JP2562847B2 - 極低温冷却装置 - Google Patents
極低温冷却装置Info
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- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、極低温冷却装置、例
えば磁気共鳴診断装置(MRI)用超電導マグネットの
熱シールドを冷却する極低温冷却装置に関するものであ
る。
えば磁気共鳴診断装置(MRI)用超電導マグネットの
熱シールドを冷却する極低温冷却装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】図2は例えば実開昭63−43063号
公報に示されている従来の極低温冷却装置を示す断面図
である。
公報に示されている従来の極低温冷却装置を示す断面図
である。
【0003】図において、符号1は超電導コイル(図示
せず)等が収納されているとともに、極低温冷媒である
液体ヘリウムが注液されて温度が4.2Kに保たれてい
る極低温容器としての液体ヘリウム容器、2は液体ヘリ
ウム容器1へ入る輻射熱を遮蔽する第1の熱シールド、
3は第1の熱シールド2へ入る輻射熱を遮蔽する第2の
熱シールド、4は液体ヘリウム容器1、第1の熱シール
ド2、第2の熱シールド3を収納し、内部を真空に保持
することにより真空断熱する真空容器である。
せず)等が収納されているとともに、極低温冷媒である
液体ヘリウムが注液されて温度が4.2Kに保たれてい
る極低温容器としての液体ヘリウム容器、2は液体ヘリ
ウム容器1へ入る輻射熱を遮蔽する第1の熱シールド、
3は第1の熱シールド2へ入る輻射熱を遮蔽する第2の
熱シールド、4は液体ヘリウム容器1、第1の熱シール
ド2、第2の熱シールド3を収納し、内部を真空に保持
することにより真空断熱する真空容器である。
【0004】5は第1及び第2の熱シールド2,3を冷
却する冷凍機であり、この冷凍機5は、1段挿入部5a
及び2段挿入部5bを有している。6は1段挿入部5a
に取り付けられたリング状の1段冷却部であり、この1
段冷却部6は約80Kまで冷却される。7は2段挿入部
5bに取り付けられたリング状の2段冷却部であり、こ
の2段冷却部7は約20Kまで冷却される。8は真空容
器4内に設けられ、1段挿入部5a及び1段冷却部6を
囲繞している第1のジャケット容器、9は2段挿入部5
b及び2段冷却部7を囲繞している第2のジャケット容
器である。
却する冷凍機であり、この冷凍機5は、1段挿入部5a
及び2段挿入部5bを有している。6は1段挿入部5a
に取り付けられたリング状の1段冷却部であり、この1
段冷却部6は約80Kまで冷却される。7は2段挿入部
5bに取り付けられたリング状の2段冷却部であり、こ
の2段冷却部7は約20Kまで冷却される。8は真空容
器4内に設けられ、1段挿入部5a及び1段冷却部6を
囲繞している第1のジャケット容器、9は2段挿入部5
b及び2段冷却部7を囲繞している第2のジャケット容
器である。
【0005】10は1段冷却部6と熱接触し、第2の熱シ
ールド3を冷却する第1の熱接続部であり、冷凍機5を
保守する際には取り外しが可能となっている。11は第1
の熱接続部10と熱接触している第1の熱伝導板、12は第
1の熱伝導板11と第2の熱シールド3とを熱接続してい
るとともに、第1のジャケット容器8及び第2の熱シー
ルド3の温度変化による熱収縮等を吸収するたわみ導体
である。13は2段冷却部7と熱接触し、第1の熱シール
ド2を冷却する第2の熱接続部、14は第2の熱伝導板、
15は第2のたわみ導体である。
ールド3を冷却する第1の熱接続部であり、冷凍機5を
保守する際には取り外しが可能となっている。11は第1
の熱接続部10と熱接触している第1の熱伝導板、12は第
1の熱伝導板11と第2の熱シールド3とを熱接続してい
るとともに、第1のジャケット容器8及び第2の熱シー
ルド3の温度変化による熱収縮等を吸収するたわみ導体
である。13は2段冷却部7と熱接触し、第1の熱シール
ド2を冷却する第2の熱接続部、14は第2の熱伝導板、
15は第2のたわみ導体である。
【0006】16は冷凍機5の振動を吸収するベローズ、
17は冷凍機5が取り付けられている取付フランジ、18は
