DE19748281A1 - Einrichtung zum Abführen von Wärme vom Kühlfluid einer Röntgenröhre - Google Patents
Einrichtung zum Abführen von Wärme vom Kühlfluid einer RöntgenröhreInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Einrich
tung zum Kühlen von Öl oder einem anderen Fluid bzw. Strömungs
mittel, das dazu verwendet wird, Wärme von der Röntgenröhre in
einem diagnostischen Computer-Tomographie (CT)-Bildgebungssy
stem abzuführen. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf
eine Einrichtung der vorstehend genannten Art, die das akusti
sche Geräusch in signifikanter Weise verringert, das die Patien
ten der CT-Bildgebung oder das Arbeitspersonal stören oder
beunruhigen kann.
Bekanntlich erzeugt eine Röntgenröhre wesentliche Wär
memengen im Laufe ihres Betriebs. Dementsprechend müssen Maß
nahmen vorsehen sein, um Wärme aus der Nähe der Röhre abzufüh
ren und die Wärme in die Umgebung zu verteilen. In einer übli
chen Anordnung zirkuliert ein Kühlfluid oder Öl, wie beispiels
weise ein Produkt, das unter dem Handelsnamen UNI-Volt von der
Firma Exxon vertrieben wird, um die Röhre, um überschüssige
Wärme aufzunehmen, und strömt dann durch einen ersten Schlauch,
eine Leitung oder ähnliches zu einem Wärmetauscher. Der Tau
scher bewirkt, daß in dem Öl gespeicherte Wärme der umgebenden
Luft ausgesetzt wird, so daß die Wärme darauf übertragen werden
kann. Das gekühlte Öl strömt dann durch einen zweiten Schlauch
oder eine Leitung zur Röhre zurück.
Kühlanordnungen der oben genannten Art verwenden übli
cherweise einen Lüfter bzw. ein Gebläse, um Luft durch oder an
dem Wärmetauscher vorbei zu bewegen, um die Wärmeübertragung zu
verstärken. Wenn die Röntgenröhre in Verbindung mit einem CT
System verwendet wird, sind die Röhre, der Wärmetauscher und
das Kühlgebläse auf entsprechende Weise auf einem ringförmigen
Gestell angebracht, das schnell um den Patienten gedreht wird,
um ein CT Bild zu gewinnen. Das Gestell kann mit beispielsweise
90 U/Min umlaufen. Gegenwärtig sind die Kühlgebläse der Rönt
genröhre, wie sie in CT Systemen verwendet wird, axial. Das
heißt, sowohl die Eingangs- als auch Ausgangs-Luftströmungen,
die von dem Gebläse erzeugt werden, sind entlang der Gebläse
achse, d. h. der Achse der Schaufelrotation, gerichtet. Hier be
deuten "Eingangs-" und "Ausgangs-"Luftströmungen die Strömun
gen oder Mengen an Luft, die auf entsprechende Weise in oder
aus einem Gebläse heraus durch dessen Betrieb bewegt werden. Um
für eine ausreichende Kühlleistung zu sorgen, müssen axiale
Kühlgebläse mit einer Drehzahl in der Größenordnung von 3600
U/Min umlaufen.
Um Schwingungen zu widerstehen und für ein gewisses Maß
an Festigkeit oder Stabilität zu sorgen, haben axiale Lüfter
bzw. Gebläse im allgemeinen eine Anzahl von Streben oder ähnli
cher Teile, die um die äußeren Ränder der Gebläseschaufeln
herum im Abstand zueinander angeordnet sind. Jedes Mal wenn
eine Schaufel an einer der Streben vorbeiläuft, wird ein aku
stisches Geräusch erzeugt. Für die oben angegebene Lüfterdreh
zahl ist der reine Ton oder die erste Harmonische eines derar
tigen Geräusches gut über 500 Hz. Dementsprechend sind die
zweite oder höhere Harmonische von einem derartigen Geräusch
gut über 1000 Hz. Wie allgemein bekannt ist, ist 1000 Hz ein
sehr signifikanter Schwellenwert beim Verringern des
"Störfaktors", der mit akustischem Lärm verbunden ist. Das
heißt, akustischer Lärm mit Hauptfrequenzkomponenten, die über
1000 Hz liegen, haben die Tendenz, viel störender als Geräusche
zu sein, die derartige Komponenten nicht enthalten.
Der 1000 Hz Schwellenwert und der mit dem akustischen
Lärm verbundene "Störfaktor" sind von besonderer Signifikanz in
bezug auf Röntgenröhren-Kühlsysteme zur Verwendung in CT Anwen
dungen. Wenn ein CT System betrieben wird, um ein Bild zu ge
winnen, muß der Patient oder eine andere abzubildende Person
für eine Zeitperiode so ruhig wie möglich bleiben. Dementspre
chend ist es wünschenswert, störende Geräusche so weit wie mög
lich zu minimieren, um ein Stören, Irritieren oder in einigen
Fällen Beängstigen des Patienten zu vermeiden. Übermäßiger Lärm
kann auch für Personen störend sein, die mit dem CT System ar
beiten. Ein Gestellärm mit höheren Frequenzen kann auch den
Patientenlautsprecher und das Mikrophon stören, die in den mei
sten Systemen verwendet werden, um eine kontinuierliche Kommu
nikation mit dem Patienten aufrechtzuerhalten.
Eine Lösung, um den durch ein bekanntes Kühlgebläse er
zeugten Lärm zu verringern, würde darin bestehen, dessen Dreh
zahl zu senken. Die Hauptfrequenzkomponenten des durch den Lüf
ter erzeugten akustischen Geräusches könnten dadurch unter den
1000 Hz Schwellenwert gesenkt werden. Jedoch würde die Luft
strömung, die durch den Lüfter an den Wärmetauscher geliefert
wird, dadurch ebenfalls in signifikanter Weise verkleinert wer
den, so daß die thermische Leistungsfähigkeit des Röntgenröh
ren-Kühlsystems in signifikanter Weise vermindert sein könnte.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, das Geräusch in ei
ner Einrichtung signifikant zu verringern, die zur Abfuhr von
Wärme aus dem Kühlöl oder -fluid einer Röntgenröhre angeordnet
ist. Dabei soll die Einrichtung das Geräusch signifikant ver
ringern, während eine gute thermische Leistungsfähigkeit beibe
halten wird.
Erfindungsgemäß wird eine Kühleinrichtung geschaffen
zum Abführen von Wärme aus einem Fluid bzw. Strömungsmittel,
das zum Kühlen einer Röntgenröhre verwendet wird, die auf dem
Gestell von einem CT System angebracht ist, wobei das Gestell
um eine Gestellachse umläuft. Die Einrichtung enthält einen
Rahmen, der mit dem Gestell fest verbunden ist für eine Rota
tion damit, und sie enthält weiterhin Mittel zur Bildung einer
Strömungsbahn für das Kühlfluid zwischen der Röntgenröhre und
einer Stelle nahe dem Rahmen, wobei ein Teil der Strömungsbahn
in einem speziellen räumlichen Volumen liegt. Es ist ein Radi
allüfter vorgesehen zum Bewegen einer Luftströmung durch das
räumliche Volumen, um Wärme von dem Kühlfluid abzuführen, wenn
es durch den Teil der Bahn strömt. Der Radiallüfter weist eine
Anordnung von Schaufeln oder Flügeln auf, die um die
Lüfterachse rotieren, um die Luftströmung durch das räumliche
Volumen hindurch in die Laufradflügelanordnung zu ziehen und
danach die Luft in radialer Richtung auszustoßen. Es sind Mit
tel vorgesehen, um den Radiallüfter auf dem Rahmen so anzubrin
gen, daß die Drehachse des Lüfters im wesentlichen parallel zu
der Gestellachse ist.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel enthält der
Rahmen eine gewählte Anzahl von ebenen tragenden Teilen, die im
Abstand zu den Lüfterflügeln angeordnet sind. Jedes der ebenen
Teile liegt in der Bahn der radial ausgestoßenen Luft und hat
Seitenränder, die selektiv geformt sind, um Turbulenz in der
ausgestoßenen Luftströmung zu verringern und dadurch Geräusch
bzw. Lärm zu vermindern, der durch diese Turbulenz hervorgeru
fen wird. Vorzugsweise sind die Seitenränder von jedem der ebe
nen tragenden Teile mit einem gewählten Biegeradius versehen.
Mit der Erfindung erzielbare Vorteile bestehen insbe
sondere darin, daß ein Radiallüfter als eine integrale Kompo
nente verwendet wird. Weiterhin kann die erfindungsgemäße Kühl
einrichtung in einem Computer-Tomographie-Bildgebungssystem
verwendet werden, wobei die gyroskopische Belastung des Lüfters
im wesentlichen eliminiert wird, um die Lebensdauer des Lüfters
zu verlängern.
Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vor
teilen anhand der Beschreibung und Zeichnung von Ausführungs
beispielen näher erläutert.
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die gewählte
Komponenten von einem CT Bildgebungssystem zusammen mit einem
Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht und zeigt das
Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 mit weiteren Einzelheiten.
Fig. 3 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 3-3 in
Fig. 2.
Fig. 4 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 4-4 in
Fig. 2.
Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht und zeigt ein
weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung.
In Fig. 1 sind gewisse Komponenten von einem CT System
10 gezeigt, das ein ringförmiges Gestell 12 aufweist, das für
eine Rotation um eine Gestellachse Ag angeordnet ist. Eine
Röntgenröhre 14 und eine Anordnung bzw. ein Array 16 von Rönt
gen-Detektorelementen sind beide auf dem Gestell 12 für eine
Rotation damit auf gegenüberliegenden Seiten des Gestells ange
bracht. Die Röntgenröhre 14 projiziert ein Röntgenbündel 18 in
Richtung auf das Array 16, wobei das Bündel durch einen Ab
schnitt 20 von einem Patienten 22 hindurchtritt, der von einer
Liege oder einer anderen Patientenstützplattform 24 getragen
wird. Wenn das Gestell 12 um seine Achse umläuft, werden Rönt
gendaten, die die in dem Abschnitt 20 liegende Körperstruktur
des Patienten 22 darstellen, durch das Elementenarray 16 gewon
nen. Die gewonnenen Daten können verwendet werden, um ein Bild
von dieser Körperstruktur nach Techniken und Praktiken zu kon
struieren, die für den Fachmann in der Computer-Tomographie-
Technik bekannt sind. Es sei darauf hingewiesen, daß gewisse
andere CT Systemkomponenten, wie beispielsweise ein Datenverar
beitungs- und Bildrekonstruktionssystem, und auch Mittel zur
Halterung und für einen Drehantrieb des Gestells 12 üblich und
für den Fachmann in der CT Technik bekannt sind. Deshalb sind
derartige Komponenten in Fig. 1 nicht gezeigt. CT Systeme sind
mit weiteren Einzelheiten beispielsweise in den US Patenten 5
473 654 und 5 473 655, beide erteilt am 5. Dezember 1995, be
schrieben, und deren Offenbarung soll durch diese Bezugnahme in
die vorliegende Anmeldung eingeschlossen sein.
Wie oben ausgeführt wurde, kann eine Röntgenröhre 14 im
Laufe der CT Bildgebung wesentliche Mengen an überschüssiger
Wärme erzeugen. Dementsprechend ist eine Kühleinrichtung 26 ge
mäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung und wie es nachfol
gend näher erläutert wird ebenfalls auf dem Gestell 12 für eine
Rotation damit angebracht. Um die überschüssige Wärme von der
Röhre 14 abzuführen, wird ein Kühlöl oder -fluid, wie
beispielsweise das oben erwähnte UNI-VOLT Produkt von Exxon (in
Fig. 1 nicht gezeigt) um die Röntgenröhre 14 umgewälzt, so daß
Wärme von der Röhre auf das Kühlöl übertragen wird. Das er
wärmte Öl strömt durch einen Schlauch oder eine Leitung 28 zur
Kühleinrichtung 26, die Wärme von dem Öl abführt und sie auf
die Luft überträgt. Das gekühlte Öl strömt dann durch einen
Schlauch oder eine Leitung 30 zurück zur Röntgenröhre 14.
Weiterhin ist in Fig. 1 die Kühleinrichtung 26 mit ei
ner Achse Af gezeigt, die, wie nachfolgend beschrieben wird,
die Achse von einem dort eingebauten Kühllüfter ist. Die Kühl
einrichtung 26 ist an dem Gestell 12 fest angebracht, entweder
direkt oder durch Befestigung an der Röhre 14, so daß die Achse
Af in einer parallelen Relation zu der Gestellachse Ag bleibt,
wenn das Gestell 12 rotiert. Signifikante Vorteile bei der Aus
bildung und Beibehaltung dieser parallelen Relation zwischen
den Achsen Ag und Af werden ebenfalls nachfolgend beschrieben.
