JP3102492B2 - 防振型クライオスタツト - Google Patents
防振型クライオスタツトInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G1/00—Hot gas positive-displacement engine plants
- F02G1/04—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type
- F02G1/043—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type the engine being operated by expansion and contraction of a mass of working gas which is heated and cooled in one of a plurality of constantly communicating expansible chambers, e.g. Stirling cycle type engines
- F02G1/044—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type the engine being operated by expansion and contraction of a mass of working gas which is heated and cooled in one of a plurality of constantly communicating expansible chambers, e.g. Stirling cycle type engines having at least two working members, e.g. pistons, delivering power output
- F02G1/0445—Engine plants with combined cycles, e.g. Vuilleumier
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- G—PHYSICS
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- F02G2250/00—Special cycles or special engines
- F02G2250/18—Vuilleumier cycles
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、超電導マグネツトを内蔵した冷凍機付きク
ライオスタツトに関し、そして、特に、振動を伴う冷凍
機を搭載しながら低騒音で、軽量化を可能にした核磁気
共鳴撮像装置等に用いられる冷凍機付きの防振型クライ
オスタツトに関する。
ライオスタツトに関し、そして、特に、振動を伴う冷凍
機を搭載しながら低騒音で、軽量化を可能にした核磁気
共鳴撮像装置等に用いられる冷凍機付きの防振型クライ
オスタツトに関する。
従来の冷凍機付きのクライオスタツト、特に、特開昭
63−51849号公報，特願昭63−230009号明細書に記載さ
れている医療分野で使用する人体診断用の核磁気共鳴装
置（以下、単にMRI装置と称す）には、均一な高磁界を
得るため超電導マグネツト（以下単にマグネツトと称
す）を使用する。このため、該マグネツトを冷却収納す
る真空断熱したクライオスタツトが必要である。マグネ
ツトは超電導状態を保つため、極低温の冷媒、例えば液
体ヘリウムに浸漬して冷却する。液体ヘリウムはクライ
オスタツトの常温の真空容器からクライオスタツト内に
浸入する熱で徐々に蒸発するため、定期的に液体ヘリウ
ムを注入補充する必要がある。この液体ヘリウムの蒸発
量を低減すれば、液体ヘリウムの消費量は低減し、運転
コストは大幅に低減する。このため、クライオスタツト
に冷凍機等を取り付け、真空容器から侵入する熱を冷凍
機の寒冷で吸収し、液体ヘリウムの蒸発量を低減する手
段が取られる。この冷凍機は一般に往復動式の膨張機タ
イプなので、運転中にピストンの駆動音や衝突音が生
じ、これが、クライオスタツトの真空容器に伝搬してか
なりの騒音が発生する。
63−51849号公報，特願昭63−230009号明細書に記載さ
れている医療分野で使用する人体診断用の核磁気共鳴装
置（以下、単にMRI装置と称す）には、均一な高磁界を
得るため超電導マグネツト（以下単にマグネツトと称
す）を使用する。このため、該マグネツトを冷却収納す
る真空断熱したクライオスタツトが必要である。マグネ
ツトは超電導状態を保つため、極低温の冷媒、例えば液
体ヘリウムに浸漬して冷却する。液体ヘリウムはクライ
オスタツトの常温の真空容器からクライオスタツト内に
浸入する熱で徐々に蒸発するため、定期的に液体ヘリウ
ムを注入補充する必要がある。この液体ヘリウムの蒸発
量を低減すれば、液体ヘリウムの消費量は低減し、運転
コストは大幅に低減する。このため、クライオスタツト
に冷凍機等を取り付け、真空容器から侵入する熱を冷凍
機の寒冷で吸収し、液体ヘリウムの蒸発量を低減する手
段が取られる。この冷凍機は一般に往復動式の膨張機タ
イプなので、運転中にピストンの駆動音や衝突音が生
じ、これが、クライオスタツトの真空容器に伝搬してか
なりの騒音が発生する。
このため、低騒音化対策として冷凍機をクライオスタ
ツトの外周部に所定の間隔で配設した磁気シールド板群
