JPS6051239B2 - 単一タンクｘ線発生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、Ｘ線管と、１つのハウジング内に設けた少く
とも１つの高電圧発生器とを具え、前記ハウジングが前
記Ｘ線管のアノードに発生する熱を消散させる冷却装置
を具え、かつ該冷却装置は、ハウジングに設けた空気の
供給および排出穴を通じて空気を流通させるファンを具
えてなる単一タンクＸ線発生装置に関するものである。

細 、 ム １１ι６々ケ１１ｔｔｌｌ−ＩＦ実開昭５
１−６２７７４号公報において発表されている。かかる
装置では、ハウジング内に収容してあるファンによつて
Ｘ線管に沿つた空気流を生じ、Ｘ線管を冷却せしめる。
しカルながら冷却すべきＸ線管のアノードの熱は間接的
に放散される。かかる装置で空気流を十分な冷却容量の
ものとしてもＸ線管の高負荷のときにはＸ線管がオーバ
ーヒートされることがある。オーバーヒート時にはアノ
ードが過熱され、熱は空気流で特大られる前にＸ線管の
アノードより周縁に拡散する欠点があつた。この他にも
かかる種類のＸ線管は既知であり、例えば、冷却液体を
使用するものも公知である（Ｍｅｓｓｒｓ、Ｐｈｉｌｉ
ｐｓの装置’’ＭａｃｒｏｔａｎｋＣ２００’’）。

この公知の装置は、冷却のために、Ｘ線管のアノードに
発生した熱をハウジングに消散させる６フッ化イオウを
用いている。また、絶縁のために用いる油が冷却のため
にアノードに発生する熱をハウジングに伝達しなければ
ならない単一タンクＸ線発生装置が知られている。これ
ら２つの公知のＸ線発生装置は、共通して、追加の水冷
によつて熱がハウジングから消散されないときには、連
続動作が不可能である。

しかも、このような水冷は給水および給水パイプを必要
とするが、これらはこのようなＸ線発生装置が用いられ
る場所（たとえば造船所）によつては必ずしも得られな
い。さらに、このようなＸ線発生装置への水ホースの接
続のため、Ｘ線発生装置の取扱いが容易でなくなる。逆
に、水冷を行なわない場合には、Ｘ線発生装置は実に動
きやすく、水の供給が得られない場所で用いることがで
きるが、この場合全負荷でのオン／オフ比が約３０％で
ある（すなわち作動期間の休止期間に対する比が３：１
０であり、Ｘ線発生装置は１紛以上動作できない）。し
かし、このターンオン時間は、厚い鋼板あるいは鋼管の
Ｘ線記録を行なうのに十分ではない。連続動作でかなり
高い効率を有する工業用の他のＸ線装置は既知てある。

それによると、高電圧発生器とＸ線源とが別個のハウジ
ング内に設けられ、高電圧ケーブルによつて相互に接続
されている。冷却は別個の冷却装置によつて行なわれる
。この冷却装置は、給水ホースおよび排水ホースを経て
Ｘ線源に接続されている。しかし、この冷却装置はかな
りの重量を有しており（この重量はＸ線源および高電圧
発生器に加わる）、このためこのようなＸ線装置は、静
止動作にのみ実際に用いることができる。本発明の目的
は、連続動作においても高い効率を有し、かつ軽量であ
り、冷却媒体の供給用の外部接続を必要とせず、したが
つて可動装置として用いることもてきる単一タンクＸ線
発生装置を提供することにある。

本発明によれば、この目的は、次のようにして前述した
種類のＸ線発生装置に対し達成される。

すなわち、冷却装置はさらに閉じた冷却回路を具え、こ
の冷却回路を通してポンプが前記アノードに発生した熱
を直接的に放散させる冷却媒体を循環させ、また前記フ
ァンがハウジングを通じて送られる空気によつて前記の
閉じた冷却回路を冷却．することを特徴とする。冷却媒
体によつて冷却されるアノードが、動作状態でアース電
位あるいは高電圧を有するかによつて、冷却媒体として
水または（変圧器）油を用いることができる。

空気またはガスは上方に流れ・るので冷却回路内に封入
されず、単一タンクＸ線発生器がアノードが冷却回路の
最も高い位置にある場所に置かれている場合、アノード
の効果的な冷却が不可能である。他方、液体冷却媒体は
加熱されると膨張し、したがつて冷却回路の体積が相応
して変化しなければならない。Ｘ線発生装置においては
、絶縁油の膨張をじやばら状膨張容器で補償することが
できる。しかし、本発明単一タンＸ線発生装置の冷却回
路にこのような膨張容器を用いることはかなり困難であ
る。本発明の特に簡単な例では、冷却媒体回路は膨張可
能な膨張管を具える。冷却媒体はこの膨張管を流れ、冷
却媒体の温度が上昇したときに膨張管を膨張させ、冷却
”媒体が再び冷えたときに収縮させる。最も簡単な場合
、膨張管をゴムで作り、このゴムは冷却媒体として油が
用いられるときには耐油性でなければならない。本発明
の他の実施例では、金属により形成されＸ線管の長さ方
向軸に沿つてほぼ延在しＸ線管の外側の空胴内に突出し
この空胴に冷却媒体を流す細長冷却部材を前記アノード
に結合するのが好適である。