In Fig. 2 ist die Kühleinrichtung 26 gezeigt, die all
gemein einen Wärmetauscher 32, einen Luftmantel 34 und einen
Lüfter 36 aufweist, der ein Radiallüfter ist. Der Wärmetauscher
32 ist mit einer Einlaßöffnung 38, die mit einem Schlauch 28
verbunden ist, einer Auslaßöffnung 40, die mit einem Schlauch
30 verbunden ist, und einer Innenkammer 42 versehen. Die Kammer
42 enthält eine Rohrleitung 44, deren zwei Enden auf entspre
chende Weise mit den Einlaß- und Auslaßöffnungen 38 und 40 ver
bunden sind. Somit bildet die Rohrleitung 44 zusammen mit den
Schläuchen 28 und 30 eine geschlossene Bahn für die Strömung
von Kühlöl 46 von der Röntgenröhre 14 durch den Wärmetauscher
32 und dann zurück zur Röhre 14. Fig. 2 zeigt, daß die Rohr
leitung 44 so geformt ist, daß sie viele U-förmige Biegungen
hat, um die Länge der Bahn der Kühlölströmung zu maximieren,
die in der Kammer 42 liegt. Fig. 2 zeigt ferner ein Staubsieb
48, das über der linken Seite des Wärmetauschers 32 angeordnet
ist, wenn man Fig. 2 betrachtet. Es sei bemerkt, daß verschie
dene Designs für den Wärmetauscher 32 auf dem Gebiet der Rönt
genröhren-Kühltechnik bekannt sind. Weitere Einzelheiten des
hier gezeigten Wärmetauschers sollen primär die Arbeitsweise
von einem konventionellen Röntgenröhren-Wärmetauscher darstel
len und nicht eine spezielle Vorrichtung.
In den Fig. 2 und 3 ist die Kammer 42 des Wärmetau
schers 32 gezeigt, die durch den Luftmantel 34 mit einer inne
ren Kammer 50 des Radiallüfters 36 verbunden ist. Wenn also der
Lüfter 36 in Drehrichtung angetrieben wird, wird Luft in der
durch den Pfeil 52 gezeigten Richtung in die und durch die Kam
mer 42 gezogen. Diese Richtung ist im wesentlichen parallel zu
der Achse Af. Wenn die Luft über die entsprechenden Segmente
der Rohrleitung 44 strömt, wird Wärme von dem Kühlöl 46 auf die
Luft übertragen. Um die Effizienz zu maximieren, bildet der
Mantel 34 eine enge Dichtung mit dem Lüfter 36 um die Öffnung
in die Kammer 50 herum und auch mit dem Wärmetauscher 32 um die
Öffnung in die Kammer 42.
Weiterhin ist in den Fig. 2 und 3 gezeigt, daß der
Wärmetauscher 32, der Luftmantel 34 und der Radiallüfter 36 auf
entsprechende Weise durch einen Rahmen gehaltert sind, der im
wesentlichen ebene Wandteile 54 und 56 aufweist. Die Wandteile
54 und 56 sind im Abstand und parallel zueinander durch Seiten
teile 58 und 60 miteinander verbunden, die mit selektivem Ab
stand von dem Lüfter 36 angeordnet sind. Die Seitenteile 58 und
60 sind mit den Wandteilen 54 und 56 durch Schweißen, Schrauben
(nicht gezeigt) oder andere geeignete Mittel verbunden. An ei
nem Ende von jedem der Wandteile sind Schraubenlöcher 62 vorge
sehen, um Schrauben (nicht gezeigt) aufzunehmen, um die Wand
teile und die dadurch gehalterte Kühleinrichtung 26 an dem Ge
stell 12 oder der Röntgenröhre 14 zu befestigen.
Weiterhin ist in Fig. 3 ein Motor 64 in vereinfachter
Form gezeigt, der durch geeignete Mittel mit dem Wandteil 56
fest verbunden ist. Der Motor 64 ruht in einem Schacht 66, der
in dem Lüfter 36 ausgebildet ist, und ist mit Statorwicklungen
68 in einem Motorgehäuse 70 versehen. Der Motor 64 ist weiter
hin mit einem Rotor 72 versehen, der in dem Gehäuse 70 durch
Lager 74 gelagert und mit der Achse Af ausgerichtet ist. Der
Radiallüfter 36 ist mit dem Rotor 72 durch ein Verbindungsteil
76 verbunden, so daß der Lüfter durch den Rotor in Drehrichtung
angetrieben wird. Das Verbindungsteil 76 haltert den Lüfter 36
so, daß die Lüfterachse die Achse Af bildet. Somit dienen ent
sprechende Komponenten des Motors 64 dazu, den Radiallüfter 36
von dem Wandteil 56 auskragend zu haltern, und sie ordnen die
Lüfterachse Af in einer parallelen Relation zu der Gestellachse
Ag an. Wenn dem Motor 64 durch einen Satz von Leitern (nicht
gezeigt) elektrische Energie zugeführt wird, wird der Stator 68
erregt, um den Rotor 72 und den Lüfter 36 in Drehrichtung
anzutreiben.
Weil die Achse des Radiallüfters 36 in paralleler Rela
tion zu der Gestellachse Ag ist, werden gyroskopische Kräfte,
die durch die Gestellrotation hervorgerufen werden, nicht auf
den umlaufenden Lüfter ausgeübt. Wenn diese parallele Relation
nicht vorhanden wäre, würde die Gestellrotation ein Drehmoment
ungleich Null auf den Lüfter, und senkrecht zur Lüfterachse,
ausüben, das die Lüfterlebensdauer ernsthaft verkürzen könnte.
Ein Test von einem Ausführungsbeispiel der Erfindung hat bei
spielsweise gezeigt, daß die parallele Anordnung zwischen den
Lüfter- und Gestellachsen die Lüfterlebensdauer in der Größen
ordnung von dem 12fachen in bezug auf Lüfter- und Gestellachsen
verlängert, die senkrecht sind oder eine andere nicht-parallele
Relation haben.
Fig. 2 und 3 zeigen den Radiallüfter 36 der mit
Schaufeln oder Flügeln 80 versehen ist. Wenn die Flügel 80 ge
dreht werden, wird eine Einlaß-Luftströmung entlang der Achse
Af in den Lüfter 36 bewegt, wie es oben beschrieben wurde. Die
Luft wird dann radial ausgestoßen, d. h. sie wird von dem Lüfter
36, von der Achse Af weg, nach außen bewegt, wie es durch
Pfeile 78 in Fig. 3 angegeben ist.
Durch Verwendung eines Radiallüfters anstelle eines be
kannten Axiallüfters kann die Drehzahl der Lüfterrotation ver
ringert werden, ohne die Kühlleistung signifikant zu verklei
nern. Beispielsweise wurde gefunden, daß, wenn ein Ausführungs
beispiel der Erfindung mit einer verminderten Drehzahl von 1900
U/Min angetrieben wird, eine erste harmonische Geräuschkompo
nente von nur 315 Hz erzeugt wird. Dementsprechend ist die
zweite harmonische Komponente des Geräusches mit der Größenord
nung von 750 Hz ebenfalls gut unterhalb des 1000 Hz "Störfak
tor-"Schwellenwertes. Das Ausführungsbeispiel erzeugte keine
Komponenten höherer Ordnung mit signifikanter Amplitude. Zur
gleichen Zeit war Kühlöl, das den Wärmetauscher verließ, nur in
der Größenordnung von 2°C wärmer als seine Temperatur, wenn der
Lüfter mit einer viel höheren Drehzahl betrieben wurde.
Um den Schall bzw. Lärm weiter zu verringern, ist der
mit dem Radiallüfter 36 verwendete Rahmen mit Seitenteilen 58
und 60 versehen anstelle der Streben, die bei bekannten Axial
lüftern verwendet werden. Somit wird der durch die Streben her
vorgerufene Flügel-Vorbeilauflärm eliminiert. Bei der Positio
nierung der Seitenteile 58 und 60 ist es wünschenswert, sie in
einer engen Abstandsrelation zu den Rändern der Flügel 80 zu
haben, um für eine ausreichende strukturelle Halterung zu sor
gen und auch die Kompaktheit in der Konstruktion der Kühlein
richtung 26 zu verbessern. Ein bevorzugter Abstand S liegt in
der Größenordnung von 1,0-1,5 cm. Wie am besten in Fig. 4
gezeigt ist, ruft jedoch die radial ausgestoßene Luft einen Be
reich 82 von Hochdruckluft zwischen dem Lüfter 36 und jedem der
Seitenteile 58 und 60 hervor. Diese Hochdruckluft strömt in Be
reiche 86 mit einen geringeren Druck aufweisender Luft nahe den
Rändern 90 der Seitenteile 58 und 60. Um diese Luftströmung zu
glätten, die in Fig. 4 durch Pfeile 88 gezeigt ist, ist eine
Biegung 92 mit einem Radius r in den zwei gegenüberliegenden
Seitenrändern 90 von jedem der Seitenteile 58 und 60 gebildet.
Vorzugsweise liegt dieser Biegeradius r in der Größenordnung
von 5,0 Millimetern.
In Fig. 5 ist eine Kühleinrichtung 96 gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Dieses Aus
führungsbeispiel weist zwei Radiallüfter 36a und 36b auf, die
in koaxialer Relation entlang einer Achse Af' ausgerichtet
sind. Die Kühleinrichtung 96 enthält weiterhin Wärmetauscher
32a und 32b und Luftmäntel 34a und 34b, die den Lüftern 36a
bzw. 36b zugeordnet sind. Die Lüfter 36a und 36b, die Wärmetau
scher 32a und 32b und die Luftmäntel 34a und 34b sind ähnlich
oder gleich wie der Lüfter 36, der Wärmetauscher 32 bzw. der
Luftmantel 34 der oben beschriebenen Kühleinrichtung 26. Fig.
5 zeigt weiterhin die Kühleinrichtung 96, die mit Wandteilen
54a und 56a versehen sind, die auf entsprechende Weise den
Wandteilen 54 und 56 ähnlich sind, die den Lüfter 26a, den Wär
metauscher 32a und den Luftmantel 34a in gleicher Weise in ei
ner operativen Relation halten, wie die Kühleinrichtung 26. In
ähnlicher Weise tragen Wandteile 54b und 56b den Lüfter 26b,
den Wärmetauscher 32b und den Mantel 34b in der gleichen Weise
wie die Kühleinrichtung 26. Die Wandteile 56a und 56b sind an
einander durch obere und untere Teile 98a bzw. 98b befestigt,
die die zwei Abschnitte der Kühleinrichtung 96 zu einer einzi
gen Struktur verbinden.
Weiterhin ist in Fig. 5 der Schlauch 28 gezeigt, der
zwei Schlauchsegmente 28a und 28b speist, die auf entsprechende
Weise mit der Einlaßöffnung 38a des Wärmetauschers 32a und der
Einlaßöffnung 38b des Wärmetauschers 32b verbunden sind. In
gleicher Weise ist der Schlauch 30 verbunden, um Kühlöl von
beiden Schlauchsegmenten 30a und 30b aufzunehmen, die auf ent
sprechende Weise mit der Auslaßöffnung 40a des Wärmetauschers
32a und der Auslaßöffnung 40b des Wärmetauschers 32b verbunden
sind. Somit wird etwa die Hälfte des von der Röntgenröhre 14
kommenden Öls durch jeden der Wärmetauscher 32a und 32b gelei
tet, um dadurch gekühlt zu werden. Somit schafft die Kühlein
richtung 26 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung
die doppelte Kühlleistung der in Fig. 2 gezeigten Kühleinrich
tung 26 und ist trotzdem verhältnismäßig kompakt.
Fig. 5 zeigt den Lüfter 36b, wie er von dem Wandteil
56b durch einen Motor 64b auskragend gehaltert ist, der dem Mo
tor 64 gleich oder ähnlich ist, wobei der Lüfter 36b durch den
Motor 64b angetrieben wird. Der Lüfter 36a ist auf einem Motor
(nicht gezeigt) angebracht und durch diesen angetrieben, der
ebenfalls ähnlich oder gleich wie der Motor 64 und an dem
Wandteil 56a befestigt ist. Die Kühleinrichtung 96 ist weiter
hin mit Seitenteilen 58a und 58b, die auf entsprechende Weise
dem Seitenteil 58 ähnlich sind, und mit Seitenteilen 60a und
60b versehen, die auf entsprechende Weise dem Seitenteil 60
ähnlich sind.
Claims (12)
1. Kühleinrichtung zur Verwendung mit einer Rönt
genröhre, die auf dem Gestell von einem CT System angebracht
ist, wobei das Gestell um eine Gestellachse drehbar ist, ge
kennzeichnet durch:
einen Rahmen (54, 56), der für eine Rotation mit dem Gestell (12) um die Gestellachse (Ag) fest verbunden ist,
Mittel (28, 30, 32) zur Bildung einer Strömungsbahn für Röntgenröhren-Kühlfluid zwischen der Röntgenröhre (14) und einer Stelle nahe dem Rahmen,
einen Lüfter (36), der zum Bewegen einer Luftströmung über einen Abschnitt (bei 44) der Strömungsbahn ange ordnet ist, zum Abführen von Wärme von dem Kühlfluid, wenn dieses durch den Abschnitt (bei 44) strömt, wobei der Lüfter (36) ein Radiallüfter ist, und
Mittel für eine Drehbefestigung des Radiallüfters (36) auf den Rahmen (54, 56) derart, daß die Drehachse (Af) des Lüfters (36) im wesentlichen parallel zu der Ge stellachse (Ag) ist.
