可直接冷却的复丝导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及可直接冷却的复丝导体装置。一种可直接冷却的复丝导体装置(6)或磁性线圈，包括至少两个电导体(8)和至少一个设置在导体(8)之间的适于承载流体冷却装置的冷却管(7)，其特征在于，冷却管(7)是金属导体，其导电率低于围绕管(7)的导体(8)。

Direct cooled multifilament conductor device

【技术实现步骤摘要】
可直接冷却的复丝导体装置
本专利技术涉及用于磁性线圈的可直接冷却的复丝导体装置，包括至少两个电导体和设置在导体之间的适于承载流体冷却装置的至少一个冷却管。
技术介绍
如上所述的可直接冷却的复丝导体装置例如用于以磁共振设备的梯度线圈形式或者作为梯度线圈的一部分来构造磁性线圈。为了确保磁性线圈的操作，将线圈的温度保持在最大允许温度以下是必要的。有效地消除在操作磁性线圈时产生的以热量形式引起的电耗散功率是必要的。由于在许多应用中，例如当操作梯度线圈时，可以涉及20KW量级以上的耗散功率，因此对冷却系统提出了相当大的要求。在US6741152B1中公开了一种包括可直接冷却的复丝导体装置的磁性线圈。导体装置包括至少两个成型的电导体段，当它们适配在一起形成开口时，其中冷却管被封闭在分段导体之间的该开口中，其中冷却管适于承载用于直接冷却导体并且用于输送耗散热量的流体冷却装置。该管由非导电的柔性塑料或聚合物材料制成，该材料还封闭被设置在矩形内管的侧面的分段导体。聚合物或塑料管是流体密封的，可以避免泄漏问题。与单片空心导体相比，这样的复丝导体装置是有利的，其使得导体能够进行直接冷却但受到涡流的影响，涡流是导体加热的自然源之一，尤其是当例如在磁共振成像时使用高频率时。例如在US6741152B1中公开的可直接冷却的复丝导体装置对涡流不太敏感，这不仅可以致使对导体进行加热，而且还可以创建例如对于成像过程是负的不可补偿的磁涡流场。集成管使得导体能够进行良好的冷却。由于管需要具有一定的截面，以具有流过导体的冷却流体所需要的流速，因此与整个导体装置的整体截面相比，由布置在冷却管的侧面的导电丝确定的有效导体截面非常小。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于磁性线圈的改进的可直接冷却的复丝导体装置，其具有对涡流的灵敏度低的良好的电性能以及良好的冷却性能。本专利技术的目的是利用一种用于磁性线圈的可直接冷却的复丝导体装置来实现的，其特征在于，冷却管是具有比围绕管的导体的导电率低的导电率的金属导体。根据本专利技术，适于承载流体冷却装置的管还用作适于在磁性线圈工作时承载电流的丝。因此它具有双重功能。这是通过提供金属制成的冷却管来实现的，因此冷却管可以用作导体。因此，管也是丝，它使得导体装置中的涡流能够最小化，并且由于冷却装置与热源(即导体)之间的热阻小，从而提供对导体装置的良好冷却。由于管由金属制成，因此它也参与承载电流。但是由于冷却管由具有比制成周围导体的材料的导电率低的导电率的金属制成，因此管显示出对涡流的灵敏度较低。因此，可以集成具有足够截面的冷却管，以允许足够的流体速率通过管输送。由于管材料对涡流的低灵敏度，因此与丝导体相比，管可以因此具有较大的有效涡流表面，但是考虑到涡流，管不会主导或显著地负面影响电特性。因此，本专利技术的复丝导体装置提供了非常好的冷却效率和非常好的电性能，同时减少了不必要的涡流效应。管优选地由钢制成，尤其是不锈钢，而导体由铜或铝制成。钢(尤其是不锈钢)在其导电性和导热性方面表现出非常好的性能，但也表现出机械性能。它还表现出非常低的侵蚀倾向，并且非常倾向于将离子传递到液体冷却装置中。另一优点是可以产生具有非常薄的壁厚的中空丝导体。由于管材料的较低的导电性，有利的是使用具有非常小的材料截面的管以避免整个导体的有效导体截面变得太大，并且避免热阻的上升。由于中空管与单片导体丝相比具有显著更大的直径或截面，所以钢的较低导电率将致使负涡流效应的显著降低。制成管的金属或钢分别优选地表现出没有磁性或可忽略不计的磁性，即使在导体装置弯曲时变形，因为导体装置通常是在产生磁性线圈尤其是梯度线圈时，以便避免整个创建的磁场的任何不均匀性。管的壁厚优选地在0.5mm至1.5mm之间，而如上所说明的厚度优选地尽可能低。此外，管可以具有矩形截面或圆形截面，其中，导体仅被局部地布置在管的侧面或围绕矩形管或圆形管。在管具有矩形截面的情况下，其宽度优选地在2mm至10mm之间，尤其在3mm至7mm之间，高度在2mm至10mm之间，尤其在3mm至7mm之间。中空截面可以取决于各种参数而变化，以便确定液体冷却装置的必要流速可以流过管，同时还避免管截面对于预期应用来说太大，从而在具有优化的冷却性能的情况下导体装置的整个截面可以在更大的范围内变化。对圆形管而言也是如此，外径优选地在2mm至10mm之间，尤其在3mm至7mm之间。正如管形状可以变化，丝导体的截面也可以变化。导体可以具有矩形截面或圆形截面。在它们具有矩形截面的情况下，它们的宽度优选地在1mm至8mm之间，尤其在1mm至5mm之间，以及高度在2mm至10mm之间，尤其在3mm至7mm之间。取决于矩形导体(其优选地与矩形管组合使用)的数量来选择导体尺寸。可以将多个堆叠的导体布置成邻近管的侧面，这些导体与管相比具有较小的宽度和高度。但是也可以在具有与管等相同的高度的矩形管的相对侧处使用至少一个导体。可以存在几种不同的布局。如果使用圆形导体，它们的直径优选地在2mm与10mm之间，尤其在3mm至7mm之间。这些圆形半导体优选地与圆形管组合使用，它们优选地以至少一个圆形布置来围绕管，但也可以是双层或多层布置。为了进一步改进导体装置，可以使导体围绕管扭曲，这对于圆形导体和圆形管尤其是可能的。这种扭曲的布置对进一步减小涡流具有积极效果。导体本身可以包括隔离表面涂层，例如清漆或聚合物涂层。当导体由铜制成时，尤其使用该涂层。在它们由铝制成的情况下，这样的涂层仅是可选的，因为铝通常在其表面上具有用作隔离层的钝化层。最后，导体和管也可以被嵌入柔性铸件或柔性涂层中。根据该实施方式，整个导体装置被铸造或涂覆在柔性材料中，优选地是聚合物或塑料材料，其足够柔韧以使得导体装置能够弯曲。它还可以表现出弹性特性，以使得弹性材料能够在具有较小半径的弯曲处被拉伸和补偿。本专利技术还涉及一种直接冷却的磁性线圈，其包括至少一个如上所述形成线圈绕组的导体装置。该线圈本身优选地是用于磁共振装置的梯度线圈。最后，本专利技术涉及一种磁共振装置，其包括至少一个如上所述的线圈。附图说明下面结合附图中所示的各种实施方式说明本专利技术的其他优点。附图示出：图1：包括本专利技术的梯度线圈的本专利技术的磁共振装置的原理示意图，以及图2至图10：不同导体装置的各种原理示意图，导体装置包括适于承载液体冷却装置的金属管和具有比金属管的导电率更高的导电率的多个导体，这些导体围绕所述管布置。具体实施方式图1示出了本专利技术的磁共振装置的原理示意图，该磁共振装置包括具有中心孔3的壳体2，待成像的对象例如患者被置于该中心孔3中。在壳体2中布置有梯度线圈4，梯度线圈4包括多个磁性线圈5，这些磁性线圈5通常被嵌入硬化的灌浆材料(通常是聚合物)中。每个线圈由本专利技术的导体装置6制成，导体装置6被缠绕成用于创建相应磁场所需的相应几何形状。这样的梯度线圈4的设置和特性是已知的。图2示出了本专利技术的导体装置6的第一实施方式。导体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于磁性线圈的可直接冷却的复丝导体装置(6)，包括至少两个电导体(8)和至少一个被设置在所述导体(8)之间的适于承载流体冷却装置的冷却管(7)，其特征在于，所述冷却管(7)是金属导体，其导电率低于围绕所述管(7)的导体(8)。/n

【技术特征摘要】
20180809 EP 18188196.21.一种用于磁性线圈的可直接冷却的复丝导体装置(6)，包括至少两个电导体(8)和至少一个被设置在所述导体(8)之间的适于承载流体冷却装置的冷却管(7)，其特征在于，所述冷却管(7)是金属导体，其导电率低于围绕所述管(7)的导体(8)。


2.根据权利要求1所述的导体装置，其特征在于，所述管(7)由钢制成，尤其是由不锈钢制成，并且所述导体(8)由铜或铝制成。


3.根据权利要求1或2所述的导体装置，其特征在于，所述管(7)的壁厚为0.5mm至1.5mm。


4.根据前述权利要求中的一个所述的导体装置，其特征在于，所述管(7)具有矩形截面或圆形截面。


5.根据权利要求4所述的导体装置，其特征在于，矩形管(7)的宽度在2mm至10mm之间，尤其在3mm至7mm之间，高度在2mm至10mm之间，尤其在3mm至7mm之间，圆形管(7)的直径在2mm至10mm之间，尤其在3mm至7mm之间。


6.根据前述权利要求中的一个所述的导体装置，其特征在于，所述导体(8)具有矩形截面或圆形截面。

【专利技术属性】
技术研发人员：斯特凡·施托克尔，彼得·迪茨，
申请(专利权)人：西门子医疗有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE