專利名稱：可變功率低溫致冷器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及低溫致冷器，具體而言，涉及由例如氦氣等壓縮氣體操作的 此類致冷器。
背景技術(shù)：
氦氣壓縮機可用于為致冷器進行供給以冷卻例如在磁共振成像(MRI ) 系統(tǒng)中使用的超導磁體。由氦壓縮機供給的致冷器用以將超導磁體維持在充 分冷而足以確保用以產(chǎn)生磁場的線圈具有超導性的低溫溫度下。當磁體在使 用沖時，例如在成像序列期間，與當^t體處于待機狀態(tài)而不執(zhí)行任何成像時 相比，產(chǎn)生更多的熱量。
為了確保足夠的致冷功率可用于在成像序列期間維持超導磁體冷卻，當 前實踐是，不管在任何特定時間實際需要的致冷功率如何，均不斷地以最大 功率操作致冷系統(tǒng)且因此相應地也操作壓縮機。提供此恒定最大致冷功率所 需要的電功率消耗可認為過大，例如9kW。隨著不斷注意到環(huán)境問題和不斷 增加的功率成本，需要降低此類致冷系統(tǒng)的平均功率消耗。

發(fā)明內(nèi)容
操作此致冷系統(tǒng)的過程中所消耗的大量電功率是由氦壓縮機消耗的。本 發(fā)明試圖降低氣體壓縮機的平均功率消耗，進而降低所有權(quán)成本并降低使用 壓縮機的環(huán)境影響。
此外，如果可降低壓縮機的平均電功率消耗，那么將降低壓縮機的組成 零件的磨損。因此，本發(fā)明還試圖降低氣體壓縮機的組成零件的磨損速率， 進而降低所有權(quán)成本并降低壓縮機所有權(quán)的環(huán)境影響，這例如通過減少對更 換零件的需要和增加壓縮機的使用壽命來實現(xiàn)。
因此，本發(fā)明提供如所附權(quán)利要求書中所陳述的設(shè)備和方法。


通過考慮以下對特定實施例的描述將更容易明白本發(fā)明的以上和另外
的目的、優(yōu)點及特征，所述特定實施例僅以實例方式給出，其中
圖1示意性說明以根據(jù)本發(fā)明實施例的布置連接到低溫致冷器的可變充 氣壓縮才幾的實例；
圖2展示適合用于本發(fā)明的氣體壓縮機中的與功率消耗相關(guān)的靜態(tài)充氣 壓力的曲線圖3展示包括根據(jù)本發(fā)明實施例的布置的冷卻MRI磁體系統(tǒng)的靜態(tài)充氣 壓力與再冷凝裕度之間的關(guān)系的曲線圖；以及
圖4展示本發(fā)明的實例性實施例，其中冷凝器經(jīng)布置以冷卻MRI系統(tǒng)的
超導》茲體。
具體實施例方式
有可能通過至少三種替代方法來降低氣體壓縮機的功率消耗。第一，可 改變壓縮機的操作速度。此選項在本發(fā)明中不是優(yōu)選的，因為壓縮機的操作 速度的變化導致相關(guān)聯(lián)致冷器的操作速度的改變，這又可由于致冷器內(nèi)》茲質(zhì) 量的運動頻率或速度的改變而導致干涉MRI系統(tǒng)中的成像。另一種方法是循 環(huán)接通和斷開壓縮機。這不是優(yōu)選的，因為這導致了對壓縮機和致冷器的更 快磨損，且還可能干涉MRI系統(tǒng)中的成像。
本發(fā)明通過允許降低由壓縮機供給的閉合氣路內(nèi)的靜態(tài)充氣壓力來允 許氣體壓縮機以降低的輸入功率操作，且在相關(guān)聯(lián)致冷系統(tǒng)中提供降低水平 的致冷。典型的布置包括一氣體壓縮機，其通過一相對高壓力輸出管路和一 相對低壓力輸入管路連接到致冷器。氣路包括供給管路、返回管路和位于壓 縮機和致冷器內(nèi)的氣體容積。當壓縮機不操作時，氣路將至少在概念上在整 個回路上調(diào)整為穩(wěn)定且恒定的壓力。此壓力由回路中存在的氣體質(zhì)量、回路 容積和回路中的氣體溫度確定，且稱為靜態(tài)充氣壓力。
由壓縮氣體供給的低溫致冷器所傳遞的致冷功率通常大致與氣體壓縮 機所消耗的輸入電功率成比例。發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)降低壓縮機所供給的閉合氣路中的靜態(tài)充氣壓力將會降低壓縮機所汲取的電功率，其代價是降低致冷功 率。如上文所描述，氣體壓縮機和相關(guān)聯(lián)的低溫致冷器通常經(jīng)設(shè)計并操作以
提供足以在大多數(shù)苛刻操作條件(通常在成像操作期間遇到)下維持MRI系 統(tǒng)的超導磁體冷卻的致冷水平。在其它時間，不需要此類致冷水平。通過認 識到這點，且提供借以控制氣路內(nèi)靜態(tài)充氣壓力的簡單方式，本發(fā)明提供氣 體壓縮機的降低的平均功率消耗和增強的操作壽命。
本發(fā)明使用氣路內(nèi)靜態(tài)充氣壓力的變化。已發(fā)現(xiàn)，氣路內(nèi)靜態(tài)充氣壓力 的降低導致壓縮機中的操作功率消耗的降低。靜態(tài)充氣壓力的降低可用作壓 縮機的操作速度變化的替代方案，或者這兩種方法可在本發(fā)明的一些實施例 中一起使用。僅變化靜態(tài)充氣壓力的優(yōu)點是，壓縮機和致冷器以恒定速度運 行，因此不會負面影響MRI系統(tǒng)中的圖像質(zhì)量，負面影響圖像質(zhì)量原本可能 會由于致冷器內(nèi)移動磁質(zhì)量的速度變化或頻率變化而發(fā)生。
圖l示意性說明根據(jù)本發(fā)明的布置，其包括一低溫致冷器4和一氣體壓縮 機l (在此情況下為氦壓縮機)。壓縮機1包括一壓縮機機搶10，其含有電操 作壓縮機機構(gòu)。低壓力輸入管路12將氣體從致冷器4提供到壓縮機機搶10。 在此實例中，低壓力輸入管路12以4bar (4xl05Pa)的壓力運載氦。高壓力 輸出管路14將氣體從壓縮機機艙10運載到致冷器4。在此實例中，高壓力輸 出管路14以20bar (20xio5pa)的壓力運載氦。
在壓縮機不操作時，靜態(tài)充氣壓力為13. 5bar (13. 5xl05Pa)。在壓縮機 操作時，此靜態(tài)充氣壓力表示整個回路內(nèi)的平均氣體壓力。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，氣路包括緩沖容積20，其通過受控入口閥22連接 到高壓力輸出管路14,且通過受控出口閥24連接到低壓力輸入管路12。這些 閥可以手動方式、以電氣方式、以氣壓方式、以液壓方式或以其它方式控制。 在下文中更詳細論述的優(yōu)選實施例中，入口閥22和出口閥24是螺線管操作 閥，其由MRI系統(tǒng)的控制器控制。
可通過入口閥22和出口閥24的恰當控制，允許氣體分別沿著^各徑23和25流入和流出緩沖容積20。壓縮機l中的氣體路徑、輸入管路12及輸出管路14、 緩沖容積20及相關(guān)聯(lián)路徑23、 25、閥22、 24和低溫致冷器4 (由壓縮機供給) 的總?cè)莘e可稱為充氣容積；輸入管路內(nèi)的壓力可稱為輸入壓力，輸出管路內(nèi) 的壓力可稱為輸出壓力。
通過考慮圖l的布置，可將充氣容積定義為由以下各項組成(i)高壓 力容積VHP，其包括輸出管路l4的容積和壓縮機及致冷器內(nèi)的高壓力容積； (ii )低壓力容積VLP，其包括輸入管路12的容積和壓縮機及致冷器內(nèi)的低壓 力容積；以及(iii )緩沖容積VB,根據(jù)本發(fā)明其是緩沖容積20的容積。