einen Rahmen (54, 56), der für eine Rotation mit dem Gestell (12) um die Gestellachse (Ag) fest verbunden ist,
Mittel (28, 30, 32) zur Bildung einer Strömungsbahn für Röntgenröhren-Kühlfluid zwischen der Röntgenröhre (14) und einer Stelle nahe dem Rahmen,
einen Lüfter (36), der zum Bewegen einer Luftströmung über einen Abschnitt (bei 44) der Strömungsbahn ange ordnet ist, zum Abführen von Wärme von dem Kühlfluid, wenn dieses durch den Abschnitt (bei 44) strömt, wobei der Lüfter (36) ein Radiallüfter ist, und
Mittel für eine Drehbefestigung des Radiallüfters (36) auf den Rahmen (54, 56) derart, daß die Drehachse (Af) des Lüfters (36) im wesentlichen parallel zu der Ge stellachse (Ag) ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Radiallüfter (36) eine Anordnung von Schau
feln bzw. Flügeln (80) aufweist, die um eine Innenkammer (50)
herum angeordnet und drehbar sind und bei Rotation eine Luft
strömung durch ein gewähltes räumliches Volumen ziehen, das den
Abschnitt (44) der Strömungsbahn umgibt, und anschließend die
Luftströmung in die Innenkammer (50) zieht und dann die Luft
strömung in radialer Richtung in bezug auf die Lüfterachse (Af)
abgibt.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Rahmen eine gewählte Anzahl von ebenen
Strukturteilen (58, 60) aufweist, die im Abstand von den Rän
dern der Schaufeln bzw. Flügeln (80) angeordnet sind, wobei die
Strukturteile (58, 60) jeweils in der Bahn von einem Teil der
radial abgegebenen Luft liegen und Seitenränder (90) aufweisen,
die selektiv geformt sind zum Verringern von Turbulenz, wenn
die Teile der abgegebenen Luft aus Bereichen mit einem ver
gleichsweise hohen Druck in benachbarte Bereiche mit einem tie
feren Druck strömen.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Seitenränder (90) von jedem der ebenen Struk
turteile (58, 60) auf entsprechende Weise mit Biegungen mit ei
nem spezifizierten Biegeradius (r) versehen sind.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Mittel zur Ausbildung der Strömungsbahn auf
weisen:
eine Wärmetauschervorrichtung (32) mit einer Leitungs länge (44), die einen Abschnitt der Strömungsbahn bil det, wobei die Leitungslänge (44) gegenüberliegende er ste und zweite Enden aufweist, die auf entsprechende Weise mit einer Einlaßöffnung (38) und einer Auslaßöff nung (40) der Wärmetauschervorrichtung (32) in Verbin dung stehen, die derart aufgebaut ist, daß eine Luft strömung über die Leitung (44) ermöglicht ist, um von dem hindurchströmenden Kühlfluid Wärme abzuführen, eine erste Verbindungsleitung (28), die zwischen der Röntgenröhre (14) und der Einlaßöffnung (38) verbunden ist, und
eine zweite Verbindungsleitung (30), die zwischen der Röntgenröhre (14) und der Auslaßöffnung (40) verbunden ist.
eine Wärmetauschervorrichtung (32) mit einer Leitungs länge (44), die einen Abschnitt der Strömungsbahn bil det, wobei die Leitungslänge (44) gegenüberliegende er ste und zweite Enden aufweist, die auf entsprechende Weise mit einer Einlaßöffnung (38) und einer Auslaßöff nung (40) der Wärmetauschervorrichtung (32) in Verbin dung stehen, die derart aufgebaut ist, daß eine Luft strömung über die Leitung (44) ermöglicht ist, um von dem hindurchströmenden Kühlfluid Wärme abzuführen, eine erste Verbindungsleitung (28), die zwischen der Röntgenröhre (14) und der Einlaßöffnung (38) verbunden ist, und
eine zweite Verbindungsleitung (30), die zwischen der Röntgenröhre (14) und der Auslaßöffnung (40) verbunden ist.
