專利名稱：Ct設(shè)備的風冷散熱方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種計算機斷層掃描成像(Computed Tomography；簡稱為“CT”)設(shè)備的散熱方法及裝置，特別是涉及一種CT設(shè)備的風冷散熱方法及裝置。
背景技術(shù)：
CT設(shè)備是由發(fā)射X光的球管、檢測器、校準器、高壓發(fā)生器等許多精密電氣物理設(shè)備組成的復雜的診斷系統(tǒng)。這些電氣物理設(shè)備被安裝在一個高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)盤上，并由一套外殼密封，避免和醫(yī)生或者病人接觸。所述的這些電氣物理設(shè)備對其運行環(huán)境有很高的要求，例如球管內(nèi)冷卻油的溫度不得超過80度，檢測器的外表溫度不得超過40度等。然而，有些元件在運行中卻要產(chǎn)生幾十千瓦的熱量，例如球管，高壓發(fā)生器等，如果熱量不能及時散發(fā)出去，會嚴重影響電氣元件的性能，造成圖象偽影或停機，影響病人的診斷，甚至延誤病人的搶救。
另一方面，為了追求高精度的圖象質(zhì)量和更快的成像速度，大容量球管和高轉(zhuǎn)速已成為CT技術(shù)的發(fā)展趨勢；然而，CT設(shè)備的整機外形的設(shè)計卻越來越小型化，曲面化。上述的情況導致了現(xiàn)有的CT設(shè)備運行時內(nèi)部的溫度越來越高、噪音越來越大。
目前業(yè)界普遍采用的CT設(shè)備的降溫散熱方式包括風冷散熱系統(tǒng)和水冷散熱系統(tǒng)。其中，風冷散熱系統(tǒng)因其安裝簡易，性能可靠，易維護和成本低等優(yōu)點，仍為絕大多數(shù)設(shè)備所采用。請參閱圖1，一CT設(shè)備包括機架100，以及在該機架100內(nèi)旋轉(zhuǎn)進行掃描檢查的轉(zhuǎn)盤200，其中，該機架100中設(shè)置機架孔110，該轉(zhuǎn)盤200環(huán)繞該機架孔110旋轉(zhuǎn)。病人躺在設(shè)置在該機架100前方的病床300上，并進入該機架孔110內(nèi)接受掃描檢查。在所述的現(xiàn)有風冷散熱系統(tǒng)中，是在該機架100外殼設(shè)置進氣口和排氣口，并在安裝在該機架100內(nèi)、該轉(zhuǎn)盤200上的主要發(fā)熱部件上設(shè)置散熱風扇來進行散熱。然而，上述的風冷散熱系統(tǒng)由于沒有有效的冷卻路徑，使得從進氣口進入的冷空氣無法有效地冷卻所述的發(fā)熱部件；而且，經(jīng)過熱交換的熱空氣容易反復地在該機架100內(nèi)循環(huán)回流而無法有效地排放到該機架100外部。
另外，上述的風冷散熱系統(tǒng)為提高其散熱效果，通常采取提高其風扇轉(zhuǎn)速或者增加風扇數(shù)量的方法。然而，隨著所述的風扇轉(zhuǎn)速的提高或者數(shù)量的增加，其內(nèi)的噪音也迅速增加，設(shè)計不好的CT設(shè)備的噪音可達到70分貝以上而形成噪聲污染，而噪音污染會對病人和醫(yī)生造成心理和生理上的負面影響。
因此，如何提供一種散熱效果好、噪音低的風冷散熱方法及裝置已經(jīng)成為CT設(shè)備設(shè)計制造中的一個難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種散熱效果好、噪音低的CT設(shè)備的風冷散熱方法及設(shè)備，其具有優(yōu)化的冷卻路徑，使得冷空氣有效地冷卻CT設(shè)備內(nèi)的主要發(fā)熱部件并避免熱空氣的回流；另外，其內(nèi)的吸音和隔音設(shè)計也有效地降低了CT設(shè)備內(nèi)的噪音。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種CT設(shè)備的風冷散熱方法，用來使冷空氣從進氣口進入機架內(nèi)部，并且與機架內(nèi)部的發(fā)熱部件經(jīng)過熱交換后通過排氣口排放到機架外部，包括以下步驟將機架分隔成相互獨立的第一部分和第二部分，使所述的發(fā)熱部件位于該第一部分中；使冷空氣從進氣口進入該第一部分，并與所述的發(fā)熱部件進行熱交換；將經(jīng)過熱交換的空氣排放到該第二部分；以及將該第二部分內(nèi)的空氣通過排氣口排放到機架外部。
進一步地，還可以將所述的第一部分分隔成相互連通的前部和后部，使所述的發(fā)熱部件位于該前部中。冷空氣首先從機架外部進入該第一部分的后部中，再從該后部進入到該前部中，并且與位于該前部的所述的發(fā)熱部件進行熱交換。
相應地，本發(fā)明提出一種CT設(shè)備的風冷散熱裝置，該CT設(shè)備包括一機架，機架內(nèi)部設(shè)有發(fā)熱部件，并且該機架上開設(shè)進氣口和排氣口，其中，在該機架內(nèi)部設(shè)置第一隔板，該第一隔板將機架內(nèi)部分隔成相互獨立的第一部分和第二部分，所述的發(fā)熱部件位于該第一部分中，其中，該第一部分與該進氣口相通，該第二部分與該排氣口相通；冷空氣從該進氣口進入該第一部分，并且與所述的發(fā)熱部件經(jīng)過熱交換后被排放到該第二部分，然后通過該排氣口被排放到機架外部。
其中，在該第一部分中設(shè)置第二隔板，該第二隔板貫穿該第一部分，從而將該第一部分分隔成前部和后部，所述的發(fā)熱部件位于該前部中，所述的進氣口開設(shè)在該后部；或者在該機架中設(shè)置第二隔板，該第二隔板貫穿該第一部分和第二部分，并且將該第一部分分隔成前部和后部，所述的發(fā)熱部件位于該前部中，所述的進氣口開設(shè)在該后部。
該機架中設(shè)置機架孔，該CT設(shè)備還包括轉(zhuǎn)盤，該轉(zhuǎn)盤環(huán)繞該機架孔旋轉(zhuǎn)。所述的第一隔板設(shè)置在該轉(zhuǎn)盤的外圓周，該第一隔板與該機架孔之間形成該第一部分，該第一隔板與該機架之間形成該第二部分。該第二隔板與機架孔之間具有縫隙，冷空氣從該進氣口首先進入該后部，然后沿著所述的縫隙進入該前部中。
該轉(zhuǎn)盤上設(shè)置至少一風扇單元，用來將該第一部分內(nèi)經(jīng)過熱交換的空氣排放到所述的第二部分。所述的排氣口中設(shè)置至少一風扇單元，用來將該第二部分內(nèi)的空氣通過該排氣口排放到機架外部。
所述的進氣口靠近機架后部的一側(cè)設(shè)置百葉窗，進氣口遠離機架后部的一側(cè)設(shè)置過濾單元。所述的機架內(nèi)部還設(shè)置消音棉用來吸收噪音。
在本發(fā)明中，通過所述的第一隔板和第二隔板形成的冷卻路徑使得冷空氣從CT設(shè)備外部進入該第一部分，與該第一部分內(nèi)的發(fā)熱部件經(jīng)過熱交換之后被排放到該第二部分，然后再從該第二部分被排放到CT設(shè)備外部。其中，由于該第一隔板的作用，解決了被排放到該第二部分的、經(jīng)過熱交換的空氣的回流問題，提高了散熱的效率；由于該第二隔板的作用，優(yōu)化了冷空氣進入該第一部分的路徑，從而得以被充分利用來冷卻所述的發(fā)熱部件。同時，由于在所述的進風口以及機架設(shè)置了隔音和吸音部件，有效地降低了散熱過程中產(chǎn)生的噪音。


圖1是CT設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明CT設(shè)備的風冷散熱方法的流程圖；圖3是本發(fā)明CT設(shè)備的風冷散熱裝置的側(cè)面示意圖；圖4是圖3所示的風冷散熱裝置的進一步實施例的側(cè)面示意圖；圖5是本發(fā)明CT設(shè)備的風冷散熱裝置的正面示意圖；以及圖6是本發(fā)明CT設(shè)備的風冷散熱裝置的進氣口的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的風冷散熱方法及裝置是以應用在CT設(shè)備上為例進行說明，但是其應用并不以此為限，其他有需要進行散熱的醫(yī)學成像設(shè)備，如核磁共振設(shè)備等，同樣可以應用本發(fā)明的全部或部分設(shè)計要點，來實現(xiàn)散熱和降噪的目的。
請參閱圖3，一典型的CT設(shè)備包括機架100，以及在該機架100內(nèi)旋轉(zhuǎn)進行掃描檢查的轉(zhuǎn)盤200，其中，該機架100中設(shè)置機架孔110，該轉(zhuǎn)盤200環(huán)繞該機架孔110旋轉(zhuǎn)。病人躺在設(shè)置在該機架100前方的病床上，并進入該機架孔110內(nèi)接受掃描檢查。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明CT設(shè)備的風冷散熱方法及裝置進行詳細的描述。
請參閱圖2，在本發(fā)明CT設(shè)備的風冷散熱方法的步驟S100中，首先將一CT設(shè)備的機架分隔成相互獨立的第一部分和第二部分。
在現(xiàn)有的CT設(shè)備的風冷散熱系統(tǒng)中，一個突出的缺陷是冷空氣的進入、熱交換以及熱空氣的排放都是在機架內(nèi)的同一空間內(nèi)進行，從而導致了冷空氣不能有效地冷卻發(fā)熱部件，以及經(jīng)過熱交換后的熱空氣由于不能及時排放到機架外部而回流、進而再次被用于熱交換的問題。其中，以經(jīng)過熱交換的熱空氣回流而再次被用于熱交換的情況對風冷散熱系統(tǒng)的散熱效率影響最大。
請同時參閱圖3，為了防止所述的經(jīng)過熱交換的熱空氣回流而再次被用于熱交換的情況，在本發(fā)明CT設(shè)備的風冷散熱裝置中，在該轉(zhuǎn)盤200的外圓周設(shè)置一第一隔板20，該第一隔板20將該機架100的內(nèi)部空間分隔為相互獨立的第一部分A和第二部分B。其中，該第一隔板20與該機架孔110之間形成該第一部分A；該第一隔板20與機架100的外殼之間形成該第二部分B。所述CT設(shè)備的主要發(fā)熱部件210，如球管、高壓發(fā)生器、檢測器等，設(shè)置在該轉(zhuǎn)盤200上并隨著該轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動，即CT設(shè)備的主要發(fā)熱部件是設(shè)置在該第一部分A中。
請參閱圖2，在本發(fā)明CT設(shè)備的風冷散熱方法的步驟S101中，使冷空氣從進氣口進入該第一部分，并與其內(nèi)的發(fā)熱部件進行熱交換。
請同時參閱圖3，本發(fā)明CT設(shè)備的風冷散熱裝置中，該第一部分A與設(shè)置在該機架100的外殼的進氣口120相通，其中該進氣口120優(yōu)選地設(shè)置在該機架100后部下方。冷空氣從該進氣口120進入該第一部分A并與所述的CT設(shè)備的主要發(fā)熱部件210進行熱交換(即進行冷卻)。
然而，在如圖3所示的結(jié)構(gòu)中，該第一部分A存在兩個不足之處一是在CT設(shè)備中為了使定位操作更方便，通常將轉(zhuǎn)盤200以及所述的主要發(fā)熱部件210(球管、高壓發(fā)生器、檢測器等)設(shè)置在靠近機架100的前部，故所述的主要發(fā)熱部件210與機架100的后部之間具有較大的空間，在該空間內(nèi)有可能形成局部的經(jīng)過熱交換的空氣回流的情況；二是從該機架100外部進入該第一部分A的冷空氣有一部分只流過所述的主要發(fā)熱部件210的側(cè)壁而沒有被充分地利用，即出現(xiàn)如前所述的冷空氣不能有效地冷卻發(fā)熱部件的問題。
請進一步參閱圖4，為解決上述問題，本發(fā)明CT設(shè)備的風冷散熱裝置進一步設(shè)置一第二隔板10，該第二隔板10沿上下方向貫穿該第一部分A，從而將其分隔為相互連通的前部A1和后部A2，該轉(zhuǎn)盤200以及所述的主要發(fā)熱部件210位于該前部A1中，其中，該第二隔板10優(yōu)選地同時貫穿該第一部分A和第二部分B。該第二隔板10與該機架100的機架孔110之間具有縫隙；所述的進氣口120設(shè)置在該后部A2的下部。通過設(shè)置該第二隔板10，使得該機架100外部的冷空氣從該進氣口120首先進入該后部B，然后沿著該第二隔板10與該機架孔110之間的縫隙進入所述的前部A1中。由于該第二隔板10的存在，使得經(jīng)過所述的縫隙進入該前部A1的冷空氣得以被充分利用，自下而上地冷卻所述的主要發(fā)熱部件210；同時該第二隔板10與所述的主要發(fā)熱部件210之間的空間較小，發(fā)生經(jīng)過熱交換之后的空氣回流的可能性較低。
請參閱圖2，在本發(fā)明CT設(shè)備的風冷散熱方法的步驟S102中，將經(jīng)過熱交換的空氣排放到該第二部分。
請同時參閱圖4和圖5，本發(fā)明CT設(shè)備的風冷散熱裝置在該轉(zhuǎn)盤200上，優(yōu)選是在所述的發(fā)熱部件210上設(shè)置至少一個風扇單元220，優(yōu)選是設(shè)置復數(shù)個所述風扇單元220，用來將該第一部分A內(nèi)的、經(jīng)過熱交換的空氣排放到所述的第二部分B。由于該第一隔板20的存在，使得所述的排放出去的、經(jīng)過熱交換的空氣無法從該第二部分B回流到該第一部分A。
請參閱圖2，在本發(fā)明CT設(shè)備的風冷散熱方法的步驟S103中，將該第二部分B內(nèi)的空氣排放到機架外部。
請同時參閱圖4和圖5，本發(fā)明CT設(shè)備的風冷散熱裝置在該機架100設(shè)置一與該第二部分B相通的排氣口130，用來將所述的經(jīng)過熱交換的空氣從該機架100的頂部排放到CT設(shè)備外。該排氣口130優(yōu)選地設(shè)置在該機架100頂部靠后的位置。為增加所述的空氣排放的效率，該排氣口內(nèi)設(shè)置至少一個，優(yōu)選為復數(shù)個風扇單元140，以加速空氣的循環(huán)流通。
請?zhí)貏e參閱圖5，由于在CT設(shè)備掃描檢查過程中，該轉(zhuǎn)盤200沿垂直于紙面、繞R方向連續(xù)高速旋轉(zhuǎn)，從而帶動所述的從該第一部分A排放出來的、經(jīng)過熱交換的空氣在該第二部分B內(nèi)快速循環(huán)流通，并將其通過排氣口130排放到CT設(shè)備外部。
圖3至圖5中虛線所示的發(fā)熱部件210以及風扇單元220顯示了當所述的發(fā)熱部件210以及風扇單元220隨著該轉(zhuǎn)盤200旋轉(zhuǎn)到所述位置時的情況。
在本發(fā)明中，通過所述的第一隔板和第二隔板形成的冷卻路徑使得冷空氣從CT設(shè)備后部的下方被吸入，經(jīng)過熱交換之后從該CT設(shè)備的頂部靠后部排出，然后被房間頂部的排氣系統(tǒng)排到房間外部。因此位于CT設(shè)備前方的醫(yī)生和病人在掃描過程中不會感覺到氣流的擾動，這提高了所述CT設(shè)備的操作的友好性。
請參閱圖6，本發(fā)明CT設(shè)備的風冷散熱裝置進一步在該第一部分A的后部A2的進氣口120中設(shè)置百葉窗121和過濾單元122來進行降噪和防塵。所述的百葉窗121設(shè)置在該進氣口120外側(cè)，即靠近機架100的后部的一側(cè)，其采用大深度窗格，所述窗格設(shè)計為弧線形并避免銳角和毛邊，并且交錯布置；從而達到延長進氣通道、降低進氣時的噪音，以及將噪音隔擋在CT設(shè)備內(nèi)部的作用。該過濾單元122可采用過濾棉，其裝在一支撐網(wǎng)123上并設(shè)置在該進氣口120的內(nèi)側(cè)，即遠離機架100的后部的一側(cè)。冷空氣從該百葉窗121進入后，需經(jīng)過該過濾棉的過濾，從而達到防塵的作用。所述的過濾棉的種類可以根據(jù)所述CT設(shè)備的氣流通過量以及允許通過的灰塵顆粒大小來確定。CT設(shè)備內(nèi)部的噪音N在該過濾單元122及其支撐網(wǎng)123處部分被反射回去，部分被該過濾單元122吸收，只有少部分穿過該過濾單元122及其支撐網(wǎng)123。該少部分噪音再經(jīng)過該百葉窗121的窗格的阻擋，只有非常少的部分能夠傳到CT設(shè)備外部。
為了消除CT設(shè)備內(nèi)部的噪音，機架100的內(nèi)部結(jié)構(gòu)盡量采用圓角過渡，并且在角落或者凹處設(shè)置波浪面的厚的消音棉，從而緩沖和吸收氣流在循環(huán)流通過程中的沖擊能量。
所述的風扇單元220、140較佳應當采用直流離心三維葉片式風扇，這種風扇單元具有低電壓、低噪音、高轉(zhuǎn)速、大流量、體積小以及轉(zhuǎn)速可調(diào)的優(yōu)點。并且可采用復數(shù)個風扇單元并排設(shè)置的方式有效地增加排氣量。
權(quán)利要求
1.一種CT設(shè)備的風冷散熱方法，用來使冷空氣從進氣口進入機架內(nèi)部，并且與機架內(nèi)部的發(fā)熱部件經(jīng)過熱交換后通過排氣口排放到機架外部，其特征在于包括以下步驟a)將機架分隔成相互獨立的第一部分和第二部分，使所述的發(fā)熱部件位于該第一部分中；b)使冷空氣從該進氣口進入該第一部分，并與所述的發(fā)熱部件進行熱交換；c)將經(jīng)過熱交換的空氣排放到該第二部分；以及d)將該第二部分內(nèi)的空氣通過排氣口排放到機架外部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的CT設(shè)備的風冷散熱方法，其特征在于在步驟a)和步驟b)之間進一步包括步驟a1)將所述的第一部分分隔成相互連通的前部和后部，使所述的發(fā)熱部件位于該前部中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的CT設(shè)備的風冷散熱方法，其特征在于在步驟b)中，冷空氣首先從機架外部進入該第一部分的后部中，再從該后部進入到該前部中，并且與位于該前部的所述的發(fā)熱部件進行熱交換。
4.一種CT設(shè)備的風冷散熱裝置，該CT設(shè)備包括一機架，機架內(nèi)部設(shè)有發(fā)熱部件，并且該機架上開設(shè)進氣口和排氣口，其特征在于在該機架內(nèi)部設(shè)置第一隔板，該第一隔板將機架內(nèi)部分隔成相互獨立的第一部分和第二部分，所述的發(fā)熱部件位于該第一部分中，其中，該第一部分與該進氣口相通，該第二部分與該排氣口相通；冷空氣從該進氣口進入該第一部分，并且與所述的發(fā)熱部件經(jīng)過熱交換后被排放到該第二部分，然后通過該排氣口被排放到機架外部。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的CT設(shè)備的風冷散熱裝置，其特征在于在該第一部分中設(shè)置第二隔板，該第二隔板貫穿該第一部分，從而將該第一部分分隔成前部和后部，所述的發(fā)熱部件位于該前部中，所述的進氣口開設(shè)在該后部。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的CT設(shè)備的風冷散熱裝置，其特征在于在該機架中設(shè)置第二隔板，該第二隔板貫穿該第一部分和第二部分，并且將該第一部分分隔成前部和后部，所述的發(fā)熱部件位于該前部中，所述的進氣口開設(shè)在該后部。
7.根據(jù)權(quán)利要求4-6中任意一項的CT設(shè)備的風冷散熱裝置，其特征在于該機架中設(shè)置機架孔，該CT設(shè)備還包括轉(zhuǎn)盤，該轉(zhuǎn)盤環(huán)繞該機架孔旋轉(zhuǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的CT設(shè)備的風冷散熱裝置，其特征在于所述的第一隔板設(shè)置在該轉(zhuǎn)盤的外圓周，該第一隔板與該機架孔之間形成該第一部分，該第一隔板與該機架之間形成該第二部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的CT設(shè)備的風冷散熱裝置，其特征在于該第二隔板與機架孔之間具有縫隙，冷空氣從該進氣口首先進入該后部，然后沿著所述的縫隙進入該前部中。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的CT設(shè)備的風冷散熱裝置，其特征在于該轉(zhuǎn)盤上設(shè)置至少一風扇單元，用來將該第一部分內(nèi)經(jīng)過熱交換的空氣排放到所述的第二部分。
11.根據(jù)權(quán)利要求4的CT設(shè)備的風冷散熱裝置，其特征在于所述的排氣口設(shè)置在該機架的頂部。
12.根據(jù)權(quán)利要求4或11的CT設(shè)備的風冷散熱裝置，其特征在于所述的排氣口中設(shè)置至少一風扇單元，用來將該第二部分內(nèi)的空氣通過該排氣口排放到機架外部。
13.根據(jù)權(quán)利要求4或11的CT設(shè)備的風冷散熱裝置，其特征在于所述的進氣口靠近機架后部的一側(cè)設(shè)置百葉窗。
14.根據(jù)權(quán)利要求4或11的CT設(shè)備的風冷散熱裝置，其特征在于所述的進氣口遠離機架后部的一側(cè)設(shè)置過濾單元。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的CT設(shè)備的風冷散熱裝置，其特征在于所述的過濾單元是過濾棉。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的CT設(shè)備的風冷散熱裝置，其特征在于所述的過濾單元裝在支撐網(wǎng)上。
17.根據(jù)權(quán)利要求4的CT設(shè)備的風冷散熱裝置，其特征在于所述的機架內(nèi)部設(shè)置消音棉。
全文摘要
本發(fā)明提出一種CT設(shè)備的風冷散熱方法及裝置，用來使冷空氣從進氣口進入機架內(nèi)部，并且與機架內(nèi)部的發(fā)熱部件經(jīng)過熱交換后通過排氣口排放到機架外部，該方法將機架分隔成相互獨立的第一部分和第二部分，使所述的發(fā)熱部件位于該第一部分中；使冷空氣從該進氣口進入該第一部分，并與所述的發(fā)熱部件進行熱交換；將經(jīng)過熱交換的空氣排放到該第二部分；以及將該第二部分內(nèi)的空氣通過排氣口排放到機架外部。本發(fā)明有效地優(yōu)化了風冷散熱的冷卻路徑；解決了散熱過程中熱空氣回流的問題；并采用隔音和吸音部件降低了散熱過程中產(chǎn)生的噪音。
文檔編號G12B15/00GK101061955SQ20061007615
公開日2007年10月31日 申請日期2006年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月28日
發(fā)明者趙文江 申請人:西門子(中國)有限公司