[发明专利]超导磁体冷却的设备和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请在一些方面涉及名称为“APPARATUS AND METHODFOR COOLING A SUPERCONDUCTING MAGNETIC AS SEMBLY”(“用于冷却超导磁体组件的设备和方法”)、指定代理人档案号为226913-1的共同拥有的序列号为12/415,357的美国专利申请，该专利申请与本申请同时提交，且其整体内容通过引用结合于本文中。

技术领域

本发明大致涉及超导磁体的冷却，且更具体地说，涉及超导磁体组件和用于冷却超导磁体组件的工艺。

背景技术

各种系统利用超导磁体产生强的、均匀的磁场，对象或者在MRI系统的情况下的病人置于该磁场中。然后，磁梯度线圈和射频传送及接收线圈影响对象的旋磁材料，以激起可用于形成有用的图像的信号。使用这种线圈的系统包括MRI系统、波谱学系统、磁能量储存系统和超导发电机。

超导磁体典型地包含在低温恒温器中，低温恒温器包括在操作期间使磁体与环境隔离的热屏蔽和真空容器。超导磁体还具有用以支撑线圈绕组的线圈支撑结构，其嵌入在冷物质和氦容器中，用于冷却。氦容器为位于真空容器内的压力容器以进行热隔离，并典型地包含液态氦，以便为超导磁体提供冷却，而将维持用于超导操作的大约4.2开的温度。

利用超导磁体的所有系统的大量成本在于提供氦冷冻剂。超导磁体的最初启动和操作、以及将磁体保持在池沸腾状态均需要氦或者类似的冷冻剂(例如氖)。尽管在热力学上是有效率的，但当利用于超导磁体组件时，完整的氦浴需要大约1500升至2000升的较大体积的氦。每单位体积的氦是昂贵的，并非总是容易获得的，而且其成本在增加。

因此，一直需要减少超导磁体系统的制造和操作成本和/或简化其设计。

发明内容

本发明通过提供超导磁体组件和冷却超导磁体组件的方法克服前述缺点中的至少一些，其减少用于冷却超导磁体所需的冷冻剂的量。更具体地，本发明旨在提供超导磁体组件，其利用脉动热管，并由此简化设计和组装，且仅需要非常少量的冷冻剂。

因此，根据本发明的一个方面，冷却超导磁体组件的方法包括将脉动热管与超导磁体组件热连接和将液态冷冻剂添加至脉动热管。

根据本发明的另一方面，超导磁体组件包括：线圈架；包括绕线圈架缠绕并构造成产生磁场的至少一个超导绕组的至少一个超导螺管式磁体；和热连接在至少一个超导螺管式磁体上的至少一个两相热传递装置。

在随后详细描述和附图中，本发明的各种其它特征和优点将变得清楚。

附图说明

附图图示了目前构想成用于实施本发明一个实施例。

图1为结合本发明的方面的超导磁体组件的示意图。

图2为根据本发明的实施例的局部剖切的超导磁体组件的透视图。

图3为图2的超导磁体组件的配管的一部分的顶横截面视图。

图4为图2的超导磁体组件的冷凝器区域的侧横截面视图。

图5为图2的超导磁体组件的线圈架的侧横截面视图。

标号列表

10    两相热传递装置/脉动热管

20    蒸发器部分

30    冷凝器部分

32    带有翅片的热交换翅片

40    配管

42    弯曲

44    液态冷冻剂

46    冷冻剂泡

100   超导磁体组件

102   线圈架

具体实施方式