特許 6244897 Ｘ線分析装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6244897

(24)【登録日】2017年11月24日

(45)【発行日】2017年12月13日

(54)【発明の名称】Ｘ線分析装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 23/223 20060101AFI20171204BHJP

   G01N 23/207 20060101ALI20171204BHJP

【ＦＩ】

   G01N23/223

   G01N23/207 320

【請求項の数】2

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2013-268678(P2013-268678)

(22)【出願日】2013年12月26日

(65)【公開番号】特開2015-125043(P2015-125043A)

(43)【公開日】2015年7月6日

【審査請求日】2016年7月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001993

【氏名又は名称】株式会社島津製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100141852

【弁理士】

【氏名又は名称】吉本 力

(74)【代理人】

【識別番号】100152571

【弁理士】

【氏名又は名称】新宅 将人

(72)【発明者】

【氏名】丸井 隆雄

【審査官】 越柴 洋哉

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１０−５０７１８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０２８８４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−１１２２９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０８１７８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２１７８９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３４４４４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−２７８３９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００８／０４７２６７（ＷＯ，Ａ２）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２３／００−２３／２２７

Ｈ０１Ｊ ３５／００−３５／３２

Ｈ０５Ｇ １／００− ２／００

Ａ６１Ｂ ６／００− ６／１４

Ｇ０１Ｂ １５／００−１５／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｘ線管球によりＸ線を発生させるＸ線発生装置から発生されるＸ線を用いて試料の分析を行うＸ線分析装置であって、
前記Ｘ線発生装置は、前記Ｘ線管球の冷却にヒートポンプを用い、当該ヒートポンプからの排熱を前記Ｘ線分析装置に備えられた前記Ｘ線管球以外の部分の加熱に用いることを特徴とするＸ線分析装置。

【請求項2】

試料からの光を分光する分光器を備え、
前記ヒートポンプからの排熱を前記分光器の加熱に用いることを特徴とする請求項１に記載のＸ線分析装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、Ｘ線管球によりＸ線を発生させるＸ線発生装置及びＸ線分析装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

Ｘ線発生装置に用いられるＸ線管球には、例えば互いに間隔を隔てて配置されたフィラメント及びターゲットが備えられている。そして、これらのフィラメントとターゲットとの間に高電圧を印加することにより、フィラメントから放出される熱電子をターゲットに衝突させ、ターゲットからＸ線を発生させることができるようになっている。

【0003】

このようなＸ線発生装置においては、Ｘ線の発生に伴いターゲットが発熱するため、冷却媒体を用いてターゲットを冷却することができるような機構が採用される場合がある（例えば、下記特許文献１参照）。冷却媒体としては、冷却水などの液体の他、空気などの気体も用いられる。例えば、数ｋＷの電力でＸ線を発生させるようなＸ線発生装置では、冷却水を用いてターゲットを冷却する水冷式が採用され、数１００Ｗまでの電力でＸ線を発生させるようなＸ線発生装置では、空気を用いてターゲットを冷却する空冷式が採用される場合がある。

【0004】

図５は、従来のＸ線発生装置１０１を備えたＸ線分析装置の構成例を示す概略図である。Ｘ線発生装置１０１には、Ｘ線管球１１１、高圧電源１１２及び冷却水循環装置１１３などが備えられている。

【0005】

Ｘ線管球１１１には、高圧電源１１２から電力が供給され、いずれも図示しないフィラメントとターゲットとの間に高電圧が印加される。これにより、フィラメントから放出される熱電子がターゲットに衝突し、ターゲットからＸ線が発生する。Ｘ線の発生に伴い発熱するターゲットは、冷却水循環装置１１３により配管１１４内を循環される冷却水を用いて冷却される。

【0006】

このＸ線分析装置は、蛍光Ｘ線分析装置（ＸＲＦ）であり、Ｘ線発生装置１０１から試料ＳにＸ線を照射することにより発生する蛍光Ｘ線を検出器１０２で検出し、その検出結果に基づいて試料Ｓの分析を行うことができる。試料Ｓから発生する蛍光Ｘ線は、分光結晶からなる分光器１０３により分光され、特定波長の強度が検出器１０２で測定されるようになっている。

【0007】

この分光器１０３の分光特性は、分光結晶の面間隔や、試料Ｓ及び検出器１０２に対する分光器１０３の位置関係などに依存している。そのため、分光器１０３が周囲の温度変化に基づいて膨張又は収縮した場合には、分光特性が変化し、精度よく分析を行うことができなくなるおそれがある。そこで、この図５の例では、ヒータ１０４により分光器１０３を加熱することができるようになっている。

【0008】

具体的には、ヒータ１０４及び温度センサ１０５が、分光器１０３とともに分光室１０６内に配置され、温度センサ１０５で検知される分光室１０６内の温度に基づいて、温調器１０７でヒータ１０４の駆動を制御することにより、分光室１０６内の温度が一定に保たれる。これにより、分光器１０３が周囲の温度変化に基づいて膨張又は収縮するのを防止し、精度よく分析を行うことが可能になる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開平８−１４８２９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

上記のような従来の構成では、冷却水循環装置１１３においてＸ線管球１１１からの熱が排熱される一方で、ヒータ１０４において分光室１０６が加熱されるようになっている。すなわち、高圧電源１１２からＸ線管球１１１に供給される電力の大部分が、Ｘ線の発生時にターゲットで熱に変わり、冷却水循環装置１１３を介して排熱されるにもかかわらず、ヒータ１０４への電力供給も必要であるため、消費電力が大きくなるという問題がある。

【0011】

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、消費電力を低減させることができるＸ線発生装置及びＸ線分析装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明に係るＸ線発生装置は、Ｘ線管球によりＸ線を発生させるＸ線発生装置であって、前記Ｘ線管球の冷却にヒートポンプを用い、当該ヒートポンプからの排熱を別の部分の加熱に用いることを特徴とする。

【0013】

このような構成によれば、ヒートポンプを用いてＸ線管球を冷却することができるとともに、その冷却に伴うヒートポンプからの排熱を別の部分の加熱に用いることができる。このように、ヒートポンプからの排熱を用いて別の部分を加熱することにより、Ｘ線管球から発生する熱を有効利用し、消費電力を低減させることができる。

【0014】

前記ヒートポンプは、前記Ｘ線管球を冷却する蒸発器と、排熱により前記別の部分を加熱する放熱器とを備えていてもよい。この場合、前記別の部分が配置されている区画室内に前記放熱器が設けられ、当該放熱器により前記区画室内の空気が加熱されてもよい。また、前記Ｘ線発生装置は、前記別の部分の温度を検知する温度センサと、前記温度センサからの検知信号に基づいて前記別の部分の温度を調整する温度制御部とを備えていてもよい。

【0015】

前記Ｘ線発生装置は、前記別の部分を加熱するためのヒータを備えていてもよい。この場合、前記温度制御部は、前記ヒータの駆動を制御することにより、前記別の部分の温度を調整してもよい。

【0016】

このような構成によれば、前記別の部分の加熱にヒートポンプからの排熱を利用しつつ、ヒータにより少し加熱するだけで、前記別の部分の温度を調整することができるため、消費電力を効果的に低減させることができる。

【0017】

前記Ｘ線発生装置は、前記区画室の内部と外部との間で空気の流通を調整するための開口機構を備えていてもよい。この場合、前記温度制御部は、前記開口機構の駆動を制御することにより、前記別の部分の温度を調整してもよい。

【0018】

このような構成によれば、前記別の部分の加熱にヒートポンプからの排熱を利用しつつ、開口機構からの空気により少し冷却するだけで、前記別の部分の温度を調整することができるため、消費電力を効果的に低減させることができる。

【0019】

前記Ｘ線発生装置は、前記別の部分を加熱及び冷却することができるエアコン（エアコンディショナー）を備えていてもよい。この場合、前記温度制御部は、前記エアコンの駆動を制御することにより、前記別の部分の温度を調整してもよい。

【0020】

このような構成によれば、前記別の部分の加熱にヒートポンプからの排熱を利用しつつ、エアコンにより加熱又は冷却することで、前記別の部分の温度を良好に調整することができる。

【0021】

前記ヒートポンプは、第１放熱器及び第２放熱器を備え、前記第１放熱器からの排熱により前記別の部分を加熱してもよい。この場合、前記第１放熱器が前記区画室内に設けられ、前記第２放熱器が前記区画室外に設けられていてもよい。また、前記ヒートポンプは、前記第１放熱器及び前記第２放熱器に対する冷媒の流量の比率を調整するための流量調整部を備え、前記温度制御部は、前記流量調整部の駆動を制御することにより、前記別の部分の温度を調整してもよい。

【0022】

このような構成によれば、前記別の部分の加熱に第１放熱器からの排熱を利用しつつ、流量調整部により第１放熱器及び第２放熱器に対する冷媒の流量の比率を調整することで、前記別の部分の温度を良好に調整することができる。

【0023】

前記Ｘ線発生装置は、前記Ｘ線管球に電力を供給する高圧電源と、前記高圧電源から前記Ｘ線管球に供給される電力量に基づいて、前記ヒートポンプの駆動を制御するヒートポンプ制御部とを備えていてもよい。

【0024】

このような構成によれば、高圧電源からＸ線管球に供給される電力量に基づいて、Ｘ線管球を冷却するために必要なヒートポンプの駆動量を把握し、ヒートポンプの駆動を制御することができるため、Ｘ線管球の温度を検知してヒートポンプの駆動を制御するような構成などと比較して、構成を簡略化することができる。

【0025】

本発明に係るＸ線分析装置は、前記Ｘ線発生装置により発生されるＸ線を用いて試料の分析を行うことを特徴とする。

【0026】

このような構成によれば、Ｘ線発生装置により発生されるＸ線を用いて試料の分析を行う際に、ヒートポンプを用いてＸ線管球を冷却することができるとともに、その冷却に伴うヒートポンプからの排熱を別の部分の加熱に用いることができる。このように、ヒートポンプからの排熱を用いて別の部分を加熱することにより、Ｘ線管球から発生する熱を有効利用し、消費電力を低減させることができる。

【0027】

前記Ｘ線分析装置は、試料からの光を分光する分光器を備えていてもよい。この場合、前記Ｘ線分析装置は、前記ヒートポンプからの排熱を前記分光器の加熱に用いることが好ましい。

【0028】

このような構成によれば、ヒートポンプからの排熱を用いて分光器を加熱することができる。このとき、分光器の温度が一定になるように調整すれば、分光器が熱により膨張又は収縮して分光特性が変化するのを防止することができるため、精度よく分析を行うことができる。

【発明の効果】

【0029】

本発明によれば、ヒートポンプからの排熱を用いて別の部分を加熱することにより、Ｘ線管球から発生する熱を有効利用し、消費電力を低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】本発明の第１実施形態に係るＸ線発生装置を備えたＸ線分析装置の構成例を示す概略図である。

【図2】本発明の第２実施形態に係るＸ線発生装置を備えたＸ線分析装置の構成例を示す概略図である。

【図3】本発明の第３実施形態に係るＸ線発生装置を備えたＸ線分析装置の構成例を示す概略図である。

【図4】本発明の第４実施形態に係るＸ線発生装置を備えたＸ線分析装置の構成例を示す概略図である。

【図5】従来のＸ線発生装置を備えたＸ線分析装置の構成例を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0031】

図１は、本発明の第１実施形態に係るＸ線発生装置１を備えたＸ線分析装置の構成例を示す概略図である。Ｘ線発生装置１には、Ｘ線管球１１、高圧電源１２及び冷却水循環装置１３などが備えられている。

【0032】

Ｘ線管球１１には、例えば互いに間隔を隔てて配置されたフィラメント及びターゲット（いずれも図示せず）が備えられている。ターゲットは、例えばＣｕ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｌ、Ａｇ又はＡｕにより形成することができる。Ｘ線管球１１には、高圧電源１２から電力が供給され、フィラメントとターゲットとの間に、例えば５０ｋＶ程度の高電圧が管電圧として印加される。これにより、フィラメントからターゲットに向けて熱電子が放出され、この熱電子がターゲットに衝突することによりＸ線が発生する。

【0033】

Ｘ線が発生する際にはターゲットが発熱するため、冷却水循環装置１３を用いてターゲット（Ｘ線管球１１）が冷却される。具体的には、Ｘ線管球１１と冷却水循環装置１３とが配管１４を介して接続されており、冷却水循環装置１３を駆動させることによりＸ線管球１１内に冷却水（例えば純水）を循環させ、ターゲットを冷却することができるようになっている。

【0034】

本実施形態におけるＸ線発生装置１には、ターゲットの熱により温まった冷却水を冷却するためのヒートポンプ１５が備えられている。冷却水循環装置１３により循環される冷却水をヒートポンプ１５で冷却することにより、Ｘ線管球１１の冷却にヒートポンプ１５を用いることができる。

【0035】

ヒートポンプ１５は、圧縮機１５１、放熱器１５２、膨張弁１５３及び蒸発器１５４を備えており、これらが配管１５５を用いて環状に接続されることにより、当該配管１５５を介して冷媒を循環させることができるようになっている。冷媒は、圧縮機１５１により圧縮されて高温高圧の気体となり、放熱器１５２で放熱されることにより高温高圧の液体となる。そして、膨張弁１５３で冷媒が膨張することにより低温低圧の液体となり、蒸発器１５４での熱交換により冷媒が低温低圧の気体となって、再び圧縮機１５１へと送られる。

【0036】

蒸発器１５４は、冷却水循環装置１３により循環される冷却水から吸熱して熱交換を行うことで、冷却水を介してＸ線管球１１を冷却する。この場合、例えば冷却水循環装置１３により循環される冷却水に蒸発器１５４を接触させるような構成を採用することができる。ただし、このような構成に限らず、蒸発器１５４によりＸ線管球１１を冷却することができるような構成であれば、他の各種構成を採用することができる。

【0037】

Ｘ線発生装置１により発生されるＸ線は、試料Ｓの分析に用いられる。本実施形態におけるＸ線分析装置は、例えばＸ線発生装置１から試料ＳにＸ線を照射することにより発生する蛍光Ｘ線を検出して分析を行う蛍光Ｘ線分析装置（ＸＲＦ）であり、検出器２、分光器３、ヒータ４及び温度センサ５などを備えている。

【0038】

このＸ線分析装置は、いわゆる波長分散型の蛍光Ｘ線分析装置であり、試料Ｓから発生した蛍光Ｘ線が、分光結晶からなる分光器３により分光される。そして、分光された蛍光Ｘ線を検出器２で検出することにより、特定波長の強度を測定することができる。これらの検出器２及び分光器３は、試料Ｓが収容されている分光室６内に配置されている。分光室６は、壁面により区画された区画室であり、分光室６の内部と外部との間で空気の流通が制限されている。

【0039】

分光器３の分光特性は、分光結晶の面間隔や、試料Ｓ及び検出器２に対する分光器３の位置関係などに依存している。そのため、分光器３が周囲の温度変化に基づいて膨張又は収縮した場合には、分光特性が変化し、精度よく分析を行うことができなくなるおそれがある。そこで、本実施形態では、ヒータ４により分光器３を加熱するとともに、温度センサ５により分光器３の温度を検知することができるようになっている。

【0040】

ヒータ４及び温度センサ５は分光室６内に配置されており、分光室６内の空気をヒータ４で加熱することにより分光器３を加熱し、分光室６内の空気の温度を温度センサ５で検知することにより分光器３の温度を検知することができる。ただし、このような構成に限らず、ヒータ４及び温度センサ５の少なくとも一方が、分光器３に対して直接接続され、又は、熱伝導体を介して接続された構成であってもよい。

【0041】

本実施形態では、ヒートポンプ１５の放熱器１５２が分光室６内に配置されている。これにより、分光室６内の空気を放熱器１５２からの排熱で加熱し、分光器３を加熱することができるようになっている。すなわち、ヒートポンプ１５からの排熱を分光器３の加熱に用いることができる。放熱器１５２は、ヒータ４の近傍に配置されていることが好ましく、分光器３に対して直接接続され、又は、熱伝導体を介して接続された構成であってもよい。

【0042】

以上のように、本実施形態では、ヒートポンプ１５を用いてＸ線管球１１を冷却することができるとともに、その冷却に伴うヒートポンプ１５（放熱器１５２）からの排熱を分光器３の加熱に用いることができる。このように、ヒートポンプ１５からの排熱を用いて分光器３を加熱することにより、Ｘ線管球１１から発生する熱を有効利用し、消費電力を低減させることができる。

【0043】

このＸ線分析装置の動作は、制御部７により制御される。制御部７は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を含む構成であり、ＣＰＵがプログラムを実行することにより、Ｘ線管球制御部７１、ヒートポンプ制御部７２及び温度制御部７３などとして機能する。

【0044】

Ｘ線管球制御部７１は、分析条件によって決められた管電圧がＸ線管球１１に印加されるように、高圧電源１２からＸ線管球１１に供給する電力量を制御する。したがって、Ｘ線管球１１における発熱量は分析条件に応じて変動し、それに伴い、冷却水循環装置１３における冷却水の温度も変動することとなる。

【0045】

ヒートポンプ制御部７２は、ヒートポンプ１５の圧縮機１５１の動作を制御することにより、ヒートポンプ１５の駆動を制御する。本実施形態では、Ｘ線管球制御部７１においてＸ線管球１１に供給される電力量を把握し、この電力量に基づいてヒートポンプ制御部７２がヒートポンプ１５の駆動を制御するようになっている。すなわち、Ｘ線管球１１に供給される電力量に基づいて、Ｘ線管球１１を冷却するために必要なヒートポンプ１５の駆動量を把握し、ヒートポンプ１５の駆動を制御することができるため、Ｘ線管球１１の温度を検知してヒートポンプ１５の駆動を制御するような構成などと比較して、構成を簡略化することができる。

【0046】

温度制御部７３は、温度センサ５からの検知信号に基づいてヒータ４の駆動を制御することにより、分光器３の温度を調整する。具体的には、ヒートポンプ１５からの排熱だけでは、分光器３の温度が目標値よりも少し低くなるように設定されており、ヒータ４による加熱量を温度制御部７３が調整することにより、分光器３の温度を目標値に近づけることができるようになっている。

【0047】

これにより、分光器３の加熱にヒートポンプ１５からの排熱を利用しつつ、ヒータ４により少し加熱するだけで、分光器３の温度を調整することができるため、消費電力を効果的に低減させることができる。このとき、分光器３の温度が一定になるように調整すれば、分光器３が熱により膨張又は収縮して分光特性が変化するのを防止することができるため、精度よく分析を行うことができる。

【0048】

ただし、制御部７が、Ｘ線管球１１に供給される電力量に基づいて、Ｘ線管球１１を冷却するために必要なヒートポンプ１５の駆動量を把握し、そのヒートポンプ１５の駆動量に基づいて、放熱器１５２からの排熱量を推定することも可能である。この場合、推定される放熱器１５２からの排熱量に基づいて、温度制御部７３がヒータ４の駆動を制御するような構成であれば、温度センサ５を省略することができる。

【0049】

図２は、本発明の第２実施形態に係るＸ線発生装置１を備えたＸ線分析装置の構成例を示す概略図である。本実施形態におけるＸ線分析装置は、ヒータ４を備えていない一方で、開口機構８を備えている点が上記第１実施形態とは異なっている。本実施形態において、上記第１実施形態と同様の構成については、図に同一符号を付して詳細な説明を省略する。

【0050】

本実施形態においても、上記第１実施形態と同様に、ヒートポンプ１５を用いてＸ線管球１１を冷却することができるとともに、その冷却に伴うヒートポンプ１５（放熱器１５２）からの排熱を分光器３の加熱に用いることができる。このように、ヒートポンプ１５からの排熱を用いて分光器３を加熱することにより、Ｘ線管球１１から発生する熱を有効利用し、消費電力を低減させることができる。

【0051】

開口機構８は、例えば分光室６の壁面の一部に設けられた開口（図示せず）を開閉することにより、分光室６の内部と外部との間で空気の流通を調整することができる。温度制御部７３は、温度センサ５からの検知信号に基づいて開口機構８の駆動を制御することにより、分光器３の温度を調整する。具体的には、ヒートポンプ１５からの排熱だけでは、分光器３の温度が目標値よりも少し高くなるように設定されており、開口機構８からの空気の流入量を温度制御部７３が調整することにより、分光器３の温度を目標値に近づけることができるようになっている。

【0052】

これにより、分光器３の加熱にヒートポンプ１５からの排熱を利用しつつ、開口機構８からの空気により少し冷却するだけで、分光器３の温度を調整することができるため、消費電力を効果的に低減させることができる。このとき、分光器３の温度が一定になるように調整すれば、分光器３が熱により膨張又は収縮して分光特性が変化するのを防止することができるため、精度よく分析を行うことができる。

【0053】

図３は、本発明の第３実施形態に係るＸ線発生装置１を備えたＸ線分析装置の構成例を示す概略図である。本実施形態におけるＸ線分析装置は、ヒータ４を備えていない一方で、エアコン９を備えている点が上記第１実施形態とは異なっている。本実施形態において、上記第１実施形態と同様の構成については、図に同一符号を付して詳細な説明を省略する。

【0054】

本実施形態においても、上記第１実施形態と同様に、ヒートポンプ１５を用いてＸ線管球１１を冷却することができるとともに、その冷却に伴うヒートポンプ１５（放熱器１５２）からの排熱を分光器３の加熱に用いることができる。このように、ヒートポンプ１５からの排熱を用いて分光器３を加熱することにより、Ｘ線管球１１から発生する熱を有効利用し、消費電力を低減させることができる。

【0055】

エアコン９は、分光室６内の空気を加熱及び冷却することにより、分光器３を加熱及び冷却することができる。温度制御部７３は、温度センサ５からの検知信号に基づいてエアコン９の駆動を制御することにより、分光器３の温度を調整する。具体的には、分光器３の温度が目標値よりも低い場合には、エアコン９により加熱を行い、分光器３の温度が目標値よりも高い場合には、エアコン９により冷却を行うように、温度制御部７３がエアコン９の駆動を制御する。

【0056】

これにより、分光器３の加熱にヒートポンプ１５からの排熱を利用しつつ、エアコン９により少し加熱又は冷却することで、分光器３の温度を良好に調整することができる。このとき、分光器３の温度が一定になるように調整すれば、分光器３が熱により膨張又は収縮して分光特性が変化するのを防止することができるため、精度よく分析を行うことができる。

【0057】

図４は、本発明の第４実施形態に係るＸ線発生装置１を備えたＸ線分析装置の構成例を示す概略図である。本実施形態におけるＸ線分析装置は、ヒータ４を備えていない一方で、ヒートポンプ１５が第２の放熱器１５６を備えている点が上記第１実施形態とは異なっている。本実施形態において、上記第１実施形態と同様の構成については、図に同一符号を付して詳細な説明を省略する。

【0058】

本実施形態におけるヒートポンプ１５では、配管１５５の途中に、例えば三方弁からなる流量調整部１５７が設けられており、配管１５５内の冷媒の一部又は全部を分岐管１５８に導くことができるようになっている。放熱器１５６は分岐管１５８の途中に設けられており、流量調整部１５７で分岐管１５８への流量を調整することにより、放熱器１５２（第１放熱器）及び放熱器１５６（第２放熱器）に対する冷媒の流量の比率を調整することができる。なお、放熱器１５２は分光室６内に設けられているのに対して、放熱器１５６は分光室６外に設けられている。

【0059】

本実施形態においても、上記第１実施形態と同様に、ヒートポンプ１５を用いてＸ線管球１１を冷却することができるとともに、その冷却に伴うヒートポンプ１５（放熱器１５２）からの排熱を分光器３の加熱に用いることができる。このように、ヒートポンプ１５からの排熱を用いて分光器３を加熱することにより、Ｘ線管球１１から発生する熱を有効利用し、消費電力を低減させることができる。

【0060】

温度制御部７３は、温度センサ５からの検知信号に基づいて流量調整部１５７の駆動を制御することにより、分光器３の温度を調整する。具体的には、分光器３の温度が目標値よりも低い場合には、放熱器１５２に対する冷媒の流量の比率を増加させることにより、放熱器１５２からの排熱量を増加させ、分光器３の温度が目標値よりも高い場合には、放熱器１５２に対する冷媒の流量の比率を減少させることにより、放熱器１５２からの排熱量を減少させるように、温度制御部７３が流量調整部１５７の駆動を制御する。

【0061】

これにより、分光器３の加熱にヒートポンプ１５（放熱器１５２）からの排熱を利用しつつ、流量調整部１５７により放熱器１５２及び放熱器１５６に対する冷媒の流量の比率を調整することで、分光器３の温度を良好に調整することができる。このとき、分光器３の温度が一定になるように調整すれば、分光器３が熱により膨張又は収縮して分光特性が変化するのを防止することができるため、精度よく分析を行うことができる。

【0062】

以上の第１〜第４実施形態に例示されるような構成は、任意に組み合わせることが可能である。例えば、第１実施形態と第２実施形態とを組み合わせて、Ｘ線分析装置がヒータ４及び開口機構８を備えた構成とすれば、第３実施形態と同様の効果を奏することができる。すなわち、分光器３の温度が目標値よりも低い場合には、ヒータ４により加熱を行い、分光器３の温度が目標値よりも高い場合には、開口機構８により冷却を行うことができる。

【0063】

以上の実施形態では、冷却水循環装置１３により、冷却水を用いてＸ線管球１１を冷却するような構成について説明したが、冷却水に限らず、水以外の液体や、空気などの気体を冷却媒体として用いることにより、Ｘ線管球１１を冷却するような構成であってもよい。また、冷却水循環装置１３を備えた構成に限らず、ヒートポンプ１５（蒸発器１５４）によりＸ線管球１１を直接冷却するような構成であってもよい。

【0064】

検出器２、分光器３、Ｘ線管球１１及び放熱器１５２などは、試料Ｓが配置された分光室６内に設けられた構成に限らず、検出器２、分光器３、Ｘ線管球１１及び放熱器１５２の少なくとも１つが別の区画室に設けられた構成であってもよいし、分光室６などの区画室が省略された構成であってもよい。

【0065】

分光器３は、１つだけでなく、複数設けられていてもよい。この場合、ヒートポンプ１５からの排熱により、全ての分光器３を万遍なく加熱することができるような構成であることが好ましい。また、分光器３は、Ｘ線に限らず、可視光や赤外光などの他の光を分光するものであってもおい。

【0066】

ただし、ヒートポンプ１５からの排熱により、分光器３以外の部分、すなわちＸ線分析装置に備えられたＸ線管球１１以外の部分や、試料Ｓなどの別の部分を加熱するような構成であってもよい。

【0067】

本発明に係るＸ線発生装置は、波長分散型の蛍光Ｘ線分析装置に限らず、エネルギー分散型の蛍光Ｘ線分析装置や、Ｘ線回折装置（ＸＲＤ）などの他のＸ線分析装置にも適用することができる。また、本発明に係るＸ線発生装置は、Ｘ線分析装置に限らず、例えばレントゲン装置のような医用機器など、他の各種機器に適用することができる。

【符号の説明】

【0068】

１ Ｘ線発生装置
２ 検出器
３ 分光器
４ ヒータ
５ 温度センサ
６ 分光室
７ 制御部
８ 開口機構
９ エアコン
１１ Ｘ線管球
１２ 高圧電源
１３ 冷却水循環装置
１４ 配管
１５ ヒートポンプ
７１ Ｘ線管球制御部
７２ ヒートポンプ制御部
７３ 温度制御部
１５１ 圧縮機
１５２ 放熱器
１５３ 膨張弁
１５４ 蒸発器
１５５ 配管
１５６ 放熱器
１５７ 流量調整部
１５８ 分岐管
Ｓ 試料

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】