CN109528222A - 用于空气冷却的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明的各种实施例涉及用于空气冷却的方法和装置。本发明涉及一种装置，具有计算机断层扫描设备的机架和气流偏转单元。机架具有隧道形开口，患者能够被引入到该隧道形开口中。机架在机架的外表面中还具有第一通风口。气流偏转单元可拆卸地能够布置在机架的外表面处，特别是布置在机架的外表面处，以使得在装置的运行状态中，第二通风口构造在气流偏转单元的背离第一通风口的区域中，并且在该装置的运行状态中，在第一通风口和第二通风口之间形成有弯曲流动路径。

Description

用于空气冷却的方法和装置

技术领域

本公开的实施例涉及具有计算机断层扫描设备的机架和气流偏转单元的装置以及用于空气冷却的方法。

背景技术

计算机断层扫描设备通常使用空气来进行冷却。在此，一方面可以使空气在机架中的闭合回路中循环，并利用水冷却来将热量向外导出。另一方面，在开放式的计算机断层扫描设备的情况下，可以从计算机断层扫描设备所处的空间中抽吸空气以用于冷却，然后空气再次被加热并回到该空间。在介入室或手术室中，通常存在特定气流条件，该气流条件与超净间技术中的气流条件类似。在此，空气——特别是层气流——从天花板流动到患者周围的地板，从而在患者附近形成无菌的环境。由于对计算机断层扫描设备(CT)的冷却而造成的对这种气流的干扰应该尽可能地避免。

例如，出气端可以布置在CT的上侧，和/或进气端可以布置在CT的侧面或后面。对于在空调房间中的使用，这种装置具有优势，并且考虑到了暖空气上升这一空气的自然流动方向。然而，对于在介入室或手术室中的使用，这却可能对气流条件产生不利影响，特别是从顶部向底部流动的层气流可能受到相反的冷却气流的干扰。

为避免这种情况，可以使用用于在介入室或手术室中操作的特殊CT，在这种特殊CT中，机架的进气口和出气口相应地布置在例如底部附近和/或无菌区域下方。备选地，可以使用在机架中具有闭合回路的水冷CT。然而，在这两种情况下，CT均不是针对常规的空调房间而被最优设计的。

下面各篇文献分别公开了一种用于CT装置的机架的冷却系统：US 6988827B2、US7374338B2、US 7393138B2、US 7410295B2。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于计算机断层扫描设备的空气冷却，该空气冷却能够灵活地与检查室中的气流条件相适应。每个独立权利要求的方案都实现了这一目的。在从属权利要求中考虑了本发明的进一步有利的方面。

本发明涉及一种装置，具有计算机断层扫描设备的机架和气流偏转单元。机架具有隧道形开口，患者能够被引入到该隧道形开口中。机架还在机架的外表面中具有第一通风口。气流偏转单元可拆卸地能够布置在机架的外表面处，特别是布置在机架的外表面处，使得在装置的运行状态中，第二通风口构造在气流偏转单元的背离第一通风口的区域中，并且在该装置的运行状态中，在第一通风口和第二通风口之间形成有弯曲流动路径。

特别地，第一通风口可以是第一进气口。特别地，第二通风口可以是第二进气口。特别地，在该装置的运行状态中，进入气流可以借助于气流偏转单元而被沿着弯曲的流动路径从第二进气口向第一进气口引导。

特别地，第一通风口可以是第一出气口。特别地，第二通风口可以是第二出气口。特别地，在该装置的运行状态中，输出气流可以借助于气流偏转单元而被沿着弯曲的流动路径从第一出气口向第二出气口引导。

在本发明的一种实施方式中，

-第一通风口位于机架下边缘区域上方的第一高度处，

-在装置的运行状态中，第二通风口位于机架下边缘区域上方的第二高度处，

-第二高度小于第一高度。

例如，第一高度和第二高度之间的高度差可以是至少10厘米、特别是至少30厘米、特别是至少70厘米。机架的下边缘区域尤其可以是放置在检查室中的机架被放置在检查室的地板上的边缘区域。第一通风口在机架下边缘区域上方的第一高度尤其可以等于第一通风口在检查室的地板上方的第一高度。第二通风口在机架的下边缘区域上方的第二高度尤其可以等于第二通风口在检查室的地板上方的第二高度。该装置尤其可以包括具有地板的检查室。特别是，机架可以被设置在检查室中并且被设置在地板上。

在本发明的一种实施方式中，

-流动路径在第一通风口的区域中具有第一流动方向，

-在装置的运行状态中，流动路径在第二通风口的区域中和/或在第一通风口和第二通风口之间的部分中具有第二流动方向，

-在第一流动方向和第二流动方向之间的方向差为至少30度。

在第一通风口的区域中的流动路径的第一流动方向尤其可以是流过第一通风口的气流的第一流动方向。在第二通风口的区域中的流动路径的第二流动方向尤其可以是流过第二通风口的气流的第二流动方向。例如，第一流动方向与第二流动方向之间的方向差可以是至少60度、特别是至少100度、特别是至少150度。特别地，在装置的运行状态中，第二通风口可以被构造在气流偏转单元的背离第一通风口的区域中。

第一通风口尤其可以位于隧道形开口的上方或位于隧道形开口的水平处。特别地，在该装置的运行状态中，第二通风口可以位于隧道形开口的下方。特别地，气流偏转单元可以是环形的。特别地，在该装置的运行状态中，气流偏转单元可以以环形方式被布置在机架的隧道形开口的周围。气流偏转单元例如可以具有第二通风口。特别地，第二通风口可以被气流偏转单元的边缘区域沿着第二通风口的整个圆周而限定。

在本发明的一种实施方式中，

-第二通风口沿着第二通风口的圆周的第一部分通过气流偏转单元的边缘区域限定，并且

-在装置的运行状态中，第二通风口沿着第二通风口的圆周的第二部分通过机架的外表面限定。

特别地，该装置可以具有空气过滤器，该空气过滤器能够布置在第二通风口处，特别是布置在第二通风口处。特别地，第二通风口可以构造成可拆卸地接收空气过滤器，特别是以形状配合方式可拆卸地接收空气过滤器。

在本发明的一种实施方式中，

-该装置还具有空气过滤器，并且

-第一通风口和第二通风口分别被构造成可拆卸地接收空气过滤器，特别是以形状配合方式可拆卸地接收空气过滤器，使得空气过滤器选择性地能够布置在第一通风口或第二通风口处。

特别地，在机架的外表面处可以布置有连接元件，连接元件用于与气流偏转单元可拆卸地连接。特别地，气流偏转单元能够包括用于与机架可拆卸地连接的连接元件。用于与机架可拆卸地连接的连接元件特别可以与布置在机架的外表面上的连接元件对应地被布置和构造。机架的外表面尤其可以是机架的盖板的外表面。可拆卸的连接能够尤其选自由旋拧连接、插连接、磁性连接及其组合形成的组。

在本发明的一种实施方式中，在装置的运行状态中，气流偏转单元沿着基本上闭合的轮廓以基本上气密的方式接合到机架的外表面。特别地，第一通风口可以位于基本闭合的轮廓内。

在本发明的一种实施方式中，

-在装置的运行状态中，气流偏转单元沿着基本上闭合的轮廓的第一部分基本上气密地接合到机架的外表面，并且

-在该装置的运行状态中，第二通风口沿着基本闭合的轮廓的第二部分通过机架的外表面限定。特别地，隧道形开口可以位于基本闭合的轮廓内。

弯曲的流动路径尤其可以通过气流偏转单元和/或机架的外表面形成。气流偏转单元尤其可以具有扁平气密的区域，以用于形成流动路径。特别地，可以以流动优化的方式构造流动路径。例如，可以为此尽可能地避免横截面的突变、包围流动路径的相对小的横截面和流动路径的相对小的曲率半径。以这种方式可以减少气流偏转单元中的气流的压力损失以及额外的噪声污染。在本发明的一种实施方式中，气流偏转单元借助于注塑方法和/或借助于3D打印方法制成。特别地，气流偏转单元可以制造为模制部件和/或由塑料制造。

特别地，该装置可以具有风扇，该风扇能够布置在气流偏转单元中，特别是布置在气流偏转单元中。例如，在第二进气口的区域中和/或在第二出气口的区域中相应能够布置有风扇，特别是布置有风扇。以这种方式可以减少气流偏转单元中的气流的压力损失。特别地，气流偏转单元可以是消声构造的。特别地，气流偏转单元的内表面铺衬有消声材料。

特别地，该装置还可以包括计算机断层扫描设备。该装置例如可以具有计算机断层扫描设备与另外的成像模块，例如正电子发射断层摄影设备和/或照射模块的组合。在这种情况下，照射模块可以具有例如用于医疗照射的照射单元。

特别地，该装置还可以包括气流产生单元，气流产生单元被构造成产生层气流，使得层气流的至少一个机架子气流从顶部流向机架，和/或使得层气流的至少一个患者子气流从顶部流向计算机断层扫描设备的患者支承装置。

本发明还涉及一种用于对计算机断层扫描设备的机架的至少一个组件进行空气冷却的方法，其中方法包括步骤：

-将气流偏转单元可拆卸地布置在机架的外表面处，其中机架在机架的外表面中具有第一通风口，其中可拆卸的布置以如下方式进行，以使得在装置的运行状态中，第二通风口构造在气流偏转单元的背离第一通风口的区域中，其中在第一通风口和第二通风口之间形成有弯曲的流动路径，

-产生气流，利用气流来冷却机架的至少一个组件，其中气流的流动部分沿着在第一通风口和第二通风口之间的弯曲的流动路径运动。

特别地，可以将空气过滤器从第一通风口移除。例如，可以在第二通风口处过滤气流，特别是利用从第一通风口移除的空气过滤器来进行过滤。以这种方式可以减少气流偏转单元中的气流的压力损失和额外的噪声污染。

按照本发明的一个实施方式，计算机断层扫描设备具有采集单元，采集单元被构造成获取采集数据。特别地，采集单元可以具有辐射源和辐射检测器。在本发明的一种实施方式中，辐射源被构造成用于发射和/或激发辐射，特别是电磁辐射，和/或辐射检测器被构造成检测辐射，特别是电磁辐射。例如，辐射可以从辐射源到达待成像的区域，和/或在与待成像的区域相互作用之后到达辐射检测器。

在与待成像的区域的相互作用中，辐射被改变并因此成为与待成像的区域有关的信息的载体。在辐射与检测器的相互作用中，这些信息以采集数据的形式而被获取。特别是，在计算机断层扫描设备中，采集数据可以是投影数据，获取单元可以是投影数据采集单元，辐射源可以是X射线源，辐射检测器可以是X射线检测器。X射线检测器尤其可以是量子计数的和/或能量分辨的X射线检测器。

计算机断层扫描设备的机架通常包括承载结构，在承载结构处尤其布置有采集单元的组件，特别是辐射源和/或辐射检测器。机架的承载结构通常具有高的刚度和强度，以使得采集单元的组件可以相对于彼此布置，并且还可以相对于待成像的区域以足够用于成像的定义的几何形状来布置。

对于计算机断层扫描设备，机架通常具有承载框架和相对于承载框架可转动支承的转子，其中辐射源和辐射检测器布置在转子上。可选地，机架可以具有相对于承载框架可倾斜地支承的倾斜框架，其中转子布置在倾斜框架处。

在本发明的范围内，关于本发明的不同实施方式和/或不同的权利要求类别(方法、用途、装置、系统、布置等)描述的特征可以组合成本发明的另外的实施方式。例如，涉及装置的权利要求也可以利用结合方法所描述或所要求保护的特征来进一步构成，并且反之亦然。方法的功能特征在此可以通过相应构造的具体组件来执行。

除了在本申请中明确描述的本发明的实施方式之外，可以在不脱离本发明的范围的情况下设想到技术人员可以达到的本发明的各种其他实施方式，只要其由权利要求所限定。使用不定冠词“一”或“一个”并不排除相关特征也可以多个。术语“具有”的使用不排除借助于术语“具有”相关联的术语可以是相同的。例如，计算机断层扫描设备具有计算机断层扫描设备。术语“单元”的使用不排除术语“单元”所指的对象可以具有在空间上彼此分离的多个组件。

附图说明

在下文中，将借助于参考附图的实施例来解释本发明。附图中的表示是示意性的、大幅简化的且不一定是按比例的。

图1示出了用于计算机断层扫描设备的机架的倾斜框架，

图2示出了计算机断层扫描设备的机架，

图3-9示出了具有计算机断层扫描设备机架和气流偏转单元的装置，并且

图10示出了用于对计算机断层扫描设备的机架的至少一个组件进行空气冷却的方法的流程图。

具体实施方式

图1示出了用于计算机断层扫描设备2的机架20的倾斜框架22，具有隧道形开口9，患者13能够被引入到隧道形开口中。机架20的外表面2C具有至少两个第一通风口，特别是第一出气口AO1和第一进气口AI1。倾斜框架22借助于倾斜支承装置能够相对于机架20的固定承载框架21倾斜地支承。为此，框架22具有悬挂部2B，框架22借助于该悬挂部可以被接收到倾斜支承装置中。但是，根据本发明的解决方案，机架20具有倾斜框架22并不是必须的。特别地，根据本发明的解决方案同样适用于不具有倾斜框架22的机架20。

