专利名称：冷却器、x－射线管装置、以及操作冷却器的方法
技术领域：
本发明涉及冷却器、具有该冷却器的X-射线管装置以及操作该冷却器的方法。
背景技术：
通常，诸如X-射线计算机断层成像(CT)装置的X-射线管装置用于医疗或工业诊断系统。X-射线管装置具有基架、以及可旋转地安装在该基架上的回转体。例如，如日本专利申请公开No.2000-164390中公开的，辐射X-射线的X-射线管和冷却该X-射线管的冷却器被附连到回转体。
X-射线管具有外壳。X-射线管具有辐射X-射线的X-射线辐射单元和填充有冷却液并使冷却液流动以冷却外壳中的X-射线辐射单元的循环单元。
冷却器被安排在X-射线管装置中以改进X-射线管装置的性能和效率。冷却器具有不同于X-射线管的循环单元的另一循环单元。该另一循环单元形成为将冷却液输送到X-射线管的循环单元，冷却在循环了整个循环单元之后进入的冷却液，并将该冷却液再次输送到循环单元。
循环单元和另一循环单元由联接器联接。该联接器有使其一端关闭的插头和使其一端关闭的插座。插头和插座联接成使两个关闭端联接。因此，两个关闭端打开，则形成冷却液的流动路径。例如，插头联接到X-射线管的循环单元，而插座联接到冷却器的另一循环单元。
发明内容
冷却器在运输时可被置于温度变化的环境中。例如，温度在-25℃与70℃之间变化。因此，冷却液会膨胀和收缩。此外，当使用X-射线管装置时，冷却液的温度升高以冷却X-射线辐射单元。因此，冷却液会膨胀。
当冷却液膨胀时，冷却液可从构成X-射线管装置的部件的联接部分等泄漏。当冷却液泄漏时，空气可从泄漏部分渗透进入该循环单元或另一循环单元。此外，在冷却器中，在冷却液收缩的情形中，插座一端的关闭状态会解除，且空气可从插座渗透进循环单元。冷却液中X-射线的吸收率与空气中不同。因此，空气不合需要地在从X-射线辐射单元辐射的X-射线前通过，这阻碍了正确诊断。
因此，本发明的一个目的是通过提供能够吸收冷却液因环境温度变化的膨胀或收缩的冷却器、具有该冷却器的X-射线管装置和操作该冷却器的方法来克服上述缺陷。
为了实现该目的，根据本发明的一个方面，提供了一种循环冷却液以冷却X-射线管的冷却器，包括循环单元，具有其中形成有输送冷却液的输送出口的第一端接单元，和其中形成有汲取入口、并且从汲取入口汲取冷却液以冷却所汲取的冷却液并将冷却液输送到传输出口的第二端接单元；以及膨胀机构，具有附连于循环单元并具有开口的容器，在循环单元中流动的冷却液通过该开口流进和流出；以及将该容器的内部分隔成与开口连通的第一室和第二室的膜盒(bellows)；第一端接单元和第二端接单元可拆卸地联接到X-射线管，并在从X-射线管分离时关闭，以及膨胀机构能在第一状态与第二状态之间切换，在第一状态中周围空气在第二室的流进和流出被关闭以限制冷却液流进和流出第一室，而在第二状态中周围空气从第二室的流进和流出被打开以允许冷却液流进和流出第一室。
根据本发明的另一方面，也提供了一种X-射线管装置，包括X-射线管，包括辐射X-射线的X-射线辐射单元、使冷却液流动并冷却X-射线辐射单元的循环单元、以及具有附连于循环单元并具有在循环单元中流动的冷却液通过其流进和流出的开口的容器和将该容器内部分隔成与开口连通的第一室和第二室的膜盒的膨胀机构；以及，冷却器，包括另一循环单元和另一膨胀机构，该另一循环单元具有其中形成有将冷却液输送出循环单元的输送出口的第一端接单元、和其中形成有汲取入口并汲取从汲取入口输送到循环单元的冷却液以冷却所汲取的冷却液并将冷却液输送到输送出口的第二端接单元，而另一膨胀机构具有附连于另一循环单元并具有在另一循环单元中流动的冷却液通过其流进和流出的另一开口的另一容器、和将另一容器内部分隔成与另一开口连通的另一第一室和另一第二室的膜盒；循环单元以及具有第一端接单元和第二端接单元的另一循环单元联接以形成冷却液的循环路径。
根据本发明的另一方面，也提供了一种操作冷却器的方法，包括以下步骤制备冷却器，该冷却器循环冷却液以冷却X-射线管，并且包括循环单元和膨胀机构，该循环单元具有其中形成输送冷却液的输送出口的第一端接单元、和其中形成有汲取入口并从汲取入口汲取冷却液以冷却所汲取的冷却液并将冷却液输送到输送出口的第二端接单元，而膨胀机构具有附连于循环单元并具有在循环单元中流动的冷却液通过其流进和流出的开口的容器、和将该容器内部分隔成与开口连通的第一室和第二室的膜盒，其中第一端接单元和第二端接单元可拆卸地联接于X-射线管并在从X-射线管分离时关闭；以及在第一状态与第二状态之间切换，在第一状态中周围空气在第二室的流进和流出被关闭以限制冷却液流进和流出第一室，而在第二状态中周围空气在第二室的流进和流出被打开以允许冷却液流进和流出第一室。
根据本发明的再一方面，也提供了一种操作冷却器的方法，包括以下步骤制备冷却器，该冷却器循环冷却液以冷却X-射线管，并且包括循环单元和膨胀机构，该循环单元具有其中形成有输送冷却液的输送出口的第一端接单元、和其中形成有汲取入口并从汲取入口汲取冷却液以冷却所汲取的冷却液并将冷却液传输到传输出口的第二端接单元，而膨胀机构具有附连于循环单元并具有在循环单元中流动的冷却液通过其流进和流出的开口以及周围空气通过其流进流出的通气口(vent)的容器、和将该容器内部分隔成与开口连通的第一室和与通气口连通的第二室的膜盒，其中第一端接单元和第二端接单元可拆卸地联接于X-射线管并在从X-射线管分离时关闭；以及在第一状态与第二状态之间切换，在第一状态中通气口关闭以限制冷却液流进和流出第一室，而在第二状态中通气口打开以允许冷却液流进和流出第一室。
图1示出根据本发明一实施方式的X-射线CT装置的截面图；图2示出图1所示的X-射线管和冷却器的示意图；图3示出X-射线管的膨胀机构的放大截面图；图4示出第一状态中的冷却器膨胀机构的放大截面图；图5示出图4所示的膨胀机构一部分的分解截面图；图6示出第二状态中的冷却器膨胀机构的放大截面图；图7示出图2所示X-射线管的一改进示例的示意截面图；以及图8示出图2所示X-射线管的另一改进示例的示意截面图。
具体实施例方式
以下参照附图进一步描述根据本发明一实施方式的X-射线管装置和操作X-射线管装置的冷却器的方法。在该实施方式中，将说明作为X-射线管装置的X-射线CT装置和操作X-射线CT装置的冷却器的方法。
如图1和2所示，X-射线CT装置具有基架1，且基架1具有将待检目标物导入其中的导入口1a。在基架1上，有可旋转地安装的回转体2，它安装成围绕导入口1a。回转体2具有附连并安装其上的辐射X-射线的X-射线管10、冷却X-射线管10的冷却器20和X-射线检测单元30。冷却器20形成为循环冷却液以冷却X-射线管10。
X-射线管10和冷却器20通过用作联接单元的联接器70、80联接。联接器70具有插头7 1和插座72。联接器80具有插座81和插头82。
从导入口1a观察时，X-射线检测单元30附连在X-射线管10的相对一侧。在拍摄待检目标物的X-射线图像的情形中，将目标物导入到导入口1a中，且通过X-射线管10将X-射线辐射到目标物，透过目标物的X-射线由X-射线检测单元30检测。
然后，将详细说明X-射线管10和冷却器20。
如图2所示，X-射线管10包括外壳11、安装在外壳11中的X-射线辐射单元12、循环单元13、和膨胀机构50。外壳11具有外壳窗口11a。外壳11填充有冷却液。X-射线辐射单元12形成为辐射X-射线，且X-射线透过外壳窗口11a辐射到X-射线管10外。
循环单元13形成为使冷却液流动并冷却X-射线辐射单元12。循环单元13形成为包括X-射线辐射单元12辐射X-射线的区域。此外，X-射线管10具有插座72、联接插座72和循环单元13的导管14a、插头82、以及联接插头82和循环单元13的导管14b。
在本实施方式中，X-射线辐射单元12具有汲取冷却液的入口12a和排放冷却液的出口12b。导管14a和入口12a通过导管15联接。这样，循环单元13包括导管14a、X-射线辐射单元12的内部和外壳11的内部。
由以上可知，从导管14a输送的冷却液通过导管15被输送到X-射线辐射单元12的内部。然而，在冷却X-射线辐射单元12之后，该冷却液从出口12b排放到外壳11内部以输送到导管14b。
如图2和3所示，膨胀机构50具有使其一端关闭并使其另一端由端壁52关闭的筒状容器51。膨胀机构50附连于循环单元13，并具有在循环单元13中流动的冷却液通过其流进和流出的开口54和作为周围气氛的空气通过其流进流出的通气口55。开口54在容器51的一端形成。通气口55在端壁52上形成，从而穿透该端壁的一部分。
膨胀机构50具有将容器51的内部分隔成与开口54连通的第一室R1和与通气口55连通的第二室R2的膜盒53。该膜盒53是可变形的。通气口55始终打开。因此，膨胀机构50可形成为通过打开空气在第二室R2的流进和流出来允许冷却液流进和流出第一室R1。由于膜盒53将要处于第一室R1和第二室R2的宽窄可变的状态中，因此膨胀机构50可吸收冷却液的碰撞和收缩。膨胀机构50可适应冷却剂因吸收由X-射线管10散发的热量导致的体积变化。
冷却器20包括外壳21、循环单元22和安装在外壳21中的膨胀机构60。循环单元22包括齿轮泵23和具有散热器25和风扇26的冷却机构24。循环单元22具有其中形成有将冷却液输送到X-射线管10的循环单元13的出口的第一端接单元27，和其中形成有汲取输送到循环单元13的冷却液的入口的第二端接单元28。
此外，循环单元22包括插头71、插座81、联接插座81和齿轮泵23的导管29a、连接到导管29a以联接导管29a和膨胀机构60的导管29b、联接齿轮泵23和散热器25的导管29c、以及联接散热器25和插头71的导管29d。在本实施方式中，插头71是第一端接单元27，而插座81是第二端接单元。
齿轮泵23形成为排放从导管29a输送到29c的冷却液。散热器25形成为排放从导管29c输送的冷却液的热量，且风扇26形成为向散热器25输送空气。因此，冷却机构24可冷却冷却液。从而，循环单元22形成为从第二端接单元28汲取输送到循环单元13的冷却液，并使用冷却机构24冷却所汲取的冷却液以将经冷却的冷却液输送到第一端接单元27。
如图2、4和5所示，膨胀机构60具有使其一端关闭并使其另一端由端壁62关闭的筒状容器61。膨胀机构60附连于循环单元22并具有在循环单元22中流动的冷却液通过其流进流出的开口64、和作为周围气氛的空气通过其流进流出的通气口65。开口64在容器61的一端形成。通气口65在端壁62上形成，从而穿透该端壁的一部分。
膨胀机构60具有将容器61内部分隔成与开口64连通的第一室R3和与通气口65连通的第二室R4。该膜盒63是可变形的。例如，膜盒53和膜盒63由橡胶制成。膨胀机构60可第一状态与第二状态之间切换，在第一状态中X-射线管10和冷却器20联接或处于联接状态且空气在第二室R4的流进和流出被关闭以限制冷却液流进和流出第一室R3，在第二状态中X-射线管10和冷却器20不联接且空气从第二室R4的流进和流出被打开以允许冷却液流进和流出第一室R3。在第二状态中，由于膜盒63将要处于第一室R3和第二室R4的宽窄可变的状态中，因此膨胀机构60可吸收冷却液的膨胀和收缩。膨胀机构60可适应冷却剂因吸收由X-射线管10散发的热量导致的体积变化。
如图4、5和6所示，在本实施方式中，膨胀机构60形成为在第一状态中通过装上盖部件66关闭通气口65，而在第二状态中通过去掉盖部件66打开通气口65。例如，通气口65是螺纹孔，而盖部件66是螺钉。螺钉形式的盖部件66具有附连其上的O形环67，该0形环可在第一状态中更紧密地关闭通气口65。
将X-射线管10的循环单元13和冷却器20的循环单元22联接，以形成冷却液的循环路径90。具体地，将插头71和插座72联接，且将插座81和插头82联接。
X-射线管10和冷却器被可拆卸地形成。具体地，插头71和插座72被可拆卸地形成，以及插座81和插头82被可拆卸地形成。当X-射线管10和冷却器20未联接(第二状态)时，插头71、插座72、插座81和插头82分别关闭。
根据因此配置的X-射线CT装置和操作冷却器的方法，膨胀机构60可在第一状态与第二状态之间切换，在第一状态中空气在第二室R4的流进和流出被关闭以限制冷却液流进和流出第一室R3，在第二状态中空气在第二室R4的流进和流出被打开以允许冷却液流进和流出第一室R3。因此，通过在X-射线管10和冷却器20联接或处于联接状态时切换到第一状态，而在X-射线管10和冷却器20不联接时切换到第二状态，循环路径90内的压强可始终保持为大气压。
X-射线管10具有膨胀机构50，且冷却器20具有膨胀机构60。因此，循环路径90内的压强可更可靠地保持在大气压。此外，当X-射线管10和冷却器未联接时，循环单元13内的压强和循环单元22内的压强可分别保持为大气压。
因此，即使冷却液要膨胀和收缩，该膨胀和收缩也可由膨胀机构50和膨胀机构60吸收，这可防止冷却液泄漏并防止空气混入循环路径90内(循环单元13内、循环单元22内)。如上所述，就有可能提供吸收冷却液因环境温度变化的膨胀和收缩的冷却器、具有该冷却器的X-射线CT装置和操作该冷却器的方法。
当将X-射线管10和冷却器20分离时，由于膨胀机构60被置于第一状态，因此得以防止在分离之后冷却液过度进入膨胀机构60的第一室R3时带来的冷却液偏离，即冷却液在X-射线管10和冷却器20之间的偏离。
本发明不局限于本实施方式，在不背离本发明的范围和精神的情况下可实现各种变体。例如，冷却器20的膨胀机构60可形成为始终打开通气口65以使得空气流进和流出第二室R2，从而允许冷却液流进和流出第一室R1。
如图7所示，X-射线辐射单元12并非必需具有入口12a和出口12b。这样，循环单元13是外壳11的内部。因此，来自导管14a的冷却液被输送到外壳11的内部。然后，冷却液在冷却X-射线辐射单元12之后被输送到导管14b。
如图8所示，导管15可穿过X-射线辐射单元12的内部，并使其一端通过入口12a联接于导管14a，而使其另一端通过出口12b联接于导管14b。这样，循环单元13具有第一循环单元13a和第二循环单元13b。第一循环单元13a是导管15。第二循环单元13b是填充有另一种冷却液的外壳11的内部，且膨胀机构50附连于第二循环单元13b。水和绝缘油可用作冷却液和其它冷却液。
因此，来自导管14a的冷却液被输送到导管15。然后，冷却液在冷却X-射线辐射单元12之后被输送到导管14b。
本发明不局限于X-射线CT装置，而是可应用于具有冷却器的X-射线管装置。
工业实用性根据本发明，有可能提供可吸收冷却液因环境温度变化的膨胀和收缩的冷却器、具有该冷却器的X-射线管装置和操作该冷却器的方法。
权利要求
1.一种循环冷却液以冷却X-射线管的冷却器，包括循环单元，具有其中形成有输送所述冷却液的出口的第一端接单元，和其中形成有入口并且从所述入口汲取所述冷却液以冷却所汲取的冷却液并将所述冷却液输送到所述出口的第二端接单元；以及膨胀机构，具有附连于所述循环单元并具有在所述循环单元中流动的所述冷却液通过其流进和流出的开口的容器、以及将所述容器的内部分隔成与所述开口连通的第一室和第二室的膜盒；所述第一端接单元和所述第二端接单元可拆卸地联接到所述X-射线管，并在从所述X-射线管分离时关闭，以及所述膨胀机构能在第一状态与第二状态之间切换，在所述第一状态中周围空气在所述第二室的流进和流出被关闭以限制所述冷却液流进和流出所述第一室，在所述第二状态中周围空气在所述第二室的流进和流出被打开以允许所述冷却液流进和流出所述第一室。
2.如权利要求1所述的冷却器，其特征在于，所述容器具有与所述第二室连通的通气口，以及所述膨胀机构形成为在所述第一状态关闭所述通气口，并在所述第二状态打开所述通气口。
3.一种X-射线管装置，包括X-射线管，包括辐射X-射线的X-射线辐射单元、使冷却液流动并冷却所述X-射线辐射单元的循环单元、以及具有附连于所述循环单元并具有在所述循环单元中流动的所述冷却液通过其流进和流出的开口的容器和将所述容器的内部分隔成与所述开口连通的第一室和第二室的膜盒的膨胀机构；以及冷却器，包括另一循环单元和另一膨胀机构，所述另一循环单元具有其中形成有将所述冷却液输送到所述循环单元的出口的第一端接单元、和其中形成有入口并汲取从所述入口输送到所述循环单元的所述冷却液以冷却所汲取的冷却液并将所述冷却液输送到所述出口的第二端接单元，而所述另一膨胀机构具有附连于所述另一循环单元并具有在所述另一循环单元中流动的所述冷却液通过其流进和流出的另一开口的另一容器、和将所述另一容器的内部分隔成与所述另一开口连通的另一第一室和另一第二室的膜盒；其中所述循环单元以及所述第一端接单元和所述第二端接单元联接以形成所述冷却液的循环路径。
4.如权利要求3所述的X-射线管装置，其特征在于，所述另一膨胀机构能够在第一状态与第二状态之间切换，在所述第一状态中周围空气在所述另一第二室的流进和流出被关闭以限制所述冷却液流进和流出所述另一第一室，在所述第二状态中周围空气在所述另一第二室的流进和流出被打开以允许所述冷却液流进和流出所述另一第一室。
5.如权利要求4所述的X-射线管装置，其特征在于，所述另一容器具有与所述另一第二室连通的通气口，以及所述另一膨胀机构形成为在所述第一状态关闭所述通气口，并在所述第二状态打开所述通气口。
6.一种操作冷却器的方法，包括制备所述冷却器，所述冷却器循环冷却液以冷却X-射线管，并且包括循环单元和膨胀机构，所述循环单元具有其中形成有输送所述冷却液的出口的第一端接单元、和其中形成有入口并从所述入口汲取所述冷却液以冷却所汲取的冷却液并将所述冷却液输送到所述出口的第二端接单元，而所述膨胀机构具有附连于所述循环单元并具有在所述循环单元中流动的所述冷却液通过其流进和流出的开口的容器、和将所述容器的内部分隔成与所述开口连通的第一室和第二室的膜盒，其中所述第一端接单元和所述第二端接单元可拆卸地联接于所述X-射线管并在从所述X-射线管分离时关闭；以及在第一状态与第二状态之间切换，在所述第一状态中周围空气在所述第二室的流进和流出被关闭以限制所述冷却液流进和流出所述第一室，在所述第二状态中周围空气在所述第二室的流进和流出被打开以允许所述冷却液流进和流出所述第一室。
7.一种操作冷却器的方法，包括制备所述冷却器，所述冷却器循环冷却液以冷却X-射线管，并且包括循环单元和膨胀机构，所述循环单元具有其中形成有输送所述冷却液的出口的第一端接单元、和其中形成有入口并从所述入口汲取所述冷却液以冷却所汲取的冷却液并将所述冷却液输送到所述出口的第二端接单元，而所述膨胀机构具有附连于所述循环单元并具有在所述循环单元中流动的所述冷却液通过其流进和流出的开口以及周围空气通过其流进流出的通气口的容器、和将所述容器的内部分隔成与所述开口连通的第一室和与所述通气口连通的第二室的膜盒，其中所述第一端接单元和所述第二端接单元可拆卸地联接于所述X-射线管并在从所述X-射线管分离时关闭；以及在第一状态与第二状态之间切换，在所述第一状态中所述通气口关闭以限制所述冷却液流进和流出所述第一室，而在所述第二状态中所述通气口打开以允许所述冷却液流进和流出所述第一室。
全文摘要
一种冷却器(20)，循环冷却液以冷却X－射线管(10)并且包括循环单元(22)和膨胀机构(60)，该循环单元(22)具有其中形成有输送冷却液的出口的第一端接单元(27)、和其中形成有入口并且从入口汲取冷却液以冷却所汲取的冷却液并将冷却液输送到出口的第二端接单元(28)，而膨胀机构(60)具有附连于循环单元并具有在循环单元中流动的冷却液通过其流进和流出的开口(64)的容器(61)、以及将容器的内部分隔成与开口连通的第一室(R3)和第二室(R4)的膜盒(63)，其中第一端接单元和第二端接单元可拆卸地联接到X－射线管，并在从X－射线管分离时关闭，并且膨胀机构能在第一状态与第二状态之间切换，在第一状态中周围空气在第二室的流进和流出被关闭以限制冷却液流进和流出第一室，而在第二状态中周围空气在第二室的流进和流出被打开以允许冷却液流进和流出第一室。
文档编号H01J35/00GK101091419SQ200680001630
公开日2007年12月19日 申请日期2006年10月23日 优先权日2005年10月31日
发明者梅村智英, 白鸟义明, 北见隆幸 申请人:株式会社东芝, 东芝电子管器件株式会社