CN210784345U - 冷却系统和医学成像设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种冷却系统，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。本实用新型还涉及一种医学成像设备，其包括根据本实用新型的冷却系统。

Description

冷却系统和医学成像设备

技术领域

本实用新型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。

背景技术

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。

实用新型内容

因此，本实用新型的目的是：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，本实用新型的目的是：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实用新型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实用新型的解决方案。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。

本实用新型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。根据本实用新型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。

根据本实用新型，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。

根据本实用新型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，根据本实用新型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，储热器能够构成为包括多个零件的附加的、集成的结构单元或组件。在任何情况下，储热器包括如下介质，所述介质适合于吸收热量或能量并且至少暂时地存储。储热器有利地能够经由阀或输入管道或导出管道与第一冷却循环回路连接。阀能够手动地或自动地操作，特别地，阀能够温度相关地构成并且在超过第一冷却介质的事先限定的阈值温度的情况下自动地打开。替选地或附加地，能够借助于另一换热器将热量传递到储热器上。热联接的该设计方案一方面与在第一冷却循环回路和储热器中使用的冷却介质相关，但是也与装置或建筑物的结构条件相关，在所述装置或建筑物中设置有医学成像设备。

第一冷却循环回路的该设计方案尤其基于发明人的如下知识：在第二冷却循环回路失效的情况下，在温度升高导致成像设备的失效、超导磁体的失超或甚至个别组件的损坏之前，能够至少时间上暂时地确保对成像设备的至少一个部件、优选磁体冷却装置和/或全部部件的冷却。所述时间例如能够足以使第二冷却循环回路可再次投入使用。替选地，所述时间能够用于：采取或执行主磁场的有针对性的降场。在任何情况下，附加的储热器开启了决定或处理余地，以便最小化失效时间。在个别情况下，这样甚至能够完全避免失效。

在降场的大约20分钟的典型的持续时间中，储热器的尺寸能够设计成，使得其在大约30分钟内平稳过渡到至少一个磁体冷却装置的冷却。

优选地，储热器设置在第一冷却回路中或能够直接与其连接地设置。替选地，所述储热器也能够设置在第一冷却循环回路之内的另一位置处。

在该上下文中，这对应于本实用新型的一个尤其优选的实施方式，其中第一冷却回路也包括如下部件：超导磁体的冷却头。特别地，冷却头能够包括用于超导磁体的深冷箱的、二相的另一冷却介质、优选氦的压缩机，所述压缩机设置在第一冷却回路中。

在该设计方案中，借助于储热器有利地至少暂时地维持超导磁体的冷却。

在一个有利的设计方案中，储热器包括用水填充的存储库。水或自来水用作为附加的第三冷却介质。该实施方案利用水的热存储能力。存储库的大小、体积或水量在此遵循期望的平稳过渡持续时间以及磁体冷却装置的和/或其他部件的热负荷。例如，能够将200升的水箱用作为存储库。尤其在具有较小的储热容量的较小的存储库的情况下，储热器能够附加地包括通风设备，所述通风设备循环和冷却储库的环境空气，以便冷却存储库。储热器也能够与铝块热耦合，使得铝块也能够吸收和存储第一冷却循环回路的另外的热量。特别地，铝块能够是典型地由医学成像设备所包括的散热器(也称作为Run Down Load-RDL)，所述散热器设置用于：当超导磁体在没有冷却的情况下必须降场时，吸收超导磁体的热量。

在本实用新型的另一尤其有利的实施方式中，储热器包括用二相冷却介质作为第三冷却介质填充的存储库。二相冷却介质的特征在于：其在热输送/热输出时至少部分地经过在固态和液体的聚集态之间的相变或相反。在从固态转变到液态(融化)的情况下，冷却介质从至少一个部件吸收热量，在从液态转变到固态(结晶)的情况下，冷却介质输出热量。以该方式，能够存储医学成像设备的部件的热能。二相冷却介质能够是合成的冷却介质，特别地其能够是盐、蜡和/或树脂。

