KR102343120B1 - 휴대용 X-ray 발생장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휴대용 X-ray 발생장치에 관한 것으로, 고압 발생 튜브만을 차폐용 납으로 방사선 누설을 방지하도록 구성하므로, 그 무게를 현저히 감소시킬 수 있는 X-ray 발생장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

Description

휴대용 X-ray 발생장치 {Potable X-ray Generator}

본 발명은 휴대용 엑스레이(X-ray) 발생장치에 에 관한 것으로, 특히 고압 발생 튜브만을 차폐용 납으로 방사선 누설을 방지하도록 차폐시키도록 하는 휴대용 X-ray 발생장치에 관한 것이다.

일반적으로 의료 진단용 X-ray 기기는 정형외과, 치과 등에서 사용되며, 아날로그 방식과 디지털방식이 있다.

아날로그 방식은 피검자의 인체에 X-ray를 조사하고, 그 투과된 X-ray의 강도 분포차이가 증감지와 은염필름로 구성된필름에 잠상이 형성된다. 이 은염필름을 화학 처리를 통해 가시적 상을 얻게된다.

디지털방식의 X-ray기기는 X-ray에 감응하는 검츨매체로 2차원 센서를 구비하여 센서에서 발생하는 전기적신호를 2차원 매트릭스를 통해 얻고, 미세한 전기적 신호를 증폭하여 아날로그/디지털 변환기를 통해 디지털 화상 데이터로 변환한다. 상기 디지털 화상 데이터는 영상처리과정을 통해 영상표시화면에 표시하게 된다.

최근에는 정형외과 또는 치과 등에서 X-ray 촬영 즉시 확인이 가능한 디지털방식의 X-ray기기가 주로 사용되고 있다.

도 1은 종래기술에 따른 휴대용 X-ray 발생장치의 구성도로서, 손으로 파지가 가능하며 엑스레이 주사공(12)이 천공된 케이스(10)와, 상기 케이스(10) 내부에 위치하여 외부에서 입력되는 신호에 따라 엑스레이를 발생시키는 엑스레이 발생부(20)와, 상기엑스레이 발생부(20)의 엑스 선을 엑스레이 주사공(12)을 통하여 외부로 주사하도록 안내하는 엑스레이 가이드(30)와, 상기 엑스레이 가이드(30)의 종단을 커버하는 캡(40)을 포함하여 구성된다.

상기한 구성에서 케이스(10)에는 촬영 영상을 확인하기 위한 표시부(13)와, 엑스레이 발생부(20)로부터 엑스레이가 발생되도록 동작을 제어하는 각종제어 노브(N1~N3), 터치패널 등을 포함한 입력부와, 손으로 잡고 촬영을 하기 위한 핸드그립(14)을 포함하여 엑스레이 장치의 그립 및 동작을 위한 각종 구성품들이 구비된다.

그리고, 상기 엑스레이 발생부(20)는 도 1에 나타내는 바와 같이 알루미늄으로 형성되어 내측에는 엑스레이를 차폐하며 납땜이 잘 되는 재질(예를 들면 납 등)이 도금처리되고 내부에 엑스레이를 발생시키는 엑스레이튜브와 상기 엑스레이튜브내의 필라멘트로 전원을 공급하는 필라멘트 트랜스와 고전압 체배회로 및 고전압 트랜스가 배치되어 절연유로 채워진 하우징(21), 상기 하우징(21)의 일측에 형성되어 엑스레이가 산란되지 않고 주사되도록 하는 엑스레이 주사관(22), 상기 하우징(21) 내부에 구비되며 상기 하우징(21)의 측부에 구비되어 전원을 인가하기 위한 전원(25)을 포함하여 구성된다.

즉, 상기 하우징(21) 내부에는 도 2에 도시된 바와 같이 필라멘트를 포함하여 구성되며 엑스레이를 발생시키는 엑스레이튜브(28)와, 설정된 스위칭 주파수로 동작되고, 그에 따른 일정 방전량의 전원을 이용하여 입력되는 신호를 증폭하며, 1차 코일과 2차코일이 서로 간섭을 일으키지 않도록 권선된 고전압 트랜스(26)와, 상기 고전압 트랜스(26)로부터의 출력전압을 승압 및 DC 전압으로 변환하는 고전압 체배회로(27)와, 상기 배전압 정류회로(27)의 승압된 전원을 엑스레이튜브(28)로 공급하기 위한 튜브연결선(29a)(29b)로 구성된다.

여기서, 고전압 채배회로(27)는 고전압 트랜스(26)를 기 설정된 값만큼 채배하여 상기 엑스레이 튜브(28)로 전달하게 되고, 상기 엑스레이 튜브(29)에서 발생된 방사선은 엑스레이 조사구(29)를 통해 방사선이 조사된다.

한편, 상기 고전압트랜스(26), 배전압 정류회로(27) 및 엑스레이튜브(28)의 고전압 절연을 위한 절연유가 충진된 절연케이스(33)와, 상기 절연케이스(33) 내부에서 고전압으로 인한 절연파괴를 방지하기 위한 고체절연부(32)와, 상기 절연케이스(33) 외부에서 상기 엑스레이튜브(28)에서 발생된 방사선을 차폐시키기 위한 방사선 차폐용납(34)으로 구성된다.

이와 같이 구성된 종래기술에 따른 휴대용 엑스레이 발생장치는 차폐용 납으로 인해 X- ray 발생부의 무게로 인해 사용자가 손으로 파지하고 사용하기에는 큰 무리가 있다. 특히 치과에서 사용할 경우, 대부분의 여성 간호사들이 사용하게 되는데, 그 무게로 인하여 큰 부담이 되는 문제점이 있었다.

한국특허등록 제10-1427555호 (공고일: 2014년08월07일)

본 발명의 종래기술의 문제점을 개선하기 위하여 고압 발생 튜브만을 차폐용 납으로 방사선 누설을 방지하도록 구성하므로, 그 무게를 현저히 감소시킬 수 있는 휴대용 X-ray 발생장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 휴대용 X-ray 발생장치는 설정된 스위칭 주파수로 동작되어 설정된 고전압을 발생시키는 고전압 트랜스와, 상기 고전압 트랜스로부터의 출력전압을 승압 및 DC 전압으로 변환하는 배전압 정류부와, 상기 배전압 정류부의 승압된 전원에 의하여 엑스레이(X-ray)를 발생하는 엑스레이튜브로 구성된 공급하기 위한 휴대용 엑스레이 발생장치에 있어서, 상기 엑스레이튜브에서 발생된 방사선을 차폐하도록 엑스레이튜브 전체 외곽을 둘러싸되, 상기 엑스레이튜브에 전원공급을 위한 제1,제2전원케이블 연결을 위한 일정 폭을 갖는 제1,제2홀이 형성된 개방된 제1차폐부재; 상기 제1차폐부재와 상기 엑스레이튜브 사이에서 상기 고전압으로 인한 상기 제1차폐부재의 절연파괴를 방지하는 고체절연부; 및 상기 제1차폐부재의 내부에서 상기 제1,제2전원케이블과 전기적으로 접촉하여 상기 엑스레이튜브에 전원을 공급함과 아울러 상기 제1,제2홀을 통해 방사선이 누설되지 않도록 차폐하는 제2,제3차폐부재;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제2,제3차폐부재는 엑스레이튜브 양측면에 각각 밀착되게 설치되어 제1홀과 제2홀의 전방에 간격을 갖도록 배치하되, 제2,제3차폐부재가 제1홀과 제2홀을 부분 차폐시켜 굴절 없는 방사선이 제1홀과 제2홀로 누출되지 않도록 구성된 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 휴대용 방사선 발생장치는 고압 발생 튜브만을 방사선 차폐용 납으로 방사선 누설을 방지하도록 구성하므로, 무거운 납 사용량을 현저히 줄일 수 있어, 전체적인 제품의 무게를 현저히 줄일 뿐만 아니라, 중금속으로 인한 환경오염도 줄이고, 제조원가도 줄일 수 있는 효과가 있다.

