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Die
Erfindung betrifft eine Elektronikeinrichtung eines Magnetresonanzgeräts, umfassend
ein Gehäuse,
in dem eine oder mehrere zu kühlende
Elektronikkomponenten aufgenommen sind.
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Aus
Kostengründen
erfahren Elektronikkomponenten innerhalb der HF-Schirmkabine von
Magnetresonanzgeräten
eine immer stärkere
Bündelung zu
kompakten Elektronikeinrichtungen oder Elektronikeinheiten. Da ein
großer
Teil der beinhalteten Funktionen den Nahbereich des Magneten betreffen, bietet
es sich an, diese Elektronikeinrichtungen direkt in diesen Bereich
zu installieren. Für
einen kompakten Aufbau weist eine Elektronikeinrichtung ein Gehäuse auf,
in dem die benötigten
Elektronikkomponenten, häufig
in modularer Bauform, angeordnet sind.
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Nachdem
im Betrieb des Magnetresonanzgeräts
beziehungsweise der Elektronikeinheit zwangsläufig eine Verlustleistung anfällt, ein
Teil welcher an die Umgebungsluft abgegeben wird und es mithin also
zu einer Erwärmung
kommt, ist es erforderlich, die anfallende Wärme abzuführen. Zu diesem Zweck bedient
man sich einer reinen Konvektionskühlung der Elektronikeinrichtung
beziehungsweise der in ihr enthaltenen Komponenten. Die Elektronikeinrichtung
ist üblicherweise
zwischen dem Magneten und einer Verkleidungswand angeordnet. Für eine konvektive
Kühlung
sind am unteren Ende der Verkleidung eine Vielzahl von Lüftungsschlitzen
vorgesehen, die einen Lufteintritt in den Bereich zwischen Verkleidung
und Magneten ermöglichen.
Auch weist das Gehäuse
der Elektronikeinrichtung Lufteintritts- und -austrittsöffnungen
auf, so dass eine Luftströmung
durch die Elektronikeinrichtung ziehen kann. Am oberen Ende entweicht
die erwärmte
Luft, das heißt,
dass innerhalb des gesamten Bereichs vom unteren Luftzutritt in
den Bereich hinter der Verkleidung bis zum oberen Luftaustritt ein
Luftkanal vorgesehen sein muss. Dies bringt zwangsläufig Probleme
auch hinsichtlich einer etwaigen Verschmutzung mit sich, nachdem
Staub und sonstige in der Luft enthaltenen Partikel in den Bereich
zwischen Magneten und Verkleidung ziehen können, wie auch natürlich in die
Elektronikeinrichtung selbst. Auch können Probleme mit Kondenswasser
in dem Gehäuse
während des
Nachfüllens
von den supraleitenden Magneten kühlendem Kältemittel oder bei einem Quenchen
des Magneten auftreten.
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Der
Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, eine Elektronikeinrichtung
anzugeben, die demgegenüber
verbessert ist.
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Zur
Lösung
dieses Problems ist bei einer Elektronikeinrichtung der eingangs
genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen,
dass im Gehäuse
ein mit einem von außen
zuzuführenden
Kühlmittel
versorgbarer flächiger
Kälteverteiler
vorgesehen ist, dem ein Lüfter
zum Umwälzen
der Luft im Inneren des Gehäuses
zugeordnet ist.
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Die
erfindungsgemäße Elektronikeinrichtung zeichnet
sich durch die Realisierung einer kombinierten Kühlung umfassend eine Kühlmittelkühlung und eine
Luftkühlung
aus.
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Im
Inneren des bei der erfindungsgemäßen Elektronikeinrichtung vollkommen
geschlossenen Gehäuses
befindet sich ein flächiger
Kälteverteiler mit
einem Kühlmittelzulaufanschluss
und einem Kühlmittelablaufanschluss,
die an die Gehäuseaußenseite
geführt
sind und mit einer entsprechenden Kühlmittelleitung gekoppelt werden
können.
Von außen
zugeführtes
Kühlmittel,
beispielsweise Wasser, zirkuliert also durch den im Inneren des
Gehäuses befindlichen
Kälteverteiler.
Dieser vorzugsweise rechteckige Kälteverteiler ist ohne weiteres
im Stande, das gesamte Gehäuseinnere
zu kühlen,
das heißt,
er ist hinsichtlich der Abgabe an Kälteenergie hinreichend groß ausgelegt.
Ferner ist ein Lüfter
zum Umwälzen
der Gehäuseinnenluft
vorgesehen. Über diesen
wird eine kontinuierliche Luftzirkulation im Gehäusinneren realisiert, das heißt, dass
eine Zwangsströmung
erzeugt wird, die dazu führt,
dass die von den Elektronikkomponenten im Betrieb abgegebene Warmluft
bewegt wird und am Kälteverteiler
vorbeistreicht, wo sie gekühlt
werden kann, so dass es zu keiner Überhitzung kommt.
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Erfindungsgemäß wird also
hier ein vollkommen geschlossenes System angegeben, das eine äußerst effiziente
Kühlung
ohne die einleitend beschriebenen Probleme ermöglicht.
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Der
Lüfter
selbst ist besonders bevorzugt ein über das zirkulierende Kühlmittel
antreibbarer Lüfter, bevorzugt
ein Querstrom-Lüfterrad.
Das heißt,
dem Kühlmittel,
das von außen
zugeführt
und durch den Kälteverteiler
zirkuliert, kommt hier eine zweite Funktion zu, nämlich die
des Lüfterradantriebs.
Der Lüfter oder
das Querstrom-Lüfterrad
beziehungsweise dessen Antrieb ist hier also als Miniatur-Francis-Turbine ausgeführt. Das
Kühlmittel
strömt,
nachdem es dem Kälteverteiler
verlassen hat, zu dem der Antriebsturbine des Lüfterrades beziehungsweise des
Querstrom-Lüfters,
treibt diese an, und wird sodann aus dem Gehäuse über eine entsprechende Abführleitung
abgezogen. Das heißt,
dass für
die Luftumwälzung
kein elektrisches Umwälzgebläse vorgesehen ist,
wenngleich dies hier möglich
wäre, nachdem ohne
weiteres die Möglichkeit
besteht, das Gehäuse aus
abschirmendem Material zu gestalten, so dass das Streufeld des Magneten
sich nicht nachteilig auf den Lüfterbetrieb
auswirkt.
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Kommt
ein Querstrom-Lüfterrad,
das vorzugsweise aus einem elektrisch nichtleitenden Material besteht
und deshalb die Erzeugung induzierter Wirbelströme vermieden wird, zum Einsatz,
so sollte sich dieses im Wesentlichen über die Länge es Kälteverteilers erstrecken, um
für eine
großvolumige Luftumwälzung zu
sorgen.
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Um
eine möglichst
effiziente Kühlung
der einen oder mehreren im Gehäuse
befindlichen Elektronikkomponenten zu ermöglichen, sieht eine zweckmäßige Weiterbildung
der Erfindung vor, an dem Kälteverteiler
wenigstens einen Zulauf- und wenigstens einen Rücklaufanschluss vorzusehen,
an den eine Elektronikkomponente umfassend eine Kühlmittelleitung über entsprechender
Anschlüsse
anschließbar ist.
Das heißt,
dass das dem Kälteverteiler
zugeführte Kühlmittel
in eine angesteckte Elektronikkomponente strömt, dort die entsprechende
Kühlmittelleitung durchströmt und über den
anderen Anschluss wieder in das Kälteverteilergehäuse zurückgeführt wird.
Es findet hier also eine echte Komponentenkühlung über das aus dem Kälteverteiler
abgezogene und wieder zurückgeführte Kühlmittel
statt. In dem flächigen
Kälteverteiler
können
beliebig viele Anschlusspaare mit Zu- und Rücklauf vorgesehen sein, um
im Falle einer modularen Ausführung
der Elektronikkomponenten beliebig viele anstecken zu können. Nachdem
grundsätzlich
die Auslegung eines Magnetresonanzgeräts bekannt ist, kann auf diese
Weise die gesamte Elektronik in Komponentenform in dem Gehäuse integriert
und optimal gekühlt
werden.
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Die
Anschlüsse
selbst sind selbstdichtende Anschlüsse, also hydraulische Schnellkupplungen, die
es ermöglichen,
eine Elektronikkomponente anzuschließen und wieder abzuziehen,
ohne dass entweder auf Seiten des Kälteverteilers oder auf Seiten der
Elektronikkomponente eine Kühlmittelleckage eintritt.
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Alternativ
zur Kühlung
einer Elektronikkomponente durch Zuführen des Kühlmittels in die Elektronikkomponente
selbst sieht eine weitere erfindungsgemäße Möglichkeit vor, an dem Kälteverteiler Befestigungsmittel,
insbesondere Steck-Rast-Elemente
zum Befestigen einer Elektronikkomponente in thermischem Kontakt
zum Kälteverteiler
vorzusehen. Bei dieser Erfindungsausgestaltung zirkuliert das Kühlmittel
nur im Kälteverteiler,
mit dem jedoch jede Elektronikkomponente über einen möglichst großflächigen thermischen Kontakt
gekoppelt ist. Seitens der Elektronikkomponente anfallende Wärme wird
in den Kälteverteiler
abgeleitet und dort über das
Kühlmittel
abgezogen. Erforderlich hierfür
ist lediglich, geeignete Befestigungsmittel vorzusehen, vorzugsweise
einfache Steck-Rast-Verbindungen, über die
eine Elektronikkomponente auf einfache Weise in guten thermischen
Kontakt mit dem Kälteverteiler
gebracht werden kann. Solche Befestigungsmittel können natürlich auch
bei der zuvor beschriebenen Ausgestaltung mit den komponentenspezifischen
Zu- und Ablaufanschlüssen
für das Kühlmittel
vorgesehen sein, jedoch können
auch die Anschlüsse
selbst als Befestigungsmittel dienen.
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Zweckmäßigerweise
ist an dem Kälteverteiler
ferner eine Kontaktplatte vorgesehen, an der modulare Elektronikkomponenten
anschließbar
sind, und über
die die Kontaktverbindung zwischen angesteckten Elektronikkomponenten
erfolgt. Diese Kontaktplatte bildet also die elektrische Querverbindungen
zwischen den einzelnen Elektronikkomponenten, denen jeweils spezifische,
magnetresonanztypische Funktionen zukommen. Über sie erfolgt also die gesamte
Kommunikation, die elektrische Spannungsversorgung sowie alle erforderlichen
elektrischen Verbindungen. Kommt eine reine Kontaktkühlung der
Elektronikkomponenten (also keine Zirkulation der Kühlflüssigkeit
durch die Komponentenmodule selbst) zum Einsatz, so sollte die Querverbindungs-Kontaktplatte
so bemessen sein, dass eine hinreichend große Kontaktfläche am Kälteverteiler frei
bleibt. Die Kontaktfläche
sollte eine ausreichende Mindestgröße aufweisen, die z. B. ca.
50 × 30
mm nicht überschreiten
sollte, nachdem eine hohe thermische Leistung übertragbar ist. Zweckmäßigerweise
sind an den Elektronikkomponenten Kühlschienen vorgesehen, die
mit den zu kühlenden
Bauteilen wie Leistungshalbleitern etc. thermisch gekoppelt sind, und
die mit dem Kälteverteiler
kontaktiert werden. Ferner weist die Kontaktplatte auch eine entsprechende
Anzahl an vielpoligen Steckern zum Kontaktieren der Elektronikkomponenten
auf. Schließlich können durch
die direkte Montage der Kontaktplatte auf dem Kälteverteiler etwaige Toleranzen
reduziert werden.
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In
Weiterbildung der Erfindung kann wenigstens eine Strömungsführungseinrichtung
im Gehäuse
vorgesehen sein, die der Homogenisierung der Luftströmung dient.
Hierüber
soll sichergestellt werden, dass die über den Lüfter umgewälzte Luft möglichst homogen und gleichmäßig alle
integrierten Elektronikkomponenten erreicht, so dass es zu keinen
Toträumen
kommt, an denen sich ein etwaiger Wärmestau ergeben kann. Hierzu
dient die Strömungshomogenisierungseinrichtung,
die bevorzugt zwei an einander gegenüberliegenden Gehäuseseiten
angeordnete, insbesondere eine obere und eine untere Lochplatte
umfasst, zwischen denen die Elektronikkomponenten angeordnet sind. Über diese mit
einer Vielzahl von Öffnungen
perforierten Lochplatten kann eine Strömungshomogenisierung erreicht
werden. Die Anordnung der Öffnungen,
also das Lochmuster, sowie deren Durchmesser werden zweckmäßigerweise
unter Berücksichtigung
der vorhandenen Strömungswiderstände und
Druckverhältnisse
bestimmt.
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Um
die umgewälzte
Luft möglichst
effizient kühlen
zu können,
ist an dem Kälteverteiler
wenigstens ein Kühlkörper angeordnet,
an dem die im Gehäuseinneren
zirkulierende Luft vorbeiströmt.
Das heißt,
auch der Kühlkörper befindet
sich im Gehäuseinneren.
Es kommt zweckmäßigerweise
ein Rippenkühlkörper zum
Einsatz, geeignet ist jedoch jedweder Kühlkörper, der eine möglichst
große
Fläche aufweist,
entlang welcher die zu kühlende
Luft streichen kann, so dass ein möglichst effizienter Wärmeübergang
realisiert wird.
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Neben
der Elektronikeinrichtung betrifft die Erfindung ferner ein Magnetresonanzgerät, umfassend
wenigstens eine solche Elektronikeinrichtung.
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Die
Elektronikeinrichtung selbst ist bevorzugt derart angeordnet, dass
an der oder den Elektronikkomponenten vorgesehene Anschlussmittel
an der dem Magneten abgewandten Seite angeordnet sind. Das heißt, die
Anschlussmittel, an die beispielsweise Peripheriegeräte oder
sonstige Zusatzgerätschaften anzuschließen sind,
befinden sich an der der Verkleidung zugewandten Seite, die entweder
eine entsprechende Zugangsöffnung
zu diesen Anschlüssen
bietet, oder auf einfache Weise lokal zu entfernen ist, so dass
eine einfache Kontaktierung möglich
ist.
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Besonders
zweckmäßig ist
es, wenn die Elektronikeinrichtung in einen geräteseitigen Kühlmittelkreislauf
geschaltet ist. Das heißt,
eine in der Regel bei Magnetresonanzgeräten ohnehin vorgesehene Flüssigkeitskühlung, üblicherweise
Wasserkühlung,
wird auch zur Kühlung
der Elektronikeinheit verwendet, so dass für diese kein separater Kühlmittelkreislauf
vorgesehen werden muss.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
dem im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel sowie anhand der
Zeichnung. Dabei zeigen:
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1 eine
Perspektivansicht einer Kühleinheit
einer erfindungsgemäßen Elektronikeinrichtung ohne
umgebendem Gehäuse
als Prinzipdarstellung,
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2 eine
Ansicht der Elektronikeinrichtung aus 1 mit einem
seitlich geöffneten
Gehäuse,
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3 eine
Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Magnetresonanzgeräts mit einer Elektronikeinrichtung.
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Die 1 und 2 zeigen
eine erfindungsgemäße Elektronikeinrichtung 1 bzw.
deren Kühleinheit
(1), umfassend ein Gehäuse 2, das allseitig geschlossen
ist, wobei der Gehäuseverschluss
an seiner Vorderseite über
die Frontplatten der integrierten Elektronikkomponenten 16,
auf die nachfolgend noch eingegangen wird, die untereinander und
zum umgebenden Gehäuse
hin abgedichtet sind, erfolgt. An etwaigen nicht mit einer Elektronikkomponente 16 belegten
Steckplätzen
im Gehäuse
werden entsprechende Blindplatten eingesetzt, über die die Abdichtung zu den
anderen Frontplatten bzw. dem Gehäuse hin erfolgt. Im Gehäuseinneren
befindet sich ein flächiger,
planarer Kälteverteiler 4,
der, siehe 1, im Wesentlichen quaderförmig ist.
An seiner Rückseite ist
ein Kühlkörper 5,
vorzugsweise ein Rippenkühlkörper, befestigt,
vorzugsweise angeschraubt oder angeflanscht. An der Oberseite des
Kälteverteilers 4 befindet
sich ein Lüfter 6,
hier in Form eines Querstrom-Lüfterrades 7,
der an einer Seite über
eine Lagerwange 8, an der anderen Seite im Bereich einer Antriebsturbine 9,
worauf nachfolgend noch eingegangen wird, drehgelagert ist.
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Am
Kälteverteiler 4 ist
ein Kühlmittel-Zulaufanschluss 10 vorgesehen,
der in nicht näher
gezeigter Weise an der Gehäuseseite
mündet,
an dem eine Kühlmittelzuleitung,
beispielsweise Teil des Wasserkühlkreislaufs
des Magnetresonanzgeräts,
angeschlossen werden kann. Das Kühlmittel,
also beispielsweise Wasser, strömt
in das Innere des Kälteverteilers 4,
dort geführt über geeignete,
nicht näher gezeigte
Kühlmittelleitungen.
Es tritt an einer Auslassleitung 11 aus und strömt zur Antriebsturbine 9 (z.
B. Francis-Turbine), über
die der Antrieb des Querstrom-Lüfterrades 7,
das wie vorzugsweise auch die Turbine aus einem elektrisch nichtleitenden Material
besteht, erfolgt. Aus der Antriebsturbine 9 tritt das zugeführte Kühlmittel über einen
Ablaufanschluss 12, der wiederum zur Gehäuseaußenseite geführt ist,
aus. An diesen Ablaufanschluss 12 schließt eine
Abziehleitung an. Durch den Einsatz einer solchen flüssigkeitsgetriebenen
Turbine ist die Kühleinheit
bzw. die Elektronikeinheit auch bei Geräten mit starken stationären Magnetfeldern
verwendbar.
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An
der Vorderseite 13 des Kälteverteilers 4 sind
im gezeigten Beispiel mehrere Paare von Zulaufanschlüssen 14 und
Rücklaufanschlüssen 15 vorgesehen.
An diese sind einzelne Elektronikkomponenten 16, hier in
Form von einzelnen flachen, gegebenenfalls selbst gehausten Modulen
anschließbar. Hierzu
weist insbesondere bei Elektronikkomponenten mit höherer Verlustleistung
jede Elektronikkomponente 16, siehe 2, einen
Kühlmittelabschnitt 17 auf,
an dem zwei entsprechende Anschlüsse 18, 19 vorgesehen
sind, die mit den jeweiligen Anschlüssen 14 und 15 verbindbar
sind. Bei den Anschlüssen 14 und 15 beziehungsweise 18 und 19 handelt
es sich bevorzugt um hydraulische Schnellkupplungen, die selbstdichtend
sind, so dass beim Anstecken und Abziehen eines Elektronikkomponentenmoduls 16 kein
Kühlmittel
austreten kann. Das zugeführte
Kühlmittel
zirkuliert in den Kühlmittelabschnitt 17,
wie durch den dort gezeigten gestrichelten Pfeil dargestellt ist,
und strömt
wieder zurück
zum Ablaufanschluss 15, wo es wieder in den Kälteverteiler 4 eintritt
und dann zur Antriebsturbine 9 strömt.
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Wie 1 zeigt,
sind hier fünf
Paare von Anschlüssen 14, 15 vorgesehen.
Ersichtlich ist das System beliebig erweiterbar, das heißt, der
Kälteverteiler 4 kann
auch länger
ausgeführt
werden, so dass noch mehr Elektronikkomponenten 16 angesteckt
werden können.
Insgesamt ist es so möglich,
die gesamte Elektronik in einem gemeinsamen Gehäuse 2 unterzubringen
und zu kühlen.
Das Querstrom-Lüfterrad 7 sollte
bevorzugt im Wesentlichen über
die Länge
des Kälteverteilers 4 reichen.
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Wie 2 ferner
zeigt, ist am Kälteverteiler 4 ferner
eine Kontaktplatte 20 angeordnet, die der Querverdrahtung
der einzelnen angesteckten Elektronikkomponenten 16 dient.
An der Kontaktplatte 20 sind entsprechende Kontaktstecker 21 angeordnet, in
die entsprechende Gegenkontaktstecker 22 einer Elektronikkomponente
eingesteckt werden, wenn diese positioniert wird. Das heißt, das
Anstecken an die Kühlmittelanschlüsse 14, 15 und
das Verbinden der Steckkontakte 21, 22 erfolgt
simultan. Über
die entsprechende, hier nicht näher
gezeigte Querverdrahtung der Kontaktplatte 20 kommunizieren
die einzelnen Elektronikkomponenten 16 untereinander, wie
hierüber
auch die Spannungsversorgung der Komponenten erfolgt und die benötigten elektrischen Verbindungen
zur Verfügung
gestellt werden. Das heißt,
dass die Position, an welcher eine Elektronikkomponente anzustecken
ist, vorgegeben ist.
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Wie 2 ferner
zeigt, ist eine Einrichtung zur Homogenisierung der Luftströmung vorgesehen, umfassend
zwei Lochplatten 23, 24, wobei die Lochplatte 23 im
oberen Gehäusebereich
und die Lochplatte 24 im unteren Gehäusebereich angeordnet ist. In 2 sind
entsprechende Strömungspfeile
S einge zeichnet, die die Luftströmung,
die über
das Querstrom-Lüfterrad 7 erzwungen
wird, zeigen. Ersichtlich ist dieses relativ homogen, denn über die
perforierten Lochplatten 23, 24 wird die Strömung vergleichmäßigt. Die
Luftströmung
tritt von unten über
die Lochplatte 24 zwischen die einzelnen Elektronikmodule, die
einen gewissen Abstand zueinander aufweisen, und zieht nach oben.
Dabei nimmt sie die von den Elektronikkomponenten 16 abgegebene
Wärme mit. Das
Querstrom-Lüfterrad 7 zieht
die erwärmte
Luft, wie durch den Strömungspfeil
S angezeigt ist, nach unten in den Bereich des Rippenkühlkörpers 5,
der in thermischem Kontakt mit dem Kälteverteiler 4 steht, über diesen
also gekühlt
wird. Er entzieht der warmen Luft wiederum die Wärme, kühlt diese also, so dass gekühlte Luft
am unteren Ende des Rippenkühlkörpers austritt
und erneut unter die Lochplatte 24 strömt, von wo aus sie wieder in
den Bereich der Elektronikkomponenten 16 zieht.
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Ersichtlich
ist hier also sowohl ein geschlossener Flüssigkeitskühlkreislauf wie auch ein geschlossener
Luftkühlkreislauf
gegeben. Das Gehäuse 2 weist
keinerlei Lüftungsöffnungen
nach außen auf,
vorgesehen sind lediglich die beiden Anschlüsse 10 und 12 zum
Zu- und Abführen
des Kühlwassers. Die
Luftumwälzung
erfolgt vollständig
innerhalb des Gehäuses,
also innerhalb eines geschlossenen Luftvolumens, der Rippenkühlkörper ermöglicht eine sehr
gute Wärmeabfuhr,
nachdem er thermisch mit dem Kälteverteiler 4 gekoppelt
ist. Auch sind keine sonstigen elektronischen Komponenten im Gehäuse – abgesehen
von den gegebenenfalls über
geeignete Schirmgehäuse
gekapselten Elektronikkomponenten 16 – vorgesehen, die dem Lüfterantrieb
dienen. Vielmehr wird hier vorteilhaft das ohnehin eingeführte Kühlwasser
genutzt. Das Querstrom-Lüfterrad 7 selbst
ist zur Vermeidung von Wirbelströmen,
die gegebenenfalls die Raddrehung bremsen könnten, vorzugsweise aus elektrisch
nicht leitfähigem
Material, so dass es mit dem Magnetfeld nicht in Wechselwirkung
treten kann.
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3 zeigt
schließlich
eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Magnetresonanzgeräts 25 (von
dem hier nur die Magneteinheit, nicht aber weitere Peripheriegeräte wie Steuerung,
Bildverarbeitung etc. gezeigt sind), umfassend den Magneten 26,
der über
Verkleidungselemente 27, 28 verkleidet ist. An
der im gezeigten Beispiel linken Seite ist eine erfindungsgemäße Elektronikeinrichtung 1 angeordnet.
Dargestellt ist zu Orientierungszwecken lediglich das Lüfterrad 7,
das an der zum Magneten gerichteten Rückseite angeordnet ist. An
der gegenüberliegenden
Seite befinden sich diverse Anschlussmittel 29, die an
den dortigen Enden der einzelnen Elektronikkomponenten 16,
die hier nicht näher
gezeigt sind, vorgesehen sind. An diese Anschlussmittel 29 können entsprechende
Peripheriegeräte,
die über
die Elektronikkomponenten 16 angesteuert oder bedient werden,
angeschlossen werden. Die Frontplatten der Elektronikkomponenten 16 sind mit
eingebauten Anschlussmitteln 29 (Steckern) versehen und
nach außen
hin abgedichtet, so dass das Gehäuse 2 trotz
der Zugänglichkeit
der Anschlussmittel 29 von außen (hierzu ist ein im Bereich
der Anschlussmittel lösbarer
Verkleidungsteil des Verkleidungselements 28 zu entfernen)
komplett dicht ist.
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Gezeigt
ist ferner eine Kühlmittelzufuhrleitung 30 und
eine Kühlmittelabfuhrleitung 31,
die an die Anschlüsse 10 beziehungsweise 12 der
Elektronikeinrichtung 1 angeschlossen sind. Diese Leitungen 30, 31 sind
Teil eines Kühlmittelkreislaufs,
der zur Kühlung
anderer Komponenten des Magnetresonanzgeräts 25 dient, das heißt, die
Elektronikeinrichtung ist in diesen ohnehin vorgesehenen Kreislauf
integriert.
