JPH08507647A - 高熱伝導性流体により冷却される回転アノードを有するｘ線チューブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 Ｘ線チューブ回転アノード（14）が、アノード（14）と固定構造物との間の間隙（39）内の、再循環熱交換流体として機能する液状金属および／または金属フィルムにより冷却される。液状金属（40）は、（a）液体により濡れることのないコーティングを有するラビリンス（44または46）、（ｂ）磁気構造物（22）、または（ｃ）ウィック（38）により間隙（39）に閉じ込められる。アノード（14）を通過して再循環した液状金属（40）は、アノードにより取り囲まれる、チューブの外側または内側のいずれかに位置する熱交換器で冷却される。チューブ内の熱交換器は再循環する液状金属と熱接触し、冷却流体、たとえば水のための多数の通路（36）を含む、金属塊を含む。高熱伝導性路（26、48、49）が、電子が射突されるアノード領域（16）と熱が取り出されるチューブの中央領域との間に設けられる。一実施例において、高熱伝導性は、領域の半径方向に高熱伝導性があり、高熱伝導性方向に直交する方向に低い熱伝導性があるようにした結晶軸を有する、積層熱分解構造物により達成される。

Description

【発明の詳細な説明】 高熱伝導性流体により冷却される回転アノードを有するＸ線チューブ発明の分野 本発明は、付勢電子により射突される回転アノードを有する真空チューブに関 し、特に、このようなアノードから熱を取り去る働きをする液状金属を含む真空 チューブに関する。従来技術の背景 付勢電子により射突される回転陽極を含む真空チューブは、特に、アノードが カソードからの電子により射突される、通常はタングステンからなる、回転Ｘ線 放射トラックを含むＸ線チューブとして、開発され、広く使用されている。この トラックから放射されるＸ線は、チューブの外囲器の窓を通じて放出される。ア ノードが回転されるので、いかなる瞬間においてもアノードの小部分が電子によ り射突される。付勢電子が比較的大きな表面積にわたって分布しても、この型の 高電力チューブのアノードは十分に加熱され、射突に応答して白熱光を発するよ うになる。 このようなアノードを冷却する働きをする従来の先進的な技術は、回転アノー ドと静止（stationary）熱除去構造との間の熱経路に比較的高い熱伝導性液状金 属フィルムを配置するものである。この液状金属は、通常、ガリウム又はガリウ ム合金であり、ガリウムが、使用されるのは、真空チューブの外囲器内の低圧と 適合するのに十分に低い蒸気圧を有するからである。ほぼ全てのガリウムが、30 ℃から数百℃で液状状態にある。ガリウムは、29.78℃で溶融する。ガリウム合 金、特に二元及び三元共融のもの（Binary and ternary eutectics）がよく使用 されるのは、水氷の溶融温度付近の低温で溶融するからである。 ドイツ特許公報DE3644719C1が、カソードからの電子により照射される回転ア ノードトラックを含むＸ線チューブを開示している。液状金属フィルム、好適に ガリウム合金フィルムが、トラックと反対側の、静止構造物とアノードの裏面と の間の間隙に満たされる。冷却流体、好適に水が静止構造物の壁の背後の空洞に 供給される。これにより、冷却流体は、壁及び液状金属フィルムを経由してトラ ックへの高熱伝導性路にある。 ヒューストン（Houston）の米国特許第3694685号は、Ｘ線チューブの中央領域 の間隙へ高熱伝導性ロータ構造物物により機械的に接続された回転アノードを有 するＸ線チューブを開示し、ここで、間隙は、液状金属フィルム で満たされている。この間隙は、間隙を通じて流れる冷却流体、好適に水を有す る構造の静止壁とロータ構造物の壁との間にある。 日本国特許公報第87-194011／28号のＸ線チューブは、チューブの底部にある プールに貯蔵した気化可能のオイルにより冷却される回転アノードを有する。こ のオイルは、プールから液体として吸引され、Ｘ線のターゲットを収納する壁の 反対側のアノードの裏壁に沿って流れる。オイルは、ターゲットからの熱により 気化され、次いで、蒸気がプールへと戻る。十分に低いチューブ内圧力を維持す るために、真空ポンプが、排気空間へ接続される。 ヒューストン、ドイツ及び日本公報にこれら構造が指摘されたが、これら特許 に開示された冷却構造の商業化が全く無かった。多くの応用において、これら従 来技術の構造は、液状金属の使用における投資を価値あるものにするために回転 アノードの適当な冷却を与えているとは見えない。ガリウム及びその合金の腐食 特性は、ガリウムやガリウム合金との接触のために、モリブデンのような非常に 抵抗性のある物質を必要とさせる。さらに、回転部と静止部との間の間隙へガリ ウムを適当に閉じ込めるための構造が、ヒュートンやドイツ文献に示す構造には 全く無い。実用的な装置では、ガリウム及びその合金は閉じ込めなければならな ず、これは、その高い腐食 性のためであり、又、電気伝導体内で、ガリウムが、チューブの他の部品に電気 的なショートを起こし得るからである。日本文献に示されたものでは、蒸気が、 アノード及びカソードを含む真空外囲器の内壁にわたって自由に流れる。 フィリップス（Philips）による、１個又はそれ以上の螺旋溝ベアリング上で 回転的に移動するアノードデイスクに関する数々の特許が発行されてきた。これ らは、米国特許第4210371号、第4375555号、第4614445号、第4641332号、第4644 577号、第4677651号及び第4856039号を含み、これら全ては、米国フィリップス 社（US Philips Corporation）に譲渡されている。このようなベアリングを使用 するＸ線チューブがより静かな動作と一層長い寿命を有するということが、説明 されている。また、ボールベアリングによりなされる以上の熱がそのベアリング を通じて伝えられると、このＸ線チューブが、一層高い電力レベルで動作可能で あることがわかった。これらの特許はアノードトラックから液状金属フィルムを 通り、高能力熱交換機に至る項伝導性熱路を設ける方法も、また液状金属を含む ラビリンスを設けることも説明していない。 したがって、本発明の目的は、液状金属の働きで冷却され、付勢電子により射 突される回転アノードトラックを有する新規且つ改良した真空チューブを提供す ること である。 本発明の他の目的は、液状金属がアノード及び熱交換器を通じて再循環され、 従来技術により達成された冷却効果よりも顕著に大きな冷却効果を与える、上述 の型の新規且つ改良した真空チューブを提供することである。 本発明のその他の目的は、付勢電子により射突された回転アノードトラックか ら熱を除去するための改良した熱伝導構造物を有する、上述の型の新規且つ改良 した真空チューブを提供することである。 本発明のその他の目的は、液状金属フィルムが当該真空チューブの静止壁と回 転アノード領域との間の間隙に包囲される、上述の型の新規且つ改良した真空チ ューブを提供することである。発明の概要 本発明は一般に、電子放出器を含む真空チェンバーと、電子に応答するトラッ クを有する回転アノードと、アノード領域を冷却するための改良した冷却手段と から成る真空チューブに関する。改良した冷却手段は、動作温度において十分に 低い蒸気圧とチェンバー圧力とを有する熱交換液状金属を含み、当該真空チュー ブの動作中に液状金属が実質的に蒸発しない。 本発明に従って、改良した冷却手段は、回転真空シールを必要とせずに、回転 アノードＸ線チューブに設けられ る。多くの従来の回転アノードＸ線チューブでは、アノードの冷却が、回転真空 シールの使用を通じてなされてきた。これらＸ線チューブでは、外部ソースから の冷却液が回転真空シールを通じてアノード内に供給され、アノードトラックか らの熱を受ける。この冷却液は、次いで、再循環される前に、同一又は第２の回 転シールを通じて外部の冷却器へと戻される。 これら組み込まれる強磁性流体液のような回転シールは、回転アノードＸ線チ ューブの動作速度においてゆっくりとした漏れ速度を有し、真空ポンプがＸ線チ ューブの動作のための十分な真空を得るために必要とされる。システムをより複 雑にすることに加え、真空ポンプは、回転ガントリーにＸ線チューブを位置する ＣＴスキャナに使用されるＸ線チューブのような応用には適当ではない。本発明 に従って、真空チェンバーは、真空外囲器と外部空間との間の回転又は滑動シー ルを全く有さずに、完全に囲われる。 本発明の一態様に従って、改良した冷却手段は、トラックに近接するアノード を通じて再循環流路で流れる液状金属のための静止熱交換器を含む。液状金属流 路は、液状金属の流れの主方向に伸長する、対向した壁セグメントの間に閉じこ められ、一方、液状金属は、真空チェンバー内で再循環される。これにより、液 状金属の腐食効果は、液状金属の流れを、表面を有する非常に細 かい経路に限定することにより、最小化され、これは、適当な物質で保護され得 る。 好適に、再循環流路は、その液体が、（１）アノードから液体へと伝達され、 これによりその密度を変化させる熱と、（２）回転子によるアノードの回転によ る遠心力との組み合わせにより液体に与えられる力に応答してその経路に“自己 ”吸引されるように配置され、形状付けられる。液状金属は、トラック近傍での 伝導により加熱され、その密度が変化する。比較的低い密度の加熱した液状金属 が、トラック近傍から軸線に向けて流れ、熱交換器で冷却された高い密度の液状 金属は、軸線から遠ざかってトラックに向けて流れる。このような“自己”吸引 対流は、液状金属を再循環させるための外部ポンプ等の必要性をなくす。 本発明の付加的な態様に従って、改良した冷却手段は、液状金属又は他の適当 な熱伝導流体を有する高熱伝導性路に静止固体高熱伝導性物質を有する熱交換器 を含む。この固体熱交換物質は、冷却流体の流れに対する大きな接触領域を与え ることのできる通路を含む。１つの実施例において、この固体物質は、冷却流体 のための通路を形成する細孔を有する細孔金属マスから成る。１つの配列におい て、この細孔金属マス（mass）は、結合した金属粒子から成るが、第２の配列で は、細孔金属マスは、流体の流れとほぼ同一方向に伸張する金属ワイヤー の束から成る。このワイヤーの間の空間が、経路を与え、この経路を通じて冷却 流体が流れる。第２の実施例では、固体物質は、熱交換器を通じる流体の流れに ほぼ直角な複数の板状の構造物から成る。この板状構造は、冷却流体と接触する 大きな領域の接触表面を与え、多数の穴が、固体物質を通じる冷却流体の通路と なり得る。これら穴は、板構造の領域と比較して小さい領域を有する。 本発明のその他の態様では、熱交換液状金属が当該チューブの静止部分と回転 アノード領域との熱伝導接触に関してであり、この態様に従って、ロータ構造物 物の第１の壁と第２の静止壁との間のラビリンス（labyrinth）がそこを通じる 腐食性液状金属の流れを防止する。ラビリンスは好適に、液状金属のための曲が りくねった経路を形成する１個又はそれ以上の溝を含み、この溝は、典型的に0. 001インチから0.01インチの範囲の間隙を有する。ラビリンスは、液状金属によ る濡れのない表面を含み、クリープ又は毛細作用によるラビリンスを通じる液体 の流れを妨げる。第１の実施例では、液状金属は、当該チューブの静止部とアノ ードの回転部との間の間隙内のフィルムである。その他の実施例では、液体は、 当該チューブの静止部及びアノードトラックと共に回転する当該チューブの部分 をそれぞれ含む第１及び第２の壁を有する再循環経路内にある。 本発明のその他の態様に従って、熱交換液体フィルムが、回転アノードの表面 と向き合う静止表面との間の間隙内にあり、ここで、この間隙の反対側の端部が 、液体を間隙に閉じ込めるように配列され、液体が間隙外へ流れ出ないようにし ている。１つの実施例では、このフィルムは、液体による濡れのない表面を有す るラビリンスにより閉じ込められる。第２の実施例では、液体は、間隙の端部の 各々で磁石手段により閉じ込められる強磁性流体を含む。 本発明のその他の態様では、冷却手段は、回転アノード部と当該チューブの静 止構造物との間の間隙に液状金属を含む液体フィルムを含み、ここで、液体は、 ウイック（wick）に貯蔵される。 本発明の更なる態様では、アノードは、回転し、そして静止している間、アノ ードの回転周囲表面及び静止周囲表面と液体をこれら周囲表面の間の領域に閉じ 込めるための構造物との間に液状フィルムを位置付けることを含む。よって、真 空チェンバー付近で動揺する液体の逆流（adverse）効果の可能性が除かれる。 本発明のその他の態様では、改良した冷却手段は、液状金属が、アノードの対 面する回転表面と静止表面との間の間隙内のフィルムであるように配置される。 回転表面は、軸線に関して反転し、間隙は、（１）その表面と共に回転可能なア ノードの部分の間にあり、（２）軸線 付近にあり、（３）軸線の方向に伸長される。 本発明のその他の態様が、電子射突トラックの背後のアノードを通る液状金属 のための再循環流路を含む改良した冷却手段を設ける。この流路は、軸線の半径 方向に伸長する第１及び第２の部分を含み、トラックは、この軸線に関して回転 し、又、トラックに関して軸線に接近したところでこの軸線の縦方向に伸長する 第３の部分を含む。これにより、液状金属は、第３の部分から第１の部分へと流 れ、又、第２の部分から第３の部分へと流れる。液状金属は、（１）トラックを 通る前に第１の部分へと流れ、（２）トラックを通過した後に第２の部分へと流 れる。 本発明の他の態様が、電子射突トラックの背後のアノードを通り、熱交換器を 通り液状金属のための再循環流路を含む改良した冷却手段を与える。この再循環 流路は、液状金属の再循環させるための機械的な吸引構造を含む。 本発明のその他の態様が、電子射突トラックの背後のアノードを通る液状金属 のための再循環流路と、トラックの回転軸線に関して半径方向に伸長する第１及 び第２の部分とを含む改良した冷却手段を設ける。この流路は、静止する第３、 第４及び第５の部分を含む。第３の部分は、回転軸線と平行な経路に沿って第２ の部分からの冷却流体を、アノード及びカソードが位置位する真空 チェンバーセグメント（segment）の外部領域へと運ぶ。流路の第４の部分は、 熱が液状金属から外部媒体へと伝導されるところの熱交換器を通る。第５の部分 は、冷却液状金属を、当該チューブの軸線と平行な経路に沿って逆に熱交換器か ら上記の第１の経路部分へと運ぶ。 本発明のその他の態様に従って、改良した冷却手段は、アノードトラックと液 状金属フィルムとの間の熱伝導路に接続、配列された熱分解（pyrolytic）グラ ファイト構造物を含むアノードを含み、ここで、フィルムは、熱を静止熱交換器 へと伝導する。熱分解グラファイト構造物は好適に、アノードトラックと熱交換 器との間に高熱伝導性経路を与えるように高熱伝導性結晶軸線を有する多重積層 要素のように配列される。第１の実施例では、この構造は、板であり、第２の実 施例では、この構造は、入れ子状の円錐である。 好適な形状において、アノードを通じる再循環流路は、トラック付近に向けて アノードを回転する軸線の近傍から半径方向に液状金属が流れるように配列した 第１の部分と、トラックの近傍から半径方向に逆に軸線の近傍へと液状金属が流 れるように配列した第２の部分とを含む。好適に、熱交換器は、軸線及びアノー ド付近の当該チューブ内にある。第１の実施例では、アノードは、軸線に平行に 流れるセグメントを含むロータ構造物物内に全体的に収納された流路と共に作ら れ、これにより、 向かい合う壁の一方が静止し他の壁が回転するならば、液体の剪断力によって妨 げられ得る液体の再循環が付勢される。 本発明の上記及び他の目的、特徴及び利点は、添付図面と関連して、以下の幾 つかの特定的な実施例の詳細な説明により明らかとなるであろう。図面の簡単な説明 図１は、ウイックに接触する間隙に液状金属を組み込むＸ線チューブの断面図 であり、液状金属が、液状金属で濡れない表面を含むラビリンスにより間隙に閉 じ込められている。 図２は、電子射突トラックの背後の回転アノードのウイックの間の間隙に液状 金属を含むＸ線チューブの他の実施例の断面図である。 図３は、回転アノードの壁とＸ線チューブ外囲器の壁との間に液状金属フィル ムを含むＸ線チューブのその他の実施例の断面図である。 図４は、図３の型の構造物の一つの実施例の部分断面図であり、液状熱伝達フ ィルムが、永久磁石により作られた強磁性流体により閉じ込められている。 図５は、回転部と静止部との間の濡れない表面を有するラビリンスを有するＸ 線チューブの他の実施例の断面図である。 図６は、回転アノードを通ってＸ線チューブ外囲器の外部の熱交換器へと循環 される液状金属を含むＸ線チューブの他の実施例断面図である。 図７は、回転アノードを有するＸ線チューブの他の実施例の断面図であり、液 状金属が回転アノードを通じて、共に回転するシェル部とコア部との間を流れる 。 図８は、Ｘ線チューブの断面図であり、ここで、液状金属が、回転アノードの 通路を通って、当該チューブの外囲器内の熱交換器の壁へと循環され、液状金属 フィルムが、静止熱交換器と静止構造との間にある。 図９Ａは、Ｘ線チューブの一部断面図であり、ここで、回転アノード内で循環 される液状金属が、熱交換器の静止表面と回転アノードとの間の第２の金属フィ ルムを介して熱交換器と熱的に接触する。 図９Ｂは、Ｘ線チューブの一部断面図であり、液状金属が、熱交換器及び螺旋 状溝ポンプと接触して回転アノードで循環される。 図１０Ａ及びＢは、それぞれ、図６-９で一般に使用される型の熱分解グラフ ァイトアノードの側断面図及び正面図であり、ここで、熱交換器から及び熱交換 器への冷媒流路が、図１１の実施例に関係して変更される。 図１３は、本発明に従ったＸ線チューブの他の実施例の概念図であり、ここで 、回転アノードがまた、積み重ねた平行な熱分解グラファイト板を含む。 図１４は、本発明の他の実施例に従ったＸ線チューブの側面図であり、回転ア ノードトラックは、入れ子式熱分解グラファイト円錐により、中央熱交換器へと 接続される。 図１５及び１６は、図１１‐１４の実施例で使用される別の熱交換器コア形状 の端部断面図である。好適実施例の詳細な説明 図１を参照すると、そこには、電子放射カソード12と、Ｘ線を放射するタング ステンターゲット16を含むテーパーが付けられた縁部を含む回転アノード14とか ら成る静止真空外囲器10が図示されている。トラック16は、カソード12に直接向 かい合うように位置し、外囲器10の壁上の窓18通じて放射したＸ線が放出される ように配列されている。アノード14は、ロータ巻線34及びステータ巻線22をそれ ぞれ外囲器10の内外部に含む構造により回転される。ボールベアリング24が、外 囲器10に固定的に取り付けられた静止チューブ26上のロータ構造物20を支持する 。ロータ構造物20は、チューブ26と同軸のチューブ28を含み、チューブ28は、チ ューブ26及び28の共通する軸線と直角にアノード14の面に固定的に結合されるシ ェル30を含む。ボールベアリング24は、チューブ28の両端部でフランジ32及びシ ェル30により担持され、チューブ及びアノード14の横方向の支持をする。チュー ブ26及び28 と一致する軸線を有するロータ巻線34は、チューブ28の壁内に埋め込まれ、ステ ータ巻線22により生成された磁束と相互に作用し、チューブ26の軸線に関してロ ータ構造物20を駆動する。 巻線22と34との間の領域の外囲器10の周囲は、多数の非強磁性磁気冷却チュー ブ36（図には２個のみ示されている）を通って流れる冷却流体（好適に、水）に より冷却される。冷却チューブ36は、巻線22と34との間の領域外囲器10の周囲に わたって完全に伸長するように配列され、外囲器10の壁と熱的に接触する。チュ ーブ36を通じて流れる冷却流体は、カソード12からの電子が射突したトラック16 により外囲器10内で生成された熱を除去する。冷却チューブ36が位置したところ の外囲器10の外部とトラック16との間に高熱伝導路を与えるために、外囲器10の 内部が真空であるが、液状金属で濡れるウイック38が、巻線22と34との間の領域 に実質的にわたるチューブの長さに沿ってチューブ28の外側に取り付けられる。 間隙39が、ウイック材38の縦方向に伸長する縁部と、巻線22と34との間の領域 の外囲器10の内部側壁との間に位置する。間隙39は、アノード14の作動温度にお いて十分に低い蒸気圧を有する熱交換液状金属40で満たされ、Ｘ線チューブの作 動中、液状金属が過度の蒸気圧を得る。好適に、熱交換液状金属40は、ガリウム 又はガリウム金属である。 外囲器10の内壁は、縦方向に間隔をあけて半径方向に伸長するラビリンス44及 び46を、間隙39の両端部で支承し、液状金属40が、そこに位置する。ラビリンス 44及び46は、熱交換液状金属40による濡れのない物質をコーテイングするかまた はその物質から成り、このような物質は、カーボン及びチタン酸化物である。ラ ビリンス44及び46は、液状金属40が間隙39外に流れ出ることを効果的に防ぐ。間 隙39は、典型的に、0.001から0.01インチの範囲の空間を有する。 Ｘ線チューブはまた、チューブ26の内壁を直接冷却することにより冷却される 。冷却流体、好適に水が、チューブ26内にそれと同軸に外囲器10に固定して取り 付けられたパイプ48内を流れる。冷却流体は、パイプ48を通じて、チューブ26の 内壁とパイプ49の端部との間のアノード14に近接するチェンバー49に流れ込む。 チェンバー49から、冷却流体が、縦方向にアノード14から遠ざかるように、最初 にパイプ48に流入したところと同一の領域へと逆流する。 カソード12及びアノード14の作動電力は、ＤＣ電力源50及び52によりそれぞれ 与えられる。電力源50は、カソード12を加熱するために電流を与え、一方、電力 源52は、カソード12とアノード14との間で必要な高電圧を与える。電力源52は、 適当なリード線を介してカソード12へと直接に接続された陰電極を含む。電力源 52の陽端子 は、スイッチ54を通じ、金属静止チューブ28及び外囲器10の金属壁を介し、そし て、液状金属40をから金属チューブ28及びシェル30を介してアノード14に接続さ れ、ここで、チューブ26から金属ボールベアリング24及び金属フランジ32を介し てチューブ28及びシェル30へと並列経路がある。外囲器10及び液状金属40はまた 、ＤＣ電力源52の陽電極板の電圧（通常、接地）で維持され、アークを防止する 。 アノード14が静止しているときにＸ線チューブの動作に先だち、ガリウム又は ガリウム合金の液状金属40がウイック38に貯蔵され、Ｘ線チューブの外囲器10の 内部の他の部分に漏れないようにする。同時に、ステータ巻線22へ電力が印加さ れると、流体がチューブ48からチューブ26へと流れ、冷却チューブ36内を流れる 。ロータ構造物20の回転（典型的に、5000rpm以上の速さ）に応答して、ウイッ ク38に貯蔵される液状金属40は、ウイックから外向きに移動し、巻線22と34との 間の外囲器10の内壁と接触する。液状金属40は、濡れないラビリンス44及び46に よりチューブ36とチューブ28との間の領域に閉じ込まれる。これにより、高熱伝 導路が、アノード14と、チューブ36内を流れる冷却流体との間で与えられる。液 状金属は、チューブ28から冷却チューブ36への伝導により熱を伝達する。 スイッチ54が入れられ、カソード12からの電子がア ノード14のトラック16へと加速されると、トラック16の電子射突により生成され た熱が、上述の経路を通じて除去される。付加的な熱が、アノード14からシェル 30及びチューブ28、さらにボールベアリング24からチューブ26及びチューブ26を 通って流れる流体へと通じる熱伝導路により除去される。 図２は、Ｘ線チューブの他の実施例の断面図であり、ここで、アノードから熱 交換構造への熱伝導路が図１に示されるものよりも短くなっている。よって、図 ２に示す構造の熱伝導は、図１に示す構造のものよりも大きい。図２の実施例で は、真空外囲器61内のアノード60が、カソード67からの電子を入射するトラック 66のすぐ背後でアノード60の周囲に取り付けた軸方向に伸長する回転リング64を 含むリム62を含む。リム62は、リング64から半径方向内向きに伸長するフランジ 68を含む。これにより、封入領域70が、トラック66、リング64及びフランジ68の 背後に形成される。ウイック72が、アノード60の裏面、つまりトラック66の反対 側のアノードの面に沿って置かれることにより、封入又は閉込め領域70の実質的 な部分に満たされる。ウイック72は、アノード60の裏面に沿ってリング64へと伸 長し、リング64の内壁に沿ってフランジ68の対面する壁へと連続し、さらに、フ ランジ68の内側に沿って連続する。ウイック72は、上記のタイプの熱交換液状金 属を貯蔵する。 チューブ74が、ウイックからやや間隔をあけて近接した、封入領域70内に位置 される。図２に示す断面図と直角な断面において、チューブ74は、環状形状を有 する。冷却流体、好適には水が、チューブ74を通じて流れる。他のチューブの形 状は、回転部材と静止部材との間の狭い間隙79を与えるために使用され得る。 動作において、アノード60が、アノード60に固定して取り付けられたスリーブ 80内のロータ巻線78とステータ巻線76とを含むモーター構造により高速で回転さ れると、ウイック72の熱交換液状金属が、遠心力により回転軸線付近のウイック の部分から外へ引かれ、間隙79内に移動する。これにより、高熱伝導路が、アノ ード60のトラック66とチューブ74を通じて流れる冷却流体との間に形成される。 この高熱伝導は、トラック66とチューブ74内を流れる流体との間の短い距離によ り与えられる。アノード60が回転を停止すると、毛細作用が、液状金属をウイッ クへと戻し、これにより、液状金属が、閉じ込められ、カソード67、トラック66 及びＸ線チューブの他の部品への移動が防止される。 付勢する電力が、対応する電極に対し図１に関連して説明したようにＤＣ電力 源50、52及びスイッチ54によりカソード及びＸ線チューブのアノードへ供給され る。アノード60のトラック66のカソード67による電子射突に応答して、Ｘ線がト ラックから放出し、図１においてＸ線が対応 する窓を通って伝達するのと同様に、窓84を通って伝達する。 