JP6509536B2 - X線検査装置 - Google Patents

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本発明は、被検査物にX線を照射し、これを透過したX線を検出することにより被検査物の検査を行なうX線検査装置に係り、特に、筐体内部の熱源を熱交換器によって冷却することができるとともに、筐体の外面の清掃性にも優れたX線検査装置に関するものである。
下記特許文献1には、特許出願に係る発明の先行技術として、工業用エアコンを備えたX線異物検出装置が背景技術の項に記載されている。同文献の図14に示すように、このX線異物検出装置100の筐体101の背面側の外面には、エアコン102が突出して取り付けられている。このエアコン102の外形をなすケーシング104は、その内部が仕切壁103によって仕切られており、一方がX線異物検出装置100の筐体101に通じ、他方が外気に通じている。そして、このケーシング104内において、仕切壁103にラジエター105が設けられた構成となっている。そして、このラジエター105で内側の熱を外気に交換して伝達・放出することにより、ケーシング104内の内側及びこれに連通する筐体101内を冷却している。
特許第5364302号公報
被検査物にX線を照射し、これを透過したX線を検出することで被検査物の検査を行なう産業用のX線検査装置が広く使用されている。このX線検査装置においては、本体である筐体の内部に熱源である電源等が収納されており、使用時には相応の発熱を生じるため、筐体内を冷却する目的で、筐体に形成した開口にフィルタを設け、ファン等の送風手段で筐体の内部に外気を取り込む空冷構造を設けたものが知られている。
ところが、このような産業用のX線検査装置において、例えば食品等を被検査物とした場合には、装置が設置される検査ラインの環境中には、食品等を発生源とする粉塵や水滴等の水分が多く存在するため、これらを含んだ空気が筐体の開口に設けたフィルタを通過することにより、制御用基板や電源基板などの内部基板が腐食したり、又はショートする場合があり、その結果としてX線検査装置の機能に支障が生じることがあった。
このような外気吸入による空冷構造の不具合を解消し、確実な冷却効果を得るため、先に前記特許文献1を参照して説明したように、筐体の外面に工業用エアコンを外付けしたX線異物検出装置が使用されることがある。しかし、このようなエアコンは、単なる熱交換器ではなくコンプレッサを備えており、電力で駆動する装置であるため、それ自体の価格が高いためにX線異物検出装置全体としての価格も高くなり、またランニングコストも上昇するという問題があった。また、X線異物検出装置の筐体の外面に外付けする構造であるため、X線異物検出装置全体としての外形寸法が大きくなってしまい、食品等を被検査物とした場合に頻繁に必要となる清掃においては複雑な外形が清掃の障害となり、サニタリー性に問題が生じる場合も考えられた。
本発明は、以上説明した従来の技術における課題に鑑みてなされたものであり、設備費及びランニングコストが高価なエアコンを用いることなく、高い冷却効果を実現しつつ、しかも十分な清掃性を有する冷却手段を備えたX線検査装置を提供することを目的としている。
請求項1に記載されたX線検査装置1は、
被検査物に照射して透過したX線を検出することにより被検査物の検査を行なうX線検査装置1であって、
内部に前記X線を発生するX線源を収容するタンク2aおよび複数の熱源17,18,19,20を収納し環境雰囲気に対して閉止された第1筐体3と、
前記第1筐体3に取りつけられ環境雰囲気に対して開放され、前記タンクを冷却するタンク冷却部2bが配置された第2筐体4と、
前記第1筐体3内に配置された吸熱部15aと前記第2筐体4内に配置された放熱部15bを備え、前記熱源17,18,19,20を冷却する熱交換器15と、
を具備し、
前記第1筐体3内には、前記タンク2bの周囲に配置された隔壁16により複数の冷却区画C2,C3,C4が仕切られており、空気を所定の順序で各冷却区画C2,C3,C4に流通させることによって前記熱源17,18,19,20を冷却するための流路Bが構成されていることを特徴としている。
請求項に記載されたX線検査装置1は、請求項記載のX線検査装置1において、
前記第1筐体3の内部に仕切られた前記冷却区画C2,C3,C4は、前記熱源17,18,19,20の使用制限温度に基づき区画されて当該使用制限温度の前記熱源17,18,19,20が収容されており、前記使用制限温度が低い熱源19,20が前記使用制限温度が高い熱源17,18の上流に配置されるように前記流路Bが前記冷却区画C1,C2,C3,C4内に設定されていることを特徴としている。
請求項に記載されたX線検査装置1は、請求項1乃至のいずれか一つに記載のX線検査装置1において、
前記第1筐体3内には、その中央部にX線発生装置2が配置され、その前面側に前記熱源としてのLCD20及び制御部17が配置され、その側面側に前記熱源としての電源部18,19が配置され、その背面側に前記熱交換器15の前記吸熱部15aが配置され、
前記第2筐体4内には、その背面側に前記熱交換器15の前記放熱部15bが配置され、
前記放熱部15bは、前記第2筐体4の背面側に形成された排気口6に対面していることを特徴としている。
請求項に記載されたX線検査装置1は、請求項に記載のX線検査装置1において、
前記第1筐体3内に、前記制御部17を冷却した後に前記流路Bに沿って前記吸熱部15aに導かれた空気が一方の面に衝突するとともに、前記電源部18を冷却した後に前記流路Bに沿って前記吸熱部15aに導かれた空気が他方の面に衝突する干渉防止板22が設けられたことを特徴としている。
請求項1に記載されたX線検査装置によれば、筐体内の冷却手段として、エネルギーを必要とするエアコンではなく、構造が簡単な熱交換器を使用している。このため、価格が安く、ランニングコストも低廉である。そして、X線検査装置の使用時には、第1筐体内の熱源から出た熱は、第1筐体内にある熱交換器の吸熱部に吸収され、第2筐体の内部に設けられた熱交換器の放熱部から放散され、第2筐体内の空気を介して環境雰囲気に排出される。このように、この発明における熱交換器は、熱源を収納する第1筐体の壁体を貫通して設けられており、このため第1筐体の外面から突出した構造となっているが、第1筐体の外面から突出した熱交換器の放熱部は、第1筐体と一体に設けられ、かつ環境雰囲気に開放された第2筐体に収納されているので、第1及び第2筐体の全体としては外形に格別の凹凸が生じることはない。このため、X線検査装置の筐体は洗浄がし易く、サニタリー性に優れている。さらに、第1筐体内には、空気を所定の順序で流通させる流路が構成されているため、第1筐体内の熱源に確実に冷却用の空気を送ることができる。また、この熱源が複数存在したとしても、流路に沿って流れる空気が各熱源に順に到達し、各熱源を確実に冷却することができる。
請求項に記載されたX線検査装置によれば、第1筐体内にある複数の熱源には、耐熱性能又は使用可能な環境温度の上限を示す指標として、それぞれ固有の使用制限温度が定められている。そして、第1筐体の内部は、使用制限温度が異なる複数の冷却区画に区切られ、各冷却区画には当該冷却区画に対応する使用制限温度の熱源が収納されている。また、空気が使用制限温度の低い熱源を冷却してから使用制限温度の高い熱源に流れてこれを冷却するか、又は使用制限温度の高い熱源を冷却して温度が上昇した空気が使用制限温度の低い熱源を流れることがないように、使用制限温度が低い熱源が使用制限温度が高い熱源の上流に配置されるように空気の流路が設定されている。このため、流路を流れる空気は、冷却区画ごとに所定の使用制限温度を有する熱源を冷却しつつ、使用制限温度が低い熱源から高い熱源に向けて通過流通し、又は使用制限温度が高い熱源よりも先に低い熱源に通過流通するため、各冷却区画において各熱源を確実に冷却することができる。
請求項に記載されたX線検査装置によれば、第1筐体内の各位置に設置した制御部と電源部がそれぞれ発生する熱を、第1筐体内の背面側に設置した熱交換器の吸熱部で吸収し、第2筐体内の背面側に設置した熱交換器の放熱部から放熱し、第2筐体の背面側に設けた排気口から外界に放出することができる。
請求項に記載されたX線検査装置によれば、第1筐体内において、制御部を冷却した空気は、流路に沿って吸熱部に導かれ、干渉防止板の一方の面に衝突して向きを変える。また電源部を冷却した空気は、流路に沿って吸熱部に導かれ、干渉防止板の他方の面に衝突して向きを変える。このように、これら2つの空気の流れは、干渉防止板の表と裏にそれぞれ衝突するため、吸熱部が配置された区画において互いに衝突することがない。このため、これら2つの空気の流れを互いに干渉させずに熱交換器の吸熱部に円滑に導いて効率的な吸熱を行なわせることができる。
本実施形態のX線検査装置の第1筐体における横断面図である。 本実施形態のX線検査装置の第2筐体における横断面図である。 本実施形態のX線検査装置の縦断面図である。
本発明の第1実施形態を図1〜図3を参照して説明する。
図1〜図3に示す本実施形態のX線検査装置1は、搬送手段で搬送される被検査物にX線発生装置からX線を照射し、被検査物を透過してきたX線をセンサで検出することにより、被検査物の検査を行なう装置である。なお、図1及び図2中では、X線を発生するX線発生装置2はタンク2a及びタンク冷却部2bとして表示したが、被検査物と、被検査物を搬送する搬送手段と、被検査物を透過したX線を検出するためのセンサは図示していない。
図1〜図3に示すように、本実施形態のX線検査装置1は、装置の本体フレームとして、第1筐体3と、第1筐体3の上に一体に取りつけられた第2筐体4を備えている。第1筐体3は、環境雰囲気(外界)との間で空気が直接に流通することがない程度に、環境雰囲気に対して閉止されているが、図示しない蓋体等を開放することにより、清掃、整備、修理等のために内部の構造に近接することができるようになっている。また、第2筐体4は、第1筐体3と連通しておらず、第1筐体3との間で空気の流通はないが、背面に設けた吸気口5及び排気口6を介して環境雰囲気に対して開放されている。
図1に示すように、第1筐体3内の略中央部には、前述したX線発生装置2のタンク2aが配置されており、図2に示すように、第2筐体4の正面側には、X線発生装置2のタンク冷却部2bが配置されている。すなわち、X線発生装置2は、第1筐体3の天板又は第2筐体4の底板である両筐体3,4の境界壁7を貫通して両筐体3,4内に配置されている。このX線発生装置2のタンク2aは、冷却用の油が充填された容器内にX線源を収容した構成となっている。また、このタンク2aの上面に設けられたタンク冷却部2bは、カバーに覆われた放熱用のフィンで構成されている。
図2に示すように、第2筐体4の背面側には吸気口5と排気口6が設けられている。そして、第2筐体4の内部は、吸気口5を有する吸気室8と、排気口6を有する排気室9の2室に、壁体10によって区切られており、前述したタンク冷却部2bは壁体10を貫通して配置されており、吸気室8から排気室9へ流れる空気の流路A(図中矢印で示す)の一部を構成している。なお、後述するように、第2筐体4内の吸気室8の吸気口5に近接して熱交換器15の放熱部15b及びファンFが配置されており、第2筐体4内の排気室9の排気口6に近接してファンFが配置されている。
図1に示すように、第1筐体3の内部は、その中央部に配置されたX線発生装置2のタンク2aと、タンク2aの周囲に適宜配置された複数の隔壁16により、冷却区画C1〜C4と称する複数の部屋に仕切られており、これら各冷却区画内C1〜C4には、冷却すべき熱源である各装置又は冷却手段である熱交換器15が収納されている。第1筐体3内にある複数の熱源には、耐熱性能又は使用可能な環境温度の上限を示す指標として、それぞれ固有の使用制限温度が定められている。そして、後述するように、熱源が収納される複数の冷却区画C2〜C4は、そこに収納される熱源の使用制限温度ごとに分けられている。すなわち、各冷却区画C2〜C4ごとに、そこに収納される熱源の使用制限温度が定められている。
まず、図1及び図3に示すように、第1筐体3の内部の背面側には、第1冷却区画C1が設けられている。この第1冷却区画C1は吸熱エリアであり、ここには熱源は配置されておらず、熱交換器15の吸熱部15aが配置されている。この熱交換器15は、密閉されたケース内に熱交換媒体が封入された装置であり、図3に示すその下半部は、吸熱フィンが設けられた吸熱部15aである。図1に示すように、この吸熱部15aにはファンFが設けられており、第1冷却区画C1にある空気を吸熱部15aに吸い込んで通過させ、フィンによる吸熱を促進するようになっている。
また、図3に示す熱交換器15の上半部は、放熱フィンが設けられた放熱部15bである。図2を参照して先に説明したように、この放熱部15bは、放熱エリアである第2筐体4の吸気室8内において、吸気口5に近接して配置されている。放熱部15bにはファンFが設けられており、外気を吸い込んで放熱部15bを冷却し、さらに前述したタンク冷却部2bに空気を送ってX線発生装置2を冷却するように構成されている。
図1に示すように、第1筐体3の内部の略中央部には、第2冷却区画C2が設けられている。この第2冷却区画C2は、略中央部に配置されたタンク2aの周囲の一部を隔壁16で仕切って構成した平面視で略環状の部屋である。熱交換器15のファンFによって第2冷却区画C2に生じる空気の流路(図中矢印Bで示す空気の流れ)の方向に関して、相対的に上流側である第1筐体3の前面側には、制御部としてのPC17が配置され、相対的に下流側である第1筐体3の右側面側(図1においては左側)には第1電源部18が配置されている。PC17はX線検査装置1の各部を制御する装置であり、第1電源部18はX線発生装置2以外の部分に必要な電源を供給する装置であり、いずれも冷却が必要な熱源である。そして、その使用制限温度はいずれも60℃であり、同一である。PC17及び第1電源部18には、それぞれファンFが設けられ、吸引した空気によって冷却されるように構成されている。そして、第2冷却区画C2において、空気の流路Bの方向に関して最も下流に位置する第1電源部18と、熱交換器15がある第1冷却区画C1とを区画している隔壁16にはファンFが貫通して設けられており、第1電源部18を冷却して熱をもった空気が第1冷却区画C1に戻されるようになっている。
図1に示すように、熱交換器15のファンFによって第2冷却区画C2内に生じる空気の流路Bの方向に関して、PC17よりも相対的に上流側には、隔壁16に形成された開口で連通する第3冷却区画C3が第2冷却区画C2とは所定の独立性をもって設けられている。この第3冷却区画C3は、第2冷却区画C2の第1電源部18とは装置1の反対側面にあり、第1筐体3の左側面側(図1においては右側)に配置されており、その内部には第2電源部19が設けられている。この第2電源部19はX線発生装置2の駆動に必要な電源を供給する装置であり、冷却が必要な熱源である。そして、その使用制限温度は50℃であり、第2冷却区画C2の熱源の使用制限温度である60℃よりも低い。第2電源部19にはファンFが設けられ、吸引した空気によって冷却されるように構成されている。そして、第3冷却区画C3と、熱交換器15がある第1冷却区画C1とを区画している隔壁16にはファンFが貫通して設けられており、第2電源部19を冷却して熱をもった空気が第1冷却区画C1に戻されるようになっている。
図1に示すように、熱交換器15のファンFによって第2冷却区画C2内に生じる空気の流路Bに関して、第3冷却区画C3よりも相対的に下流側であって、PC17と略等しい位置には、第2冷却区画C2とは隔壁16によって隔てられた第4冷却区画C4が、第2冷却区画C2とは所定の独立性をもって設けられている。この第4冷却区画C4は、PC17よりも第1筐体3のさらに前面側に配置されており、その内部には、第1筐体3の外側から視認できるようにLCD(液晶表示装置)20が配置されている。LCD20はタッチパネルが貼り合わされており、X線発生装置2の運転時に必要な情報等を表示する表示装置又は各種操作を行なう際の入力装置として使用される装置であって、冷却が必要な熱源である。そして、その使用制限温度は50℃であり、第2冷却区画C2の熱源であるPC17及び第1電源部18の使用制限温度60℃よりも低い。
図1に示すように、LCD20には特に専用のファンFはないが、第2冷却区画C2を流れてきた空気はPC17の手前で2経路に分岐し、一方は第4冷却区画C4のLCD20を流通してこれを冷却した後、再び第2冷却区画C2の第1電源部18に入り、さらに第1冷却区画C1に戻る。また、第2冷却区画C2を流れてPC17に向かった空気の流れは、PC17を冷却した後、ダクト21を介して第1冷却区画C1に戻る。すなわち、PC17付近の第2冷却区画C2と第1冷却区画C1とはダクト21で連結されており、第1冷却区画C1に接続されたダクト21の開口には、第1冷却区画C1内に空気を引き込むファンFが設けられており、PC17を冷却した後の空気を第1冷却区画C1内に戻すように構成されている。
図1及び図3に示すように、第1筐体3内の第1冷却区画C1内には、熱交換器15の吸熱部15aの近傍に、流入空気の干渉防止板22が配置されている。干渉防止板22の配置角度により、ダクト21を経てファンFで送り込まれてくる空気は、この干渉防止板22の一方の面に当たって方向を変え、吸熱部15aに導かれる。また、第2冷却区画C2の第1電源部18からファンFで送り込まれてくる空気は、この干渉防止板22の他方の面に当たって方向を変え、吸熱部15aに導かれる。このように、これら2つのファンF,Fから来る空気の流れB,Bは、干渉防止板22の表と裏にそれぞれ当たるため、熱交換器15の吸熱部15aが配置された第1冷却区画C1において互いに衝突することがない。このため、2つの空気の流れB,Bは互いに干渉せず、熱交換器15の吸熱部15aに円滑に導かれて効率的に吸熱される。
図3に示すように、第1筐体3の第1冷却区画C1内の下方には、外部機器に対するI/F用ユニット23が配置されている。また、第1筐体3の第1冷却区画C1の下方には、第1冷却区画C1とは隔離された部屋Dが設けられており、図示しない熱源を冷却するためのファンFが設けられている。
以上説明したX線検査装置1は、第1筐体3内の熱源を冷却する手段として、エネルギーを必要とするエアコンではなく、構造が簡単な熱交換器15を使用している。このため、価格が安く、ランニングコストも低廉であるという特徴がある。ここで一般的には、エネルギーを必要とするエアコンよりも、単なる熱交換器15の方が冷却能力が劣るとも考えられるが、実施形態のX線検査装置1によれば十分な冷却能力が得られており、実用上何ら支障は生じない。これは、第1筐体3の内部は、使用制限温度が異なる複数の冷却区画C1〜C4に区画され、そのうち冷却区画C2〜C4には当該冷却区画に対応する使用制限温度の熱源を収納し、各冷却区画C1〜C4に所定の順序で空気を流通させる流路Bを設けて使用制限温度が異なる各熱源を効率的に冷却できるようにしているためである。
すなわち、使用制限温度が低い第2電源部19がある第3冷却区画C3と、吸熱部15aがある第1冷却区画C1との間では、空気が直接循環するようになっており、使用制限温度が低いLCD20がある第4冷却区画C4に対しては、吸熱部15aがある第1冷却区画C1からの空気を他の熱源を冷却する前に直接流入させ、その冷却後の空気を、より使用制限温度が高い第1電源部18がある第2冷却区画C2に流して冷却に使用するようになっている。さらに、LCD20よりも内側にあり、冷却しにくい配置となっているPC17については、PC17を冷却した直後の空気の大部分をダクト21とファンFで直接第1冷却区画C1に吸引し、PC17の冷却がより効率的に行なえるように配慮している。
このように、第1筐体3内では、第1筐体3内に下記のように空気を流通させる流路を構成している。
1)使用制限温度が低い冷却区画C3と、熱交換器15がある冷却区画C1との間で空気を循環させて第2電源部19の冷却を行う。
2)同じ冷却区画C2内にあり、使用制限温度が同じであるPC17と第1電源部18に順次空気を流通させて冷却し、その後で熱交換器15の冷却区画C1に還流させる。
3)熱交換器15がある冷却区画C1からの空気を、使用制限温度が高い熱源の前に、使用制限温度が低いLCD20のある冷却区画C4に流通させ、その後で使用制限温度が高い第1電源部18のある冷却区画C2に流して順次冷却を行う。
従って、X線検査装置1の使用時には、第1筐体3内の複数の熱源は、使用制限温度に基づいて冷却区画間に設定された流路Bに沿って流れる空気により効率的に冷却され、その熱は熱交換器15の吸熱部15aにより効率的に吸収され、第2筐体4内の背面側に設置された熱交換器15の放熱部15bから放散され、さらにタンク冷却部2bからの熱も加え、第2筐体4の背面側に設けた放熱用の排気口16から排気と共に環境雰囲気に放出される。
また、熱交換器15は、第1筐体3と第2筐体4の境界を貫通するように設けられており、放熱部15bが第1筐体3の外面から突出した構造となっている。しかし、第1筐体3の外面から突出した熱交換器15の放熱部15bは、第1筐体3と一体に設けられ、かつ環境雰囲気に開放された第2筐体4に収納されているので、第1及び第2筐体3,4の全体としては外形に格別の凹凸が生じることはない。このため、X線検査装置1の筐体3,4は洗浄が容易であり、サニタリー性に優れている。
1…X線検査装置
3…第1筐体
4…第2筐体
5…吸気口
6…排気口
15…熱交換器
15a…吸熱部
15b…放熱部
16…冷却区画を区画する隔壁
17…熱源としてのPC
18…熱源としての第1電源部
19…熱源としての第2電源部
20…熱源としてのLCD
B…流路
C1〜C4…冷却区画
F…ファン

Claims (4)

  1. 被検査物に照射して透過したX線を検出することにより被検査物の検査を行なうX線検査装置であって、
    内部に前記X線を発生するX線源を収容するタンク(2a)および複数の熱源(17,18,19,20)を収納し環境雰囲気に対して閉止された第1筐体(3)と、
    前記第1筐体に取りつけられ環境雰囲気に対して開放され、前記タンクを冷却するタンク冷却部(2b)が配置された第2筐体(4)と、
    前記第1筐体内に配置された吸熱部(15a)と前記第2筐体内に配置された放熱部(15b)を備え、前記熱源を冷却する熱交換器(15)と、
    を具備し、
    前記第1筐体内には、前記タンクの周囲に配置された隔壁(16)により複数の冷却区画(C2,C3,C4)が仕切られており、空気を所定の順序で各冷却区画に流通させることによって前記熱源を冷却するための流路(B)が構成されていることを特徴とするX線検査装置(1)。
  2. 前記第1筐体(3)の内部に仕切られた前記冷却区画(C2,C3,C4)は、前記熱源(17,18,19,20)の使用制限温度に基づき区画されて当該使用制限温度の前記熱源が収容されており、前記使用制限温度が低い熱源(19,20)が前記使用制限温度が高い熱源(17,18)の上流に配置されるように前記流路(B)が前記冷却区画内に設定されていることを特徴とする請求項記載のX線検査装置(1)。
  3. 前記第1筐体(3)内には、その中央部にX線発生装置(2)が配置され、その前面側に前記熱源としてのLCD(20)及び制御部(17)が配置され、その側面側に前記熱源としての電源部(18,19)が配置され、その背面側に前記熱交換器(15)の前記吸熱部(15a)が配置され、
    前記第2筐体(4)内には、その背面側に前記熱交換器(15)の前記放熱部(15b)が配置され、
    前記放熱部は、前記第2筐体の背面側に形成された排気口(6)に対面していることを特徴とする請求項1乃至のいずれか一つに記載のX線検査装置(1)。
  4. 前記第1筐体(3)内に、前記制御部(17)を冷却した後に前記流路(B)に沿って前記吸熱部(15a)に導かれた空気が一方の面に衝突するとともに、前記電源部(18)を冷却した後に前記流路に沿って前記吸熱部に導かれた空気が他方の面に衝突する干渉防止板(22)が設けられたことを特徴とする請求項に記載のX線検査装置(1)。
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