の１枚に固定支持し、クライオスタツトと冷凍機とをベ
ローズで気密接続していた。しかし、平板状の磁気シー
ルド板のほぼ中央部に冷凍機を固定しかつ、冷凍機の加
振に対し磁気シールド板の面内曲げ方向に変形しやすい
ようになつていたので、振動振幅が大きく磁気シールド
板自身が冷凍機の低周波数域の振動で共鳴し、磁気シー
ルド板から騒音が発生するとともに、磁気シールド板群
の下部で連結したクライオスタツトにも振動が伝わり、
クライオスタツトからも騒音を発生するという問題があ
つた。
ツトの外周部に所定の間隔で配設した磁気シールド板群
の１枚に固定支持し、クライオスタツトと冷凍機とをベ
ローズで気密接続していた。しかし、平板状の磁気シー
ルド板のほぼ中央部に冷凍機を固定しかつ、冷凍機の加
振に対し磁気シールド板の面内曲げ方向に変形しやすい
ようになつていたので、振動振幅が大きく磁気シールド
板自身が冷凍機の低周波数域の振動で共鳴し、磁気シー
ルド板から騒音が発生するとともに、磁気シールド板群
の下部で連結したクライオスタツトにも振動が伝わり、
クライオスタツトからも騒音を発生するという問題があ
つた。
また、従来例では、磁気シールド体の板厚を増して、
振動振幅を小さくするとともに磁気シールド体の固有振
動数を高くし、共鳴現象を防止するケースがあるが、こ
の場合、磁気シールド体の重量が増加してしまうという
問題があつた。
振動振幅を小さくするとともに磁気シールド体の固有振
動数を高くし、共鳴現象を防止するケースがあるが、こ
の場合、磁気シールド体の重量が増加してしまうという
問題があつた。
本発明の目的は、冷凍機支持構造に防振手段を施し、
冷凍機の運転振動による騒音発生を少なくして、軽量の
低騒音の防振型クライオスタツトを提供することであ
る。
冷凍機の運転振動による騒音発生を少なくして、軽量の
低騒音の防振型クライオスタツトを提供することであ
る。
上記目的を達成するため本発明は、被冷却体及び被冷
却体を直接，間接的に冷却する冷凍機の低温端を断熱槽
に納めた冷凍機付きクライオスタットにおいて、前記断
熱槽以外の、断熱槽とある間隙をもって覆う磁気シール
ド体の長手方向端部に、磁気シールド体より剛性の小さ
い板状部材を含む支持手段を介して該冷凍機を取り付け
たものである。
却体を直接，間接的に冷却する冷凍機の低温端を断熱槽
に納めた冷凍機付きクライオスタットにおいて、前記断
熱槽以外の、断熱槽とある間隙をもって覆う磁気シール
ド体の長手方向端部に、磁気シールド体より剛性の小さ
い板状部材を含む支持手段を介して該冷凍機を取り付け
たものである。
なお、前記断熱槽の両端側をある間隙をもって覆いか
つ前記磁気シールド体に固定された磁気シールド体の端
板を設けると共に、この両端側の端板にこれら端板をま
たぐように固定された支持体（18c）を設け、この支持
体に前記剛性の小さい板状部材を取り付けて、前記支持
手段を構成するようにしても良い。
つ前記磁気シールド体に固定された磁気シールド体の端
板を設けると共に、この両端側の端板にこれら端板をま
たぐように固定された支持体（18c）を設け、この支持
体に前記剛性の小さい板状部材を取り付けて、前記支持
手段を構成するようにしても良い。
また、前記磁気シールド体は、円筒状に構成するか、
あるいは前記断熱槽を周方向に覆うように複数の部材で
構成し、この周方向に配置された部材間を連結する剛性
の締結部材を設け、磁気シールド体全体の剛性を高める
ように構成しても良い。
あるいは前記断熱槽を周方向に覆うように複数の部材で
構成し、この周方向に配置された部材間を連結する剛性
の締結部材を設け、磁気シールド体全体の剛性を高める
ように構成しても良い。
さらに、前記支持手段を制振素材で構成することも有
効である。
効である。
本発明の他の特徴は、被冷却体及び被冷却体を直接ま
たは間接的に冷却する冷凍機の低温端を断熱槽に納めた
冷凍機付きクライオスタットにおいて、前記断熱槽とあ
る間隙をもって該断熱槽を周方向に覆うように設けられ
た複数の磁気シールド体と、周方向に配置された前記複
数の磁気シールド体の両端部側をそれぞれ連結して複数
の磁気シールド対を一体化するための剛性の締結部材
（25,25）と、を備え、前記冷凍機は、前記両端部側締
結部材間の磁気シールド体に、磁気シールド体よりも剛
性の小さい板状部材（18a）を有する支持手段を介して
取り付けられていることにある。
たは間接的に冷却する冷凍機の低温端を断熱槽に納めた
冷凍機付きクライオスタットにおいて、前記断熱槽とあ
る間隙をもって該断熱槽を周方向に覆うように設けられ
た複数の磁気シールド体と、周方向に配置された前記複
数の磁気シールド体の両端部側をそれぞれ連結して複数
の磁気シールド対を一体化するための剛性の締結部材
（25,25）と、を備え、前記冷凍機は、前記両端部側締
結部材間の磁気シールド体に、磁気シールド体よりも剛
性の小さい板状部材（18a）を有する支持手段を介して
取り付けられていることにある。
以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。被
検体が入る大気に導通した空洞部１を中心部に有するク
ライオスタツトは、その内部に被冷却体の超電導マグネ
ツト２を冷却する液体ヘリウム３、この液体ヘリウム３
を貯蔵する液体ヘリウム槽4,複数温度レベル（実施例で
は約70Kと約15Kの２温度レベル）の他の被冷却体である
熱シールド筒5,6を内蔵し、真空容器７で大気と隔離さ
れ内部を断熱処理例えば、積層断熱材８を巻き付け真空
断熱している。冷凍機、例えば、ソルベイ式の冷凍装置
