[发明专利]可直接冷却的复丝导体装置

说明书

本发明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)。

技术领域

本发明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。

背景技术

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US 6 741 152 B1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US 6 741 152 B1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。

发明内容

本发明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。

本发明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。

根据本发明，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，本发明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。