一种用于将电流传导进冷却容器中的冷却电流引线。所述电流引线包括管状电导体（２２），其包括在使用时由流过其的电流加热的区域（２９）；冷却元件（３１），其位于所述区域（２９）之上且设置有用于去除热量的路径；以及热虹吸管，其包括既与所述电导体的所述区域也与所述冷却元件热接触的腔（３５），所述腔含有流体（３８）。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用于将电流引入到含有电气设备的低温保持器以及将电流自含有电气设备的低温保持器引出的电流引线。本专利技术特别地涉及比如用于将电流引入到用于核磁共振(NMR)或磁共振成像(MRI)的低温冷却超导磁体以及将电流自用于核磁共振(NMR)或 磁共振成像(MRI)的低温冷却超导磁体引出的电流引线。然而，本专利技术可应用到用于将电 流弓I入到任何冷却电气设备以及将电流自任何冷却电气设备引出的电流引线。
技术介绍
图1示意性地图示了低温保持器的典型结构，该低温保持器含有构成核磁共振 (NMR)或磁共振成像(MRI)成像系统的一部分的冷却圆柱形磁体IO。冷却的超导磁体IO 设置在制冷剂容器12内，制冷剂容器12本身保持在外真空室(0VC)内。磁体部分浸入液 态制冷剂15中，例如处于大约4. 2K温度下的液氦。 一个或更多热辐射屏蔽16 —般设置在 制冷剂容器12和外真空室14之间的真空空间中。在一些已知的结构中，为了朝着该低温 保持器侧，制冷机17安装在制冷机衬套(sock) 15中，该衬套15位于转塔(turret) 18中。 可替代地，制冷机17可位于进口转塔19中，该进口转塔保持安装在低温保持器顶部的入口 颈部(通气管)20。制冷机17典型地具有两个或更多制冷级。在氦冷却系统中，如所示，第 一级典型地热连接到热辐射屏蔽16，并且将该屏蔽冷却至50-100K范围内的温度。第二级 典型地将制冷剂容器12中的制冷剂气体冷却至4-10K区域内的温度，在一些结构中是通过 再凝结将制冷剂气体变成流体15。 柔性电连接件21、21a被示出。如所示，负电连接件21a可连接到制冷剂容器的内 部，通过低温制冷器的主体为磁体10提供负电连接。正电连接件21通常由穿过通气管20 的导体提供，且必须与用作负接地的低温制冷器的主体隔离。电连接件可以反过来，正接地 通过低温制冷器主体，且负连接件穿过通气管。前面的结构将在随后的描述中采用。 对于固定的电流引线(FCL)设计，被认作辅助通气口且并未在图1中示出的单独 的通气路径作为通气管20堵塞情况下的故障安全通气口 。 图2示出了传统的安装在进口转塔19内的通气管20内的正电流引线22。通气管 20典型地用作负电流引线，电气上作为制冷剂容器的一部分。正电流引线22例如通过焊接 或铜焊连接至正电流连接件21。典型地，正电流引线22是不锈钢，正电流连接件21是绝缘 铜，它们通过铜焊23电连接。不锈钢被发现具有用于正电流引线22的有用的特性。其具 有低的导热性和令人满意的高导电性。热站24被表示为热连接至正电流引线22和热辐射 屏蔽16 (图2中未示出)。热站24借助于通过热辐射屏蔽16的导热由制冷机17的第一级 冷却。热站24 —般是处于热接触的固体铜块，其具有正电流引线22穿过的第一孔，以及排 出的制冷剂气体可穿过的第二孔28。制冷剂气体通常的排出路径用虚线27示出，通过端口 25导出。尽管存在热站24，但还是必须在正电流引线22和负电流引线(通气管)20之间 提供电隔离。在尝试使穿过孔28的气体流动路径的横截面最大化但并不过度牺牲通过热 站24的热传导中，孔28 —般为肾形。热站24对通过通气管20的气体流的干扰降低了诸4如29的少量气体流过处的气体冷却效果。 电冷却元件31设置在正电流引线22的上端，并用于将正电流引线22电接触到外 部电源(未图示)。冷却元件31典型地是一铜块，其焊接至又依次连接到绝缘引线的一铜 丝织带或叠层导体，该绝缘引线横穿进口转塔19或转塔盖26且能够外连到电源。 正电流引线22的内部设置有辅助通气路径23a的一部分。该辅助通气路径连续 穿过辅助通气管30和辅助通气配件32，且通常借助于安全隔膜34或等效物封闭。在磁体 失超(magnet quench)的情况中，大量的气体制冷剂需要迅速地从制冷剂容器中排出。这 通常借助于连接到通气管20的失超阀(quench valve)来实现。但是，失超阀和/或通气 管有可能由空气或水冰或其他污染物阻塞。为了确保制冷剂气体的安全逸出路径，辅助通 气路径为气体提供了独立排出路线，并且在安全但已超过失超阀打开压力的压力下通过安 全隔膜34的破裂而打开。安全隔膜34可由等效阀来替代。 在使用中，在流入或流出磁体的电流陡冲(ramping)期间，从液体制冷剂15汽化 出的制冷剂气体通过通气管30从制冷剂容器排出到大气或回收设备中。随着气体的排出， 其将正和负电流引线22、20冷却。 在一示例设计中，在电流陡冲期间，固定的电流引线20、22传输高达700A的电流 至磁体。引线20、22从进口转塔19接合部位的盖26处的室温延伸进入用于氦冷却结构的 含有大约4K温度的制冷剂的制冷剂容器中。因此，选择用于电流引线的材料和设计因此要 求在高导电性和沿其长度的热传导最小化之间予以折衷处理。 如图2所示，一传统的固定电流引线20、22的例子是通过薄壁(0. 9mm)的不锈钢 管提供的，由于管之间的汽化制冷剂气体的通道，因此在电流陡冲期间有气体冷却。但是， 发现冷的排出气体和不锈钢管之间热传导是很差的。这一点，再加上薄壁管相对高的电阻 系数，导致该管的某些部分温度格外高，从而导致对线路和其他元件的潜在损坏。在一示例 结构中，在承载700A电流的薄壁不锈钢正电流引线上，在大约对应于图2中点29处的位置 处温度为675K。由于这点29朝向远离通过孔28的气流，认为该点29的冷却是很差的，并 且通过该点的气流典型地被附着到冷却元件31的电导体妨碍。其它电导体也通过该点，造 成冷却不够且可能被高温损坏。 已经发现负电流引线20相对不受过热的影响。这被认为是由于至少以下原因造 成的。负电流引线20具有比正电流引线大的直径，并且因此具有比正电流引线大的材料横 截面积，这造成电阻减小。此外，通过低温保持器的多条可用的电流路径意味着负电流弓I线 并不承载全部施加的电流。 已经考虑了很多解决方案来提高正电流引线22的冷却，但是发现了其它的困难。 例如，正电流引线22材料横截面积的增大造成静态热负荷增加。发现将突入气流路径的 冷却翼片增加到正电流引线22造成在失超期间妨碍气体的排出。排出的气体通常被允许 通过正电流引线的内侧排出的结构降低了辅助通气路径的集成性，其不再独立于主排气路径。
技术实现思路
本专利技术寻求解决已知结构的至少一些缺点，并提供一种改进的用于冷却设备的电 流引线的冷却结构。5 相应地，本专利技术提供了在所附权利要求中限定的装置。 附图说明 结合所附附图考虑以下其一些实施例的描述，本专利技术以上以及其他的目的、优点 以及特性将会变得更为明显，在附图中 图1表示在低温保持器内圆柱形磁体的传统结构； 图2表示带有低温保持器的转塔的冷却电流引线的传统结构； 图3表示根据本专利技术的第一实施例的冷却电流引线的结构； 图4表示根据本专利技术的第二实施例的冷却电流引线的结构； 图5表示图4的结构的部分放大图；以及 图6表示根据本专利技术的另一实施例的冷却电流引线的结构。 具体实施例方式根据本专利技术，正电流引线的冷却是通过设置也被称为是热虹吸管的热管来沿着电流引线长度带走热量而并不增加低温保持器的静态热负荷予以实现的。 图3图示了本专利技术的第一实施例。相应本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于将电流传导进冷却容器中的冷却电流引线，所述电流引线包括： －管状电导体（２２），该管状电导体包括在使用时由流过其的电流加热的区域（２９）； －冷却元件（３１），该冷却元件位于所述区域（２９）之上且设置有用于去除热量的路径；以及 －热虹吸管，该热虹吸管包括既与所述电导体的所述区域也与所述冷却元件热接触的腔（３５），所述腔含有流体（３８）； 其中，所述腔（３５）设置在管（３０）的表面内，所述管与所述管状电导体同轴且至少部分位于所述管状电导体内，所述管的所述表面与所述管状电导体的内表面密封（３６），从而限定所述腔。
【技术特征摘要】
GB 2008-8-14 0814797.7一种用于将电流传导进冷却容器中的冷却电流引线，所述电流引线包括-管状电导体(22)，该管状电导体包括在使用时由流过其的电流加热的区域(29)；-冷却元件(31)，该冷却元件位于所述区域(29)之上且设置有用于去除热量的路径；以及-热虹吸管，该热虹吸管包括既与所述电导体的所述区域也与所述冷却元件热接触的腔(35)，所述腔含有流体(38)；其中，所述腔(35)设置在管(30)的表面内，所述管与所述管状电导体同轴且至少部分位于所述管状电导体内，所述管的所述表面与所述管状电导体的内表面密封(36)，从而限定所述腔。2. 根据权利要求l的冷却电流引线，其中，在使用中，所述流体在所述冷却元件的温度 下是液体，且在所述区域(29)的温度下是气体。3. 根据权利要求1或2的冷却电流弓I线，其中，所述腔含有在室温和大气压下是液体的 流体，且此外还含有在大气压下的气体。4. 一种用于将电流传导进冷却容器中的冷却电流引线，所述电流引线包括 -管状电导体(22)，该管状电导体包括在使用时由流过其的电流加热的区域(29); -冷却元件(31)，该冷却元件位于所述区域(29)之上且设置有用于去除热量的路径；以及_热虹吸管，该热虹吸管包括既与所述电导体的所述区域也与所述冷却元件热接触的 腔(35)，所述腔含有流体(38);其中，所述腔(35)设置在管(30)的双壁部分(40)内，所述管与所述管状电导体同 轴且至少部分位于所述管状电导体内，所述腔(35)位于所述双壁部分的内壁(42)和外壁 (44)之间。5. 根据权利要求4的冷却电流引线，其中，在所述外壁(44)的上和下端设置有导热环 (46)，每个导热环提供所述腔(35)和所述电导体的所述区域以及所述冷却元件之间的热 接触。6. 根据权利要求4的冷却电流引线，其中，设置有穿过所述外壁(44)的孔或间隙，所述 孔或间隙允许所述腔(35)中的流体(38)与...
【专利技术属性】
技术研发人员：尼尔C泰格维尔，斯蒂芬P特罗韦尔，
申请(专利权)人：英国西门子公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]
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