JP3292524B2 - クライオスタット - Google Patents
クライオスタットInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液体ヘリウム等の液化
ガス貯槽と常温部を連結する配管を有するクライオスタ
ットの構成に関する。
ガス貯槽と常温部を連結する配管を有するクライオスタ
ットの構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】静磁場を発生させるために超伝導磁石を
用いるＭＲＩ装置（磁気共鳴映像装置）等では、液体ヘ
リウム等の液化ガス貯槽を備えたクライオスタットが使
用されている。
用いるＭＲＩ装置（磁気共鳴映像装置）等では、液体ヘ
リウム等の液化ガス貯槽を備えたクライオスタットが使
用されている。
【０００３】図１０は、従来のクライオスタットの一例
を示す概略断面図である。この図に示すように、真空槽
１内には１段輻射シールド板２と２段輻射シールド板３
が配設されており、１，２段輻射シールド板２，３には
ＧＭ（ギホード・マクマホン）冷凍機４が接続されてい
る。
を示す概略断面図である。この図に示すように、真空槽
１内には１段輻射シールド板２と２段輻射シールド板３
が配設されており、１，２段輻射シールド板２，３には
ＧＭ（ギホード・マクマホン）冷凍機４が接続されてい
る。
【０００４】２段輻射シールド板３内には、液体ヘリウ
ム５が貯蔵されている液体ヘリウム槽６が配設されてお
り、液体ヘリウム槽６内には液体ヘリウム５に浸される
ようにして超伝導磁石７が配置されている。
ム５が貯蔵されている液体ヘリウム槽６が配設されてお
り、液体ヘリウム槽６内には液体ヘリウム５に浸される
ようにして超伝導磁石７が配置されている。
【０００５】液体ヘリウム槽６には、真空槽１、１，２
段輻射シールド板２，３を通して常温部のヘリウム回収
部（図示省略）と連通している配管８が連結されてお
り、配管８は１，２段輻射シールド板２，３の１，２段
アンカー部９，１０で冷却（１段アンカー部９では例え
ば４０〜４５Ｋ、２段アンカー部１０では例えば５〜９
Ｋ程度）される。
段輻射シールド板２，３を通して常温部のヘリウム回収
部（図示省略）と連通している配管８が連結されてお
り、配管８は１，２段輻射シールド板２，３の１，２段
アンカー部９，１０で冷却（１段アンカー部９では例え
ば４０〜４５Ｋ、２段アンカー部１０では例えば５〜９
Ｋ程度）される。
【０００６】また、ヘリウムガスの対流、熱伝導、輻射
等によって常温部のヘリウム回収部（図示省略）から配
管８内を通して液体ヘリウム槽６への熱侵入を防ぐため
に、配管８内には、例えば図１１に示すように、外周面
に複数のバッフル板１１を円周方向に取付けたＦＲＰか
ら成る円筒部材１２を挿入したり、あるいは円筒部材１
２の代わりに図１０に示すように、複数のバッフル板１
１を円周方向に取付けたＦＲＰ（Fiber Reinforcement
Plastic ）棒１４が挿入されている。
等によって常温部のヘリウム回収部（図示省略）から配
管８内を通して液体ヘリウム槽６への熱侵入を防ぐため
に、配管８内には、例えば図１１に示すように、外周面
に複数のバッフル板１１を円周方向に取付けたＦＲＰか
ら成る円筒部材１２を挿入したり、あるいは円筒部材１
２の代わりに図１０に示すように、複数のバッフル板１
１を円周方向に取付けたＦＲＰ（Fiber Reinforcement
Plastic ）棒１４が挿入されている。
【０００７】このように、上記した従来のクライオスタ
ットでは、液化ヘリウム槽６と常温部のヘリウム回収部
（図示省略）を連結する配管８内に、外周面に複数のバ
ッフル板１１を円周方向に取付けた円筒部材１２（図１
１参照）や、複数のバッフル板１１を円周方向に取付け
たＦＲＰ棒１４（図１２参照）を挿入している。これに
よりこれらを配管８内に挿入しない場合では、ヘリウム
回収部（図示省略）から配管８を通して液体ヘリウム槽
６への熱侵入量が約１９ｍＷ（２段アンカー部１０の温
度は約７Ｋ）だったのを、約９ｍＷ（２段アンカー部１
０の温度は約７Ｋ）に低減することができるようになっ
た。
ットでは、液化ヘリウム槽６と常温部のヘリウム回収部
（図示省略）を連結する配管８内に、外周面に複数のバ
ッフル板１１を円周方向に取付けた円筒部材１２（図１
１参照）や、複数のバッフル板１１を円周方向に取付け
たＦＲＰ棒１４（図１２参照）を挿入している。これに
よりこれらを配管８内に挿入しない場合では、ヘリウム
回収部（図示省略）から配管８を通して液体ヘリウム槽
６への熱侵入量が約１９ｍＷ（２段アンカー部１０の温
度は約７Ｋ）だったのを、約９ｍＷ（２段アンカー部１
０の温度は約７Ｋ）に低減することができるようになっ
た。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記したように従来の
クライオスタットでは、常温部のヘリウム回収部（図示
省略）から極低温部の液体ヘリウム槽６への熱侵入量を
低減するために、配管８内に、外周面に複数のバッフル
板１１を円周方向に取付けた円筒部材１２（図１１参
照）や、バッフル板１１を円周方向に取付けたＦＲＰ棒
１４（図１２参照）が挿入されている。
クライオスタットでは、常温部のヘリウム回収部（図示
省略）から極低温部の液体ヘリウム槽６への熱侵入量を
低減するために、配管８内に、外周面に複数のバッフル
板１１を円周方向に取付けた円筒部材１２（図１１参
照）や、バッフル板１１を円周方向に取付けたＦＲＰ棒
１４（図１２参照）が挿入されている。
【０００９】しかしながら、上記したような従来のクラ
イオスタットでは、バッフル板１１を配管８内に多段に
配置したことによってヘリウム回収部（図示省略）から
液体ヘリウム槽６へのヘリウムガスの対流が不規則な流
れとなり、ヘリウム回収部（図示省略）から液体ヘリウ
ム槽６への熱侵入を充分遮断することができなかった。
イオスタットでは、バッフル板１１を配管８内に多段に
配置したことによってヘリウム回収部（図示省略）から
液体ヘリウム槽６へのヘリウムガスの対流が不規則な流
れとなり、ヘリウム回収部（図示省略）から液体ヘリウ
ム槽６への熱侵入を充分遮断することができなかった。
【００１０】このため、液体ヘリウム槽６から液体ヘリ
ウム５が蒸発してしまい、現実問題として液体ヘリウム
の補充を頻繁に行う必要があり、このため維持費が高く
なっていた。
ウム５が蒸発してしまい、現実問題として液体ヘリウム
の補充を頻繁に行う必要があり、このため維持費が高く
なっていた。
【００１１】本発明は上記した課題を解決する目的でな
され、常温部から配管を通して液化ガス貯槽への熱侵入
量を大幅に低減して液化ヘリウム５の蒸発を少なくする
ことができるクライオスタットを提供しようとするもの
である。
され、常温部から配管を通して液化ガス貯槽への熱侵入
量を大幅に低減して液化ヘリウム５の蒸発を少なくする
ことができるクライオスタットを提供しようとするもの
である。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記した従来の課題を解
決するために本発明はなされたものであり、請求項１に
記載のクライオスタットに於ては、極低温媒体を収納す
るための容器と、前記容器の内部と外部とを連通させる
ための配管と、前記配管内に該配管と隙間を隔てて配設
される少なくとも１つの筒状部材と、前記配管を冷却す
るための熱アンカー部と、一方の端が前記配管に固着さ
れて前記筒状部材内に配置されている棒状部材の他方の
端に固着され、前記筒状部材内の前記極低温媒体のガス
層を前記筒状部材の長手方向に分断するように前記筒状
部材内に配置される板状部材とから構成されていること
を特徴としている。
決するために本発明はなされたものであり、請求項１に
記載のクライオスタットに於ては、極低温媒体を収納す
るための容器と、前記容器の内部と外部とを連通させる
ための配管と、前記配管内に該配管と隙間を隔てて配設
される少なくとも１つの筒状部材と、前記配管を冷却す
るための熱アンカー部と、一方の端が前記配管に固着さ
れて前記筒状部材内に配置されている棒状部材の他方の
端に固着され、前記筒状部材内の前記極低温媒体のガス
層を前記筒状部材の長手方向に分断するように前記筒状
部材内に配置される板状部材とから構成されていること
を特徴としている。
【００１３】また、請求項２に記載のクライオスタット
に於ては、極低温媒体を収納するための容器と、前記容
器の内部と外部とを連通させるための配管と、前記配管
を冷却するために前記配管の長手方向に離れて設けられ
る第１および第２の熱アンカー部と、一方の端が前記配
管に固着されて前記配管内に配置されている棒状部材の
他方の端に固着され、前記配管内の前記極低温媒体のガ
ス層を前記配管の長手方向に分断し、前記第１および第
２の熱アンカー部の間の位置となるように前記配管内に
配置される板状部材とから構成されていることを特徴と
している。
に於ては、極低温媒体を収納するための容器と、前記容
器の内部と外部とを連通させるための配管と、前記配管
を冷却するために前記配管の長手方向に離れて設けられ
る第１および第２の熱アンカー部と、一方の端が前記配
管に固着されて前記配管内に配置されている棒状部材の
他方の端に固着され、前記配管内の前記極低温媒体のガ
ス層を前記配管の長手方向に分断し、前記第１および第
２の熱アンカー部の間の位置となるように前記配管内に
配置される板状部材とから構成されていることを特徴と
している。
【００１４】また、請求項３に記載のクライオスタット
に於ては、請求項２に記載のクライオスタットにおい
て、前記板状部材は、複数枚の薄板を積層して構成され
ていることを特徴としている。
に於ては、請求項２に記載のクライオスタットにおい
て、前記板状部材は、複数枚の薄板を積層して構成され
ていることを特徴としている。
【００１５】また、請求項４に記載のクライオスタット
に於ては、極低温媒体を収納するための容器と、前記容
器の内部と外部とを連通させるための配管と、前記配管
を冷却するための熱アンカー部と、一方の端が前記配管
に固着されて前記配管内に配置されている棒状部材の他
方の端に固着され、前記配管内の前記極低温媒体のガス
層を前記配管の長手方向に分断するように前記配管内に
配置された多層の断熱材から成る板状部材とから構成さ
れていることを特徴としている。
に於ては、極低温媒体を収納するための容器と、前記容
器の内部と外部とを連通させるための配管と、前記配管
を冷却するための熱アンカー部と、一方の端が前記配管
に固着されて前記配管内に配置されている棒状部材の他
方の端に固着され、前記配管内の前記極低温媒体のガス
層を前記配管の長手方向に分断するように前記配管内に
配置された多層の断熱材から成る板状部材とから構成さ
れていることを特徴としている。
【００１６】また、請求項５に記載のクライオスタット
に於ては、請求項１あるいは請求項４に記載のクライオ
スタットにおいて、前記熱アンカー部は、前記配管の長
手方向に所定距離離れて少くとも２箇所設けられ、前記
板状部材は前記２箇所に設けられる熱アンカー部のほぼ
中間位置に対応する位置に配置されていることを特徴と
している。
に於ては、請求項１あるいは請求項４に記載のクライオ
スタットにおいて、前記熱アンカー部は、前記配管の長
手方向に所定距離離れて少くとも２箇所設けられ、前記
板状部材は前記２箇所に設けられる熱アンカー部のほぼ
中間位置に対応する位置に配置されていることを特徴と
している。
【００１７】
【作用】本発明者等は、上記した課題である液化ガス貯
槽への熱侵入について鋭意研究を重ねた結果、常温部と
極低温部である液化ガス貯槽とを連結する配管と熱アン
カー部とを具備したクライオスタットにおいて、第１ア
ンカー部と、第２アンカー部との間の位置にバッフル板
又は、熱輻射率の小さい部材で形成した挿入板を挿入す
ることによって、配管内の気化ガスの温度分布を調整可
能であることを見い出した。これによりガスの対流を防
ぎ、更に常温部からの輻射熱を遮断し、その結果常温部
と極低温部である液化ガス貯槽とを連結する配管の液化
ガス貯槽への熱侵入量を低減することが可能となった。
槽への熱侵入について鋭意研究を重ねた結果、常温部と
極低温部である液化ガス貯槽とを連結する配管と熱アン
カー部とを具備したクライオスタットにおいて、第１ア
ンカー部と、第２アンカー部との間の位置にバッフル板
又は、熱輻射率の小さい部材で形成した挿入板を挿入す
ることによって、配管内の気化ガスの温度分布を調整可
能であることを見い出した。これによりガスの対流を防
ぎ、更に常温部からの輻射熱を遮断し、その結果常温部
と極低温部である液化ガス貯槽とを連結する配管の液化
ガス貯槽への熱侵入量を低減することが可能となった。
【００１８】このように、本発明に係るクライオスタッ
トによれば、配管内の所定位置に配設した挿入板によっ
て液化ガス貯槽への熱侵入量を低減することができるの
で、液化ガスの蒸発を少なくすることができる。
トによれば、配管内の所定位置に配設した挿入板によっ
て液化ガス貯槽への熱侵入量を低減することができるの
で、液化ガスの蒸発を少なくすることができる。
【００１９】
【実施例】以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細
に説明する。尚、従来と同一部材には同一符号を付して
説明する。
に説明する。尚、従来と同一部材には同一符号を付して
説明する。
【００２０】＜第１実施例＞図１は、本発明の第１実施
例に係るクライオスタットを示す概略断面図である。図
２はクライオスタットを含む配管８の概略断面図であ
る。これらの図に示すように、本実施例に係るクライオ
スタットは、真空槽１内に１段輻射シールド板２と、２
段輻射シールド板３と、２段輻射シールド板３内に配設
した極低温部の液体ヘリウム槽６と、この液体ヘリウム
槽６と常温部のヘリウム回収部（図示省略）とを連結す
る配管８とを具備しており、１，２段輻射シールド板
２，３は接続されているＧＭ冷凍機４で冷却されてい
る。
例に係るクライオスタットを示す概略断面図である。図
２はクライオスタットを含む配管８の概略断面図であ
る。これらの図に示すように、本実施例に係るクライオ
スタットは、真空槽１内に１段輻射シールド板２と、２
段輻射シールド板３と、２段輻射シールド板３内に配設
した極低温部の液体ヘリウム槽６と、この液体ヘリウム
槽６と常温部のヘリウム回収部（図示省略）とを連結す
る配管８とを具備しており、１，２段輻射シールド板
２，３は接続されているＧＭ冷凍機４で冷却されてい
る。
【００２１】液体ヘリウム５が貯蔵されている液体ヘリ
ウム槽６内には、液体ヘリウム５に浸されるようにして
超伝導磁石７が配置されており、配管８は、１，２段輻
射シールド板２，３の１，２段アンカー部９，１０で冷
却（１段アンカー部９では例えば４０〜４５Ｋ、２段ア
ンカー部１０では例えば５〜９Ｋ程度）されている。
ウム槽６内には、液体ヘリウム５に浸されるようにして
超伝導磁石７が配置されており、配管８は、１，２段輻
射シールド板２，３の１，２段アンカー部９，１０で冷
却（１段アンカー部９では例えば４０〜４５Ｋ、２段ア
ンカー部１０では例えば５〜９Ｋ程度）されている。
【００２２】配管８内には、外周面に複数のバッフル板
１１を円周方向に取付けたＦＲＰから成る円筒部材１２
が挿入され、更に、円筒部材１２内には、熱輻射率の小
さい例えばＦＲＰ、あるいはＭＬＩ（多層断熱材）、あ
るいはＳＵＳ、あるいはアルミ等から成る薄板が１枚あ
るいは複数枚積層されている円板状の薄い挿入板１５を
先端に取付けたＦＲＰ棒１４が挿入されている（図２参
照）。挿入板１５は、１段アンカー部９と２段アンカー
部１０の中間に位置するようにして配置され、挿入板１
５の周面と円筒部材１２の内周面間には、約１ｍｍの微
小隙間が形成されている。
１１を円周方向に取付けたＦＲＰから成る円筒部材１２
が挿入され、更に、円筒部材１２内には、熱輻射率の小
さい例えばＦＲＰ、あるいはＭＬＩ（多層断熱材）、あ
るいはＳＵＳ、あるいはアルミ等から成る薄板が１枚あ
るいは複数枚積層されている円板状の薄い挿入板１５を
先端に取付けたＦＲＰ棒１４が挿入されている（図２参
照）。挿入板１５は、１段アンカー部９と２段アンカー
部１０の中間に位置するようにして配置され、挿入板１
５の周面と円筒部材１２の内周面間には、約１ｍｍの微
小隙間が形成されている。
【００２３】ＦＲＰ棒１４の上部は、真空槽１の外側に
突出している配管８の上部８ａの内側に固着されてお
り、配管８の上部８ａは、配管８を嵌合するようにして
真空槽１の上部に配設したフランジ１６に着脱自在に接
続されている。また、円筒部材１２の上部は、配管８の
内周面に固着されている。
突出している配管８の上部８ａの内側に固着されてお
り、配管８の上部８ａは、配管８を嵌合するようにして
真空槽１の上部に配設したフランジ１６に着脱自在に接
続されている。また、円筒部材１２の上部は、配管８の
内周面に固着されている。
【００２４】図３は、図２に示した挿入板としてのバッ
フル板１１の位置と熱侵入量との関係を示した図であ
る。ここでは、挿入板ＡはＳＵＳ板３枚から構成されて
いる場合、挿入板Ｂは複数のＳＵＳ板を積層して構成し
ている場合、挿入板Ｃは複数のアルミ板を積層して構成
されている場合の実験結果を示している。挿入板位置
［ｃｍ］は、円筒部材１２と極低温液体ヘリウム槽６と
の接触面８ｂから測定した挿入板１５の距離である。同
図で明らかなように、上記３種類の挿入板のいずれの場
合においても、熱侵入量が最も少ない位置は、挿入板が
１段アンカー部および２段アンカー部のほぼ中間点に位
置している場合である。
フル板１１の位置と熱侵入量との関係を示した図であ
る。ここでは、挿入板ＡはＳＵＳ板３枚から構成されて
いる場合、挿入板Ｂは複数のＳＵＳ板を積層して構成し
ている場合、挿入板Ｃは複数のアルミ板を積層して構成
されている場合の実験結果を示している。挿入板位置
［ｃｍ］は、円筒部材１２と極低温液体ヘリウム槽６と
の接触面８ｂから測定した挿入板１５の距離である。同
図で明らかなように、上記３種類の挿入板のいずれの場
合においても、熱侵入量が最も少ない位置は、挿入板が
１段アンカー部および２段アンカー部のほぼ中間点に位
置している場合である。
【００２５】この実験結果より、挿入板１５の位置を１
段アンカー部９と２段アンカー部１０との中間点に位置
させる場合に最も熱侵入量を少なくすることができるこ
とがわかった。また上記条件に加えて、図３から明らか
なようにバッフル板の位置（図３に＊印で示す）を避け
て挿入板を挿入設置した方が熱侵入量を少なくできるこ
とがわかる。即ち、円筒部材１２に形成されているバッ
フル板１１の位置に対して、円筒部材１２の長手方向か
ら見て、挿入板１５の位置をバッフル板１１の位置とず
らした位置に設置したほうが、さらに熱侵入量を少なく
できる。
段アンカー部９と２段アンカー部１０との中間点に位置
させる場合に最も熱侵入量を少なくすることができるこ
とがわかった。また上記条件に加えて、図３から明らか
なようにバッフル板の位置（図３に＊印で示す）を避け
て挿入板を挿入設置した方が熱侵入量を少なくできるこ
とがわかる。即ち、円筒部材１２に形成されているバッ
フル板１１の位置に対して、円筒部材１２の長手方向か
ら見て、挿入板１５の位置をバッフル板１１の位置とず
らした位置に設置したほうが、さらに熱侵入量を少なく
できる。
【００２６】＜第２実施例＞図４は、本発明の第２実施
例に係るクライオスタットのヘリウム回収部と液体ヘリ
ウム槽との間を連結する配管を示す概略断面図である。
例に係るクライオスタットのヘリウム回収部と液体ヘリ
ウム槽との間を連結する配管を示す概略断面図である。
【００２７】本実施例では、配管８内に、円板状のＦＲ
Ｐ板１７上に複数層（例えば１０層以上）の熱輻射率の
小さいＭＬＩ（多層断熱材）１８を載置することによっ
て形成される挿入板１９が挿入されており、挿入板１９
は、配管８の上部８ａの内側に固着されているＦＲＰ棒
１４の先端に取付けられている。
Ｐ板１７上に複数層（例えば１０層以上）の熱輻射率の
小さいＭＬＩ（多層断熱材）１８を載置することによっ
て形成される挿入板１９が挿入されており、挿入板１９
は、配管８の上部８ａの内側に固着されているＦＲＰ棒
１４の先端に取付けられている。
【００２８】挿入板１９は、前記第１実施例と同様に１
段アンカー部９と２段アンカー部１０とのほぼ中間に位
置するようにして配置され、挿入板１９の周面と配管８
の内周間には、約１ｍｍの微小隙間が形成されている。
他の部分の構成は図１および図２に示した第１実施例と
同様である。
段アンカー部９と２段アンカー部１０とのほぼ中間に位
置するようにして配置され、挿入板１９の周面と配管８
の内周間には、約１ｍｍの微小隙間が形成されている。
他の部分の構成は図１および図２に示した第１実施例と
同様である。
【００２９】＜第３実施例＞図５は、本発明の第３実施
例に係るクライオスタットのヘリウム回収部と液体ヘリ
ウム槽との間を連結する配管を示す概略断面図である。
例に係るクライオスタットのヘリウム回収部と液体ヘリ
ウム槽との間を連結する配管を示す概略断面図である。
【００３０】本実施例では、配管８内に、かご状のＦＲ
Ｐ容器２０内に複数層（例えば１０層以上）の熱輻射率
の小さいＭＬＩ（多層断熱材）１８を収納することによ
って形成される挿入板２１が挿入されており、挿入板２
１は、配管８の上部８ａの内側に固着されているＦＲＰ
棒１４の先端に取付けられている。
Ｐ容器２０内に複数層（例えば１０層以上）の熱輻射率
の小さいＭＬＩ（多層断熱材）１８を収納することによ
って形成される挿入板２１が挿入されており、挿入板２
１は、配管８の上部８ａの内側に固着されているＦＲＰ
棒１４の先端に取付けられている。
【００３１】挿入板２１は、前記実施例同様１段アンカ
ー部９と２段アンカー部１０との中間点に位置するよう
にして配置され、挿入板２１の周面と配管８の内周面間
には、約１ｍｍの微小隙間が形成されている。他の部分
の構成は図１に示した第１実施例のクライオスタットの
構成と同様である。
ー部９と２段アンカー部１０との中間点に位置するよう
にして配置され、挿入板２１の周面と配管８の内周面間
には、約１ｍｍの微小隙間が形成されている。他の部分
の構成は図１に示した第１実施例のクライオスタットの
構成と同様である。
【００３２】図６は、図５に示したクライオスタット内
に積層された６０枚の挿入板から構成される挿入板２１
の位置と熱侵入量との関係を示した図である。同図にお
いて、図３に示した実験結果の場合と同様に、挿入板位
置［ｃｍ］は、円筒部材１２と極低温液体ヘリウム槽６
との接触面８ｂから測定した挿入板１５との距離であ
る。本実験結果においても、図３に示した実験結果の場
合と同様に、挿入板２１の位置が１段アンカー部および
２段アンカー部のほぼ中間点に位置する場合が、最も熱
侵入量が少ないことが明らかとなった。
に積層された６０枚の挿入板から構成される挿入板２１
の位置と熱侵入量との関係を示した図である。同図にお
いて、図３に示した実験結果の場合と同様に、挿入板位
置［ｃｍ］は、円筒部材１２と極低温液体ヘリウム槽６
との接触面８ｂから測定した挿入板１５との距離であ
る。本実験結果においても、図３に示した実験結果の場
合と同様に、挿入板２１の位置が１段アンカー部および
２段アンカー部のほぼ中間点に位置する場合が、最も熱
侵入量が少ないことが明らかとなった。
【００３３】＜第４実施例＞図７は、本発明の第４実施
例に係るクライオスタットのヘリウム回収部と液体ヘリ
ウム槽との間を連結する配管を示す概略断面図である。
例に係るクライオスタットのヘリウム回収部と液体ヘリ
ウム槽との間を連結する配管を示す概略断面図である。
【００３４】本実施例では、配管８内に、熱輻射率の小
さい例えばＦＲＰ、あるいはＳＵＳ、あるいはアルミ等
から成る薄板が１枚あるいは複数枚積層されている円板
状の薄い挿入板２２が挿入されており、挿入板２２は、
配管８の上部８ａの内側に固着されているＦＲＰ棒１４
の先端に取付けられている。
さい例えばＦＲＰ、あるいはＳＵＳ、あるいはアルミ等
から成る薄板が１枚あるいは複数枚積層されている円板
状の薄い挿入板２２が挿入されており、挿入板２２は、
配管８の上部８ａの内側に固着されているＦＲＰ棒１４
の先端に取付けられている。
【００３５】挿入板２２は、前記実施例同様１段アンカ
ー部９と２段アンカー部１０との中間点に位置するよう
にして配置され、挿入板２２の周面と配管８の内周面間
には、微小隙間が形成されている。他の部分の構成は図
１に示した第１実施例のクライオスタットの構成と同様
である。
ー部９と２段アンカー部１０との中間点に位置するよう
にして配置され、挿入板２２の周面と配管８の内周面間
には、微小隙間が形成されている。他の部分の構成は図
１に示した第１実施例のクライオスタットの構成と同様
である。
【００３６】上記した第１〜第４実施例に示したよう
に、ヘリウム回収部（図示省略）と液体ヘリウム槽６の
間を連結する配管８内の気化ヘリウムガス層を１段アン
カー部および２段アンカー部のほぼ中間点で上下方向
（配管８の長さ方向）に分割するようにして挿入した挿
入板１５，１９，２１，２２によって、配管８内のヘリ
ウムガスの温度分布のばらつきをなくすことができ、こ
れによりヘリウムガスの対流を防ぐことができる。更
に、ヘリウム回収部（図示省略）から液体ヘリウム槽６
への輻射熱も遮断することができる。
に、ヘリウム回収部（図示省略）と液体ヘリウム槽６の
間を連結する配管８内の気化ヘリウムガス層を１段アン
カー部および２段アンカー部のほぼ中間点で上下方向
（配管８の長さ方向）に分割するようにして挿入した挿
入板１５，１９，２１，２２によって、配管８内のヘリ
ウムガスの温度分布のばらつきをなくすことができ、こ
れによりヘリウムガスの対流を防ぐことができる。更
に、ヘリウム回収部（図示省略）から液体ヘリウム槽６
への輻射熱も遮断することができる。
【００３７】また、上記した第１〜第４の各実施例にお
いて、挿入板１５，１９，２１，２２を先端に取付けた
ＦＲＰ棒１４は、フランジ１６に着脱自在に取付けられ
ている配管８の上部８ａに固着されているので、超伝導
磁石７を超伝導状態にする際には先ず配管８の上部８ａ
を取外し、配管８内に電流リード（図示省略）を挿入し
て超伝導磁石７を励磁して超伝導状態にする。そして、
配管８内から電流リード（図示省略）を取外した後に配
管８の上部８ａをフランジ１６に取付けて、配管８内に
挿入板１５，１９，２１，２２を挿入する。
いて、挿入板１５，１９，２１，２２を先端に取付けた
ＦＲＰ棒１４は、フランジ１６に着脱自在に取付けられ
ている配管８の上部８ａに固着されているので、超伝導
磁石７を超伝導状態にする際には先ず配管８の上部８ａ
を取外し、配管８内に電流リード（図示省略）を挿入し
