JPH11213925A - 回転陽極ｘ線管装置 - Google Patents
回転陽極ｘ線管装置Info
- Publication number
- JPH11213925A JPH11213925A JP3041198A JP3041198A JPH11213925A JP H11213925 A JPH11213925 A JP H11213925A JP 3041198 A JP3041198 A JP 3041198A JP 3041198 A JP3041198 A JP 3041198A JP H11213925 A JPH11213925 A JP H11213925A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- envelope
- ray tube
- anode
- target
- ray
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- X-Ray Techniques (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 Ｘ線管装置の稼働中または、製造工程中にお
ける外囲器の冷却率のコントロールを図ると共に、Ｘ線
管外囲器の座屈を防止する構造を提供する。 【解決手段】 上記課題は、熱電子を発生させる陰極部
材１と陰極部材１から放出された熱電子がターゲットに
衝突することによりＸ線を発生する陽極部材２とを収容
し真空気密した外囲器３とを有したＸ線管と，陽極部材
のターゲット２ａの回転のために供するステータコイル
４と，前記Ｘ線管を絶縁かつ冷却する絶縁油５で油密す
る管容器６を具備する回転陽極Ｘ線管装置において、外
囲器３の外表面でかつターゲット２ａのＸ線発生面と対
向する側に、外囲器３外径より大きくかつ外囲器３と脱
着可能な円盤またはキャップ３ａを設けたことで解決さ
れる。
ける外囲器の冷却率のコントロールを図ると共に、Ｘ線
管外囲器の座屈を防止する構造を提供する。 【解決手段】 上記課題は、熱電子を発生させる陰極部
材１と陰極部材１から放出された熱電子がターゲットに
衝突することによりＸ線を発生する陽極部材２とを収容
し真空気密した外囲器３とを有したＸ線管と，陽極部材
のターゲット２ａの回転のために供するステータコイル
４と，前記Ｘ線管を絶縁かつ冷却する絶縁油５で油密す
る管容器６を具備する回転陽極Ｘ線管装置において、外
囲器３の外表面でかつターゲット２ａのＸ線発生面と対
向する側に、外囲器３外径より大きくかつ外囲器３と脱
着可能な円盤またはキャップ３ａを設けたことで解決さ
れる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、陰極部材と陽極部
材が外囲器によって収容される回転陽極Ｘ線管装置に係
り、特に前記外囲器の冷却を改良した回転陽極Ｘ線管装
置に関する。
材が外囲器によって収容される回転陽極Ｘ線管装置に係
り、特に前記外囲器の冷却を改良した回転陽極Ｘ線管装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のＸ線管は、負電位を持つ陰極部材
と，この陰極部材の対向面に配置した正電位を持つ陽極
部材とを真空気密するための外囲器とで構成されてい
る。Ｘ線管は、陰極部材と陽極部材との間に百数十ｋＶ
の高電圧を印加し、陰極部材のフィラメントを加熱する
ことにより熱電子が発せられ陽極ターゲットへ衝突し約
１％がＸ線に、残りの９９％が熱に変換される。このタ
ーゲットからの熱のうちの一方は、熱伝導で陽極部材に
伝熱され固定部を介して絶縁油に伝達される。他方は、
特にターゲットの裏面から輻射により外囲器に入射され
る。熱伝達は後者の輻射によるものが大半であり、冷却
は外囲器に冷却フィンを取り付けたり絶縁油を強制循環
する方法が取られていた。
