DE102005063042A1

DE102005063042A1 - Modulare Kühleinheit für Röntgengerät

Info

Publication number: DE102005063042A1
Application number: DE102005063042A
Authority: DE
Inventors: Brad Orem Canfield; Ray Holladay Daly
Original assignee: Varian Medical Systems Technologies Inc
Current assignee: Varian Medical Systems Inc
Priority date: 2004-12-29
Filing date: 2005-12-29
Publication date: 2006-07-13
Also published as: NL1030799C2; NL1030799A1; US7543987B2; US20060140345A1

Abstract

Es wird ein Röntgenstrahlenbildgebungssystem beschrieben, das einen Rahmen oder eine andere Struktur enthält, an der eine modulare Kühleinheit des Röntgenstrahlenbildgebungssystems angebracht ist. Die modulare Kühleinheit enthält einen Radiator, der für Fluidkommunikation mit einem Röntgenröhrengehäuse konfiguriert ist, sowie ein oder mehrere Gebläse, die so konfiguriert sind, daß sie den Durchtritt einer Luftströmung durch den Radiator verursachen. Das Röntgenstrahlenbildgebungssystem enthält weiterhin einen Detektor, der so ausgelegt ist, daß er von einem in dem Röntgenröhrengehäuse angeordneten Röntgenröhreneinsatz erzeugte Röntgenstrahlen empfängt. Bei Betrieb entfernt die von den Gebläsen der modularen Kühleinheit erzeugte Luftströmung Wärme aus Kühlmittel, das aus dem Röntgenröhrengehäuse heraus- und durch den Radiator fließt. Die Erfindung betrifft des weiteren eine entsprechende modulare Kühleinheit und ein Röntgensystem mit einem derartigen Röntgenstrahlenbildgebungssystem.

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Erfindungsgebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Röntgensysteme, -geräte und verwandte Komponenten. Insbesondere betreffen Ausführungsbeispiele der Erfindung Kühlsysteme und -komponenten für Röntgenbildgebungssysteme.
Verwandte Technologie
Die Fähigkeit, durchgehend qualitativ hochwertige Röntgenaufnahmen zu entwickeln, ist ein wichtiges Element bei der Nützlichkeit und Wirksamkeit von Röntgengeräten als Diagnosewerkzeuge. Verschiedene Faktoren hinsichtlich der Konstruktion und/oder dem Betrieb des Röntgengeräts dienen jedoch oftmals dazu, die Qualität von von dem Gerät erzeugten Röntgenaufnahmen erheblich zu kompromittieren. Solche Faktoren beinhalten unter anderem verschiedene thermisch induzierte Effekte wie etwa das Auftreten von physischen Änderungen in den Röntgengerätkomponenten infolge von hohen Betriebstemperaturen und/oder Wärmegradienten.
Die physischen Änderungen, die in den Röntgengerätkomponenten infolge der relativ hohen Betriebstemperaturen auftreten, die typischerweise von dem Röntgengerät erfahren werden, sind besonders problematisch. Es werden nicht nur von den hohen Betriebstemperaturen den Röntgengerätkomponenten signifikante mechanische Spannungen und Beanspruchungen auferlegt, sondern die infolge dieser Betriebstemperaturen bewirkte Wärmeübertragung kann eine entweder plastische oder elastische Verformung der Komponenten hervorrufen.
Wenngleich eine plastische Verformung einer Röntgengerätkomponente wichtig ist, da sie für einen bevorstehenden Ausfall der Komponente symptomatisch sein kann, ist auch eine elastische Verformung der Röntengerätkomponenten bei starker Hitze problematisch. Beispielsweise werden, wenn die verschiedenen Komponenten und mechanischen Verbindungen unter dem Einfluß von Wärmezyklen einer elastischen Verformung ausgesetzt werden, die Verbindungen zwischen den Komponenten möglicherweise gelöst und die Komponenten verlieren möglicherweise ihre Ausrichtung oder werden getrennt. Außerdem hat die elastische Verformung von Röntgengerätkomponenten signifikante Auswirkungen auch bezüglich der Leistung des Röntgengeräts.
Bei dem Bemühen, die Probleme effektiv anzugehen, die durch die hohen Betriebstemperaturen und Wärmezyklen impliziert werden, die üblicherweise in Röntgengeräten und Bildgebungssystemumfeldern auftreten, sind dementsprechend verschiedene Kühlsysteme, Komponenten und Einrichtungen in Betracht gezogen worden. Wie jedoch unten erörtert, haben sich typische Kühlsysteme und Einrichtungen als problematisch herausgestellt.
Eine behauptete Lösung für die thermischen Probleme, mit denen Röntgengeräte und Bildgebungssysteme aufwarten, beinhalten die Verwendung eines vereinheitlichten Kühlsystemschranks, der mit dem Gehäuse einer Röntgenröhre in Fluidkommunikation steht. Der Kühlsystemschrank ist in der Regel ein integrales Element der Röntgenröhre. Das heißt, die Röntgenröhre und der Kühlsystemschrank werden als eine integrale austauschbare Einheit hergestellt und zusammen vertrieben. Solche integralen Einheiten werden oftmals so konstruiert, daß der Kühlsystemschrank als eine Befestigungsschnittstelle dient, die das Befestigen der integralen Einheit an einem assoziiertem Röntgenbild gebungssystem ermöglicht. In anderen Fällen werden Hauptelemente des Kühlsystem wie etwa Wärmetauscher und Gebläse direkt am Gehäuse der Röntgenröhre angebracht, so daß kein Kühlsystemschrank erforderlich ist. Wenngleich Kühlsysteme wie jene, die gerade beschrieben wurden, möglicherweise in der Lange sind, in einigen Situationen nützliche Wärmeeffekte bereitzustellen, bleiben dennoch weiterhin signifikante Probleme mit dieser Art von integriertem Ansatz.
Weil der Kühlsystemschrank und die Röntgenröhre als eine integrale Einheit hergestellt werden, kann beispielsweise jeder Defekt bei jedem Abschnitt der integralen Einheit, selbst wenn der Defekt so geringfügig ist wie ein kosmetischer Kratzer an dem Kühlsystemschrank, oder ein vorzeitiger Ausfall einer Kühlsystemkomponente, als adäquater Grund dazu dienen, die ganze Einheit zurückzuweisen, entweder bei der Eingangsinspektion durch die Qualitätskontrollabteilung des Herstellers oder vom Endverbraucher. Selbst wenn der bzw. die identifizierten Defekte leicht vor Ort beseitigt werden könnten, erfordern insbesondere Qualitätskontrollstandards in der Regel, daß die ganze Einheit vom Hersteller zurückgewiesen wird. Falls ein Defekt, wie geringfügig er auch sein mag, zuerst von dem Kunden entdeckt wird, würden Garantieeinschränkungen gleichermaßen den Kunden zwingen, die Einheit an den Hersteller zurückzugeben, da die meisten Kunden abgeneigt sind, irgendeine Maßnahme zu ergreifen, durch die eine Garantie auf teures Kapitalgerät wie etwa Röntgenstrahlsysteme und -geräte ungültig werden könnte.
In jedem Fall ist der Hersteller in der Regel gezwungen, die ganze Einheit zu verschrotten. Diese Art der Praxis führt eindeutig zu signifikanten und in der Regel unwiederbringlichen Ausgaben auf Seiten des Herstellers.
Die gleichen allgemeinen Überlegungen gelten für die Einheit, nachdem sie in Dienst gestellt worden ist. Selbst wenn eine kleine Komponente der Röhre oder des Kühlsystems ausfallen sollte, erfordert insbesondere ein derartiger Ausfall in der Regel den Austausch der ganzen integrierten Einheit aus Röhre und Kühlsystem. Zusätzlich zu den signifikanten Ausgaben bei dem Kauf einer Austauscheinheit müssen auch die Zeit des Servicepersonals und die Versandkosten berücksichtigt werden. Außerdem führt der Austausch der ganzen Einheit bei solchen Situationen zu dem Vergeuden anderer verbleibender Komponenten der Einheit ungeachtet dessen, daß solche Komponenten möglicherweise immer noch vollständig funktionieren und arbeiten. Zudem erhöht der Austausch der ganzen Einheit auch die Stillstandszeit des Systems.
Noch ein weiteres Anliegen mit integralen Einheiten, die sowohl einen Kühlsystemschrank als auch eine Röntgenröhre enthalten, betrifft die relativen Differenzen bei den jeweiligen Standzeiten von Komponenten der integralen Einheit. Beispielsweise ist es manchmal der Fall, daß ein in dem Kühlsystemschrank angeordnetes Kühlgebläse eine relativ kürzere Standzeit aufweist als andere Komponenten der integralen Einheit. Infolge dessen wird die Lebensdauer der Einheit insgesamt größtenteils durch die erwartete Lebensdauer des Gebläses oder die Lebensdauer von irgendwelchen anderen Komponenten diktiert, die mit größter Wahrscheinlichkeit zuerst ausfallen.
Angesichts der oben genannten und anderer Probleme in der Technik wäre es nützlich, ein Röntgenbildgebungssystem bereitzustellen, das eine modulare Kühleinheit enthält. Ausführungsbeispiele der modularen Kühleinheit sollten so konfiguriert und ausgelegt sein, daß Bestandteile des modularen Kühlsystems ohne weiteres entfernt und ausgetauscht werden können, ohne daß der Austausch des Röntgenröhreneinsatzes und Gehäuses oder andere Systemkomponenten erforderlich wäre. Außerdem sollten solche Ausführungsformen der modularen Kühleinheit so konstruiert und implementiert sein, daß relative Differenzen bei den Standzeiten von Elementen des Röntgenstrahlenbildgebungssystems berücksichtigt werden.

KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Allgemein betrifft die Erfindung Kühlsysteme und – komponenten für Röntgenstrahlenbildgebungssysteme. Es werden ein Röntgenstrahlenbildgebungssystem, das eine modulare Kühleinheit enthält, und eine entsprechende modulare Kühleinheit bereitgestellt. Bei dieser Implementierung ist die modulare Kühleinheit so konfiguriert, daß ein einen Röntgenröhreneinsatz enthaltendes Röntgenröhrengehäuse entfernbar an der modularen Kühleinheit des Röntgenstrahlenbildgebungssystems befestigt und damit verbunden werden kann.

Eine beispielhafte modulare Kühleinheit enthält einen Wärmetauscher, der im allgemeinen so konfiguriert und ausgelegt ist, daß er Wärme von dem Röntgenröhrengehäuse entfernt. Der Wärmetauscher enthält ein oder mehrere Gebläse, eine Pumpe und einen Radiator. Eine Gebläsehalterung der modularen Kühleinheit nimmt den Radiator auf und positioniert die Gebläse derart, daß die Gebläse eine Luftströmung durch den Radiator lenken können. Außerdem ermöglicht die Gebläsehalterung das Anbringen der modularen Kühleinheit an einem Rahmen oder einer anderen Struktur des Röntgenstrahlenbildgebungssystems. Bevorzugt ist ein Abdichtelement wie beispielsweise eine Dichtung vorgesehen, die im wesentlichen verhindert, daß Luft von den Gebläsen zwischen der Gebläsehalterung und dem Radiator austritt.

Da das Röntgenstrahlenbildgebungssystem so konfiguriert ist, daß es ein vorübergehendes Entfernen der Röntgenröhre von der modularen Kühleinheit gestattet, können die Komponenten der modularen Kühleinheit ohne weiteres vor Ort entfernt und ausgetauscht werden, ohne daß auch der Austausch der Röntgenröhre erforderlich wäre. Auf ähnliche Weise ermöglicht die einfache Trennbarkeit der modularen Kühleinheit und der Röntgenröhre ein Entfernen und Austauschen der Röntgenröhre, ohne daß ein Austausch von Elementen der modularen Kühleinheit erforderlich wäre.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Zur Erläuterung der Art und Weise, wie die oben angeführten und anderen Aspekte der Erfindung erreicht werden, erfolgt eine eingehendere Beschreibung der oben kurz beschriebenen Erfindung durch Bezugnahme auf spezifische Ausführungsformen, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. Diese Zeichnungen zeigen nur Ausführungsbeispiele der Erfindung und sollen deshalb nicht als die Erfindung beschränkend aufgefasst werden. Es zeigen:
1 ein vereinfachtes Blockdiagramm, das die relative Anordnung von verschiedenen Komponenten in einem beispielhaften Röntgensystem angibt, das eine Röntgenröhre und eine modulare Kühleinheit eines Röntgenstrahlenbildgebungssystems des Röntgensystems enthält;
2A eine Perspektivansicht einer beispielhaften Implementierung einer modularen Kühleinheit;
2B eine Seitenansicht einer alternativen Implementierung einer modularen Kühleinheit, wie an einem strukturellen Element installiert;
3A eine Seitenansicht, die eine beispielhafte Anordnung einer modularen Kühleinheit und eines Röntgengeräts zeigt, wobei eine Kühlmittelpumpe an dem Röntgengerät angeordnet ist;
3B eine Seitenansicht, die eine weitere Anordnung einer modularen Kühleinheit und eines Röntgengeräts zeigt, wobei eine Kühlmittelpumpe sowohl von dem Röntgengerät als auch der modularen Kühleinheit getrennt ist;
4 ein Blockdiagramm, das Aspekte der Wärmeübertragungsfunktionalität angibt, die in Verbindung mit Ausführungsbeispielen der Erfindung implementiert ist; und
5 ein Blockdiagramm, das Aspekte der Wärmeübertragungsfunktionalität angibt, die in Verbindung mit einer alternativen Ausführungsform der Erfindung implementiert ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN DER ERFINDUNG
Es wird nun auf die Zeichnungen Bezug genommen, um verschiedene Aspekte von Ausführungsbeispielen der Erfindung zu beschreiben. Es versteht sich, daß die Zeichnungen zeichnerische und schematische Darstellungen von solchen Ausführungsbeispielen sind und dementsprechend die vorliegende Erfindung nicht beschränken. Auch sind die Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu gezeichnet.
Ausführungsformen der Erfindung betreffen im allgemeinen Röntgenstrahlenbildgebungssysteme und assoziierte Kühlsysteme und -komponenten. Wie unten ausführlicher erörtert sorgen beispielhafte Implemen tierungen für ein Röntgenstrahlenbildgebungssystem, das eine modulare Kühleinheit enthält, an der eine Röntgenröhre befestigt ist. Die modulare Kühleinheit ist so konfiguriert, daß sie das Entfernen der Röntgenröhre gestattet, entweder um den Austausch der Röntgenröhreneinheit zu erleichtern und/oder das Entfernen und Austauschen von Elementen der modularen Kühleinheit zu gestatten. Auf diese Weise wird die Gesamtstückzahl des Systems reduziert und die Anzahl der entfernten und ausgetauschten Elemente wird auf einem Minimum gehalten.
I. Ein beispielhaftes Röntgensystem.
Es werden nun Einzelheiten angegeben hinsichtlich einer beispielhaften Implementierung eines allgemein mit 100 bezeichneten Röntgensystems. Während verschiedene Aspekte von Ausführungsbeispielen der Erfindung im Kontext von Röntgensystemen, -geräten und relativen Komponenten erörtert werden, ist die Erfindung nicht auf irgendeine bestimmte Art von oder Anwendung für derartige Röntgensysteme, -geräte und verwandte Komponenten beschränkt. Beispielsweise lassen sich Aspekte der Beschreibung auf Systeme anwenden, bei denen die Strahlungsquelle relativ zu dem Subjekt stationär ist, sowie auf Systeme, bei denen sich die Strahlungsquelle relativ zu den Subjekten bewegt, wie etwa Computertomographiesysteme („CT"), als Beispiel. Analog werden einige Ausführungsformen der Erfindung in Behandlungssystemen eingesetzt, während andere Ausführungsformen der Erfindung Anwendungen in Diagnosesystemen finden. Die Erfindung sollte dementsprechend nicht so verstanden werden, daß sie ausschließlich auf die Ausführungsbeispiele und Anwendungen, die hier offenbart sind, beschränkt ist.
Nunmehr unter besonderer Aufmerksamkeit auf 1 enthält das beispielhafte Röntgensystem 100 eine Röntgenröhre 200, in der ein Röntgenröhreneinsatz (siehe 3A und 3B) einschließlich einer Anodenbaugruppe angeordnet ist, allgemein bei „A" angegeben. Die Röntgenröhre 200 ist entfernbar an einem Röntgenstrahlenbildgebungssystem 300 angebracht und so konfiguriert und ausgelegt, daß sie mit einer modularen Kühleinheit 400 des Röntgenstrahlenbildgebungssystems 300 gekoppelt ist. Wie an anderer Stelle eingehender beschrieben, kann die Anordnung aus Röntgenstrahlröhre 200 und modularer Kühleinheit 400 auf vielerlei unterschiedlicher Weisen implementiert werden, um für Betriebsanforderungen und/oder andere Umstände ausgelegt zu sein. Somit ist die obige beispielhafte Anordnung aus modularer Kühleinheit 400 und Röntgenstrahlröhre 200 lediglich beispielhaft und soll die Erfindung nicht auf irgendeine Weise beschränken.
In jedem Fall sind beispielhafte Anordnungen aus modularer Kühleinheit 400 und Röntgenröhren 200 derart, daß die Komponenten der modularen Kühleinheit 400 ohne weiteres vor Ort entfernt und ausgetauscht werden können, ohne daß der Austausch auch der Röntgenröhre 200 erforderlich wäre. Analog ermöglicht die Konfiguration und Anordnung aus modularer Kühleinheit und Röntgenstrahlenröhre 200 das Entfernen und Austauschen der Röntgenstrahlröhre 200, ohne daß ein Austausch einiger oder aller Elemente der modularen Kühleinheit 400 erforderlich wäre.
Unter weiterer Bezugnahme auf 1 enthält das beispielhafte Röntgenstrahlenbildgebungssystem 300 einen Rahmen 302, an den die modulare Kühleinheit 400 angebracht ist. Der Rahmen 302 bezieht sich im allgemeinen auf die Struktur des Röntgenstrahlenbildgebungssystems 300 und kann als solche ein bewegliches Portal und/oder ein oder mehrere andere strukturelle Elemente des Röntgenstrahlenbildgebungssystems 300 enthalten oder umfassen. Der Rahmen 302, so wie hier auf ihn Bezug genommen wurde, soll nicht die Erfindung auf irgendwelche bestimmten strukturellen Elemente beschränken.
Wo der Rahmen 302 ein Portal oder einen Abschnitt davon umfaßt, ist das Portal so konfiguriert, daß die Position der Röntgenstrahlröhre 200, insbesondere der Anodenbaugruppe „A", relativ zu einem Subjekt 500 gegebenenfalls eingestellt werden kann. Wie angegeben befindet sich die Person 500 auf einem Tisch 304, der so positioniert ist, daß von dem Brennfleck der Anodenbaugruppe „A" kommende Röntgenstrahlen durch die Person 500 hindurchtreten und von einem Detektorarray 306 des Röntgenstrahlenbildgebungssystems detektiert werden. Bei dieser Implementierung enthält das Detektorarray 306 mehrere Detektoren 306A, die Informationen sammeln, die dann zusammengestellt werden, um ein vollständiges Röntgenbild herzustellen.
II. Modulare Kühleinheit
Unter Bezugnahme auf die 2A werden nunmehr Einzelheiten eines im allgemeinen mit 400 bezeichneten Ausführungsbeispiels einer modularen Kühleinheit beschrieben. Wie weiter oben angemerkt, enthält ein Wärmetauscher der modularen Kühleinheit 400 ein oder mehrere Gebläse, eine Pumpe und einen Radiator. Dementsprechend enthält die dargestellte Ausführungsform einen Radiator 402 mit Kühlmitteleinlaß- und -auslaßanschlüssen 402A bzw. 402B und eine Oberseite 402C und eine Unterseite 402D. Bei alternativen Ausführungsformen jedoch können die Kühlmittelanschlüsse 402A und 402B vertauscht sein.
Der Radiator 402 ist beispielhaft implementiert als ein Fluid-Fluid-Wärmetauscher mit einem Durchlauf wie etwa ein Flüssigkeit-Gas-Wärmetauscher, kann aber in beliebiger anderer Form implementiert sein, die die erforderliche Wärmeübertragungsfunktionalität bereitstellen würde. Der Ausdruck „Radiator", wie er hier verwendet wird, umfaßt jedes System, Gerät oder jede Kombination davon, die eine Wärmeübertragungsfunktionalität implementiert oder erleichtert. Beispielsweise können alternativ Flüssigkeit-Flüssigkeit-Wärmetauscher mit einem Durchlauf oder Flüssigkeit-Flüssigkeit- oder Flüssigkeit-Gas-Wärmetauscher mit mehreren Durchläufen verwendet werden. Wie unten eingehender erörtert beinhalten beispielhafte, in Verbindung mit dem Radiator 402 verwendete Gase Luft. Allgemeiner gesagt können Ausführungsformen des Radiators so ausgelegt und implementiert sein, wie dies erforderlich ist, um die Erreichung eines gewünschten Wärmeübertragungseffekts zu erleichtern.
Ausführungsformen des Radiators 402 umfassen in der Regel ein oder mehrere metallische Materialien, die mit den Anforderungen des Röntgenbetriebs kompatibel sind und mit dem oder den Kühlmitteln kompatibel sind, die beim Kühlen des Röntgengeräts verwendet werden sollen. Zu Beispielen für derartige metallische Materialien zählen unter anderem Kupfer und Kupferlegierungen. Die Erfindung sollte jedoch nicht auf die oben erwähnten beispielhaften Materialien beschränkt sein.
Was die in Verbindung mit Ausführungsformen des Radiators 402 verwendeten Kühlmittel betrifft, sei angemerkt, daß sich der Ausdruck „Fluid", wie er hier verwendet wird, auf Flüssigkeiten, Gase und Kombinationen bezieht. Beispielsweise verwenden einige Implementierungen des Radiators 402 möglicherweise Kältemittel, die während der verschiedenen Betriebsstadien eines assoziierten Röntgensystems im wesentlichen eine flüssige Phase, eine Gasphase und/oder eine Kombination aus flüssiger und Gasphase umfassen können. Zumindest einige der Implementierungen des Radiators 402 eignen sich zur Verwendung mit Kühlmitteln, die im wesentlichen Ethylenglykol umfassen, während andere Ausführungsformen des Radiators 402 in Verbindung mit verschiedenen dielektrischen Ölkühlungsmitteln verwendet werden.
Bei zumindest einigen Ausführungsformen der Erfindung ist der Radiator 402 so konfiguriert, daß er gleitend innerhalb der Gebläsehalterung 404 aufgenommen wird, in der dargestellten Ausführungsform als ein Gebläsehaltewinkel implementiert, so daß der Radiator 402 für eine Wartung und einen Austausch leicht entfernt werden kann. Dazu enthalten Ausführungsformen des Radiators 402 geeignete Haltewinkel, Clips oder andere Halteeinrichtungen 402E, durch die der Radiator 402 innerhalb einer unten erörterten Gebläsehalterung 404 entfernbar festgehalten wird. Es kann jedoch alternativ jede Struktur verwendet werden, die eine Funktionalität aufweist, die der vergleichbar ist, die von solchen Halteeinrichtungen 402E bereitgestellt wird.
Gleichermaßen enthalten mindestens einige Ausführungsformen des Radiators 402 eine oder mehrere erweiterte Oberflächen 402F. Solche erweiterten Oberflächen 402F, die die Form von beispielsweise Rippen annehmen können, dienen dazu, die Gesamtwärmeübertragungsfläche des Radiators 402 zu vergrößern und dementsprechend zu einer relativen Erhöhung der Wärmeübertragungsraten beizutragen, die mit dem Radiator 402 erzielt werden können. Parameter wie etwa die Anzahl, die Größe, die Geometrie, der Abstand, die Positionierung und die Orientierung der erweiterten Oberflächen 402F können gegebenenfalls nachgestellt werden. Die erweiterten Oberflächen 402F umfassen beispielhaft Kupfer oder eine Kupferlegierung, können aber auch jedes andere geeignete Material umfassen. Weil Ausführungsbeispiele einen Radiator 402 liefern, der ohne weiteres aus der Gebläsehalterung 404 entfernt werden kann, können die erweiterten Oberflächen 402F und andere Abschnitte des Radiators 402 gegebenenfalls ohne weiteres gereinigt werden. Dieser Aspekt von Ausführungsbeispielen der Erfindung ist besonders nützlich in Umfeldern wie etwa beispielsweise Krankenhäusern, wo Flusen und andere Materialien in den Radiator hineingezogen werden können und somit die Wirksamkeit des Radiators beeinträchtigen können.
Zusätzlich zu dem Radiator 402 enthält die beispielhafte modulare Kühleinheit 400 eine Kühlmittelpumpe 400A mit Kühlmittelanschlüssen 400B und 400C. Im allgemeinen pumpt die Kühlmittelpumpe 400A Kühlmittel vom Radiator 402 durch ein nicht gezeigtes Röntgenröhrengehäuse. Bei einigen alternativen Implementierungen der modularen Kühleinheit ist die Kühlmittelpumpe eine separate Komponente und nicht ein Element der modularen Kühleinheit. Zwei Beispiele für derartige Anordnungen sind in 3A bzw. 3B dargestellt und unten ausführlich erörtert.
Bei fortdauernder Betrachtung von 2A enthält die beispielhafte modulare Kühleinheit 400 weiterhin eine Gebläsehalterung 404, die unter anderem dazu dient, ein oder mehrere Gebläse 406 an gewünschten Stellen relativ zum Radiator 402 zu positionieren, und die auch einen Weg bereitstellt zum Anbringen der modularen Kühleinheit 400 an der Struktur des Röntgenstrahlenbildgebungssystems 300. Die Gebläsehalterung 404 ist in 2A als ein Gebläsehaltewinkel implementiert, während in 2B die Gebläsehalterung die Form einer unten erörterten Adapterplatte annimmt.
Ausführungsformen der Gebläsehalterung 404 umfassen ein oder mehrere Blechstücke wie etwa beispielsweise Stahl oder Aluminium, die eine Umhüllung definieren, die zumindest teilweise den Radiator 402 und, falls geliefert, die Kühlmittelpumpe aufnimmt. Wenngleich zur Konstruktion der Gebläsehalterung 404 mehrere Material stücke verwendet werden, können jene Stücke auf geeignete Weise wie etwa mit Befestigungsmitteln oder durch Schweißen, Löten, Hartlöten oder andere geeignete Prozesse miteinander verbunden werden. Außerdem können Strukturteile wie etwa beispielsweise Winkel und Flachstähle für Blech substituiert werden. Bei der Konstruktion bei der Gebläsehalterung 404 können auch nichtmetallische Materialien verwendet werden. Wie das Obengesagte somit verdeutlicht, ist die Erfindung nicht auf irgendeine bestimmte Konfiguration oder Konstruktionsmaterialien für Ausführungsformen der Gebläsehalterung 404 beschränkt.
Bei der dargestellten Ausführungsform sind sowohl die Oberseite 402C als auch die Unterseite 402D des Radiators 402 im wesentlichen von der Gebläsehalterung 404 eingeschlossen. Bei anderen Ausführungsformen jedoch ist die Gebläsehalterung 404 als ein Gebläsehaltewinkel im wesentlichen in Gestalt eines „U" konfiguriert mit einem offenen Abschnitt, der derart positioniert ist, daß die Unterseite 402D des Radiators 402 nicht eingeschlossen ist, wie im Fall der in 2B dargestellten alternativen Ausführungsform. Allgemeiner und wie hier offenbart kann die Gebläsehalterung 404 auf jede andere Weise konfiguriert sein, die zu der gewünschten Funktionalität paßt.
Die dargestellte beispielhafte Gebläsehalterung 404 definiert weiterhin ein oder mehrere Flansche 404A, die zum Aufnehmen von Befestigungselementen 408 konfiguriert sind, so daß Gebläsehalterung 404, Radiator 402 und Gebläse 406 des Wärmetauschers 401 an der Struktur des Röntgenstrahlenbildgebungssystems 300 wie etwa beispielsweise dem Rahmen 302 entfernbar angebracht werden können. Bei einer alternativen Implementierung werden ein oder mehrere der Flansche 404 durch geeignete Befestigungshaltewinkel ersetzt, doch kann gleichermaßen jede andere Struktur bzw. können alle anderen Strukturen vergleichbarer Funktionalität verwendet werden.
Wie bereits angemerkt erleichtert die Gebläsehalterung 404 nicht nur das Positionieren und Festhalten des Radiators 402 sowie auch das Befestigen der modularen Kühleinheit 400, sondern die Gebläsehalterung 404 dient auch zum Positionieren eines oder mehrerer Gebläse 406 an gewünschten Stellen und in einer gewünschten Orientierung relativ zum Radiator 402, so daß mindestens ein Teil der Wärme von den durch den Radiator 402 fließenden Kühlmitten entfernt werden kann. Nunmehr werden unter weiterer Bezugnahme auf 2A weitere Einzelheiten hinsichtlich der Verwendung von einem oder mehreren Gebläsen 406 in Verbindung mit einem Ausführungsbeispiel der modularen Kühleinheit 400 bereitgestellt.
Bei der in 2A dargestellten Ausführungsform dient die Gebläsehalterung 404 dazu, ein Paar Gebläse 406 so in der Nähe des Kühlkörpers 402 zu positionieren, daß, wie unten in Verbindung mit den 3 und 4 eingehender erörtert die Gebläse 406 bewirken, daß eine Luftströmung durch den Radiator 402 hindurchführt, wodurch ein Teil der Wärme in dem Kühlmittel entfernt wird, das aus dem Röntgenröhrengehäuse heraus und in den Radiator 402 strömt. Bei einigen Ausführungsformen sind die Gebläse 406 so konfiguriert und ausgelegt, daß Luft von den Gebläsen 406 in die Gebläsehalterung 404 und durch den Radiator 402 gezogen wird. Bei einer alternativen Anordnung sind die Gebläse 406 so konfiguriert und ausgelegt, daß sie eine Luftströmung durch den Radiator 402 drücken.
Der oder die in der modularen Kühleinheit 4 eingesetzten Gebläse 406 umfassen in der Regel elektrisch betriebene Gebläse, und sie können von jeder Art Gebläse sein, der effektiv einen gewünschten Wärmeüber tragungseffekt ermöglicht. Es können verschiedene Arten, Größen und Anzahlen von Gebläsen verwendet werden. Zudem können Positionierung, Drehzahl und Luftbewegungscharakteristiken der Gebläse wie gewünscht ausgewählt werden. Wenn mehrere Gebläse 406 verwendet werden, ist außerdem die modulare Kühleinheit 400 in einigen Ausführungsformen mit einer Schaltung konstruiert, die es ermöglicht, die Gebläse in verschiedenen Zeitintervallen zyklisch zwischen den Positionen „ein" und „aus" umzuschalten. Bei einigen beispielhaften Implementierungen werden Gebläsedrehzahlzwischeneinstellungen wie etwa eine Einstellung mit einer halben Drehzahl in Verbindung mit der Schaltung implementiert. Bei noch weiteren Implementierungen gestattet die Gebläsedrehzahleinstellung eine analoge Einstellung über einen Bereich von Drehzahlen.
Allgemein enthält die modulare Kühleinheit 400 die Schaltung und Verdrahtung (nicht gezeigt), die notwendig sind, um den Gebläsen 406 Strom zu liefern und diesen zu regeln. In einigen Ausführungsformen enthält die modulare Kühleinheit 400 auch eine oder mehrere Fehlerschaltungen und assoziierte Indikatoren oder Anzeigen (nicht gezeigt), um einen tatsächlichen oder bevorstehenden Ausfall eines oder mehrerer der Gebläse 406 und/oder anderer interessierender Zustände zu identifizieren und einem Operator oder Techniker den Status zu melden.
Es sei angemerkt, daß ungeachtet der oben erwähnten beispielhaften Charakteristiken von Gebläsen und Gebläseanordnungen die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Vielmehr können alle anderen Gebläse und/oder Anordnungen von Luftbewegungseinrichtungen verwendet werden, mit denen das Erreichen eines gewünschten Wärmeübertragungseffekts effektiv ermöglicht wird.
Schließlich enthält die dargestellte Gebläsehalterung 404 ein oder mehrere Abdichtelemente (siehe 409 in 2B) wie etwa beispielsweise eine Dichtung, die dazu dienen zu verhindern, daß der unten erörterte Gebläseluftstrom zwischen der Gebläsehalterung 404 und dem Radiator 402 entweicht. Das Abdichtelement besteht aus einem oder mehreren geeigneten Materialien, wobei Beispiele davon unter anderem Kautschuk, Schaumkautschuk oder eines oder mehrere andere Materialien enthält, die mit der beabsichtigten Anwendung kompatibel sind.
Nunmehr unter Bezugnahme auf 2B werden Einzelheiten hinsichtlich einer alternativen Ausführungsform einer allgemein mit 401 bezeichneten modularen Kühleinheit angegeben. Da die Offenbarung hierin hinsichtlich der modularen Kühleinheit 400 in vielerlei Hinsicht zu der modularen Kühleinheit 401 paßt, konzentriert sich die folgende Erörterung in erster Linie auf ausgewählte Unterschiede zwischen den beiden Ausführungsbeispielen.
Wie in 2B angedeutet, enthält die modulare Kühleinheit 401 einen Radiator 403, der konfiguriert ist, um an den Rahmen 302 oder eine andere Struktur des Röntgenstrahlenbildgebungssytems 300 (siehe 1) geschraubt oder auf andere Weise daran angebracht zu werden. Der Radiator 403 enthält ein Paar Kühlmittelanschlüsse 403A, die gestatten, daß eine Kühlmittelströmung durch den Radiator 403 zirkuliert, wie hier an anderer Stelle in weiteren Einzelheiten offenbart. Wie unten in Verbindung mit den 3 und 4 erörtert, ist der Radiator 403 für eine Fluidkommunikation mit einem Gehäuse eines Röntgengeräts konfiguriert.
Zudem enthält die modulare Kühleinheit 401 eine Adapterplatte 405, die ebenfalls konfiguriert ist, um an den Rahmen 302 oder eine andere Struktur geschraubt oder auf andere Weise daran angebracht zu werden. In der dargestellten Implementierung wird die Adapterplatte 405 auch an dem Radiator 403 geschraubt, so daß die Adapterplatte 405 dazu dient, den Radiator 403 weiterhin an seiner Position zu sichern, während er auch getrennt entfernt werden kann. Die Adapterplatte 405 besteht beispielhaft aus metallischen Materialien, wobei Beispiele davon Stahl und Aluminium beinhalten.
Die Adapterplatte 405 dient unter anderem dazu, ein oder mehrere Gebläse 407 so zu positionieren, daß die Gebläse 407 in der Lage sind, das Hindurchtreten einer Luftströmung durch den Radiator 403 zu verursachen. Um die Wärmeübertragung weiter zu ermöglichen, enthält die modulare Kühleinheit 401 ein Abdichtelement 409, wie etwa beispielsweise eine Dichtung, das im wesentlichen verhindert, daß Luft zwischen dem Radiator 403 und der Adapterplatte 405 entweicht.
Infolge der Konfiguration und Anordnung der Elemente der modularen Kühleinheit 401 können der oder die Gebläse 407 und/oder der Radiator 403 ohne weiteres entfernt und/oder ausgetauscht werden, ohne daß das Entfernen der assoziierten Röntgenröhre erforderlich wäre (siehe zum Beispiel 3A und 3B). Analog kann die Röntgenröhre entfernt oder ausgetauscht werden, ohne daß das Entfernen des oder der Gebläse 407 oder des Radiators 403 erforderlich wäre. Somit besteht ein weiterer Aspekt des Aufbaus und der Anordnung der hier offenbarten modularen Kühleinheiten, in den 2A und 2B exemplifiziert, darin, daß Unterschiede bei der Standzeit der verschiedenen Komponenten der modularen Kühleinheit und der Röntgenröhre ohne weiteres berücksichtigt werden können, ohne daß unnötige Kosten und unnötiger Aufwand entstehen, die sich ansonsten ergeben würden.
Bei einer bestimmten Implementierung befindet sich die Pumpe in der Röntgenröhre und ist permanent mit dem Radiator verbunden, so daß nur die Gebläse an dem Portal oder einer anderen Struktur bleiben, wenn die modulare Kühleinheit entfernt wird. Bei einer anderen beispielhaften Implementierung jedoch ist die Pumpe unter Verwendung von Schnelltrennverbindungen mit dem Radiator verbunden, so daß die beiden Komponenten ohne weiteres getrennt und wieder verbunden werden können. Allgemeiner jedoch können beliebige andere Komponenten der modularen Kühleinheit ähnlich konfiguriert sein, um Kompatibilität mit den Anforderungen einer bestimmten Installations- oder Betriebsumgebung sicherzustellen.
III. Anordnung aus Röntgenröhre und modularer Kühleinheit
Nunmehr unter Bezugnahme auf 3A werden weitere Details hinsichtlich Struktur und Anordnung einer Röntgenröhre angegeben, beispielhaft implementiert als eine Röntgenröhre mit rotierender Anode und allgemein mit 600 bezeichnet, und einer modularen Kühleinheit, mit 700 bezeichnet und allgemein wie in 2A gezeigt konfiguriert. Im Gegensatz zu der in 2A beschriebenen beispielhaften Kühleinheit enthält die modulare Kühleinheit 700 jedoch keine Kühlmittelpumpe. Vielmehr ist die Kühlmittelpumpe wie unten erörtert an der Röntgenröhre 600 angebracht. Andere Röntgenröhren als vom Typ mit rotierender Anode können jedoch ebenfalls verwendet werden. Es sei gleichermaßen angemerkt, daß die in 2B offenbarte beispielhafte modulare Kühleinheit auf eine Weise ähnlich der in 3A bezüglich der Röntgenröhre 600 angegebenen Weise verwendet und ausgelegt sein kann.
Die Röntgenröhre 600 ist, in einigen Implementierungen entfernbar, an einer Befestigungsstruktur 308 des Röntgenstrahlenbildgebungssystems 300 (1) über ein Paar Drehzapfen 601 angebracht, obwohl alternativ eine beliebige andere Struktur vergleichbar den Drehzapfen 601 verwendet werden kann. Bei dieser Implementierung umfaßt die Befestigungsstruktur 308 einen Abschnitt des Rahmens 302 des Röntgenstrahlenbildgebungssystems 300. Im allgemeinen ist die beispielhafte Befestigungsstruktur 308 so konfiguriert, daß sie einen Raum für die modulare Kühleinheit 700 mit dem Ergebnis bereitstellt, daß die modulare Kühleinheit 700 zwischen der Röntgenröhre 600 und dem Rahmen 302 positioniert ist.
Die Röntgenröhre 600 enthält ein Gehäuse 600A, das eine Einsatzstütze 600B enthält, die einen Röntgenröhreneinsatz stützt, wie unten erörtert. Die Röntgenröhre 600 enthält weiterhin ein Paar Hochspannungsanschlüsse, von denen einer bei 600C angegeben ist, sowie ein Paar Kühlmittelanschlüsse 600D und 600E.
Innerhalb des Gehäuses 600A ist ein Röntgenröhreneinsatz 602 mit einer Vakuumumhüllung 604 angeordnet, die ein Fenster 604A definiert, durch das von dem Röntgenröhreneinsatz 602 erzeugte Röntgenstrahlen gelenkt werden. Das Fenster 604A besteht aus Beryllium oder einem anderen geeigneten Material und ist im allgemeinen auf ein entsprechendes Fenster 600F der Röntgenröhre 600 ausgerichtet. Eine rotierende Anode 606 ist innerhalb der Vakuumumhüllung 604 angeordnet und wird von einer Lagerbaugruppe 608 gestützt, die so konfiguriert ist, daß sie zumindest indirekt an der Einsatzstütze 600B angebracht wird. Schließlich ist eine Kathode 610 oder ein anderer Elektronenemitter so positioniert, daß sie/er einen Elektronenstrom auf eine Zielbahn 606A der Anode 606 lenkt. Die Zielbahn 606A besteht aus Wolfram oder einem oder mehreren anderen Materialien, die sich für die Verwendung bei der Erzeugung von Röntgenstrahlen eignen. Im allgemeinen sind die Kathode 610 und die Zielbahn 606A so angeordnet, daß ein als Auftreffpunkt der emittierten Elektronen definierter Brennfleck in der Nähe der Oberfläche der Zielbahn 606A in einer gewünschten Position relativ zu einem Detektor oder Detektorarray wie etwa dem Detektorarray 306 (siehe 1) bleibt.
Bei Betrieb bewirkt ein zwischen der Kathode 610 und der Anode 606 hergestelltes Hochspannungspotential über die Hochspannungsanschlüsse 6000, daß von der Kathode 610 emittierte Elektronen schnell in Richtung auf die Zielspur 606A der Anode 606 beschleunigt werden, auf die Zielspur 606A auftreffen und bewirken, daß Röntgenstrahlen durch die Fenster 604A und 600F emittiert werden. Wie unten eingehender erörtert, wird zumindest ein Teil der infolge des Betriebs des Röntgenröhreneinsatzes 602 erzeugten Wärme über Kühlmittel entfernt, das durch die Kühlmittelanschlüsse 600D und 600E strömt.
Unter weiterer Bezugnahme auf 3A werden Details hinsichtlich Struktur und Anordnung der beispielhaften modularen Kühleinheit 700 angegeben, die so konfiguriert und ausgelegt ist, daß sie das Entfernen von Wärme von der Röntgenröhre 600 unterstützt. Wie bereits angemerkt ist die modulare Kühleinheit 700 bei dieser beispielhaften Anordnung unter der Befestigungsstruktur 308 positioniert, an der die Röntgenröhre 200 angebracht ist.
Die dargestellte modulare Kühleinheit 700 enthält einen Radiator 702 mit einem Paar Kühlmittelanschlüsse, insbesondere einem Vorlauf-(„S")-Anschluß 704A, über den Kühlmittel an die Röntgenröhre 600 geliefert wird, und einen Rücklauf-(„R")-Anschluß 704B, über den erwärmtes Kühlmittel von der Röntgenröhre 600 erhalten wird. Der Vorlauf- und Rücklaufanschluß 704A und 704B enthalten geeignete Gewinde und/oder Garnituren, die ein entfernbares Anbringen eines entsprechenden Paars von Kühlmittelschläuchen 706 gestatten. Außerdem oder alternativ kann jedes Ende der Kühlmittelschläuche 706 ebenfalls verschiedene Garnituren enthalten. Die Kühlmittelschläuche 706 können aus einem oder mehreren beliebigen Materialien konstruiert sein, die sich für die Verwendung in Betriebsumgebungen mit Röntgengeräten eignen.
Zudem können Parameter wie etwa die Länge und der Durchmesser der Kühlmittelschläuche 706 so gewählt werden, wie dies erforderlich ist, um den Anforderungen einer bestimmten Anwendung zu entsprechen. In jedem Fall dienen die Kühlmittelschläuche 706 dazu, die Vorlauf- und Rücklaufanschlüsse 704A und 704B des Radiators 702 mit den entsprechenden Kühlmittelanschlüssen 600E bzw. 600D des Röntgenröhrengehäuses 600A zu verbinden, so daß Kühlmittel von dem Röntgenröhrengehäuse 600A durch den Radiator 702 und zurück zum Röntgenröhrengehäuse 600A zirkuliert werden kann.
Insbesondere ist bei diesem Ausführungsbeispiel eine Kühlmittelpumpe 650 vorgesehen, die an der Röntgenröhre 600 angebracht ist. Die Kühlmittelpumpe 650 enthält einen Sauganschluß 652, über den erwärmtes Kühlmittel aus dem Röntgenröhrengehäuse 600A durch Kühlmittelschläuche 706 ab- und in die Kühlmittelpumpe 650 gesaugt wird. Die Kühlmittelpumpe 650 enthält weiterhin einen Austragsanschluß 654, an dem der Kühlmittelschlauch 706 angebracht ist und über den Kühlmittel von dem Röntgenröhrengehäuse 600A aus der Kühlmittelpumpe 650 ausgetragen und durch die modulare Kühleinheit 700 gepumpt wird. Die Kühlmittelschläuche 706 enthalten entsprechende Schlauchgarnituren und andere Einrichtungen zum Anbringen an dem Sauganschluß 650 und Austragsanschluß 654 der Kühlmittelpumpe 650. Zumindest bei einigen der Ausführungsformen sind die Kühlmittelschläuche 706 so konfiguriert, daß sie entfernbar an dem Sauganschluß 652 und dem Austragsanschluß 654 der Kühlmittelpumpe 650 angebracht sind.
Man beachte, daß die Kühlmittelpumpe 650 sich zwar bei dieser beispielhaften Implementierung in der Kühlmittelrückleitung zu dem Radiator 702 befindet, andere Anordnungen alternativ verwendet werden können. Beispielsweise liegt bei einigen alternativen Anordnungen die Kühlmittelpumpe 650 in der Kühlmittelvorlaufleitung zu dem Röntgenröhrengehäuse 600A.
Zumindest einige Implementierungen der Erfindung enthalten weiterhin eine Vielzahl zusätzlicher Schaltungen und Komponenten, um eine Steuerung der Kühlung der Röntgenröhre 600 zu erleichtern. Zu solchen anderen Schaltungen und Komponenten zählen beispielsweise Strömungsregler und Strömungssteuerventile zum Steuern und Überwachen von Kühlmittelströmungsraten durch das Gehäuse 600A, Hochtemperaturalarme und -indikatoren, um übermäßig hohe Kühlmitteltemperaturen anzuzeigen, die von Kühlmittelsystemfehlern herrühren, Temperatur- und Druckindikatoren zur Bereitstellung einer Rückkopplung hinsichtlich Aspekten des Kühlmittelflusses durch den Radiator 702 und/oder das Gehäuse 600A und Hochtemperaturtrennschalter und -schaltungen, um für den Fall, daß die Kühlmitteltemperatur eine vorbestimmte Grenze übersteigt und/oder falls Kühlmittelfluß unter eine akzeptable Rate abfällt, den Betrieb der Röntgenröhre 600 einzuschränken oder zu verhindern.
Unter weiterer Bezugnahme auf die in 3A beschriebene Anordnung umschließt und hält ein Gebläsehaltewinkel 708 der modularen Kühleinheit 700 im wesentlichen den Radiator 702, der bei einer alternativen Anordnung einem Endbenutzer mit der Röntgenröhre 600 geliefert wird. Bei der dargestellten Ausführungsform wird der Radiator 702 von dem Gebläsehaltewinkel 708 im wesentlichen eingeschlossen und darin gleitend aufgenommen. Je nach der Implementierung kann der Radiator 702 alternativ permanent oder entfernbar an dem Rahmen 302 angebracht sein. Außerdem ist der Gebläsehaltewinkel 708 an dem Rahmen 302 angebracht, weshalb die modulare Kühleinheit 700 oder die Gebläse 710 (mindestens) als Teil des Röntgenstrahlenbildgebungssystems 300 implementiert ist/sind. In einigen Fällen ist der Gebläsehaltewinkel 708 entfernbar an dem Rahmen 302 angebracht, während bei anderen Implementierungen der Gebläsehaltewinkel 708 permanent an dem Rahmen 302 angebracht ist.
In jedem Fall jedoch sind die unten erörterten Gebläse 710 entfernbar an dem Gebläsehaltewinkel 708 angebracht. Infolge dieser Konfiguration und Anordnung können der Radiator 702 und/oder die Gebläse 710 ohne weiteres entfernt und/oder ausgetauscht werden, ohne daß ein Austausch der ganzen Röntgenröhre 600 erforderlich wäre. Da die modulare Kühleinheit 700 und die Röntgenröhre 600 diskrete trennbare Komponenten sind, kann gleichermaßen das Entfernen und Austauschen der Röntgenröhre 600 bewirkt werden, ohne daß ein Austausch der Elemente der modularen Kühleinheit 700 erforderlich wäre.
