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Kuehlung von Supraleitern mittels Waermeleitung durch Gase in der Naehe des kritischen Zustandes

IP.com Disclosure Number: IPCOM000023767D
Original Publication Date: 2004-Apr-25
Included in the Prior Art Database: 2004-Apr-25
Document File: 1 page(s) / 19K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Supraleiter, wie sie beispielsweise zur Magnetfelderzeugung in Magnetresonanztomographen eingesetzt werden, benoetigen eine Kuehlung bei kryogenen Temperaturen. Diese Kuehlung wird bislang durch ein Heliumbad realisiert, dessen durch Waermeeintrag abdampfendes Heliumgas durch eine Kaeltemaschine rueckverfluessigt wird und dann in das Heliumbad zuruecktropft. Eine solche Badkuehlung erfordert jedoch eine erhebliche Menge an Helium. Zudem erfordert diese Art der Kuehlung einen den gesamten Magneten einschliessenden Drucktank wegen der unvermeidlichen Temperatur- und damit Druckschwankungen im Gasraum ueber dem Heliumreservoir. Die Idee besteht nun darin, die Waermeabfuhr von dem Supraleiter zur Kaeltemaschine ueber eine Waermeleitung auszufuehren. Die Waermeleitung erfolgt dabei durch Rohre, die bei kritischer Temperatur und kritischem Druck gefuellt sind. Diese beiden Bedingungen fuehren zu einer extrem hohen Waermeleitfaehigkeit, so dass die Rohrquerschnitte relativ klein bzw. die Waermeleitstrecken in technisch durchfuehrbare Laengen ausgefuehrt sein koennen, ohne wesentliche Temperaturdifferenzen zu erzeugen. Die kleinen Rohrquerschnitte erfordern zudem nur geringe Wandstaerken, um dem Innendruck standzuhalten.

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S

Kuehlung von Supraleitern mittels Waermeleitung durch Gase in der Naehe des kritischen Zustandes

Idea: Dr. Oliver Heid, DE-Erlangen

Supraleiter, wie sie beispielsweise zur Magnetfelderzeugung in Magnetresonanztomographen eingesetzt werden, benoetigen eine Kuehlung bei kryogenen Temperaturen. Diese Kuehlung wird bislang durch ein Heliumbad realisiert, dessen durch Waermeeintrag abdampfendes Heliumgas durch eine Kaeltemaschine rueckverfluessigt wird und dann in das Heliumbad zuruecktropft. Eine solche Badkuehlung erfordert jedoch eine erhebliche Menge an Helium. Zudem erfordert diese Art der Kuehlung einen den gesamten Magneten einschliessenden Drucktank wegen der unvermeidlichen Temperatur- und damit Druckschwankungen im Gasraum ueber dem Heliumreservoir.

Die Idee besteht nun darin, die Waermeabfuhr von dem Supraleiter zur Kaeltemaschine ueber eine Waermeleitung auszufuehren. Die Waermeleitung erfolgt dabei durch Rohre, die bei kritischer Temperatur und kritischem Druck gefuellt sind. Diese beiden Bedingungen fuehren zu einer extrem hohen Waermeleitfaehigkeit, so dass die Rohrquerschnitte relativ klein bzw. die Waermeleitstrecken in technisch durchfuehrbare Laengen ausgefuehrt sein koennen, ohne wesentliche Temperaturdifferenzen zu erzeugen. Die kleinen Rohrquerschnitte erfordern zudem nur geringe Wandstaerken, um dem Innendruck standzuhalten.

Im Gegensatz zur Kuehlung mittels Heat Pipes oder Fluessigkeitsumlauf oder Gasumlauf (Siphonkuehlung) findet hierbei kei...