX線装置であって、
前記水系冷却媒体は、25℃における導電率が5mS/m以下であることを特徴とする。
回転可能な陽極ターゲット及び前記陽極ターゲットに対向して配置された陰極を真空外囲器内に収納した回転陽極型X線管と、
前記陽極ターゲットを回転させるための誘導電磁界を発生するステータと、
少なくとも前記回転陽極型X線管を収納保持するハウジングと、
前記回転陽極型X線管の少なくとも一部に近接して設けられ、水系冷却媒体が循環する循環路と、
前記循環路の途中に設けられ前記水系冷却媒体を強制駆送する循環ポンプ、及び、前記水系冷却媒体の熱を放出させるラジエータを有するクーラーユニットと、
を具備したX線装置であって、
前記水系冷却媒体は、インヒビターとして少なくともベンゾトリアゾールまたはその誘導体を含有することを特徴とする。
回転可能な陽極ターゲット及び前記陽極ターゲットに対向して配置された陰極を真空外囲器内に収納した回転陽極型X線管と、
前記陽極ターゲットを回転させるための誘導電磁界を発生するステータと、
少なくとも前記回転陽極型X線管を収納保持するハウジングと、
前記回転陽極型X線管の少なくとも一部に近接して設けられ、水系冷却媒体が循環する循環路と、
前記循環路の途中に設けられ前記水系冷却媒体を強制駆送する循環ポンプ、及び、前記水系冷却媒体の熱を放出させるラジエータを有するクーラーユニットと、
を具備したX線装置であって、
さらに、前記水系冷却媒体中の不純物を除去する不純物除去機構を備えたことを特徴とする。
回転可能な陽極ターゲット及び前記陽極ターゲットに対向して配置された陰極を真空外囲器内に収納した回転陽極型X線管と、
前記陽極ターゲットを回転させるための誘導電磁界を発生するステータと、
少なくとも前記回転陽極型X線管を収納保持するハウジングと、
前記回転陽極型X線管の少なくとも一部に近接して設けられ、水系冷却媒体が循環する循環路と、
前記循環路の途中に設けられ前記水系冷却媒体を強制駆送する循環ポンプ、及び、前記水系冷却媒体の熱を放出させるラジエータを有するクーラーユニットと、
を具備したX線装置であって、
さらに、前記水系冷却媒体の導電率または導電率に依存して変化する物理量、または、前記X線装置の漏洩電流または漏洩電流に依存して変化する物理量を検知して検知信号を発生する検知手段と、
前記検知手段の検知信号に基づいて、前記回転陽極型X線管によるX線出力動作を禁止または許可するよう制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする。
図1に示すように、第1実施形態に係るX線装置は、ハウジング10、回転陽極型X線管11などを備えて構成されている。ハウジング10は、その一部に設けられたX線用出力窓10aを有している。また、ハウジング10は、その内部に回転陽極型X線管11を収納保持している。ハウジング10は、回転陽極型X線管11を収納した内部空間を満たす非水系冷却媒体として例えば絶縁油を収納している。
次に、この発明の第2実施形態に係るX線装置について説明する。なお、第1実施形態と同一の構成については、同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。
次に、この発明の第3実施形態に係るX線装置について説明する。なお、第1実施形態と同一の構成については、同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。
次に、この発明の第4実施形態に係るX線装置について説明する。なお、第3実施形態と同一の構成については、同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。
次に、この発明の第5実施形態に係るX線装置について説明する。なお、第3実施形態と同一の構成については、同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。
次に、この発明の第6実施形態に係るX線装置について説明する。なお、第4実施形態と同一の構成については、同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。
上述した各実施形態において、水系冷却媒体に浸っているX線装置の金属部品は、電気化学的に腐食するおそれがある。すなわち、水系冷却媒体のような電気伝導性を有する液体中において、金属体のある部分が陽極(アノード:相対的に電位の低い部分)となり、別の部分が陰極(カソード:相対的に電位の高い部分)となって、それぞれの部分における陽極反応と陰極反応とが互いに連結されており、すなわち電池を形成している。
陽極反応:M→Mn++ne−(金属がイオンとなる)
陰極反応1:ne−+nH+→nH、nH→(n/2)H2(水素イオンが放電して水素原子となり、その水素原子が水素ガスとなる)
陰極反応2:ne−+(n/4)O2+(n/2)H2O→nOH−(液体中の溶存酸素が水酸化物イオンとなる)
陽極反応と陰極反応1とが組み合わさって進行する場合には、
M+nH+→Mn++(n/2)H2 …(1)
と表される化学反応が進行する。
M+(n/4)O2+(n/2)H2O→Mn++nOH− …(2)
と表される化学反応が進行する。
反応式(1)や(2)で示したような化学反応の進行に伴い、液体中の金属イオン濃度が増加する。このため、液体の導電率(抵抗率の逆数に相当)が上昇する問題があることが分かる。このような液体の導電率の上昇は、さらなる金属部品の腐食を進行させてしまうだけでなく、電気的な漏洩を引き起こすおそれがある。
ρ<900⇒激しい腐食性
ρ=900〜2300⇒やや激しい腐食性
ρ=2300〜5000⇒中程度の腐食性
ρ=5000〜10000⇒軽微な腐食性
ρ>10000⇒極めて軽微な腐食性
となると記述されている。
反応式(2)で示したような化学反応の進行には溶存酸素の存在が関わっている。すなわち、このため、腐食反応の抑制のための第2反応抑制方法としては、X線装置の製造過程において、循環路に初期に導入される水系冷却媒体の溶存酸素量を低く抑え、しかもX線装置の使用時においても低い溶存酸素量を維持することが有効である。つまり、水系冷却媒体は、常温(25℃)での溶存酸素量が常温・常圧(1atm)での飽和量(約8mg/リットル)より低いことが望ましく、好ましくは、5mg/リットル以下であることが望ましい。
ラジエータや反跳電子捕捉とラップは、銅や銅合金などで形成されている。ハウジングは、アルミ鋳物などで形成されている。真空外囲器の金属部分や固定体などは、ニッケルメッキされた鉄合金またはニッケルメッキされない鉄合金などで形成されている。これらの金属部品が水系冷却媒体と接触する表面積が水系冷却媒体と接触する総面積に占める割合は大きいため、これらの金属部品の腐食防止が重要である。
図7には、X線装置の冷却に用いる水系冷却媒体中の不純物を除去するための不純物除去機構を備えた構成例が示されている。ここでは、主に制御系について説明し、上述した第1乃至第6実施形態で説明した構成については同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。
図8には、X線装置の冷却に用いる水系冷却媒体中の不純物を除去するための不純物除去機構を備えた構成例が示されている。
図9及び図10には、冷却に用いる水系冷却媒体の導電率またはこの導電率に依存して変化する物理量を検知するための検知手段を備えたX線装置の構成例が示されている。ここでは、主に制御系について説明し、上述した第1乃至第6実施形態で説明した構成については同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。
図11には、X線装置の漏洩電流またはこの漏洩電流に依存して変化する物理量を検知するための検知手段を備えたX線装置の構成例が示されている。ここでは、主に制御系について説明し、上述した第1乃至第6実施形態で説明した構成については同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。
Claims (1)
- 回転可能な陽極ターゲット及び前記陽極ターゲットに対向して配置された陰極を真空外囲器内に収納した回転陽極型X線管と、
前記陽極ターゲットを回転させるための誘導電磁界を発生するステータと、
少なくとも前記回転陽極型X線管を収納保持するハウジングと、
前記回転陽極型X線管の少なくとも一部に近接して設けられ、水系冷却媒体が循環する循環路と、
前記循環路の途中に設けられ前記水系冷却媒体を強制駆送する循環ポンプ、及び、前記水系冷却媒体の熱を放出させるラジエータを有するクーラーユニットと、
を具備したX線装置であって、
前記循環路は、前記回転陽極型X線管を収納した内部空間を含み、
前記循環路の途中に配置された金属部品として、前記ハウジングの内面及び前記真空外囲器の外面が含まれ、
前記水系冷却媒体は、水とプロピレングリコールとの混合物であり、インヒビターとしてベンゾトリアゾールまたはその誘導体を含有し、しかも、前記インヒビターの添加量は、0.0005wt%〜0.02wt%の範囲内であることを特徴とするX線装置。
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