專利名稱：X射線發射器系統和有兩冷卻裝置的醫學x射線成像系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及ー種冷卻劑冷卻的X射線發射器系統以及ー種包括所述X射線發射器系統的醫學X射線成像系統，所述X射線發射器系統帶有ー個X射線發射器和兩個冷卻循環回路。
背景技術：
X射線發射器系統通常由X射線發射器和與所述X射線發射器連接的冷卻裝置組成。所述X射線發射器通常由真空的X射線管和圍繞所述X射線管的X射線發射器殼體組成。為了運行X射線發射器，必須對X射線管輸送高壓。高壓輸送從發射器殼體的接頭開始的、通過內部到達X射線管為此而設置的觸點，這必須滿足相應的電絕緣要求，因為所述發射器殼體通常處于接地電位(Massepotenzial)上。在X射線管的運行中在X射線管的不同位置產生熱量，其在總量上幾乎相當于總體存儲的電能，并且必須通過冷卻輸出。尤其在陰極區域、受熱加熱的電子發射極區域、通過緊鄰焦點并主要由散射電子加熱的輸出窗區域以及在其中熱量從陽極輸出的區域中產生熱量。根據X射線發射器系統的具體的設計可能還存在其他需要冷卻的區域。通常要特別關注在真空外殼的輸出窗區域中的冷卻，因為在此較高的輸入熱量經常以交變載荷的形式出現在ー結構中，所述結構由設計決定地由薄窗與真空外殼的剩余部分連接的真空支承的連接裝置組成。從文獻US 2008/0069293A1可知，為了排出熱量而使用冷卻劑，該冷卻劑流過全部或部分區域并與冷卻系統構成循環回路。此時所述冷卻劑必須滿足上述的電絕緣要求。尤其必須保證與X射線管的、引導高壓的導線或表面的電位分離。另ー方面，必須進行對上述熱源的有效的熱量輸出。此外還要求所使用的冷卻劑在發生故障情況時，例如在介質泄漏和流出時所需的兼容性，冷卻介質與在冷卻循環回路中使用的材料的相容性，熱穩定性以及對X射線的耐抗性。因此尤其在簡單的X射線發射器中經常使用電絕緣的冷卻剤，例如變壓器油，因為所述變壓器油就其材料特性而言盡可能好地滿足上述要求。其結合相應的結構設計措施保證了在關鍵性的、引導高壓的位置上的電位分離，以及使熱量能通過由在冷卻循環回路中的環流強制的對流排出。使用這種公知的冷卻劑的缺點在干，由于較小的導熱系數和較小的比熱，冷卻劑的冷卻性能通常較低。尤其對于具有更高運行功率的X射線發射器系統來說，冷卻循環回路的復雜的設計也是公知的。文獻us 6977991B1公開了，通過冷卻劑在結構上的強制輸送可提高位于在X射線發射器殼體內在關鍵位置的冷卻功率。這些位置通常包括真空外殼的透射X射線的 輸出窗，或當X射線管從在結構上在陰極區域和陽極區域之間具有頸縮時，這些位置還包括X射線外殼的頸縮區域。
在專利文獻EP 1707036B1中公開了ー種用于X射線管的冷卻裝置，其中，冷卻劑通過兩個流入線路導向X射線管并通過流出線路再次離開所述X射線管。在公開文獻JP 2003142016A中公開了ー種強制冷卻的X射線管。冷卻裝置的冷卻效果通過合適的屏蔽結構得以改進。
發明內容
本發明所要解決的技術問題在于，提供一種用于X射線發射器系統 的改良的冷卻裝置。本發明要求保護ー種帶有X射線發射器的冷卻劑冷卻的X射線發射器系統，所述X射線發射器包括陰極，陽極和輸出窗。為了輸出熱損耗，所述系統具有第一冷卻裝置，其將熱量從陽極和輸出窗輸出，還具有第二冷卻裝置，其將熱量從陰極輸出。本發明的優點在于，對X射線發射器的冷卻進行了優化，為此對于X射線發射器的不同區域可根據需要使用具有高電絕緣性能或高冷卻性能的冷卻剤。此外，兩個冷卻循環回路可根據熱量輸出需求進行不同的設計。在按照本發明的另ー設計方案中，第一冷卻裝置包括第一殼體，所述第一殼體基本上圍繞X射線發射器的設有陽極和輸出窗的區域。在按照本發明的又ー實施方式中，第二冷卻裝置包括第二殼體，所述第二殼體基本上圍繞X射線發射器的設有陰極的區域。在本發明的其他設計中，第一冷卻劑可位于第一殼體內。按照本發明的又一設計方案，第一冷卻劑可以是水-こニ醇-混合物。因此可以進行有效的熱量輸出。在本發明的又ー實施方式中，第二冷卻劑可位于第二殼體內。按本發明的優選的技術方案，第二冷卻劑可具有高的電絕緣性能。此外，第二冷卻劑可以是變壓器油。所述變壓器油滿足了在陰極區域內的高絕緣要求。在本發明的又一設計方案中，第一冷卻裝置設計為帶有換熱器的、主動的冷卻循環回路。在本發明進一步的實施方式中，第一殼體具有冷卻劑入口和冷卻劑出口。按本發明的其他技術方案，第一冷卻劑可通過冷卻劑入ロ進入第一殼體并通過冷卻劑出口離開第一殼體。在本發明的又ー實施方式中，第二冷卻裝置可設計為不帶有換熱器的、被動的、封閉的冷卻循環回路。按本發明的優選的技術方案，第一殼體和第二殼體可具有共同的隔板，熱量可通過該隔板從第二冷卻裝置釋放到第一冷卻裝置中。本發明還要求保護ー種具有按本發明所述的X射線發射器系統的醫學X射線成像系統。
下面借助附圖通過對實施例的闡述來說明本發明的其他特性和優點。附圖中，
圖I示出了帶有第一和第二冷卻裝置的X射線發射器系統。
具體實施例方式圖I示出了一種帶有X射線發射器100和按照本發明帶有第一冷卻裝置110和第ニ冷卻裝置120的X射線發射器系統。所述X射線發射器100包括陰極210，旋轉陽極380，輸出窗360和偏轉磁鐵系統230。在陰極210區域存在對電絕緣性能的高要求，但這僅造成X射線發射器100的整體熱損耗的一小部分。在旋轉陽極380區域和輸出窗360區域產生了 X射線發射器100的大部分熱損耗，但尤其在單極的X射線系統中不存在對高壓絕緣性能的要求。第一冷卻裝置110設計為主動的、封閉的冷卻循環回路。冷卻的第一冷卻劑330通過第一冷卻裝置Iio的第一殼體300內的冷卻劑入口 310從中間冷卻系統400或換熱器 中流入第一殼體300，變熱并通過冷卻劑出ロ 320再次輸入所述中間冷卻系統。第一冷卻劑330具有高的冷卻性能，其中，不必滿足對電絕緣性能的要求。優選地使用水/こニ醇-混合物或同等的冷卻剤。第一冷卻裝置110示出了將第一冷卻劑330以尤其高的散熱(能力)強制輸送通過X射線發射器100的區域。第一冷卻劑330通過冷卻劑入ロ 310例如首先送往與X射線發射器100的真空外殼350接觸的護板結構370中。第一冷卻劑330從那兒出發到達輸出窗360的區域，然后到達真空外殼350并從那兒通過旋轉陽極380的支承。接著第一冷卻劑330通過冷卻劑出ロ 320回到中間冷卻系統400中。第二冷卻裝置120包括第二殼體200，并且與第一冷卻裝置110相反，設計為封閉的、被動的冷卻循環回路。第二冷卻裝置120也可不進行第二冷卻劑220的主動的環流。第ニ冷卻劑220僅通過自身對流進行環流，如有可能，所述環流在CT系統的機架旋轉過程中通過加速度的提高而加強。為了在陰極210的區域內滿足高的電絕緣要求，使用例如變壓器油或相應的高絕緣的冷卻剤，其僅必須在陰極210的區域滿足較小的冷卻要求。對在陰極210和例如偏轉磁鐵系統230的其他熱源中產生的熱量的排放首先通過第二冷卻劑220在第二殼體200的壁上的對流，之后通過經過第二殼體200的壁的熱傳導，接著通過第二殼體200的外部的對流冷卻來實現的。此外，可通過第二殼體200與第一殼體300的共同的隔板250將熱量傳導到第一冷卻裝置110中。上述X射線發射器系統優選地用于醫學X射線成像系統中。但也有可能用于其他方面例如行李安檢或材料檢驗。
權利要求
1.一種帶有X射線發射器(100)的冷卻劑冷卻的X射線發射器系統，所述X射線發射器包括陰極(210)，陽極(380)和輸出窗(360)，其特征在于， -第一冷卻裝置(110),其將熱量從陽極(380)和輸出窗(360)輸出，以及 -第二冷卻裝置(120)，其將熱量從陰極(210)輸出。
2.按照權利要求I所述的X射線發射器系統，其特征在于所述第一冷卻裝置(110)的第一殼體(300),所述第一殼體基本上圍繞所述X射線發射器(100)的設有陽極(380)和輸出窗(360)的區域。
3.按照權利要求I或2所述的X射線發射器系統，其特征在于所述第二冷卻裝置(120)的第二殼體(200)，所述第二殼體基本上圍繞所述X射線發射器(100)的設有陰極(210)的區域。
4.按照權利要求2或3所述的X射線發射器系統，其特征在于第一殼體(300)內的第一冷卻劑(330)。
5.按照權利要求4所述的X射線發射器系統，其特征在于，所述第一冷卻劑(330)是水-こニ醇-混合物。
6.按照權利要求3至5之一所述的X射線發射器系統，其特征在于第二殼體(200)內的第二冷卻劑(220)。
7.按照權利要求6所述的X射線發射器系統，其特征在于，所述第二冷卻劑(220)具有高的電絕緣性能。
8.按照權利要求7所述的X射線發射器系統，其特征在于，所述第二冷卻劑(220)是變壓器油。
9.按照前述權利要求之一所述的X射線發射器系統，其特征在干，所述第一冷卻裝置(110)設計為主動的冷卻循環回路，并且與設在第一殼體(300)之外的換熱器或中間冷卻系統(400)連接。
10.按照權利要求2至9之一所述的X射線發射器系統，其特征在干，所述第一殼體(300)包括冷卻劑入口 (310)和冷卻劑出口(320)。
11.按照權利要求10和權利要求4至9之一所述的X射線發射器系統，其特征在于，所述第一冷卻劑(330)通過冷卻劑入口(310)進入所述第一殼體(300)內并通過冷卻劑出口(320)離開所述第一殼體(300)。
12.按照前述權利要求之一所述的X射線發射器系統，其特征在于，所述第二冷卻裝置(120)設計為不帶有換熱器或中間冷卻系統的、被動的、封閉的冷卻循環回路。
13.按照權利要求3至12之一所述的X射線發射器系統，其特征在于，第一殼體(300)和第二殼體(200)具有共同的隔板(250)，熱量可通過所述隔板從第二冷卻裝置(120)釋放到第一冷卻裝置(110)中。
14.ー種具有按照前述權利要求之一所述的X射線發射器系統的醫學X射線成像系統。
全文摘要
本發明公開了一種冷卻劑冷卻的X射線發射器系統和一種帶有X射線發射器(100)的醫學X射線成像系統，所述X射線發射器包括陰極(210)，陽極(380)和輸出窗(360)，其中，第一冷卻裝置(110)將熱量從陽極(380)和輸出窗(360)輸出，第二冷卻裝置(120)將熱量從陰極(210)輸出。本發明的優點在于，優化了對X射線發射器(100)的冷卻，為此，對于X射線發射器(100)的不同區域可根據需要使用具有高電絕緣性能或高冷卻性能的冷卻劑。
文檔編號H05G1/02GK102647842SQ20121003507
公開日2012年8月22日 申請日期2012年2月16日 優先權日2011年2月16日
發明者E.諾伊邁耶, J.伯恩哈特, J.弗里登伯格, L.沃納 申請人:西門子公司