と，この陰極部材の対向面に配置した正電位を持つ陽極
部材とを真空気密するための外囲器とで構成されてい
る。Ｘ線管は、陰極部材と陽極部材との間に百数十ｋＶ
の高電圧を印加し、陰極部材のフィラメントを加熱する
ことにより熱電子が発せられ陽極ターゲットへ衝突し約
１％がＸ線に、残りの９９％が熱に変換される。このタ
ーゲットからの熱のうちの一方は、熱伝導で陽極部材に
伝熱され固定部を介して絶縁油に伝達される。他方は、
特にターゲットの裏面から輻射により外囲器に入射され
る。熱伝達は後者の輻射によるものが大半であり、冷却
は外囲器に冷却フィンを取り付けたり絶縁油を強制循環
する方法が取られていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、陰極部
材から放出される熱電子は、ターゲット上に衝突しＸ線
と熱が発生する。この熱の大半は輻射により外囲器に入
射されるため外囲器に冷却フィンを取付け冷却する必要
があり、特に、この外囲器の材質により、例えば、銅材
の場合は、製造工程中の圧力差及び熱（２００〜３００
℃により焼きなましが生じる）の影響により外囲器が座
屈する可能性があった。その為、外囲器の剛性を上げる
ためブロックまたはフィンをろう付け等により取付ける
ことが余儀なくされていた。その為、製造工程において
は、外囲器組立作業が繁雑になると同時に、フィンの変
形等により設計値通りの冷却性能がない問題を抱えてい
た。また、製造工程、特に排気工程では、ターゲットが
大容量化すると電子線衝突による電極のガス出し時間が
長くなり排気時間の短縮化のあい路になっていた。
材から放出される熱電子は、ターゲット上に衝突しＸ線
と熱が発生する。この熱の大半は輻射により外囲器に入
射されるため外囲器に冷却フィンを取付け冷却する必要
があり、特に、この外囲器の材質により、例えば、銅材
の場合は、製造工程中の圧力差及び熱（２００〜３００
℃により焼きなましが生じる）の影響により外囲器が座
屈する可能性があった。その為、外囲器の剛性を上げる
ためブロックまたはフィンをろう付け等により取付ける
ことが余儀なくされていた。その為、製造工程において
は、外囲器組立作業が繁雑になると同時に、フィンの変
形等により設計値通りの冷却性能がない問題を抱えてい
た。また、製造工程、特に排気工程では、ターゲットが
大容量化すると電子線衝突による電極のガス出し時間が
長くなり排気時間の短縮化のあい路になっていた。
【０００４】本発明は、上記従来技術の問題に対しＸ線
管装置の稼働中または、製造工程中における外囲器の冷
却をすると共に、Ｘ線管外囲器の座屈を防止した回転陽
極Ｘ線管装置を提供することを目的とする。
管装置の稼働中または、製造工程中における外囲器の冷
却をすると共に、Ｘ線管外囲器の座屈を防止した回転陽
極Ｘ線管装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成させるた
め、熱電子を発生させる陰極部材と前記陰極部材から放
出された熱電子がターゲットに衝突することによりＸ線
を発生する陽極部材とを収容し真空気密した外囲器とを
有したＸ線管と，前記陽極の回転のために供するステー
タコイルと，前記Ｘ線管を絶縁かつ冷却する絶縁油で油
密する管容器を具備する回転陽極Ｘ線管装置において、
前記外囲器の外表面でかつ前記ターゲットのＸ線発生面
と対向する側に、前記外囲器外径より大きくかつ前記外
囲器と脱着可能な放熱部材を設けたこと構成にしたもの
である。
め、熱電子を発生させる陰極部材と前記陰極部材から放
出された熱電子がターゲットに衝突することによりＸ線
を発生する陽極部材とを収容し真空気密した外囲器とを
有したＸ線管と，前記陽極の回転のために供するステー
タコイルと，前記Ｘ線管を絶縁かつ冷却する絶縁油で油
密する管容器を具備する回転陽極Ｘ線管装置において、
前記外囲器の外表面でかつ前記ターゲットのＸ線発生面
と対向する側に、前記外囲器外径より大きくかつ前記外
囲器と脱着可能な放熱部材を設けたこと構成にしたもの
である。
【０００６】具体的には、ターゲットからの熱移動の大
半は輻射により外囲器に入射しその後絶縁油に伝達す
る。これは次の３つの近似式で説明する事ができる。そ
の一つ目は、ターゲットからの輻射は、その表面から輻
射放熱によって熱が放散され放散量は表面温度の四乗と
表面積に比例する。すなわち、全伝達熱量＝（輻射係
数）×（ターゲットの表面積）×（表面温度）4で表せ
られる。その２つ目は、外囲器の熱伝達は、ターゲット
からの熱入射面と絶縁油接触面の温度差により熱は高い
方から低い方へ移動する。すなわち、全伝達熱量＝（外
囲器材の熱伝達率）×（外囲器の熱移動断面積）×（外
囲器の温度差）／（外囲器での熱移動距離）で表せられ
る。その３つ目は、外囲器と絶縁油への伝達は、絶縁
は、絶縁油の流れにより移動する。すなわち、全伝達熱
量＝（外囲器、絶縁油間の熱伝達係数）×（伝達面積）
×（外囲器、絶縁油の温度差）で表わされる。すなわ
ち、外囲器に、ある熱伝導，ある表面積を持つ物体を付
加する事により熱移動のコントロールは可能となる。
半は輻射により外囲器に入射しその後絶縁油に伝達す
る。これは次の３つの近似式で説明する事ができる。そ
の一つ目は、ターゲットからの輻射は、その表面から輻
射放熱によって熱が放散され放散量は表面温度の四乗と
表面積に比例する。すなわち、全伝達熱量＝（輻射係
数）×（ターゲットの表面積）×（表面温度）4で表せ
られる。その２つ目は、外囲器の熱伝達は、ターゲット
からの熱入射面と絶縁油接触面の温度差により熱は高い
方から低い方へ移動する。すなわち、全伝達熱量＝（外
囲器材の熱伝達率）×（外囲器の熱移動断面積）×（外
囲器の温度差）／（外囲器での熱移動距離）で表せられ
る。その３つ目は、外囲器と絶縁油への伝達は、絶縁
は、絶縁油の流れにより移動する。すなわち、全伝達熱
量＝（外囲器、絶縁油間の熱伝達係数）×（伝達面積）
×（外囲器、絶縁油の温度差）で表わされる。すなわ
ち、外囲器に、ある熱伝導，ある表面積を持つ物体を付
加する事により熱移動のコントロールは可能となる。
【０００７】
【実施の発明の形態】以下、本発明の回転陽極Ｘ線管装
置の動作原理と構造及び、本発明の実施の形態を図１，
図２，図３，図４を参照して説明する。
置の動作原理と構造及び、本発明の実施の形態を図１，
図２，図３，図４を参照して説明する。
【０００８】図１は本発明の実施の一形態を説明するＸ
線管球の外囲器に円盤を付加したＸ線管装置断面図，図
２は本発明の実施のその他の形態として円錐台の穴を持
つ円盤の断面図，図３は本発明の実施のさらにその他の
形態として製造工程での外囲器の座屈を防止し外囲器の
冷却率を向上させるＸ線管の断面図，図４はＸ線管の動
作原理と熱移動の説明図である。
線管球の外囲器に円盤を付加したＸ線管装置断面図，図
２は本発明の実施のその他の形態として円錐台の穴を持
つ円盤の断面図，図３は本発明の実施のさらにその他の
形態として製造工程での外囲器の座屈を防止し外囲器の
冷却率を向上させるＸ線管の断面図，図４はＸ線管の動
作原理と熱移動の説明図である。
【０００９】回転陽極Ｘ線管装置は、図４に示すよう
に、負電位を帯びた陰極部材１と，正電位を帯びた陽極
部材２と，陽極陰極部材を真空気密する外囲器部材３
と，陽極部材２のターゲット２ａを回転するステータコ
イル４と，Ｘ線管の絶縁，冷却をする絶縁油５を油入す
ると共に、Ｘ線の防護，Ｘ線管の支持及び油密する為の
アルミニウム，鉛，絶縁材で構成された管容器６を有し
ている。陰極部材１と陽極部材２に百数十ｋＶの電圧を
印加すると、陰極１より熱電子１ａが発せられターゲッ
ト２ａに衝突後、Ｘ線７が発生する。この時、約１％が
Ｘ線に変換され残り約９９％は熱に変換される。この熱
の大半は、輻射８により外囲器３に入射し伝導９により
絶縁油５に伝達される。そして絶縁油５が伝達された熱
を冷却する。なお熱伝達の具体的な現象は、Ｘ線管の動
作中は、ターゲット２ａ裏面温度が約１０００℃の時、
輻射８により外囲器３のターゲット対向面温度は約２０
０〜２３０℃に、絶縁油５対向面は約１８０〜２１０℃
に、強制循環される絶縁油５の温度は約５５℃となりこ
の間で熱交換がなされる。
に、負電位を帯びた陰極部材１と，正電位を帯びた陽極
部材２と，陽極陰極部材を真空気密する外囲器部材３
と，陽極部材２のターゲット２ａを回転するステータコ
イル４と，Ｘ線管の絶縁，冷却をする絶縁油５を油入す
ると共に、Ｘ線の防護，Ｘ線管の支持及び油密する為の
アルミニウム，鉛，絶縁材で構成された管容器６を有し
ている。陰極部材１と陽極部材２に百数十ｋＶの電圧を
印加すると、陰極１より熱電子１ａが発せられターゲッ
ト２ａに衝突後、Ｘ線７が発生する。この時、約１％が
Ｘ線に変換され残り約９９％は熱に変換される。この熱
の大半は、輻射８により外囲器３に入射し伝導９により
絶縁油５に伝達される。そして絶縁油５が伝達された熱
を冷却する。なお熱伝達の具体的な現象は、Ｘ線管の動
作中は、ターゲット２ａ裏面温度が約１０００℃の時、
輻射８により外囲器３のターゲット対向面温度は約２０
０〜２３０℃に、絶縁油５対向面は約１８０〜２１０℃
に、強制循環される絶縁油５の温度は約５５℃となりこ
の間で熱交換がなされる。
【００１０】図１に一実施例のＸ線管球の外囲器に円盤
を付加したＸ線管装置断面図を示す。３ａは銅材（６０
０ｋにおける熱伝導率：４０４Ｗ／ｍｋ）またはアルミ
ニウム材（６００ｋにおける熱伝導率：２３２Ｗ／ｍ
ｋ）等からなる円盤である。図から判るように、この円
盤は、外囲器３裏面に接触固定させる為の固定穴３ｂを
２つ以上設け、かつ陽極１を避けるに必要な逃げ穴３ｃ
を設けた構造である。例えば、本発明をＸ線管に装着す
る場合、外囲器の３の剛性を上げるため円盤３ａをねじ
３ｅで８箇所固定する。実験によると具体的に、管容器
６の内径φ１９０，外囲器３のターゲット裏面外径φ１
７０，外囲器３の陽極装着径φ１３０の場合、円盤３は
外径φ１８０，逃げ穴３ｃの内径φ１３０，厚さ３ｍｍ
に設定できる。これにより、ターゲット裏面側外囲器３
の表面積は約３０％増加し外囲器３の温度は１７０℃以
下にする事が可能になる。
を付加したＸ線管装置断面図を示す。３ａは銅材（６０
０ｋにおける熱伝導率：４０４Ｗ／ｍｋ）またはアルミ
ニウム材（６００ｋにおける熱伝導率：２３２Ｗ／ｍ
ｋ）等からなる円盤である。図から判るように、この円
盤は、外囲器３裏面に接触固定させる為の固定穴３ｂを
２つ以上設け、かつ陽極１を避けるに必要な逃げ穴３ｃ
を設けた構造である。例えば、本発明をＸ線管に装着す
る場合、外囲器の３の剛性を上げるため円盤３ａをねじ
３ｅで８箇所固定する。実験によると具体的に、管容器
６の内径φ１９０，外囲器３のターゲット裏面外径φ１
７０，外囲器３の陽極装着径φ１３０の場合、円盤３は
外径φ１８０，逃げ穴３ｃの内径φ１３０，厚さ３ｍｍ
に設定できる。これにより、ターゲット裏面側外囲器３
の表面積は約３０％増加し外囲器３の温度は１７０℃以
下にする事が可能になる。
【００１１】図２は図１をその他の実施の形態として円
錐台の穴を持つ円盤の断面図である。円盤３ａの外周部
に円錐台の穴３ｄを数箇所設けた構造である。この構造
により、円盤３ａの円錐台穴３ｄを絶縁油５が通過する
事で表面積は更に増加し冷却率向上が可能となる。
錐台の穴を持つ円盤の断面図である。円盤３ａの外周部
に円錐台の穴３ｄを数箇所設けた構造である。この構造
により、円盤３ａの円錐台穴３ｄを絶縁油５が通過する
事で表面積は更に増加し冷却率向上が可能となる。
【００１２】図３に、その他の実施の形態として製造工
程での外囲器の座屈を防止する構造図を示す。３ａは前
実施例とは逆に熱伝導率が悪く比較的機械的強度の高い
ステンレスＳＵＳ３０４（６００ｋにおける熱伝導率：
１９Ｗ／ｍｋ）等からなるキャップ３である。図から判
るように、キャップ３ａを外囲器３に覆うようにねじ３
ｅで強固に固定する事により外囲器３の剛性が上がり結
果的に排気工程での座屈が防止される。更に、外囲器の
冷却率が低下し外囲器３の温度が上昇、すなわち、輻射
面である外囲器３の温度上昇する事によりターゲット２
ａの冷却率が向上し結果的に低い負荷入力量でターゲッ
ト２ａの温度が上がり排気作業が短い時間で完了する事
が可能になる。
程での外囲器の座屈を防止する構造図を示す。３ａは前
実施例とは逆に熱伝導率が悪く比較的機械的強度の高い
ステンレスＳＵＳ３０４（６００ｋにおける熱伝導率：
１９Ｗ／ｍｋ）等からなるキャップ３である。図から判
るように、キャップ３ａを外囲器３に覆うようにねじ３
ｅで強固に固定する事により外囲器３の剛性が上がり結
果的に排気工程での座屈が防止される。更に、外囲器の
冷却率が低下し外囲器３の温度が上昇、すなわち、輻射
面である外囲器３の温度上昇する事によりターゲット２
ａの冷却率が向上し結果的に低い負荷入力量でターゲッ
ト２ａの温度が上がり排気作業が短い時間で完了する事
が可能になる。
【００１３】以上説明したよう本実施の形態は、脱着可
能な円盤または、キャップを選定する事によりＸ線管装
置の稼働中または、製造工程中における冷却率のコント
ロールを図ると共に、Ｘ線管外囲器の座屈を防止でき
る。
能な円盤または、キャップを選定する事によりＸ線管装
置の稼働中または、製造工程中における冷却率のコント
ロールを図ると共に、Ｘ線管外囲器の座屈を防止でき
る。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、Ｘ線管装置の稼働中ま
たは、製造工程中における外囲器の冷却をすると共に、
Ｘ線管外囲器の座屈を防止した回転陽極Ｘ線管装置を提
供するという効果を奏する。
たは、製造工程中における外囲器の冷却をすると共に、
Ｘ線管外囲器の座屈を防止した回転陽極Ｘ線管装置を提
供するという効果を奏する。
【図１】本発明の実施の一形態を説明するＸ線管球の外
囲器に円盤を付加したＸ線管装置断面図。
囲器に円盤を付加したＸ線管装置断面図。
【図２】本発明の実施のその他の形態として円錐台の穴
を持つ円盤の断面図。
を持つ円盤の断面図。
【図３】本発明の実施のさらにその他の形態として製造
工程での外囲器の座屈を防止し外囲器の冷却率を向上さ
せるＸ線管の断面図。
工程での外囲器の座屈を防止し外囲器の冷却率を向上さ
せるＸ線管の断面図。
【図４】Ｘ線管の動作原理と熱移動の説明図。
２ 陽極部材 ２ａ ターゲット ３ 外囲器部材 ３ａ 円盤またはキャップ ３ｂ 固定穴 ３ｃ 逃げ穴 ３ｄ 円錐台穴 ３ｅ ねじ
Claims (1)
- 【請求項１】 熱電子を発生させる陰極部材と前記陰極
部材から放出された熱電子がターゲットに衝突すること
によりＸ線を発生する陽極部材とを収容し真空気密した
外囲器とを有したＸ線管と，前記陽極の回転のために供
するステータコイルと，前記Ｘ線管を絶縁かつ冷却する
絶縁油で油密する管容器を具備する回転陽極Ｘ線管装置
において、前記外囲器の外表面でかつ前記ターゲットの
Ｘ線発生面と対向する側に、前記外囲器外径より大きく
かつ前記外囲器と脱着可能な放熱部材を設けたことを特
徴とする回転陽極Ｘ線管装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3041198A JPH11213925A (ja) | 1998-01-29 | 1998-01-29 | 回転陽極ｘ線管装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3041198A JPH11213925A (ja) | 1998-01-29 | 1998-01-29 | 回転陽極ｘ線管装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11213925A true JPH11213925A (ja) | 1999-08-06 |
Family
ID=12303216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3041198A Pending JPH11213925A (ja) | 1998-01-29 | 1998-01-29 | 回転陽極ｘ線管装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11213925A (ja) |
-
1998
- 1998-01-29 JP JP3041198A patent/JPH11213925A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4161328B2 (ja) | 複合ハウジングを有するｘ線発生装置 | |
| EP1104003B1 (en) | Mammography X-ray tube having an integral housing assembly | |
| EP2740331B1 (en) | Radiation generating apparatus and radiation imaging apparatus | |
| JP2013122906A (ja) | 放射線発生装置及び放射線撮影装置 | |
| JPH0212745A (ja) | Ｘ線発生装置の冷却装置 | |
| US9530528B2 (en) | X-ray tube aperture having expansion joints | |
| JP2001143646A (ja) | 回転陽極ｘ線管のヒートパイプ利用による冷却方式 | |
| US6456692B1 (en) | High emissive coatings on x-ray tube components | |
| US5535255A (en) | System for the cooling of an anode for an X-ray tube in a radiogenic unit without heat exchanger | |
| US3790836A (en) | Cooling means for electrodes | |
| JP2006302648A (ja) | 回転陽極ｘ線管装置 | |
| JP2003123999A (ja) | Ｘ線管装置 | |
| JP2005520300A (ja) | Ｘ線ターゲット用液体金属ヒートパイプ構造 | |
| US9202664B2 (en) | Finned anode | |
| US8249219B2 (en) | X-ray tube rotating anode | |
| JPH11213925A (ja) | 回転陽極ｘ線管装置 | |
| JP2007042434A (ja) | Ｘ線管 | |
| US8170180B2 (en) | Rotating anode with hub connected via spokes | |
| JP2004235113A (ja) | 軟ｘ線発生管 | |
| WO2024122614A1 (ja) | 回転陽極型ｘ線管 | |
| JP7556429B1 (ja) | 電界放射装置 | |
| JPS61183861A (ja) | Ｘ線管装置 | |
| JP2002352756A (ja) | 回転陽極型ｘ線管装置 | |
| JPH10334840A (ja) | 高冷却回転陽極ｘ線管 | |
| JP4847067B2 (ja) | Ｘ線管装置 |