6. Kühleinrichtung zur Verwendung mit einer Rönt
genröhre, die auf einem Gestell von einem CT System angebracht
ist, wobei das Gestell um eine Gestellachse drehbar ist, ge
kennzeichnet durch:
einen Rahmen (54, 56), der für eine Rotation mit dem Gestell (12) um die Gestellachse (Ag) fest verbunden ist,
einen Wärmetauscher (32), der auf dem Rahmen angebracht ist,
Mittel (28, 30) zum Ausbilden einer Strömungsbahn zum Umwälzen eines Kühlfluids zwischen der Röntgenröhre (14) und dem Wärmetauscher (32), wobei ein spezieller Abschnitt (bei 44) der Strömungsbahn in dem Wärmetau scher liegt,
einen Radiallüfter (36), der zum Bewegen einer Luft strömung durch den Wärmetauscher (32) angeordnet ist, zum Abführen von Wärme von dem Kühlfluid, wenn es durch den speziellen Abschnitt (bei 44) der Strömungsbahn strömt, und
Mittel (64) zum Antreiben des Radiallüfters (36) und für eine Drehhalterung des Radiallüfters (36) auf dem Rahmen derart, daß die Drehachse (Af) des Lüfters im wesentlichen parallel zu der Gestellachse (Ag) ist.
einen Rahmen (54, 56), der für eine Rotation mit dem Gestell (12) um die Gestellachse (Ag) fest verbunden ist,
einen Wärmetauscher (32), der auf dem Rahmen angebracht ist,
Mittel (28, 30) zum Ausbilden einer Strömungsbahn zum Umwälzen eines Kühlfluids zwischen der Röntgenröhre (14) und dem Wärmetauscher (32), wobei ein spezieller Abschnitt (bei 44) der Strömungsbahn in dem Wärmetau scher liegt,
einen Radiallüfter (36), der zum Bewegen einer Luft strömung durch den Wärmetauscher (32) angeordnet ist, zum Abführen von Wärme von dem Kühlfluid, wenn es durch den speziellen Abschnitt (bei 44) der Strömungsbahn strömt, und
Mittel (64) zum Antreiben des Radiallüfters (36) und für eine Drehhalterung des Radiallüfters (36) auf dem Rahmen derart, daß die Drehachse (Af) des Lüfters im wesentlichen parallel zu der Gestellachse (Ag) ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Radiallüfter (36) eine Anordnung von Flügeln
bzw. Schaufeln (80) aufweist, die um eine innere Kammer (50)
herum angeordnet sind, und drehbar ist, um die Luftströmung
durch den Wärmetauscher (32) und in die Kammer (50) zu ziehen
und dann die Luftströmung in radialer Richtung in bezug auf die
Lüfterachse (Af) abzugeben.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Rahmen eine gewählte Anzahl von ebenen Struk
turteilen (58, 60) im Abstand von den Rändern der Lüfterschau
feln aufweist, wobei jedes Strukturteil in der Bahn von einem
Teil der radial ausgestoßenen Luft liegt und Seitenränder (90)
aufweist, die selektiv geformt sind, um Turbulenzen zu verrin
gern, wenn die Teile der ausgestoßenen Luftströmung von Berei
chen mit einem verhältnismäßig hohen Druck in benachbarte Be
reiche mit einem tieferen Druck strömen.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Seitenränder (90) der ebenen Strukturteile
(58, 60) auf entsprechende Weise mit Biegungen mit einem
spezifizierten Biegeradius (r) versehen sind.
10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß die ebenen Strukturteile (58, 60) in einem Ab
stand (S) in der Größenordnung von 1,0-1,5 Zentimetern von
den Lüfterschaufeln angeordnet sind und der spezifizierte Bie
geradius (r) in der Größenordnung von 5 Millimetern liegt.
11. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Wärmetauscher (32) und der Radiallüfter (36)
einen ersten Wärmetauscher (32a) bzw. einen ersten Radiallüfter
(36a) aufweisen und
die Einrichtung ferner Mittel aufweist zum Antreiben
eines zweiten Radiallüfters (36b) und zur Drehhalterung des
zweiten Radiallüfters auf dem Rahmen derart, daß der zweite Ra
diallüfter (36b) koaxial zu dem ersten Radiallüfter (36a) ange
ordnet ist.
12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Einrichtung zur Bildung der Strömungsbahn
Mittel zum Bewegen etwa der Hälfte des Kühlfluids aufweist, das
von der Röntgenröhre durch jeden der Wärmetauscher (36a, 36b)
strömt, und
der zweite Radiallüfter (36b) zum Bewegen einer Luft
strömung durch den zweiten Wärmetauscher (32b) angeordnet ist,
um von dem hindurchströmenden Kühlfluid Wärme abzuführen.
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- 1997-10-31 DE DE19748281A patent/DE19748281B4/de not_active Expired - Fee Related
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