JPS5826510B2 - 熱ルミネッセンス線量測定装置用の熱交換器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、熱ルミネツセンス線量測定装置に用いられ
る熱交換器に関するものである。

熱ルミネツセンス線量計の加熱力法には熱風加熱力法、
接触加熱方法、燃焼加熱方法等があるが、熱風加熱力法
が測定精度、信頼性およびコスト等の点で他の方法より
優位性がある。

この熱風加熱方法は、熱交換器で加熱された気体を適当
な圧力で熱ルミネツセンス線量測定素子に吹き付けるこ
とにより加熱する方法であり、その熱交換器は第１図お
よび第２図に示すような構造のものである。

第１図に示すものは、Ａ１等の熱伝導率の高い金属材料
で作った円柱体の内部にシーズヒータ１を内蔵し、円柱
体の外周に放射状の溝２を有した熱交換器本体３を、気
体の入口４と出口５を相対的に設けたケース６で覆い、
前記ケース６の周囲を断熱材７で覆い、さらにその外周
に外ケース８を設けたもので、熱交換器本体３の加工コ
ストが高く、また気体の出口が単数であり、複数にする
場合は非常に構造が複雑になるという問題がある。

第２図のものは、気体の入口および出口を複数個設けた
もので、Ａ１等の熱伝導率の高い半円柱の金属材料に複
数個の溝９を設けた熱交換器本体１０を２個相対的に組
合せ、その外周の第１層目にガラスウールのような耐熱
性の良い絶縁材１１、第２層目にコイル状の電熱線１２
、第３層目に再び絶縁材１１、第４層目には石綿のよう
な断熱材１３を巻き付け、熱交換器本体１０の両端近傍
に溝９と接続した複数個の気体の入口１４と出口１５を
設けたものである。

このような複数個の気体の通路を設けた熱交換器は、加
工コストが高く、また電熱線１２が接触したり断線した
りして装置全体の信頼性を低下させていた。

また、熱交換器本体１０と電熱線１２の間に絶縁材１１
を設けていることと、熱交換器本体１０の外部に電熱線
１２が位置していることから、熱交換効率が低く、気体
を所要の温度に加熱するために大きな消費電力を必要と
していた。

したがって、この発明の目的は、熱交換効率が高くコス
トの安い熱ルミネツセンス線量測定装置用の熱交換器を
提供することである。

第３図は、熱ルミネツセンス線量測定装置の基本的なブ
ロック図である。

すなわち、放射線作業従事者が日常携帯している熱ルミ
ネツセンス線量計素子（以下素子と略す）１６を素子挿
着部１７に挿着すると、送風機１８から熱交換器１９を
経た高温の気体によって素子１６が加熱される。

加熱された素子１６は浴びた放射線量に比例した量の熱
ルミネッセンスを発し、その熱ルミネッセンスは光電子
増倍管等からなる光電変換部２０によって電流に変換さ
れ、積分回路２１で一定時間積分され、表示部２２や記
録部２３で表示・記録される。

制御回路２４は装置全体の制御を行なうためのものであ
る。

素子１６は放射線管理の対象となる作業場所や期間およ
び浴びる放射線の量や種類等の情報を記録することが必
要で、第４図に示すような複数個の素子１６を一体保持
した複合型熱ルミネツセンス線量計素子（以下複合型素
子と略す）２５が使われている。

複合型素子２５は、Ｃａ５Ｏ４：ＴｍやＢｅｄ：Ｌｉ等
の放射線感度を有する螢光材料を円筒状のガラス管に封
入した素子１６を平板状の素子枠２６に複数個配設して
いるもので、一部に素子１６の種類や作業者の個人管理
番号等を符号化した情報部２７を有している。

第５図は、複合型素子２５を測定する複合型熱ルミネツ
センス線量測定装置（以下装置と略す）のブロック図を
示す。

複合型素子２５を素子挿着部２８に挿着すると、情報読
取部２９によって複合型素子２５の素子枠２６に記され
た情報部２７の情報が読取られて制御回路部３０に送ら
れ、制御回路部３０は情報により送風機３１から送られ
た気体を気体切換部３２で操作する。

気体切換部３２は素子１６と同数（本図では３個）設け
られた気体の通路に気体の供給を順次行なう。

熱交換器３３は気体切換部３２と直結した気体の通路を
有し、気体切換部３２から送られた気体を加熱する。

加熱された気体は、熱交換器３３に設けられたそれぞれ
の出口から吹き出され、それぞれの素子１６を順次加熱
する。

加熱された素子１６から発する熱ルミネッセンスは、光
電変換部３４で電流に変換され、積分回路３５で積分さ
れた後、表示部３６および記録部３７でそれぞれの素子
１６の値が表示・記録される。

また、情報読取部２９で読取られた情報も記録部３７で
記録される。

複合型素子２５の測定には、このような気体を順次切換
えることによる熱風順次切換方式や光電変換部３４を素
子１６と同数設けて同時に加熱測定する同時加熱力式等
があるが、いずれも熱交換器３３には素子１６と同数の
気体の通路が必要である。

この他に熱交換器３３の気体の通路を単数にし、光電変
換部３４も単数にした測定方法もあるが、この場合は複
合型素子２５を順次搬送して測定位置で素子１６を順次
固定する必要があり、測定装置全体がコスト的に高く、
構造が複雑になる。

第６図にこの発明の一実施例である気体の通路を素子１
６と同数設けた熱交換器３３の構造を示す。

熱交換器本体３８は、ＡＩ等の熱伝導率の高い金属を用
いてらせん状シーズヒータ３９をインサート成型したも
のである。

熱交換器本体３８の中央部に設けた複数個の孔４０は、
素子１６と同数（本実施例では３個）に区切られ、それ
ぞれの区枠内でＳ字状に端部が接続孔４１によってつな
がれていて、気体の通路になっている。

また通路の両端には吸気管４２および排気管４３がそれ
ぞれ設けられ、排気管４３は複合型素子２５に配設され
た素子１６に対向した位置に設けられている。

熱交換器本体３８の両端面に設けた断熱板４４は気体の
通路の壁を兼ねている。

内ケース４５は熱交換器本体３８の周囲を覆っている。

内ケース４５の周囲にある空間を隔てて設けられた管状
のヒーターケース４６に熱交換器本体３８を吊り下げる
ための固定金具４７が取付けられている。

ヒーターケース４６の昇温を防ぐためにヒーターケース
４６に固定されたファン４８がヒーターケース４６と内
ケース４５の間の空気を流動している。

送風機３１から送られた気体は、気体切換部３２を通っ
て熱交換器３３の吸気管４２に送られ、Ｓ字状の気体の
通路を通る間に定められた温度まで加熱され、排気管４
３から排出される。

また、気体切換部３２によって制御された気体は、それ
ぞれ独立した通路を通るため、他の通路への漏洩がなく
個々の素子１６を加熱する。

なお、内ケース４５と熱交換本体３８の空間に断熱材を
充填してもよい。

このように、この実施例は、（１）熱交換器本体内部に
ヒータが内蔵されているため熱伝導率が良く、（２）ヒ
ータをらせん状に巻いているため熱交換器本体の温度分
布が均等であり、（３）気体の通路を熱交換器本体内で
らせん状ヒータの軸線力向に沿って往復させているため
熱交換器本体の大きさに比べ熱交換効率が高く、（４）
気体の通路が簡単な穴加工で形成できるため製造コスト
が安＜、（５）シーズヒータをらせん状に巻くことによ
り、ヒータ全長が長くかつ電熱線を太くすることができ
るため断線事故が少くなる。

以上のように、この発明によれば、熱交換効率が高くコ
ストの安い熱ルミネツセンス線量測定装置用の熱交換器
を実現することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図はシーズヒーク内蔵の熱交換器の従来例で、Ａは
中央横断面図、Ｂは中心縦断面図を示す。 第２図は複数の気体の通路を有した従来の熱交換器で、
Ａは中央横断面図、Ｂは中心縦断面図を示す。 第３図は熱ルミネツセンス線量測定装置の基本ブロック
図を示す。 第４図は複合型熱ルミネツセンス線量測定素子の斜視図
を示す。 第５図はこの発明の熱交換器を有した熱ルミネツセンス
線量測定装置のブロック図を示す。 第６図は第５図の熱交換器３３の一実施例の構造図で、
Ａは平面図、Ｂは中心縦断面図を示す。 ３８・・・熱交換器本体、３９・・・らせん状シーズヒ
ータ、４０・・・孔、４１・・・接続孔、４２・・・吸
気管、４３・・・排気管、４４・・・断熱板、４５・・
・内ケース、４６・・・ヒーターケース、４８・・・冷
却ファン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 気体を加熱する加熱部と、前記加熱された気体で熱
   ルミネツセンス素子を加熱し前記熱ルミネツセンス素子
   から発する熱ルミネッセンスを検出する素子加熱検出部
   とを備え、前記加熱部が熱交換器本体に内蔵されたらせ
   ん状ヒータと、そのらせん状ヒータの内側に設けられ前
   記らせん状ヒータの軸線力向に沿って少なくとも１往復
   している気体通過用の通路とを有し、前記通路の両端は
   前記熱交換器本体の外側に連通していることを特徴とす
   る熱ルミネツセンス線量測定装置用の熱交換器。