[發明專利]可直接冷卻的復絲導體裝置

有效

• 申請號: 201910725654.3
• 申請日: 2019-08-07
• 公開（公告）號: CN110828097B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 斯特凡·施托克爾;彼得·迪茨
• 申請（專利權）人: 西門子醫療有限公司
• 主分類號: H01F5/00
• 分類號: H01F5/00;H01F27/08;H01F27/10;H01F27/28;G01R33/385
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 唐京橋;董娟

本發明涉及可直接冷卻的復絲導體裝置。一種可直接冷卻的復絲導體裝置(6)或磁性線圈，包括至少兩個電導體(8)和至少一個設置在導體(8)之間的適于承載流體冷卻裝置的冷卻管(7)，其特征在于，冷卻管(7)是金屬導體，其導電率低于圍繞管(7)的導體(8)。

技術領域

本發明涉及用于磁性線圈的可直接冷卻的復絲導體裝置，包括至少兩個電導體和設置在導體之間的適于承載流體冷卻裝置的至少一個冷卻管。

背景技術

如上所述的可直接冷卻的復絲導體裝置例如用于以磁共振設備的梯度線圈形式或者作為梯度線圈的一部分來構造磁性線圈。為了確保磁性線圈的操作，將線圈的溫度保持在最大允許溫度以下是必要的。有效地消除在操作磁性線圈時產生的以熱量形式引起的電耗散功率是必要的。由于在許多應用中，例如當操作梯度線圈時，可以涉及20KW量級以上的耗散功率，因此對冷卻系統提出了相當大的要求。

在US 6 741 152 B1中公開了一種包括可直接冷卻的復絲導體裝置的磁性線圈。導體裝置包括至少兩個成型的電導體段，當它們適配在一起形成開口時，其中冷卻管被封閉在分段導體之間的該開口中，其中冷卻管適于承載用于直接冷卻導體并且用于輸送耗散熱量的流體冷卻裝置。該管由非導電的柔性塑料或聚合物材料制成，該材料還封閉被設置在矩形內管的側面的分段導體。聚合物或塑料管是流體密封的，可以避免泄漏問題。與單片空心導體相比，這樣的復絲導體裝置是有利的，其使得導體能夠進行直接冷卻但受到渦流的影響，渦流是導體加熱的自然源之一，尤其是當例如在磁共振成像時使用高頻率時。例如在US 6 741 152 B1中公開的可直接冷卻的復絲導體裝置對渦流不太敏感，這不僅可以致使對導體進行加熱，而且還可以創建例如對于成像過程是負的不可補償的磁渦流場。

集成管使得導體能夠進行良好的冷卻。由于管需要具有一定的截面，以具有流過導體的冷卻流體所需要的流速，因此與整個導體裝置的整體截面相比，由布置在冷卻管的側面的導電絲確定的有效導體截面非常小。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于磁性線圈的改進的可直接冷卻的復絲導體裝置，其具有對渦流的靈敏度低的良好的電性能以及良好的冷卻性能。

本發明的目的是利用一種用于磁性線圈的可直接冷卻的復絲導體裝置來實現的，其特征在于，冷卻管是具有比圍繞管的導體的導電率低的導電率的金屬導體。

根據本發明，適于承載流體冷卻裝置的管還用作適于在磁性線圈工作時承載電流的絲。因此它具有雙重功能。這是通過提供金屬制成的冷卻管來實現的，因此冷卻管可以用作導體。因此，管也是絲，它使得導體裝置中的渦流能夠最小化，并且由于冷卻裝置與熱源(即導體)之間的熱阻小，從而提供對導體裝置的良好冷卻。由于管由金屬制成，因此它也參與承載電流。但是由于冷卻管由具有比制成周圍導體的材料的導電率低的導電率的金屬制成，因此管顯示出對渦流的靈敏度較低。因此，可以集成具有足夠截面的冷卻管，以允許足夠的流體速率通過管輸送。由于管材料對渦流的低靈敏度，因此與絲導體相比，管可以因此具有較大的有效渦流表面，但是考慮到渦流，管不會主導或顯著地負面影響電特性。

因此，本發明的復絲導體裝置提供了非常好的冷卻效率和非常好的電性能，同時減少了不必要的渦流效應。

管優選地由鋼制成，尤其是不銹鋼，而導體由銅或鋁制成。鋼(尤其是不銹鋼)在其導電性和導熱性方面表現出非常好的性能，但也表現出機械性能。它還表現出非常低的侵蝕傾向，并且非常傾向于將離子傳遞到液體冷卻裝置中。另一優點是可以產生具有非常薄的壁厚的中空絲導體。由于管材料的較低的導電性，有利的是使用具有非常小的材料截面的管以避免整個導體的有效導體截面變得太大，并且避免熱阻的上升。由于中空管與單片導體絲相比具有顯著更大的直徑或截面，所以鋼的較低導電率將致使負渦流效應的顯著降低。

制成管的金屬或鋼分別優選地表現出沒有磁性或可忽略不計的磁性，即使在導體裝置彎曲時變形，因為導體裝置通常是在產生磁性線圈尤其是梯度線圈時，以便避免整個創建的磁場的任何不均勻性。