相变能量的能够经由选择冷却介质限定的值典型地是高的。借助于相变的能量存储能够实现比常规的水冷却更大的功率吸收。通过选择存储库中的适当的冷却介质也能够将运行温度设定得更高。

将储热器热耦合到第一冷却循环回路上能够以适当的方式进行，如其已经关于之前的实施方式描述的那样。

在本实用新型的另一设计方案中，储热器包括如下部件：梯度线圈。在该实施方案中，梯度线圈起存储库的作用，而无需另外的组件或构件。所述实施方式基于如下知识：梯度线圈典型地包括长的水管道，所述水管道由(环氧)树脂包围，所述水管道共同地具有可用的且足够的储热容量。这表示，在该实施方案中，水-树脂装置用作为第三冷却介质。冷却系统或附加构件的结构调整在该实施方案中限制到最小程度。储热器、在此为已经设置在第一冷却循环回路中的部件热耦合到第一冷却循环回路上在此也能够以适当的方式进行，如其已经关于之前的实施方式描述的那样。阀和/或所需的换热器能够针对储热器的相应的设计方案来选择。

在本实用新型的另一设计方案中，也能够将储热器的上述变型形式组合，例如将储热器与具有水的存储库和具有二相冷却介质的存储库组合。

附加地能够提出：储热器也包括通风设备，经由所述通风设备将由第一冷却循环回路吸收的热量传输给环境空气。所述通风设备包括换热器，所述换热器构建用于将热量有效地从第三冷却介质传输给环境空气。

在另一优选的实施方式中，第一冷却循环回路设置在建筑物之内并且第二冷却循环回路设置在建筑物之外。在此，在建筑物之内也包括大程度地、大部分地、完全地或至少部分地在建筑物之内。尤其优选地，第一冷却循环回路除了到第二冷却循环回路的输入和导出管道之外设置在建筑物之内。建筑物能够是装置、内部空间、医院、放射学中心等，在其中安装有医学成像设备并且为了产生医学图像数据而运行。换言之，第二冷却循环回路优选完全地设置在建筑物之外。特别地，第二冷却循环回路能够构成在封闭的结构单元中，所述结构单元包括向外限界的壳体，所述壳体能够简单地与第一冷却循环回路的输入或导出管道连接或分离。这简化第二冷却循环回路的维护和/或更换。此外，第二冷却循环回路用于将医学成像设备的部件的热量导出或继续输出给外部环境。因此，整个第二冷却循环回路设置在外部或户外是尤其有利的。该设置也简化维护工作。

在一个尤其优选的实施方式中，将用于产生第一冷却介质的流的上面已经介绍的泵设置在第一冷却循环回路中。换言之，泵设置在建筑物之内或设置在内部空间中。更确切地说，第一冷却循环回路的泵设置在第一冷却循环回路的内置部分中。在建筑物之内，即在内部空间中存在典型的恒定的运行条件、如温度、空气湿度、空气压力等，相反在建筑物之外的泵由于气候或天气经受更大的波动。这样，能够有利地提高泵的使用寿命。

在本实用新型的另一实施方式中，第一冷却循环回路构成为被动式的并且第二冷却循环回路构成为主动式的。换言之，第一冷却循环回路仅用于将热量从部件导出给散热器。所述第一冷却循环回路本身不包括主动地冷却第一冷却介质的元件。而第二冷却循环回路构成为主动式的冷却循环回路，这表示其起到主动冷却的作用。

第二冷却循环回路能够有利地包括二相的第二冷却介质，所述第二冷却介质为了存储热量或吸收热量从液态转变成气态。在该实施方案中，第二冷却循环回路能够包括压缩单元，所述压缩单元构成为，在能量输入的情况下将第二冷却介质从气态聚集态转变成液态聚集态。此外，第二冷却循环回路能够包括冷凝单元，所述冷凝单元构成为，将第二冷却介质从液态聚集态转变成气态聚集态。此外，第二冷却循环回路还能够包括节流元件，所述节流元件构成为，通过降低压力进一步降低冷却介质的温度。优选地，第二冷却循环回路的第二冷却介质能够是如下冷却介质组中的冷却介质：四氟乙烷，四氟丙烯，二氧化碳。

在本实用新型的另一优选的实施方式中，冷却系统包括用于监控超导磁体的运行状态的计算单元，所述计算单元为了交换状态信息而与冷却头、泵以及第二冷却循环回路连接。计算单元优选构成为本身已知的磁体监控单元或其一部分。所述计算单元典型地用于：监控和控制超导磁体的和/或磁体冷却装置的运行状态。换言之，磁体监控单元能够输出警告信号和/或采取和控制自动的降场方法，只要运行状态需要这样做的话。根据本实用新型，计算单元也监控设置在第一冷却循环回路中的泵和/或第二冷却循环回路的运行状态。例如，泵处的存在的(环境)温度、第二冷却介质的供应温度等能够用作为状态信息。同样能够考虑另外的状态信息。这样，能够直接地且及早地不仅检测磁体冷却装置的技术问题，而且也检测泵或第二冷却循环回路的技术问题。这简化或加速维护工作。

在本实用新型的另一实施方式中，冷却系统包括备用电源机组，所述备用电源机组在停电的情况下使用于监控磁体的计算单元在备用电源运行模式中运行。呈不间断的供应装置的形式的备用电源机组在该实施方式中构成为，使得其至少过渡地继续对计算单元供电。这具有的优点是：只要提出在意外的供应中断的情况下，尤其在停电的情况下，能够启动和执行至少一种自动的降场方法，以便防止磁体失超。就此而言，备用电源机组的尺寸必须设计成，使得计算单元能够至少在降场方法的持续时间期间运行。这样，至少能够将医学成像设备的失效时间最小化。典型的降场方法要求大约20至30分钟。在此期间，备用电源机组应当能够运行计算单元。

在本实用新型的一个尤其优选的实施方式中，冷却系统包括备用电源机组，所述备用电源机组在停电的情况下使用于监控磁体的计算单元、冷却头以及第一冷却循环回路的泵在备用电源运行模式中运行。在该实施方案中确保：只要第一冷却循环回路完好并且能工作，就能够至少过渡地至少继续进行用于超导磁体的冷却头的冷却。

在另一方面中，本实用新型涉及一种医学成像设备，其为了冷却医学成像设备的部件包括根据本实用新型的冷却系统。根据本实用新型的成像设备尤其构成为磁共振设备。

附图说明

本实用新型的上面描述的特性、特征和优点以及如何实现所述特性、特征和优点的方式和方法结合下面对实施例的描述理解上变得更加清晰和清楚，所述实施例结合附图详细阐明。不通过所述描述将本实用新型限制于所述实施例。在不同的附图中，相同的部件设有相同的附图标记。附图通常不是符合比例的。附图示出：

图1示出分别在本实用新型的一个实施方式中的呈磁共振设备的形式的医学成像设备的示意图，所述磁共振设备包括冷却系统，

图2示出本实用新型的另一实施方式的冷却系统的示意图，和

图3示出本实用新型的另一实施方式的冷却系统的示意图。

具体实施方式

在图1中示出的呈磁共振设备的形式的医学成像设备2包括空心柱形的基座单元4，在所述基座单元的内部中、即在所谓的隧道6中在运行时产生用于磁共振测量或检查呈病患8的形式的检查对象的电磁场。此外，设有具有可移动的床16的病患台14。病患8例如能够如所描绘的那样定位在床16上。病患台14定位在基座单元4之外，使得床16连带病患8一起能够至少部分地为了检查而移入到隧道6中。

断层扫描仪2具有计算机系统12，所述计算机系统构成为计算机并且具有显示单元10，例如用于图形显示重建为图像的磁共振数据。显示单元10例如能够是LCD屏幕、等离子屏幕或OLED屏幕。此外这能够是触敏屏幕，所述触敏屏幕也构成为输入单元16。这种触敏屏幕能够集成到成像设备中或构成为移动设备的一部分。输入单元16例如是键盘、鼠标、所谓的“触摸屏”或也为用于语音输入的麦克风。输入单元16还能够设计用于：识别用户的移动并将其转换成相应的命令。

计算机系统12尤其能够构成为：从磁共振原始数据中重建磁共振图像或断层扫描，或产生用于基座单元4的控制信号，所述控制信号已经从经由输入单元16的用户输入中接收到，例如选择适合于病患8的测量协议。计算机系统12与断层扫描仪2的基座单元4连接以进行数据交换。例如，能够传递用于断层扫描仪2的控制信号。连接22以已知的方式有线地或经由相应的接口无线地实现。

在基座单元4中设置有超导磁线圈或超导磁体、优选用于每个空间方向x、y和z的梯度线圈以及高频线圈，其在共同考虑的情况下一起构建磁共振测量所需的磁场。典型地，在基座单元4上设置有根据本实用新型的冷却系统27的部件K，所述部件呈用于超导磁线圈的冷却头/磁体冷却装置(典型地用MREF表示)KK的形式。超导磁线圈的冷却典型地借助于氦进行，其中根据线圈的类型，对于冷却需要不同量的氦。替选地，冷却头KK能够构成为，使得所述冷却头在没有或具有仅极其少量(例如<100升，优选<150升)氦的情况下实现冷却。示出磁体冷却装置KK，所述磁体冷却装置包括氦，其中氦量能够是任意的。所述氦在氦循环回路HK中移动穿过深冷箱，并借助于根据本实用新型的冷却系统27的构成为氦压缩机KK-KOMP的部件K压缩或液化。

磁共振设备2包括冷却系统27。所述冷却系统具有带有第一冷却回路S1的第一冷却循环回路24。冷却循环回路24填充有第一冷却介质，所述第一冷却介质能够构成为水或水-乙二醇混合物并且所述第一冷却介质在第一冷却循环回路24中环绕地移动。第一冷却介质具有限定的储热容量。冷却剂流通过设置在第一冷却回路S1中的泵P引起，所述泵泵送第一冷却介质。在本实施方案中，在第一冷却回路S1中仅设置有医学成像设备2的呈磁体冷却装置KK的冷却头压缩机KK-KOMP的形式的部件K。然而，其他的部件K也能够设置在第一冷却回路S1中。磁共振设备2的部件K能够分别具有至少一个电子元件EE、例如半导体元件、线圈、电容器等，所述电子元件在运行中产生热能，所述热能必须被导出。部件K例如能够以用于磁共振设备2的每个空间方向x、y、z的梯度线圈之一的梯度功率放大器(GPAX，GPAy，GPAz)的形式、以高频功率放大器(RFPA)的形式、以用于冷却第一冷却循环回路24的环境空气的空调设备(ACS)或冷却头压缩机KK-KOMP的形式构成。部件K的其他设计方案同样是能够考虑的并且能够集成到第一冷却循环回路24中。附加地或可选地，第一冷却循环回路24能够包括至少一个第二冷却回路S2。所述第二冷却回路能够串联设置，包括多个部件K或仅包括一个部件K。总之，成像设备2的这种不同的部件K也能够并联地设置在第一冷却循环回路24中。

第一冷却循环回路24的泵P优选地配置或尺寸设计成，使得所述泵引起在全部部件K、KK-KOMP中或穿过全部冷却回路S1、S2的足够的冷却介质移动。替选于此，第一冷却循环回路24或其冷却回路S1、S2中的个别冷却回路可包括另外的泵，以便实现所需的冷却剂流。由部件K产生的热能传递到第一冷却介质上并通过冷却介质移动导出到第一换热器W1上。

冷却系统27还包括第二冷却循环回路25。第一冷却循环回路24基本上完全地设置在建筑物之内，而第二冷却循环回路25完全位于建筑物之外。优选地，第二冷却循环回路25构成为封闭单元，所述封闭单元能够在故障时或在需要时整体更换。建筑物是其中构建和运行医学成像设备2的装置。冷却循环回路25也填充有第二冷却介质，所述第二冷却介质优选地构成为二相冷却介质。替选地，第二冷却介质也能够构成为水或水-乙二醇混合物。第二冷却介质也在第二冷却循环回路25中环绕地移动。冷却剂流通过设置在第二冷却循环回路25中的泵P引起，所述泵泵送第二冷却介质。呈二相冷却介质的形式的第二冷却介质具有事先限定的且与所需的冷却功率相协调的相变温度。这优选地设定于0和100摄氏度之间的值。在冷却系统27的第二冷却循环回路25中在流动方向F上(通过箭头表示)在泵P之后设置有呈节流阀或膨胀阀的形式的节流元件DR。所述节流元件能够构成为不受调节的或受调节的节流元件DR。不受调节的节流元件DR例如通过管横截面的局部收缩/变窄、即所谓的毛细管来实现。受调节的节流元件DR能够设定(液态的)第二冷却介质的期望压力或期望温度。在第二冷却循环回路25的该实施例中，第一换热器W1在流动方向F上随节流元件DR之后。该换热器W1也是第一冷却循环回路24的组成部分。所述换热器优选沿相反的方向由第一和第二冷却介质穿流，使得热量从第一冷却介质传递到第二冷却介质上。传递到第二冷却介质上的热能至少部分地引起冷却介质从液态到气态的相变。至少部分气态的冷却介质随后由压缩单元KOMP加载压力或压缩。压缩单元KOMP构成为本身已知的压缩机。压缩单元KOPM将冷却介质转发给冷凝单元KOND。所述冷凝单元与散冷器热接触，并将部件K的携带的热能传递到该散热器上。为此目的，冷凝单元KOND例如具有扩大的外面，以便促进向散冷器的热传递。冷凝单元KOND能够包括另外的换热器，所述另外的换热器与散冷器的类型或介质相协调。通过能量输出，冷却介质冷凝并返回到液体聚集态。在该实施例中，散热器以第二冷却循环回路25的环境空气的形式、即以外部空气的形式构成。有利地能够设有用于导出加热的空气团的通风设备28，以便达到在冷凝器KOND处的散热的目的。

综上所述，第二冷却循环回路25用于：将第一冷却循环回路24的至少一个部件K、KK-KOMP的多余的热能导出到外部空气或环境。根据本实用新型的系统针对医学成像设备2的大约15kW至75kW的典型的热负荷设计。

在第二冷却循环回路25的冷却性能失效或严重降低的情况下，不能或不能有效地确保从部件K、KK-KOMP导出热量。结果是第一冷却循环回路24连同磁共振设备2的至少一个部件K、KK-KOMP一起加热到高于常用运行温度的温度。结果是系统失效和超导磁体的失超。

在这种情况下，在所示出的实施方案中，储热器WS设置在第一冷却循环回路24中，并且尤其设置在第一冷却回路S1中。所述储热器包括具有第三冷却介质的存储库，所述存储库在此例如呈水或水-乙二醇混合物箱的形式。储热器WS的实施方案匹配于第一冷却介质的设计方案，第一和第三冷却介质在此是相同的。例如，储热器WS包括200升水。如果通过第二冷却循环回路25的冷量供应失效，第一冷却循环回路24中的第一冷却介质的温度连续升高。如果第一冷却介质的温度达到预定的临界阈值，则储热器能够与第一冷却循环回路24连接。为此目的，在第一冷却回路S1中设有至少一个阀V，这里是两个阀V，所述阀能够相应地打开或关闭。阀V能够构成为用于手动操作，但也能够自主地、即在达到临界阈值温度时自动地打开或关闭。自动阀V例如能够构成为电磁阀。在阀V打开时，储热器WS也由第一冷却介质穿流。储热器WS提供增加的热质量，所述热质量现在用于冷却部件K、KK-KOMP。在第一冷却循环回路24持续运行时，能够以这种方式至少在一定的时间段内维持部件K、KK-KOMP的冷却。该时间能够用于将第二冷却循环回路25再次置于(完全)运行，或者对超导线圈执行降场方法，以便避免磁体失超。

该实施例的第一冷却循环回路24、特别是第一冷却回路S1构成或设置在呈电子柜或技术空间TR的形式的封闭环境中。技术空间TR是建筑物之内的如下空间，所述空间与包括磁共振设备2的检查空间UR分离。技术空间TR尤其也与包括第二冷却循环回路25的外部空间A分离。优选地，第一冷却循环回路24包括呈绝缘层的形式的热绝缘单元，所述热绝缘单元设置在技术空间TR的或电子柜的壁上。

由储热器WS放射到技术空间TR中的从而引起第一冷却循环回路24的环境空气的加热的热量能够优选地借助于呈空调设备的形式的由第一冷却循环回路包括的部件K来附加地冷却。

图2示出本实用新型的另一实施方式中的冷却系统27的示意图。所述冷却系统与在图1中示出的冷却系统的不同之处在于：储热器WS的另一设计方案。在此示出的储热器包括呈二相冷却介质的形式的第三冷却介质，所述第三冷却介质通过热量输入至少部分地从固态聚集态转变成液态聚集态，例如是蜡。为了将第一冷却介质热联接到第三冷却介质，在该实施方案中设有第二换热器W2，所述第二换热器构建用于：将液体介质的热量尽可能好地传递到固态介质。能够提出：换热器W2在第一冷却循环回路24运行时连续地由第一冷却介质穿流，但是在事先限定的阈值温度之上才将热量传递到第三冷却介质上。替选于此，能够设有一个或多个阀V，所述阀根据第一冷却介质的温度自动地或手动地打开或关闭，以便穿流换热器W2。替选地或附加地能够提出：技术空间TR中的直接包围储热器WS的空气借助于另外的通风设备28冷却。替选地或附加地，还能够设有另外的存储库(未示出)，所述存储库与包括第三冷却介质的储热器WS处于热交换，所述另外的存储库例如呈铝块的形式，所述铝块根据其热质量用于储热器WS的温度降低。

图3是本实用新型的另一实施方式中的冷却系统的示意图。这里示出的冷却系统27分别在本实用新型的设计变型形式中包括第一冷却循环回路24以及第二冷却循环回路25。此外，在图3中示出的冷却系统27包括呈磁体监控单元的形式的计算单元MSUP、通信接口NODE、例如医学成像设备2的EPC节点以及呈不间断的能量供应装置UPS的形式的备用电源机组、例如电池。计算单元MSUP能够包括在计算机系统12中或者构成为单独的单元。计算单元MSUP经由数据连接D经由通信接口NODE与备用电源机组UPS、第一冷却循环回路24和第二冷却循环回路25连接，以交换或监控状态信息。特别地，通信接口NODE与第一冷却循环回路24的冷却头压缩机KK-KOMP和/或泵P连接。两个单元典型地配备有相应的传感装置，所述传感装置允许：例如，检测第一冷却介质的局部温度，第一冷却介质的流率等，并且作为状态信息提供用于通过计算单元MSUP的继续处理。特别地，第二冷却循环回路25同样能够具有用于第二冷却介质的温度传感器TS，所述温度传感器与通信接口NODE连接。替选地或附加地，第二冷却循环回路25的泵也能够提供第二冷却介质的当前流速作为另外的状态信息。其他传感器数据同样能够用作为另外的状态信息。数据连接D能够以已知的方式无线地或有线地构成。一方面，数据连接D用于：通过计算单元MSUP识别泵P之一或冷却循环回路之一的失效。附加地，通过所有状态信息的总览，也能够由MSUP检测(意外的)停电，所述停电涉及整个冷却系统27。对于这种情况，设有备用电源机组UPS，在最简单的情况下设有电池，所述电池在停电时被激活。备用电源机组UPS能够构成或配置成，使得其至少过渡地对计算单元MSUP供应能量，直至使得做出用户方面的对于自动降场方法的决定，并且能够结束该方法。替选地，备用电源机组UPS能够构成为，除了计算单元MSUP之外，泵P以及压缩机冷却头KK-KOMP也至少暂时地继续运行，尤其在备用电源运行模式中运行。备用电源运行模式的特征能够在于：其引起至少一个部件K、特别是冷却头压缩机KK-KOMP暂时冷却(例如最大1个小时)至最大运行温度，所述最大运行温度例如为35摄氏度至40摄氏度，所述最大运行温度高于最佳运行温度，所述最佳运行温度例如为25摄氏度。这样，只要备用电源机组UPS的容量足以克服停电，就能够防止磁体的失效或降场。

下面再次总结本实用新型：

在使用所描述的冷却拓扑结构和冷却技术的情况下，冷却系统的可靠性尤其对于干式的或低氦含量的磁体而言，能够相对于用于医学成像设备的现今的冷却系统提高。

所介绍的冷却设计的发明核心在于：将附加的储热器WS集成到冷却系统27中，所述储热器是附加的热质量，所述热质量在失效或冷却性能下降的情况下提高冷却系统27的功率消耗进而延长运行持续时间或能够防止医学成像设备2的失效。特别地，储热器WS集成到包括超导磁体的冷却头压缩机KK-COMP的第一冷却回路S1中，使得在任何情况下都以平稳过渡的方式(überbrückungsweise)继续冷却所述超导磁体。另外的阀V能够设置在第一冷却循环回路24中，以便并行地将另外的可选的冷却回路S2与冷量供应装置分离。

第二冷却循环回路25根据本实用新型构成为封闭的结构单元，所述结构单元在干扰情况下能够作为整体快速地且容易地更换。在第一和第二冷却循环回路之间的连接限制于第一冷却循环回路24到第一换热器W1的输入管道和导出管道，所述输入管道和导出管道能够为了该目的可分离地构成。

第一冷却循环回路24的泵P设置在建筑物之内，这由于恒定的运行条件而提高其使用寿命，优选地，泵具有80,000小时的运行寿命。

根据本实用新型，冷却系统27与用于磁体监控装置MSPU的计算单元交换数据。这尤其对于能够进行自动升场或降场的系统是有利的。冷却系统27的状态信息为磁体监控装置提供关于当前的冷却性能的结论，使得能够得出基本上瞬时的、防止磁体失超的措施。

在整个冷却系统27的能量供应失效的情况下，备用电源机组UPS能够使运算单元MSUP保持运行，使得能够执行自动降场。替选地，备用电源机组UPS附加地也供应泵P和冷却头压缩机，使得至少也包括储热器WS的第一冷却回路S1暂时地、例如在30分钟至60分钟期间能够继续运行。

在尚未明确出现、然而有意义且在本实用新型的范围中的情况下，能够将各个实施例、其各个子方面或特征彼此组合或交换，而不脱离本实用新型的范围。参考实施例描述的本实用新型的优点在没有明确提出可转用于何处的情况下也涉及其他的实施例。

Claims (12)

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，

其特征在于，

所述第一冷却循环回路设置在建筑物之内，并且所述第二冷却循环回路设置在建筑物之外。

7.根据权利要求2所述的冷却系统，

其特征在于，

将用于产生所述第一冷却介质的流的泵(P)设置在所述第一冷却循环回路中。

8.根据权利要求1或2所述的冷却系统，

其特征在于，

所述第一冷却循环回路是被动式的，并且所述第二冷却循环回路是主动式的。

9.根据权利要求7所述的冷却系统，

其特征在于，

所述冷却系统包括用于监控所述超导磁体的运行状态的计算单元(MSUP)，所述计算单元与所述冷却头、所述泵以及所述第二冷却循环回路连接以交换状态信息。

10.根据权利要求9所述的冷却系统，

其特征在于，

所述冷却系统包括备用电源机组(UPS)，所述备用电源机组在停电的情况下使用于监控磁体的所述计算单元在备用电源运行模式中运行。

11.根据权利要求9所述的冷却系统，

其特征在于，

所述冷却系统包括备用电源机组，所述备用电源机组在停电的情况下使用于监控磁体的所述计算单元、所述冷却头以及所述第一冷却循环回路的所述泵在备用电源运行模式中运行。

12.一种医学成像设备，

所述医学成像设备用于冷却所述医学成像设备的部件(K，KK-KOMP)，

其特征在于，

所述医学成像设备包括根据权利要求1至11中任一项所述的冷却系统(27)。

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