次に、図３を参照すると、本発明の他の実施例は、ロータ巻線92を含みステー タ巻線90により駆動される回転アノード88が、カソード96からの電子に応答する Ｘ線放射トラック94を含む。トラック96により放射されたＸ線は、静止接地金属 真空外囲器100の窓98を通じて伝達する。金属ベアリング102が、外囲器100の縦 方向の軸線上に固定して取り付けられたロッド104上で回転アノード88を支持す る。 アノード88は、外囲器100の円筒状内壁セグメント110から比較的小さな間隙10 8により固定的に間隔をあけられた円筒状の壁106を含む。間隙108の長さに沿っ て一層平均した温度分布を与えるために、アノード88は、トラック94と間隙108 との間で窪みを形成する尖頭部112を含む。間隙108は、液状金属、好適にガリウ ム又はその合金で満たされ、ここで、変形的に、図４に関連して説明されるよう に、強磁性流体が間隙108を満たすことができる。液状金属は、間隙の外面及び 外囲器100の半径方向に伸長するセグメント116を画成する外囲器の内壁と同様に 、外囲器100の外壁から径方向内向きに伸長するフランジ114によって間隙108に 閉じ込められる。フランジ114は、間隙108の液状全属によって濡れない物質でコ ーテイングされ、液状金属を間隙に閉じ込めている。アノード 88の円筒状表面106と同様に、間隙108のガリウム又はガリウム合金液状金属に接 触する外囲器100の部分は、好適に、ガリウム及びその合金の腐食効果に耐える ことのできるモリブデンのような強い金属でコーテイングされる。 内壁セグメント110と向かい合う外囲器100の外壁は、上記の領域で外囲器100 の外壁に隣接する螺旋状、つまりコイル状の冷却チューブ118を通じて流れる熱 交換流体、好適に水で冷却される。Ｘ線チューブの動作中、冷却流体は、チュー ブ118を通って連続的に流れ、熱をトラック94から表面106へと伝達された熱を、 間隙108の高熱伝導性液状金属により表面106と壁セグメント110との間で形成さ れる高熱伝導路を介して除去される。 図４の実施例では、図３の実施例でのガリウム又はガリウム合金フィルムが、 鉄粒子のコロイド状懸濁液を有するオイル、高熱伝導性強磁性流体129に取って 代えられ、ここで、強磁性流体を、液状金属であるように考えない。強磁性流体 129は、間隙108を満たし、Ｘ線チューブの軸線方向にそれぞれ間隔をあけた北極 及び南極（Ｎ及びＳ）を有するリング磁石124からの磁束により保持される。磁 石124は、外囲器100の外壁から間隔をあけられて配置され、チューブ118がリン グ磁石の内壁と外囲器100の外壁との間に位置する。環状柱部分125及び126はそ れぞれ、リング磁石124の北極面及び南極面に隣接し、外囲 器100の非磁化金属を通って伸長し、間隙128及び129の強磁性流体に接触する。 反転磁束経路が、アノード88に固定した強磁性磁化円筒127により与えられる。 間隙128及び129及び環状部分125と126との間の高熱伝導性強磁性流体が、熱を表 面106からコイル118で流れる流体へと伝達させる働きをする。間隙128及び129の 高い磁場強度が、強磁性流体を閉じ込め、それが、Ｘ線チューブの他の領域へと 出ていかないようにしている。領域123の強磁性流体は、液状金属によって取っ て代えられ得る。 磁石124は好適に、永久磁石であるが、電磁石によっても同一機能が得られる ことが理解できる。図４の強磁性流体及び磁化構造は、磁化構造が、カソード96 からアノードトラック94への電子の弾道又はＸ線チューブの他の磁化回路への実 質的な影響を及ぼす磁場を形成しない間は、図３に示すものとは別の形状で使用 できる。 強磁性流体シール及び液状金属の組み合わせが、領域123に液状金属を位置さ せることにより達成されるが、間隙128及び129の強磁性流体が、液状金属をＸ線 チューブの他の領域へと流さないようなシールを形成する。 適当なＤＣ電力源が、図１及び２に関連して上説したように、アノード88及び カソード96に接続され、設けられる。 次に、図５を参照して、本発明の他の実施例では、回転アノードセグメント13 4を含むカソード130及びアノー ド132が、Ｘ線伝達窓138を含む真空外囲器136に配置される。回転アノードセグ メント134は、カソード130からの電子に応答するように配置されたリング状Ｘ線 放射トラック140を含み、ここで、トラック140から導かれるＸ線が窓138を通じ て伝達される。 回転アノードセグメント134は、外部窓142及び、回転アノードセグメントに取 り付けられた内部ロータ巻線144を含むモーター構造により回転される。巻線142 及び144は、回転アノードセグメント134の縦方向の回転軸線と同軸である。回転 アノードセグメント134は、軸線145と同軸な縦方向の軸線を有する軸線方向に伸 長するシャフト146を含む。シャフト146は、軸線145と同軸に外囲器136に取り付 けられたスリーブ150に取り付けられるベアリング148により支持される。 金属製外囲器136及び、回転アノードセグメント134を含むアノード132は、接 地電位に維持されるが、カソード130は、付勢のための高い負のＤＣ電圧に維持 される。回転アノードセグメント134は、外囲器からスリーブ150、ベアリング14 8及びシャフト146を通じて回転セグメントへの低いインピーダンスの電気的経路 のため、外囲器136と同一電位である。また、回転アノードセグメント134とアノ ード132の静止シェル152との間のアノード132の液状金属151は、外囲器から回転 アノードトラック140への低い電気的インピーダンスを与え、ベアリング148での アークを防止する。 軸線145に関して半径方向に伸長する金属製端部デイスク154及び金属製環状板 156を含む金属製静止シェル152は回転アノードセグメント134内に入れ子にされ る。デイスク154及び板156の周辺部は、軸線方向に伸長する金属リング158によ り、共に接続される。これにより、封入間隙160が、回転アノードセグメント134 の壁とシェル152の壁との間で形成され、間隙の有効部分が、閉じ込められた液 状金属151好適にガリウム又はガリウム合金で満たされる。間隙160で液状金属15 1の流れを防止するために、ラビリンス162（ガリウム又はガリウム合金による濡 れのない物質でコーテイングされた壁166及び167を有する）が、静止金属チュー ブ164と回転アノードセグメント134との間に位置される。チューブ164は、シェ ル152及び外囲器136の金属壁に固定して取り付けられる。ラビリンス162は、ラ ビリンス162の壁166と167との間の間隙165の横断距離が間隙の縦方向の距離（長 さ）よりも顕著に小さくなるように作られる。この間隙の関係及び壁166及び167 の非ガリウム濡れ表面の使用は、液状金属がラビリンス162を通る流れを防止す る。 間隙160の液状金属からの熱が、冷却流体（好適に、水）を循環させて静止デ イスク154、板156及びリング158に接触させることにより除去される。半径方向 に伸長する板のような形状のコア170が、チューブ164を通じて 伸長し真空外囲器136の外部でチューブ164の端部壁に取り付けられたパイプ172 の開口端部に固定して取り付けられる。水が、ポート175を通じてチューブ164へ と流れ、水が、チューブ164を通じてコア170へと流れる。コア170から、水が、 板156、次いでリング158及びデイスク154に沿って半径方向に流れ、間隙160の熱 交換液状金属151からの熱を除去する。シェル152の内部から、次に加熱される水 がパイプ172を通って軸方向に流れる。 回転アノードセグメント134が停止すると、液状金属151が、間隙160の下方部 分にプールするような傾斜を有する。ラビリンス162の壁166及び167のレベルよ り下方のプールされる液状金属のための十分な体積を与えるために、間隙160は 、点線176で示されるような、間隙160からのラビリンス162への入口に近接した やや下方のところに拡大した体積174を含む。回転アノードセグメント134が巻線 142と144との間でのモーター作用に応答して通常の動作速度で回転されると、液 状金属151が、遠心力により半径方向外向きに点線178で示される位置へと押され 、照射されたアノードトラック140と金属シェル152との間に短い高熱伝導路を与 える。液状金属が点線178で示す位置にあると仮定した後に、ＤＣ電力源（図５ には示さず）外囲器136とカソード130との間で接続される。電流が、間隙160の 液状金属を通って外囲器から回転アノードセグメントへと流れ、全部の接地した 部品の間でのアー クを防止し、いろいろな接地した部品の間に非常に低いインピーダンスを与える 。 図１-５の実施例の各々では、熱伝導強磁性流体又は液状金属フィルムが、回 転アノードセグメントとアノードのその他の部分との間に設けられた。このフィ ルムは、基本的に、電子射突により加熱される回転セグメントからの高熱伝導路 を与える。熱交換流体は、これら実施例の各々でのフィルムからの熱を除去する 。本発明のその他の実施例（以下で説明する）では、液状金属が、再循環され、 熱交換器で冷却され、図１-５の実施例よりも一層効率的に冷却する。幾つかの 付加的な実施例では、液状金属は、再循環される。 図６は、再循環し、閉じ込められた液状金属、例えばガリウム又はその合金を 含んで、回転アノードから熱を除去するＸ線チューブの側面図である。図６のＸ 線チューブは、真空外囲器180と、カソード184と回転アノード186とを含み、真 空外囲器180は窓182を有する。電子射突Ｘ線放射トラック187を含むアノード186 は、外囲器180外部のステータ巻線188と、外囲器内部のロータ巻線190とを含む モーター構造により回転される。回転アノード186は、端部板192と、デイスク19 4と、この板及びデイスクに固定的に接続された反対側の縁部を有するリング196 とを含むシェルのような形状である。デイスク194の内部縁部は、スリーブ198に 接続され、ロータ巻線190が スリーブ198に取り付けられている。巻線190及びスリーブ198は、静止チューブ2 00を取り囲み、ベアリング199により担持され、また、静止チューブ200により担 持される。シェル191及びスリーブ198を含むアノード組立体の全体は、チューブ 200と同軸である。外囲器180の外壁は、チューブ200に固定され、外囲器180、回 転アノード186及びチューブ200は、接地電位にあり、カソード184は、高い負の ＤＣ付勢電圧にある。 液状金属が、シェル191内に閉じ込められるようにして再循環されるので、外 囲器180、トラック187、カソード184又はモーター構造のいずれの部品にも接触 しない。液状金属は、熱交換器204を通じて伸長するパイプ202を含む経路を介し て非常に低圧で再循環される。液状金属のためのこの経路に沿った圧力は、真空 外囲器180と実質的に同一であり、液状金属再循環経路と真空チェンバーとの間 の真空障壁の必要性を不要にする。 熱交換器204で冷却された後、パイプ202の液状金属は、オリフィス206を介し てチューブ200へと流れる。そこから、液状金属が、シェル191の内部へと軸方向 に流れ、ここで、液状金属が、半径方向に伸長する板のような形状を有しパイプ 202に固定して取り付けられた静止コア208に出くわす。液状金属は、羽根部209 及び211により、コア208の壁とシェル191の壁との間の間隙で吸引される。羽根 部209は、デイスク194に固定して取り付けら れ、羽根部211は、板192に対面するコア208の面上にある。羽根部209は、螺旋状 に取り付けられ、径方向外向きへの吸引を促進し、羽根部211は、螺旋状に配列 され、板192に対面するコア208の壁にパイプ202の開口部へと向かう液状金属の 半径方向内向きの吸引を促進する。液状金属の吸引は、トラック187の位置と反 対側の板192の部分を通るように、液状金属の加熱作用によっても促進される。 これにより、カソード184からの電子によるトラック187の局所的加熱は、シェル 191の壁とコア208の壁との間の間隙の液状金属の“自己”吸引を引き起こす。 スリーブ198とチューブ200との間のラビリンス210は、このスリーブとチュー ブとの間に液状金属を流さない。ラビリンス200は、スリーブ198及びチューブ20 0のそれぞれに壁212及び214を含み、ラビリンスの壁は、相互に非常に接近し、 液状金属による濡れの無い物質でコーテイングされている。 液状金属は、シェル191の内壁とコア208の壁との間の間隙を満たし、回転アノ ード186とそこに近接した静止金属部品との間で高い熱伝導及び低い電気的イン ピーダンスを与える。これにより、アノード186は、電気的接地電位に維持され てアークを最小にし、板192、デイスク194及びリング196に接触して循環する、 高熱伝導性及び比熱の液状金属により冷却される。 図６の構造では、剪断力及び擾乱が、実質的なシェル 191の壁とコア208の壁との間を流れる液状金属で起こる。このような力や擾乱は 、回転シェル191、静止コア208及び非常に近接するこれら部品の間の非常に大き な速さの差により引き起こされる。図６に示す構造のこのような問題は、図７に 示す構造により克服され、又、それは、図６の構造を越える付加的な利点を与え る。 図７のＸ線チューブは、真空外囲器220を含み、カソード222及び回転アノード 224が外囲器220内に位置され、閉じ込められた液状金属が回転アノード224を通 って冷却のために再循環される。外囲器220の壁には、Ｘ線透過窓226があり、カ ソード222からの電子が入射するアノード224上のトラック227から放射されたＸ 線の通路を与えている。アノード224は、ステータ巻線228及びロータ巻線230を 含むモーター構造により中央チューブ軸線229に関して回転される。ロータ巻線2 30は、スリーブ232に取り付けられ、それは、アノード224のデイスク234から突 出して固定的に接続される。必要ではないが、好適に、スリーブ232は、熱及び 電気的絶縁（好適に、セラミック）リングによりデイスク234に連結され、モー ター構造を電気的及び熱的にアノード224からデカップリングし、リング236は、 円筒状のブロックに取って代えられる。静止ロッド240に取り付けられたベアリ ング238は、スリーブ232及びそこに接続されたロータ構造物全体を担持する。 回転アノード224は、シェル242、及び複数のストラッ ト246によりシェルに固定的に接続されその内部に位置されたコア244を含む。液 状金属は、シェル242の内壁とコア244の外壁との間の間隙255のストラット246を 通じて循環する。シェル242及びコア244が相互に機械的に連結され、これにより Ｘ線チューブの軸線229に関して共に回転するので、図６の構造のシェル191とコ ア208との間で起こる剪断力及び擾乱の問題が解消される。 液状金属は、閉じ込められた状態で、間隙255で循環されるので、外囲器220、 ターゲット227、カソード222又はモーター構造のいずれの部品にも接触しない。 液状金属は、シェル242とコア244との間で自己吸引される。自己吸引は、液状金 属がカソード222からの電子を入射するトラック227のすぐ背後のアノード領域で 主に加熱されるために起こる。シェル242、コア244及び静止熱交換器248の形状 が、液状金属の自己吸引に寄与する。チューブ252の外壁とコア244の対面する反 対側の円筒状の壁との間で液状金属の流れを防止するために、これら壁は、接近 して間隔をあけられ、液状金属による濡れの無い物質でコーテイングされる。こ こでは、小さな漏れが、動作するのに不利益とはならず、冷却効果をやや低減さ せるのみであろう。 図６の構造は、コア208及びシェル191を相互に連結し、コアの円筒状の壁をパ イプ202の外壁から間隔をあけることにより、図７と同様のものに変更できる。 羽根部 209及び211は、ストラットに置き換える。 熱交換器248は、静止した外部及び内部のチューブ250及び252を含み、共にＸ 線チューブの軸線229と同軸である。熱交換フィン257を含む外部チューブ250は 、外囲器220の壁に固定して連結され、内部チューブ252は、複数のストラッド25 3により外部チューブ250に接続される。チューブ250は、シェル242の板254の壁 を通じてシェル242とコア244との間の間隙255へと伸長する。間隙255は、コア24 4の対面する壁とシェル242の内壁（つまり、デイスク234、リング243及び板254 の内壁）との間で半径方向に伸長する。間隙255を横切るシェル242の内壁とコア 244の内壁との間の空間は、一定であり得るが、好適に、アノードトラック227の 下方の領域では狭くされ、改良した熱伝達を与えることができる。 板254は、外部チューブ250の端部分を取り巻く軸線方向に伸張するフランジ25 6を含む。図６のラビリンス210のようなラビリンス251が、チューブ250の外壁と フランジ256の内壁との間に位置され、シェル242とコア244との間の間隙255から 外囲器220内の他の部分への液状金属の流れを防止する。 チューブ252は、フランジ256及びコア244を通じて突出しているので、その縁 部がデイスク234と反対側のコアの壁と同一平面内にあり、液状金属の再循環経 路を完成する。 液状金属のための小径インレットが、内部チューブ252からデイスク234とコア24 4の反対側の対面する壁との間の間隙255へと設けられる。液状金属のための大径 アウトレットが、板254とコア244の反対側の対面する壁との間の領域の間隙255 から、チューブ250の内壁とチューブ252の外壁との間のチューブ250へと設けら れる。液状金属に対して与えられる遠心力のため、幾つかの吸引作用が起こり、 大径のシェルに出ていった液体が、小径の回転アノードシェルに入り込む。これ は、図６で説明した自己吸引作用に加え、トラック227の背後の液状金属の局所 的な加熱及び外部熱交換フィン257による冷却のためである。 液状金属は、チューブ252の内部で（図７に示されるように）右から左へと流 れ、再循環経路に流れる。チューブ252は、コア244の周辺部に到達すると、軸方 向に流れ、その後、加熱されたトラック227の背後を半径方向内向きに、チュー ブ250と252との間の開口部へと流れる。チューブ250と252との間の開口部から、 液状金属は、チューブ250の内部表面とチューブ252の外部表面との間を軸線方向 に、図７に示されるように）右方向に流れ、ここで、フィン257により冷却され 、内部チューブ252へと再循環される。 図６と同様の図７の構造は、回転シールの必要性を不要として、完全にシール され、このようなシールは、液 状金属の非常に低い圧力により可能である。カソード構造222を除き、図７に示 すＸ線チューブは、その中央線に関して完全に対称であり、それは、回転ガント リーを有するＣＴスキャンの応用に対して特に利点がある。図７のＸ線チューブ はまた、回転アノード224の直径に関してほぼ対称であり、これは、モーター及 び熱交換ユニットが回転アノード体の反対側に配置されるからである。これは、 バランスのための利点を有する。 図７のＸ線チューブは、カソード222を負のＤＣ電圧に接続し、外囲器220及び アノード224の壁を接地することにより付勢される。アノード224は、アノードと 金属コア224との間の間隙255及び金属チューブ250及び252への液状金属の通路に よる金属外囲器とアノードとの間の低い電気的インピーダンスにより、外囲器22 0の壁と同一の電位に維持される。シェル242、コア244及びチューブ250及び252 が全て同一の電位であるため、それら及び外囲器220の壁の間のアークが起こら ない。 次に、図８を参照すると、図８は、アノード上の電子射突Ｘ線放射トラックの 背後の回転アノードを通じて再循環される閉じ込められた液状金属を冷却するた めの内部熱交換器を含むＸ線チューブの断面図である。図８に示す構造は、静止 真空外囲器260を含み、外囲器260内に、電子放出カソード262、及びＸ線放射ト ラック265を担持する回転アノード264が配置される。トラック265で生成し たＸ線は、外囲器260の壁の窓266を通って伝達される。アノード264は、外部巻 線271と、スリーブ270により担持された内部巻線268と、アノード264の一体部を 含むモーター構造により、Ｘ線チューブの中央線に関して回転される。 外囲器260の反対側の端部の壁に接続された静止パイプ272が、Ｘ線チューブを 通って完全に伸長する。パイプ272に取り付けられたベアリング274が、アノード 264とスリーブ270とから成るロータ構造物を担持する。パイプ272は、パイプ272 の（図８に示されるように）右端に適用される冷却流体（好適に、水）の流れを 半径方向に分岐させるための内部横断せき止め壁276を含む。冷却流体は、パイ プ272の開口部281を通じて、アノード264を冷却するための液状金属が横切って 流れる外壁279を有する静止熱交換器278（以下で詳説する）に分岐される。冷却 流体が熱交換器278を横断した後、壁276の下流の開口部283を通じてパイプ272へ と流れ、Ｘ線チューブの左側の外へと流れる。 アノード264は、熱交換器278の壁による通過の後、液状金属がそこを通じて自 己吸引されるように作られる。アノード264は、シェル280を含み、シェル280に は、コア282が位置される。シェル280及びコア282は、複数のストラッド284によ り共に接続されるので、コア及びシェルは、Ｘ線チューブの軸に関して共に回転 する。ストラッ ド284及びシェル280及びコア82の壁は、シェルの内壁とコアの外壁との間に間隙 285を形成するように配列される。液状金属は、トラック265からの熱により加熱 され、熱交換器278により冷却される間隙285を通じて再循環する。シェル280及 びコア82は、デイスク286に近接する間隙285の半径方向に伸長する部分とシェル 280のコア288との間の実質的な軸線距離があるように配列される。この構造は、 熱交換器278に近接して再循環される液状金属の比較的長い流路を与え、液状金 属の冷却を促進し、外囲器260、カソード262、トラック265、パイプ272及びアノ ードのための駆動構造に液状金属を接触させない。 間隙285で再循環する液状金属は、トラック265の背後及び熱交換器278を通過 して再循環される。液状金属は、熱交換器を通る冷却流体の流れの方向とは反対 に、（図８に示すように）左から右へと熱交換器278を通過して流れる。熱交換 器278の右側から、液状金属が、熱交換器278を完全に封入するようにパイプ272 に固定して連結され、閉じた端部の壁296及び298を有するチューブ294の円筒状 の壁292のアパーチャ290を通って半径方向に流れる。アパーチャ290から、液状 金属が、コア282の“後方の”壁とコーン288との間の間隙285の部分を通じて半 径方向外向きに流れる。この間隙285の部分から、液状金属が、Ｘ線チューブの 中央線267と平行に、コア282の“前方の”壁とデイスク286との間の間隙の部分 へと流れる。 コア282は、トラック265が位置するデイスク286の部分、つまりデイスクが最 も加熱されるところに対向する隆起部300を含む。これにより、シェル280とコア 282との間の間隙285は、トラック265の背後が、間隙のいずれの他の部分よりも 狭くなっている。この構造は、液状金属の流速を増加し、回転アノード264の最 も加熱された領域から液状金属への熱の伝達を増加させる。トラック265の背後 の間隙285の部分から、高温の液状金属が、アパーチャ302を通じて、熱交換器27 8と円筒状の壁292との間の円筒状の間隙へと流れる。 静止間隙304を通じて流れる液状金属を流すことによって、回転コア282と静止 チューブ294との間の剪断力が低減され、ステータ巻線271及びＸ線チューブで発 生した熱の全部に要するモーター駆動電力は、減少される。 コア282は、好適に、カーボン又はグラファイトのようなガリウム又はその合 金の腐食効果に耐えることのできる低密度の物質から成る。より少ないベアリン グの負荷がベアリングの寿命を延ばし、アノード構造の加速及び減速に必要な電 力を低減するという理由から、低密度の物質が望ましい。 回転部分の質量及びステータ巻線271に必要な電力を最小にするために、間隙3 06が、回転コア282の対面する円筒状表面と静止する円筒状の壁292との間に位置 される。シェル280とコア282の対面する壁の間の間隙285で流れ る液状金属は、間隙306内に入り込んではいけない。もし、液状金属が間隙306内 に入り込むと、大きなドラッグが発生し、ステータ巻線271により必要とされる でき電力を増加させることになる。 液状金属が間隙306内に入り込むことを防止するために、ラビリンス308及び31 0が、間隙の両端部に設けられる。ラビリンス308及び310は、再循環する液状金 属により濡れない物質でコーテイングされ、ラビリンス308及び310は、コア282 及び円筒状の壁292の対面する表面に形成される。同様の濡れのないラビリンス3 12及び314が、アパーチャ290及び302の左右にそれぞれ位置され、液状金属が、 （１）閉じ込められた流路のそとへ流れ出すことと、（２）Ｘ線チューブの他の 部分へと漏れ出すこととを防止する。 動作中、アノード264が回転している間、水又は他の冷媒が、パイプ272へと導 かれ、熱交換器278を通じて（図８に示すように）右から左へと流れ、続いて、 パイプ278へと戻り、このパイプの左側にあるアウトレットを通じて流れ出る。 水は、熱交換器を通る液状金属の流れの方向とは反対に、熱交換器278内を流れ る。液状金属は、アパーチャ290及び302の形状及びアノードトラック265に入射 する電子により加熱される液状金属に応答して熱交換器を通じる水の流れの方向 とは逆方向に自己吸引される。 図９Ａは、図８に示すＸ線チューブと同様のＸ線チューブの一部分の略図であ る。図９ＡのＸ線チューブでは、液状金属が、向かい合って近接する壁の間の回 転アノード264を閉じ込めている部分内の間隙317内で連続的に循環する。間隙31 7で再循環される液状金属は、外囲器、ターゲットカソード、アノード駆動構造 又は熱交換器278と直接に接触することが全くない。高熱伝導路が、熱交換器278 及びシェル280に対面し間隔をあけた同軸の円筒状の壁の間の間隙316の液状金属 フィルムによりアノード264を通って再循環される液状金属と熱交換器278との間 に形成される。 シェル280は、図８に示すＸ線チューブの中央線267と同軸な円筒状の金属壁31 9を含む。壁319は、デイスク286と円錐288との間に完全に伸長し、コア282の円 筒状の壁285と平行に間隔をあけられる。ストラット284が、コア282及びシェル2 80の３個の主な隣接する壁を接続する。シェル280の円筒状の壁319及び熱交換器 278の円筒状の壁は、間隙316により相互に間隔をあけられる。間隙316は、間隙3 16の液状金属によって濡れない物質でコーテイングされたラビリンス312及び314 によりＸ線チューブの他の部分へと出ていかない液状金属で満たされる。これに より、高熱伝導路が、熱交換器278からシェル280の金属壁319及び間隙316を通じ てシェル280とコア282との間の間隙317で再循環される液状金属へと与えられる 。 次に、図９Ｂには、図８に示すＸ線チューブ及び図９Ａのアノードと同様のＸ 線チューブのアノード構造及び液状金属の流れのパターンの変形的な配列が示さ れる。図９Ｂのアノード264は、シェル280を含み、コア282がアノード264内に位 置される。シェル280及びコア282は共に、ストラット284により接続され、それ らは共にＸ線チューブの軸線に関して回転する。ストラット284、及びシェル280 及びコア282の壁は、間隙315が、熱交換器の壁297とコアの表面287との間の軸線 に沿ってシェルの内壁とコアの外壁との間に存在するように配列される。液状金 属は、間隙315を通って循環し、アノードトラック265からの熱により加熱され、 熱交換器278により冷却される。アノードトラック付近の加熱された液状金属が 、低密度を有し、熱交換器278から流れる冷たい液状全属と入れ替わる。より高 密の冷却液体上のより大きい遠心力が、幾らかの自己吸引作用を与える。 図８のチューブ294を取り除き、図９Ｂの構造を幾らか簡単にする。動作にお いて、アノード265が回転されると、コア表面287に接触する液状金属が、この表 面と共に回転するが、熱交換器の壁297に接触する液状金属は、回転せず、これ により、これら２個の表面の間の間隙315の液状金属で剪断が起こる。この剪断 の抵抗損が、モーター構造により供給される。 液状金属を再循環させるために、螺旋状の溝269が、コ ア282の内側の円筒状の面に形成される。動作において、コア上の螺旋状の溝は 、溝が回転すると、ファンの羽根のように作用して、液状金属を推進させる。右 ネジを内部にきった螺旋状の溝は、図９Ｂの左側から見て、アノード264を反時 計廻りに回転させると、図９Ｂに示すように、左から右へと液体を推進させる。 コア282に形成される螺旋溝269の変形又は付加的なものとして、螺旋状の溝が 、熱交換器278の壁297に形成される。熱交換器の壁297又はコアの表面287又は両 方の表面上に形成した螺旋状の溝は、再循環する液状金属の流速を増加させるた めに使用される。 ラビリンス312及び314が、液状金属によって濡れない物質でコーテイングされ ているので、間隙315の液状金属が、Ｘ線チューブの他の部分に出ていかない。 １つの配列において、図６-９のシェルは、モリブデンからなり、これは、モ リブデンが、ガリウム又はガリウム合金の腐食効果に耐えることのできるからで あるが、コアは、グラファイトからなり、これは、その低密度がベアリングの磨 耗を低減するからである。半径方向に伸長する外壁及び／又はシェルの内壁のチ ャネル又は間仕切（図６-９に図示せず）が、再循環する液状金属に、半径方向 の経路に沿って外向きに流れるときに同一の角速度をもたせる。シェルは、２個 の合致する半分部分から作られ、これら半分部分は、カーボンガスケットを使用 するボルト鑞付け又は電子ビーム溶接のような適当な手段により両方を結合する ときのシールを形成する周囲部分を有する。このシールは、回転するガリウムが シェルの内壁上の多くの周囲の圧力と同等の遠心力を創りだすので、非常に気密 でなければならない。そうしないと、回転するガリウムが、シェルの外部へと出 てしまう。 他の配列において、シェル及びコアは共に、図１０Ａに示すように、ほぼ円錐 形状で中央の円筒状のボア802を有する単一の固体のカーボン又はグラファイト のブロック800からなる。液状金属が流れるチャネル804及び806が、前方及び後 方の壁808及び810とそれぞれ平行なボアをあけることによって形成される。チャ ネル804及び806の各々のために、穴あけ工具の穴あけがボア802の壁で開始され 、穴あけ工具の移動する方向にある壁を突き抜けずに、隣接する壁808及び810と 平行に処理する。チャネル804及び806の全ては、図１０Ｂのチャネル804aで示す ような１つの実施例において、一定の径を有する。第２の実施例では、チャネル 804及び806の全てが、チャネル804bで示すように、ブロック800の周辺部分付近 の径が、ボア802に近接するところのものよりも大きい。チャネル804bは、より 低い流れ抵抗の利点を有する。チャネル804bは、まず、一定の径のボアをあけ、 次いで、テーパーをもつように穴を広げることによって形成される。 図１０Ａ及び１０Ｂの構造は、分かれているシェルのシールの問題を解消し、グ ラファイトが適当な大きさのブロックで容易に手に入れられ、しかも容易に機械 加工されることから、比較的容易に作製できる。Ｘ線放射トラック812が、物理 的又は化学的蒸着により壁808に形成される。 次に、図１１を参照すると、真空外囲器322を含む本発明の他の実施例が示さ れ、外囲器322には、カソード324、回転アノード326、Ｘ線透過窓328、及びロー タ巻線330及び外部ステータ巻線332を含むモーター構造物が配置される。ロータ 巻線330は、回転スリーブ334によって担持され、回転スリーブ334上には、アノ ード326が取り付けられている。変形的に、ロータ巻線330が、回転スリーブ334 の外径上に担持されてもよい。スリーブ334は、ベアリング336によって担持され 、それに続いて、真空外囲器322の壁に固定して取り付けられた静止チューブ338 に取り付けられる。パイプ340がチューブ338内に固定的に取り付けられ、パイプ 340を通って冷却流体（好適には、水）が軸線方向に流れる。回転スリーブ334、 チューブ338及びパイプ340の全ては、Ｘ線チューブの縦方向の軸線341と同軸で ある。 チューブ338は、アノード326と同軸に整列した円筒状の拡大部分342を含む。 円筒状の熱交換器344が、この拡大部分342の内壁とパイプ340の外壁との間に位 置され る。冷却流体は、パイプ340の下流端部とチューブ338の端部の壁348との間の空 洞346で流れの方向を反転した後に、パイプ340から熱交換器344へと流れる。冷 却流体は、熱交換器344を横断した後、チューブ338の内壁とパイプ340の外壁と の間のチューブ338を通って軸線方向に流れる。 高熱伝導路が、円筒状拡大部分342の外部と回転スリーブ334との間の間隙350 の液状金属フィルムによりアノード326と熱交換器344の外壁との間に与えられる 。間隙350の液状金属フィルムは、円筒状チューブの大部分342の肩部をちょうど 越えたところのチューブ338とスリーブ334との間に位置されるラビリンス352及 び354により間隙に閉じ込められる。 アノード326は、高い熱伝導性の物質、好適に、銅、モリブデン又はタングス テンからなる。アノードトラック356は、タングステン又は制動放射Ｘ線の発生 のため、大きい原子番号を有する他の物質からなる。トラック356の電子射突に より生成された熱は、本体358及びスリーブ334を通り、間隙350の液状金属を横 切って熱交換器344へと流れる。 次に、図１２は、本発明のＸ線チューブの他の実施例の略図であり、ここで、 熱交換流体流路の形状及びＸ線チューブのモーター構造が、図１１の構造に関し て反転している。図１２に示すＸ線チューブは、真空外囲器360 を含み、真空外囲器360内には、カソード362、回転アノード364（Ｘ線放射トラ ック365を含む）、Ｘ線窓366、及び外部のステータ巻線370と磁気的に結合した ロータ巻線368を含む。ロータ巻線368は、スリーブ372により担持され、それに 続いて、Ｘ線チューブの中央線377上の軸線を有する静止中央ロッド376に取り付 けられたベアリング374により担持される。ロッド376の両端部は、真空外囲器36 0の壁及び熱交換器380のハウジング378にそれぞれ固定して取り付けられている 。 ハウジング378は、アノード364内にほぼ軸線方向に整列され、位置した突出部 分386を含む円筒状の側壁384及び端部壁382を含む。突出部分386の外壁とアノー ド364の円筒状の内壁との間の間隙388が、液状金属フィルムで満たされる。間隙 388の液状金属フィルムは、チューブ384の外壁とアノード364の内壁との間の突 出部分386の肩部をやや越えたところに位置したラビリンスシール390及び392に より、Ｘ線チューブ内部の他の部分への漏れを防止する。突出部分386の肩部と ラビリンスシール390及び392との間の体積は、間隙388の液状金属フィルムのた めの膨張空間である。金属製突出部分386は、アノード364から金属体への熱の流 れ及び熱交換器380の冷却流体の高熱伝導を与えるように働く。 基本的に大気圧にある冷却流体（好適に、水）は、パイプ396を通じて熱交換 器380へと流れる。熱交換器か ら、冷却流体が、熱交換器と壁382との間の空洞397で流れの方向を反転した後に 、中央に位置したパイプ394を通じて、図１２に示すように、右から左へと軸線 方向に流れる。 次に、図１３を参照して、図１３は、加熱されたアノード領域と熱交換器との 間の増加した熱伝導を有する本発明の他の実施例の略図である。図１３の実施例 では、静止カソード400及び回転アノード402が、Ｘ線窓406を含む外囲器404に取 り付けられている。アノード402は、外部静止巻線410及び内部ロータ巻線412を 含むモーター構造により外囲器404の縦方向の軸線408に関して回転される。ロー タ巻線412は、軸線408と同軸なスリーブ414上に担持される。スリーブ414は、ベ アリング416により担持され、それは、続いて、外囲器404に取り付けられたチュ ーブ418に取り付けられる。パイプ420は、外囲器404内のチューブ418に固定的に 取り付けられ、チューブ418及びパイプ420は、軸線408と同軸である。 パイプ420は、冷却流体（水）のためのインレット422を含み、インレット422 に近接したところのパイプ420の外壁とチューブ418の内壁との間の領域が冷却流 体のアウトレット424である。パイプ420を通じて流れる冷却流体は、インレット 422からのチューブ418の遠方端部にあるチェンバー426へと流れる。冷却流体は 、チューブ418の半径方向の拡大した壁セグメント430とパイプ420との間 の空洞に位置した熱交換器448を通って流れる。冷却流体は、熱交換器448を通っ て流れた後に、パイプ420の外壁とチューブ418の内壁との間で軸線方向にインレ ット424へと流れる。 熱交換器448は、回転アノード402がスリーブ414に接続されるところの領域と 軸線方向に整列される。熱交換器448から壁セグメント430を通じて回転アノード 402までの間に高熱伝導性経路を与えるために、液状金属（ガリウム又はガリウ ム金属）フィルム432が、壁セグメント430の外部とスリーブ414の対面する部分 との間に存在する。ガリウム又はガリウム合金による濡れの無い物質から成るラ ビリンスシール434が、フィルム432が位置される間隙の両側部に取り付けられる 。壁セグメント430が作られ、ラビリンスシール434が位置されて、間隙436が、 ラビリンス及び壁セグメントの半径方向に伸長する部分の間に存在し、液状金属 がアノード402から伝達された熱により加熱されると、液状金属が膨張する。 カソード400からの電子が入射するアノード402の外部部分438から熱を伝達す るために、アノードは、半径方向に伸長する異方性の熱分解グラファイト板440 を含む。板440は、外部部分438及びスリーブ414に接着され、その結晶の軸線が 熱をその外部部分438からスリーブ414へと半径方向に伝導されるように配列され る。これにより、高熱伝導性の経路が、カソード400からの放出電子に応答 して熱を生成するところの外部部分438から、熱分解グラファイト板440、金属ス リーブ414、液状金属フィルム432及び金属チューブ41８を通って熱交換器448へ と形成される。 本発明に従ったＸ線チューブの他の実施例が図１４に示される。図１４の構造 では、回転アノード454の周辺部にある熱源トラック453の間の熱経路が高熱伝導 性を有する。より複雑でない供給配列が、冷却流体（例えば、水）に与えられる 。図１４の構造は、ベアリング468及び470が回転アノード454の支持構造の端部 に位置されるので、大きな機械的安定性をも有する。 図１４の構造物は、電子放出カソード452、回転アノード454、静止熱交換器45 6及び回転アノード支持構造458を閉じ込めた真空外囲器450を含む。アノード454 は、軸線485と同軸のスリーブ466に取り付けられた回転コイル464及び固定部（ 外囲器450の外部）を含むモーター構造により縦方向のチューブの軸線485に関し て回転される。スリーブ466は、スリーブの両端部に位置され外囲器450の両端部 に固定されたパイプ472により担持されたベアリング468及び470により担持され る。 熱交換器456及びハウジング474は、パイプ472に固定的に取り付けられる。ハ ウジング474は、熱交換器456の両端面を越えて軸線方向に伸張する。パイプ472 は、アパーチャ476及び478を含み、流体が、熱交換器456及び ハウジング474の端部壁の間に位置されたハウジング474とパイプ472との間を流 れる。パイプ472の開口端部480に適用される冷却流体は、アパーチャ478のちよ うど下流にあるプラグ482に到達するまで、パイプを通じて、（図１４に示すよ うに）右から左へと軸方向に流れる。冷却流体は、開口部478を通じて径方向に 流れ、続いて、熱交換器456を通って流れ、熱交換器を冷却する。流体は、熱交 換器456を通って流れた後に、アパーチャ476を通ってパイプ472へと半径方向に 流れ、次いで、パイプ472の開口端部484を通って軸線方向に流れる。 スリーブ466の内径とハウジング474の側壁の周辺部との間の間隙に液状金属フ ィルムがあることで、高熱伝導路が、アノード454と熱交換器456との間に存在す る。間隙486のフィルムは、液状金属フィルムにより濡れない物質でコーテイン グされたラビリンス488及び490によりアノード454の内側の領域に閉じ込まれる 。ハウジング474の側壁は、液状金属が動作中に加熱されたときの液状金属の膨 張空間を与える中央凹部492を含む。 アノード454は、アノードトラック453からの熱を熱交換器456へと効率的且つ 効果的に伝達することのできる他の構造である。アノード454は、スリーブ466か ら半径方向に伸長するデイスク494を含む。デイスク494は、スリーブ466に取り 付けられ、熱交換器456の端部壁及びデイスクの“前方”の面が、実質的に整列 される。アノー ド454は、一組の入れ子状の熱分解グラファイト円錐496も含む。円錐496の両縁 部は、トラック453と反対側のデイスク494の“後方”の面の領域及びスリーブの 外壁に接着される。円錐496は、円錐を形成する熱分解グラファイトの結晶構造 物がデイスク494とスリーブ466との間に向けられた高熱伝導性の軸線と、その軸 線と直角方向に低熱伝導性とを有するように、作製され組み立てられる。デイス ク494の後方の面と円錐496との間、及び円錐496とスリーブ466との間に大きな接 触表面があることで、高熱伝導性経路が、トラック453とスリーブ466との間に存 在する。円錐496は、凹部492と熱交換器465の“後方”の端部壁との間の熱交換 器465のほぼ全体に軸線方向に整列したスリーブ466上の領域でスリーブ466に接 着される。 熱分解グラファイトが、グラファイトの結晶面で銅の３又は４倍の熱伝導性を 有し、この結晶面と直角方向で非常に低い熱伝導性を有することから、熱分解グ ラファイトは、図１３及び１４の構造のアノードに特に使用される。よって、図 １３及び１４の積み重ねた熱分解グラファイト構造部は、非常に効率的な熱伝達 デバイスである。熱分解グラファイトが、銅の約４分の１の密度を有することか ら、ベアリングへの負荷が、低減され、ベアリングの寿命をより長くする。 図８、９及び１１-１４の様々な内部熱交換器は、熱 が、熱交換器を通じて軸線方向に流れる冷却流体と、熱交換器のハウジングの金 属壁の周囲で閉じ込める液状金属との間で径方向に伝達されるように、作製され た。高熱伝導性経路が、熱交換器のハウジングの壁と、その壁に接触する液状金 属と、熱交換器内を流れる冷却流体との間に存在する。このような結果を達成す る１つの配列は、高熱伝導性物質（好適に、金属、特に、銅）の細孔を有するも のを提供することであり、この細孔を通じて冷却流体、例えば水が、図８-９に おいては半径方向又は軸線方向に流れ、図１１-１４では軸線方向に流れる。熱 が、回転アノードから金属の細孔をもつものへと伝達され、それに続いて、液状 金属を通り、液状金属から熱交換器の細孔を有する金属を取り囲むスリーブを通 って伝達される。このような細孔マスは、近似的に同一の大きさを有する、例え ば銅から成る多くの高熱伝導性粒子を接着することにより達成される。１つの実 施例では、粒子は、球状であり、他の実施例では、それは、不規則な形状を有す る粒子である。隣接する粒子が、相互に緊密に近接して、粒子間を流れる冷却流 体のための比較的曲がった経路を形成するが、冷却流体から熱交換器のハウジン グの金属壁に近接する粒子を通じ、液状金属フィルムを通ってアノードへの高熱 伝導路を与える。粒子は共に、拡散接着又は鑞付けされて、熱交換器を通る半径 方向の熱伝達を改良してもよい。 図１１-１４の実施例の変形的な熱交換器の端面図が、図１５に示され、熱交 換器が、熱交換器を通る冷却流体の流れの方向に直角な平面で図１５に示されて いる。図１５の熱交換器は、ハニカム状の断面で配列された固体ワイヤー500（ 好適に、金属、特に、銅）の高熱伝導性マトリックスを含み、ワイヤーの各々が 、正八角形の同一の断面積を有する。隣接するワイヤー500は、例えば拡散接着 又は鑞付けにより互いに接着された隣接する壁501を有する。ワイヤー500の各々 は、相互に直交する壁501から45°だけ変位した傾斜壁503も含む。ワイヤー500 のハニカム状の配列では、隣接するワイヤーの傾斜壁503が相互に間隔をあけて 、導管502を形成し、導管502を通じて、冷却流体（水）が軸線方向に流れる。よ って、図１５の配列は、液状金属から、束になった外部ワイヤーと接する熱交換 器のハウジングの壁を通る、導管502で流れる冷却流体への高熱伝導性熱経路を 与える。 図１６に示す図１１-１４の熱交換器の実施例のその他の配列が、固体丸型ワ イヤー504を含み、ワイヤー504の各々が、同一の直径を有する。隣接するワイヤ ー504は、接着される近接する接触領域を有する。これらの接触領域の間は、軸 線方向に伸長する導管506である。冷却流体は、隣接する円形断面のワイヤー504 の間の導管506を通って軸線方向に流れ、図１５に関連して説明したものと同様 の結果を与える。しかし、図１５の構造は、熱交 換器のハウジングの壁と熱交換器を通じて流れる冷却流体との間により大きな熱 伝導があるので、図１６に示したものよりも好適である。これは、（１）図１５ に示した構造の隣接する金属ワイヤーの間により大きい接触面積があり、（２） 流れる冷却流体のための隣接するワイヤーの間により大きな空間があるためであ る。図１５の熱交換器では、近接するワイヤーが、相互に拡散接着又は鑞付けさ れ、交換器を通る半径方向の熱伝達を改良する。熱交換器のマトリックスはまた 、銀のような拡散可能な物質の薄膜でコーテイングし、鑞付けした銅からなる。 典型的に、アノードトラックは、タングステンからなるように説明されたが、 しかし、他の重い要素が、制動Ｘ線を発生するために使用されてもよいし、従来 技術で周知のような、特性Ｘ線の発生のための物質でもよい。 図面では、特定的な流れの方向が、冷却流体に指示されたが、しかし、この方 向が、動作条件の実質的な変化なく反転されてもよい。 本発明の様々な特定的な実施例が図示、説明されてきたが、特定的に図示、説 明された実施例の詳細に基づく変更物が、添付の請求の範囲で定義されるような 本発明の思想及び範囲を逸脱することなくなされ得ることは明らかであろう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ラヴェーリング、ゴードン・アール アメリカ合衆国カリフォルニア州94002、 ベルモント、スカイモント・ドライヴ411 (72)発明者 ダフィールド、ジャック・ジェイ アメリカ合衆国カリフォルニア州94087、 サニーヴェイル、ヘラナ・ドライヴ878

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．真空チューブであって、 カソードと、該カソードから導出される電子に応答して回転可能なトラックを 有するアノードと、該アノードのトラックを冷却する手段であって、チューブの 動作中に当該液状金属が蒸発しないように、アノード動作温度およびチェンバー 圧力で、十分に低い蒸発圧を有する液状金属、アノードのトラックに近くで、ア ノードを通る液状金属のための再循環流路、および該再循環流路で液状金属と熱 交換関係にある静止熱交換器を含む真空チェンバーを含む冷却手段とから成り、 液状金属が真空チェンバー内で再循環する間、流路は液状金属の主方向に伸びる 向かい合った壁部に間に閉じ込められる、ところの真空チューブ。 ２．再循環流路は、液状金属が（１）アノードから液状金属に伝達された熱、お よび（２）アノードの回転の熱により、液状金属に加えられる力に応答して前記 流路に吸引されるように配置され、形状付けられる、請求項１に記載の真空チュ ーブ。 ３．再循環流路は、液状金属が液状金属に加えられる機械的力に応答して前記流 路に吸引されるように、配置され、形状付けられている、請求項１に記載の真空 チュー４ ４．アノードは中央軸を有し、それを中心にトラックが回転可能で、トラックは 中央軸からずれており、アノードを通る流路は、液状金属が軸線の近傍からトラ ックの近傍に向かって半径方向に流れるようにする第１の部分、および流路がト ラックの近傍から軸線の近傍に戻るように半径方向に流れるようにする第２の部 分を含む、請求項１に記載の真空チューブ。 ５．熱交換器が軸線の近傍にある、請求項４に記載の真空チューブ。 ６．アノードは、アノードを通る流路の、半径方向に伸長する対面した壁部が、 一緒にアノードと同じ速度で軸線の回りに回転可能に構成される、請求項５に記 載の真空チューブ。 ７．流路は、液状金属が軸線に対して反対向きに流れるように、軸線の向きに伸 長する第１および第２のセグメントを含む、請求項６に記載の真空チューブ。 ８．第１のセグメントは軸線に添い、第２のセグメントは第１の部分を取り囲み 、流路は、流路内の液状金属が軸線に向かって第２の部分に、次に第１のセグメ ントそして軸線から離れて第１の部分に流れるように配列される、請求項７に記 載の真空チューブ。 ９．アノードが軸線方向に伸長し、そこを通る液状金属の流れを妨げるようにし た狭い通路を含み、前記開口の一端が流路にある、請求項７に記載の真空チュー ブ。 １０．第１のセグメントは軸線に添い、第２のセグメントは第１の部分を取り囲 み、流路は、流路内の液状金属が軸線に向かって第２の部分に、次に第２のセグ メント次に第１のセグメントそして軸線から離れて第１の部分に流れるように配 列される、請求項７に記載の真空チューブ。 １１．アノードは中央軸線を含み、トラックを含むアノードの一部がそれを中心 に回転可能で、トラックは中央軸線からずれ、回転可能なアノードの一部は軸線 方向にほぼ伸長する狭い通路の側面を画成する壁を有し、通路が流路内に端部開 口を有し、通路は液状金属がそこを通ることを妨げるように配列された、請求項 10に記載の真空チューブ。 １２．通路の、反対側の壁が固定される、請求項11に記載の真空チューブ。 １３．通路がラビリンスのように構成される、請求項11に記載の真空チューブ。 １４．ラビリンスは液状金属により濡れることのない壁を有する、請求項13に記 載の真空チューブ。 １５．通路の他端は流路に至る開口を有する、請求項11に記載の真空チューブ。 １６．通路は軸線から半径方向に伸長する流路の第１部分と第２部分との間にあ り、液状金属は第１部分にトラックに向かって軸線から離れるように流れ、液状 金属は軸線に向かい、第２部分にトラックから離れるように流れる、 請求項15に記載の真空チューブ。 １７．通路の反対側の壁が固定される、請求項16に記載の真空チューブ。 １８．流路は、軸線方向に伸長し、液状金属が第１の部分から第２のセグメント に流れ、第２のセグメントから第２の部分に流れるように配列された第１および 第２の共軸セグメントを含み、第２のセグメントが第１のセグメントより軸線に 関してより大きな半径を有する、請求項17に記載の真空チューブ。 １９．第１のセグメントは、液状金属が第１の部分から第１のセグメントを通っ て流れるように、第１の部分に隣接した開口端部を有する、請求項18に記載の真 空チューブ。 ２０．他の通路がアノードの回転可能な部分の他の壁と固定壁との間に形成され 、他の通路は、実質的にチューブ外囲器内の圧力で、流路および容積内にそれぞ れ第１および第２の開口を有し、他の通路は、液状金属がそこを通って流れるこ とを防止するように配列される、請求項18に記載の真空チューブ。 ２１．流路は第１および第２の部分の間で、軸線方向に伸びた伸長セグメントを 含み、伸長セグメントは反対側に開口を含み、その開口は液状金属がセグメント から開口の一つを通り、第１の部分へ流れ、第２の部分から他の開口を通り、セ グメントに流れるように第１および第２の部 分に近接する、請求項10に記載の真空チューブ。 ２２．セグメントおよび通路は軸線に関して共軸となる、請求項21に記載の真空 チューブ。 ２３．セグメントが一対の両側固定壁を有し、通路は、それぞれアノードととも に回転可能で、かつ固定される、両側の第１および第２の壁を有する、請求項22 に記載の真空チューブ。 ２４．セグメントは通路よりも軸線に近接する、請求項23に記載の真空チューブ 。 ２５．セグメントは、それぞれアノードとともに回転可能で、かつ固定される、 両側の第１および第２の壁を有する、請求項22に記載の真空チューブ。 ２６．通路はセグメントよりも軸線に近接する、請求項23に記載の真空チューブ 。 ２７．流路は、流体が第１および第２の部分に、軸線に対して反対向きに流れる ように、アノードに半径方向に伸びる第１および第２の部分、第１および第２の 部分の間で、軸線方向に伸びる通路を有し、その第１および第２の部分は液体が 通路を介して第１および第２の間を流れるように配列され、熱交換器は、通路内 を流れる液状金属に対して熱交換の関係にある、通路と軸線との間に熱交換面面 を有する、請求項５に記載の真空チューブ。 ２８．液状金属とは異なるソースから冷媒を熱交換器に供給する手段をさらに有 する、請求項27に記載の真空 チューブ。 ２９．アノードは、第１および第２の部分のすべての壁がアノード領域とともに 回転するように構成され、通路は、アノードと同じ速度で回転するようにアノー ド内にある、請求項27に記載の真空チューブ。 ３０．アノードおよび熱交換器は、その間で軸線方向に伸びる伸長間隙があるよ うに構成され、前記間隙内に液状金属のフィルムが閉じ込められて、熱伝導路が そのフィルムを介してアノードと熱交換器との間に形成され、フィルムの液状金 属は再循環流路の液状金属から分離される、請求項29に記載の真空チューブ。 ３１．フィルムの液状金属は、フィルムの液状金属が間隙を通る傾向がないよう に、液状金属により濡れることがない表面を有するラビリンスにより閉じ込めら れる、請求項29に記載の真空チューブ。 ３２．アノードは、第１および第２の部分のすべての壁部分がアノード領域とと もに回転可能となるように構成され、通路はアノードの外側にある、請求項27に 記載の真空チューブ。 ３３．通路の全壁は静止している、請求項32に記載の真空チューブ。 ３４．通路およびアノードはアノードの内壁と通路を形成する構造物の外壁との 間に伸長間隙があるように構成され、内壁および外壁は、液状金属のための開口 、およ び液状金属が間隙を実質的に流れることを防止する手段を有する、請求項33に記 載の真空チューブ。 ３５．流れることを防止する手段は、液状金属により濡れることのない表面をも つラビリンスを含む、請求項34に記載の真空チューブ。 ３６．前記ラビリンスの一つは開口に隣接した伸長間隙の両側の各端部に含まれ る、請求項35に記載の真空チューブ。 ３７．流路は第１および第２の軸線方向に伸びたセグメントを含み、セグメント の一つは軸線に沿っており、他のセグメントは第１のセグメントを取り囲み、流 路は、第２の部分内の流路の液状金属が軸線に向かい、次にセグメントの一つに 、次に他のセグメントに、そして、軸線から離れるように第１の部部に流れるよ うに配列される、請求項３に記載の真空チューブ。 ３８．第１のセグメントは一方のセグメントであり、第２のセグメントは他方の セグメントである、請求項37に記載の真空チューブ。 ３９．第１および第２の部分のそれぞれの一つの壁は静止しており、第１および 第２の部分のそれぞれの他の壁はトラックと一緒に回転する、請求項38に記載の 真空チューブ。 ４０．第２の部分は一方のセグメントであり、第２のセグメントは他方のセグメ ントである、請求項40に記載の真 空チューブ。 ４１．第１および第２の部分の全壁はトラックとともに回転する、請求項40に記 載のチューブ。 ４２．回転可能な領域のためのロータを含み、ロータは軸線方向に伸長し、ロー タならびに第１および第２のセグメントはアノードの両側にある、請求項41に記 載の真空チューブ。 ４３．回転可能な領域のためのロータを含み、ロータは軸線方向に伸長しかつ軸 線を囲み、第１および第２のセグメントは、その第１および第２のセグメントが アノードの両側にあり、ロータを通って伸長するように配列される、請求項38に 記載の真空チューブ。 ４４．回転可能な領域のためのロータを含み、ロータは軸線方向に伸長し、ロー タならびに第１および第２のセグメントはアノードの両側にある、請求項37に記 載の真空チューブ。 ４５．回転可能な領域のためのロータを含み、ロータは軸線方向に伸長しかつ軸 線を囲み、第１および第２のセグメントは、その第１および第２のセグメントが アノードの両側にあり、ロータを通って伸長するように配列される、請求項37に 記載の真空チューブ。 ４６．アノードは、アノードが位置する真空領域から外に向かって伸長する壁を 含む部分を有するように構成され、熱交換器は前記流路部分と熱交換する、請求 項４に記 載の真空チューブ。 ４７．前記セグメントが軸線方向に伸長しかつ軸線の近傍にある、請求項46に記 載の真空チューブ。 ４８．流路は前記軸線と共軸でかつその方向に伸長する第１および第２の流路領 域を、第２の領域が第１の領域を含むように形成する構造物を有し、第１および 第２の領域は流れが前記第１および第２の領域で、反対方向になるようになり、 熱交換器は前記領域の一つと熱交換を行う、請求項47に記載の真空チューブ。 ４９．熱交換器はアノードの内側の両側表面の間にあり、請求項４に記載の真空 チューブ。 ５０．熱交換器は、チェンバーの外にあるソースから熱交換器に供給される、冷 却流体に応答して液状金属を冷却するために配列される、請求項49に記載の真空 チューブ。 ５１．熱交換器は前記軸線と共軸である、請求項50に記載の真空チューブ。 ５２．アノードのそれぞれ、流路および熱交換器は軸線の方向に実質的な長さを もつセグメントを有し、アノードの前記セグメントは流路および前記熱交換器の 前記セグメントを取り囲む、真空チューブ。 ５３．熱交換器は流体のために、軸線からほぼ半径方向に伸長する内部流路を有 する固体を含み、ほぼ半径方向に伸長する流路は軸線方向に実質的な距離まで伸 びる、 請求項52に記載の真空チューブ。 ５４．流路は軸線方向に伸長する第１および第２のセグメントを含み、第１およ び第２のセグメントは軸線の近傍にあり、第１の部分は第１のセグメントからの 入り口を有し、第２の部分は第２のセグメントへの出口を有する、請求項３に記 載の真空チューブ。 ５５．第１のセグメントは軸線にそっており、第２のセグメントは第１のセグメ ントと共軸でかつそれを取り囲む求項54に記載の真空チューブ。 ５６．アノードを通り、流路に向かい合う、半径方向に伸長する壁がアノード領 域とともに、軸線の回りに回転可能であるように構成される、請求項55に記載の 真空チューブ。 ５７．第１の部分の入り口は、液体を遠心力で吸引する際に、補助をするために 第２の部分よりも小さい半径を有する、請求項54に記載の真空チューブ。 ５８．アノードを通る流路は、第１および第２の向かい合う、半径方向に伸長す る壁部分を含み、第１の壁部分はアノード領域とともに回転可能で、第２の壁部 分は静止している、請求項54に記載の真空チューブ。 ５９．対面し、半径方向に伸長する壁部分の少なくとも一つは液体のためのポン ピングフィンを含む、請求項58に記載の真空チューブ。 ６０．トラックの近傍の流路は、液体流速を増加させる ために、流路の他の部分よりも小さな断面を有する、請求項３に記載の真空チュ ーブ。 ６１．前記部分の一つが前記軸線と共軸の、半径方向に伸長する複数のスロット を有する、請求項３に記載の真空チューブ。 ６２．トラックの関して静止する熱交換器の壁表面と、トラックと共に回転可能 な壁表面が、それらの間に間隙があるように対面するように配列され、液状金属 は間隙の外側を通る傾向にあり、間隙には間隙を通る液状金属の通過を実質的に 妨げる構造物がある、請求項３に記載の真空チューブ。 ６３．構造物は液状金属により濡れることのない表面を有するラビリンスである 、請求項62に記載の真空チューブ。 ６４．熱交換器は、液状金属と熱伝導関係にあり、流れる冷却流体に対応し、流 れる冷却流体のための通路を含む、静止した固体の高熱伝導性材料要素、液状金 属と熱伝導接触する固体熱交換材料要素を含む、請求項１に記載の真空チューブ 。 ６５．アノードがグラファイト塊を含む、請求項１に記載の真空チューブ。 ６６．グラファイト塊はトラックを支承し、トラックの回転の軸線と一致する軸 線を有する中心穴を含み、グラファイト塊は液状金属の再循環のための、複数の 内部導 管の第１および第２のセットを含み、その第１および第２のセットは穴の壁に端 部を有し、グラファイト塊の外部表面へと伸長することなく、グラファイト塊内 で交差し、第１および第２のセットの導管の端部は穴の一端近傍にあり、かつ前 記トラックの近くを通り、前記第２のセットの導管の端部は前記一端と反対側の 穴の一端の近くにある、請求項65に記載の真空チューブ。 ６７．トラックの関して静止する熱交換器の壁表面と、トラックと共に回転可能 な壁表面が、それらの間に間隙があるように向かい合ように配列され、液状金属 は間隙の外側を通る傾向にあり、間隙には間隙を通る液状金属の通過を実質的に 妨げる構造物がある、請求項１に記載の真空チューブ。 ６８．構造物は液状金属により濡れることのない表面を有するラビリンスである 、請求項67に記載の真空チューブ。 ６９．液状金属はトラックとともに回転するアノードの一部の表面と対面する静 止面との間の間隙内にあり、トラックは、トラックが回転する軸線からずれてお り、その間隙は（１）トラックとともに回転可能なアノードの一部の間にあり、 （２）トラックに関して軸線に近接し、（３）軸線の方向に伸長する、請求項１ に記載の真空チューブ。 ７０．熱交換器はアノードの向かい合う端部と、熱交換 器に冷却流体を供給する手段との間に位置する、請求項１に記載の真空チューブ 。 ７１．流路は、液状金属が、流路内にある間真空チェンバーと実質的に同じ圧力 にとなるように構成され、配列される、請求項１に記載の真空チューブ。 ７２．カソード、該カソードから導出される電子に応答して回転可能なトラック を有するアノード、および前記アノードの領域を冷却する手段を含む、真空チェ ンバーから成る真空チューブであって、前記冷却する手段が、 ａ）金属を含む液体であって、真空チューブが動作している間、液体が蒸発しな いようにアノード動作温度およびチェンバー圧力の下で、十分に低い蒸気圧を有 する液体と、 ｂ）液体と熱伝導関係にある、静止した固体の高熱伝導性表面を有する熱交換器 と、 から成り、 液体が回転可能なアノードの一部の表面と熱交換器の表面との間の間隙にある 、ところの真空チューブ。 ７３．冷却する手段は、アノードと通る再循環路を含み、液状金属はその循環路 内にある、請求項72に記載の真空チューブ。 ７４．液体を間隙に実質的に閉じ込める構造を有する、請求項72に記載の真空チ ューブ。 ７５．液体は液状金属を含み、限定構造物は間隙の各端 部にあるラビリンスから成り、各ラビリンスは液状金属により濡れない材料の外 面を含む、請求項74に記載の真空チューブ。 ７６．液体は強磁性流体を含み、閉じ込め構造物は液体を含む強磁性流体を閉じ 込める磁気手段から成る、請求項74に記載の真空チューブ。 ７７．アノードは熱分解グラファイト塊を含む、請求項72に記載の真空チューブ 。 ７８．熱分解グラファイト塊は領域と熱交換器との間でトラックの回転軸線から ほぼ半径方向に伸長する高熱伝導性結晶軸、およびトラックの回転軸の軸線方向 に伸長する低熱伝導性結晶軸を有する、多重接合構造物として配置される、請求 項77に記載の真空チューブ。 ７９．構造物がプレートである、請求項78に記載の真空チューブ。 ８０．構造物が入れ子式円錐である、請求項78に記載の真空チューブ。 ８１．固体材料要素は多孔性金属塊から成り、流路は該塊の孔から成る、請求項 72に記載の真空チューブ。 ８２．多孔性金属塊は接合された金属粒子から成る、請求項81に記載の真空チュ ーブ。 ８３．多孔性金属塊は流体の流れとほぼ同じ方向に伸長する金属ワイヤの束から 成り、間に流体が流れることができるスペースを有する、請求項82に記載の真空 チュー ブ。 ８４．ワイヤは同じ直径の円形断面をそれぞれもち、かつ接合した隣接領域を有 し、スペースが領域間に位置する、請求項81に記載の真空チューブ。 ８５．ワイヤは同じ面積と形状の六角形断面をそれぞれもち、かつ接合した隣接 領域を有し、スペースが領域間に位置する、請求項81に記載の真空チューブ。 ８６．熱交換器は、ほぼ熱交換器を通る流体の流れ方向にある面を有する、複数 の積層されたプレートのような構造物から成り、プレートのような構造物はプレ ートの面の領域に関して小さな領域を有する複数の軸線方向の通路を含み、流体 は軸線方向に複数の通路を通過して流れる、請求項72に記載の真空チューブ。 ８７．プレートのような構造物は、通路を通る流体の流れに対して垂直な方向お よび整合する方向の熱伝導性がそれぞれ高くおよび低くなるように作られる、請 求項86に記載の真空チューブ。 ８８．プレートのような構造物は、熱交換器内の流体の流れ方向に互いに間隔が あけられた金属ディスクである、請求項86に記載の真空チューブ。 ８９．カソード、該カソードから導出される電子に応答して回転可能なトラック を有するアノード、および前記トラックを冷却する手段を含む、真空チェンバー から成る真空チューブであって、前記冷却する手段が、液状金 属と、トラックを含む回転可能な第１の壁と、第２の静止壁との間にあるラビリ ンスを有し、液状金属は真空チューブが動作している間に液状金属が蒸発するこ とがないようにアノード動作温度およびチェンバー圧力の下で、十分に低い蒸気 圧を有し、回転可能なアノードトラックおよび真空チューブの静止した部分と熱 伝導関係にあり、ラビリンスはそこを通る液状金属の流れを防止し、液状金属に より濡れることのない表面を有する、ところの真空チューブ。 ９０．液状金属は、真空チューブの静止した一部とトラックと共に回転可能なア ノードの一部との間にあるフィルムとして形成される、請求項89に記載の真空チ ューブ。 ９１．液状金属は、真空チューブの静止した一部、および回転可能なアノードの 領域と一緒に回転可能な真空チューブの一部をそれぞれ含む第１および第２の壁 を有する再循環路内にある、請求項89に記載の真空チューブ。 ９２．カソード、該カソードから導出される電子に応答して回転可能なトラック を有するアノード、および前記アノードの領域を冷却する手段を含む、真空チェ ンバーから成る真空チューブであって、前記冷却する手段が、回転可能なアノー ドの一部分の表面と対面する静止表面との間の間隙にある強磁性流体と、強磁性 流体を間隙に限定する磁気手段とを含み、強磁性流体は真空チューブ が動作している間に強磁性流体が蒸発することがないようにアノード動作温度お よびチェンバー圧力の下で、十分に低い蒸気圧を有する、ところの真空チューブ 。 ９３．カソード、該カソードから導出される電子に応答して回転可能なトラック を有するアノード、および前記アノードの領域を冷却する手段を含む、真空チェ ンバーから成る真空チューブであって、前記冷却する手段が、金属を含む液体を 有し、液体は、真空チューブが動作している間、液体が蒸発しないようにアノー ド動作温度およびチェンバー圧力の下で、十分に低い蒸気圧を有すし、液体はト ラックとともに回転するアノードの一部分の表面と対面する静止表面との間にあ り、トラックは、トラックが回転する軸線からずれており、間隙は（１）トラッ クとともに回転可能なアノードの一部の間にあり、（２）トラックに関して軸線 に近接し、（３）軸線の方向に伸長する、ところの真空チューブ。 ９４．カソード、該カソードから導出される電子に応答して回転可能なトラック を有するアノード、および前記トラックを冷却する手段を含む、真空チェンバー から成る真空チューブであって、前記冷却する手段が、液状金属と、トラックの 先のアノードを通る液状金属のための再循環流路を有し、液状金属は真空チュー ブが動作している間に液状金属が蒸発することがないようにアノード動作温度お よびチェンバー圧力の下で、十分に低い蒸気 圧を有し、トラックを含むアノードの一部分が軸線を中心に回転可能で、トラッ クはその軸線からずれており、流路は、軸線から半径方向に伸びる第１および第 ２の部分および領域に対して軸線の近傍で軸線から縦方向に伸びる第２の部分を 有することで液状金属は第３の部分から第１の部分へと、そして、第２の部分か ら第３の部分へ流れ、液状金属はトラックを過ぎた後に第２の部分へと流れ、ト ラックを過ぎる前に第１の部分へ流れる、真空チューブ。 ９５．流路は、液状金属がトラックによりそこに加えられる熱およびそこに加え られる遠心力に応答してその中に自己吸引されるように構成される、請求項94に 記載の真空チューブ。 ９６．トラックは、アノードおよびトラックに対する共通回転の軸線から、軸線 から流路の最大の変位だけずれている、請求項95に記載の真空チューブ。 ９７．流路は軸線からの離れれば離れるほど大きな断面積を有する、請求項96に 記載の真空チューブ。 ９８．液状金属が少なくとも部分的に機械的に吸引される形状をもつ、請求項97 に記載の真空チューブ。 ９９．液状金属が少なくとも液体のための流路に沿った温度差により部分的に吸 引される形状をもつ、請求項97に記載の真空チューブ。 １００．流路の異なる部分の通路が異なる断面積を有する形状をもつ、請求項97 に記載の真空チューブ。 １０１．アノードが回転し、かつ液状金属が流れる軸線から半径方向に伸びる流 路内の通路は、アノードから半径方向に遠ざかるほぼ大きな断面積を有する、請 求項100に記載の真空チューブ。 １０２．アノードのトラックの近くの領域で、流路の断面積が減少する、請求項 100に記載の真空チューブ。 １０３．カソード、該カソードから導出される電子に応答して回転可能なトラッ クを有するアノード、および前記アノードを冷却する手段を含む、真空チェンバ ーから成る真空チューブであって、前記冷却する手段が、金属を含む液体と、該 液体を冷却するための熱交換器と、トラックと熱交換器との間で連結され熱交換 接触する熱分解グラファイト塊を有し、液体は真空チューブが動作している間に 液状金属が蒸発することがないようにアノード動作温度およびチェンバー圧力の 下で、十分に低い蒸気圧を有する、真空チューブ。 １０４．熱分解グラファイト塊は領域と熱交換器との間でトラックの回転の軸線 からほぼ半径方向に伸長する高熱伝導性結晶軸、およびトラックの回転の軸線方 向に伸長する低熱伝導性結晶軸を有する、多重接合構造物として配置される、請 求項77に記載の真空チューブ。 １０５．構造物がプレートである、請求項104に記載の真空チューブ。 １０６．構造物が入れ子式円錐である、請求項104に記 載の真空チューブ。 １０７．カソード、該カソードから導出される電子に応答して回転可能なトラッ クを有するアノード、および前記アノードのトラックを冷却する手段を含む、真 空チェンバーから成る真空チューブであって、前記冷却する手段が、ａ）金属を 含む液体であって、真空チューブが動作している間、液体が蒸発しないようにア ノード動作温度およびチェンバー圧力の下で、十分に低い蒸気圧を有する、とこ ろの液体と、ｂ）液体を冷却するための、液体と熱伝導関係にあり、アノードの 両端部の間に位置する熱交換器、冷却流体を熱交換器に供給する手段と、から成 るところの真空チューブ。 １０８．熱交換器およびトラックに対する回転の軸線は実質的に一致する軸線を 有し、熱伝導路はトラックから熱交換器へと半径方向内側に向く、請求項107に 記載の真空チューブ。 １０９．流体はトラックの回転の軸線に対し実質的に軸線方に向く固体の材料塊 を通って流れ、トラックからの熱は、その材料塊を通って流体へと半径方向内側 に流れる、請求項108に記載の真空チューブ。 １１０．固体の材料塊は多孔性金属塊である、請求項109に記載の真空チューブ 。 １１１．多孔性金属塊は隣接領域が接合され、同じ直径の複数の金属球から成る 、請求項110に記載の真空チュー ブ。 １１２．多孔性金属塊は隣接領域が接合され、同じ直径の複数の金属ロッドから 成り、ロッドは回転の軸線の方向の縦軸線を有する、請求項110に記載の真空チ ューブ。 １１３．多孔性金属塊は隣接領域が接合され、同じ正六角形の断面をもつ複数の 金属ロッドから成る、請求項110に記載の真空チューブ。 １１４．冷却流体を供給する手段は、冷却流体を軸線方向に、当該チューブの第 １の端部にある第１の開口を通させ、熱交換器を通させ、チューブの第１の端部 に向かい合う、チューブの第２の端部にある開口へ、そしてそこを通させて流す 、請求項108に記載の真空チューブ。 １１５．冷却流体を供給する手段は、冷却流体を軸線方向に、当該チューブの第 １の端部にある第１の開口を通させ、熱交換器を通させ、冷却流体の流れ方向が 反転するところの熱交換器の下流のチェンバーへと流す、請求項108に記載の真 空チューブ。 １１６．冷却流体を供給する手段は、冷却流体を軸線方向に、当該チューブの第 １の端部にある第１の開口を通させ、冷却流体の流れ方向が反転するところの熱 交換器の下流のチェンバーへ、そして熱交換器を通させ、チューブの第１の端部 にある第２の開口へそしてそこを通させて流す、請求項108に記載の真空チュー ブ。 １１７．熱伝導路は熱交換器と回転アノード部分との間 の液体のフィルムを含む、請求項107に記載の真空チューブ。 １１８．液体フィルムを熱交換器と回転アノード部分との間の間隙に閉じ込める 手段をさらに含む、請求項117に記載の真空チューブ。 １１９．液体は液状金属を含み、閉じ込め手段は液状金属により濡れることのな い表面を有するラビリンスを含む、請求項118に記載の真空チューブ。 １２０．熱伝導路はトラックの先に液状金属を再循環する、アノード内にある導 管手段を含む、請求項117に記載の真空チューブ。 １２１．熱伝導路はトラックの先に液状金属を再循環する、アノード内にある導 管手段を含む、請求項107に記載の真空チューブ。 １２２．アノードは熱分解性グラファイト塊を含む、請求項107に記載の真空チ ューブ。 １２３．アノードはトラックを支承し、トラックの回転の軸線と一致する軸線を 有する中心穴を含ふグラファイト塊を含み、グラファイト塊は液状金属の再循環 のための、複数の内部導管の第１および第２のセットを含み、その第１および第 ２のセットは穴の壁に端部を有し、グラファイト塊の外部表面へと伸長すること なく、グラファイト塊内で交差し、前記第１のセットの導管の端部は穴の一端近 傍にあり、かつ前記トラックの近くを通り、前記 第２のセットの導管の端部は前記一端の反対側にある穴の一端の近くにある、請 求項107に記載の真空チューブ。 １２４．熱分解グラファイト塊は領域と熱交換器との間でトラックの回転軸線か らほぼ半径方向に伸長する高熱伝導性結晶軸、およびトラックの回転軸の軸線方 向に伸長する低熱伝導性結晶軸を有する、多重接合構造物として配置される、請 求項122に記載の真空チューブ。 １２５．構造物はプレートである、請求項124に記載の真空チューブ。 １２６．構造物が入れ子式円錐である、請求項124に記載の真空チューブ。 １２７．液体が熱交換器の金属製外側壁と接触する、請求項107に記載の真空チ ューブ。 １２８．金属製壁は熱交換器の端部壁の間に対象とする領域を有し、その対象と する領域は液体のためのリザーバである、請求項127に記載の真空チューブ。 １２９．側壁と接触する液体は側壁とアノードの回転壁との間の間隙内にあるフ ィルムである、請求項128に記載の真空チューブ。 １３０．カソード、該カソードから導出される電子に応答して回転可能なトラッ クを有するアノード構造物、および前記トラックを冷却する手段を含む、真空チ ェンバーから成る真空チューブであって、前記冷却する手段が、液体と、液体を 閉じ込める手段を有し、液体は真空 チューブが動作している間に液状金属が蒸発することがないようにアノード動作 温度およびチェンバー圧力の下で、比較的高い熱伝導性および十分に低い蒸気圧 を有し、液体はアノード構造物の回転可能な周囲表面との間の間隙内に満たされ るように位置し、閉じ込め手段は、液体をトラックが回転している間、および静 止している間前記表面の領域に閉じ込める、ところの真空チューブ。 １３１．液体のためのリザーバを更に有し、液体およびリザーバは、アノードが 回転するとき、液体が表面の間に高熱伝導性路を与えるために、リザーバから遠 心力により間隙内に半径方向に移動するように配列される、請求項130に記載の 真空チューブ。 １３２．限定手段は回転表面上に位置するウイックを含み、液体は、回転可能な 表面が回転している間表面の間に高熱伝導性路を与えるために間隙を半径方向に 横切って移動する間、ウイック内に貯蔵される、請求項130に記載の真空チュー ブ。 １３３．ウイックはアノード構造物の外側に面する円筒状表面上にある、請求項 132に記載の真空チューブ。 １３４．ウイックはアノード構造物の内側に面する円筒状表面上にある、請求項 132に記載の真空チューブ。 １３５．ウイックの第１の部分がアノード構造物の内側に面する円筒状の表面上 にあり、ウイックの第２の部分がア ノード構造物の半径方向内側に伸びる、請求項132に記載の真空チューブ。 １３６．閉じ込め手段はウイックが位置する間に一対の半径方向に伸長する壁を 含む、請求項132に記載の真空チューブ。 １３７．壁は静止表面から半径方向内側に伸長し、ウイックはアノードの外側に 面する円筒状表面上にある、請求項136に記載の真空チューブ。 １３８．壁はアノード構造物から半径方向内側に伸長し、ウイックは構造物の内 側に面する円筒状表面上にある、請求項136に記載の真空チューブ。 １３９．静止した周囲表面は熱交換流体が通過して流れる構造物を含む固体の熱 交換器上にある、請求項130に記載の真空チューブ。 １４０．液体が金属である、請求項130に記載の真空チューブ。 １４１．閉じ込め手段は前記表面の一つから半径方向に伸長する、間隔があけら れた一対の壁を含み、液体は前記壁の間に位置する、請求項130に記載の真空チ ューブ。 １４２．液体が間に位置する壁の、向かい合う表面は液体により濡れることのな い、請求項141に記載の真空チューブ。 １４３．液体が強磁性流体から成り、閉じ込め手段が強磁性流体が間に位置する 、間隔があけられた磁気極面を 含む、真空チューブ。