KR20170037012A - 무기절연체를 봉입한 초소형 엑스선헤드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소형 엑스선헤드에 관한 것으로써, 본 발명에 따른 소형 엑스선헤드는, 열전자를 방출시키는 캐소드와 상기 열전자를 제어하는 그리드와 상기 열전자가 충돌되는 타켓 및 엑스선을 방출하는 아노드를 포함하는 원통형 튜브 및 상기 원통형 튜브의 외주면을 감싸는 금속 바디로 이루어진 소형 엑스선헤드에 있어서, 엑스선튜브와 금속 바디간에는 상호 절연을 위해 무기 절연체를 더 포함하며, 무기 절연체는 운모로 이루어지고, 판상형으로 적층되고 특히 원형인 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 엑스선튜브를 외부와 완전히 절연할 수 있는 초소형 엑스선 헤드를 효과적으로 제작할 수 있다.

Description

무기절연체를 봉입한 초소형 엑스선헤드{A small sized X-ray head having inorganic insulator}

본 발명은 초소형 엑스선 발생장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엑스선 발생장치의 소형화를 가능케 하기위해 무기절연체를 봉입한 엑스선헤드 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 엑스선(X-ray) 발생장치는 진공관 내부에 설치된 음극으로부터 발생된 전자가 양극 구조체의 타겟에 충돌하면서 엑스선을 발생시키는 장치로서, 비파괴 검사용이나 의료진단용 또는 화학분석용 등 다양한 검사장치 또는 진단장치에 응용되어 폭넓게 사용되고 있다.

한편 정전기 제거장치(제전기, ionizer)는 대전 물체의 표면으로부터 정전기를 제거하여 표면을 소제하기 위한 장치로서, 대전된 대상물체 즉 정전기를 가지는 대상물체에 양이온 및 음이온을 발생시켜 정전기 발생을 억제하거나, 혹은 공기 중의 미세 먼지 및 입자 크기가 미세한 유해물질, 악취 등의 오염 입자를 제거하기 위하여 대상물체의 주변을 이온화시켜 정전기를 제거하는 장치로써 여러 분야에 활용되고 있으며, 특히 Display용 Panel의 제조공정에서 유용하게 사용되고 있다.

Display용 Panel의 제조공정은 그 정밀성 때문에 높은 청정도가 유지되는 청정실 내부에서 작업이 이루어지게 되고, 미세한 유해입자들이 작업자 또는 생산공정 이정에 의해서 생성되어 Panel의 표면에 부착되어 제품의 불량을 초래하게 된다.

이러한, 제품불량 요인중 정전기에 따른 영향이 지대하기 때문에 정전기제거장치가 많이 사용되고 있으며, 현재 많이 활용되는 정전기 제거장치는 코로나(corona) 방전에 의해 공기를 이온화시켜 공기의 도전율을 높이고 정전기의 전하(charge)를 완화시키는 장치이다. 이러한 정전기 제거장치 내에는 방전전극(Emitter Tip)이 이용되고 있으며, 이러한 방전전극은 주기적인 유지보수를 수행해야 하고, 장시간 사용으로 인한 방전전극(emitter tip)의 불규칙적인 부식 및 마모로 균형있는 이온화 생성을 저하시키는 문제점을 안고 있다.

이를 해결하는 대안으로 최근에는 노즐 내에 장착이 용이하게 소형의 엑스선관을 이용한 엑스선 이오나이저가 활용되고 있다. 이러한 엑스선 이오나이저는 노즐내에 장착될 수 있도록 엑스선관을 노즐의 외경이내로 제작되어야 하므로 크기가 매우 제한적인 단점을 갖는다. 이러한 엑스선관은 용기 내부를 진공으로 만들고 그 내부에 양극과 음극이 각각 대향하도록 위치하고 양극과 음극의 중심축과 수직한 방향으로 발생한 엑스선이 용이하게 방사될 수 있도록 엑스선창을 구비하고 있다. 현재 활용되는 소형 엑스선 이오나이저의 경우, 일반적으로 Display Panel 제조공정의 Stage에 장착되는 Nozzle의 외경이 16mm 이상으로 이러한 공정에서 사용되는 이오나이저의 경우 외경이 15mm의 엑스선튜브를 사용하고 있다. 그러나 Display Panel내의 선폭이 작아지는 UHD TV용 Panel의 경우 Panel의 선폭이 더 작아지면서 그에 따른 노즐의 외경도 작아질 것을 감안하면 노즐내에 엑스선관을 장착시키기 위해서는 적어도 엑스선 튜브를 8mm 이내의 외경으로 제작되어야 하는데 이러한 좁은 공간에 기존에 사용되는 유리와 같은 절연체로는 구현하기가 어려운 점이 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로써, 초소형 엑스선관을 설계하는데 있어 엑스선관을 외부와 완전히 절연할 수 있도록 새로운 재질 및 형상을 구비한 절연체 및 이를 탑재하는 초소형 엑스선헤드를 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 소형 엑스선헤드는 열전자를 방출시키는 캐소드와 상기 열전자를 제어하는 그리드와 상기 열전자가 충돌되는 타켓 및 엑스선을 방출하는 아노드를 포함하는 원통형 튜브 및 상기 원통형 튜브의 외주면을 감싸는 금속 바디로 이루어진 소형 엑스선헤드에 있어서, 상기 원통형 튜브와 상기 금속 바디간에는 상호 절연을 위해 무기 절연체를 더 포함한다.

상기 무기 절연체는 운모로 이루어질 수 있다.

상기 무기 절연체는 판상형으로 적층되며 원형으로 형성될 수 있다.

이와 같은 소형 엑스선관에 따르면, 절연체의 두께를 매우 작게 하면서 엑스선튜브를 외부와 완전히 차단할 수 있어 소형 엑스선관을 지금보다 더 작게 설계할 수 있는 장점을 갖는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초소형 엑스선헤드에 봉입되는 절연체를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초소형 엑스선헤드중 절연체를 엑스선튜브를 감싸면서 끼우는 과정을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 초소형 엑스선헤드 및 절연체가 위치한 것을 도시한 도면이다.

상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초소형 엑스선헤드에 봉입되는 절연체를 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 절연체(100)는 원형의 엑스선튜브(미도시)를 감쌀 수 있도록 절연체(100)의 외경이 엑스선튜브보다 작도록 하며 상하가 개구된 형태이다. 이러한 절연체(100)는 엑스선튜브와 금속 바디(미도시)간에 상호 절연을 완전히 유지시키기에 적합한 재질이어야 하며 본 발명의 실시예에서는 무기 절연체가 가장 적절하다. 무기 절연체는 기본적 특성이 열전도율이 유기절연체에 비해 우수하기 때문에 소형의 엑스선튜브등을 제조하는데 우수하다.

한편 무기절연체는 매우 다양한 물질이 존재하지만 그 중에서도 운모는 알루미늄, 포타시움을 주성분으로 수소, 마그네슘, 철, 나트륨, 리튬 및 불소를 함유하는 silicate 복합물로, 이들의 성질은 완전히 쪼개지는 성질과 탄성력을 가지고 부드러우며, 용해하기 어려우며, 용융점이 높아서 소형의 엑스선튜브 제작시에 우수한 절연 성질을 나타낸다. 더구나 운모는 엑스선 튜브의 외주면을 덮어지도록 원통형 형상으로 구현하기에 적절하다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 운모를 판상형으로 적층하여 절연체(100)를 구성 할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초소형 엑스선헤드중 절연체(230)를 엑스선튜브(210)를 감싸면서 끼우는 과정을 도시한 것이다. 본 발명의 일 실시예인 절연체(230)는 도 2에 도시된 것처럼 전극(220)이 엑스선튜브(210)의 외측에 부착시키고 난 후, 엑스선튜브(210)와 전극(220)을 하부로 부터 감싸면서 엑스선튜브(210)의 상부로 밀착하여 밀봉한다. 밀봉 이후에는 세라믹 재질의 바디(미도시)를 덮어씌우고 난 후, 절연체(230)의 상부는 용접을 통해 밀폐시키고, 하부는 케일블그랜드(미도시)와의 결합을 통해 밀폐시켜 엑스선선튜브(210)는 절연체(230)에 의해 외부와 완전히 절연이 된다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 초소형 엑스선헤드 및 절연체가 위치한 것을 도시한 도면이다. 도 3에 도시된 것처럼 초소형 엑스선헤드(300)는 원통 형상으로 구현되어 있다. 초소형 엑스선헤드(300)는 내부 중앙 상부에 엑스선튜브(310)가 위치하고 절연체(330)가 엑스선튜브(310)의 외주면을 감싸고, 절연체(330)를 감싸는 바디(320)와 상호 절연이 완벽히 이루어질 수 있도록 한다. 그러기 위해 절연체(330) 상부는 튜브(310) 상부와 결합되어 용접을 통해 고정되고, 절연체(330) 하부는 바디(320)내측에 위치하여 바디(320) 하부가 케이블그랜드(340)와 결합 고정됨에 따라 엑스선튜브(310)는 외부와 완전히 절연이 이루어진다. 절연체(330)와 바디(320)간의 간극에서 발생할 수 있는 공기층 형성을 억제하기 위한 에폭시 충진등의 설명은 생략토록 한다.

이상과 같이, 절연체를 원통형의 엑스선튜브를 감싸도록 상하가 개구된 형태의 원통형 무기절연체로 구성하여, 엑스선튜브내의 필라멘트가 전자를 방출할 때 발생하는 온도 상승에도 충분히 절연 기능을 상실하지 않도록 절연효과를 유지함은 물론 소형의 엑스선헤드 제작을 용이하게 구현할 수 있다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100, 230, 330 : 무기 절연체 210, 310 : 엑스선튜브
220 : 전극 300 : 엑스선헤드
340 : 케이블그랜드

Claims (4)

1. 열전자를 방출시키는 캐소드와 상기 열전자를 제어하는 그리드와 상기 열전자가 충돌되는 타켓 및 엑스선을 방출하는 아노드를 포함하는 원통형 튜브 및 상기 원통형 튜브의 외주면을 감싸는 금속 바디로 이루어진 소형 엑스선헤드에 있어서,
   상기 튜브와 상기 금속 바디간에는 상호 절연을 위해 무기 절연체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소형 엑스선헤드.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 무기 절연체는 운모로 이루어진 것을 특징으로 하는 소형 엑스선헤드.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 무기 절연체는 판상형으로 적층된 것을 특징으로 하는 소형 엑스선헤드.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 무기 절연체는 원형인 것을 특징으로 하는 소형 엑스선헤드.
   
   

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