公知のＸ線発生器では、噴霧ノズルすなわち多数の穴を
設けた平坦円板を用いてアノードを冷却する。この平坦
円板には前記穴を通して冷却油が押込まれる。他の可能
性は、背面に溝のパターンを設けることによつてアノー
ドの冷却面積を増大させることである。これら両実施例
は、共通して、冷却油を、溝パターンにより作られたチ
ャネルまたは噴霧ノズルの穴に比較的速い速度で押込ま
なければならない。このためには、冷却油をかなりの圧
力（４）．５ＭＰａ以上）で回路に押込まなければなら
ない。本発明の実施例では、約２０ＫＰａのポンプ圧を
必要とするのみである。本発明の実施例では、冷却媒体
供給および排出バイブを有するハウジング内に設けられ
冷却回路に冷却媒体を循環させるポンプホィールをファ
ン軸に取付けるのが好適てある。従来技術による単一タ
ンクＸ線発生装置では、アノードをバルキー（Ｂｕｌｋ
ｙ）冷却部材に熱的に接触させなければならなかつた。

このようにすることによつて、アノードに発生した熱を
この冷却部材および冷却媒体によつてハウジングに放散
することができた。したがつて、高圧発生器およびＸ線
管のそれぞれが高電圧絶縁体を具えることができず、ド
イツ国公報ＤＥ−０Ｓ２５３７０１９号に記載されてい
るように高電圧コネクタ対を形成するように高電圧絶縁
体を構成することができない。前記高電圧コネクタ対の
そのような構成では、特に簡単な組立てが可能であり、
結合したアノードおよび冷却部材を、高電圧コネクタ内
に配置することができる。本発明は、Ｘ線管および高電
圧発生器のこのような設計に対しても用いることができ
る。したがつて、本発明の実施例によればＸ線管および
高電圧発生器が、絶縁体を具え、Ｘ線管の絶縁体をアノ
ードに接続し、絶縁体をこれらが共に高電圧コネクタ対
を構成するように形成し、Ｘ線管を高電圧発生器とＸ線
管との組立体内に前記アノードと熱的に結合される空胴
が形成されるように構成し、吸入口および排出口によつ
て前記冷却媒体を前記空胴内に流し、流入冷却媒体およ
び流出冷却媒体を分離するために分離器を前記空胴内に
設けるのが好適である。最も簡単な形では、分離器を次
のような形（たとえば平坦形状）とすることができる。

すなわち、分離器が前記空胴を長さ方向に半分にし、一
方の半分が吸入口を有し、他方の半分が排出口を有し、
これら両方の半分が、アノード冷却部材の近くの分離器
内の中断部を経て相互接続されている。しかし、分離器
の一層効果的な設計では、分離器を管状形とし、この分
離器は吸入口または排出口に面する開口を有し、フラン
ジを管に設け、前記吸入口から管の周囲の排出口へ前記
冷却媒体が直接流れないように前記フランジが管の周囲
の空間を取囲むようにするのが好適である。冷却部材が
管状分離器の中に突出する場合に、特に効果的な冷却が
得られる。

この場合、分離器を、前記冷却媒体のためにその内部に
得られる断面積が、管外壁と前記空胴の境界部との間の
断面積に同一となるような寸法形状としなければならな
い。Ｘ線管および高電圧発生器が、高電圧コネクタ対を
共に形成するように形状である絶縁体を具える単一タン
クＸ線発生装置に対しては、゛゜円筒状゛高電圧発生器
の周囲にらせん状に巻回された、冷却媒体のフイードホ
ワード（Ｆｅｅｄ−ＦＯｒｗａｒｄ）およびフィードバ
ック（Ｆｅｅｄ−Ｂａｃｋ）用の管を設けて場合に、特
にコンパクトな構造が得られる。

したがつて、これらの管は、ハウジングの内壁と高電圧
発生器の外側との間の円筒状空間に設けられ、ファンに
よつて作られた空気流によつて冷却される。以下、本発
明を実施例に基づいて説明する。