사용량은 종래기술에 비교하여 엑스레이 발생부의 크기가 113x101x47mm 일 경우 방사선 차폐용 납을 70%까지 감소시킬 수 있으며, 방사선 누설 표면적 당 납의 두께는 최대 두 배 가까이 두꺼워 질 수 있다. 물론 이는 엑스레이 발생부의 형태나 크기에 따라 변경 가능하다.

도 1은 종래기술에 따른 휴대용 X-ray 발생장치의 구성도이고,
도 2는 도 1에서 케이스 내부의 상세 구성도이고,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 휴대용 엑스레이 발생장치의 구성도이고,
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 휴대용 엑스레이 발생장치의 구성도이고,
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 휴대용 엑스레이 발생장치의 구성도이다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해 질 것이다. 또한, 발명의 이해를 돕기 위하여, 첨부된 도면은 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 엑스레이 발생장치의 구성을 상세히 설명한다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 엑스레이 발생장치의 구성도로서, 설정된 스위칭 주파수로 동작되어 설정된 고전압을 발생시키는 고전압 트랜스(26)와, 상기 고전압 트랜스(26)로부터의 출력전압을 승압 및 DC 전압으로 변환하는 배전압 정류부(27)와, 상기 배전압 정류부(27)의 승압된 전원에 의하여 엑스레이(X-ray)를 발생하는 엑스레이튜브(28)와, 상기 엑스레이튜브(28)에서 발생된 방사선을 차폐하도록 엑스레이튜브 전체 외곽을 둘러싸되, 상기 엑스레이튜브에 전원공급을 위한 제1,제2전원케이블(29a)(29b)의 연결을 위한 일정 폭을 갖는 제1,제2홀(51)(52)이 형성된 제1차폐부재(50)와, 상기 제1차폐부재(50)와 상기 엑스레이튜브(28) 사이에서 상기 고전압으로 인한 상기 제1차폐부재(50)의 절연파괴를 방지하는 고체절연부재(70)와, 및 상기 제1차폐부재(50)의 내부에서 상기 제1,제2전원케이블(29a)(29b)과 전기적으로 접촉하여 상기 엑스레이튜브(28)에 전원을 공급함과 아울러 상기 제1,제2홀(51)(52)을 통해 방사선이 누설되지 않도록 차폐하는 제2,제3차폐부재(61)(62)로 구성된다.

여기서, 상기 케이스(33)은 고전압 트랜스(26), 배전압 정류부(27), 엑스레이튜브(28), 제1내지 제3차폐부재(50~52) 및 고체절연부재(70) 전체를 그 외부에서 밀봉하며, 상기 케이스 내부는 절연물질(절연유 또는 절연가스)로 충진 되도록 구성한다.

도시된 도 3을 참조하여 방사선 차폐부재의 구성을 상세히 설명한다.

도 3을 참조하면, 제1차폐부재(50)는 원통형상의 엑스레이튜브(28)를 내부에 수용하도록 원통형상 또는 그와 비슷한 형태로 형성되며, 그 단면 형상이 엑스레이튜브 길이 방향과 수평선상을 이루는 한 쌍의 제1격벽(50a)과, 상기 제1격벽(50a) 양끝단을 절곡시켜 마주보는 제2격벽(50b)으로 구성하여 상기 제2격벽(50b) 사이에 제1홀(51)과 제2홀(52)이 형성되도록 한다.

상기 고체절연부재(70)는 상기 제1차폐부재(50)의 제1격벽(50a) 내측면 뿐만 아니라, 상기 제2격벽 (50b)까지 모두 감싸도록 형성한다.

상기 엑스레이튜브(28)는 애노드 전극(61)으로 인가되는 수만 볼트 이상의 고전압 때문에 차폐용 납이 가까이 있으면, 절연파괴가 일어날 수 있다. 그렇게 되면 X-ray가 정상적으로 발생하지 않고, 제어장치가 파손될 수 있다. 따라서, 이를 해결하기 위하여 상기 엑스레이튜브(28)과 제1차폐부재(50) 사이에 고체절연부재(70)을 상기 제1차폐부재(50) 측벽에 부착하도록 한다.

상기 고체절연부재(70)은 절연성능이 높은 플라스틱 보형물로 상기 제1차폐부재(50) 내측면을 완전히 감싸도록 하며, 상기 엑스레이튜브(28)과 상기 제1차폐부재(50)의 일정 간격을 유지시켜 절연이 파괴되지 않도록 한다.

상기 고체절연부재(70)의 재질과 두께는 상기 엑스레이튜브(28)에 인가되는 고전압의 세기에 따라 변경이 가능하다.

상기 제2,제3차폐부재(61)(62)는 상기 엑스레이튜브(28) 양측면에 각각 밀착되게 설치되어 제1홀(51)과 제2홀(52)의 전방에 간격을 갖도록 배치하되, 제2,제3차페부재(61)(62)가 상기 제1홀(51)과 제2홀(52)을 부분 차폐시켜 굴절 없는 방사선이 제1홀(29a)과 제2홀(29b)로 누설되지 않도록 한다.

뿐만 아니라, 상기 제2,제3차폐부재(61)(62)는 상기 제1,제2전원케이블(29a)(29b)과 전기적 접촉으로 상기 엑스레이튜브(28)에 고전압을 인가하는 전극으로 이용하게 되므로, 상기 제1,제2전원케이블(29a)(29b)는 4파이 이상의 고전압 특성을 가지는 선을 사용하여 차폐부재로 절연파괴가 일어나지 않도록 한다.

한편, 엑스레이 발생장치가 구동되어, X-ray가 발생될 때 상기 엑스레이튜브(28)의 애노드 측에 수천 J 이상의 에너지가 열로 발생하게 되는데, 그로 인하여 엑스레이튜브(28) 주변의 절연물질의 부피가 급격하게 팽창하고, 그 순간 절연물질이 상기 제1,제2홀(51)(52)를 통해 상대적으로 밀도가 낮은 제1차폐부재(60) 외부로 대류하게 되어, 상기 엑스레이튜브(28)의 냉각이 이루어지게 된다.

이와 같이, 상기 제1,제2홀(51)(52)은 상기 엑스레이튜브(28)에 전원공급을 위한 상기 제1,제2전원케이블(29a)(29b)를 연결하기 위한 통로일 뿐만 아니라, X-ray발생으로 인한 열 발생시 절연물질을 상기 제1,제2홀(51)(52)를 통해 제1차폐부재(60) 외부로 대류 시키는 기능을 하게 된다.

도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 홀의 구성도로서, 상기 제1차폐부재(50)는 엑스레이튜브(28)를 내부에 수용하도록 단면 형상이 엑스레이튜브 길이 방향과 수평선상을 이루는 한 쌍의 제1격벽(50a)과, 상기 제1격벽(50a)의 양끝단에 각각 절곡시킨 제2 내지 제4격벽(50b)(50c)(50d)으로 구성하되, 상기 제3격벽(50c)은 상호 마주보게 배치되어 제3홀(52a)이 형성되도록 하고, 다른 제4격벽(50d)은 상기 제3격벽(50c)과 상호 중첩되게 결합하고, 중첩 경계에 간격을 갖는 제4홀(52b)이 형성되도록 한다.

삭제

도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 홀의 구성도로서, 상기 제1,제2홀(51)(52)은 상기 제1차폐부재(50)의 측면에 형성되되, 제1차폐부재(50) 끝단과 상기 각 제2, 제3차폐부재(61)(62) 사이에 형성하게 된다.

이때, 상기 제1,제2홀(51)(52)는 둘 중에 하나만 상기 제1차폐부재(50)의 측면에 형성할 수도 있고, 상기 제1차폐부재(50)의 양측면에 형성할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나 이 실시예에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

26 : 고전압트랜스 27 : 배전압정류부
28 : 엑스레이튜브 29a,29b : 제1,제2전원케이블
31 : X ray 조사구 33 : 케이스
50 : 제1차폐부재 61,62 : 제2, 제3차폐부재
50a~50d : 제1 내지 제4격벽 51,52 : 제1,제2홀
52a,52b : 제3,제4홀 70 : 고체절연부재

Claims (7)

1. 설정된 스위칭 주파수로 동작되어 설정된 고전압을 발생시키는 고전압 트랜스와, 상기 고전압 트랜스로부터의 출력전압을 승압 및 DC 전압으로 변환하는 배전압 정류부와, 상기 배전압 정류부의 승압된 전원에 의하여 엑스레이(X-ray)를 발생하는 엑스레이튜브로 구성된 공급하기 위한 휴대용 엑스레이 발생장치에 있어서,
   상기 엑스레이튜브에서 발생된 방사선을 차폐하도록 엑스레이튜브 전체 외곽을 둘러싸되, 상기 엑스레이튜브의 일측면에 제1전원케이블 연결을 위한 일정 폭을 갖는 제1홀이 형성되고, 상기 엑스레이튜브의 타측면에 제2전원케이블 연결을 위한 제3, 제4홀이 형성된 제1차폐부재;
   상기 제1차폐부재와 상기 엑스레이튜브 사이에서 상기 고전압으로 인한 상기 제1차폐부재의 절연파괴를 방지하는 고체절연부재; 및
   상기 제1차폐부재의 내부에서 상기 제1,제2전원케이블과 전기적으로 접촉하여 상기 엑스레이튜브에 전원을 공급함과 아울러 상기 제1홀과 제3 및 제4홀을 통해 방사선이 누설되지 않도록 차폐하는 제2,제3차폐부재;로 이루어지는 휴대용 엑스레이 발생장치를 구성하되,
   상기 제1차폐부재는 엑스레이튜브를 내부에 수용하도록 단면 형상이 엑스레이튜브 길이 방향과 수평선상을 이루는 한 쌍의 제1격벽과, 상기 제1격벽의 양끝단에 각각 절곡시킨 제2 내지 제4격벽으로 형성하면서 상기 제3격벽은 상호 마주보게 배치되어 제3홀이 형성되도록 하고, 다른 제4격벽은 상기 제3격벽과 상호 중첩되게 결합하고, 중첩 경계에 간격을 갖는 제4홀이 형성되고,
   상기 제2,제3차폐부재는 엑스레이튜브 양측면에 각각 밀착되게 설치되어 제1홀과 제3홀의 전방에 간격을 갖도록 배치하며, 상기 제2,제3차폐부재가 제1홀과 제3홀을 부분 차폐시켜 굴절 없는 방사선이 제1홀과 제3홀로 누출되지 않도록 형성하며,
   상기 제1홀은 상기 엑스레이튜브의 X-ray 발생으로 인한 열 발생시 내부에 충진된 절연물질을 제1차폐부재 외부로 대류시켜 상기 엑스레이튜브를 냉각시키는 것을 특징으로 하는 휴대용 엑스레이 발생장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 고전압 트랜스, 배전압 정류부, 엑스레이튜브, 제1 내지 제3차폐부재 및 고체절연부재는 그 외부를 케이스로 감싸며, 상기 케이스 내부는 절연물질로 충진되는 것을 특징으로 하는 휴대용 엑스레이 발생장치.
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