Unter weiterer Bezugnahme auf 3A dient der Gebläsehaltewinkel 708 dazu, ein oder mehrere Gebläse 710 so zu positionieren, daß, wenn eines oder mehrere der Gebläse 710 aktiviert werden, ein Luftstrom von dem Gebläse 710 durch den Radiator 702 gelenkt wird. Auf diese Weise wird zumindest ein Teil der Wärme, die in dem Kühlmittel vorliegt, daß in den Radiator 702 über den Kühlmittelrücklaufanschluß 704B eintritt, vor dem Rücklauf des Kühlmittels zu der Röntgenröhre 600 entfernt.
Um Wärmeübertragungseffekte, die in Verbindung mit den Gebläsen 710 und dem Radiator 702 erzielt werden, weiter zu verbessern, enthält die dargestellte modulare Kühleinheit 700 weiterhin ein oder mehrere Absichtelemente 712, die einen Austritt von Luft zwischen dem Gebläsehaltewinkel 708 und dem Radiator 702 im wesentlichen verhindern.
Nunmehr unter Bezugnahme auf 3B werden Details hinsichtlich einer alternativen Anordnung der Röntgenröhre 600 und der modularen Kühleinheit 700 angegeben. Da die in 3B offenbarte Anordnung in vielerlei Hinsicht der in 3A offenbarten ähnlich ist, wird die folgende Erörterung von 3B in erster Linie auf bestimmte Unterschiede zwischen den beiden Anordnungen beschränkt.
Einer der Unterschiede zwischen der Anordnung von 3B und der von 3A betrifft die Stelle der Kühlmittelpumpe, in 3B bei 675 angegeben. Insbesondere ist die Kühlmittelpumpe 675 an der Befestigungsstruktur 308 angebracht. Bei der dargestellten Anordnung ist die Kühlmittelpumpe 675 innerhalb der Befestigungsstruktur 308 angeordnet, doch kann die Kühlmittelpumpe 675 alternativ an einem äußeren Abschnitt der Befestigungsstruktur 308 angebracht sein. Das Anbringen des Sauganschlusses 677 der Kühlmittelpumpe 675 über Kühlmittelschlauch 706 und entsprechende Garnituren an dem Röntgenröhrengehäuse 600A ist im allgemeinen ähnlich der in 3A angedeuteten Anordnung. Das gleiche gilt entsprechend bezüglich des Anbringens des Austragsanschlusses 679, über Kühlmittelschlauch 706 und entsprechende Garnituren, der Kühlmittelpumpe 675 an dem Radiator 702.
IV. Überlegungen zum Betrieb
Nunmehr unter Bezugnahme auf 4 und unter fortgesetzter Bezugnahme auf 3B werden Details hinsichtlich unterschiedlicher betrieblicher Aspekte eines Systems angegeben, wie es in 3B exemplifiziert ist. Insbesondere zeigt 4 eine beispielhafte Anordnung eines Röntgenstrahlenbildgebungssystems 800, das eine modulare Kühleinheit 802 mit einem Radiator 804, einem oder mehreren Gebläsen 806 und eine Röntgenröhre 900 enthält, innerhalb der ein Röntgenröhreneinsatz (nicht gezeigt) angeordnet ist.
Es ist auch eine Kühlmittelpumpe 808 vorgesehen, die in der beispielhaften 4 Teil des Röntgenstrahlenbildgebungssystems 800 ist, aber von der Röntgenröhre 900 getrennt ist. Wie hier an anderer Stelle erörtert kann die Kühlmittelpumpe als ein Element der modularen Kühleinheit enthalten sein (siehe zum Beispiel 2A) oder kann ein Element umfassen, das sowohl von der modularen Kühleinheit als auch dem Röntgenstrahlengehäuse getrennt ist (siehe zum Beispiel 3B), oder kann ein Element der Röntgenröhre umfassen (siehe zum Beispiel 3A und 5). Dementsprechend sind die in den Figuren offenbarten Anordnungen lediglich beispielhaft und sollen in keinerlei Weise die Erfindung beschränken.
Bei Betrieb wird zumindest ein Teil der infolge des Betriebs der Röntgenröhre erzeugten Wärme auf ein Kühlmittel übertragen, das von der Kühlmittelpumpe 808 mit einer Strömungsrate F₁ von dem Radiator 804 weggepumpt wird. Das erwärmte Kühlmittel tritt dann aus dem Gehäuse der Röntgenröhre 900 mit einer Strömungsrate F₂ aus, die im wesentlichen gleich der Strömungsrate F₁ ist, und kehrt zur Pumpe 808 zurück. Gleichzeitig bewirken ein oder mehrere Gebläse 806, daß mit einer Rate F₃ strömende Luft mit Wärmeübertragungsoberflächen des Radiators 804 in Kontakt kommt. Infolge dieser Luftströmung, die eine Luftströmung umfassen kann, die durch den Radiator 804 entweder gesaugt oder gedrückt wird, wird Wärme Q aus dem Kühlmittel entfernt, das mit einer entsprechenden Rate durch den Kühlkörper 804 strömt. Wie das Obengesagte nahelegt, können Änderungen an der Rate, mit der Wärme Q aus dem strömenden Kühlmittel und somit aus dem Röntgenröhreneinsatz entfernt wird, bewirkt werden durch das Variieren von Parametern einschließlich unter anderem der Luftströmungsrate F₃ und der Kühlmittelströmungsraten F₁ und F₂.
Schließlich unter Bezugnahme auf 5 werden Details hinsichtlich einer alternativen Konfiguration und Anordnung eines Röntgenstrahlenbildgebungssystems 1000 angegeben, daß eine modulare Kühleinheit enthält, die allgemein mit 1002 bezeichnet und so konfiguriert ist, daß sie in Verbindung mit einer Röntgenröhre 1100 arbeitet. Bei der dargestellten Anordnung enthält die modulare Kühleinheit 1002 einen Radiator 1004 und ein oder mehrere Gebläse 1006. Diese Anordnung unterscheidet sich dadurch von der von 4, daß die bei 1102 angegebene Kühlmittelpumpe ein Element der Röntgenröhre 1100 umfaßt.
Vom Betrieb her ist die in 5 dargestellte Anordnung ähnlich der anderer hier beschriebener Ausführungsformen. Insbesondere wird zumindest ein Teil der infolge des Betriebs der Röntgenröhre 1100 erzeugten Wärme auf ein Kühlmittel übertragen, das mit einer Strömungsrate F₁ von dem Radiator 1004 in die Röntgenröhre 1100 eintritt. Das erwärmte Kühlmittel wird dann aus der Röntgenröhre 1100 von der Kühlmittelpumpe 1102 mit einer Strömungsrate F₂ herausgepumpt, die im wesentlichen gleich der Strömungsrate F₁ ist, und zum Radiator 1004 zurückgepumpt.
Gleichzeitig bewirken ein oder mehrere Gebläse 1006, daß mit einer Rate F₃ strömende Luft mit Wärmeübertragungsoberflächen des Radiators 1004 in Kontakt kommt. Infolge dieser Luftströmung, die eine Luftströmung umfassen kann, die durch den Radiator 1004 entweder gesaugt oder gedrückt wird, wird Wärme Q aus Kühlmittel entfernt, das mit einer entsprechenden Rate durch den Kühlkörper 1004 strömt. Wie das Obengesagte nahelegt, können Änderungen an der Rate, mit der Wärme Q aus dem strömenden Kühlmittel und somit aus dem Röntgenröhreneinsatz entfernt wird, bewirkt werden durch das Variieren von Parametern einschließlich unter anderem der Luftströmungsrate F₃ und der Kühlmittelströmungsraten F₁ und F₂.
Die beschriebenen Ausführungsformen sollen in jeglicher Hinsicht nur als beispielhaft und nicht einschränkend angesehen werden.

Claims

Röntgenstrahlenbildgebungssystem, das folgendes umfaßt: – einen Rahmen; – eine modulare Kühleinheit, die folgendes umfaßt: – einen Radiator, der für Fluidkommunikation mit einem Röntgenröhrengehäuse konfiguriert ist; – eine Gebläsehalterung, die zumindest indirekt am Rahmen angebracht ist; und – ein Gebläse, das an der Gebläsehalterung angebracht und so ausgelegt ist, daß es das Strömen eines Luftstroms durch den Radiator verursacht; und – einen Detektor, der so ausgelegt ist, daß er von einem Röntgenröhreneinsatz erzeugte Röntgenstrahlen empfängt.
Röntgenstrahlenbildgebungssystem nach Anspruch 1, wobei die Gebläsehalterung eine Adapterplatte und/oder einen Gebläsehaltewinkel aufweist.
Röntgenstrahlenbildgebungssystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Gebläsehalterung so konfiguriert ist, daß sie entfernbar an dem Rahmen angebracht ist.
Röntgenstrahlenbildgebungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Radiator gleitend innerhalb der Gebläsehalterung aufgenommen ist.
Röntgenstrahlenbildgebungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Radiator entfernbar in der Gebläsehalterung gehalten ist.
Röntgenstrahlenbildgebungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Radiator so konfiguriert ist, daß er entfernbar an dem Rahmen angebracht ist.
Röntgenstrahlenbildgebungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Radiator zwischen der Gebläsehalterung und dem Rahmen gehalten wird.
Röntgenstrahlenbildgebungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Gebläse so konfiguriert und ausgelegt ist, daß es eine Luftströmung durch die Gebläsehalterung und den Radiator saugt.
Röntgenstrahlenbildgebungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Gebläse so konfiguriert und ausgelegt ist, daß es eine Luftströmung in die Gebläsehalterung und den Radiator drückt.
Röntgenstrahlenbildgebungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Rahmen ein Portal umfaßt.
Röntgenstrahlenbildgebungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die modulare Kühleinheit weiterhin ein Abdichtelement umfaßt, das zwischen dem Radiator und der Gebläsehalterung angeordnet ist.
Röntgenstrahlenbildgebungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Radiator mindestens eine erweiterte Oberfläche enthält, die für einen Kontakt mit einer von dem Gebläse erzeugten Luftströmung konfiguriert ist.
Röntgenstrahlenbildgebungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei Elemente der modularen Kühleinheit entfernt und ausgetauscht werden können, ohne daß ein Austausch des Röntgenröhreneinsatzes erforderlich wäre.
Röntgenstrahlenbildgebungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, weiterhin mit einer Kühlmittelpumpe in Fluidkommuniaktion mit dem Radiator und dem Röntgenröhrengehäuse.
Röntgenstrahlenbildgebungssystem nach Anspruch 14, wobei die Kühlmittelpumpe ein Element der modularen Kühleinheit oder der Röntgenröhre ist.
Modulare Kühleinheit, die folgendes umfaßt: – einen Radiator, der für Fluidkommunikation mit einem Röntgenröhrengehäuse konfiguriert ist; – eine Gebläsehalterung, die so konfiguriert ist, daß sie entfernbar an einem Rahmen eines Röntgenstrahlenbildgebungssystems angebracht ist; und – ein Gebläse, das an der Gebläsehalterung angebracht und so ausgelegt ist, daß es bewirkt, daß eine Luftströmung in Kontakt mit dem Radiator kommt.
Modulare Kühleinheit nach Anspruch 16, wobei die Gebläsehalterung eine Adapterplatte und/oder einen Gebläsehaltewinkel umfasst.
Modulare Kühleinheit nach Anspruch 17, wobei die Gebläsehalterung als ein Gebläsehaltewinkel implementiert ist und der Radiator gleitend in den Gebläsehaltewinkel aufgenommen ist.
Modulare Kühleinheit nach Anspruch 17, wobei die Gebläsehalterung als ein Gebläsehaltewinkel implementiert ist und der Radiator entfernbar in den Gebläsehaltewinkel gehalten ist.
Modulare Kühleinheit nach einem der Ansprüche 16 bis 19, wobei der Radiator so konfiguriert ist, daß er an dem Rahmen des Röntgenstrahlenbildgebungssystems angebracht ist.
Modulare Kühleinheit nach einem der Ansprüche 16 bis 20, wobei der Radiator so konfiguriert ist, daß er zwischen der Gebläsehalterung und dem Rahmen des Röntgenstrahlenbildgebungssystems gehalten wird.
Modulare Kühleinheit nach einem der Ansprüche 16 bis 21, wobei das Gebläse so konfiguriert und ausgelegt ist, daß es eine Luftströmung durch den Gebläsewinkel und in Kontakt mit dem Radiator saugt.
Modulare Kühleinheit nach einem der Ansprüche 16 bis 21, wobei das Gebläse so konfiguriert und ausgelegt ist, daß es eine Luftströmung in den Gebläsewinkel und in Kontakt mit dem Radiator drückt.
Modulare Kühleinheit nach einem der Ansprüche 16 bis 23, weiterhin mit einem Abdichtelement, das zwischen dem Radiator und der Gebläsehalterung angeordnet ist.
Modulare Kühleinheit nach einem der Ansprüche 16 bis 24, wobei der Radiator mindestens eine erweiterte Oberfläche enthält, die für einen Kontakt mit einer von dem Gebläse erzeugten Luftströmung konfiguriert ist.
Modulare Kühleinheit nach einem der Ansprüche 16 bis 25, weiterhin mit mindestens einem zusätzlichen Gebläse, das an der Gebläsehalterung angebracht und so ausgelegt ist, daß es bewirkt, daß eine Luftströmung in Kontakt mit dem Radiator kommt.
Modulare Kühleinheit nach einem der Ansprüche 16 bis 26, weiterhin mit einer Kühlmittelpumpe in Fluidkommunikation mit dem Radiator.
Röntgensystem, das folgendes umfaßt: – ein Röntgenstrahlenbildgebungssystem, das folgendes umfaßt: – einen Rahmen; – eine modulare Kühleinheit, umfassend: – einen Radiator; – eine Gebläsehalterung, die zumindest indirekt an dem Rahmen angebracht ist; und – ein Gebläse, das an der Gebläsehalterung angebracht und so ausgelegt ist, daß es bewirkt, daß eine Luftströmung in Kontakt mit dem Radiator kommt; und – einen Detektor und – eine Röntgenröhre, die ein Röntgenröhrengehäuse enthält, das einen Röntgenröhreneinsatz enthält und an dem Rahmen befestigt ist, wobei das Röntgenröhrengehäuse für eine Fluidkommunikation mit dem Radiator konfiguriert ist und der Röntgenröhreneinsatz so konfiguriert und ausgelegt ist, daß er Röntgenstrahlen für den Empfang durch den Detektor erzeugt.
Röntgensystem nach Anspruch 28, wobei die Gebläsehalterung eine Adapterplatte und/oder einen Gebläsehaltewinkel umfasst.
Röntgensystem nach Anspruch 28 oder 29, wobei die Gebläsehalterung so konfiguriert ist, daß sie entfernbar an dem Rahmen angebracht ist.
Röntgensystem nach einem der Ansprüche 28 bis 30, wobei der Radiator gleitend innerhalb der Gebläsehalterung aufgenommen ist.
Röntgensystem nach einem der Ansprüche 28 bis 31, wobei der Radiator entfernbar in der Gebläsehalterung gehalten wird.
Röntgensystem nach einem der Ansprüche 28 bis 32, wobei Elemente der modularen Kühleinheit entfernt und ausgetauscht werden können, ohne daß ein Austausch des Röntgenröhreneinsatzes erforderlich wäre.
Röntgensystem nach einem der Ansprüche 28 bis 33, wobei die modulare Kühleinheit weiterhin eine Kühlmittelpumpe in Fluidkommunikation mit dem Radiator und dem Röntgenröhrengehäuse umfaßt.
Röntgensystem nach Anspruch 34, wobei die Kühlmittelpumpe ein Element der modularen Kühleinheit oder der Röntgenröhre ist.