图2示出计算机断层扫描设备2的机架20，具有倾斜框架22和固定承载框架21，其中倾斜框架22借助于倾斜支承装置而相对于固定承载框架21可倾斜地布置在固定承载框架21上。在图2所示的机架的运行状态中，空气过滤器51布置在第一进气口AI1处。

图3-9示出了具有计算机断层扫描设备2的机架20和气流偏转单元5的装置1。在图3-9所示的装置1的运行状态中，气流偏转单元5可拆卸地布置在机架20的外表面2C处，使得第二通风口构造在气流偏转单元5的背离第一通风口的区域中，其中在第一通风口和第二通风口之间形成弯曲的流动路径5F。取决于配置，装置1具有第二进气口AI2和/或第二出气口AO2。

进入气流可以借助于布置在第一进气口AI1的区域中的气流偏转单元5而被沿着流动路径5F从第二进气口AI2向第一进气口AI1引导。输出气流可以借助于布置在第一出气口AO1的区域中的气流偏转单元5而被沿着流动路径5F从第一出气口AO1向第二出气口AO2引导。

第一通风口位于机架20下边缘区域2G上方第一高度H1处。第二通风口位于机架20下边缘区域2G上方第二高度H2处，其中第二高度H2小于第一高度H1。第一通风口在机架下边缘区域2G上方的第一高度可以等于第一通风口在检查室4的地板4G上方的第一高度。第二通风口在机架的下边缘区域2G上方的第二高度尤其可以等于第二通风口在检查室4的地板4G上方的第二高度。

流动路径5F在第一通风口的区域中具有第一流动方向D1。流动路径5F在第二通风口的区域中具有第二流动方向D2，其中在第一流动方向D1和第二流动方向D2之间的方向差为至少30度。第一进气口AI1位于隧道形开口9的高度处。第一出气口AO1位于隧道形开口9的上方。第二进气口AI2和第二出气口AO2分别位于隧道形开口9的下方。

被布置在第一进气口AI1的区域中的气流偏转单元5是环形的并且环形地布置在机架20的隧道形开口9的周围。空气过滤器51已经从第一进气口AI1移除并且被布置在第二进气口AI2处。以这种方式，气流AF通过从第一进气口AI1移除的空气过滤器51来被过滤。在机架20的外表面2C处布置有连接元件5CI和5CO，以用于与相应的气流偏转单元5可拆卸地连接。连接元件5CI和5CO可以例如是螺纹。在气流偏转单元5中布置有风扇5N。

在图9所示的装置1中，计算机断层扫描设备2具有气流产生单元GF-M，气流产生单元被构造成产生层气流55，以使得层气流55的至少一个机架子气流2LF从上方流到机架20上，并且以使得层气流55的至少一个患者子气流1LF从上方流到计算机断层扫描设备2的患者支承装置10上。第二进气口AI2和第二出气口AO2分别位于支承板12下方，特别是位于患者13所在的无菌区域下方。

计算机断层扫描设备2具有机架20和患者支承装置10。机架20具有固定的承载框架21、倾斜框架22和转子24。转子24借助于旋转支承装置相对于倾斜框架22围绕旋转轴线可旋转地布置在倾斜框架22上。患者13能够被引入到隧道形开口9中。患者支承装置10具有支承基座11和用于支承患者13的支承板12。支承板12可以相对于支承基座11可移动地布置在支承基座11处，以使得支承板12能够沿支承板12的纵向方向引入到隧道形开口9中。至少一个组件25可以是例如机架20的转子24和/或布置在机架20的转子24上的一个或多个组件，例如辐射源和/或辐射检测器。

图10示出了用于对计算机断层扫描设备2的机架20的至少一个组件25进行空气冷却的方法的流程图。其中方法包括以下步骤：

-将气流偏转单元5可拆卸地布置X1在机架20的外表面2C处，其中机架20在机架20的外表面2C中具有第一通风口，使得在装置1的运行状态中，在气流偏转单元5的区域中形成有第二通风口，其中在第一通风口和第二通风口之间形成有弯曲的流动路径5F，

-产生X2气流AF，利用气流来对机架20的至少一个组件25进行冷却，其中气流AF的流动部分沿着在第一通风口和第二通风口之间的流动路径5F运动。

根据本发明的解决方案尤其提供了一种用于计算机断层扫描设备的空气冷却部，空气冷却部灵活地与检查室中的气流条件相适应。特别地，对于传统的空调房间而言，可以使用第一进气口和第一出气口，而机架的外表面处没有布置气流偏转单元。在需要时，例如对于在介入室和/或手术室中使用计算机断层扫描设备，气流偏转单元能够可拆卸地布置在机架的外表面处。由此能够在空间上将进气口和/或出气口进行移位，特别地，这使得在很大程度上减小了由计算机断层扫描设备的空气冷却造成的对层流气流的干扰，以及由此对无菌区域的干扰。

Claims (15)

1.一种装置(1)，具有

计算机断层扫描设备的一个机架(20)，所述机架具有一个隧道形开口(9)和在所述机架(20)的外表面(2C)中的一个第一通风口，患者(13)能够被引入到所述隧道形开口中，

一个气流偏转单元(5)，所述气流偏转单元能够可拆卸地布置在所述机架(20)的所述外表面(2C)处，使得在所述装置(1)的运行状态中，在所述气流偏转单元(5)的区域中形成有一个第二通风口，其中在所述第一通风口与所述第二通风口之间形成有弯曲的流动路径(5F)。

2.根据权利要求1所述的装置(1)，

其中所述第一通风口是第一进气口(AI1)，

其中所述第二通风口是第二进气口(AI2)，

其中在所述装置(1)的所述运行状态中，进入气流能够借助于所述气流偏转单元(5)而被沿着所述流动路径(5F)从所述第二进气口(AI2)向所述第一进气口(AI1)引导。

3.根据权利要求1所述的装置(1)，

其中所述第一通风口是第一出气口(AO1)，

其中所述第二通风口是第二出气口(AO2)，

其中在所述装置(1)的所述运行状态中，输出气流能够借助于所述气流偏转单元(5)而被沿着所述流动路径从所述第一出气口(AO1)向所述第二出气口(AO2)引导。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置(1)，

其中所述第一通风口位于所述机架(20)的下边缘区域(2G)上方的第一高度(H1)处，

其中在所述装置(1)的所述运行状态中，所述第二通风口位于所述机架(20)的所述下边缘区域(2G)上方的第二高度(H2)处，

其中所述第二高度(H2)小于所述第一高度(H1)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置(1)，

其中所述流动路径(5F)在所述第一通风口的区域中具有第一流动方向(D1)，

其中在所述装置(1)的所述运行状态中，所述流动路径(5F)在所述第二通风口的区域中和/或在所述第一通风口和所述第二通风口之间的部分中具有第二流动方向(D2)，

其中在所述第一流动方向(D1)和所述第二流动方向(D2)之间的方向差为至少30度。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置(1)，

其中所述第一通风口位于所述隧道形开口(9)的上方处或位于所述隧道形开口(9)的水平处，

其中在所述装置(1)的所述运行状态中，所述第二通风口位于所述隧道形开口(9)的下方。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置(1)，

其中所述气流偏转单元(5)是环形的，并且在所述装置(1)的所述运行状态中，所述气流偏转单元(5)是围绕所述机架(20)的所述隧道形开口(9)而被布置的。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置(1)，还具有空气过滤器(51)，所述空气过滤器能够被布置在所述第二通风口处。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的装置(1)，

其中在所述机架(20)的所述外表面(2C)处布置有连接元件(5CI、5CO)，以用于与所述气流偏转单元(5)的可拆卸连接。

10.根据权利要求9所述的装置(1)，

其中所述可拆卸连接选自包括如下的组：旋拧连接、插连接、磁性连接及其组合。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的装置(1)，还具有风扇(5N)，所述风扇能够被布置在所述气流偏转单元(5)中。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的装置(1)，

其中所述气流偏转单元以消声方式构造。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的装置(1)，还具有所述计算机断层扫描设备(2)。

14.一种用于对计算机断层扫描设备(2)的机架(20)的至少一个组件(25)进行空气冷却的方法，其中所述方法包括步骤：

将气流偏转单元(5)可拆卸地布置(X1)在所述机架(20)的外表面(2C)处，其中所述机架(20)在所述机架(20)的所述外表面(2C)中具有一个第一通风口，使得在所述装置(1)的运行状态中，在所述气流偏转单元(5)的区域中形成有一个第二通风口，其中在所述第一通风口与所述第二通风口之间形成有弯曲的流动路径(5F)，

产生(X2)气流(AF)，利用所述气流来对所述机架(20)的所述至少一个组件(25)进行冷却，其中所述气流(AF)的流动部分沿着所述第一通风口与所述第二通风口之间的所述流动路径(5F)运动。

15.根据权利要求14所述的方法，

其中空气过滤器(5F)从所述第一通风口被移除，

其中所述气流在所述第二通风口处被过滤。