將筒單的波義耳定律公式P1V1 = P2V2應用于在變化的壓力條件下操作 的此布置，
VHP 0P1 + VLP IP1 + VB BP1 =
VHP 0P2 + VLP IP2 + VB BP2 =
(VHP + VLP + VB) SCP
其中
0P1和IP1是在緩沖容積內(nèi)的氣體具有第 一壓力BP1時的輸出和輸入壓
力；
OP2和IP2是在緩沖容積內(nèi)的氣體具有第二壓力BP2時的輸出和輸入壓 力；且
SCP是在壓縮機不操作且入口閥22和出口閥24中的至少一者打開時整個 充氣容積中氣體的靜態(tài)充氣壓力。由于整個布置是密封的，所以充氣容積內(nèi) 的氣體的總質(zhì)量是恒定的。
本質(zhì)上，本發(fā)明如下操作。當進行成像時或在需要滿致冷功率的其它時 間，緩沖容積20內(nèi)的壓力降低到輸入壓力BP1-IP1，從而降低緩沖容積內(nèi)的 氣體質(zhì)量，且在包括高壓力容積和低壓力容積的氣路內(nèi)使氣體質(zhì)量最大化， 并因此使靜態(tài)充氣壓力最大化。相反，當可容忍降低的致冷功率時，例如當 相關(guān)聯(lián)MR I系統(tǒng)處于待機狀態(tài)時，緩沖容積2 0內(nèi)的壓力增加到輸出壓力
8BP2=0P2,從而增加緩沖容積內(nèi)的氣體質(zhì)量，且在包括高壓力容積和低壓力 容積的氣路內(nèi)降低氣體質(zhì)量，并因此降低靜態(tài)充氣壓力。
由于總氣體質(zhì)量保持恒定，所以
在氣路內(nèi)的高靜態(tài)充氣壓力下
VHP 0P1 + (VLP+VB) IP1 =
在氣路內(nèi)的低靜態(tài)充氣壓力下
(VHP+VB) 0P2 + VLP IP2 =
在整個充氣容積中的靜態(tài)充氣壓力下
(VHP + VLP + VB) SCP
在知道高壓力容積VHP和j氐壓力容積VLP、滿功率入口壓力IP1和滿功率 出口壓力0P1以及知道包括高壓力容積和低壓力容積的氣路的靜態(tài)充氣壓力 的所需改變的情況下，可計算緩沖容積20的所需容積。
現(xiàn)將更詳細地描述本發(fā)明的特定實施例。
在正常操作模式下(其中壓縮機以滿功率操作)，閉合入口閥22。輸出 管路的容積與常規(guī)布置無變化，氣路中的靜態(tài)充氣壓力處于其高值，且可從 氣體壓縮機所供給的致冷器4獲得滿致冷功率。出口閥24優(yōu)選為打開的，且 緩沖容積20將含有處于輸入壓力IP1的氣體。 一旦緩沖容積中的壓力已穩(wěn)定， 就可閉合出口閥24。
根據(jù)本發(fā)明的 一 方面，當可容忍冷卻性能的降低以便降低電功率消耗 時，閉合出口閥24且在高壓力輸出管路14與緩沖容積20之間打開入口閥22。 處于高輸出壓力0P1 (在此實例中，20bar (20xio5pa))的氣體流入緩沖容 積中。這增加了緩沖容積中的氣體質(zhì)量，且在包括高壓力容積和低壓力容積 的氣路中，相應地降低氣體質(zhì)量，并因此降低壓力。在本發(fā)明實施例中，緩 沖容積20的大小使得通過打開通往緩沖容積20的入口閥22將輸出壓力OP2降 低到18bar (18xl05 pa )。此較低輸出壓力減少了壓縮機的電功率消耗，從 而節(jié)省電功率消耗，且降低對壓縮機機搶10的組件的機械負荷。
9可接著閉合入口閥2 2 ，以在緩沖容積2 0內(nèi)俘獲處于輸出壓力下的氣體體 積?；蛘?，可使得入口閥打開，至少直到需要打開出口閥以降低緩沖容積20 中的氣體質(zhì)量為止。
當相關(guān)聯(lián)MRI系統(tǒng)處于待機狀態(tài)且不需要高功率壓縮和致冷時，可使得 壓縮機和任何相關(guān)聯(lián)致冷系統(tǒng)在此狀態(tài)中操作。
稍后，將再次需要高功率壓縮和致冷。此時，緩沖容積20內(nèi)的氣體質(zhì)量 必須降低到其原先值，以便恢復原先的輸入壓力IP1和輸出壓力0P1。根據(jù)本 發(fā)明的一方面，這通過如下方式實現(xiàn)確保入口閥22閉合且接著打開出口閥 24，從而將相對高壓力氣體從緩沖容積20排放到相對低壓力輸入管路12中。 在此實例中，緩沖容積中的壓力將從18bar (18xl05Pa)下降到4bar (4x 105Pa),從而將氣體排放到氣路中，增加輸入壓力IP1和輸出壓力0P1，并因 此增加致冷器4所傳遞的冷卻功率。這造成壓縮機所消耗的電功率的增加。 接著可閉合出口閥24,從而閉合緩沖容積以將氣體充氣保持在輸入壓力下。 或者，可使得出口閥24打開，至少直到需要打開入口閥22以增加緩沖容積20 中的氣體質(zhì)量為止。
現(xiàn)將呈現(xiàn)實驗結(jié)果，其中測量變化氣路的靜態(tài)充氣壓力對氦氣壓縮機的 電功率消耗的影響。
圖2展示通過在氣路中在llbar (11 x 105Pa)到13. 5bar ( 13. 5 x 105Pa) 范圍內(nèi)的靜態(tài)充氣壓力范圍下操作氦氣壓縮機所獲得的實驗結(jié)果。2. 5bar的 靜態(tài)充氣壓力降低(從13.5bar (13. 5xl05 Pa )到llbar (llxio5 Pa))引 起大約l kVA的電功率消耗降低。這等于在壓縮機正以降低的靜態(tài)充氣壓力 操作時電功率消耗降低15 % 。
如果緩沖容積20的容積較大，那么可增加電功率的節(jié)省，使得在低功率 操作期間允許壓縮機以氣路中的更低靜態(tài)充氣壓力運行。
如上文所論述，氣路的靜態(tài)充氣壓力的降低導致致冷器4的冷卻功率的 P條低。圖3展示在相同靜態(tài)充氣壓力范圍內(nèi)，將根據(jù)本發(fā)明的冷卻MRI磁體且由壓縮機供給的致冷器的再冷凝裕度的降低與圖2的實驗中所使用的氦壓縮
機的氣路的變化的靜態(tài)充氣壓力進行比較的實驗結(jié)果。
再冷凝裕度表示與氦壓縮機相關(guān)聯(lián)的致冷系統(tǒng)所傳遞的冷卻功率超過 僅以液氦冷卻操作的冷卻磁體再冷凝所汽化的氦蒸氣所需要的冷卻功率的
量。通常，僅需要100mW的再冷凝裕度。然而，常規(guī)上，致冷器經(jīng)操作以便 在相關(guān)聯(lián)MRI系統(tǒng)正執(zhí)行成像序列且冷卻磁體正產(chǎn)生最大量的熱量時提供至 少100mW的再冷凝裕度，且以此功率連續(xù)操作，從而在其它時間提供不必要 的較大再冷凝纟谷度。
如圖3中所說明，在氣路的靜態(tài)充氣壓力為13. 5bar (13. 5 x l05Pa )的情 況下，在MRI磁體系統(tǒng)處于待機、非成像狀態(tài)時實現(xiàn)約725mW的再冷凝裕度。 如圖3中還說明，靜態(tài)充氣壓力降低2. 5bar (2. 5 x 105Pa )導致再冷凝裕度下 降約13OmW，但仍提供約59OmW的充足再冷凝裕度。
可能預期，在MRI磁體系統(tǒng)處于待機、非成像狀態(tài)時，氣路中的靜態(tài)充 氣壓力的進一步顯著降低(例如，又降低2. 5bar ( 2. 5 x 105Pa ))將導致電功 率消耗的進一步降低，同時仍維持高于10OmW的再冷凝裕度。
壓縮機1包括壓縮機機搶10和所需要的電連接，且還包括緩沖容積20以 及入口閥22和出口閥24。本發(fā)明因此提出 一種能夠在相關(guān)聯(lián)MRI系統(tǒng)處于功 率節(jié)省模式時(例如，在系統(tǒng)處于待機狀態(tài)時)通過在這些時間容忍降低的 致冷功率來實現(xiàn)輸入電功率節(jié)省的解決方案。
圖4展示本發(fā)明的一示例性實施例，其中致冷器4經(jīng)布置以冷卻MRI系統(tǒng) 的超導磁體IIO。冷卻的超導磁體110提供在冷凍劑容器112內(nèi)，所述冷凍劑 容器本身保持在外部真空腔室(OVC ) 114內(nèi)。石茲體部分浸漬在液體冷凍劑115 中，所述液體冷凍劑例如溫度為約4. 2K的液氦。通常在冷凍劑容器112與外 部真空腔室114之間的真空空間中提供一個或一個以上熱輻射防護屏116。致 冷器4安裝在致冷器保護套115中，所述致冷器保護套位于出于所述目的而提 供的轉(zhuǎn)動架118中，朝向低溫恒溫器的側(cè)邊?；蛘?，致冷器4可位于接達轉(zhuǎn)動架119內(nèi)，所述接達轉(zhuǎn)動架119保持安裝在低溫恒溫器之上的接達頸部(通風 管)120。致冷器4通常具有兩個或兩個以上致冷級。處于氦冷卻系統(tǒng)中的第 一級通常熱鏈接(如圖所示)到熱輻射防護屏116,且將防護屏冷卻到在50 到IOO K范圍內(nèi)的溫度。第二級通常在一些布置中通過將冷凍劑容器112內(nèi)的 冷凍劑氣體再冷凝成液體115而將其冷卻到在4到1G K范圍內(nèi)的溫度。致冷器 4連接到輸出管路14和輸入管路12，且形成如上文所描述的氣路的一部分。 控制器130 (例如基于計算機的控制器)經(jīng)提供以控制包括所展示的磁體布 置的MRI系統(tǒng)的操作?？刂破髟诖藢嵗薪?jīng)連4妄以控制入口閥22和出口閥24。 控制器將經(jīng)布置和連接以同樣執(zhí)行其它控制操作，但其不與本發(fā)明相關(guān)。MRI 系統(tǒng)還包括以下特征，其僅在圖4中示意性表示。在超導磁體的穿孔內(nèi)提供 梯度和RF線圈140。梯度線圈產(chǎn)生隨時間變化的磁場，該磁場引起待成像物 體中的磁共振。RF線圈(或者稱為體線圈)拾取表示所述物體中磁共振的信 號。梯度功率供應150向梯度線圈提供功率。圖像處理設(shè)備160從RF線圈接收 信號，且依據(jù)所述信號產(chǎn)生圖像。梯度功率供應150和圖像處理設(shè)備160由控 制器130控制。操作員可操作控制器的控制機構(gòu)132,以命令MRI系統(tǒng)進入非 成像、待機狀態(tài)，或通常在需要成像時離開非成像、待機狀態(tài)。
在圖4的布置中，根據(jù)本發(fā)明，MRI系統(tǒng)包括由液體冷凍劑115冷卻的超 導磁體IIO,所述冷凍劑由低溫致冷器4 (例如，吉福德-麥克馬洪(Gifford -McMahon)或脈沖管型)冷卻，所述低溫致冷器由壓縮機l供給壓縮氣體。 液體冷凍劑115可為氦，或可為例如氮等另一冷凍劑，這在^艮大程度上取決 于磁體110中所使用的超導材料。常規(guī)上，MRI系統(tǒng)的操作由基于計算機的控 制器130控制。入口閥22和出口閥24可為螺線管操作閥，由控制器130以電氣 方式控制。在此類布置中，當MRI系統(tǒng)進入非成像待機狀態(tài)時，入口閥22可 為打開的，且出口閥24閉合，從而降低氣路的靜態(tài)充氣壓力。當MRI系統(tǒng)離 開非成像、待機狀態(tài)時，出口閥24可為打開的，且入口閥22閉合，從而增加 氣路的靜態(tài)充氣壓力。盡管已參看特定實施例描述了本發(fā)明，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將明白， 預期本發(fā)明的許多變化和修改且其由所附權(quán)利要求書的范圍涵蓋。舉例來
說，盡管已參看用于將壓縮氦供給到用于冷卻MRI系統(tǒng)的磁體的超導線圈的 致冷器的壓縮機來明確地描述本發(fā)明，但本發(fā)明可應用于任何氣體壓縮機 (不管是氦還是其它)，且用于任何應用。
盡管已參看電供能氣體壓縮機來明確地描述本發(fā)明，但所屬領(lǐng)域的技術(shù) 人員還將明白，可使用非電供能壓縮機，例如由所存儲的機械能量、由渦輪 機驅(qū)動的內(nèi)燃機或其它能量源操作的那些壓縮機。在這些以替代方式供能的 壓縮機的情況下，功率消耗的降低可仍為本發(fā)明的有價值的益處。不管驅(qū)動 壓縮機的方式如何，壓縮機的機械磨損的降低均將是受歡迎的益處。
權(quán)利要求
1. 一種用于冷卻設(shè)備的布置，其包括一個經(jīng)布置以從一壓縮機(1)接收壓縮氣體的低溫致冷器(4)，所述壓縮機包括一壓縮機機構(gòu)(10)；輸入管路(12)，其用于向所述壓縮機機構(gòu)提供氣體；以及輸出管路(14)，其用于從所述壓縮機機構(gòu)提供壓縮氣體，所述壓縮機進一步包括一緩沖容積(20)，其通過一受控入口閥(22)連接到所述輸出管路(14)且通過一受控出口閥(24)連接到所述輸入管路(12)，所述壓縮機機構(gòu)、所述致冷器、所述輸入管路、所述輸出管路、所述緩沖容積以及所述入口閥和出口閥形成閉合氣路，使得在使用中，所述致冷器可響應于所述緩沖容積含有與所述輸出管路(14)處于相同壓力的氣體而以第一致冷功率進行操作，且所述致冷器可響應于所述緩沖容積含有與所述輸入管路(12)處于相同壓力的氣體而以大于所述第一致冷功率的第二致冷功率進行操作，所述緩沖容積內(nèi)的所述壓力可響應于所述入口閥(22)和所述出口閥(24)的操作來調(diào)節(jié)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于冷卻設(shè)備的布置，其中所述低溫致冷器選自包括吉福德-麥克馬洪型致冷器和脈沖管致冷器的群組。
3. —種磁共振成像(MRI)系統(tǒng)，其包括經(jīng)布置以產(chǎn)生磁場的超導線圈(10)，所述超導線圈容納在含有液體冷凍劑(115 )的低溫恒溫器容器(ll2 )內(nèi)，所述液體冷凍劑經(jīng)布置以由根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的布置冷卻。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁共振成像(MRI)系統(tǒng)，其中所述液體冷凍劑是液氦。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或權(quán)利要求4所述的磁共振成像(MRI )系統(tǒng)，進一步包括一用于控制所述MRI系統(tǒng)的控制器(130)，其特征在于，所述控制器經(jīng)布置以控制所述入口閥和出口閥(22、 24)。
6. —種操作一個經(jīng)布置以從一壓縮機(1 )接收壓縮氣體的低溫致冷器(4)的方法，其包括以下步驟提供一壓縮機機構(gòu)(10)、將氣體從所述致冷器提供到所述壓縮機機構(gòu)的輸入管路(12)、以及將壓縮氣體從所述壓縮機機構(gòu)提供到所述致冷器的輸出管路(14);提供一緩沖容積(20),其通過一受控入口閥(22)連接到所述輸出管路且通過一受控出口閥(24 )連接到所述輸入管路(12 )，所述壓縮機機構(gòu)、所述致冷器、所述輸入管路、所述輸出管路、所述緩沖容積以及所述入口閥和出口閥形成閉合氣3各；隨著所述壓縮機機構(gòu)操作，閉合所述出口閥(24)且打開所述入口閥(22)，借此緩沖容積(20)內(nèi)的壓力上升到等于所述輸出管路(14)中壓力的壓力(0P2);以第 一致冷功率4喿作所述致冷器；隨著所述壓縮機機構(gòu)操作，閉合所述入口閥(22)且打開所述出口閥(24)，借此緩沖容積(20)內(nèi)的壓力降低到等于所述輸入管路(l2)中壓力的壓力(IP1);以及響應于流經(jīng)所述壓縮機機構(gòu)、輸入管路、輸出管路和致冷器的氣體質(zhì)量由于所述緩沖容積內(nèi)所保持的氣體質(zhì)量降低而增加，以大于所述第一致冷功率的第二致冷功率操作所述致冷器。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，用于冷卻MRI (磁共振成像)系統(tǒng)中的超導^f茲體，其中當所述MRI系統(tǒng)進入非成像待機狀態(tài)時，所述入口閥(22)為打開的，所述出口閥(24)閉合，且所述致冷器以所述第一致冷功率進行操作；以及當所述MRI系統(tǒng)離開所述非成像待機狀態(tài)時，所述出口閥(24)為打開的，所述入口閥(22)閉合，且所述致冷器以所述第二致冷功率進行搡作。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述壓縮機在將氣體供給到以所述第 一致冷功率操作的所述致冷器時，以與在將氣體供給到以所述第二致冷功率操作的所述致冷器時相同的速度進行操作。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6到8中任一權(quán)利要求所述的方法，其包括以下步驟當所述致冷器正以所述第一致冷功率進行梯:作時，將第一輸入功率供給到所述壓縮枳4幾構(gòu)；以及當所述致冷器正以所述第二致冷功率進行操作時，將大于所述第 一輸入功率的第二輸入功率供給到所述壓縮機機構(gòu)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述第一輸入功率和所述第二輸入功率是電功率。
11. 一種大致如附圖的圖1中所描述和/或說明的用于冷卻設(shè)備的布置。
12. —種大致如所描述的操作低溫致冷器的方法。
全文摘要
一種壓縮機(1)，其包括一壓縮機機構(gòu)；用于向所述壓縮機提供氣體的輸入管路(12)；以及用于從所述壓縮機提供壓縮氣體的輸出管路(14)。所述壓縮機可通過氣路內(nèi)的充氣壓力的變化來以第一壓力或以第二壓力供給氣體。所述壓縮機內(nèi)所含有的緩沖容積和閥的布置有助于改變靜態(tài)充氣壓力。當所述充氣壓力降低時，所述壓縮機所汲取的電功率降低。改變所述壓縮機中的所述充氣壓力還改變了致冷器所傳遞的冷卻功率。因此，此可變充氣壓縮機可用于在MRI系統(tǒng)處于待機時降低其所汲取的電功率，且不需要滿致冷能力。而且，這具有降低磨損且增加所述致冷器和壓縮機內(nèi)的某些組件的壽命的效果。
文檔編號F25B31/00GK101464073SQ20081017959
公開日2009年6月24日 申請日期2008年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月19日
發(fā)明者尼古拉斯·J·克萊頓, 戴維·格賓斯, 特雷弗·B·赫斯本德, 菲利普·A·C·沃爾頓 申請人:西門子磁體技術(shù)有限公司