冷凍機5に圧縮ヘリウムガスを供給するとともに冷凍機
5内に内蔵されているバルブ駆動用モータ(図示せず)
に電力を供給する圧縮機ユニットである。
17は冷凍機5が取り付けられている取付フランジ、18は
冷凍機5に圧縮ヘリウムガスを供給するとともに冷凍機
5内に内蔵されているバルブ駆動用モータ(図示せず)
に電力を供給する圧縮機ユニットである。
【0007】次に、上記従来装置の動作について説明す
る。液体ヘリウム容器1に侵入する熱量は、熱シールド
温度が低い程少なくなる。従って、熱シールド温度を低
くすれば、液体ヘリウム容器1内に収納された超電導コ
イル冷却用の液体ヘリウムの消費量を少なくすることが
できる。上記の装置では、第1及び第2の熱シールド
2,3を冷凍機5により冷却することによって、液体ヘ
リウムの消費量を減らしている。
る。液体ヘリウム容器1に侵入する熱量は、熱シールド
温度が低い程少なくなる。従って、熱シールド温度を低
くすれば、液体ヘリウム容器1内に収納された超電導コ
イル冷却用の液体ヘリウムの消費量を少なくすることが
できる。上記の装置では、第1及び第2の熱シールド
2,3を冷凍機5により冷却することによって、液体ヘ
リウムの消費量を減らしている。
【0008】冷凍機5を運転すると、1段冷却部6が約
80Kに、2段冷却部7が約20Kに冷却され、その結
果第2の熱シールド3は第1の熱接続部10,第1の熱伝
導板11及び第1のたわみ導体12を介して、また第1の熱
シールド2は第2の熱接続部13,第2の熱伝導板14及び
第2のたわみ導体15を介してそれぞれ冷却される。この
ため、第1及び第2のジャケット容器8,9内の空間部
19は、極低温に冷却され、運転前の圧力よりも低い圧力
になる。そして、この空間部19は、冷凍機5の運転中は
常時この低圧力、即ち負圧に保持されることになる。
80Kに、2段冷却部7が約20Kに冷却され、その結
果第2の熱シールド3は第1の熱接続部10,第1の熱伝
導板11及び第1のたわみ導体12を介して、また第1の熱
シールド2は第2の熱接続部13,第2の熱伝導板14及び
第2のたわみ導体15を介してそれぞれ冷却される。この
ため、第1及び第2のジャケット容器8,9内の空間部
19は、極低温に冷却され、運転前の圧力よりも低い圧力
になる。そして、この空間部19は、冷凍機5の運転中は
常時この低圧力、即ち負圧に保持されることになる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上記のように構成され
た従来の極低温冷却装置においては、冷凍機5の運転に
より、空間部19が負圧となるため、シール部分から外気
が空間部19に侵入し、これが空間部19内で氷結するとい
う問題点があった。また、冷凍機5を交換する場合に
は、ガスバッグ(図示せず)により冷凍機5及びその取
付部を覆い、ガスバック内をヘリウムガスで置換した
後、ガスバック内で交換作業をする必要があるため、作
業に手間がかかるという問題点もあった。
た従来の極低温冷却装置においては、冷凍機5の運転に
より、空間部19が負圧となるため、シール部分から外気
が空間部19に侵入し、これが空間部19内で氷結するとい
う問題点があった。また、冷凍機5を交換する場合に
は、ガスバッグ(図示せず)により冷凍機5及びその取
付部を覆い、ガスバック内をヘリウムガスで置換した
後、ガスバック内で交換作業をする必要があるため、作
業に手間がかかるという問題点もあった。
【0010】この発明は、上記のような問題点を解決す
ることを課題としてなされたものであり、冷凍機の運転
中にもジャケット容器内の空間部を正圧に保ち、空間部
内への外気の侵入を防止することができるとともに、冷
凍機の交換作業を容易にすることができる極低温冷却装
置を得ることを目的とする。
ることを課題としてなされたものであり、冷凍機の運転
中にもジャケット容器内の空間部を正圧に保ち、空間部
内への外気の侵入を防止することができるとともに、冷
凍機の交換作業を容易にすることができる極低温冷却装
置を得ることを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】この発明に係る極低温冷
却装置は、極低温容器の周囲に設けられた熱シールド
を、ジャケット容器内に挿入された冷凍機の冷却部によ
り冷却する極低温冷却装置において、ジャケット容器内
の空間部に位置する冷凍機取付部が、連通管により正圧
の極低温冷媒ガス貯留部に連通されているとともに、連
通管の空間部への開口部が冷凍機取付部の周囲に連続し
た溝部よりなり、この周囲に連続した溝部より冷凍機取
付部の内側へ極低温冷媒ガスを吹き出してガススクリー
ンを形成するものである。
却装置は、極低温容器の周囲に設けられた熱シールド
を、ジャケット容器内に挿入された冷凍機の冷却部によ
り冷却する極低温冷却装置において、ジャケット容器内
の空間部に位置する冷凍機取付部が、連通管により正圧
の極低温冷媒ガス貯留部に連通されているとともに、連
通管の空間部への開口部が冷凍機取付部の周囲に連続し
た溝部よりなり、この周囲に連続した溝部より冷凍機取
付部の内側へ極低温冷媒ガスを吹き出してガススクリー
ンを形成するものである。
【0012】
【作用】この発明においては、冷凍機の運転によりジャ
ケット容器内の空間部が冷却され減圧されると、連通管
により極低温冷媒ガス貯留部から空間部に極低温冷媒ガ
スを供給して、空間部を正圧に保持する。また、冷凍機
の交換時には、溝部から極低温冷媒ガスを吹き出させて
ガススクリーンを形成し、空間部への外気の侵入を防止
する。
ケット容器内の空間部が冷却され減圧されると、連通管
により極低温冷媒ガス貯留部から空間部に極低温冷媒ガ
スを供給して、空間部を正圧に保持する。また、冷凍機
の交換時には、溝部から極低温冷媒ガスを吹き出させて
ガススクリーンを形成し、空間部への外気の侵入を防止
する。
【0013】
【実施例】以下、この発明の実施例を図について説明す
る。図1はこの発明の一実施例による極低温冷却装置の
断面図であり、図2と同一又は相当部分には同一符号を
付し、その説明を省略する。図において、符号21は空間
部19と液体ヘリウム容器1内の極低温冷媒ガス貯溜部1
aとの間に設けられ、両者の間を連通させている金属製
の連結管であり、この連通管21は、取付フランジ22を介
して、空間部19の冷凍機5側端部(図の上端部)に開口
している。また、連通管21の空間部19への開口部である
取付フランジ22の内周部には、ヘリウムガスを吹き出し
てガススクリーン(ガスカーテン)を形成する溝部とし
ての吹出部22aが設けられている。
る。図1はこの発明の一実施例による極低温冷却装置の
断面図であり、図2と同一又は相当部分には同一符号を
付し、その説明を省略する。図において、符号21は空間
部19と液体ヘリウム容器1内の極低温冷媒ガス貯溜部1
aとの間に設けられ、両者の間を連通させている金属製
の連結管であり、この連通管21は、取付フランジ22を介
して、空間部19の冷凍機5側端部(図の上端部)に開口
している。また、連通管21の空間部19への開口部である
取付フランジ22の内周部には、ヘリウムガスを吹き出し
てガススクリーン(ガスカーテン)を形成する溝部とし
ての吹出部22aが設けられている。
【0014】上記のような極低温冷却装置においては、
冷凍機5を運転すると、従来例と同様に、1段冷却部6
が約80Kに、2段冷却部7が約20Kにそれぞれ冷却
され、これにより第1及び第2の熱シールド2,3が冷
却される。このとき、空間部19も極低温に冷却される
が、空間部19は連通管21によって液体ヘリウム容器1に
連通されているため、この連通管21を通して空間部19に
ヘリウムガスが供給されることにより負圧になるのが防
止され、空間部19は常に正圧に保持される。従って、空
間部19への外気の侵入が防止され、空間部19内での外気
の氷結も防止されることになる。
冷凍機5を運転すると、従来例と同様に、1段冷却部6
が約80Kに、2段冷却部7が約20Kにそれぞれ冷却
され、これにより第1及び第2の熱シールド2,3が冷
却される。このとき、空間部19も極低温に冷却される
が、空間部19は連通管21によって液体ヘリウム容器1に
連通されているため、この連通管21を通して空間部19に
ヘリウムガスが供給されることにより負圧になるのが防
止され、空間部19は常に正圧に保持される。従って、空
間部19への外気の侵入が防止され、空間部19内での外気
の氷結も防止されることになる。
【0015】また、冷凍機5の交換を実施する際には、
取付フランジ22の内側にある吹出部22aからヘリウムガ
スが空間部19に吹き出してガススクリーンが形成され
る。このガススクリーンにより、空間部19への外気の侵
入が防止されるので、冷凍機5の引抜時や挿入時にガス
バック等の特別な道具を用いる必要がなく、冷凍機5の
交換作業が容易に行える。
取付フランジ22の内側にある吹出部22aからヘリウムガ
スが空間部19に吹き出してガススクリーンが形成され
る。このガススクリーンにより、空間部19への外気の侵
入が防止されるので、冷凍機5の引抜時や挿入時にガス
バック等の特別な道具を用いる必要がなく、冷凍機5の
交換作業が容易に行える。
【0016】なお、上記実施例では極低温冷媒として液
体ヘリウムを示したが、例えば窒素など、他のものでも
よい。また、上記実施例では極低温冷媒ガス貯溜部1a
として液体ヘリウム容器1内に位置するものを示した
が、例えば極低温冷却装置と別に置かれたヘリウムガス
ボンベなどであってもよい。さらに、連通管21は、空間
部19と極低温冷媒ガス貯溜部1aとを連通するものであ
ればよく、その本数や配管経路などは特に限定されるも
のではない。また、連通管21は金属管に限定されるもの
ではなく、他の材料のものでもよい。さらにまた、上記
実施例では冷凍機5として2段式のものを示したが、1
段のものや3段以上のものであってもよい。また、上記
実施例では磁気共鳴診断装置(MRI)に用いられる極
低温冷却装置について説明したが、これに限定されるも
のではない。
体ヘリウムを示したが、例えば窒素など、他のものでも
よい。また、上記実施例では極低温冷媒ガス貯溜部1a
として液体ヘリウム容器1内に位置するものを示した
が、例えば極低温冷却装置と別に置かれたヘリウムガス
ボンベなどであってもよい。さらに、連通管21は、空間
部19と極低温冷媒ガス貯溜部1aとを連通するものであ
ればよく、その本数や配管経路などは特に限定されるも
のではない。また、連通管21は金属管に限定されるもの
ではなく、他の材料のものでもよい。さらにまた、上記
実施例では冷凍機5として2段式のものを示したが、1
段のものや3段以上のものであってもよい。また、上記
実施例では磁気共鳴診断装置(MRI)に用いられる極
低温冷却装置について説明したが、これに限定されるも
のではない。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の極低温
冷却装置は、ジャケット容器内の空間部を正圧の極低温
冷媒ガス貯留部に連通する連通管を設けたので、冷凍機
の運転によりジャケット容器内の空間部が冷却され減圧
されると、連通管を通して空間部に極低温冷媒ガスが供
給され、空間部が正圧に保たれ、従って空間部への外気
の侵入を防止することができ、空間部での空気の氷結を
防止できるという効果を奏する。また、ジャケット容器
内の空間部の冷凍機側端部を正圧の極低温冷媒ガス貯留
部に連通する連通管を設けるとともに、連通管の空間部
への開口部に、極低温冷媒ガスを吹き出してガススクリ
ーンを形成する吹出部を設けたので、冷凍機の交換時に
も空間部への外気の侵入を防止することができ、冷凍機
の交換作業を容易にすることができるという効果も奏す
る。
冷却装置は、ジャケット容器内の空間部を正圧の極低温
冷媒ガス貯留部に連通する連通管を設けたので、冷凍機
の運転によりジャケット容器内の空間部が冷却され減圧
されると、連通管を通して空間部に極低温冷媒ガスが供
給され、空間部が正圧に保たれ、従って空間部への外気
の侵入を防止することができ、空間部での空気の氷結を
防止できるという効果を奏する。また、ジャケット容器
内の空間部の冷凍機側端部を正圧の極低温冷媒ガス貯留
部に連通する連通管を設けるとともに、連通管の空間部
への開口部に、極低温冷媒ガスを吹き出してガススクリ
ーンを形成する吹出部を設けたので、冷凍機の交換時に
も空間部への外気の侵入を防止することができ、冷凍機
の交換作業を容易にすることができるという効果も奏す
る。
【図1】この発明の一実施例による極低温冷却装置を示
す断面図である。
す断面図である。
【図2】従来の極低温冷却装置の一例を示す断面図であ
る。
る。
1 液体ヘリウム容器(極低温容器) 1a 極低温冷媒ガス貯溜部 2 第1の熱シールド 3 第2の熱シールド 5 冷凍機 6 1段冷却部 7 2段冷却部 8 第1のジャケット容器 9 第2のジャケット容器 19 空間部 21 連通管 22a 吹出部
Claims (1)
- 【請求項1】 極低温容器の周囲に設けられた熱シール
ドを、ジャケット容器内に挿入された冷凍機の冷却部に
より冷却する極低温冷却装置において、前記ジャケット
容器内の空間部に位置する冷凍機取付部が、連通管によ
り正圧の極低温冷媒ガス貯留部に連通されているととも
に、前記連通管の前記空間部への開口部が冷凍機取付部
の周囲に連続した溝部よりなり、この周囲に連続した溝
部より前記冷凍機取付部の内側へ極低温冷媒ガスを吹き
出してガススクリーンを形成することを特徴とする極低
温冷却装置。
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3039788A JP2562847B2 (ja) | 1991-03-06 | 1991-03-06 | 極低温冷却装置 |
US07/755,238 US5176003A (en) | 1990-09-05 | 1991-09-05 | Cryostat |
DE4129547A DE4129547C2 (de) | 1990-09-05 | 1991-09-05 | Cryostat |
DE4143393A DE4143393C2 (de) | 1990-09-05 | 1991-09-05 | Cyrostat |
DE4143392A DE4143392C2 (de) | 1990-09-05 | 1991-09-05 | Cryostat |
GB9118963A GB2248490B (en) | 1990-09-05 | 1991-09-05 | Cryostat |
US07/961,350 US5235818A (en) | 1990-09-05 | 1992-10-15 | Cryostat |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3039788A JP2562847B2 (ja) | 1991-03-06 | 1991-03-06 | 極低温冷却装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04278145A JPH04278145A (ja) | 1992-10-02 |
JP2562847B2 true JP2562847B2 (ja) | 1996-12-11 |
Family
ID=12562685
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3039788A Expired - Fee Related JP2562847B2 (ja) | 1990-09-05 | 1991-03-06 | 極低温冷却装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2562847B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19533555A1 (de) * | 1995-09-11 | 1997-03-13 | Siemens Ag | Vorrichtung zur indirekten Kühlung einer elektrischen Einrichtung |
US8893516B2 (en) | 2004-07-02 | 2014-11-25 | Hitachi Medical Corporation | Magnetic resonance imaging device and method of replacing a cryo-cooler therein |
-
1991
- 1991-03-06 JP JP3039788A patent/JP2562847B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH04278145A (ja) | 1992-10-02 |
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