冷却系统和医学成像设备技术方案

本实用新型专利技术涉及一种冷却系统，其用于冷却医学成像设备的至少一个部件。冷却系统包括：‑由第一冷却介质穿流的闭合的第一冷却循环回路，所述第一冷却循环回路包括至少一个第一冷却回路，‑医学成像设备的设置在第一冷却回路中的产生热量的部件，所述部件为了将热量输出给冷却介质而与所述冷却介质热连接，‑由第二冷却介质穿流的第二冷却循环回路，所述第二冷却循环回路经由用于将热量从第一冷却循环回路导出的第一换热器与所述第一冷却循环回路热连接。冷却系统还包括储热器，所述储热器设置在第一冷却循环回路中，使得所述储热器存储第一冷却循环回路的热量。本实用新型专利技术还涉及一种医学成像设备，其包括根据本实用新型专利技术的冷却系统。

Cooling system and medical imaging equipment

【技术实现步骤摘要】
冷却系统和医学成像设备
本技术涉及一种用于冷却医学成像设备的至少一个部件的冷却系统。
技术介绍
在磁共振设备中，检查对象、例如病患通常借助于超导磁体暴露于相对高的主磁场，例如1.5特斯拉或3特斯拉的主磁场。超导磁体要求非常冷的环境，即例如填充有冷却介质、典型液氦的深冷箱。所述深冷箱典型地设置在冷却头中。超导磁体实际上没有电阻，使得不需要能量来维持超导磁线圈中的电通流以及维持由其产生的磁场。将超导磁体的失超理解为如下过程：在所述过程中，超导磁体的一部分失去其超导特性并变得正常导电。在此，存储在由超导磁体产生的磁场中的能量转换成热能。在所述热量输出时，只要其以足够的量存在，氦就能够蒸发，这随后不再可用于冷却。附加地，磁线圈和/或深冷箱会损坏。因此应避免失超。典型地，为了确保超导特性进而避免失超，除了冷却之外，向超导磁体输送能量是必需的。因此，应确保磁共振设备的连续的能量供应。在能量供应失效的情况下，主磁场能够受控地降场(Ramp-Down)，使得能够避免失超。例如，在德国专利文献DE102016225700中描述了一种自动降场方法。目前，能够将具有不同拓扑结构的冷却系统用于冷却磁共振(MR)设备和特别是超导磁体。通常使用水或乙二醇-水混合物作为冷却剂。冷却剂典型地在次级循环回路中循环经过MR设备的产生热量的主部件、尤其用于超导磁体的氦冷却的磁体冷却器(冷却头)或梯度放大器、梯度线圈本身、高频功率放大器以及小信号电子装置。通常，次级循环回路通过用水填充的初级循环回路冷却。初级循环回路对次级循环回路供应冷水，并且将次级循环回路的热量运输至冷却设备，所述冷却设备通常搭建在外部(在建筑物之外)。冷却设备将热量输出给外部空气。在冷却系统之内发生干扰或失效的情况下，次级循环回路中的冷却介质的温度升高。在具有大的氦储库的超导磁体中，氦的蒸发防止磁体失超最多数日。然而，在氦含量极其小或没有氦含量的超导磁体的情况下，冷却系统的失效在十至1000分钟期间之内导致失超或降场(如果可能的话)。此后，磁体加热并需要多日的冷却时间，以便重新构建成像运行所需的磁场(升场)。在该时间期间，磁共振设备不可用。
技术实现思路
因此，本技术的目的是：提供一种替选的手段，所述手段允许提高磁共振设备的运行持续时间或降低磁共振设备的失效时间。特别地，本技术的目的是：降低磁共振设备的失效时间，所述磁共振设备包括超导磁体，所述超导磁体具有少量氦冷却或没有氦冷却。所述目的通过根据本技术的用于冷却医学成像设备的部件的冷却系统以及相应的医学成像设备来实现。优选的和/或替选的、有利的设计变型形式是下面描述的主题。下面，关于要求保护的设备来描述所述目的的根据本技术的解决方案。设备的在此提及的特征、优点或替选的实施方式同样也可转用于其他要求保护的主题并且反之亦然。本技术在第一方面中涉及一种用于冷却医学成像设备的部件的冷却系统，所述冷却系统包括：-由第一冷却介质穿流的闭合的第一冷却循环回路，所述第一冷却循环回路包括至少一个第一冷却回路，-医学成像设备的设置在第一冷却回路中的产生热量的部件，所述部件为了将热量输出给冷却介质而与所述冷却介质热连接，-由第二冷却介质穿流的第二冷却循环回路，所述第二冷却循环回路经由用于将热量从第一冷却循环回路导出的第一换热器与所述第一冷却循环回路热连接。冷却系统包括储热器，所述储热器设置在第一冷却循环回路中，使得所述储热器存储第一冷却循环回路的热量。医学成像设备是如下成像设备，所述成像设备为了医学目的(例如诊断病患)利用不同的物理效应用于产生图像数据。医学成像设备例如能够构成为计算机断层扫描仪、C形臂X射线机、正电子发射断层扫描仪等。然而，医学成像设备特别优选地构成为磁共振设备。医学成像单元的部件对应于成像设备的结构子组或功能子单元。根据本技术的部件尤其能够包括至少一个电子元件、即例如线圈、半导体元件、电阻、电容器等，尤其多个电子元件，并且在运行中典型地具有(连续)高的热负载，例如在数千瓦范围中的热负载。所述电子元件在运行中必须被持久冷却。根据本技术，冷却系统包括至少一个部件，尤其优选地，冷却系统包括多个部件。换言之，冷却系统用于：对至少一个部件、但有利地对多个部件供应冷量，或者导出所产生的热量。在此，部件与第一冷却回路串联地、即在流动方向上依次地连接。替选地，能够将仅一个部件设置在第一冷却回路中。相应地，根据冷却系统的一个优选的实施方式，医学成像设备的至少一个部件是选自如下部件组中的部件：梯度放大器、高频放大器、梯度线圈、超导磁体的冷却头、医学成像设备或冷却系统的空调设备。尤其关于与磁共振设备不同的医学成像设备，同样能够考虑其他部件。第一冷却循环回路在如下意义上是闭合的：所述第一冷却循环回路本身是封闭的并且在运行中能够无泄漏或无流入或无流出。第一冷却介质优选构成为水或水-乙二醇混合物。第一冷却循环回路除了第一冷却回路之外能够包括至少一个、优选多个与第一冷却回路并联设置的第二冷却回路。第二冷却回路能够包括医学成像设备的至少一个另外的部件，所述部件同样为了将热量输出给冷却介质而与所述冷却介质热连接。每个冷却回路能够分别包括一个或多个部件。优选地，部件冷却头、梯度线圈和高频放大器能够设置在各个冷却回路中，即并联设置在第一冷却回路之内。这有利地用于：冷却介质在穿流所述部件时的相对大的压降不会不利地影响串联设置在其后方的部件的冷却性能。部件、即例如空调设备或梯度放大器能够在共同的冷却回路之内串联连接，因为其典型地引起小的或可接受的压降。有利地，冷却系统包括用于产生第一冷却介质穿过冷却系统的流动运动的、优选设置在第一冷却回路中的本身已知的泵。尤其有利的是：泵设计用于将第一冷却介质运输穿过全部所包括的冷却回路。这尤其能够通过将部件如上描述的那样设置在不同的冷却回路中来实现，因为泵对此能够更小地设计。替选地，对于个别的或一些冷却回路而言能够设有单独的泵。一个或多个泵针对液态冷却介质的运动设计。根据本技术的冷却系统还包括由第二冷却介质穿流的第二冷却循环回路，所述第二冷却循环回路经由用于将热量从第一冷却循环回路导出的第一换热器与所述第一冷却循环回路热连接。换言之，第二冷却循环回路为散热器或散能器，所述散热器或散能器吸收借助于第一冷却循环回路或第一冷却介质从成像设备的部件中导出的热量。第二冷却循环回路也优选构成为封闭的循环回路。第二冷却介质能够、但不必须与第一冷却介质相同。在此，考虑自来水、水-乙二醇混合物或二相冷却介质作为同类的替选方案。第一和第二冷却循环回路之间的热传递借助于换热器进行。所述换热器匹配于使用在各个冷却回路中的冷却介质的设计方案。除了第二冷却循环回路之外，根据本技术的冷却系统包括储热器。所述储热器集成到第一冷却循环回路中，使得所述储热器存储第一冷却循环回路的热量。换言之，储热器替选于或除了第二冷却循环回路之外能够吸收第一冷却循环回路的热量。就此而言，储热器能够构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种冷却系统(27)，所述冷却系统构成用于冷却医学成像设备(2)的至少一个部件(K，KK-KOPM)，所述冷却系统包括：/n-由第一冷却介质穿流的闭合的第一冷却循环回路(24)，所述第一冷却循环回路包括至少一个第一冷却回路(S1)，/n-所述医学成像设备的设置在所述第一冷却回路中的产生热量的部件(KK-KOMP)，所述部件为了将热量输出给所述冷却介质而与所述冷却介质热连接，/n-由第二冷却介质穿流的第二冷却循环回路(25)，所述第二冷却循环回路经由第一换热器(W1)与所述第一冷却循环回路热连接，所述第一换热器用于将热量从所述第一冷却循环回路导出，/n其特征在于，/n所述冷却系统包括储热器(WS)，所述储热器设置在所述第一冷却循环回路中，使得所述储热器存储所述第一冷却循环回路的热量。/n

【技术特征摘要】
1.一种冷却系统(27)，所述冷却系统构成用于冷却医学成像设备(2)的至少一个部件(K，KK-KOPM)，所述冷却系统包括：
-由第一冷却介质穿流的闭合的第一冷却循环回路(24)，所述第一冷却循环回路包括至少一个第一冷却回路(S1)，
-所述医学成像设备的设置在所述第一冷却回路中的产生热量的部件(KK-KOMP)，所述部件为了将热量输出给所述冷却介质而与所述冷却介质热连接，
-由第二冷却介质穿流的第二冷却循环回路(25)，所述第二冷却循环回路经由第一换热器(W1)与所述第一冷却循环回路热连接，所述第一换热器用于将热量从所述第一冷却循环回路导出，
其特征在于，
所述冷却系统包括储热器(WS)，所述储热器设置在所述第一冷却循环回路中，使得所述储热器存储所述第一冷却循环回路的热量。


2.根据权利要求1所述的冷却系统，
其特征在于，
所述第一冷却回路包括如下部件：超导磁体的冷却头(KK)。


3.根据权利要求1或2所述的冷却系统，
其特征在于，
所述储热器包括用水填充的存储库。


4.根据权利要求1或2所述的冷却系统，
其特征在于，
所述储热器包括用二相冷却介质填充的存储库。


5.根据权利要求1或2所述的冷却系统，
其特征在于，
所述储热器包括所述医学成像设备的梯度线圈。


6.根据权利要求1或2所述的冷却系统，
其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯特凡·比贝尔，尼古拉斯·阿利，
申请(专利权)人：西门子医疗保健有限责任公司，
类型：新型
国别省市：德国;DE