Ｘ線発生装置

【課題】冷却効率が高く、冷却ファンが不要な密封構造のＸ線発生装置を提供する。
【解決手段】固定アノード電極７の端部に、封入容器５を貫通して外部へ突出する電気絶縁性の第１の熱伝導部材１０を接続し、それら両者の間に熱絶縁体１１を設ける。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＸ線発生装置に関し、詳しくは食料品や医薬品などの被検査物中の異物を検出する非破壊検査に用いられるＸ線発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
食料品や医薬品などの製造ラインにおいては、製品中の異物の有無について連続的な全品検査が実施されており、その手段としてＸ線を用いた非破壊の検査が行われている。この検査は、Ｘ線発生装置から放射されたＸ線を被検査物に照射して、その透過量を画像処理することにより異物を検出するものである。
【０００３】
このＸ線発生装置は、図５に示すように、Ｘ線管球２０と絶縁油２１を収納し、上面にフィン状の伝熱器２２と放熱器２３を有する封入容器２４から主に構成され、封入容器２４全体を収納する金属製の筐体２５を備えている。
【０００４】
上記のＸ線発生装置においては、Ｘ線管球２０の固定アノード電極２６とカソード電極２７間に高電圧を印加することによりＸ線２８を外部へ放射するが、このときＸ線管球２０に供給されたエネルギーの９９％以上は熱に変化してしまう。そのため、Ｘ線管球２０で発生した熱を絶縁油２１と伝熱器２２を介して放熱器２３へ伝達し、筐体２５に取り付けられた空冷ファン２９により外部へ放熱するという冷却方法が取られている。
【０００５】
ここで、最近の食料品や医薬品の製造ラインにおいては、主に防塵対策の観点から、冷却ファン２９のない密封構造のＸ線発生装置の採用が要望されている。
【０００６】
しかし、従来のＸ線発生装置では、上記のように主として絶縁油２１の対流現象により熱伝達を行っているため冷却効率に限界があり、冷却ファン２９の設置は必須のものとされていた。
【０００７】
この冷却効率の改善については、固定アノード電極を電気絶縁性の熱伝導部材を介して封入容器内面に連結することにより冷却効率を改善する発明が特許文献１に開示されている。しかし、封入容器に伝達された熱は絶縁油にも伝わってその温度を上昇させてしまうため、冷却効率の改善効果は小さく、依然として冷却ファンが必要であり密封型のＸ線発生装置を提供することは困難であるという問題があった。
【特許文献１】特許第３１６８７６０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、冷却効率が高く、冷却ファンが不要な密封構造のＸ線発生装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するため、請求項１に記載の本発明は、カソード電極と固定アノード電極とが対向して配置されたＸ線管球と、前記Ｘ線管球が浸漬する絶縁油と、前記Ｘ線管球と前記絶縁油とを収納する金属製の封入容器とからなるＸ線発生装置であって、前記固定アノード電極の端部に前記封容器を貫通して外部へ突出する第１の熱伝導部材を接続し、前記封入容器と前記第１の熱伝導部材との間に熱絶縁体を設けたことを特徴とするＸ線発生装置である。
【００１０】
請求項２に記載の本発明は、前記第１の熱伝導部材は、窒化アルミニウム、ベリリア、炭化珪素又はアルミナのいずれか１つであることを特徴とする請求項１に記載のＸ線発生装置である。
【００１１】
請求項３に記載の本発明は、前記第１の熱伝導部材の前記絶縁油と接触する表面は、熱絶縁性物質により覆われていることを特徴とする請求項１又は２に記載のＸ線発生装置である。
【００１２】
請求項４に記載の本発明は、前記Ｘ線発生装置は前記封入容器を収納する筐体を備え、前記第１の熱伝導部材を第２の熱伝導部材を介して前記筐体の内面と接続したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＸ線発生装置である。
【００１３】
請求項５に記載の本発明は、前記第２の熱伝導部材は、銅、アルミニウム又はヒートパイプのいずれか１つであることを特徴とする請求項４に記載のＸ線発生装置である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、Ｘ線管球の固定アノード電極に、封入容器を貫通して外部へ突出する第１の熱伝導部材を接続し、貫通部との間に熱絶縁体を設けたことにより、Ｘ線管球に発生する熱の冷却効率を向上させることができ、冷却ファンが不要な密封構造のＸ線発生装置を提供することができる。
【００１５】
また、上記第１の熱伝導部材を第２の熱伝導部材を介して、封入容器全体を収納する筐体と接続したことにより、冷却効率を更に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明に係るＸ線発生装置について、図面を参照して説明する。
【００１７】
本発明の第１実施形態に係るＸ線発生装置を図１に示す。図１は、Ｘ線発生装置の構造を断面図である。
【００１８】
このＸ線発生装置は、Ｘ線管球１と絶縁油２を収納し、上面にフィン状の伝熱器３と放熱器４を有する金属製の封入容器５から主に構成されている。
【００１９】
Ｘ線管球１は、真空ガラス内に封入され対向配置された固定アノード電極７とカソード電極８を備え、それらの間に高電圧発生装置（図示せず）により高電圧を印加して、カソード電極８からの熱電子を固定アノード電極７に衝突させることにより外部へＸ線９を放射する。
【００２０】
絶縁油２は、封入容器５内に充填されており、Ｘ線９の放射に伴い発熱するＸ線管球１を冷却するとともに、固定アノード電極７とカソード電極８の間、及びそれら両極と封入容器５の間を絶縁する役目を有している。
【００２１】
そして、Ｘ線管球１の固定アノード電極７には、封入容器５を貫通して外部へ突出する第１の熱伝導部材１０が接続されており、それら両者の間には熱絶縁体１１が設けられている。この熱絶縁体１１には、例えばプラスチック材料であるポリブチレンテレフタレートや、セラミックス系材料などを用いることができる。
【００２２】
この第１の熱伝導部材１０は、固定アノード電極７に接続するため高い電気絶縁性を有する必要があり、例えば窒化アルミニウム、ベリリア、炭化珪素又はアルミナなどを用いることができるが、取り扱いの容易さと熱伝導度の高さから窒化アルミニウムを使用することが好ましい。
【００２３】
また、冷却効率を高める観点から、第１の熱伝導部材１０の形状は、外部に突出する部分の表面積が大きくなるように、図１に示すように、長手方向の断面がＴ字状になるようにすることが望ましい。
【００２４】
このような構成においては、Ｘ線管球１からのＸ線９の発生に伴い固定アノード電極７に生じた熱は、第１の熱伝導部材１０を通じて封入容器５の外部へ直接的に導かれることにより放熱される。このとき、第１の熱伝導部材１０と封入容器５との間には、熱絶縁体１１が設けられているため、貫通部分からの絶縁油２の漏洩と、固定アノード電極７からの熱が封入容器５を介して絶縁油２に伝わることを防ぐことができる。
【００２５】
従って、固定アノード電極７の熱を効率よく封入容器５外へ放熱することができるため、冷却効率を大幅に向上させ、かつ絶縁油の温度上昇を抑えることができる。
【００２６】
また、第１の熱伝導部材１０と絶縁油２が直接接触する部分から、固定アノード電極７の熱が絶縁油２に局所的に伝わり、絶縁油２の温度が上昇することを防ぐために、図２に示すように、接触部分を熱絶縁性部材１２により覆うことが好ましい。
【００２７】
この熱絶縁部材１２の材料は熱絶縁体１１と同じでよく、電気絶縁性を高めるために、図２に示すような波形の断面形状にして沿面距離を長くすることが望ましい。
【００２８】
このような構成により、冷却効率をより向上させることができる。また、絶縁油２の局所的な温度上昇を抑えることができるため、その耐久性を高めることができるとともに、封入容器５内の熱平衡を均一にしてＸ線９の安定発生を担保することも可能である。
【００２９】
本発明の第２実施形態に係るＸ線発生装置を図３に示す。図３は、Ｘ線発生装置の構造を断面図であり、図１と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００３０】
本Ｘ線発生装置は封入容器５全体を収納する金属製の筐体６を備えており、第１実施形態における第１の熱伝導部材１０の外側に突出する部分を、第２の熱伝導部材１３を介して筐体６の内面と接続したものである。
【００３１】
この第２の熱伝導部材１３には電気絶縁性は必要ないため、例えば銅、アルミニウムなどの極めて高い熱伝導度を有する材料を用いることができる。なお、第２の熱伝導部材１３と、第１の熱伝導部材１０及び筐体６内面との接合は、溶接又は機械的な固定のいずれでもよい。
【００３２】
このような構成においては、固定アノード電極７に生じた熱は、第１の熱伝導部材１０と第２の熱伝導部材１３を介して、表面積の大きな筐体６へ伝えられることにより外部へ放熱される。
【００３３】
従って、第１実施形態の場合よりも冷却効率を更に向上させることができる。
【００３４】
また、第２の熱伝導部材１３として、図４に示すように、ヒートパイプ１４を用いることもできる。ここで、ヒートパイプ１４とは、液体の蒸発と凝縮の潜熱を利用して熱伝達を行う装置を意味する。ヒートパイプ１４と、第１の熱伝導部材１０及び筐体６内面との接合は、直接的に機械的手段などで固定するか、あるいはヒートブロック等を介して固定してもよい。
【００３５】
このような構成により、冷却効率を一層向上できるとともに、ヒートパイプ１４自体が小型で設備スペースを取らず、しかも安価であるため、Ｘ線発生装置全体の小型化及び低コスト化をも図ることが可能となる。
【００３６】
なお、以上の実施形態における第１及び第２の熱伝導部材の形状、大きさ及び配置などについては、Ｘ線発生装置の性能や使用環境により適宜設計変更されるものであり、図面に示す例に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１実施形態に係るＸ線発生装置の断面図である。
【図２】第１実施形態において熱絶縁性部材を設置したＸ線発生装置の断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係るＸ線発生装置の断面図である。
【図４】第２実施形態においてヒートパイプを用いたＸ線発生装置の断面図である。
【図５】従来のＸ線発生装置の断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１Ｘ線管球２絶縁油３伝熱器
４放熱器５封入容器６筐体
７固定アノード電極８カソード電極９Ｘ線
１０第１の熱伝導部材１１熱絶縁体１２熱絶縁性部材
１３第２の熱伝導部材１４ヒートパイプ

【特許請求の範囲】
【請求項１】
カソード電極と固定アノード電極とが対向して配置されたＸ線管球と、前記Ｘ線管球が浸漬する絶縁油と、前記Ｘ線管球と前記絶縁油とを収納する金属製の封入容器とからなるＸ線発生装置であって、前記固定アノード電極の端部に前記封入容器を貫通して外部へ突出する第１の熱伝導部材を接続し、前記封入容器と前記第１の熱伝導部材との間に熱絶縁体を設けたことを特徴とするＸ線発生装置。
【請求項２】
前記第１の熱伝導部材は、窒化アルミニウム、ベリリア、炭化珪素又はアルミナのいずれか１つであることを特徴とする請求項１に記載のＸ線発生装置。
【請求項３】
前記第１の熱伝導部材の前記絶縁油と接触する表面は、熱絶縁性物質により覆われていることを特徴とする請求項１又は２に記載のＸ線発生装置。
【請求項４】
前記Ｘ線発生装置は前記封入容器を収納する筐体を備え、前記第１の熱伝導部材を第２の熱伝導部材を介して前記筐体の内面と接続したことを特徴とする請求項１、２又は３に記載のＸ線発生装置。
【請求項５】
前記第２の熱伝導部材は、銅、アルミニウム又はヒートパイプのいずれか１つであることを特徴とする請求項４に記載のＸ線発生装置。

【図１】