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Insgesamt
bietet die erfindungsgemäße Elektronikeinrichtung
infolge des vollkommen geschlossenen Gehäuses ohne jedwede Lüftungsöffnung eine
hohe Sicherheit gegen das Eindringen von etwaigem magnetseitig anfallendem
Kondenswasser, wie auch eine hohe Schirmdämpfung zwischen dem Gehäuseinneren
und dem -äußeren möglich ist, so
dass die geforderten SMV-Eigenschaften erfüllt werden können. Ferner
kann infolge der Bündelung einer
Vielzahl von Elektronikkomponenten 16 der benötigte Platzbedarf
optimiert werden, weiterhin kann die Verkleidung des Magneten optimiert
werden, nachdem keine Luftkanäle,
die eine Konvektionskühlung
ermöglichen
würden,
vorzusehen sind, was ebenfalls kostenoptimierend ist. Auch ist kein
elektrisches Kühlgebläse erforderlich,
vielmehr wird das ohnehin zugeführte,
strömende
Kühlmittel
zum Lüfterantrieb
verwendet, so dass hieraus auch keine Empfindlichkeit gegenüber hohen
statischen Magnetfeldern gegeben ist. Auch können wegen der Zwangsbelüftung über das
Querstrom-Lüfterrad 7 in Verbindung
mit der Wasserkühlung
hohe Verlustleistungen abgeführt
werden.
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An
dieser Stelle ist darauf hinzuweisen, dass anstelle der in den 1 und 2 gezeigten
Kopplung einer Elektronikkomponente an wasserführende Zu- und Abläufe 14, 15 auch
eine reine thermische Kopplung zwischen einem Elektronikmodul 16 und dem
Kälteverteiler 4 möglich ist.
In diesem Fall wären beispielsweise
anstelle der Anschlüsse 14, 15 entsprechende
Befestigungsmittel vorzusehen, auf die die Elektronikkomponenten 16 aufgesteckt
oder mit denen sie verbunden werden. Hierüber wird ein großflächiger thermischer
Kontakt zwischen dem jeweiligen Elektronikmodul 16 und
der Vorderseite 13 des Kälteverteilers 4 sichergestellt, über den
die aktive Kühlung
der thermisch gekoppelten Elektronikkomponente erfolgt. Das Kühlwasser
würde in
diesem Fall nur im Kälteverteiler 4 zirkulieren
und zur Antriebsturbine 9 geführt werden. Dies vermeidet
also das Vorsehen entsprechender hydraulischer Schnellkupplungen
sowohl seitens des Kälteverteilers 4 als auch
der jeweiligen Elektronikkomponenten 16, eine effiziente
Kühlung
ist hierüber
ebenfalls möglich. Auch
ist es denkbar, insbesondere aus EMV-Gründen das Gehäuse an seiner
Rückseite
nicht über
die abgedichtet angeordneten Frontplatten 3 der Elektronikmodule 16 zu
schließen,
sondern über
eine separate und bei Bedarf zu öffnende
Verschlussklappe. Diese kann auch zusätzlich zur Abdichtung über die Frontplatten 3 aus
EMV-Gründen vorgesehen
werden. Exemplarisch ist eine solche Verschlussklappe 32 in 2 gestrichelt
gezeigt.
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- 1
- Elektronikeinrichtung
- 2
- Gehäuse
- 3
- Frontplatten
der Module
- 4
- Kälteverteiler
- 5
- Kühlkörper
- 6
- Lüfter
- 7
- Querstrom-Lüfterrad
- 8
- Lagerwange
- 9
- Antriebsturbine
- 10
- Kühlmittel-Zulaufanschluss
- 11
- Auslassleitung
- 12
- Ablaufanschluss
- 13
- Vorderseite
- 14
- Zulaufanschlüsse
- 15
- Rücklaufanschlüsse
- 16
- Elektronikkomponenten
- 17
- Kühlmittelabschnitt
- 18
- Anschluss
- 19
- Anschluss
- 20
- Kontaktplatte
- 21
- Kontaktstecker
- 22
- Gegenkontaktstecker
- 23
- Lochplatte
- 24
- Lochplatte
- 25
- Magnetresonanzgerät
- 26
- Magnet
- 27
- Verkleidungselement
- 28
- Verkleidungselement
- 29
- Anschlussmittel
- 30
- Kühlmittelzufuhrleitung
- 31
- Kühlmittelabfuhrleitung
- 32
- Gehäuseklappe