CN105008821A - Mri冷却设备 - Google Patents

Mri冷却设备 Download PDF

Info

Publication number
CN105008821A
CN105008821A CN201480004578.2A CN201480004578A CN105008821A CN 105008821 A CN105008821 A CN 105008821A CN 201480004578 A CN201480004578 A CN 201480004578A CN 105008821 A CN105008821 A CN 105008821A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cryostat
heat exchanger
mri
helium
pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201480004578.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105008821B (zh
Inventor
R.隆斯沃尔思
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo SHI Cryogenics of America Inc
Original Assignee
Sumitomo SHI Cryogenics of America Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo SHI Cryogenics of America Inc filed Critical Sumitomo SHI Cryogenics of America Inc
Publication of CN105008821A publication Critical patent/CN105008821A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105008821B publication Critical patent/CN105008821B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B19/00—Machines, plants or systems, using evaporation of a refrigerant but without recovery of the vapour
    • F25B19/005—Machines, plants or systems, using evaporation of a refrigerant but without recovery of the vapour the refrigerant being a liquefied gas
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves 
    • A61B5/055—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves  involving electronic [EMR] or nuclear [NMR] magnetic resonance, e.g. magnetic resonance imaging
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B19/00—Machines, plants or systems, using evaporation of a refrigerant but without recovery of the vapour
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B19/00—Machines, plants or systems, using evaporation of a refrigerant but without recovery of the vapour
    • F25B19/02—Machines, plants or systems, using evaporation of a refrigerant but without recovery of the vapour using fluid jet, e.g. of steam
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
    • F25B9/14—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the cycle used, e.g. Stirling cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D19/00—Arrangement or mounting of refrigeration units with respect to devices or objects to be refrigerated, e.g. infrared detectors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
    • G01R33/38—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field
    • G01R33/3804—Additional hardware for cooling or heating of the magnet assembly, for housing a cooled or heated part of the magnet assembly or for temperature control of the magnet assembly
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/17—Re-condensers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
    • G01R33/38—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field
    • G01R33/381—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field using electromagnets
    • G01R33/3815—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field using electromagnets with superconducting coils, e.g. power supply therefor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

Abstract

描述了在设计为用于大约0.2MPa的最大压力的低温保持器中冷却MRI磁体的器件和方法，其使用来自Brayton循环致冷器的处于大约0.8MPa压力的冷氦输出在耦联热交换器中与MRI低温保持器中的氦交换热量，耦联热交换器可去除地位于MRI低温保持器的颈管中，或者位于MRI低温保持器的颈管附近。循环器驱动来自MRI低温保持器的氦通过耦联热交换器。

Description

MRI冷却设备
技术领域
本发明涉及通过使处于较高的压力的流体循环的致冷器来冷却处于低压的流体围绕的超导磁体。
背景技术
用于MRI低温保持器中且在液氦池中运行的超导磁体在运送前会在工厂中被冷却以及测试。标准实践是在磁体中留下足够的氦，使得其在从工厂到其将被使用的场所通常所需要花费的三到五周期间保持较冷。许多氦在运输过程中汽化，且需要在最终场所处被替换。氦越来越短缺促使制造者使用不同的策略来保存氦。一种策略是在磁体被测试之后从磁体回收氦，以及容许磁体变热以及在热的情况下运输。磁体然后在现场被致冷器冷却，致冷器包括致冷器低温保持器外部的压缩机，其中，氦被冷却，之后通过真空夹套式传送管线循环通过磁体低温保持器。已经开发了以Brayton(布雷顿)循环运行的致冷器来在现场冷却磁体。其包括压缩机，该压缩机将处于大约2MPa的排气压力的气体供应至逆流热交换器，该气体从逆流热交换器通过入口阀进入膨胀空间，使气体绝热地膨胀到大约0.8MPa，通过出口阀排出膨胀的气体(其更冷)，通过真空夹套式传送管线将冷气循环到磁体低温保持器，之后通过逆流热交换器使气体返回到压缩机。最近已开发了可由处于高达1MPa压力的氦冷却的MRI低温保持器。但是目前为止所构建的大多数MRI磁体已设计为以处于大气压力0.1MPa的氦运行，以及承受大约0.2MPa的最大压力。本发明的目的是提供一种利用来自Brayton循环致冷器的大约0.8MPa的输出来冷却仅仅可容忍小于0.2MPa的压力的磁体的器件。
R.C.Longsworth于2011年3月3日提交的专利申请的公开US2011/0219810描述了以Brayton循环运行的往复式膨胀式发动机，其中，活塞在热端具有驱动杆，其由机械驱动器或者在高压与低压之间交替的气体压力驱动，且在活塞运动时，在驱动杆周围的区域中的活塞热端处的压力与活塞冷端处的压力基本相同。R.C.Longsworth于2011年10月4日提交的专利申请的公开US2012/0085121描述了之前的申请中所述的以Brayton循环运行的往复式膨胀式发动机的控制，该控制使得其能够最小化将MRI磁体冷却到低温温度的时间。S.Dunn等人于2011年5月12日提交的专利申请的公开US2012/0285181描述了控制通往在2011/0219810申请中所描述的Brayton循环发动机的热端的气体流动的器件。这些发动机以Brayton循环运行，Brayton循环在2MPa高压以及0.8MPa低压处合理地高效的运行，但是如果低压是0.1MPa将不是很高效。使用这种类型的发动机的最佳方式是使氦以大约0.1MPa在第二冷却回路中循环，第二冷却回路将热量从磁体传递到由Brayton循环致冷器冷却的热交换器。
在Kudaravalli的US6,923,009中描述了一种使用处于大约0.1MPa的氦冷却MRI磁体的方案。该系统包括处于室温的循环器，利用返回气体预冷却供应气体的逆流热交换器，由液氮冷却的热交换器，以及使得冷气能够流过磁体的管线。J.F.Maguire等人的US6,347,522描述了一种用于冷却远程热负载的系统，包括：冷却一个或多个冷热交换器的一个或多个致冷器，在冷热交换器中被冷却的处于大约0.1MPa的氦的第二回路，在致冷器低温保持器中的第二回路中的循环器，以及使得冷气能够流过远程热负载－例如磁体－的管线。J.F.Maguire等人的US6,625,992是去除了循环器处于致冷器低温保持器中的限制的之前专利的继续。E.Astra于2007年3月16日提交的专利申请的公开US2007/0214821描述了一种MRI磁体，其具有安装在MRI低温保持器的颈管中的致冷器，使得冷端与对磁体进行冷却的氦气接触，冷却的氦通过自然对流或者若干种类型的风扇其中之一而被循环。R.C.Longsworth的US5,461,873描述了一种致冷器，其安装在MRI低温保持器的顶部处的颈管中，MRI低温保持器具有布置成使得磁体通过自然对流而被冷却的管道。R.C.Longsworth的US4,484,458描述了一种致冷器，其安装在MRI低温保持器的顶部处的颈管中，并且在冷端处具有翅片式管道热交换器，其通过冷凝氦来使氦循环，并且使得其滴下。
使用处于大气压力附近的气态氦来冷却超导MRI磁体或者其它物体的冷却系统可提供4.3K或者更高的温度。现在大多数MRI磁体在它们被冷却之后都通过颈管中的或者平行于颈管的致冷器保持冷却，该致冷器提供大约40K处的大约40W加上4.2K处的大约1W的冷却。相反，已经设计为用来使用专利申请公开US2012/0285181中所述的Brayton循环发动机冷却MRI磁体的致冷器在250K产生超过1500W的制冷，以及在100K产生超过500W的制冷。该致冷器太大而不能装配在MRI低温保持器的颈管中，然而，代替将0.8MPa的冷氦输送到磁体，冷氦可循环通过颈管中的热交换器，热交换器则可用于冷却磁体中的处于大约0.1MPa的氦。热交换器在冷却之前插入颈管中，且在MRI磁体已被冷却到大约50K之后移除。如果颈管太小而不能容纳热交换器，则其可容纳在可去除地插入于较小的颈管中的单独的热交换器低温保持器中。
发明内容
本发明结合了以大约2/0.8MPa运行的Brayton循环致冷器的大容量与耦联热交换器和循环器来利用大约0.1MPa的氦将磁体从室温冷却到大约50K。耦联热交换器是套筒中的翅片式管道的线圈，套筒布置成用于使MRI低温保持器中的氦关于来自致冷器的氦以逆流热传递关系流动。氦通过可变流量循环器被迫使通过热交换器，可变流量循环器在来自Brayton循环致冷器的氦与对磁体进行冷却的氦之间保持接近恒定的温度差。致冷器的冷构件容纳在通过真空夹套式传送管线与MRI低温保持器分开的致冷器低温保持器中。热交换器和循环器以关于MRI低温保持器可去除的关系位于传送管线的MRI低温保持器端处。
附图说明
图1显示了通过真空夹套式传送管线将冷氦从发动机循环到MRI低温保持器的Brayton循环致冷器的现有技术，在MRI低温保持器处，冷氦以大约0.8MPa流过管道，以便冷却磁体。 图2显示了通过真空夹套式传送管线将冷氦以大约0.8MPa从发动机循环到MRI低温保持器的颈管中的耦联热交换器的Brayton循环致冷器。也在MRI低温保持器中的循环器驱动处于大约0.1MPa压力的氦通过热交换器和MRI低温保持器，在MRI低温保持器中，氦冷却磁体。
图3显示了颈管热交换器的优选实施例，该颈管热交换器是翅片式管的两层线圈。
图4显示了将冷氦从发动机以大约0.8MPa通过真空夹套式传送管线循环到低温保持器中的热交换器的Brayton循环致冷器，低温保持器具有装配在MRI低温保持器的颈管中的延伸部。也在热交换器低温保持器中的循环器驱动处于大约0.1MPa的压力的氦通过热交换器和MRI低温保持器，在MRI低温保持器中，氦冷却磁体。
具体实施方式
图1-4中所示的构件使用相同的标号以及相同的图示来标识相等的部件。因为冷气比热气密度更大，构件中的大部分都显示为冷端在下方。处于<125K的低温温度的构件在壳体内通过<0.1Pa的真空与周围的环境热绝缘，该组件被称为低温保持器。当前系统具有用于冷的致冷器构件的低温保持器，用于冷的MRI构件的低温保持器，以及用于冷的耦联热交换器的低温保持器的选项。
图1是冷却MRI磁体的现有技术器件的示意图，其包括通过真空夹套式传送管线10和11连接到MRI低温保持器200的Brayton循环致冷器。处于大约0.8MPa的低压Pl的氦通过管线2返回到压缩机1，并且在管线3中以大约2MPa的高压Ph排出。高压气体流过热交换器HX4，其中该气体在通过入口阀Vi6流入膨胀式发动机5之前被来自管线15的返回低压气体冷却，（流入膨胀式发动机5）之后通过出口阀Vo7流出到管线14中。这些冷构件容纳在真空外壳8中，并且包括致冷器低温保持器100。MRI低温保持器200包括真空外壳23、磁体容器20和冷却管道22。来自管线14的冷氦通过真空夹套式传送管线10流到冷却管道22，真空夹套式传送管线10在各端处具有卡口耦联12，并且该冷氦通过真空夹套式传送管线11从冷却管道22流到管线15，真空夹套式传送管线11也在各端具有卡口耦联12。
冷却管道22可承受比来自Brayton发动机5的输出压力更高的高达1MPa的压力。
图2是在图1中显示的相同的Brayton致冷器的示意图，但是处于大约0.8MPa的冷氦从传送管线10流动通过处于颈管21中的耦联热交换器31，之后通过传送管线11返回到致冷器低温保持器100。氦26在由热交换器31冷却之后（处于大约0.1MPa的压力）由循环器30在磁体容器20中循环。传送管线10和11可如图1中所示封闭在分别的真空夹套中，或者如图2和4中所示的封闭在共同的真空夹套13中。耦联热交换器31、套筒34以及循环器30全部都连接到传送管线10和11以及它们的外壳13，并且可插入颈管21以及从颈管21去除。
耦联热交换器31的一种可能的构造的细节在图3中示为翅片式管道热交换器32。翅片式管道中的两层式的两个单独的线圈显示为卷绕在心轴33上以及套筒34内。管线14中的来自Brayton循环致冷器的冷气进入翅片式管道的各个线圈的底端，并且从各个线圈的顶端返回到管线15。氦26被循环器30向下抽送通过热交换器32，并且以逆流热传递关系被冷却。该氦在MRI磁体周围循环，且更热地返回颈管21。氦27向上流过颈管21与套筒34之间的环形间隙而进入热交换器32的顶端。