は、ガス加圧源の圧縮機ユニツト９と冷凍機であるピス
トン往復動式の膨張機10、及び、両者を連通する高圧配
管11と低圧配管12とから成る。膨張機の低温部は、クラ
イオスタツト内に挿入され、温度約70Kに冷却した第１
ステージ13と温度約15Kに冷却した第２ステージ14を、
銅網等の伝熱体15,16を介して熱シールド筒5,6に一体化
している。
検体が入る大気に導通した空洞部１を中心部に有するク
ライオスタツトは、その内部に被冷却体の超電導マグネ
ツト２を冷却する液体ヘリウム３、この液体ヘリウム３
を貯蔵する液体ヘリウム槽4,複数温度レベル（実施例で
は約70Kと約15Kの２温度レベル）の他の被冷却体である
熱シールド筒5,6を内蔵し、真空容器７で大気と隔離さ
れ内部を断熱処理例えば、積層断熱材８を巻き付け真空
断熱している。冷凍機、例えば、ソルベイ式の冷凍装置
は、ガス加圧源の圧縮機ユニツト９と冷凍機であるピス
トン往復動式の膨張機10、及び、両者を連通する高圧配
管11と低圧配管12とから成る。膨張機の低温部は、クラ
イオスタツト内に挿入され、温度約70Kに冷却した第１
ステージ13と温度約15Kに冷却した第２ステージ14を、
銅網等の伝熱体15,16を介して熱シールド筒5,6に一体化
している。
クライオスタツト外側に、断熱槽以外の構成部材であ
る磁性体、例えば、鉄製の磁気シールド体17を設置し漏
えい磁界を小空間内に留めている。この磁気シールド体
の板厚は50mm以上であり、重量は数トンに達する。膨張
機10はステンレス製の支持アーム18aに固定され、さら
に支持アーム18aは支持体18bを介して磁気シールド体17
に剛結合手段、例えば、ボルトで完全締結されていると
ともに、弾性支持手段のベローズ19及び、支持アーム18
aを介して真空容器７に一体化されている。磁気シール
ド体17の端部は磁気シールド端板24の外周部に固定され
ている。
る磁性体、例えば、鉄製の磁気シールド体17を設置し漏
えい磁界を小空間内に留めている。この磁気シールド体
の板厚は50mm以上であり、重量は数トンに達する。膨張
機10はステンレス製の支持アーム18aに固定され、さら
に支持アーム18aは支持体18bを介して磁気シールド体17
に剛結合手段、例えば、ボルトで完全締結されていると
ともに、弾性支持手段のベローズ19及び、支持アーム18
aを介して真空容器７に一体化されている。磁気シール
ド体17の端部は磁気シールド端板24の外周部に固定され
ている。
また、空洞部１の外周には、ボビン20に巻き付けられ
た核磁気共鳴用高周波コイル21が配置されており、ベツ
ド22上を摺動するスライダ23が被検体を乗せて、ボビン
20内に移動できるようになつている。
た核磁気共鳴用高周波コイル21が配置されており、ベツ
ド22上を摺動するスライダ23が被検体を乗せて、ボビン
20内に移動できるようになつている。
膨張機10の運転移動は、支持アーム18a及び支持体18b
を介して、磁気シールド体17の両端部に伝搬する。
を介して、磁気シールド体17の両端部に伝搬する。
ここで、磁気シールド板等の振動数ｆは で表わされる。ここでｌは板の長さ、Ｅはヤング率、Ｉ
は断面慣性モーメント、ｂは板の幅、ｈは板厚、Ａは断
面積、γは比重量、ｇは重力加速度、λ＝πである。こ
の式から明らかな様に、板厚ｈを大きく、ｌを小さくす
れば、振動数は高くなる。したがつて、本実施例のよう
に、冷凍機支持点を端部に置けば、冷凍機運転振動の大
半を磁気シールド端板24で受ける。端板24では、この加
振方向が板平面方向であるため、断面慣性メーメントＩ
が非常に大きく、振動振幅は小さく、かつ、振動数ｆは
非常に高くなる。したがつて、磁気シールド板全体の振
動振幅は小さく、共鳴振動数も高くなる。よつて、本実
施例の支持構造によれば、支持体18bを介さずに磁気シ
ールド板17の中央部に支持アーム18aを固定し、膨張機1
0の運転振動を磁気シールド板の中央部で受ける場合に
比べ、振動振幅は小さく、かつ、磁気シールド板17の固
有振動数は400ヘルツ〜数千ヘルツで共鳴周波数が高く
なる。一般に膨張機のガス切換え周期は数ヘルツで、か
つ、このガス切換え用駆動モータにステツピングモータ
やシンクロナスモータを使用しているため、これらのモ
ータ駆動による運転運動周波数は250ヘルツの低周波数
域にある。したがつて、磁気シールド板17の共鳴周波数
と膨張機10の運転周波数が大幅に離れているので、膨張
機10の運転振動によつて磁気シールド板17は共振するこ
となく、運転騒音が増幅されない。よつて、騒音のレベ
ルは大幅に低減する。また、膨張機10は、クライオスタ
ツトとベローズ19で気密一体化されているので、膨張機
の運転振動はクライオスタツトにほとんで伝搬しない。
は断面慣性モーメント、ｂは板の幅、ｈは板厚、Ａは断
面積、γは比重量、ｇは重力加速度、λ＝πである。こ
の式から明らかな様に、板厚ｈを大きく、ｌを小さくす
れば、振動数は高くなる。したがつて、本実施例のよう
に、冷凍機支持点を端部に置けば、冷凍機運転振動の大
半を磁気シールド端板24で受ける。端板24では、この加
振方向が板平面方向であるため、断面慣性メーメントＩ
が非常に大きく、振動振幅は小さく、かつ、振動数ｆは
非常に高くなる。したがつて、磁気シールド板全体の振
動振幅は小さく、共鳴振動数も高くなる。よつて、本実
施例の支持構造によれば、支持体18bを介さずに磁気シ
ールド板17の中央部に支持アーム18aを固定し、膨張機1
0の運転振動を磁気シールド板の中央部で受ける場合に
比べ、振動振幅は小さく、かつ、磁気シールド板17の固
有振動数は400ヘルツ〜数千ヘルツで共鳴周波数が高く
なる。一般に膨張機のガス切換え周期は数ヘルツで、か
つ、このガス切換え用駆動モータにステツピングモータ
やシンクロナスモータを使用しているため、これらのモ
ータ駆動による運転運動周波数は250ヘルツの低周波数
域にある。したがつて、磁気シールド板17の共鳴周波数
と膨張機10の運転周波数が大幅に離れているので、膨張
機10の運転振動によつて磁気シールド板17は共振するこ
となく、運転騒音が増幅されない。よつて、騒音のレベ
ルは大幅に低減する。また、膨張機10は、クライオスタ
ツトとベローズ19で気密一体化されているので、膨張機
の運転振動はクライオスタツトにほとんで伝搬しない。
いつぽう、磁気シールド板17の板厚は薄くても、本発
明の構造によれば、加振点が端部にある磁気シールド板
の固有振動数は高くなるので、磁気シールド板の板厚を
磁気シールド効果を確保できる最小の板厚で構成でき
る。したがつて、軽量な磁気シールド板でMRIを構成し
て、冷凍機付きクライオスタツトを軽量化することがで
きる。
明の構造によれば、加振点が端部にある磁気シールド板
の固有振動数は高くなるので、磁気シールド板の板厚を
磁気シールド効果を確保できる最小の板厚で構成でき
る。したがつて、軽量な磁気シールド板でMRIを構成し
て、冷凍機付きクライオスタツトを軽量化することがで
きる。
または、膨張機の自重及び真空圧力荷重は、支持アー
ム18a及び支持体18bを介して剛な磁気シールド体17で支
持されているので、膨張機の運転荷重が作用しても膨張
機はほとんど変化しない。したがつて、膨張機の運転時
においても大きな変位をともなつて振動する部分がない
ので疲労破壊等は発生せず、ベローズにき裂が生じて真
空がリークしたり、伝熱体にき裂が生じて冷却性能が低
下し熱シールド筒の温度が上昇する様なトラブルが起ら
ない信頼性の高いクライオスタツトを提供できる。
ム18a及び支持体18bを介して剛な磁気シールド体17で支
持されているので、膨張機の運転荷重が作用しても膨張
機はほとんど変化しない。したがつて、膨張機の運転時
においても大きな変位をともなつて振動する部分がない
ので疲労破壊等は発生せず、ベローズにき裂が生じて真
空がリークしたり、伝熱体にき裂が生じて冷却性能が低
下し熱シールド筒の温度が上昇する様なトラブルが起ら
ない信頼性の高いクライオスタツトを提供できる。
本実施例によれば、冷凍機の振動に起因する騒音を低
減でき、冷凍機付きクライオスタツトの信頼性を高め、
磁気シールド体を軽量化できる効果がある。
減でき、冷凍機付きクライオスタツトの信頼性を高め、
磁気シールド体を軽量化できる効果がある。
なお、本実施例では、膨張機と真空容器をベローズで
弾性的に結合したが、振動は磁気シールド体で吸収する
ので薄肉円筒で結合しても、低騒音化を図ることができ
る。
弾性的に結合したが、振動は磁気シールド体で吸収する
ので薄肉円筒で結合しても、低騒音化を図ることができ
る。
また、膨張機に、シリンダを２重構造にしてその間に
伝熱媒体のガスヘリウムを補充した２重シリンダ形を使
用しても同様な効果を生じる。
伝熱媒体のガスヘリウムを補充した２重シリンダ形を使
用しても同様な効果を生じる。
本発明になる他の実施例を第２図に示す。本構造で
は、支持アーム18aは、支持体18cに固定され、支持体18
cは、磁気シールド端板24の外周端部に固定されてい
る。本構造では、支持体18cとの固定部を加振源とした
場合の磁気シールド端板24の共鳴振動数は、さらに高く
なるので、膨張機10の運転振動が増幅されず、騒音のレ
ベルがさらに低減する。
は、支持アーム18aは、支持体18cに固定され、支持体18
cは、磁気シールド端板24の外周端部に固定されてい
る。本構造では、支持体18cとの固定部を加振源とした
場合の磁気シールド端板24の共鳴振動数は、さらに高く
なるので、膨張機10の運転振動が増幅されず、騒音のレ
ベルがさらに低減する。
また、本実施例では、磁気シールド端板24に比べて支
持体18cの剛性を小さくできるので、支持体18cの振動数
を非常に小さくでき膨張機10の運転振動と共鳴振動する
ことなく、かつ運転振動が、端板まで伝搬する間に支持
体18c内に吸収され、小さくなる効果も生じる。したが
つて、支持体18cに制振材を使用すれば、さらに騒音の
低減に有効である。
持体18cの剛性を小さくできるので、支持体18cの振動数
を非常に小さくでき膨張機10の運転振動と共鳴振動する
ことなく、かつ運転振動が、端板まで伝搬する間に支持
体18c内に吸収され、小さくなる効果も生じる。したが
つて、支持体18cに制振材を使用すれば、さらに騒音の
低減に有効である。
本発明になる他の実施例を第３図に示す。本構造で
は、支持体18dをＬ型鋼で構成し、支持アーム18aと膨張
機10とは、フランジ10bを介してボルトで締結されてい
る。支持体18dは、８角形の磁気シールド端板24の外周
部に固定されている。支持アーム18aは、支持体18dにボ
ルト締結されているので、支持アーム18aを支持体18dの
面上をスライドさせることにより、膨張機10を、クライ
オスタツト７の円中心部に移動させ、膨張機10の固定位
置を調整する。一般に、熱シールド筒5,6は、クライオ
スタツト７内部が低温になるにしたがつて、クライオス
タツト７の円中心部に向つて熱収縮で変形する。熱シー
ルド筒5,6は、伝熱体15を介して膨張機10のコールドス
テーシヨン13,14と連結されているので、熱シールド筒
5,6が熱収縮方向に変位を受ける。この変位を受ける
と、膨張機10の運転作動が変調し、正常運転時以上の騒
音を発生する。したがつて、本構造によれば、変位方向
に膨張機10を適切な位置に移動できるので、運転騒音の
増加を防止できる効果がある。
は、支持体18dをＬ型鋼で構成し、支持アーム18aと膨張
機10とは、フランジ10bを介してボルトで締結されてい
る。支持体18dは、８角形の磁気シールド端板24の外周
部に固定されている。支持アーム18aは、支持体18dにボ
ルト締結されているので、支持アーム18aを支持体18dの
面上をスライドさせることにより、膨張機10を、クライ
オスタツト７の円中心部に移動させ、膨張機10の固定位
置を調整する。一般に、熱シールド筒5,6は、クライオ
スタツト７内部が低温になるにしたがつて、クライオス
タツト７の円中心部に向つて熱収縮で変形する。熱シー
ルド筒5,6は、伝熱体15を介して膨張機10のコールドス
テーシヨン13,14と連結されているので、熱シールド筒
5,6が熱収縮方向に変位を受ける。この変位を受ける
と、膨張機10の運転作動が変調し、正常運転時以上の騒
音を発生する。したがつて、本構造によれば、変位方向
に膨張機10を適切な位置に移動できるので、運転騒音の
増加を防止できる効果がある。
第４図に本発明になる他の実施例を示す。本構造で
は、上部及び側部の磁気シールド板17を、締結部材25で
一体化している。また、膨張機10は、支持アーム18aで
磁気シールド板17にボルト等で締結されている。締結さ
れた磁気シールド板17の剛性は、締結前に比べて高くな
り、共鳴周波数も高くなる。したがつて、支持アーム18
aを磁気シールド板の中央部に固定し、ここで、膨張機1
0の運転振動を受けてもこれを増幅することはなく、騒
音レベルを低減することができ、運転騒音も小さくな
る。
は、上部及び側部の磁気シールド板17を、締結部材25で
一体化している。また、膨張機10は、支持アーム18aで
磁気シールド板17にボルト等で締結されている。締結さ
れた磁気シールド板17の剛性は、締結前に比べて高くな
り、共鳴周波数も高くなる。したがつて、支持アーム18
aを磁気シールド板の中央部に固定し、ここで、膨張機1
0の運転振動を受けてもこれを増幅することはなく、騒
音レベルを低減することができ、運転騒音も小さくな
る。
また、膨張機は、ギホード・クマホンサイクル，ソル
ベーサイクル，スターリングサイクル，ビルマイヤーサ
イクル，パルスチユーブサイクルなどを適用したもので
あつて、室温部にモータ等の駆動手段が配置されてい
る。
ベーサイクル，スターリングサイクル，ビルマイヤーサ
イクル，パルスチユーブサイクルなどを適用したもので
あつて、室温部にモータ等の駆動手段が配置されてい
る。
なお、本発明においては、磁気シールド体を、円筒体
で構成しても同様な効果を生じる。
で構成しても同様な効果を生じる。
一方、磁気シールド体を必要としないクライオスタツ
トの場合、非磁性体のステンレス鋼で磁気シールド体を
構成し、これを冷凍機支持体として使用しても低騒音化
の効果を生じる。
トの場合、非磁性体のステンレス鋼で磁気シールド体を
構成し、これを冷凍機支持体として使用しても低騒音化
の効果を生じる。
第５図は本発明になる他の実施例を示すもので、フラ
ンジ10b及びフランジ10cを支持ワイヤ又は支持スポーク
26を介して磁気シールド板17で支持し、冷凍機10を固定
したものである。本実施例によれば、支持ワイヤ又はス
ポーク26の本数，線径を変えることで共鳴振動数を、膨
張機10の運転振動数からはずれる様に、容易に選定でき
る効果がある。また、支持ワイヤ又はスポーク26で振動
を吸収できる効果もある。いつぽう、軽量化にも効果が
ある。
ンジ10b及びフランジ10cを支持ワイヤ又は支持スポーク
26を介して磁気シールド板17で支持し、冷凍機10を固定
したものである。本実施例によれば、支持ワイヤ又はス
ポーク26の本数，線径を変えることで共鳴振動数を、膨
張機10の運転振動数からはずれる様に、容易に選定でき
る効果がある。また、支持ワイヤ又はスポーク26で振動
を吸収できる効果もある。いつぽう、軽量化にも効果が
ある。
第６図は本発明になる他の実施例を示すもので、磁気
シールド板17がクライオスタツト７を円筒状に取り囲む
場合の冷凍機支持構造に関するもので、円筒状のシール
ド板27の端部に支持プレート28を一体化し、この支持プ
レート28に膨張機10を固定する構造である。膨張機10と
クライオスタツト凸部とは、ベローズ19で気密一体化し
ている。本実施例によれば、加振点が、剛性の大きい円
筒体の端部になるので、磁気シールド板の共鳴周波数を
高くし、膨張機10の運転振動数から容易にはずすことが
でき、騒音の発生を防止できる。
シールド板17がクライオスタツト７を円筒状に取り囲む
場合の冷凍機支持構造に関するもので、円筒状のシール
ド板27の端部に支持プレート28を一体化し、この支持プ
レート28に膨張機10を固定する構造である。膨張機10と
クライオスタツト凸部とは、ベローズ19で気密一体化し
ている。本実施例によれば、加振点が、剛性の大きい円
筒体の端部になるので、磁気シールド板の共鳴周波数を
高くし、膨張機10の運転振動数から容易にはずすことが
でき、騒音の発生を防止できる。
第７図は本発明になる他の実施例を示すもので、磁気
シールド端板24に直接膨張機10をフランジ10bをボルト
固定して支持したものであり、膨張機10とクライオスタ
ツト凸部とはベローズで気密一体化されている。本実施
例によれば、膨張機10の運転振動が側板24の面内平行方
向に作用するため、側板24の剛性が大きく、共鳴周波数
を高くして、膨張機10の運転振動による共鳴騒音を防止
できる効果がある。
シールド端板24に直接膨張機10をフランジ10bをボルト
固定して支持したものであり、膨張機10とクライオスタ
ツト凸部とはベローズで気密一体化されている。本実施
例によれば、膨張機10の運転振動が側板24の面内平行方
向に作用するため、側板24の剛性が大きく、共鳴周波数
を高くして、膨張機10の運転振動による共鳴騒音を防止
できる効果がある。
以上説明したように、本発明は、断熱槽とある間隙を
もって覆う磁気シールド体の長手方向端部に、磁気シー
ルド体より剛性の小さい板状部材を含む支持手段を介し
て該冷凍機を取り付けるようにしているので、冷凍機の
取り付け部分の磁気シールド体の剛性が高くなり、その
固有振動数が高くなるから、磁気シールド体より剛性の
小さい板状部材を含む支持手段を介して取り付けられた
冷凍機の振動は、磁気シールド板と共鳴せず、磁気シー
ルド板に伝達されにくくなり、この結果騒音を低減する
ことができる。また、本発明では、磁気シールドのため
元々板厚の大きい磁気シールド体に冷凍機を取り付ける
ものであるから、真空容器で構成されたような断熱槽に
冷凍機を取り付ける場合のように断熱槽の板圧を必要以
上に厚く構成する必要はないから、騒音が小さく全体と
して軽量化されたクライオスタットが得られるという効
果がある。
もって覆う磁気シールド体の長手方向端部に、磁気シー
ルド体より剛性の小さい板状部材を含む支持手段を介し
て該冷凍機を取り付けるようにしているので、冷凍機の
取り付け部分の磁気シールド体の剛性が高くなり、その
固有振動数が高くなるから、磁気シールド体より剛性の
小さい板状部材を含む支持手段を介して取り付けられた
冷凍機の振動は、磁気シールド板と共鳴せず、磁気シー
ルド板に伝達されにくくなり、この結果騒音を低減する
ことができる。また、本発明では、磁気シールドのため
元々板厚の大きい磁気シールド体に冷凍機を取り付ける
ものであるから、真空容器で構成されたような断熱槽に
冷凍機を取り付ける場合のように断熱槽の板圧を必要以
上に厚く構成する必要はないから、騒音が小さく全体と
して軽量化されたクライオスタットが得られるという効
果がある。
なお、周方向に配置された前記複数の磁気シールド体
の両端部側をそれぞれ連結して複数の磁気シールド対を
一体化するための剛性の締結部材を設けるようにし、冷
凍機を、前記両端部側締結部材間の磁気シールド体に、
磁気シールド体よりも剛性の小さい板状部材を有する支
持手段を介して取り付けるようにしても、冷凍機を接続
する磁気シールド体の部分は上記剛性の締結部材により
剛性が向上するから、上記と同様の効果を得ることがで
きる。
の両端部側をそれぞれ連結して複数の磁気シールド対を
一体化するための剛性の締結部材を設けるようにし、冷
凍機を、前記両端部側締結部材間の磁気シールド体に、
磁気シールド体よりも剛性の小さい板状部材を有する支
持手段を介して取り付けるようにしても、冷凍機を接続
する磁気シールド体の部分は上記剛性の締結部材により
剛性が向上するから、上記と同様の効果を得ることがで
きる。
第１図は本発明の一実施例を示す超電導マグネツトを内
蔵した冷凍機付きクライオスタツトの部分的に切除した
斜視図、第２図は本発明の他の実施例を説明する斜視
図、第３図は本発明の他の実施例を説明する部分側断面
図、第４図は本発明の他の実施例を示す部分斜視図、第
５図は本発明の更に他の実施例を示す部分斜視図、第６
図は本発明の更に他の実施例を示す斜視図、第７図は本
発明の更に他の実施例を示す部分斜視図である。 ２……超電導マグネツト、３……液体ヘリウム、４……
液体ヘリウム槽、８……積層断熱材、９……圧縮機ユニ
ツト、10……膨張機、17……磁気シールド体、18a……
支持アーム、18b……支持体、19……ベローズ、24……
磁気シールド端板、24……側板、25……締結部材、28…
…支持プレート。
蔵した冷凍機付きクライオスタツトの部分的に切除した
斜視図、第２図は本発明の他の実施例を説明する斜視
図、第３図は本発明の他の実施例を説明する部分側断面
図、第４図は本発明の他の実施例を示す部分斜視図、第
５図は本発明の更に他の実施例を示す部分斜視図、第６
図は本発明の更に他の実施例を示す斜視図、第７図は本
発明の更に他の実施例を示す部分斜視図である。 ２……超電導マグネツト、３……液体ヘリウム、４……
液体ヘリウム槽、８……積層断熱材、９……圧縮機ユニ
ツト、10……膨張機、17……磁気シールド体、18a……
支持アーム、18b……支持体、19……ベローズ、24……
磁気シールド端板、24……側板、25……締結部材、28…
…支持プレート。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−81486（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−78208（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 39/04 F25D 3/10 H01F 6/04 H01F 6/00
Claims (6)
- 【請求項１】被冷却体及び被冷却体を直接，間接的に冷
却する冷凍機の低温端を断熱槽に納めた冷凍機付きクラ
イオスタットにおいて、前記断熱槽以外の、断熱槽とあ
る間隙をもって覆う磁気シールド体の長手方向端部に、
磁気シールド体より剛性の小さい板状支持手段を介して
該冷凍機を取り付けたことを特徴とする防振型クライオ
スタット。 - 【請求項２】前記断熱槽の両端側をある間隙をもって覆
いかつ前記磁気シールド体に固定された磁気シールド体
の端板を設けると共に、この両端側の端板にこれら端板
をまたぐように固定された支持体（18c）を設け、この
支持体に前記剛性の小さい板状部材を取り付けて、前記
支持手段を構成するようにしたことを特徴とする請求項
１記載の防振型クライオスタツト。 - 【請求項３】前記磁気シールド体は、前記断熱槽を周方
向に覆うように複数の部材で構成され、この周方向に配
置された部材間を連結する剛性の締結部材を設け、磁気
シールド体全体の剛性を高めたことを特徴とする請求項
１記載の防振型クライオスタット。 - 【請求項４】前記支持手段を、制振素材で構成したこと
を特徴とする請求項１記載の防振型クライオスタット。 - 【請求項５】前記磁気シールド体を円筒状に構成したこ
とを特徴とする請求項１記載の防振型クライオスタッ
ト。 - 【請求項６】被冷却体及び被冷却体を直接または間接的
に冷却する冷凍機の低温端を断熱槽に納めた冷凍機付き
クライオスタットにおいて、 前記断熱槽とある間隙をもって該断熱槽を周方向に覆う
ように設けられた複数の磁気シールド体と、 周方向に配置された前記複数の磁気シールド体の両端部
側をそれぞれ連結して複数の磁気シールド対を一体化す
るための剛性の締結部材（25,25）と、を備え、 前記冷凍機は、前記両端部側締結部材間の磁気シールド
体に、磁気シールド体よりも剛性の小さい板状部材（18
a）を有する支持手段を介して取り付けられていること
を特徴とする防振型クライオスタット。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02190539A JP3102492B2 (ja) | 1990-07-20 | 1990-07-20 | 防振型クライオスタツト |
| DE69102105T DE69102105T2 (de) | 1990-07-20 | 1991-07-03 | Kryostat und Bilderzeugungsapparat mittels magnetischer Kernresonanz mit einem Kryostat. |
| EP91306040A EP0467558B1 (en) | 1990-07-20 | 1991-07-03 | A cryostat and nuclear magnetic resonance imaging apparatus including a cryostat |
| US07/733,647 US5181385A (en) | 1990-07-20 | 1991-07-22 | Cryostat and nuclear magnetic resonance imaging apparatus including a cryostat |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02190539A JP3102492B2 (ja) | 1990-07-20 | 1990-07-20 | 防振型クライオスタツト |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0478175A JPH0478175A (ja) | 1992-03-12 |
| JP3102492B2 true JP3102492B2 (ja) | 2000-10-23 |
Family
ID=16259770
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02190539A Expired - Fee Related JP3102492B2 (ja) | 1990-07-20 | 1990-07-20 | 防振型クライオスタツト |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5181385A (ja) |
| EP (1) | EP0467558B1 (ja) |
| JP (1) | JP3102492B2 (ja) |
| DE (1) | DE69102105T2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| DE19548273A1 (de) * | 1995-12-22 | 1997-06-26 | Spectrospin Ag | NMR-Meßeinrichtung mit Pulsrohrkühler |
| DE19940551C1 (de) * | 1999-08-26 | 2001-05-23 | Siemens Ag | Magnetresonanztomographiegerät mit schwingungsentkoppelter äußerer Hülle |
| US6289681B1 (en) * | 1999-11-17 | 2001-09-18 | General Electric Company | Superconducting magnet split cryostat interconnect assembly |
| DE10048340C2 (de) * | 2000-09-29 | 2002-11-14 | Siemens Ag | Magnetresonanzapparatur |
| GB0411601D0 (en) * | 2004-05-25 | 2004-06-30 | Oxford Magnet Tech | Side sock refrigerator interface |
| JP4796393B2 (ja) * | 2006-01-17 | 2011-10-19 | 株式会社日立製作所 | 超電導電磁石 |
| JP5128211B2 (ja) * | 2007-09-05 | 2013-01-23 | 株式会社日立製作所 | 超電導磁石装置および磁気共鳴撮像装置 |
| WO2012127604A1 (ja) | 2011-03-22 | 2012-09-27 | 三菱電機株式会社 | 超電導マグネット |
| CN107204226B (zh) * | 2016-03-18 | 2020-06-02 | 上海联影医疗科技有限公司 | 一种超导磁体的低温容器 |
| CN110709660B (zh) * | 2017-04-12 | 2022-04-19 | 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 | 用于构造冷箱模块的方法和所得设备 |
| CN114496455B (zh) * | 2022-02-25 | 2023-11-14 | 中国科学院电工研究所 | 一种高场大孔径磁共振成像被动屏蔽超导磁体 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5932758A (ja) * | 1982-08-16 | 1984-02-22 | 株式会社日立製作所 | 冷凍機付クライオスタツト |
| US4655045A (en) * | 1985-01-17 | 1987-04-07 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Cryogenic vessel for a superconducting apparatus |
| US4689970A (en) * | 1985-06-29 | 1987-09-01 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Cryogenic apparatus |
| DE3686999T2 (de) * | 1986-06-04 | 1993-06-03 | Mitsubishi Electric Corp | Supraleitender magnet. |
| JPH0629635Y2 (ja) * | 1986-09-09 | 1994-08-10 | 古河電気工業株式会社 | 低温保持装置 |
| US4848103A (en) * | 1987-04-02 | 1989-07-18 | General Electric Company | Radial cryostat suspension system |
| US4781034A (en) * | 1987-06-10 | 1988-11-01 | Universities Research Association, Inc. | Cryogenic support system |
| JPS63307711A (ja) * | 1987-06-10 | 1988-12-15 | Toshiba Corp | 磁石装置 |
| DE3724569A1 (de) * | 1987-07-24 | 1989-02-02 | Spectrospin Ag | Kryostat |
| US4959964A (en) * | 1988-09-16 | 1990-10-02 | Hitachi, Ltd. | Cryostat with refrigerator containing superconductive magnet |
| US4986078A (en) * | 1989-08-17 | 1991-01-22 | General Electric Company | Refrigerated MR magnet support system |
-
1990
- 1990-07-20 JP JP02190539A patent/JP3102492B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-07-03 EP EP91306040A patent/EP0467558B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-07-03 DE DE69102105T patent/DE69102105T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-07-22 US US07/733,647 patent/US5181385A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0467558A1 (en) | 1992-01-22 |
| US5181385A (en) | 1993-01-26 |
| JPH0478175A (ja) | 1992-03-12 |
| DE69102105D1 (de) | 1994-06-30 |
| EP0467558B1 (en) | 1994-05-25 |
| DE69102105T2 (de) | 1994-09-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |