计算机X射线断层扫描仪的机架的冷却装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种计算机X射线断层扫描仪的机架(1)的冷却装置，该机架(1)具有机架壳体(2)和能相对于所述机架壳体(2)旋转的转子(4)，所述转子包括X射线源(6)和旋转架(5)，所述冷却装置具有至少一个冷却剂管路，其特征在于，所述冷却剂管路设计为所述转子(4)周向上的卷绕管(8)并且具有多个彼此平行布置的沿转子(4)切向延伸的管路部段(9)，其中，在所述卷绕管(8)的径向内侧，在卷绕的管路部段(9)与旋转架(5)之间具有呈圆柱外壳状的隔热装置(11)，并且其中，在所述管路部段(9)的径向外侧具有环形的导板(10)。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
计算机X射线断层扫描仪的机架的冷却装置
本技术涉及一种计算机X射线断层扫描仪(CT)的机架的冷却装置。计算机X射线断层扫描仪设计用于尤其在医疗技术中通过X射线技术产生断层图像。计算机X射线断层扫描仪同样可以用于无损材料检验。
技术介绍
计算机X射线断层扫描仪的机架包括基本上呈环形的非旋转部分，一般称为机架壳体。所述机架壳体一般具有固定的支架，其上固定有外壳面板件或者流体板。在支架上又借助适当的轴承结构(例如滚动轴承)支承有在计算机X射线断层扫描仪运行时旋转的同样基本上呈环形的部分，一般称为机架的转子。作为对直接支承的备选，转子也可以通过倾翻架并且因此可倾翻地固定在支架上。转子又包括称为鼓桶的旋转架，所有旋转的部件固定在旋转架上，尤其是至少一个X射线发射器以及至少一个与其共同作用的探测器。旋转架通常由金属铸件尤其是铝铸件构成。在作为X射线技术仪器的计算机X射线断层扫描仪中，运行X射线发射器所需的电功率中的大部分被转化为热并且只有相对较小的比例被转化为X射线。出于此原因，需要对X射线发射器进行充分的冷却，这例如可通过机架中的空气冷却实现。由DE102005041538B4已知一种计算机X射线断层扫描仪的机架，其包括用于支承可旋转的旋转架的支承环，其中，支承环具有用于向旋转架输入冷却剂(即空气)的冷却通道。所述冷却通道具有多条通路和沿周向变化的横截面，其中，变化的横截面能够与在冷却通道中减少的冷却剂量适配。DE10304661B4公开了另一种用于通过空气冷却来冷却计算机X射线断层扫描仪的机架的方法。在这种情况下，机架壳体借助轴承可倾翻地支承在计算机X射线断层扫描仪的固定部分上。冷却气体输入装置设置用于在轴承区域内将冷却气流从固定部分导入机架壳体内。W02008/052735A1涉及一种尤其用于冷却医疗仪器的冷却模块。在这种情况下，医疗仪器也可以是指计算机X射线断层扫描仪，其中，冷却模块冷却计算机X射线断层扫描仪的机架中的内部空气。冷却模块具有气体-液体-热交换器、通风机以及至少部分集成在通风机中的控制单元。由DE19945413A1已知另一种用于计算机X射线断层扫描仪的机架的冷却装置，其具有至少一个由液态介质流通的热交换器。液态介质可以是指环绕计算机X射线断层扫描仪的X射线源的冷却和绝缘油。整体上近似为环形的热交换器由单独的长方六面体形的热交换器元件组成，如它们在汽车工业中应用的那样。DE2010013604A1同样公开了一种具有液体冷却装置的计算机X射线断层扫描仪。在计算机X射线断层扫描仪的机架的转子上布置有至少一个X射线管以及液体冷却系统。所述液体冷却系统以与旋转轴线不同大小的间距延伸，从而在不同程度上出现离心力。为了提高冷却系统中的压力，设有共同旋转的补偿体积，其通过质量元件这样承载，使得通过离心力作用升高冷却液体的压力。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于，相对所述的现有技术对计算机X射线断层扫描仪的机架的冷却装置进行改进设计，尤其使其节省空间。该技术问题按本技术通过一种计算机X射线断层扫描仪的机架的冷却装置解决，该机架具有机架壳体和能相对于所述机架壳体旋转的转子，所述转子包括X射线源和旋转架，所述冷却装置具有至少一个冷却剂管路，按照本技术，所述冷却剂管路设计为所述转子周向上的卷绕管并且具有多个彼此平行布置的沿转子切向延伸的管路部段，其中，在所述卷绕管的径向内侧，在卷绕的管路部段与旋转架之间具有呈圆柱外壳状的隔热装置，并且其中，在所述管路部段的径向外侧具有环形的导板。这种冷却装置用于冷却计算机X射线断层扫描仪的机架，其具有机架壳体和能相对于所述机架壳体旋转的转子，所述转子包括X射线源和至少一个冷却剂管路，其中，所述冷却剂管路设计为转子周向上的卷绕管并且具有多个彼此平行布置的沿转子切向延伸的管路部段。在此，由沿切向延伸的管路部段组成的卷绕管构成热交换器，其在计算机X射线断层扫描仪运行时向环境空气排放热量。通过热交换器加热的空气例如可以从计算机X射线断层扫描仪中排出和/或在计算机X射线断层扫描仪内部借助另一固定的热交换器冷却。热交换器在机架转子上的一种特别节省空间的设计在这样的实施形式中给出，其中，所述沿周向延伸的热交换器管路部段单层地布置在所述转子的周向上。按照一种备选实施形式，所述管路部段多层地布置在所述转子的周向上。在这种情况下，冷却效率相比先前提到的实施形式在对结构空间具有一定额外需要时明显提高。在这两种情况下，由于尽可能地将转子旋转架的整个基本上呈圆柱形的周向面充分用作用于形成热交换器的管路部段的安装面，设计为管式冷却器的热交换器的突出特征在于较大的储存容积并且因此尤其在于可短期极大地吸收由X射线源产生的热学峰值功率。同时，由于至少部分且优选全部包围转子旋转架周向的优选由液态冷却剂流通的外部管路部段，可由设计为卷绕管的冷却剂管路持久地排放到环境中的热功率极高。这种较高的冷却效率实现了相对现有技术缩短冷却暂停时间或者完全取消了冷却暂停，这等于相应地提高了计算机X射线断层扫描仪的使用时间。X射线源以及冷却剂管路能够以易于安装的方式固定在转子的旋转架上。按照一种有利的扩展设计，旋转架具有位于X射线源与冷却剂管路之间的隔热装置。通过该隔热装置将机架转子侧上的热流均匀，这尤其有助于减少通过热学造成的、影响计算机X射线断层扫描仪成像质量的几何形状变化。机架壳体一般具有固定的支架，其上固定有外壳面板件或者流体板。在一些变型实施形式中，支架包括倾翻架，所述倾翻架的倾翻轴线垂直于转子的旋转轴线定向。按照一种优选的扩展设计，本身不能旋转的支架由沿轴向相对于机架的旋转轴线朝向转子缩窄的环形冷却空气通道围绕，转子可旋转地支承在支架上，所述转子具有X射线发射器以及一同旋转的设计为外部卷绕管的热交换器。在此，借助至少一个通风机将空气从机架壳体输送至机架的转子。至少一个输送空气的通风机可以布置在机架外部或者内部。优选具有多个通风机，其数量与所要求的冷却效率适配，所述多个通风机在整体上呈环形地在冷却空气通道内布置在倾翻架的一侧上，也就是布置在机架不旋转的一侧上。由于一方面环形的冷却空气通道(只要其处于机架不旋转的一侧上)能够以任意程度，在需要时几乎完整地配备通风机，并且另一方面冷却空气通道的旋转部段在很大程度上填充有形成卷绕管的热交换器管路部段，所以在较窄的空间中产生了通过机架的较高热流。机架的一种优选构型规定了这样的冷却空气通道，其相对于转子的旋转轴线具有处于支架之上或之中的沿轴向定向的冷却空气输入部段以及径向环绕机架转子的沿径向定向的冷却空气输出部段。与之不同地例如也可以实现这样的构型，其中机架整体上主要可沿轴向供冷却空气流通。作为流过机架转子侧上的冷却剂管路的流体例如可以使用水或者油。在热交换器中流动的流体优选也直接用于冷却X射线源。在所有描述的机架构型中，为了改善换热，可选地也为了有针对性地在机架内部导引冷却空气，可将冷却剂管路与冷却片导热地连接。所描述的冷却装置结构特征，既涉及热交换器也涉及其周围的构件，尤其是用于导引冷却空气的导引元件或者壁，实现了在使用统一的基本理念(其总是基于卷绕的管式热交换器)的情况下非常灵活且根据需要地设计冷却效率。简单的变型可能性例如通过改变本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种计算机X射线断层扫描仪的机架的冷却装置，该机架(1)具有机架壳体(2)和能相对于所述机架壳体(2)旋转的转子(4)，所述转子包括X射线源(6)和旋转架(5)，所述冷却装置具有至少一个冷却剂管路，其特征在于，所述冷却剂管路设计为所述转子(4)周向上的卷绕管(8)并且具有多个彼此平行布置的沿转子(4)切向延伸的管路部段(9)，其中，在所述卷绕管(8)的径向内侧，在卷绕的管路部段(9)与旋转架(5)之间具有呈圆柱外壳状的隔热装置(11)，并且其中，在所述管路部段(9)的径向外侧具有环形的导板(10)。

【技术特征摘要】
2012.09.27 DE 102012217567.91.一种计算机X射线断层扫描仪的机架的冷却装置，该机架(I)具有机架壳体(2)和能相对于所述机架壳体(2)旋转的转子(4)，所述转子包括X射线源(6)和旋转架(5)，所述冷却装置具有至少一个冷却剂管路，其特征在于，所述冷却剂管路设计为所述转子(4)周向上的卷绕管(8)并且具有多个彼此平行布置的沿转子(4)切向延伸的管路部段(9)，其中，在所述卷绕管(8)的径向内侧，在卷绕的管路部段(9)与旋转架(5)之间具有呈圆柱外壳状的隔热装置(11)，并且其中，在所述管路部段(9)的径向外侧具有环形的导板(10)。2.按权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述管路部段(9)单层地布置在所述转子⑷的周向上。3.按权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述管路部段(9)多层地布置在所述转子⑷的周向上。4.按权利要求1至3之一所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：HJ米勒，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：新型
国别省市：德国;DE