表1提供了翅片式管道热交换器32的热传递关系的实例，该翅片式管道热交换器32具有80mm的外径和114mm的长度、其使5.5g/s的氦从Brayton循环致冷器流过管道，以及5.0g/s的0.15MPa的氦在MRI磁体周围循环。
表1       热交换器性能的实例， 计算出的
来自MRI磁体的He27的温度T，-K 300 93
到达MRI磁体的He26的温度T，-K 246 76
管线15中离开HX32的温度T -K 280 85
管线14中进入HX32的温度T -K 231 70
冷却 -W 1470 620
循环器30流率-g/s 5.0 5.0
HX32中通过翅片的压力降 -kPa 8.1 1.8
在磁体已经被冷却之后，传送管线10和11以及热交换器32被从颈管21移除，且由将保持磁体冷却的膨胀器代替。当前所使用的膨胀器以GM循环运行，且具有大约100mm的第一级直径。颈管直径略大。
图4是显示了与图1和2中所示的相同的、冷却MRI低温保持器202中的磁体的Brayton循环致冷器的示意图。在稳态中，MRI磁体由致冷器25冷却，致冷器25并未安装在颈管21中，而是直接安装在真空壳体23上，致冷器的第一级附连到处于大约40K的热护罩24上，而第二级附连到处于大约4.2K的磁体容器20上。在该设计中，颈管21可具有太小以致于不能容纳耦联热交换器31的直径。该问题可通过将热交换器31放在位于颈管21之上的单独的耦联热交换器低温保持器202中，以及使冷氦26向下流过延伸到磁体容器20中的管道36来克服。在冷却了磁体之后已经被加热的氦27通过管道36与卡口37的内部管道之间的环形间隙流到热交换器31的顶部，之后在套筒30的外侧与壳35的内侧之间流动。卡口37的内壁和外壁之间的真空在壳35周围向上延伸，并且显示为延伸通过管道13而到达致冷器低温保持器100中的真空。备选地，传送管线10和11可具有它们自己的真空壳体，如图1所示，且低温保持器300也可具有单独的真空。
虽然以上描述是对MRI磁体和低温保持器的描述，但其被用作将要在类似的低温保持器中被冷却的任何物体的实例，这样的低温保持器被称为物体低温保持器而不是MRI低温保持器。耦联热交换器的其它实施例，诸如具有销-翅片的管道，处在所附的权利要求的范围内。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种用于将物体冷却到低温温度的设备，包括：
    输出处于第一压力的第一冷氦流的Brayton循环致冷器，
    容纳所述致冷器的冷构件的致冷器低温保持器，
    将热量从处于第二压力的第二氦流传递到所述第一流的耦联热交换器，
    使所述第二流循环通过包含被冷却的所述物体的物体低温保持器的循环器；
    所述耦联热交换器和循环器与所述物体低温保持器相邻。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，其中，所述耦联热交换器可去除地位于所述物体低温保持器的颈管中。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，其中，所述物体低温保持器是MRI低温保持器。
4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，其中，所述耦联热交换器位于可去除地插入于所述物体低温保持器中的耦联热交换器低温保持器中。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，其中，所述物体低温保持器是MRI低温保持器。
6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，其中，所述耦联热交换器是翅片式管的一层或者多层的线圈，所述第一流在管道内流动，而所述第二流以逆流热传递关系沿轴向流过翅片。
7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一压力至少是所述第二压力的三倍。
8.一种将物体冷却到低温温度的方法，包括：
    将来自Brayton循环致冷器的处于第一压力的第一冷氦流输出到耦联热交换器，
    在所述耦联热交换器中将热量从处于第二压力的第二氦流传递到所述第一流，
    在所述第二流中使用循环器来使所述第二流流过包含被冷却的物体的物体低温保持器；
    所述耦联热交换器和循环器可去除地连接到所述物体低温保持器。
 
 
 

Claims (8)

1. 一种用于将物体冷却到低温温度的设备，包括：
    输出处于第一压力的第一冷氦流的Brayton循环致冷器，
    容纳所述致冷器的冷构件的致冷器低温保持器，
    将热量从处于第二压力的第二氦流传递到所述第一流的耦联热交换器，
    使所述第二流循环通过包含被冷却的所述物体的物体低温保持器的循环器；
    所述热交换器和循环器与所述物体低温保持器相邻。
2. 根据权利要求1所述的设备，其特征在于，其中，所述耦联热交换器可去除地位于所述物体低温保持器的颈管中。
3. 根据权利要求2所述的设备，其特征在于，其中，所述物体低温保持器是MRI低温保持器。
4. 根据权利要求1所述的设备，其特征在于，其中，所述耦联热交换器位于可去除地插入于所述物体低温保持器中的耦联热交换器低温保持器中。
5. 根据权利要求4所述的设备，其特征在于，其中，所述物体低温保持器是MRI低温保持器。
6. 根据权利要求1所述的设备，其特征在于，其中，所述热交换器是翅片式管的一层或者多层的线圈，所述第一流在管道内流动，而所述第二流以逆流热传递关系沿轴向流过翅片。
7. 根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一压力至少是所述第二压力的三倍。
8. 一种将物体冷却到低温温度的方法，包括：
    将来自Brayton循环致冷器的处于第一压力的第一冷氦流输出到耦联热交换器，
    在所述耦联热交换器中将热量从处于第二压力的第二氦流传递到所述第一流，
    在所述第二流中使用循环器来使所述第二流流过包含被冷却的物体的物体低温保持器；
    所述耦联热交换器和循环器可去除地连接到所述物体低温保持器。
CN201480004578.2A 2013-01-11 2014-01-02 Mri冷却设备 Expired - Fee Related CN105008821B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361751457P 2013-01-11 2013-01-11
US61/751457 2013-01-11
PCT/US2014/010054 WO2014109941A1 (en) 2013-01-11 2014-01-02 Mri cool down apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105008821A true CN105008821A (zh) 2015-10-28
CN105008821B CN105008821B (zh) 2017-03-15

Family

ID=51167298

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480004578.2A Expired - Fee Related CN105008821B (zh) 2013-01-11 2014-01-02 Mri冷却设备

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9897350B2 (zh)
JP (1) JP6165267B2 (zh)
KR (1) KR101640359B1 (zh)
CN (1) CN105008821B (zh)
DE (1) DE112014000403B4 (zh)
GB (1) GB2524185B (zh)
WO (1) WO2014109941A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109752611A (zh) * 2018-12-25 2019-05-14 北京动力机械研究所 一种闭式布雷顿循环发电系统模拟试验台
CN110058184A (zh) * 2018-01-19 2019-07-26 北京绪水互联科技有限公司 冷头效率计算指标、及利用该指标实现冷头效率计算和监测的方法、系统
CN110888096A (zh) * 2018-09-10 2020-03-17 通用电气公司 用于低温冷却器热管理的系统和方法

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180079473A (ko) 2012-07-26 2018-07-10 스미토모 크라이어제닉스 오브 아메리카 인코포레이티드 브레이튼 사이클 엔진
GB2535083B (en) * 2013-12-19 2020-05-13 Sumitomo Shi Cryogenics Of America Inc Hybrid Brayton-Gifford-McMahon expander
RU2017121595A (ru) * 2014-12-10 2019-01-11 Серн Юропиэн Организейшен Фор Ньюклиэ Рисёч Система рециркуляции криоагента замкнутого цикла и способ
GB2553946B (en) 2015-06-03 2020-09-30 Sumitomo Shi Cryogenics Of America Inc Gas balanced engine with buffer
CA3047912C (en) * 2016-12-20 2021-08-03 Sumitomo (Shi) Cryogenics Of America, Inc. System for warming-up and cooling-down a superconducting magnet
US11384883B2 (en) * 2020-01-31 2022-07-12 General Electric Company Cryogenic transfer line coupling assembly
CN112768172B (zh) * 2020-12-29 2023-07-28 上海联影医疗科技股份有限公司 一种物体冷却装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05126426A (ja) * 1991-11-06 1993-05-21 Sanyo Electric Co Ltd 極低温冷凍機
JPH08222429A (ja) * 1995-02-13 1996-08-30 Hitachi Ltd 極低温装置
JPH1163697A (ja) * 1997-08-08 1999-03-05 Sumitomo Heavy Ind Ltd 分離型極低温冷却装置
JP2003139427A (ja) * 2001-11-05 2003-05-14 Aisin Seiki Co Ltd 冷却装置
CN1892931A (zh) * 2005-06-30 2007-01-10 株式会社日立制作所 Mri用超导磁铁
CN101109583A (zh) * 2006-02-17 2008-01-23 西门子磁体技术有限公司 用于电气设备的包括电流引线的低温保持器
CN102290187A (zh) * 2005-12-22 2011-12-21 英国西门子公司 低温冷却的设备的闭环预冷

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5758302A (en) * 1980-09-24 1982-04-08 Mitsubishi Electric Corp Helium refrigerating apparatus
JPS58112305A (ja) * 1981-12-25 1983-07-04 Toshiba Corp 超電導磁石装置
US4484458A (en) 1983-11-09 1984-11-27 Air Products And Chemicals, Inc. Apparatus for condensing liquid cryogen boil-off
JPH01269874A (ja) 1988-04-19 1989-10-27 Mitsubishi Electric Corp 冷凍装置
FI912656A (fi) 1990-06-25 1991-12-26 Siemens Ag Kylanordning foer en squid-maetanordning.
US5461873A (en) 1993-09-23 1995-10-31 Apd Cryogenics Inc. Means and apparatus for convectively cooling a superconducting magnet
EP0720024B1 (en) * 1994-12-29 2001-11-14 General Electric Company Helium recondensing superconducting magnet
US5687574A (en) * 1996-03-14 1997-11-18 Apd Cryogenics, Inc. Throttle cycle cryopumping system for Group I gases
US6347522B1 (en) 2000-01-11 2002-02-19 American Superconductor Corporation Cooling system for HTS machines
US6923009B2 (en) * 2003-07-03 2005-08-02 Ge Medical Systems Global Technology, Llc Pre-cooler for reducing cryogen consumption
GB2431981B (en) * 2005-11-01 2008-06-18 Siemens Magnet Technology Ltd Apparatus and methods for transporting cryogenically cooled goods or equipement
JP5833284B2 (ja) 2006-03-17 2015-12-16 シーメンス ピーエルシー 冷却装置
US9080794B2 (en) * 2010-03-15 2015-07-14 Sumitomo (Shi) Cryogenics Of America, Inc. Gas balanced cryogenic expansion engine
JP5579259B2 (ja) * 2010-04-23 2014-08-27 住友重機械工業株式会社 冷却システム及び冷却方法
KR101342455B1 (ko) 2010-10-08 2013-12-17 스미토모 크라이어제닉스 오브 아메리카 인코포레이티드 고속 냉각 극저온 냉동기
US8776534B2 (en) 2011-05-12 2014-07-15 Sumitomo (Shi) Cryogenics Of America Inc. Gas balanced cryogenic expansion engine
US9546647B2 (en) * 2011-07-06 2017-01-17 Sumitomo (Shi) Cryogenics Of America Inc. Gas balanced brayton cycle cold water vapor cryopump

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05126426A (ja) * 1991-11-06 1993-05-21 Sanyo Electric Co Ltd 極低温冷凍機
JPH08222429A (ja) * 1995-02-13 1996-08-30 Hitachi Ltd 極低温装置
JPH1163697A (ja) * 1997-08-08 1999-03-05 Sumitomo Heavy Ind Ltd 分離型極低温冷却装置
JP2003139427A (ja) * 2001-11-05 2003-05-14 Aisin Seiki Co Ltd 冷却装置
CN1892931A (zh) * 2005-06-30 2007-01-10 株式会社日立制作所 Mri用超导磁铁
CN102290187A (zh) * 2005-12-22 2011-12-21 英国西门子公司 低温冷却的设备的闭环预冷
CN101109583A (zh) * 2006-02-17 2008-01-23 西门子磁体技术有限公司 用于电气设备的包括电流引线的低温保持器

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110058184A (zh) * 2018-01-19 2019-07-26 北京绪水互联科技有限公司 冷头效率计算指标、及利用该指标实现冷头效率计算和监测的方法、系统
CN110058184B (zh) * 2018-01-19 2021-06-08 北京绪水互联科技有限公司 冷头效率的计算方法、及冷头效率的监测方法和系统
CN110888096A (zh) * 2018-09-10 2020-03-17 通用电气公司 用于低温冷却器热管理的系统和方法
CN109752611A (zh) * 2018-12-25 2019-05-14 北京动力机械研究所 一种闭式布雷顿循环发电系统模拟试验台

Also Published As

Publication number Publication date
US9897350B2 (en) 2018-02-20
KR101640359B1 (ko) 2016-07-22
GB201510022D0 (en) 2015-07-22
JP6165267B2 (ja) 2017-07-19
DE112014000403B4 (de) 2018-04-05
US20150354865A1 (en) 2015-12-10
KR20150100942A (ko) 2015-09-02
GB2524185B (en) 2019-04-17
CN105008821B (zh) 2017-03-15
DE112014000403T5 (de) 2015-09-24
JP2016513978A (ja) 2016-05-19
WO2014109941A1 (en) 2014-07-17
GB2524185A (en) 2015-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105008821A (zh) Mri冷却设备
CN102290187B (zh) 对低温冷却设备进行闭环预冷的装置和方法
EP2562489B1 (en) Cooling system and cooling method
CN102971594A (zh) 用于使用静态和移动气体来控制低温的低温恒温器中的温度的方法和设备
RU2002118599A (ru) Криогенная холодильная рефрижераторная установка для ротора, имеющего высокотемпературную сверхпроводящую обмотку возбуждения, и способ
CN106686953B (zh) 一种机柜服务器用液冷热管散热系统及其控制方法
CN103047788B (zh) 低温线性压缩机驱动的j-t节流制冷循环系统
US6679066B1 (en) Cryogenic cooling system for superconductive electric machines
US10451322B2 (en) Refrigerator appliance with a caloric heat pump
CN104019587A (zh) 低温回热器及低温制冷机
CN103836790A (zh) 热泵式热水供给装置
CN100416880C (zh) 高温超导的多级制冷
KR102046020B1 (ko) 하이브리드 브레이튼-기퍼드-맥마흔 팽창기
US7162877B2 (en) Pulse tube refrigerator
CN203132192U (zh) 低温线性压缩机驱动的j-t节流制冷循环系统
JP2016211795A5 (zh)
KR102141655B1 (ko) 극저온냉동기를 이용한 전도냉각방식의 우주환경 모사장치
CN109780750B (zh) 磁制冷系统
CN111936802B (zh) 冷却循环制冷剂的热站
CN104807243A (zh) 一种制冷装置
CN216620339U (zh) 制冷及融霜系统
CN117677149A (zh) 制冷换热一体机组
KR101426886B1 (ko) 가스를 매개체로 하는 반도체 및 ｌｃｄ 제조공정설비의 온도 제어방법 및 온도 제어시스템
KR20240026226A (ko) 직렬로 배치되는 순환형 극저온 냉각기 시스템
CN114216291A (zh) 一种可替代低温循环泵的常温压缩机系统及方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20170315

Termination date: 20220102

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee