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Die Erfindung betrifft eine Kühleinrichtung einer Gantry eines Computertomographen. Ein Computertomograph ist zur röntgentechnischen Erzeugung von Schnittbildern, insbesondere in der Medizintechnik, ausgebildet. Ebenso sind Computertomographen in der zerstörungsfreien Materialprüfung einsetzbar.
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Die Gantry eines Computertomographen umfasst ein im Wesentlichen ringförmiges, nicht rotierendes Teil, allgemein als Gantrygehäuse bezeichnet. Das Gantrygehäuse weist allgemein einen festen Tragrahmen auf, an dem Verkleidungselemente oder Strömungsbleche befestigt sind. Am Tragrahmen wiederum ist ein im Betrieb des Computertomographen rotierendes, ebenfalls im Wesentlichen ringförmiges Teil, allgemein als Rotor der Gantry bezeichnet, mittels einer geeigneten Lagerung, beispielsweise Wälzlagerung, gelagert. Alternativ zur direkten Lagerung kann der Rotor auch über einen Kipprahmen und damit kippbar am Tragrahmen befestigt sein. Der Rotor wiederum umfasst einen als Drum bezeichneten Drehrahmen, an dem alle rotierenden Komponenten befestigt sind, insbesondere mindestens ein Röntgenstrahler sowie mindestens ein mit diesem zusammenwirkender Detektor. Der Drehrahmen besteht üblicherweise aus einem Metallguss, insbesondere Aluminiumguss. Der Drehrahmen ist an einer Stirnseite über typischerweise aus Stahl gefertigte Lagerringe am Gantrygehäuse gelagert.
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In einem Computertomographen als röntgentechnischem Gerät wird der größte Teil der zum Betrieb des Röntgenstrahlers benötigten elektrischen Leistung in Wärme und nur ein relativ geringer Anteil in Röntgenstrahlung umgesetzt. Aus diesem Grund ist für eine ausreichende Kühlung des Röntgenstrahlers zu sorgen, welche beispielsweise durch eine Luftkühlung in der Gantry realisierbar ist.
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Aus der
DE 10 2005 041 538 B4 ist eine Gantry eines Computertomographen bekannt, welche einen Tragring zur Lagerung eines rotierbaren Drehwagens umfasst, wobei der Tragring einen Kühlkanal zur Zuführung eines Kühlmittels, nämlich Luft, zu dem Drehwagen aufweist. Der Kühlkanal weist eine Mehrzahl an Durchlässen und einen in Umfangsrichtung variierenden Querschnitt auf, wobei der variierende Querschnitt an die im Kühlkanal abnehmende Menge an Kühlmittel anpassbar ist.
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Die
US 5 299 249 A offenbart eine Kühleinrichtung einer Gantry eines Computertomographen, mit einem Gantrygehäuse und einem relativ zu diesem rotierbaren, eine Röntgenquelle umfassenden Rotor, welcher mindestens eine Kühlmittelleitung aufweist, wobei die Kühlmittelleitung in einen relativ zum Gantrygehäuse rotierbar gelagerten Drehrahmen integriert ist und mehrere in einer zur Rotationsachse der Gantry orthogonalen Ebene liegende Leitungsabschnitte aufweist.
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- – einen Patientenaufnahmebereich, der innerhalb einer stationären Gantry definiert ist,
- – eine Röntgenröhre, die an einem Drehrahmen zur Drehung um den Patientenaufnahmebereich angeordnet ist, wobei die Röntgenröhre ein Röntgenfenster aufweist, durch welches Röntgenstrahlen durch den Patientenaufnahmebereich übertragen werden,
- – einen Strahlungsdetektor zum Erfassen von Röntgenstrahlen, die den Patientenaufnahmebereich durchquert haben, und zum Erzeugen von Signalen, welche die detektierte Strahlung betreffen,
- – einen Bildrekonstruktionsprozessor zum Rekonstruieren einer Bilddarstellung aus den von dem Strahlungsdetektor erzeugten Signalen,
- – einen ersten Wärmetauscher, der an dem Drehrahmen angeordnet ist, zur Übertragung von Wärme von einem ersten Kühlfluid zu einem zweiten Kühlfluid,
- – einen ersten geschlossenen Kühlflüssigkeitskreislauf zur Führung des ersten Kühlfluids in einer geschlossenen Schleife zwischen der Röntgenröhre und dem ersten Wärmetauscher,
- – einen zweiten Wärmetauscher, der um einen Umfang des Drehrahmens herum angeordnet ist, zur Übertragung von Wärme von dem zweiten Kühlfluid zur Luft,
- – einen zweiten Kühlflüssigkeitskreislauf, der an dem Drehrahmen angeordnet ist, zur Führung des zweiten Kühlfluids in einer geschlossenen Schleife zwischen dem ersten und dem zweiten Wärmetauscher.
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Die
DE 10 2011 002 619 A1 offenbart ein Computertomographiegerät, aufweisend eine Halterung und eine an der Halterung angeordnete Gantry, welche Gantry relativ zu der Halterung um eine Kippachse kippbar gelagert ist, wobei die Gantry nur an einer Seite und/oder nur an einer Stelle über ein Lager an der Halterung angeordnet ist.
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Die
DE 103 04 661 A1 offenbart ein Kühlsystem für eine Gantry einer Computertomographie-Anlage mit einer in einem Gantrygehäuse um eine Drehachse rotierbar gelagerten Röntgenquelle, bei der das Gantrygehäuse mittels mindestens eines Lagers an einem stationären Teil der Computertomographie-Anlage beweglich gelagert ist, gekennzeichnet durch eine Kühlgaszuführeinrichtung, um im Bereich zumindest eines der Lager einen Kühlgasstrom von dem stationären Teil in das Gantrygehäuse und/oder aus dem Gantrygehäuse in den stationären Teil zu leiten.
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Die
DE 103 04 661 A1 offenbart weiterhin ein Verfahren zur Kühlung einer Gantry einer Computertomographie-Anlage mit einer in einem Gantrygehäuse um eine Drehachse rotierbar gelagerten Röntgenquelle, bei der das Gantrygehäuse mittels mindestens eines Lagers an einem stationären Teil der Computertomographie-Anlage beweglich gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kühlgasstrom von dem stationären Teil in das Gantrygehäuse und/oder von dem Gantrygehäuse in den stationären Teil geleitet wird.
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Die
WO 2008/052735 A1 betrifft ein Kühlmodul, insbesondere zur Kühlung eines medizinischen Gerätes. Auch in diesem Fall kann es sich bei dem medizinischen Gerät um einen Computertomographen handeln, wobei das Kühlmodul die Innenluft in dessen Gantry kühlt. Das Kühlmodul weist einen Gas-Flüssigkeits-Wärmetauscher, einen Ventilator, sowie eine zumindest teilweise in diesen integrierte Steuereinheit auf.
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Aus der
DE 199 45 413 A1 ist eine weitere Kühleinrichtung für eine Gantry eines Computertomographen bekannt, welche mindestens einen von einem flüssigen Medium durchströmten Wärmetauscher aufweist. Bei dem flüssigen Medium kann es sich um ein eine Röntgenstrahlenquelle des Computertomographen umgebendes Kühl- und Isolationsöl handeln. Der Wärmetauscher, welcher insgesamt annähernd eine Ringform hat, ist aus einzelnen quaderförmigen Wärmetauscherelementen zusammengesetzt, wie sie in der Kfz-Industrie verwendet werden.
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Die
DE 10 2010 013 604 A1 offenbart ebenfalls einen Computertomographen mit Flüssigkeitskühlung. Auf dem Rotor der Gantry des Computertomographen sind mindestens eine Röntgenröhre sowie ein Flüssigkeitskühlsystem angeordnet. Das Flüssigkeitskühlsystem erstreckt sich über verschieden große Abstände von der Rotationsachse, so dass in unterschiedlichem Maße Zentrifugalkräfte auftreten. Zur Druckerhöhung im Kühlsystem ist ein mitrotierendes Ausgleichsvolumen vorgesehen, das durch ein Masseelement derart belastet wird, dass fliehkraftbedingt der Druck auf die Kühlflüssigkeit erhöht wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kühleinrichtung einer Gantry eines Computertomographen gegenüber dem genannten Stand der Technik weiterzuentwickeln, insbesondere platzsparend und mit hoher Spitzenkühlleistung zu gestalten.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Kühleinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Diese Kühleinrichtung dient der Kühlung einer Gantry eines Computertomographen, welche ein Gantrygehäuse und einen relativ zu diesem rotierbaren, eine Röntgenquelle und mindestens eine Kühlmittelleitung aufweisenden Rotor umfasst, wobei die Kühlmittelleitung auf der Rotorseite der Gantry in einen radialen Abschnitt eines Drehrahmens des Rotors integriert ist und mehrere in einer zur Rotationsachse der Gantry normalen Ebene liegende Leitungsabschnitte aufweist, wobei die Kühlmittelleitung spiralförmig in dem Drehrahmen angeordnet ist. Die Leitungsabschnitte bilden dabei einen Wärmetauscher, welcher beim Betrieb des Computertomographen Wärme an die Umgebungsluft abgibt. Die durch den Wärmetauscher erwärmte Luft kann beispielsweise aus dem Computertomographen abgeführt und/oder innerhalb des Computertomographen mittels eines weiteren, stationären Wärmetauschers abgekühlt werden.
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Eine besonders platzsparende Gestaltung des Wärmetauschers auf der Rotorseite der Gantry ist in Ausführungsformen gegeben, bei denen die Leitungsabschnitte des Wärmetauschers einlagig im Drehrahmen angeordnet sind.
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Gemäß einer alternativen Ausführungsform sind die Leitungsabschnitte mehrlagig am Drehrahmen angeordnet. In diesem Fall ist die Kühlleistung im Vergleich zur erstgenannten Ausführungsform bei nur moderatem Mehrbedarf an Bauraum deutlich erhöht.
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In beiden Fällen zeichnet sich der Wärmetauscher aufgrund seiner Anordnung auf einer Stirnseite des Drehrahmens durch eine gute Anströmbarkeit durch Kühlluft sowie durch eine große nutzbare Wärmeübertragungsfläche aus.
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Die Integration des Wärmetauschers in den Drehrahmen sorgt zudem dafür, dass ein großes Volumen an Wärmeträgermedium bereitgestellt werden kann, ohne in erheblichem Maße zusätzlichen Bauraum zu beanspruchen oder die tragende Struktur des Drehrahmens zu schwächen. Das große Speichervolumen des Wärmetauschers sorgt insbesondere für eine sehr hohe kurzfristig aufnehmbare, durch die Röntgenquelle oder Röntgenquellen erzeugte thermische Spitzenleistung. Gleichzeitig ist durch die strömungstechnisch günstige Anordnung des Wärmetauschers auch die permanent von der Kühlmittelleitung an die Umgebung abführbare thermische Leistung außerordentlich hoch. Diese hohe Kühlleistung ermöglicht im Vergleich zum Stand der Technik die Verkürzung von Kühlungspausen oder die vollständige Eliminierung von Kühlungspausen, was mit einer entsprechenden Erhöhung der Nutzungszeit des Computertomographen gleichbedeutend ist.
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Die Röntgenquelle ist in montagefreundlicher Weise an einem Axialabschnitt des Drehrahmens befestigbar. Der Drehrahmen umfasst allgemein den Axialabschnitt sowie den Radialabschnitt mit den darin/daran angeordneten Leitungsabschnitten. Der Axialabschnitt weist vorzugsweise im Gegensatz zum Radialabschnitt keine flüssigkeitsdurchströmte Kühlung auf.
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Das Gantrygehäuse weist allgemein einen festen Tragrahmen auf, an dem Verkleidungselemente oder Strömungsbleche befestigt sind. Bei einigen Ausführungsvarianten umfasst der Tragrahmen einen Kipprahmen, dessen Kippachse orthogonal zur Rotationsachse des Rotors ausgerichtet ist.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist der selbst nicht rotierbare Tragrahmen, an welchem der den Röntgenstrahler sowie den mitrotierenden Wärmetauscher tragende Rotor drehbar gelagert ist, einen ringförmigen, sich in Axialrichtung – bezogen auf die Rotationsachse der Gantry – erstreckenden Kühlluftkanal auf. Hierbei erfolgt mittels zumindest eines Lüfters eine Luftzuführung vom Gantrygehäuse zum Rotor der Gantry. Mindestens ein die Luftzuführung bewirkender Lüfter kann entweder außerhalb oder innerhalb der Gantry angeordnet sein. In bevorzugter Weise ist eine Anzahl (zumindest einer) an Lüftern, deren Anzahl an die geforderte Kühlleistung angepasst ist, insgesamt ringförmig im Kühlluftkanal auf der Seite des Kipprahmens, das heißt auf der nicht rotierenden Seite der Gantry, angeordnet. Indem einerseits der ringförmige Kühlluftkanal, soweit er sich auf der nicht rotierenden Seite der Gantry befindet, zu einem beliebigen Grad, bei Bedarf nahezu vollständig, mit Lüftern bestückbar ist und andererseits der rotierende Abschnitt des Kühlluftkanals zu einem hohen Grad mit den einen Wärmetauscher bildenden Leitungsabschnitten ausgefüllt ist, wird auf engstem Raum ein hoher Wärmestrom durch die Gantry erzeugt.
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Eine bevorzugte Bauform der Gantry sieht einen Kühlluftkanal vor, welcher, bezogen auf die Rotationsachse des Rotors, einen in Axialrichtung ausgerichteten Kühlluftzufuhrabschnitt am oder im Tragrahmen sowie einen in Radialrichtung ausgerichteten Kühlluftaustrittsabschnitt, der den Rotor der Gantry radial umgibt, aufweist. Abweichend hiervon sind beispielsweise auch Bauformen realisierbar, bei denen die Gantry insgesamt hauptsächlich in Axialrichtung von Kühlluft durchströmbar ist.
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Als Fluid, welches durch die Kühlmittelleitung auf der Rotorseite der Gantry fließt, ist beispielsweise Wasser oder Öl nutzbar. Das im Wärmetauscher strömende Fluid wird vorzugsweise auch direkt zur Kühlung der Röntgenquelle genutzt.
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Die den Wärmetauscher bildenden Leitungsabschnitte verlaufen – innerhalb der Radialebene senkrecht zur Rotationsachse – vorzugsweise zumindest annähernd in tangentialer Richtung, bezogen auf die Rotationsachse der Gantry.
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Ferner wird hiermit eine weitere Kühleinrichtung einer Gantry eines Computertomographen offenbart, mit einem Gantrygehäuse und einem relativ zu diesem rotierbaren, eine Röntgenquelle umfassenden Rotor, welcher mindestens eine Kühlmittelleitung aufweist, wobei die Kühlmittelleitung in einen relativ zum Gantrygehäuse rotierbar gelagerten Drehrahmen integriert ist und mehrere in einer zur Rotationsachse der Gantry normalen Ebene liegende Leitungsabschnitte aufweist, wobei mehrere Leitungsabschnitte konzentrisch zueinander angeordnet sind. Gemäß einer Variante der weiteren Kühleinrichtung verlaufen die Leitungsabschnitte jeweils in Tangentialrichtung der Gantry.
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Leitungsabschnitte können unmittelbar durch Ausnehmungen in dem Grundwerkstoff des Drehrahmens gebildet sein. Alternativ ist die Kühlmittelleitung als gesonderte, fest mit dem Drehrahmen verbundene Rohrleitung ausgebildet.
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Bei allen beschriebenen Bauformen der Gantry kann zur Verbesserung des Wärmeübergangs, optional auch zur gezielten Leitung von Kühlluft innerhalb der Gantry, die Kühlmittelleitung thermisch leitend mit Kühllamellen verbunden sein. Solche Kühllamellen können sich beispielsweise am nicht direkt durch Flüssigkeit gekühlten Axialabschnitt des Drehrahmens befinden.
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Die beschriebenen Konstruktionsmerkmale der Kühlung, betreffend sowohl den Wärmetauscher als auch dessen umgebende Bauteile, insbesondere Wandungen oder Leitelemente zur Kühlluftleitung, ermöglichen eine sehr flexible, beanspruchungsgerechte Auslegung der Kühlleistung unter Nutzung eines einheitlichen Grundkonzepts, welches stets auf einem rotorseitig in den Drehrahmen integrierten, das heißt im Boden des Rotors angeordneten, Wärmetauscher basiert. Einfache Variationsmöglichkeiten sind beispielsweise durch eine Änderung der Anzahl der Windungen des Wärmetauschers oder durch die Verwendung von den Wärmetauscher bildenden Leitungsabschnitten mit geändertem Durchmesser gegeben. Ebenso ist es möglich, am Boden des Rotors der Gantry entweder nur einen einzigen Wärmetauscher oder eine Mehrzahl an Wärmetauschern anzubringen.
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In jedem Fall ist durch die Integration des mindestens einen Wärmetauschers in den Drehrahmen flexibel nutzbarer Bauraum insbesondere auf der Frontseite des Rotors geschaffen.
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Eine Kühlmittelpumpe, an welche die Kühlmittelleitung angeschlossen ist, ist beispielsweise stirnseitig am Rotor der Gantry angeordnet. Ebenso kann auf einer Stirnseite, insbesondere der Frontseite, der Rotor auch ein Ausgleichsgefäß, welches eine Komponente der Kühleinrichtung darstellt, angeordnet sein. Das Ausgleichsgefäß kann sich jedoch auch auf der dem Tragrahmen zugewandten Rückseite oder am Umfang des Rotors befinden.
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Der Vorteil der Erfindung liegt insbesondere darin, dass durch die rotorseitige Integration eines Wärmetauschers in den Drehrahmen einer Gantry sowohl ein guter Wärmeübergang zu außerhalb des Rotors angeordneten Teilen des Computertomographen gegeben als auch der vorhandene Bauraum auf der Rotorseite der Gantry gut nutzbar ist.
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen, teilweise in grober Vereinfachung:
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1 im Querschnitt ausschnittsweise eine Gantry eines Computertomographen,
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2–5 in schematischen Schnittdarstellungen verschiedene Varianten einer Gantry eines Computertomographen,
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6 in einer Schnittdarstellung eine Kühlmittelleitung in einer Gantry eines Computertomographen,
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7 eine stirnseitige Ansicht einer Gantry eines Computertomographen.
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Einander entsprechende oder gleichwirkende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnete, in 1 ausschnittsweise dargestellte Gantry ist Teil eines nicht weiter gezeigten Computertomographen, hinsichtlich dessen prinzipieller Funktion auf den eingangs zitierten Stand der Technik verwiesen wird.
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Die Gantry 1 hat eine insgesamt etwa torusförmige Gestalt und umfasst ein nicht rotierbares, lediglich kippbares Gantrygehäuse 2 sowie ein hieran mittels einer Lagerung, insbesondere eine Wälzlagerung, drehbar befestigter Drehrahmen 3, der auch als Drum bezeichnet wird und der mehrere Einzelkomponenten aufweist, die zusammen mit dem Drehrahmen 3 einen Rotor 4 der Gantry 1 bilden.
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Als Einzelkomponenten des Rotors sind in 1 neben dem Drehrahmen 3 eine an diesem befestigte Röntgenquelle 6 und eine Strahlerblende 7, die im Strahlengang der von der Röntgenquelle 6 emittierten Röntgenstrahlung angeordnet ist, erkennbar. Der Drehrahmen 3 setzt sich zusammen aus einem Radialabschnitt 10, der über eine Lagerung an einem Tragrahmen, hier ein Kipprahmen des Gantrygehäuses 2 drehbar gelagert ist, sowie aus einem hieran anschließenden, zylindermantelförmigen Axialabschnitt 11, dessen außenliegende Oberfläche die Mantelfläche des Rotors 4 bildet.
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Weiter zeigt 1 eine im Radialabschnitt 10 angeordnete Kühlmittelleitung 8, welche aus in Tangentialrichtung des Rotors 4 verlaufenden, in einer zur Rotationsachse der Gantry 1 normalen Ebene liegenden Leitungsabschnitten 9 gebildet ist und als Wärmetauscher fungiert, um insbesondere von der Röntgenquelle 6 erzeugte Wärme abzuführen. Ein in 1 durch dicke Pfeile veranschaulichter Kühlluftstrom durchströmt die Gantry 1 hauptsächlich in axialer Richtung. Wärme- und Wärmeträgerströme innerhalb und an Begrenzungen des Rotors 4, insbesondere an der Oberfläche des Drehrahmens 3 sowie zwischen der Kühlmittelleitung 8 und der Röntgenquelle 6, sind in 1 durch dünnere Pfeile angedeutet.
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Um die Kühlluft gezielt an der Oberfläche des Rotors 4 der Gantry 1 zu leiten, befindet sich radial außerhalb des Axialabschnitts 11 eine Wandung 18 des Gantrygehäuses 2, welche partiell geschlossen ist, um einen Kühlluftkanal 12 zu bilden. Der Kühlluftstrom ist im Ausführungsbeispiel nach 1 von der Rückseite zur Frontseite der Gantry 1 gerichtet. Beim Ausströmen der Kühlluft aus dem durch den Axialabschnitt 11 des Drehrahmens 3 und der Wandung 18 gebildeten ringförmigen Kühlluftkanal 12 wird die Kühlluft in radialer Richtung nach außen abgelenkt.
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Außerhalb des Gantrygehäuses 2 befinden sich nicht dreh- oder kippbare Komponenten des Computertomographen, von welchen in 1 lediglich eine stationäre Kühlung 14 ansatzweise dargestellt ist. Die stationäre Kühlung 14 arbeitet wie die mit der Kühlmittelleitung 8 realisierte Kühlung am Rotor 4 der Gantry 1 mit einem Luft-Flüssigkeits-Wärmetauscher und ist ebenfalls in Axialrichtung durchströmbar, wobei die Strömungsrichtung der Luft in der stationären Kühlung 14 der Kühlluftströmung im Kühlluftkanal 12 entgegen gerichtet ist.
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Nach dem Ausströmen der zu kühlenden Luft aus der stationären Kühlung 14 strömt die gekühlte Luft zunächst in radialer Richtung nach innen zu einem Kipprahmen 13, der eine Komponente des Gantrygehäuses 2 darstellt, und weiter in den Kühlluftkanal 12 zurück, womit ein geschlossener Kühlluftkreislauf im Computertomographen gebildet ist.