第１図は、単一タンクＸ線発生装置の本発明に重要な部
分の線図的な断面図であり、Ｘ線管２と高電圧発生器３
とがハウジング１内に設けられている。図に表われてい
るＸ線管は、金属バルブ２１の一部およびアノード２２
である。このアノードの底板２３は管２４に接続され、
管２４はプレート２５を経てセラミック絶縁体２６に接
続されている。このセラミック絶縁体は、円錐形状であ
り、プレート２５を気密状に金属バルブ２１に接続する
。高電圧発生器３の構造は、図には詳細に示していない
。

高電圧を発生する要素は、外面が円筒形状である適切な
成形樹脂内に形成されている。このように形成された絶
縁体ブロックは、Ｘ線管２に対向する端部に、セラミッ
ク絶縁体２６の形に適合した内側に細くなる凹部を有し
ている。この形状は、Ｘ線管と高電圧プラグとの間の高
電圧コネクタ対を形成し、これらＸ線管と高電圧プラグ
は、単一タンクＸ線発生装置が組立てられるときに、間
にゴムカラー（ＲｕｂｂｅｒｃＯｌｌａｒ）が挿入され
て接合される。したがつて、高電圧発生器の絶縁部は、
Ｘ線管のセラミック絶縁体を取囲む。金属より成り、動
作状態で高電圧を搬送する電極体３２を、高電圧発生器
の正面に設ける。この電極体は、円形であり、その中央
に円板表面に平行でＸ線管２およびハウジング１の長さ
方向軸に垂直の穴を有している。さらに、電極体は結合
部材３３を具えており、この結合部材は、前記穴内で終
つており、動作状態ではＸ線管２の円筒管２４内に収容
されており、ゴムリング３４は、結合部材３３の外面と
円筒管２４の内面との間に油密接合を形成するようにす
る。バネ３８は、電極体３２の正面とＸ線管のプレート
２５との間の確実な電気接続を与える。したがつて、動
作状態では、アノードは、底板２３、円筒管２４、プレ
ート２５、バネ３８および電極体３２を経て、高電圧に
接続される。管結合部材３３が非常に密接して電極体３
２に接触している場合には、また、電極体３２と円筒管
２４との間の直接的な電気接続・が得られる。電極体の
穴を分離器３５によつて半分に分けて、油吸入口３６ａ
と油排出口３６ｂとを電極体中に形成する。

この円筒分離器は、Ｘ線管の円筒管２４に対しその内部
に同心円状に設けられ、電極体の底部からプレート２３
の方へ延在している。吸入口３６ａの領域内で、分離器
はこの領域における断面が半円状リングに相当する切込
みを有している。この領域内で、管は、さらに、吸入口
３６ａに対する管状アダプタの周囲の空間を囲むフラン
ジ３７を具えている。したがつて、吸入口３６ａを流れ
る油は、排出口３６ｂに直接流れるものではなく、初め
は分離器３５の内部を流れる。管状分離器は、アノード
の方へ拡がつており、冷却部材２７を取囲んでいる。

この冷却部材２７は、この冷却部材２７とアノード２２
との間の適切な熱的接触が得られるようにアノードプレ
ート２３に接続する。第２ａ図および第２ｂ図には、冷
却部材の横断面および縦断面を拡大して示す。

冷却部材は、幾分星形の横断面を有し、直径がアノード
の方向に増大する固体中央部２７１と周囲に沿つて一様
に分布している星形冷却溝とから構成されている。管状
分離器は、その拡張部によつて、星形冷却溝２７２の外
縁に直接に適合されている。矢印を有する線で示すよう
に、油は吸入口３６ａを経て管状分離器の内部に流れ、
冷却部材の周囲を流れ、アノードプレート２３の付近で
分離器を離れ、分離器３５と円筒管２４との間および分
離器３５と管結合部材３３との間をそれぞれ経て、排出
口３６ｂに流れる。分離器は、油の通過のために、その
内部の横断面積が、分離器の外壁と円筒管２４との間、
および分離器の外壁と結合部材３３との間の面積に一致
するような寸法形状にする。した一がつて、横断面が狭
くなることはない。このことは、圧力の不必要な減少が
生じるのを防止する。図かられかるように、電極体３２
を通る穴は、高電圧発生器３の成形樹脂体に続いており
、各端は環状支持体４０１および４０２でそれぞれ終つ
．ている。金属管４０３および４０４を、それぞれ、２
個の環状支持体に接続する（図示せず）。冷却油は、い
わゆるフィン付管であり、すなわちそれらの周囲に管軸
に垂直な面に位置する接近して配置された円板状金属シ
ートを具え、管の冷却一表面をかなり増大させた金属管
を流れる。両方の管は、高電圧発生器の周囲にらせん状
に同一巻方向に巻かれており、たとえば管４０４の巻直
径は管４０３の巻直径よりも大きく、したがつて管４０
３および４０４より成る巻回は、高電圧発生器３とハウ
ジング１との間の空間のかなりの部分を占める。管４０
４を、油ポンプハウジング４０６に取付けられている環
状支持体４０５に接続する（図示せず）。このポンプハ
ウジング４０６は、Ｘ線管２より離れた高電圧発生器３
の正面に結合されている。ポンプハウジング内に設けた
ポンプホィール（Ｐｕｍｐｗｈｅｅｌ）４０９は、図に
矢印で示すように、油を循環させる。油は、環状支持体
４″０５を通り、ポンプハウジング４０６に設けられポ
ンプ支持体４０５に対し同一平面内にあるが１８０支ず
らして設けられている他の環状支持体４０７に入いる。
ここから連結部（それ以上は図示せず）は、膨張管４０
８につながつている。この膨張管は、２Ｔｎ！ｎの壁厚
と約９００Ｔｎ！ｎの長さとを有している。弾性膨張管
４０８は、約４００ｃＩ１の体積を有する油が加熱され
たときに生じる体積変化を吸収する。したがつて、膨張
管はたとえばＸ線診断に用いられる装置に使用される膨
張容器の機能をはたす。膨張管４０８の他端を、油流路
が得られるように金属管４０３に連結する（図示せず）
。

この油流路は、環状支持体４０７一膨張管４０８−フィ
ン付管４０３一環状支持体４０１一吸入口３６ａ一冷却
部材２７一排出口３６ｂ一環状支持体４０２−フィン付
管４０４一環状支持体４０５てある。このようにして形
成された循環油冷却回路は、ポンプハウジング４０６に
取付けられたファン４１０によつて冷却される。

空気の供給および排出のために、ファンの下側のハウジ
ングカバー１０および金属管４０３，４０４の上側のハ
ウジング壁に穴４１１を設ける。ファン４１０によつて
生じる空気流は、フィン付管４０３および４０４を冷却
し、その後ハウジングに設けられた穴を通して排出され
る。上述したように、ポンプは非常に小さい圧力差が得
られるように設計しなければならないので、ポンプホィ
ール４０９をファン軸４１２に取付けることができ、こ
のためポンプホィール４０９はファン４１０により駆動
され、別個の油ポンプが不必要である。

図に示す構造は、アノードを１．３ＫＷで連続動作で負
荷することができる。

従来の単一タンクＸ線発生装置に対しては、外部に接続
した冷却装置を付加することによつて、あるいは３０％
の切換オン／オフ比で短期間の間のみ上記のような負荷
が可能であるのみであつた。冷却用の少量の油（約５リ
ットル）が用いられ、冷却回路の要素（金属管４０３，
４０牡ポンプハウジング４０６等）を比較的軽くするこ
とができるので、冷却装置の重量がかなり小さくなる。
したがつてこのような単一タンクＸ線発生装置を、給水
また他の外部冷却方法が得られない試験場所において、
および厚壁鋼物体を検査しなければならない試験場所に
おいて、これは長い（中断しない）記録期間を必要とす
るが、携帯装置としても用いることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は単一タンクＸ線発生器の一部の断面図、第２ａ
図および第２ｂ図はアノードと適切に熱的接触する冷却
部材の正面図および断面図である。 １・・・・・・ハウジング、２・・・・・・Ｘ線管、３
・・・・・・高電圧発生器、２２・・・・アノード、２
３・・・・底板、２４・・・・・・円筒管、２５・・・
・・・プレート、２６・・・・・・セラミック絶縁体、
２７・・・・・・冷却部材、２７１・・・・・個体中央
部、２７２・・・・・・星形冷却溝、３２・・・・・・
電極体、３５・・・・・分離器、３６ａ・・・・・・油
吸入口、３６ｂ・・・・・・油排出口、３７・・・・・
・フランジ、３８・・・・・・バネ、４０３，４０４・
・・・・・金属管、４０６・・・・・・油ポンプハウジ
ング、４０８・・・・・・膨張管、４０９・・・・ポン
プホィール、４１０・・・・・・ファン、４１１・・・
穴。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ Ｘ線管２と、１つのハウジング１内に設けた少くと
   も１つの高電圧発生器３とを具え、前記ハウジングが前
   記Ｘ線管２のアノード２２に発生する熱を消散させる冷
   却装置を具え、かつ該冷却装置は、ハウジング１に設け
   た空気の供給および排出穴４１１を通じて空気を流通さ
   せるファン４１０を具えてなる単一タンクＸ線発生装置
   において、前記冷却装置はさらに閉じた冷却回路４０１
   …………４１２を具え、この冷却回路を通してポンプが
   前記アノードに発生した熱を直接的に放散させる冷却媒
   体を循環させ、また前記ファン４１０がハウジング１を
   通じて送られる空気によつて前記の閉じた冷却回路４１
   ０…………４１２を冷却することを特徴とする単一タン
   クＸ線発生装置。