JPS643024B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、真空容器内に封入した円板状対陰極
を回転させて電子衝撃による発熱を分散させるよ
うにした封入型回転対陰極Ｘ線管の改良に関する
ものである。

（従来の技術） 一般に、強力なＸ線を発生させるには、対陰極
を回転させて対陰極部のＸ線発生に伴う発熱に対
する冷却効果を増大させた回転対陰極Ｘ線管が広
く用いられている。しかしながら、従来の回転対
陰極の冷却には回転対陰極の中空部にその回転対
陰極に連結した中空の回転軸を介して真空容器外
から冷却水を供給するとともに、冷却後の温水を
同じく中空回転軸を介して真空容器外へ排出する
冷却方法が採られていた。また、従来の回転対陰
極は、真空容器外に延長した中空回転軸に取付け
たプーリを外部に設置した電動機によりベルト駆
動していた。その結果、装置が大型となるのみな
らず、構成が複雑になり、特に、回転軸の真空容
器貫通部に真空シールを施す必要があるために、
真空漏れや油漏れが避けられず、また、真空度の
低下によるＸ線強度の低下や異常放電が生じ、装
置を実際に運転する上で大きい障害になつてい
た。さらに、ベルト駆動に伴う回転対陰極の振動
がＸ線強度の変動を来たし、精密なＸ線測定を困
難にしていた、など種々の問題点が生じていた。

（発明の概要） 本発明の目的は、上述した従来の種々の問題点
を一挙に解決し、長期の安定な連続運転が可能な
高性能の封入型回転対陰極Ｘ線管を提供すること
にある。

すなわち、本発明封入型回転対陰極Ｘ線管は、
中空の円板状回転対陰極の少なくとも一方の面に
中空の円錐台状回転軸を気密に連結して構成した
回転体に熱輸送液を封入し、回転対陰極周側面の
発熱部と中空回転軸周側面に設ける放熱部との間
に生ずる熱輸送液の対流によりヒートパイプとし
て作用するその回転体を磁気軸受により真空容器
内に浮かせて支持するとともに、かかる回転体を
回転駆動する電動機および中空回転軸周側面に設
ける放熱部を、いずれも、回転体に取付けた部材
と真空容器内に固定した部材との近接対向によつ
て構成することにより、真空容器内に回転駆動機
構を内蔵して回転軸の真空シールを不要にすると
ともに回転体内への冷却水の供給も不要にした状
態で、封入液の蒸発、凝縮を利用した高効率の熱
輸送を行ない、安定した高真空中で強力、安定な
Ｘ線を発生させ得るようにしたものである。

（実施例） 以下に図面を参照して実施例につき本発明を詳
細に説明する。

図面に示す本発明の一実施例は、本発明封入型
回転対陰極Ｘ線管において中空の回転対陰極およ
び回転軸がなすヒートパイプの回転軸を磁気軸受
により真空容器内に浮かして垂直に支持した場合
の比較的製造容易にした具体的構成の例である。

図示の構成例においては、高真空排気ポンプ
（図示せず）に真空排気口１を介して直結した真
空容器２内に、中空の円板状回転対陰極３とその
対陰極３の周側面に対向させて熱電子放射陰極４
を配置し、真空容器２の壁面の適切な位置にＸ線
取出し窓５を設けてあり、熱電子放射陰極４から
回転対陰極３の周側面に電子線を投射してその電
子衝撃により電子線入射部から発生したＸ線を窓
５を介して真空容器２外に取出し、Ｘ線回折その
他のＸ線測定に使用する。

かかるＸ線放射を行なう中空の円板状対陰極３
には、図示の例においてはその下面に、同じく中
空の円錐台状回転軸６を気密に連結し、かかる回
転体をその上下両端部にそれぞれ設けた磁気軸受
７および８により、真空容器２内に垂直に浮かし
て保持した状態で、この種磁気軸受について周知
慣用のとおりに直交三軸方向の磁力を加え、回転
体の自重の支持と回転時の揺れ止めとを行なうと
ともに、回転軸の周側面に取付けた円板状回転子
９と真空容器２内に固定したコイル１０とを近接
対向させて構成した高周波電動機により駆動して
高速回転をさせる。

さらに、互いに気密に連結した回転体陰極３と
回転軸６との中空部には、ナトリウム、カリウ
ム、水銀、フレオン、メターノル、水などの適切
な熱輸送液１６を封入し、また、回転軸６の周側
面には多数の円環状放熱翼１１を取付けて、真空
容器２内に固定した多数の円環状吸熱翼１２を間
挿して互い違いに近接対向させるとともに、中空
にした吸熱翼１２内に供給管１３および排出管１
４を順次に介し外部より冷却液を供給して吸熱翼
１２を冷却し、回転対陰極３の周側面に電子衝撃
により発生した高熱を、熱輸送液１６の対流およ
び放熱翼１１・吸熱翼１２間の熱輻射を順次に介
し、冷却液に移して装置外に排出する。

すなわち、上述した構成の本発明封入型回転対
陰極Ｘ線管において、回転子９およびコイル１０
からなる高周波電動機により駆動して回転対陰極
３および回転軸６を高速回転させると、中空部に
封入した熱輸送液１６が遠心力により回転対陰極
３における周側部１５の内面に凝集する。かかる
状態で回転対陰極３の周側面に電子放射陰極４か
らの電子線を入射させて電子衝撃を加えると、強
力なＸ線が発生すると同時に、入射エネルギーの
大部分が熱に変換されて周側部１５の表面が高温
に熱せられる。その高温により周側部１５の内面
に凝集した熱輸送液１６が蒸発し、その蒸発潜熱
により回転対陰極３の周側面が冷却される。とこ
ろで、回転軸６における放熱翼１１の取付け部内
面は前述した放熱翼１１・吸熱翼１２間の熱輻射
により冷却されているため、熱輸送液の高温の蒸
気はここで凝縮・液化する。このようにして凝縮
した熱輸送液１６は、再び回転による遠心力を受
けて円錐台状をなす中空回転軸６の内面を伝つて
回転対陰極３における周側部１５の内面に凝集す
る。かかる熱輸送液１５の対流により、回転対陰
極３の周側面は、Ｘ線発生のための強い電子衝撃
による高熱発生にも、冷却水を直接に導入するこ
となく、十分に耐えることができる。

なお、図面に示すように、真空容器２の下部空
間１８に蒸気圧の極めて低い液体を封入して外部
から冷却液により低温に保つた状態でその封入液
体中に回転軸６の下端部を浸漬することにより、
上述した冷却の効果をさらに増大させることもで
きる。

また、図示の構成例においては回転対陰極３の
下面のみに中空回転軸６を連結するようにした
が、同様に構成した他の中空回転軸を回転対陰極
３の上面にも連結して上述した冷却効果を一層増
大させるようにすることもできる。

（発明の効果） 以下の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、封入型回転対陰極Ｘ線管における真空容器内
に電動機を内蔵して対陰極を回転させるととも
に、回転体内中空部に封入した熱輸送液の対流お
よび回転体・固定部間の熱輻射により、対陰極周
側面の電子衝撃による高熱を高真空を安定に保つ
た簡単な構成の装置により効率をよく排除するこ
とができ、さらに、磁気軸受により回転体を真空
容器内に支持することにより、真空漏れ、油漏れ
を皆無にして回転駆動に伴う振動を著しく軽減す
ることができ、したがつて、装置の維持管理を容
易にして強力、高性能の安定な長期連続運転も可
能にする、という顕著な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明封入型回転対陰極Ｘ線管の構成例
を示す縦断面図である。 １……真空排気口、２……真空容器、３……回
転対陰極、４……電子放射陰極、５……Ｘ線窓、
６……中空回転軸、７，８……磁気軸受、９……
円板状回転子、１０……コイル、１１……放熱
翼、１２……吸熱翼、１３……冷却液供給管、１
４……冷却液排出管、１５……対陰極周側部、１
６……熱輸送液、１７……熱輸送液蒸気、１８…
…真空容器下部空間。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 先端部を閉塞した中空の円錐台状回転軸６を
   気密に連結した中空の円板状回転対陰極３の中空
   部内に熱輸送液１６を密封してヒートパイプを構
   成し、 そのヒートパイプを、 真空容器２内に固定した磁気軸受８により当該
   真空容器２内に固定部と接触することなく保持す
   るとともに、 前記円錐台状回転軸６の周側面に取付けた円板
   状回転子９とその円板状回転子９に近接対向して
   前記真空容器２内に固定したコイル１０とよりな
   る高周波電動機により駆動して回転させ、 前記真空容器２内に設けた電子放射陰極４から
   の電子衝撃により前記回転対陰極３の周側面１５
   上に発生する高熱を少なくとも前記円錐台状回転
   軸６の周側面に取付けた放熱翼１１およびその放
   熱翼１１に近接対向して前記真空容器２内に固定
   した吸熱翼１２を介して前記真空容器２外へ取り
   去ることを特徴とする封入型回転対陰極Ｘ線管。 ２ 前記真空容器２の下部空間１８に蒸気圧の低
   い液体を封入して前記円錐台状回転軸６の下端部
   を浸漬したことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の封入型回転対陰極Ｘ線管。