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Die
Erfindung betrifft eine Gantry eines Computertomographen, umfassend
einen um eine Achse drehbaren Drehwagen und einen um den Drehwagen angeordneten
Tragring mit einem umlaufenden Kühlkanal.
Die Erfindung betrifft weiterhin einen eine solche Gantry aufweisenden
Computertomograph und ein Verfahren zur Kühlung einer solchen Gantry.
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In
einem Computertomographen werden mit Hilfe eines Röntgenverfahrens
dreidimensionale Schichtbilder vom Inneren eines Patienten erzeugt. Hierzu
werden mittels einer Abtasteinheit, welche einen in der Regel um
das Aufnahmeobjekt rotierende Röntgenstrahler
und ein Bildaufnahmesystem aufweist, zweidimensionale Röntgenschnittbilder
erzeugt, aus denen ein dreidimensionales Schichtbild rekonstruiert
wird. Der Computertomograph umfasst üblicherweise einen unbeweglichen
Teil, der aus einem Tragring, der um einen Patient-Aufnahmeraum angeordnet
ist, und einem Tragkörper
für den
Tragring besteht. Auf dem Tragring ist ein rotierbarer Drehwagen
gelagert, der den Röntgenstrahler
und einen gegenüberliegenden
Röntgendetektor
enthält. Der
Drehwagen zusammen mit dem Tragring wird üblicherweise als Gantry bezeichnet.
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Problematisch
bei einem solchen Computertomographen ist insbesondere die Ableitung
der in dem Röntgenstrahler
und dem Röntgendetektor
anfallenden Wärme,
denn die zur Erzeugung einer Röntgenstrahlung
eingesetzte Energie wird zu 99% in Wärme umgewandelt wird. Eine
lokale Luftkühlung,
z.B. mittels eines Ventilators, ist bei einem Computertomographen
nicht oder nur eingeschränkt einsetzbar.
Auch die Zuführung
und Abführung
eines gasförmigen
oder flüssigen
Kühlmittels
mittels starrer oder flexibler Kühlmittelleitungen
ist nicht oder nur in aufwändiger
Weise realisierbar.
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Die
bisher bei derartigen Computertomographen eingesetzten Kühlsysteme
bestehen meist aus mehreren Wärmetauschern,
die im Inneren des Tragrings eingebaut sind. Um die an dem rotierenden Röntgenstrahler
anfallende Wärme
möglichst
effizient aus dem Inneren des Drehwagens abzuleiten, wird konventionell
ein mitrotierender Wärmetauscher in
unmittelbarer Nähe
zum Röntgenstrahler
angebracht. Dieser erste Wärmetauscher
gibt die Wärme an
die umgebende Luft ab. Die erwärmte
Luft kann beispielweise durch einen zweiten Wärmetauscher abgekühlt werden,
welcher die aus der Luft aufgenommene wärme an ein Kühlsystem
außerhalb
des Tragringes ableitet.
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Ein
alternatives Konzept für
ein Kühlsystem, bei
dem die in der Gantry angeordneten Komponenten mittels verdichteter
Kühlluft
gekühlt
werden, ist in der
DE
103 12 253 A1 angegeben. Hierbei strömt die Kühl-Druckluft über einen
Düsenring
in den rotierbaren Drehwagen hinein, wobei der Düsenring entlang seines gesamten
Umfangs radial nach außen
gerichtete Ausströmöffnungen
aufweist. Die erwärmte
Luft gelangt über
Durchströmöffnungen
in einen Tragring und schließlich
entweicht sie nach außen
durch Ausströmöffnungen
im Tragring.
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Nachteilig
bei solchen Ausgestaltungen, die eine Überleitung der Kühlluft zwischen
dem rotierenden und dem unbeweglichen Teil eines Computertomographen
erfordern, ist, dass es bei strömender Kühlluft und
gleichzeitiger Rotation zu unerwünschten,
hohen Druckschwankungen und in Folge zur Geräuschbelastung für Patient
und Bediener kommt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gantry eines Computertomographen
anzugeben, welche derart ausgebildet ist, dass die Geräuschbelastung
im Betrieb der Gantry reduziert ist. Weiterhin liegt der Erfindung
die Aufgabe zugrunde einen Computertomographen sowie ein Verfahren zur
Kühlung
einer solchen Gantry anzugeben.
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Die
erstgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Gantry eines
Computertomographen, umfassend einen um eine Achse drehbaren Drehwagen
und einen um den Drehwagen angeordneten Tragring mit einem umlaufenden
Kühlkanal,
wobei der Tragring um seinen Umfang verteilt mehrere ein ungleichmäßiges Öffnungsmuster
bildende Öffnungen
aufweist, über
die im Betrieb ein Kühlmittel
zwischen dem Tragring und dem Drehwagen über den Öffnungen des Tragrings gegenüberliegende Öffnungen
im Drehwagen strömt.
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Ein
entscheidender Vorteil dieser Ausgestaltung ist darin zu sehen,
dass durch das ungleichmäßige Öffnungsmuster
die Verteilung der Druckschwankungen, bzw. die Wahrnehmung der erzeugten
Geräusche
beim Überströmen des
Kühlmittels vom
unbeweglichen zum rotierenden Teil der Gantry und umgekehrt beeinflusst
wird. Jedes mal wenn im Betrieb des Computertomographen eine Öffnung am Drehwagen
eine Öffnung
am Tragring überlappt,
wird eine lokale Druckschwankung erzeugt, welche ein Geräusch zur
Folge hat, dessen Grundfrequenz der Drehfrequenz des Drehwagens
entspricht. Bei gleichen Abständen
zwischen den Öffnungen
und gleicher Öffnungsgeometrie
ergibt sich ein sehr tieffrequentes, unangenehm störendes Geräusch. Dieses Problem
wird durch das ungleichmäßige Öffnungsmuster
sowohl am Drehwagen als auch am Tragring beseitigt. Eine Überlappung
der Öffnungen
mit ungleichmäßigen Zeitabständen und
Dauer, wie sie durch die vorliegenden Ausgestaltung ermöglicht ist, gewährt ein
stetiges, gleichmäßiges An-
und Absteigen der Menge an durchströmendem Kühlmittel und somit des Drucks
in den unterschiedlichen Teilen der Gantry. Durch das ungleichmäßige Öffnungsmuster werden
abrupte Druckschwankungen vermieden. Dies führt zu einem verschmierten
Rauschen, welches für
das menschliche Ohr nicht so unangenehm ist, wie ein Geräusch mit
einem hohen tonalen Anteil, also ein Geräusch, in dem einzelne Frequenzen
besonders stark ausgeprägt
sind.
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Ein
weiterer wesentlicher Vorteil, der sich ebenfalls durch das ungleichmäßige Öffnungsmuster ergibt,
ist die reduzierte Anzahl an überlappenden Öffnungen
und somit die reduzierte Amplitude der Druckschwankung in der Gantry.
Bei gleichmäßig angeordneten
gleichförmigen Öffnungen überlappen sich
beim Drehen gleichzeitig mehrere Öffnungen des Drehwagens mit Öffnungen
des Tragrings. Dies führt
zu einem schlagartigen Druckabfall, welcher ein lautes Störgeräusch generiert.
Mit einem Öffnungsmuster
ohne überwiegende
Regelmäßigkeit
und Wiederholbarkeit auf mindestens einem der Teile der Gantry wird
gewährleistet,
dass wenige Öffnungen sich
gleichzeitig überlappen,
so dass der Druckabfall nicht so abrupt erfolgt und das Störgeräusch reduziert
wird.
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Bevorzugt
weist zumindest ein Teil der Öffnungen
am Tragring unterschiedliche Abstände in Umfangsrichtung zu ihren
benachbarten Öffnungen auf,
so dass in einfacher Weise das unregelmäßige Öffnungsmuster ausgebildet ist.
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Zur
Ausbildung des unregelmäßigen Öffnungsmusters
ist gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung vorgesehen, dass mindestens zwei in Umfangsrichtung
benachbarte Öffnungen
am Tragring sich hinsichtlich ihrer Geometrie unterscheiden. Darunter
wird unterschiedliche Form und/oder Größe und/oder Winkellage der
benachbarten Öffnungen verstanden.
Dabei wird die Geometrie der Öffnungen,
insbesondere am Drehwagen, an die Kühlanforderungen angepasst.
Die Größe der Öffnungen hängt vom
Kühlmittelbedarf
und vom Strömungswiderstand
der zu kühlenden
Komponenten ab, wobei die mechanische Stabilität der Komponenten garantiert
sein muss.
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Vorzugsweise
ist zumindest ein Teil der Öffnungen
am Tragring, insbesondere mehr als 50% der Öffnungen, nach Art eines zur
Umfangsrichtung schrägen
Langlochs ausgebildet. Diese Form der Öffnungen des Tragrings hat
sich als besonders vorteilhaft erwiesen. Denn unabhängig von
der Form der Öffnungen
am Drehwagen erfolgt ein gradueller Anstieg der Fläche der überlappenden
Ausschnitte im Material, wenn zwei Öffnungen am rotierenden und feststehenden
Teil sich treffen. Dies wird durch eine stetige Abnahme der Fläche der überlappenden
Ausschnitte erreicht. Somit finden keine plötzlichen Druck schwankungen
in der Gantry statt, ausgelöst durch
schnelle Veränderungen
des Kühlmittelstroms.
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Vorteilhafterweise
weisen die Langlöcher
ein Verhältnis
zwischen ihrer Längsachse
und ihrer Querachse im Bereich zwischen 3:1 und 8:1 auf.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist auf einer Umfangsseite des Tragrings ein umlaufender Kühlring angebracht,
der einen Druckkanal aufweist, welcher ein Teil des Kühlkanals
ist. Der Kühlkanal kann
somit in zwei Bereichen aufgeteilt werden. Der erste Bereich ist
der Druckkanal, in dem das Kühlmittel
sich unter hohem Druck befindet. Der zweite Bereich umfasst einen
Saugkanal, der die Umfangsseite des Tragrings radial von außen umgibt
und mit dem Druckkanal über
einen Kühlraum
strömungstechnisch
verbunden ist, so dass das aus dem Druckkanal ausströmende Kühlmittel
in den Saugkanal einströmt.
Der große
Vorteil dieser Ausführungsform
ist, dass der Drehwagen im Kühlraum
angeordnet ist, so dass der Drehwagen vom Kühlmittel durchgeströmt wird
und somit die zu kühlenden
Komponenten gekühlt
werden.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Kühlring axial mittig innerhalb
des Tragrings positioniert und beidseitig von Kühlräumen flankiert. Das Kühlmittel,
das aus dem Druckkanal ausströmt,
wird dadurch gleichmäßig um den
Kühlring
verteilt und sorgt für
eine effektive Kühlmittelverteilung
und einheitliche Kühlung
der Komponenten des Drehwagens auf beiden Seiten des Kühlrings.
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Zweckdienlicherweise
bilden die Öffnungen auf
dem Kühlring
zwei im Wesentlichen konzentrisch zur Achse angeordnete Kreise.
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Bevorzugt
ist der Druckkanal mit Drucköffnungen
versehen, die eine Maximalgröße von etwa 5.000
mm2 aufweisen.
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Weiter
bevorzugt ist die Umfangsseite des Tragrings mit Saugöffnungen
versehen, die eine Maximalgröße von etwa
10.000 mm2 aufweisen.
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Gemäß einer
zweckdienlichen Weiterbildung besteht der Drehwagen aus zwei getrennten
Teilen, die in den zwei Kühlräumen gelagert
sind.
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Ein
weiteres besonders bevorzugtes Merkmal der Gantry ist, dass im Betrieb
die Öffnungen
des Drehwagens mit den Drucköffnungen
und den Saugöffnungen überlappende Öffnungspaare
zur Durchführung
des Kühlmittels
bilden, die derart angeordnet sind, dass maximal fünf Öffnungspaare,
insbesondere maximal drei Öffnungspaare
gleichzeitig eine Überlappung
beginnen oder beenden. Durch die Begrenzung der Anzahl der sich überlappenden Öffnungspaare
werden die lokalen Druckschwankungen gering gehalten.
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Die
zweitgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Computertomographen mit
einer Gantry nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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Zur
Lösung
der letztgenannten Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Verfahren zum Kühlen einer Gantry
eines Computertomographen angegeben, umfassend einen um eine Achse
drehbaren Drehwagen und einen um den Drehwagen angeordneten Tragring
mit einem umlaufenden Kühlkanal,
wobei an Überstromstellen
ein Kühlmittel
zwischen dem Tragring und dem Drehwagen strömt und die durch die Überstromstellen
durchströmende
Menge an Kühlmittel
stetig herauf- und herabgesetzt wird.
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Die
im Hinblick auf die Gantry aufgeführten Vorteile und bevorzugten
Ausführungsformen
sind sinngemäß auf das
Verfahren zu übertragen.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es
zeigen hierbei:
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1 eine
schematische Teildarstellung eines Computertomographen,
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2 eine
Vordersicht auf einen Schnitt in Radialrichtung durch einen Tragring,
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3 eine
Draufsicht auf die untere Hälfte des
Tragrings gemäß 2
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4 eine
perspektivische Ansicht eines vorderen Drehlagerteils des Drehwagens,
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5 eine
perspektivische Ansicht eines hinteren Drehlagerteils des Drehwagens,
und
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6 eine
perspektivische Ansicht des kompletten vorderen Drehlagerteils des
Drehwagens gemäß 4 mit
Einbauten.
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Einander
entsprechende Teile sind in den Figuren stets mit den gleichen Bezugszeichen
versehen.
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1 zeigt
eine perspektivische Ansicht auf einen Teil eines Computertomographen 2.
Der Computertomograph 2 umfasst einen Tragkörper 4,
der einen Hohlraum aufweist, und die untere Hälfte eines Tragringes 6.
Der Tragkörper 4 und
der Tragring 6 sind miteinander fluidisch verbunden und
einstückig ausgebildet.
Der Tragring 6 ist rotationssymmetrisch um eine Achse A
angeordnet, die seine Axialrichtung angibt. Der Tragring 6 weist
auf seiner radial inneren Umfangsseite 7 einen in radialer
Richtung orientierten Kühlring 8 auf.
Beide Flanken 10 des Kühlrings 8 sind
mit Drucköffnungen 12 versehen,
die in Umfangsrichtung U zwei Reihen bilden. Der Kühlring 8 weist
eine geringere Axialerstreckung als der Tragring 6 auf
und ist mittig auf dem Tragring 6 positioniert, so dass
beidseitig zum Kühlring
zwei etwa gleich große
Kühlräume 14 gebildet
sind. Auf beiden Seiten des Kühlrings 8 weist
die Umfangsseite 7 je eine Reihe von Saugöffnungen 16 auf.
An grenzend an den Tragkörper 4 ist
ein Kühlmodul 18 angebracht,
das über
eine Zuführleitung 20 mit
einem Druckkanal 22a im Kühlring 8 verbunden
ist. Das Kühlmodul 18 und
der Tragkörper 4 sind
strömungstechnisch
miteinander verbunden und können
als ein Ganzes angesehen werden. Der Tragring 6 ist im Wesentlichen
hohl ausgebildet und weist einen Saugkanal 22b auf, so
dass das Kühlmittel
K über
die Saugöffnungen 16 aus
den Kühlräumen 14 in
den Saugkanal 22b hinausströmt. Der Druckkanal 22a und
der Saugkanal 22b sind über
die Kühlräume 14 fluidisch
miteinander verbunden und können
als zwei Teile eines Kühlkanals 22 angesehen
werden.
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Um
eine Gantry 23 des Computertomographen zu vervollständigen,
wird um den Tragring 6 ein rotierbarer Drehwagen 24 angebracht
(siehe 4, 5 und 6), der
zumindest einen Röntgenstrahler 26 und
einen diametral gegenüberliegenden Röntgendetektor 28 aufweist.
Der Drehwagen 24 füllt die
Kühlräume 18 aus.
Die ringförmige
Ausgestaltung der Kühlräume 18 und
des Drehwagens 24 ermöglichen
es, dass beim Rotieren des Drehwagens 24 der Röntgenstrahler 26 und
der Röntgendetektor 28 mitrotieren,
ohne dass ihre Drehbeweglichkeit behindert wird.
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Zur
Realisierung eines effizienten Kühlsystems
zum Kühlen
der Gantry 23 wird ein Kühlmittel K, in dieser Ausführung Luft,
vom Kühlmodul 18 über die
Zuführleitung 20 in
den Druckkanal 22a des Kühlrings 8 eingespeist.
Aus dem Druckkanal 22a strömt das Kühlmittel K über die Drucköffnungen 12 axial
in den Drehwagen 24 hinaus, in welchem sich die zu kühlenden
Komponenten 26, 28 befinden. Die im Betrieb des
Röntgenstrahlers 26 erhitzen
Komponenten werden von dem Kühlmittel
K um- oder durchströmt. Das
erwärmte
Kühlmittel
K strömt
radial durch die Saugöffnungen 16 aus
dem Drehwagen 24 hinaus und gelangt in den Saugkanal 22b.
Der Saugkanal 22b ist fluidisch mit dem Kühlmodul 18 verbunden und
das Kühlmittel
K wird von einem im Kühlmodul 18 befindlichen
Ventilator (hier nicht gezeigt) angesaugt und dem Druckkanal 22a über die
Zuführleitung 20 zugeführt. Auf
diese Weise ist ein Kühlmittelkreislauf
in dem Computertomograph 2 gebildet. Bei dem in den Fi guren
dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist der Kühlmittelkreislauf
geschlossen. Zur Abführung
der Wärme
aus dem Kühlmittel ist
ein Wärmetauscher
vorgesehen. Der Kühlmittelkreislauf
kann aber auch offen sein. Bei einem offenen Kreislauf sind weitere Öffnungen
vorgesehen, über
die Umgebungsluft kontinuierlich oder diskontinuierlich zugeführt wird
und auch solche, über
die ein Teil des Kühlmittels
K im Kreislauf abgeführt
wird.
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In 2 ist
in einem Schnitt durch den Tragring 6 in Radialrichtung
die Positionierung und Ausrichtung der Drucköffnungen 12 gezeigt.
Die Flanke 10 des Druckkanals 22a bzw. des Kühlrings 8 ist
mit einer Mehrzahl von Drucköffnungen 12 versehen,
die über
den ganzen Umfang der Flanke 10 in zwei etwa konzentrischen
Kreisen 30a, 30b angeordnet sind.
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Die
Drucköffnungen 12 weisen
im Wesentlichen die Form eines Langlochs auf, d.h. sie weisen zwei
parallel zueinander verlaufende Kanten auf. Andere Formen, wie z.B.
eine elliptische Ausgestaltung der Drucköffnungen 12, sind
auch möglich.
Die Drucköffnungen 12 sind
zur Umfangsrichtung U schräg
ausgebildet, so dass bei einer beginnenden Überdeckung einer Drucköffnung 12 mit
einer Öffnung
am Drehwagen 24 die Menge am ausströmenden Kühlmittel K graduell an- und
absteigt. Die Längsrichtung
der Drucköffnungen 12 ist
daher unter einem Winkel zur Radialrichtung orientiert, also zu
einer durch den Mittelpunkt des Tragrings 6 verlaufenden
Achse. Dieser Winkel ist im Ausführungsbeispiel gleichbleibend,
kann über
den Umfang aber auch variieren. Die Drucköffnungen 12 weisen
außerdem
unterschiedliche Größen auf.
Die Drucköffnungen 12 des
radial außenstehenden
Kreises 30b sind grundsätzlich
größer als
die Drucköffnungen 12 des
inneren Kreises 30a. Die größere Drucköffnungen 12 weisen
eine Größe von bis
etwa 5.000 mm2 und ein Verhältnis zwischen
ihrer Längsachse
und ihrer Querachse im Bereich zwischen 8:1 und 4:1 auf. Die kleinere
Drucköffnungen 12 weisen
kleinere Verhältnisse zwischen
ihrer Langsachse und ihrer Querachse auf, welche im Bereich zwischen
3:1 bis 5:1 liegen. Zudem sind zumindest einige der Ab stände zwischen benachbarten
Drucköffnungen 12 eines
Kreises 30a, 30b unterschiedlich.
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Der
Querschnitt des Druckkanals 22a variiert in Umfangsrichtung.
Ein Maximalquerschnitt ist im Bereich positioniert, in den die Zuführleitung 20 mündet. Diametral
gegenüberliegend
positioniert ist ein Minimalquerschnitt, wobei der Querschnitt des Druckkanals 22a vom
Maximalquerschnitt in Richtung zum Minimalquerschnitt stetig abnimmt.
Durch diese Maßnahmen
wird im Druckkanal 22a eine im Wesentlichen konstante Strömungsgeschwindigkeit eingestellt.
Wegen des variierenden Querschnitts des Druckkanals 22a sind
die Drucköffnungen 12 im Bereich
des Minimalquerschnitts kleiner ausgebildet als die Drucköffnungen
vom selben Kreis 30a, 30b im Bereich der Zuführleitung 20.
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Im
Inneren des Druckkanals 22a sind außerdem Leitbleche 32 angebracht,
die eine bessere Verteilung des Kühlmittels K ermöglichen,
indem sie seine Strömungsrichtung
unterstützen.
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Beim
Einströmen
vom komprimierten Kühlmittel
K in den Druckkanal 22a im Bereich über die Zuführleitung 20 teilt
sich die Strömung
in zwei Richtungen, begünstigt
von den Leitblechen 32, und strömt über die zwei Halbkreisbögen des
Kühlrings 8 in
Richtung zum Minimalquerschnitt hin.
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Nachdem
das Kühlmittel
K die zu kühlenden Komponenten 26, 28 im
Drehwagen 24 gekühlt
hat, gelangt das inzwischen erwärmte
Kühlmittel
K über die
Saugöffnungen 16 in
den Saugkanal 22b des Tragrings 6. 3 stellt
eine Draufsicht auf die untere Hälfte
des Tragrings 6 dar, aus der die Geometrie der Saugöffnungen 16 zu
entnehmen ist. Die Umfangsseite 7 des Tragrings 6 ist
durch den Kühlring 8 in
zwei etwa gleiche Teile geteilt und auf jedem dieser Teile sind
Saugöffnungen 16 in
einer Reihe angeordnet. Die Saugöffnungen 16 sind
ebenfalls wie die Drucköffnungen 12 nach
Art eines zur Umfangsrichtung U schräges Langlochs ausgebildet und
ihre Maximalgröße beträgt etwa
10.000 mm2. Wie bei den Drucköffnungen 12 sind aber
auch andere Formen vorstellbar. Die Saugöffnungen 16 weisen
außerdem unterschiedliche
Abstände
zu ihren Nachbarn auf. Unter der Umfangsseite befindet sich der
Saugkanal 22b.
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In
den Kühlräumen 14 ist
im Betrieb der rotierende Drehwagen 24 angeordnet. Die äußeren Umfangsseiten
des Drehwagens 24 sind hierbei in geringem radialen Abstand
gegenüberliegend
zu der in zwei Teile getrennten Umfangsseite 7 angeordnet. Zwischen
dem Drehwagen 24 und der Umfangsseite 7 ist lediglich
ein geringer Luftspalt vorhanden. Nachdem die im Drehwagen 24 befindlichen
Komponenten 26, 28 gekühlt sind, wird das Kühlmittel
K über
die Saugöffnungen 16 in
den Saugkanal 22b angesaugt. Das Kühlmittel K wird dort im hohlen
Tragkörper 4 gekühlt und
schließlich über die
Zuführleitung 20 dem Kühlring 8 zugeführt.
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4 und 5 veranschaulichen
den Aufbau eines Drehlagerteils 34a, 34b eines
Drehwagens 24. Das Drehlagerteil 34a, 34b ist
zweiteilig ausgebildet: in 4 ist das
vordere Drehlagerteil 34a (bezogen auf die Orientierung
des Computertomographen in 1) und in 5 das
hintere Drehlagerteil 34b dargestellt. Beide Drehlagerteile 34a, 34b weisen
auf ihren quer zur Achse A orientierten radialen Umfangsseiten Einströmöffnungen 36 von
unterschiedlicher Form, Größe und Orientierung
auf, über
die das Kühlmittel
K in den Drehwagen 24 einströmt. In den parallel zur Achse
A orientierten axialen Umfangsseiten sind Ausströmöffnungen 38 zum Hinausströmen des
erwärmten
Kühlmittels
nach dem Kühlen
der zu kühlenden
Komponenten 26, 28 angeordnet. Die Ausströmöffnungen 38 weisen
wie die Einströmöffnungen 36 unterschiedliche
Form, Größe und Position
auf. Die Geometrie der Öffnungen 36, 38 ist
in beiden Fällen
an die Form, Größe und Lage
der zu kühlenden
Komponenten 26, 28 sowie an den Kühlmittelbedarf
angepasst. Die Drehlagerteile 34a, 34b weisen
in ihrem Inneren getrennte Abteile 40 zur Lagerung der
Komponenten 26, 28 auf.
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Das
komplette vordere Drehlagerteil 34a des Drehwagens 24 mit
Einbauten ist in 6 gezeigt. In dem Drehlagerteil 34a sind zwei
Röntgenstrahler 26, zwei
gegenüberliegenden
Röntgendetektoren 28,
die jeweils mit einem Deckel 42 zum Ausbilden eines geschlossenes
Luftraums bedeckt sind, und weitere zugehörige Elektronikeinheiten 44 angeordnet.
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Beim
Rotieren des Drehwagens 24 überdecken die Einströmöffnungen 36 die
Drucköffnungen 12 des
Kühlrings 8 und
bilden somit Öffnungspaare, so
dass Kühlmittel über die Öffnungspaare
in den Drehwagen eingedüst
wird. Wegen der Form und der schrägen Ausrichtung der Drucköffnungen 12 nimmt die
durchgeführte
Menge an Kühlmittel
K stetig zu und ab und somit schwankt auch der Druck nur stetig, so
dass ein schlagartiger Druckabfall vermieden wird.
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Das
Kühlmittel
umströmt
und durchströmt die
Komponenten 26, 28, 40, um ihre Wärme abzutransportieren.
Beim Überlappen
der Ausströmöffnungen 38 mit
den Saugöffnungen 16 im
Betrieb des Drehwagens 24 strömt dann das erwärmte Kühlmittel über die
hierbei gebildeten Öffnungspaare
in den Saugkanal 22b hinein. Aufgrund der schrägen langlochförmigen Ausbildung
der Saugöffnungen 16 erfolgt
auch hier eine stetige Veränderung
der Kühlmittelmenge
sowie des Drucks im Drehwagen 24.
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Das
unregelmäßige Öffnungsmuster
am Kühlring 8,
an den Drehlagerteilen 30a, 30b und an der Umfangsseite 7 des
Tragrings 6, d.h. die unregelmäßige Abstände zwischen benachbarten Öffnungen 12, 16, 36, 38 und
die unterschiedliche Form, Größe und Winkellage
der Öffnungen 12, 16, 36, 38, führt außerdem dazu,
dass nur wenige Öffnungspaare
gleichzeitig gebildet werden. Insbesondere beginnen oder beenden
gleichzeitig nicht mehr als drei Öffnungspaare eine Überlappung.
Somit wird eine abrupte Druckveränderung
besonders wirkungsvoll verhindert, was eine Reduzierung der Geräuschbelastung
beim Betrieb des Computertomographen 2 zur Folge hat.