JP3155347B2 - 回転対陰極ｘ線管の冷却装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、Ｘ線発生装置に備えら
れている回転対陰極Ｘ線管に関し、特に同Ｘ線管の回転
対陰極を冷却するための冷却装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、Ｘ線発生装置に備えられている回
転対陰極Ｘ線管は、回転対陰極に電子線が衝突したとき
に発生する熱を冷却するために冷却水を循環させること
ができる構造となっている。

【０００３】図４は、従来の回転対陰極Ｘ線管冷却装置
を示す正面断面図である。回転対陰極１０は、回転軸１
１の先端に取り付けられており、図示しない回転駆動源
からの駆動力を受けて高速回転する。回転軸１１は、ハ
ウジング１２に設けた軸受１３により回転自在に支持さ
れている。回転軸１１は中空状に形成されており、その
中空部は、冷却水を導入する給水通路２０となってい
る。同給水通路２０は回転対陰極１０の内部に開口して
いる。また、給水通路２０は、隔壁２１を隔てて回転対
陰極１０の内部から回転軸１１の中空部にかけて形成さ
れた排水通路２２に連通しており、回転対陰極１０の内
部で熱を吸収した冷却水をこの排水通路２２を通して外
部へ排出するようになっている。なお、隔壁２１は固定
されており、その周囲で回転軸１１及び回転対陰極１０
が高速回転する。

【０００４】ここで、隔壁２１の先端部、すなわち給水
通路２０と排水通路２２との連通部は、回転対陰極１０
の内壁に近接して配置してあり、これによって狭小な冷
却水の導通部２３を形成している。したがって、給水通
路２０側から圧送ポンプ（図示せず）で送られてきた冷
却水は、導通部２３において流速を増し、回転対陰極１
０に発生した熱を吸収した後すみやかに排水通路２２へ
と送られていく。また、給水通路と接する回転軸１１と
軸受１３との境界部にはシール部材１６が設けてあり、
給水通路２０を流れる冷却水が軸受１３側へ漏れ出すこ
とを防止してある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の回転対
陰極Ｘ線管の冷却装置では、発熱した回転対陰極１０を
効果的に冷却するために、大量の冷却水を循環させる必
要があった。例えば、回転対陰極１０の負荷容量が１８
ＫＷ程度のＸ線管にあっては、毎分１２〜１８リットル
もの冷却水を発熱部分に送らなければならなかった。し
たがって、大形の圧送ポンプが必要となるため、設備コ
ストが高価格となる問題があった。

【０００６】また、狭小な導通部２３において、冷却水
の粘性抵抗が増大するため、回転対陰極１０を高速回転
させる駆動モータ（図示せず）に大きな負荷がかかる。
したがって、駆動モータも大出力のものが必要となり、
この点からも設備コストが高価格となる問題があった。
しかも、冷却水の粘性抵抗によって回転軸１１に振れを
生じ、振動が発生するおそれもあった。

【０００７】さらに、上述した従来の冷却装置では、給
水通路の始端側に圧送ポンプを設けて冷却水を送り込ん
でいたが、このような構造の場合、冷却水の圧力がシー
ル部材１６を外側へ押し出すように作用しているため、
シール部材１６が劣化した際、冷却水が外部へ漏れ出す
危険があった。

【０００８】本発明は上述した従来の問題点を解決する
ためになされたもので、設備コストが安価で、無用な回
転軸の振れも防止でき、しかも排出側通路に接するシー
ル部材がある場合、そのシール部材が劣化したときにも
冷却媒体の漏れを阻止することができる回転対陰極Ｘ線
管の冷却装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の回転対陰極Ｘ線管の冷却装置は、液化冷却
媒体を供給する供給側通路と、この供給側通路に連通す
る排出側通路と、前記供給側通路と排出側通路との境界
部に設けた冷却媒体噴出手段と、前記排出側通路内を減
圧するとともに冷却媒体を吸引する減圧吸引手段とを備
え、前記冷却媒体噴出手段を回転対陰極内部に配置した
ことを特徴としている。

【００１０】

【作用】供給側通路に供給された液化冷却媒体は、減圧
吸引手段の吸引力によって、回転対陰極内部に配置した
冷却媒体噴出手段に至る。そして、冷却媒体噴出手段か
ら、減圧状態の排出側通路に噴出した冷却媒体は沸点が
下がり低い温度で気化する。その際の気化熱によって回
転対陰極の熱が吸収される。吸熱した冷却媒体は、気体
の状態で排出側通路から外部へと送られる。

【００１１】上述のように気化熱をもって回転対陰極を
冷却するため冷却効率が高く、冷却媒体の供給量が少な
くて済む。また、高速回転する回転対陰極内部では、冷
却媒体は気体となっているため粘性抵抗が低く、したが
って回転対陰極を回転駆動する駆動モータにかかる負荷
も小さい。さらに、冷却媒体の排出側にて通路内を減圧
吸引しているので、シール部材が劣化した場合にも、外
部の空気が排出側通路内に入り込むだけで、同通路内の
冷却媒体が外部へ漏れ出すことはない。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。図１は、本発明の実施例に係る回転対陰
極Ｘ線管冷却装置を示す正面断面図である。また、図２
は、図１における冷却媒体噴出手段の周辺部分を拡大し
て示す正面断面図、図３は、本装置の配管図である。

【００１３】本実施例の冷却装置は、冷却媒体としての
冷却水を供給する供給側通路１、後述するように吸熱し
て気化した蒸気を排出する排出側通路２、これら各通路
の境界部に設けた冷却媒体噴出手段としてのノズル３、
及び排出側通路２に接続した配管４の途中に設けた減圧
吸引手段としての真空ポンプ５で構成されている。供給
側通路１は、回転軸１１の中空部から回転対陰極１０の
内部にかけて設置した隔壁１４により形成されており、
軸受１３の基端部側に供給口１ａを有し、この供給口１
ａが図示しない冷却水供給源に配管６を介して連通して
いる。一方、供給側通路１の先端開口部には、ノズル３
が設けられている。なお、隔壁１４は、基端部をハウジ
ング１２に固定してあり、回転軸１１及び回転対陰極１
０の内部で固定状態を保っている。

【００１４】ノズル３は、図２に示すように、回転対陰
極１０の周壁１０ａ内面に対向して設置してある。特
に、本実施例では、電子銃１５から放出した電子線が衝
突する部分の周壁内面に対向するように、ノズル３を設
置してある（図１参照）。これは、電子線の衝突する部
分が最も高熱を発生するため、該周壁部分を効率的に冷
却する目的からである。排出側通路２は、回転対陰極１
０内部の密閉された中空部２ａから回転軸１１の中空部
２ｂにかけて形成されており、途中で回転軸１１のシー
ル部材１６に接している。この排出側通路２内は、真空
ポンプ５により、例えば75〜50torrに減圧されている。
なお、図１において３１はＸ線透過窓、３２は真空シー
ルを示す。

【００１５】次に、上述した構成の冷却装置による回転
対陰極の冷却動作を説明する。真空ポンプ５の吸引力に
よって、図示しない冷却水供給源から配管６を通して供
給側通路１に冷却水が送り込まれてくる。供給側通路に
送り込まれた冷却水は、回転対陰極１０の内部において
ノズル３から排出側通路２内に噴出する。排出側通路２
内は、真空ポンプ５によって減圧状態となっているた
め、排出側通路２に噴出した冷却水は沸点を下げ、低温
にて気化するようになる。したがって、排出側通路２で
気化した冷却水（蒸気）は、その気化熱によって回転対
陰極１０の周壁１０ａに発生した熱を吸収し、その結
果、回転対陰極１０が冷却される。回転対陰極１０から
熱を吸収した蒸気は、真空ポンプ５の吸引力によって回
転軸１１内の排出側通路２ｂを通り、配管４を介して外
部へと排出される。

【００１６】このように、冷却水を減圧状態下にて蒸発
させ、その気化熱をもって回転対陰極１０を冷却する本
実施例装置では、例えば１８ＫＷの負荷容量がかかる回
転対陰極を冷却するために、毎分１リットル程度の冷却
水を供給するだけでよい。また、ノズル３とそれに対向
する回転対陰極１０の周壁１０ａとの間は狭小であるも
のの、該空間中では冷却水が気化しているため、高速回
転する回転対陰極１０に対し液体のときのような粘性抵
抗がなく、したがって回転軸１１に振れが生じることも
ない。さらに、回転対陰極１０の駆動用モータも低トル
クのもので十分となり、設備コストを安価にできる。

【００１７】回転軸１１のシール部材１６が摩耗等によ
り劣化した場合には、外部の空気が減圧状態の排出通路
２内に入り込むことがある。これによって排出通路２内
の圧力が若干上昇するものの、同通路２内の冷却蒸気が
外部に漏れ出すことはなく、したがって回転軸周りを冷
却水で汚染することはない。

【００１８】なお、本発明は上述した実施例に限定され
るものではなく、発明の要旨を変更しない範囲で種々の
変形又は応用が可能である。例えば、排出側通路の減圧
値は、回転対陰極の発熱温度との関係により、冷却水が
回転対陰極の熱を吸収して気化するよう、実験的に求め
るべきである。また、供給側通路は、回転対陰極内部で
複数の方向（ともに同対陰極の周壁内面に向う方向）へ
と開口させ、各開口部に冷却媒体噴出手段を設けた構成
としてもよい。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の回転対陰
極Ｘ線管冷却装置によれば、冷却媒体を減圧状態下にお
いて気化させることにより、その気化熱をもって回転対
陰極を冷却するようにしたので、高速回転する回転対陰
極に対する抵抗も少なくかつ冷却媒体の供給量も少なく
て済み、その結果、回転軸の振れを防止するとともに設
備コストを安価にできるという効果がある。しかも、排
出側通路に接するシール部材がある場合、そのシール部
材が劣化したときにも冷却媒体の漏れを阻止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例に係る回転対陰極Ｘ線管の冷
却装置を示す正面断面図である。

【図２】 同装置における冷却媒体噴出手段の周辺部分
を拡大して示す正面断面図である。

【図３】 同装置の配管図である。

【図４】 従来の回転対陰極Ｘ線管冷却装置を示す正面
断面図である。

【符号の説明】

１ 供給側通路 ２ 排出側通路 ３ ノズル（冷却媒体噴出手段） ４ 配管 ５ 真空ポンプ（減圧吸引手段） １０ 回転対陰極 １１ 回転軸 １２ ハウジング １３ 軸受 １４ 隔壁 １５ 電子銃

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液化冷却媒体を供給する供給側通路と、 この供給側通路に連通する排出側通路と、 前記供給側通路と排出側通路との境界部に設けた冷却媒
   体噴出手段と、 前記排出側通路内を減圧するとともに冷却媒体を吸引す
   る減圧吸引手段とを備え、 前記冷却媒体噴出手段を回転対陰極内部に配置したこと
   を特徴とする回転対陰極Ｘ線管の冷却装置。
2. 【請求項２】 前記冷却媒体噴出手段を、電子線の衝突
   により発熱する回転対陰極の周壁内面に対向して配置し
   たことを特徴とする請求項１記載の回転対陰極Ｘ線管の
   冷却装置。