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Wärme, die beim Betrieb des Computertomographen von der Röntgenquelle 6 erzeugt wird, wird somit einerseits stirnseitig, das heißt auf der dem Kipprahmen 13 zugewandten Seite des Drehrahmens 3, an die Kühlluft abgegeben, wobei ausschließlich auf dieser Seite des Drehrahmens 3 Leitungsabschnitte 9 angeordnet sind, und andererseits auch vom Axialabschnitt 11 des Drehrahmens 3 aus an die Kühlluft übertragen. Hierbei fließt von der Röntgenquelle 6 aus Wärme sowohl unmittelbar als auch mittelbar, nämlich über den Radialabschnitt 10 und die in diesen integrierten Leitungsabschnitte 9, zum Axialabschnitt 11.
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In nicht dargestellter Weise sind auch Ausführungsformen realisierbar, in denen die Kühlluft lediglich ein einziges Mal durch den Kühlluftkanal 12 geleitet und anschließend vom Computertomographen weggeleitet wird.
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Das Ausführungsbeispiel nach 2, welches lediglich den Rotor 4, nicht jedoch das Gantrygehäuse 2 einer Gantry 1 zeigt, zeigt im Vergleich zum Ausführungsbeispiel nach 1 detaillierter zwei Varianten der Ausbildung von Kühlmittelleitungen am Drehrahmen 3. Hierbei sind in der stirnseitigen Oberfläche des Radialabschnitts 10 des Drehrahmens 3 Vertiefungen, etwa durch spannende Bearbeitung und/oder durch Gussverfahren, eingearbeitet, welche den Querschnitt der Leitungsabschnitte 9 beschreiben. Auf diese Oberfläche des Radialabschnitts 10 ist unter Zwischenschaltung von Dichtungen 20 eine Abdeckplatte 21 aufgesetzt, so dass der Querschnitt der Leitungsabschnitte 9 geschlossen ist. In nicht dargestellter Weise, zum Beispiel durch Verschraubungen, ist die Abdeckplatte 21 fest mit den weiteren Komponenten des Drehrahmens 3 verbunden.
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In der unteren Hälfte von 2 ist eine weitere, nämlich mehrlagige, Variante der Anordnung von Leitungsabschnitten 9 dargestellt. In diesem Fall ist auf die Abdeckplatte 21, wiederum unter Zwischenschaltung von Dichtungen 20, eine Gegenplatte 22 aufgesetzt, welche Vertiefungen aufweist, die entsprechend den vorstehend beschriebenen Vertiefungen im Radialabschnitt 10 den Querschnitt von Leitungsabschnitten 9 beschreiben. Die Leitungsabschnitte 9 beidseitig der Abdeckplatte 21 sind hierbei spiegelsymmetrisch zueinander geformt, wobei die Symmetrieebene mittig in der Abdeckplatte 21 liegt. Auch in diesem Fall sind die Leitungsabschnitte 9 vollständig in den Drehrahmen 3 der Gantry 1 integriert.
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Das die Leitungsabschnitte 9 durchströmende Fluid ist im in 2 dargestellten Fall mit dem die Röntgenquelle 6 kühlenden Öl identisch. Es ist somit ein einziger Wärmeträgerkreislauf gegeben, in welchem Wärme durch das Wärmeträgermedium, nämlich Öl, an der Röntgenquelle 6 aufgenommen und von dem durch die Leitungsabschnitte 9 gebildeten Kühler abgegeben wird. Zur fluidtechnischen Verbindung zwischen der zu kühlenden Komponente und den Leitungsabschnitte 9 im Drehrahmen 3 sind Kupplungsstücke 15 vorgesehen.
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Die in 2 gezeigte mehrlagige Ausführung der Leitungsabschnitte 9 in zwei oder mehr zueinander parallelen Schichten ist ebenso beim Ausführungsbeispiel nach 1 oder bei den Ausführungsbeispielen nach 3, 4 oder 5 realisierbar. Die Rotationsachse der Gantry 1 ist mit R bezeichnet. In allen Varianten wird ein gezielter Kühlluftstrom durch die Gantry 1 mit Hilfe mindestens eines Lüfters 17 auf der nicht rotierenden Seite der Gantry 1 erzeugt.
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Die Ausführungsbeispiele nach 3 und 4 zeigen verschiedene Varianten der Kombination von rotorseitiger Kühlung der Gantry 1 und geometrischer Gestaltung des Radialabschnitts 10 des Drehrahmens 3.
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Im Beispiel nach 3 sind die Leitungsabschnitte 9 vollständig in den Radialabschnitt 10 eingebettet, wobei die Wandungen der Leitungsabschnitte 9 unmittelbar durch den Grundwerkstoff, insbesondere Stahl, des Radialabschnitts 10 gebildet sind.
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Im Ausführungsbeispiel nach 4 dagegen sind die Leitungsabschnitte 9 durch eine gesonderte Rohrleitung, beispielsweise Kupferleitung, gebildet, welche am Radialabschnitt 10 befestigt ist.
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Das Ausführungsbeispiel nach 5 zeigt schematisch die Kühlung einer Gantry 1, bei welcher Kühlluft in axialer Richtung in das Gantrygehäuse 2 einströmt und dieses in radialer Richtung verlässt. Innerhalb des Kipprahmens 13 ist ein ringförmiger, in Axialrichtung ausgerichteter Kühlluftzufuhrabschnitt 16 gebildet, in welchem hier nicht dargestellte Lüfter 17 angeordnet sind.
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Zwischen dem im Gantrygehäuse 2 ausgebildeten Kühlluftzufuhrabschnitt 16 des Kühlluftkanals 12 und dem in der Rotor 4 liegenden Abschnitt desselben Kühlluftkanals 12 existiert lediglich ein geringer axialer Spalt, welcher die Kühlluftströmung nicht wesentlich beeinflusst. Die durch die Rohrwicklung 8 erwärmte Kühlluft wird schließlich in radialer Richtung abgeleitet, wozu ein in das Gantrygehäuse 2 integrierter Kühlluftaustrittsabschnitt 19 des Kühlluftkanals 12 dient. Die erwärmte Kühlluft wird vorzugsweise über einen hier nicht dargestellten stationären Kühler zurück in den Kühlluftzufuhrabschnitt 16 geleitet, so dass auch in diesem Fall, wie im Ausführungsbeispiel nach 1, der Kühlluftstrom geschlossen ist.
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In 6 ist in einer schematisierten Schnittdarstellung einer Gantry 1 die Form einer Kühlmittelleitung 8 gezeigt, wie sie für jedes der Ausführungsbeispiele nach den 1 bis 5 geeignet ist: Die Kühlmittelleitung 8 beschreibt eine Spirale, deren Mittelpunkt auf der Rotationsachse R liegt.
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Die 7 zeigt eine stark vereinfachte, ausschnittsweise Draufsicht auf die vordere Stirnseite des Rotors 4 einer Gantry 1, welche auf deren Rückseite, das heißt dem Gantrygehäuse 2 zugewandten Seite, eine Flüssigkeitskühlung gemäß einer der 1 bis 5 aufweist. Als Komponente der Gantrykühlung ist eine Kühlmittelpumpe 23 angedeutet, welche ebenso wie ein nicht dargestelltes Ausgleichsgefäß fluidtechnisch mit den Leitungsabschnitten 9 verbunden ist.
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Insgesamt ist die Gantrykühlung, anders als ein herkömmliches Kühlmodul, durch räumliche Trennung ihrer einzelnen Komponenten, mit teilweise frontseitiger (zum Beispiel Kühlmittelpumpe 23) und teilweise in den Drehrahmen 3 integrierter (Leitungsabschnitte 9, welche einen Kühler bilden) Anordnung, entzerrt, wodurch im Vergleich zum Stand der Technik insbesondere auf der Frontseite der Gantry 1 zusätzlicher Bauraum nutzbar ist.
