JP2000357822A - 超伝導マグネット懸架アセンブリ - Google Patents
超伝導マグネット懸架アセンブリInfo
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- G—PHYSICS
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 超伝導マグネット（１０）用の懸架装置を提
供する。 【解決手段】 懸架装置は、炭素繊維強化複合材料アセ
ンブリ（４０）を利用して、熱輻射シールド（２２）お
よび真空容器（１２）を冷凍剤容器（２２）の周囲に支
持し且つそれらから隔てる。アセンブリ（４０）は、冷
凍剤容器と輻射シールドの間に位置する第１の円錐台状
部材（４２）と、真空容器から延びて、熱輻射シールド
とオーバーラップする第２の円錐台状部材（４４）と、
この両部材の内側端の間に半径方向に延びる接続部材
（４６）とを含み、これにより一般に屈曲したＺ字形に
延長された熱経路と熱抵抗を提供すると共に、軸方向お
よび半径方向の両方向の機械的支持を提供する。
供する。 【解決手段】 懸架装置は、炭素繊維強化複合材料アセ
ンブリ（４０）を利用して、熱輻射シールド（２２）お
よび真空容器（１２）を冷凍剤容器（２２）の周囲に支
持し且つそれらから隔てる。アセンブリ（４０）は、冷
凍剤容器と輻射シールドの間に位置する第１の円錐台状
部材（４２）と、真空容器から延びて、熱輻射シールド
とオーバーラップする第２の円錐台状部材（４４）と、
この両部材の内側端の間に半径方向に延びる接続部材
（４６）とを含み、これにより一般に屈曲したＺ字形に
延長された熱経路と熱抵抗を提供すると共に、軸方向お
よび半径方向の両方向の機械的支持を提供する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気共鳴イメージ
ング装置（以下、「ＭＲＩ」という）用の超伝導マグネ
ット・アセンブリのための懸架装置に関し、詳細には、
開放設計型マグネット・アセンブリ用の懸架装置に関す
る。
ング装置（以下、「ＭＲＩ」という）用の超伝導マグネ
ット・アセンブリのための懸架装置に関し、詳細には、
開放設計型マグネット・アセンブリ用の懸架装置に関す
る。
【０００２】
【発明の背景】周知のように、超伝導マグネットは、マ
グネットを極低温の環境下に置くことにより（たとえ
ば、クライオスタット内すなわち液体ヘリウムその他の
極低温用冷凍剤手段を収容した圧力容器内にマグネット
を封入するなどにより）超伝導状態とすることができ
る。この極低温によって、電磁コイルが永久電流モード
で動作する超伝導状態が保証される。すなわち、はじめ
に比較的短時間コイルに電源を接続してコイルに電流を
通してから、超伝導動作のスイッチを閉じると、電流が
流れ続けることになり、これによりコイルの電流および
磁場が維持される。超伝導マグネットは、ＭＲＩの分野
で広い用途が知られている。
グネットを極低温の環境下に置くことにより（たとえ
ば、クライオスタット内すなわち液体ヘリウムその他の
極低温用冷凍剤手段を収容した圧力容器内にマグネット
を封入するなどにより）超伝導状態とすることができ
る。この極低温によって、電磁コイルが永久電流モード
で動作する超伝導状態が保証される。すなわち、はじめ
に比較的短時間コイルに電源を接続してコイルに電流を
通してから、超伝導動作のスイッチを閉じると、電流が
流れ続けることになり、これによりコイルの電流および
磁場が維持される。超伝導マグネットは、ＭＲＩの分野
で広い用途が知られている。
【０００３】マグネットの熱負荷を減少させること、お
よび沸騰する液体ヘリウムの継続的な補充を不要とする
ことを目標とする多くの研究・開発の努力が行われてき
ている。極低温を得るために液体ヘリウムを利用するこ
とは、広く実用化されてきており、かつＭＲＩの稼働に
関しては満足のゆくものである。しかし、世界中のＭＲ
Ｉ装置に対して液体ヘリウムを安定的に供給することは
困難であり、またコストも高くつく。このため、超伝導
材料や、ヘリウムを再凝縮させ再び利用するマグネット
構造体に関し多くの研究・開発の努力が向けられように
なってきた。これにより、クライオスタットと周囲温度
との間を熱絶縁する必要性が生じている。
よび沸騰する液体ヘリウムの継続的な補充を不要とする
ことを目標とする多くの研究・開発の努力が行われてき
ている。極低温を得るために液体ヘリウムを利用するこ
とは、広く実用化されてきており、かつＭＲＩの稼働に
関しては満足のゆくものである。しかし、世界中のＭＲ
Ｉ装置に対して液体ヘリウムを安定的に供給することは
困難であり、またコストも高くつく。このため、超伝導
材料や、ヘリウムを再凝縮させ再び利用するマグネット
構造体に関し多くの研究・開発の努力が向けられように
なってきた。これにより、クライオスタットと周囲温度
との間を熱絶縁する必要性が生じている。
【０００４】多くのＭＲＩ装置で見られる別の問題とし
て、ＭＲＩ装置が、患者の撮影用にあけられた中央のボ
ア（空洞）を有する円筒状構造体の内部に封入されたソ
レノイド・マグネットを利用しているということがあ
る。しかし、こうした配置においては、患者は実際上温
かいボア内に閉じこめられたようになり、患者によって
は閉鎖恐怖を引き起こしかねない。患者を本質的に完全
には閉じこめることがない開放設計型構造が望ましいこ
とが、認識されるようになって久しい。しかしながら、
開放設計型構造により、数多くの技術的問題や困難が提
起される。問題の１つとして、従来の支持構造体より占
有スペースがかなり狭くてすみ、それでいてかつ動作時
に受ける大きな電磁気学的な力と熱応力の下でマグネッ
ト・アセンブリを支持することができる適当な支持構造
体を提供することがある。
て、ＭＲＩ装置が、患者の撮影用にあけられた中央のボ
ア（空洞）を有する円筒状構造体の内部に封入されたソ
レノイド・マグネットを利用しているということがあ
る。しかし、こうした配置においては、患者は実際上温
かいボア内に閉じこめられたようになり、患者によって
は閉鎖恐怖を引き起こしかねない。患者を本質的に完全
には閉じこめることがない開放設計型構造が望ましいこ
とが、認識されるようになって久しい。しかしながら、
開放設計型構造により、数多くの技術的問題や困難が提
起される。問題の１つとして、従来の支持構造体より占
有スペースがかなり狭くてすみ、それでいてかつ動作時
に受ける大きな電磁気学的な力と熱応力の下でマグネッ
ト・アセンブリを支持することができる適当な支持構造
体を提供することがある。
【０００５】ＭＲＩマグネットの懸架装置は、マグネッ
トの質量を支持する一方、伝熱リークを最小限とするだ
けの適当な剛性を提供する必要がある。質量と動的負荷
とに加えて、開放設計型ＭＲＩ用懸架装置では、アライ
ンメントの不正により生ずる可能性がある横方向の電磁
気学的な力（ＥＭ力）だけでなく、マグネットの各半片
で軸方向にかかる大きな本来の電磁気学的力を支持しな
ければならない。また、この全方向に対する剛性要件
は、振動下でも磁場の安定性を提供するようなアセンブ
リに対しては、さらに要求条件が厳格となる。その上、
懸架装置を介した伝熱リークを有意に増加させることな
く、構造上の要件のすべてを満たす必要がある。４Ｋの
熱負荷をマグネットの冷却容量内に納めるためには、懸
架装置で良好な熱遮断をすることが不可欠である。特に
ヘリウムの再凝縮を行う場合には、再凝縮システム内の
機械式クライオクーラは頻繁に冷却容量に達するか、あ
るいはその近傍にあるため、懸架装置には良好な熱遮断
が不可欠である。またさらに、再凝縮システムは、アル
ミニウム製のヘリウム容器と懸架装と置の間で異なる熱
膨張および熱収縮の差を、複雑で高価な機械加工をする
ことなく吸収できるように設計する必要がある。実用的
で、かつ満足のいくＭＲＩ用超伝導マグネット構造体で
は、この重複し対立する要件をすべて満足する必要があ
る。
トの質量を支持する一方、伝熱リークを最小限とするだ
けの適当な剛性を提供する必要がある。質量と動的負荷
とに加えて、開放設計型ＭＲＩ用懸架装置では、アライ
ンメントの不正により生ずる可能性がある横方向の電磁
気学的な力（ＥＭ力）だけでなく、マグネットの各半片
で軸方向にかかる大きな本来の電磁気学的力を支持しな
ければならない。また、この全方向に対する剛性要件
は、振動下でも磁場の安定性を提供するようなアセンブ
リに対しては、さらに要求条件が厳格となる。その上、
懸架装置を介した伝熱リークを有意に増加させることな
く、構造上の要件のすべてを満たす必要がある。４Ｋの
熱負荷をマグネットの冷却容量内に納めるためには、懸
架装置で良好な熱遮断をすることが不可欠である。特に
ヘリウムの再凝縮を行う場合には、再凝縮システム内の
機械式クライオクーラは頻繁に冷却容量に達するか、あ
るいはその近傍にあるため、懸架装置には良好な熱遮断
が不可欠である。またさらに、再凝縮システムは、アル
ミニウム製のヘリウム容器と懸架装と置の間で異なる熱
膨張および熱収縮の差を、複雑で高価な機械加工をする
ことなく吸収できるように設計する必要がある。実用的
で、かつ満足のいくＭＲＩ用超伝導マグネット構造体で
は、この重複し対立する要件をすべて満足する必要があ
る。
【０００６】
【発明の目的】このように、熱絶縁および熱的隔離（ア
イソレーション）が良好であると共に、上記の問題を克
服できる一方、良好な機械的支持を提供し強い磁気力に
耐えることができる超伝導マグネット構造体および支持
アセンブリが実際上必要となる。
イソレーション）が良好であると共に、上記の問題を克
服できる一方、良好な機械的支持を提供し強い磁気力に
耐えることができる超伝導マグネット構造体および支持
アセンブリが実際上必要となる。
【０００７】
【発明の詳しい記載】先ず図１および図２について説明
すると、開放設計型超伝導マグネット・アセンブリ１０
は、支持構造体１６によって分離された一対の別々のソ
レノイド状又は円筒形状の真空容器（すなわち、超伝導
マグネット６および８のハウジング）１２および１４を
含む。真空容器１２および１４と、スペーサ・ポスト１
６とによって形成される全体の構造体は、これらの真空
容器の間に実質的な開口（すなわち、開放空間）を提供
する。これらの真空容器によれば、超伝導マグネット６
および８の軸３２の周囲のこの空間内すなわち撮影領域
１１内に位置する患者が閉鎖されるのを回避できる。冷
凍剤用圧力容器２２の内部の、全体として参照符号２４
で示す複数個の主磁気コイルは、（図示しない従来のヘ
リウム冷却手段によって）マグネット・アセンブリ１０
が超伝導温度まで冷却されて、超伝導マグネット電流の
流れを開始させるると、撮影領域１１に強い磁場を生じ
る。再凝縮器１５は、超伝導マグネット６および８を超
伝導温度まで冷却する際のヘリウムの沸騰によって生じ
たヘリウム・ガスを再凝縮させる。この再凝縮された液
体ヘリウムは、当業界でよく知られる方式により、超伝
導マグネット内に（矢印１７で示すように）流れ戻る。
すると、開放設計型超伝導マグネット・アセンブリ１０
は、支持構造体１６によって分離された一対の別々のソ
レノイド状又は円筒形状の真空容器（すなわち、超伝導
マグネット６および８のハウジング）１２および１４を
含む。真空容器１２および１４と、スペーサ・ポスト１
６とによって形成される全体の構造体は、これらの真空
容器の間に実質的な開口（すなわち、開放空間）を提供
する。これらの真空容器によれば、超伝導マグネット６
および８の軸３２の周囲のこの空間内すなわち撮影領域
１１内に位置する患者が閉鎖されるのを回避できる。冷
凍剤用圧力容器２２の内部の、全体として参照符号２４
で示す複数個の主磁気コイルは、（図示しない従来のヘ
リウム冷却手段によって）マグネット・アセンブリ１０
が超伝導温度まで冷却されて、超伝導マグネット電流の
流れを開始させるると、撮影領域１１に強い磁場を生じ
る。再凝縮器１５は、超伝導マグネット６および８を超
伝導温度まで冷却する際のヘリウムの沸騰によって生じ
たヘリウム・ガスを再凝縮させる。この再凝縮された液
体ヘリウムは、当業界でよく知られる方式により、超伝
導マグネット内に（矢印１７で示すように）流れ戻る。
【０００８】超伝導マグネット６および８が発生させる
強力な電磁力は、各超伝導マグネット内の磁気コンポー
ネント上に大きな軸方向の電磁気学的な力を及ぼす。ま
たマグネットのアラインメントが不正であると、半径方
向にも電磁気学的な力を及ぼす。冷凍剤用圧力容器２２
と熱輻射シールド３０と真空容器１２との間を接続する
マグネット支持装置が、冷凍剤容器２２と超伝導マグネ
ット・アセンブリ１０の外部のこれより遥かに高温であ
る（３００Ｋを超える程の）外部雰囲気との間に大きな
熱抵抗を有していることは重要である。炭素繊維強化複
合材料（以下「ＣＦＲＰ」という）は、軸方向および横
方向（すなわち半径方向）の強度および剛性が高いた
め、所望の機械的特性を提供できることが知られてい
る。適切な熱的隔離と熱抵抗を提供し、真空容器１２内
の限られた半径方向スペース内に受容しがたい熱伝導を
生じさせないために、円錐台状のＣＦＲＰ製支持アセン
ブリ４０が３つの部分を含む。第１の円錐台状の部分す
なわち円錐状部分４２は、冷凍剤用圧力容器２２と熱輻
射シールド３０との間に延び、これとオーバーラップす
る第２の円錐台状の部分すなわち円錐状部分４４は熱シ
ールド３０および真空容器１２を接続し、また第３の部
分すなわちリエントリ部分４６は円錐状部分４２および
４４の間を接続している。リエントリ部分４６は、実質
的に円筒形であり、かつ軸１１と同軸状である。
強力な電磁力は、各超伝導マグネット内の磁気コンポー
ネント上に大きな軸方向の電磁気学的な力を及ぼす。ま
たマグネットのアラインメントが不正であると、半径方
向にも電磁気学的な力を及ぼす。冷凍剤用圧力容器２２
と熱輻射シールド３０と真空容器１２との間を接続する
マグネット支持装置が、冷凍剤容器２２と超伝導マグネ
ット・アセンブリ１０の外部のこれより遥かに高温であ
る（３００Ｋを超える程の）外部雰囲気との間に大きな
熱抵抗を有していることは重要である。炭素繊維強化複
合材料（以下「ＣＦＲＰ」という）は、軸方向および横
方向（すなわち半径方向）の強度および剛性が高いた
め、所望の機械的特性を提供できることが知られてい
る。適切な熱的隔離と熱抵抗を提供し、真空容器１２内
の限られた半径方向スペース内に受容しがたい熱伝導を
生じさせないために、円錐台状のＣＦＲＰ製支持アセン
ブリ４０が３つの部分を含む。第１の円錐台状の部分す
なわち円錐状部分４２は、冷凍剤用圧力容器２２と熱輻
射シールド３０との間に延び、これとオーバーラップす
る第２の円錐台状の部分すなわち円錐状部分４４は熱シ
ールド３０および真空容器１２を接続し、また第３の部
分すなわちリエントリ部分４６は円錐状部分４２および
４４の間を接続している。リエントリ部分４６は、実質
的に円筒形であり、かつ軸１１と同軸状である。
【０００９】図２で最もよく示されるように、ＣＦＲＰ
製支持アセンブリ４０の部分４２、４４および４６を屈
曲させ互いに組み合わせることによって、単一のアセン
ブリすなわち単一部材を形成する。中間にある円筒状リ
エントリ部分４６は、支持アセンブリ４０の熱経路を延
長させると共に、同一のＣＦＲＰ材料を使用することに
より懸架用円錐状部分４２および４４の熱収縮と整合さ
せる。このため、ＣＦＲＰ製支持アセンブリ４０は、軸
方向および半径方向に大きな強度を提供するだけでな
く、延長された一般にＺ字形の熱経路を提供する。この
熱経路の延長によって、開放設計型超伝導マグネット６
および８の範囲内において冷凍剤用圧力容器２２と真空
容器１２との間の距離が比較的短いために起こる可能性
がある受容しがたい熱伝導を回避できる。
製支持アセンブリ４０の部分４２、４４および４６を屈
曲させ互いに組み合わせることによって、単一のアセン
ブリすなわち単一部材を形成する。中間にある円筒状リ
エントリ部分４６は、支持アセンブリ４０の熱経路を延
長させると共に、同一のＣＦＲＰ材料を使用することに
より懸架用円錐状部分４２および４４の熱収縮と整合さ
せる。このため、ＣＦＲＰ製支持アセンブリ４０は、軸
方向および半径方向に大きな強度を提供するだけでな
く、延長された一般にＺ字形の熱経路を提供する。この
熱経路の延長によって、開放設計型超伝導マグネット６
および８の範囲内において冷凍剤用圧力容器２２と真空
容器１２との間の距離が比較的短いために起こる可能性
がある受容しがたい熱伝導を回避できる。
【００１０】ＣＦＲＰ製支持アセンブリ４０の構造の細
部、並びに支持を受ける部材への取り付け方法を図３お
よび図４に示す。
部、並びに支持を受ける部材への取り付け方法を図３お
よび図４に示す。
【００１１】図３について説明すると、円錐状部分４２
および４４、並びに軸方向円筒状リエントリ部分４６
は、ＣＦＲＰ製のため屈曲でき、図に示すように一体に
結合される。円錐台状の部分すなわち円錐状部分４２の
冷凍剤用圧力容器２２への取り付けには、ＣＦＲＰ製補
強部材５０と、適正なプリテンションを与えて冷凍剤用
圧力容器２２の冷却収縮に整合させるためのネジ機構５
４を備えるプリテンション用ＣＦＲＰ製部材５２とが含
まれる。これによりＣＦＲＰ製支持アセンブリ４０内の
熱応力が減少する。アルミニウム製冷凍剤用圧力容器２
２は、室温から極低温まで冷却する過程で示す冷却収縮
が、支持アセンブリ４０を形成するＣＦＲＰ材料と較べ
て、相当に大きい。室温および極低温で適正な機械的界
面を提供すると共に、熱収縮の差による衝撃を最小限と
するため、膨張性界面が提供される。
および４４、並びに軸方向円筒状リエントリ部分４６
は、ＣＦＲＰ製のため屈曲でき、図に示すように一体に
結合される。円錐台状の部分すなわち円錐状部分４２の
冷凍剤用圧力容器２２への取り付けには、ＣＦＲＰ製補
強部材５０と、適正なプリテンションを与えて冷凍剤用
圧力容器２２の冷却収縮に整合させるためのネジ機構５
４を備えるプリテンション用ＣＦＲＰ製部材５２とが含
まれる。これによりＣＦＲＰ製支持アセンブリ４０内の
熱応力が減少する。アルミニウム製冷凍剤用圧力容器２
２は、室温から極低温まで冷却する過程で示す冷却収縮
が、支持アセンブリ４０を形成するＣＦＲＰ材料と較べ
て、相当に大きい。室温および極低温で適正な機械的界
面を提供すると共に、熱収縮の差による衝撃を最小限と
するため、膨張性界面が提供される。
【００１２】ＣＦＲＰ製補強部材５０は、室温において
冷凍剤用圧力容器２２の界面より小さく製作され、補強
部材５０と圧力容器２２と間に半径方向のギャップを生
じさせる。補強部材５０の直径は、室温において冷凍剤
用圧力容器２２の界面より小さいが、４．２Ｋなどの超
伝導温度でこの両者が異なる収縮をすると、逆に冷凍剤
用圧力容器２２の界面より大きくなる。ネジ機構５４を
使用し、補強部材の直径を広げることによって、組立て
段階でこのギャップを閉じる。この両材料の熱収縮が異
なるため、冷凍剤用圧力容器２２を冷却する間に、補強
部材５０のプリテンションが緩和される。この結果、熱
収縮が異なるためＣＦＲＰ内に起こる熱応力は軽減され
る。ステンレス鋼製リング６０に、ステンレス鋼製セグ
メント６１をオーバーラップさせ、ＣＦＲＰ製部材４４
上のステップ部を捕捉する。このジョイントは、支持ア
センブリ４０を真空容器１２に取り付けるための溶接面
６０を提供する。
冷凍剤用圧力容器２２の界面より小さく製作され、補強
部材５０と圧力容器２２と間に半径方向のギャップを生
じさせる。補強部材５０の直径は、室温において冷凍剤
用圧力容器２２の界面より小さいが、４．２Ｋなどの超
伝導温度でこの両者が異なる収縮をすると、逆に冷凍剤
用圧力容器２２の界面より大きくなる。ネジ機構５４を
使用し、補強部材の直径を広げることによって、組立て
段階でこのギャップを閉じる。この両材料の熱収縮が異
なるため、冷凍剤用圧力容器２２を冷却する間に、補強
部材５０のプリテンションが緩和される。この結果、熱
収縮が異なるためＣＦＲＰ内に起こる熱応力は軽減され
る。ステンレス鋼製リング６０に、ステンレス鋼製セグ
メント６１をオーバーラップさせ、ＣＦＲＰ製部材４４
上のステップ部を捕捉する。このジョイントは、支持ア
センブリ４０を真空容器１２に取り付けるための溶接面
６０を提供する。
【００１３】図４にＣＦＲＰ製支持アセンブリ４０の軽
微な変形例を示す。図４について説明すると、支持アセ
ンブリ４１では、軸方向の円筒状部分４６と結合され
た、ＡＬ１１００などのセグメント化されたアルミニウ
ム製の薄いシート５８が追加されて、これにより懸架装
置支持アセンブリ４０と熱輻射シールド３０との間に機
械的かつ熱的なジョイントを提供すると共に、熱遮蔽す
なわち熱遮断効果を高めている。
微な変形例を示す。図４について説明すると、支持アセ
ンブリ４１では、軸方向の円筒状部分４６と結合され
た、ＡＬ１１００などのセグメント化されたアルミニウ
ム製の薄いシート５８が追加されて、これにより懸架装
置支持アセンブリ４０と熱輻射シールド３０との間に機
械的かつ熱的なジョイントを提供すると共に、熱遮蔽す
なわち熱遮断効果を高めている。
【００１４】本発明について、その一定の好ましい実施
態様に関して記述してきたが、構造、部品の配置と組合
わせ、並びに使用する材料の種類については、本発明の
精神および範囲を逸脱することなく、さまざまな変更を
行うことができることを理解されたい。
態様に関して記述してきたが、構造、部品の配置と組合
わせ、並びに使用する材料の種類については、本発明の
精神および範囲を逸脱することなく、さまざまな変更を
行うことができることを理解されたい。
【図１】本発明による開放設計型超伝導マグネット・ア
センブリを部分的に切り取った簡略側面図である。
センブリを部分的に切り取った簡略側面図である。
【図２】本発明をよりよく図解するために縮尺を無視し
て示した、図１の単一支持構造体の簡略斜視図である。
て示した、図１の単一支持構造体の簡略斜視図である。
【図３】図１および図２の支持構造体の細部を含む断面
図である。
図である。
【図４】図３の一変形例の断面図である。
６、８ 超伝導マグネット １０ 超伝導マグネット・アセンブリ １１ 撮影領域 １２ 真空容器 １６ 支持構造体 ２２ 冷凍剤用圧力容器 ２４ 主電磁コイル ３０ 熱輻射シールド ３２ 軸 ４０ 支持アセンブリ、 ４２ 円錐状部分 ４４ 円錐状部分 ４６ 円筒状リエントリ円筒 ５０ ＣＦＲＰ製補強部材 ５２ プリテンション用ＣＦＲＰ製部材 ５４ ネジ機構 ５８ アルミニウム製の薄いシート ６０ ステンレス鋼製リング ６１ ステンレス鋼製セグメント
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 グレゴリー・ファリン・ヘイワース アメリカ合衆国、サウス・カロライナ州、 フローレンス、サウス・カルホーン・ドラ イブ、214番 (72)発明者 ジョン・スカッターロ，ジュニア アメリカ合衆国、サウス・カロライナ州、 フローレンス、ストラットン・ドライブ、 833番
Claims (17)
- 【請求項１】 真空容器（１２）内に同軸に位置する冷
凍剤用圧力容器（２２）と、これらの両容器の間に配置
されてこれらの軸に沿って伸びる熱輻射シールド（３
０）とを含む、磁気共鳴イメージングに適した超伝導マ
グネット（１０）において、冷凍剤用圧力容器と熱輻射
シールドと真空容器との間の空間的関係を位置決めし且
つ維持するための懸架装置（４０）であって、 前記冷凍剤用圧力容器と前記熱輻射シールドとの間に伸
びる第１の支持アセンブリ（４２）と、 前記輻射シールドと前記真空容器との間に伸びる第２の
支持アセンブリ（４２）と、 前記輻射シールドに隣接していて、前記第１および第２
の支持アセンブリを接続するするリエントリ部分（４
６）とを備え、 前記支持アセンブリの各々が、前記軸（３２）の周りに
一定の角度で伸びて、実質的に円錐台状の表面を形成し
ていること、を特徴とする超伝導マグネット用懸架装
置。 - 【請求項２】 前記リエントリ部分が前記軸と実質的に
同軸状であり、かつ前記両支持アセンブリがオーバーラ
ップすると共に前記リエントリ部分の端部に大体Ｚ字形
構成をなすように固定されて、前記懸架装置の半径方向
の熱経路を前記圧力容器と前記真空容器との間の半径方
向の距離よりも大きくなるようにした、請求項１に記載
の超伝導マグネット用懸架装置。 - 【請求項３】 前記支持アセンブリが炭素繊維強化複合
材料製である、請求項２に記載の超伝導マグネット用懸
架装置。 - 【請求項４】 セグメント化されたアルミニウム製の薄
いシート（５８）が前記炭素繊維強化複合材料に結合さ
れている、請求項３に記載の超伝導マグネット用懸架装
置。 - 【請求項５】 前記アルミニウム製のシートが、互いに
間隔をとったアルミニウム製セグメントを含んでいる、
請求項４に記載の超伝導マグネット用懸架装置。 - 【請求項６】 前記支持アセンブリと前記円筒が互いに
結合されて単一ユニット（４０）を形成しており、該ユ
ニットは前記圧力容器と前記真空容器の間に伸びると共
に、その両端部の中間に前記熱輻射シールドを支持して
いる、請求項２に記載の超伝導マグネット用懸架装置。 - 【請求項７】 前記真空容器に対する溶接に適したジョ
イントが前記第２のアセンブリの外側端に設けられ、該
ジョイントは、前記第２のアセンブリの該外側端を取り
囲むための互いに対向する位置にあるステンレス鋼製の
リング（６０および６１）を含んでいる、請求項６に記
載の超伝導マグネット用懸架装置。 - 【請求項８】 前記支持アセンブリと圧力容器との間の
熱応力を最低限とするために、前記第１のアセンブリの
内側端に、プリテンション用の炭素繊維強化複合材料の
連結部材（５２および５４）を備える、請求項７に記載
の超伝導マグネット用懸架装置。 - 【請求項９】 前記圧力容器がアルミニウム製である、
請求項８に記載の超伝導マグネット用懸架装置。 - 【請求項１０】 前記第１の支持アセンブリの広径側の
端が、前記第２の支持アセンブリの狭径側の端に隣接す
ると共に、その内部に位置決めされている、請求項２に
記載の超伝導マグネット用懸架装置。 - 【請求項１１】 その各マグネットが真空容器（１２）
内に同軸に位置する冷凍剤用圧力容器（２２）とこれら
の両容器の間に配置されてこれらの軸に沿って伸びる熱
輻射シールド（２２）とを含んでいる一対の超伝導マグ
ネット（６、８）を備えている、磁気共鳴イメージング
に適した開放設計型超伝導マグネット・アセンブリ（１
０）において、冷凍剤用圧力容器と熱輻射シールドと真
空容器との間の空間的関係を位置決めし且つ維持するた
めの懸架装置（４０）であって、 オーバーラップ部分が前記熱輻射シールドに隣接する実
質的に円筒状部材（４６）によって接続されると共に、
その遠位端が熱輻射シールドと同軸状に位置する圧力容
器および真空容器のそれぞれとの間に伸びている、一対
の円錐台面オーバーラップ支持装置（４２、４４）を備
え、 該オーバーラップ支持装置と接続部材が、該圧力容器お
よび該真空容器の間に屈曲して延長された熱経路を提供
していること、を特徴とする懸架装置。 - 【請求項１２】 前記懸架装置が曲げられた炭素繊維強
化複合材料製である、請求項１１に記載の超伝導マグネ
ット用懸架装置。 - 【請求項１３】 前記円筒状部材が、熱を遮断すること
ができるアルミニウム製の薄いセグメント（５８）を含
んでいる、請求項１２に記載の超伝導マグネット用懸架
装置。 - 【請求項１４】 前記アルミニウム製セグメントが高い
熱遮蔽を提供する、請求項１３に記載の超伝導マグネッ
ト用懸架装置。 - 【請求項１５】 前記マグネット・アセンブリが、ヘリ
ウム冷却剤およびヘリウム・ガス再凝縮器（１５）を含
み、かつ前記圧力容器と前記真空容器との間の延長され
た前記熱経路により前記再凝縮器にかかる熱負荷を減少
させるようにした、請求項１２に記載の超伝導マグネッ
ト用懸架装置。 - 【請求項１６】 前記真空容器がステンレス鋼製であ
り、かつ前記真空容器と前記輻射シールドとの間に伸び
る前記支持装置がステンレス鋼製のリング（６０、６
１）を含み、該リングは該リングの前記圧力容器への溶
接を容易にするために前記炭素繊維強化複合材料とオー
バーラップしている、請求項１５に記載の超伝導マグネ
ット用懸架装置。 - 【請求項１７】 前記支持アセンブリが、前記圧力容器
を接続するための調節可能なプリテンション用部材を含
んでいる、請求項１６に記載の超伝導マグネット用懸架
装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/223514 | 1998-12-30 | ||
| US09/223,514 US6011454A (en) | 1998-12-30 | 1998-12-30 | Superconducting magnet suspension assembly |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000357822A true JP2000357822A (ja) | 2000-12-26 |
| JP2000357822A5 JP2000357822A5 (ja) | 2007-02-15 |
| JP4587136B2 JP4587136B2 (ja) | 2010-11-24 |
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| JP36887699A Expired - Fee Related JP4587136B2 (ja) | 1998-12-30 | 1999-12-27 | 超伝導マグネット懸架アセンブリ |
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|---|---|
| US (1) | US6011454A (ja) |
| EP (1) | EP1016815B1 (ja) |
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1999
- 1999-12-21 DE DE69930487T patent/DE69930487T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-12-21 EP EP99310349A patent/EP1016815B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-12-27 JP JP36887699A patent/JP4587136B2/ja not_active Expired - Fee Related
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