JPS64779B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は回転陽極Ｘ線管装置の改良に関する。

従来から、回転陽極および陰極体を収納した真
空容器を、油を封入したハウジング内に配設した
小型構造の回転陽極Ｘ線装置というものが知らて
いる。しかるに、最近、大容量化の回転陽極Ｘ線
管装置が望まれるようになつてきたが、大容量化
構造にすると、真空容器の局部的な部分に高熱が
発生し、このため、真空容器が溶解したり、溶解
しないまでも真空容器からガスが放出し、真空容
器内の真空度を低下させると共に、放電現象が発
生し、Ｘ線撮影ができなくなるという不具合が生
じていた。

一方、従来から、回転陽極を摺動可能な構成と
し、該回転陽極自体を直接真空容器に接触状態に
することによつて、真空容器の局部に高熱が発生
しないようにした構造のものが知られている。し
かしながら、このような構造では、真空容器はガ
ラス製であることから、該真空容器自体に熱勾配
がついて真空容器が破損することも考えられるの
で、実用化が困難であつた。

本発明は上述した欠点に鑑みなされたもので、
その目的とするところは、大容量化可能で、しか
も冷却効率がきわめてよく、常に安定したＸ線撮
影ができ、かつＸ線強度の高い長寿命の回転陽極
Ｘ線管装置を提供するにある。

このような目的を達成するために、本発明は、
ハウジング内に、真空容器の高熱部分に油を噴射
させて冷却させる噴射冷却機構を配設した構成と
したものである。

以下、図に示す実施例を用いて本発明の詳細を
説明する。

第１図は本発明に係る回転陽極Ｘ線管装置の一
実施例を示す断面図である。真空容器１内の一端
部には、陰極体２が配置され、他端部には回転陽
極３が配置されている。陰極体２は、電極４およ
びフイラメント（図示せず）を有している。ま
た、回転陽極３は、円盤状の陽極ターゲツト５
と、この陽極ターゲツト５を支持し、回転軸６と
一体となつて回転可能なロータ７と、玉軸受８を
介して回転軸６を保持し、端部が真空容器１の外
方に伸びる軸受箱９とを有して成る。また、真空
容器１のロータ７に対応する部分１ａの外周側に
配置されたフレーム１０には、モータステータ１
１が配設されており、前記陽極ターゲツト５は、
該モータステータ１１の回転磁界発生により駆動
されるよう構成されている。前記陰極体２と回転
陽極３とは真空容器１内に真空封止されており、
該真空容器１は、ガラスによつて形成され陰極体
２および陽極ターケツト５に対応する部分１ｂが
径大で、かつロータ７に対応する部分１ａが径小
で、途中部分は陽極ターケツト５の背部において
中心方向に向かつて湾曲する湾曲部１ｃとなつて
いる。

また、フレーム１０に配設されたモータステー
タ１１の陽極ターケツト５側には、油容器１２が
配設されており、前記真空容器１の湾曲部１ｃに
隣接配置された構造となつている。そして、該油
容器１２には、前記湾曲部１ｃに対向する面１２
ａに、噴射冷却機構を構成する複数個の噴射孔１
２ｂが穿設されており、該噴射孔１２ｂから後述
するハウジング１３内の絶縁油１４を、前記湾曲
部１ｃ面に向かつて噴射するよう構成されてい
る。なお、本実施例において該油容器１２の噴射
孔１２ｂを設けた面１２ａは、熱吸収性を高める
ために黒色体処理されており、放射伝熱性を向上
させている。また、前記油容器１２は、ハウジン
グ１３の外部に配設された油冷却器１５および油
循環ポンプ１６に管１７を介して接続されてお
り、油容器１２内に圧送される絶縁油１４を冷却
すると共に矢印Ａで示す方向に強制循環してい
る。

陰極体２、回転陽極３が真空封止された真空容
器１、フレーム１０、モータステータ１１、油容
器１２等の各構成部材は、前記ハウジング１３内
に収納配置されていて、該ハウジング１３内に
は、電気絶縁および回転陽極３の冷却を目的とし
て絶縁油１４が封入されている。

このような構成の回転陽極Ｘ線管装置では、陰
極体２と陽極ターゲツト５間に高電圧が印加さ
れ、陰極体２から電子ビームが陽極ターゲツト５
に放射され、矢印Ｂ方向にＸ線が発生する。この
時、陽極ターゲツト５は通常約1200℃に加熱され
るが、真空容器１内は高真空のため、陽極ターゲ
ツト５の熱は放射伝熱により真空容器１を通して
ハウジング１３内の絶縁油１４に放熱される。し
かるに、該回転陽極Ｘ線管装置を大容量化構造に
した場合、真空容器１の湾曲部１ｃの部分が最も
温度が高くなり、この部分の冷却が充分でない
と、真空容器１が溶解したり、溶解しないまでも
真空容器１からガスが放出する。したがつて、本
発明においては、湾曲部１ｃに隣接する位置に、
噴射冷却機構を備えた油容器１２を配設した構造
とした。このため、油冷却器１５から圧送されて
きた絶縁油１４は、管１７を通つて油容器１２内
に入り、噴射孔１２ｂから前記湾曲部１ｃに噴射
される。そして、この噴射された絶縁油１４は図
中のＣ方向および真空容器１と、フレーム１０と
の間に形成される間隙１８を通り、図中Ｄ方向に
流れることになる。この結果、本発明による冷却
方式では、第１に、真空容器１の高温に加熱され
た湾曲部１ｃの面に、油容器１２の噴射孔１２ｂ
から直接冷却された絶縁油１４が噴射されるの
で、きわめて効果的な冷却ができる。第２に、真
空容器１と、フレーム１０で構成される間隙１８
に絶縁油１４の一部が流れるので、ロータ７から
の放射熱が吸収され、伝導による玉軸受８への伝
熱量が減少し、該玉軸受８の損傷が防止される。
第３に、油容器１２の受熱面すなわち噴射孔１２
ｂを設けた面１２ａを、熱吸収性のよい黒色体に
することにより、冷却効率が高められる、という
種々のすぐれた効果を持つ。

第２図は、上記した放熱量と油の流速の関係を
実測した結果を示したものである。本発明構造で
は、冷却した絶縁油１４を直接真空容器１の湾曲
部１ｃに噴射させているので、該湾曲部１ｃにお
ける熱は強制的に外部に持ち去られることにな
る。また、第２図に示すように流速と放熱量の関
係により流速が比較的遅い範囲では、放熱量が流
速にほぼ比例するので、冷却に対する油の流速の
効果が大きい。反面、流速がある一定値以上にな
ると、放熱量はほぼ一定となり油の流速を増加さ
せても放熱量は増加しない。このことは、冷却に
対してそれほど高速噴射する必要性がないことを
示すもので、油循環ポンプ１６の容量を増加させ
ずに充分冷却でき、噴射冷却機構の配設は真空容
器１の冷却、すなわちガス放出防止にきわめて高
い効果を持つ。

なお、陽極ターゲツト５の放熱をよくする方法
として、該陽極ターゲツト５の背面５ａに黒体化
処理あるいはグラフアイト（図示せず）をライニ
ングした構造としてもよい。これは、回転陽極Ｘ
線管装置を大容量化構造とした場合、陰極体２か
ら陽極ターゲツト５に放射される電子ビーム密度
を高めて、強いＸ線を出す必要性がでてくるが、
この場合、陽極ターケツト５はより高温となり、
該陽極ターゲツト５が面荒れ損傷するので、この
ような黒体化処理等を施すことによつて、陽極タ
ーゲツト５の放熱性を向上させるようにしたもの
である。一方、陽極ターゲツト５の背面５ａに黒
体化処理等を施した場合、真空容器１の湾曲部１
ｃの部分が高温に加熱されることになるが、該湾
曲部１ｃは、油容器１２に設けた噴射冷却機構に
よつて充分に冷却されることになるので、真空容
器１が溶解したり、あるいは該真空容器１自体か
らガスが発生したりする種々の不具合は確実に防
止されることになる。

第３図は油容器１２の他の実施例を示すもの
で、油容器１２の噴射孔１２ｂから噴射された絶
縁油１４の分配量を矢印Ｄ方向により多く流し、
熱的に苛酷な条件におかれる真空容器１の湾曲部
１ｃ面内周部分を効果的に冷却する目的で、該噴
射孔１２ｂの孔径において、外周側の孔径よりも
内周側の孔径を大きくした構造の油容器１２を示
してある。この第３図に示した油容器１２の場
合、説明するまでもなく、内周側に設けた噴射孔
の孔径を外周側の孔径よりも大きくすることによ
り、湾曲部１ｃの内周側に噴射される油量が増大
することになるので、真空容器１の湾曲部１ｃ面
の温度が平均化され、本発明のねらいとする真空
容器１の冷却がきわめて効果的に成されることに
なる。実質的には湾曲部１ｃの内周側がより高温
となるので、噴射孔１２ｂにおいて、内周側の孔
の総面積を、外周側の孔の総面積よりも大きくす
ればよい。

なお、本発明では真空容器としてガラス製のも
のについて説明したが、金属性の真空容器が使用
されることがあり、この金属性の真空容器はガラ
ス製の真空容器に比較し熱伝導性がよいので、よ
り冷却効果が大きくなるという利点がある。

以上の構成による回転陽極Ｘ線管装置において
は、噴射冷却機構により、真空容器の高温部分に
直接油を噴射させて、真空容器が局部的に過昇温
になることがない構造とした。したがつて、装置
自体の大容量化を可能ならしめ、しかも冷却効率
がきわめてよいことから、真空容器内でガスが放
出することがなく、常に安定した真空度を保持で
き、長期使用に対し放電現象を確実に阻止できる
という種々のすぐれた効果を持つ。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る回転陽極Ｘ線管装置の一
実施例を示す断面図、第２図は放熱量と油の流速
の関係を示す図、第３図は油容器の他の実施例を
示す断面図である。 １……真空容器、１ｃ……湾曲部、２……陰極
体、３……回転陽極、５……陽極ターゲツト、５
ａ……背面、１０……フレーム、１１……モータ
ステータ、１２……油容器、１２ａ……面、１２
ｂ……噴射孔、１３……ハウジング、１４……絶
縁油、１５……油冷却器、１６……油循環ポン
プ、１７……管、１８……間隙。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転陽極および陰極体を収納した真空容器
   を、油を封入したハウジング内に配置した回転陽
   極Ｘ線管装置において、該ハウジング内に、真空
   容器の高熱部分に油を噴射させて冷却させる噴射
   冷却機構を配設したことを特徴とする回転陽極Ｘ
   線管装置。 ２ 回転陽極および陰極体を収納した真空容器
   を、油を封入したハウジング内に配置し、該ハウ
   ジング内に、真空容器の高熱部分に油を噴射させ
   て冷却させる噴射冷却機構を配設した回転陽極Ｘ
   線管装置において、前記真空容器は、回転陽極の
   陽極ターゲツトの背部に中心方向に向かつて湾曲
   する部分を有し、該湾曲部に隣接する位置に噴射
   冷却機構を配設したことを特徴とする回転陽極Ｘ
   線管装置。 ３ 前記噴射冷却機構は、真空容器の湾曲部に隣
   接した位置に配設された油容器に組み込まれてな
   る特許請求の範囲第２項記載の回転陽極Ｘ線管装
   置。 ４ 前記噴射冷却機構は、真空容器の湾曲部に対
   向する油容器の面に穿設した複数個の噴射孔より
   構成される特許請求の範囲第３項記載の回転陽極
   Ｘ線管装置。 ５ 油容器に設けた複数個の噴射孔において、内
   周側に設けた噴射孔の総面積が、外周側に設けた
   噴射孔の総面積に比較して大きくなるよう構成し
   た特許請求の範囲第４項記載の回転陽極Ｘ線管装
   置。 ６ 油容器の噴射孔を有する面を放射熱吸収性の
   高い黒色面処理した特許請求の範囲第４項記載の
   回転陽極Ｘ線管装置。 ７ ハウジング内の油は、外部の油循環ポンプに
   より強制循環させられてなる特許請求の範囲第１
   項または第２項記載の回転陽極Ｘ線管装置。 ８ 油容器は、外部の油循環ポンプ、油冷却器に
   管で接続されており、該油冷却器によつて冷却さ
   れた油は管から油容器内に入り、噴射孔から真空
   容器の湾曲部に噴射されるよう構成された特許請
   求の範囲第４項記載の回転陽極Ｘ線管装置。 ９ 油容器の噴射孔より噴射された油の一部は、
   真空容器と、モータステータが配設されたフレー
   ムとの間に形成される間隙内に流入して成る特許
   請求の範囲第４項記載の回転陽極Ｘ線管装置。 １０ 回転陽極の背面を黒体化処理した特許請求
   の範囲第１項または第２項記載の回転陽極Ｘ線管
   装置。