て超伝導磁石７を励磁して超伝導状態にする。そして、
配管８内から電流リード（図示省略）を取外した後に配
管８の上部８ａをフランジ１６に取付けて、配管８内に
挿入板１５，１９，２１，２２を挿入する。
【００３８】このように、配管８の上部８ａと一体にＦ
ＲＰ棒１４に固着した挿入板１５，１９，２１，２２を
着脱することができるので、電流リード（図示省略）を
出し入れする時には、挿入板１５，１９，２１，２２を
配管８から容易に取外すことができる。
ＲＰ棒１４に固着した挿入板１５，１９，２１，２２を
着脱することができるので、電流リード（図示省略）を
出し入れする時には、挿入板１５，１９，２１，２２を
配管８から容易に取外すことができる。
【００３９】図８は、本発明の第１，第２実施例におけ
る配管８を使用したクライオスタットの液体ヘリウム槽
６への熱侵入量の測定結果を示したものである。この図
に示すように、図１０に示した従来のクライオスタット
の配管８の場合（図中Ａ）には、液体ヘリウム槽６への
熱侵入量が約９．３ｍＷ（２段アンカー部１０の温度
７．３Ｋ）であったのが、本実施例（例えば第１実施例
で円筒部材１２内にＭＬＩ（多層断熱材）から成る挿入
板１５を挿入した場合（図中Ｂ））では、液体ヘリウム
槽６への熱侵入量が約１．５ｍＷ（２段アンカー部１０
の温度７．３Ｋ）となり、従来に比べて熱侵入量が約１
／６に減少した。
る配管８を使用したクライオスタットの液体ヘリウム槽
６への熱侵入量の測定結果を示したものである。この図
に示すように、図１０に示した従来のクライオスタット
の配管８の場合（図中Ａ）には、液体ヘリウム槽６への
熱侵入量が約９．３ｍＷ（２段アンカー部１０の温度
７．３Ｋ）であったのが、本実施例（例えば第１実施例
で円筒部材１２内にＭＬＩ（多層断熱材）から成る挿入
板１５を挿入した場合（図中Ｂ））では、液体ヘリウム
槽６への熱侵入量が約１．５ｍＷ（２段アンカー部１０
の温度７．３Ｋ）となり、従来に比べて熱侵入量が約１
／６に減少した。
【００４０】また、液体ヘリウム槽６への熱侵入量が最
も低減されたのは、第２実施例の配管８内に複数層のＭ
ＬＩ（多層断熱材）１８をＦＲＰ板１７に載置すること
によって形成される挿入板１９を挿入した場合（図中
Ｃ）であり、この構成では、液体ヘリウム槽６への熱侵
入量が約０．７９ｍＷ（２段アンカー部１０の温度６．
８Ｋ）と従来の約１／１２まで減少した。また、図中
Ｄ，Ｅは、それぞれ第１実施例で配管８内にＦＲＰ、ア
ルミから成る挿入板１５を挿入した時の熱侵入量であ
る。尚、図では省略したが、第３，４実施例の場合も第
１実施例とほぼ同様の結果が得られた。
も低減されたのは、第２実施例の配管８内に複数層のＭ
ＬＩ（多層断熱材）１８をＦＲＰ板１７に載置すること
によって形成される挿入板１９を挿入した場合（図中
Ｃ）であり、この構成では、液体ヘリウム槽６への熱侵
入量が約０．７９ｍＷ（２段アンカー部１０の温度６．
８Ｋ）と従来の約１／１２まで減少した。また、図中
Ｄ，Ｅは、それぞれ第１実施例で配管８内にＦＲＰ、ア
ルミから成る挿入板１５を挿入した時の熱侵入量であ
る。尚、図では省略したが、第３，４実施例の場合も第
１実施例とほぼ同様の結果が得られた。
【００４１】また、前記した各実施例では、配管８内に
挿入される挿入板１５，１９，２１，２２を１段アンカ
ー部９と２段アンカー部１０とのほぼ中間点に位置する
ようにして配置しているが、図３に示しているように中
間位置からずれても本発明の効果が得られる。また、配
管８内に挿入板１５，１９，２１，２２を複数段配設し
てもよい。
挿入される挿入板１５，１９，２１，２２を１段アンカ
ー部９と２段アンカー部１０とのほぼ中間点に位置する
ようにして配置しているが、図３に示しているように中
間位置からずれても本発明の効果が得られる。また、配
管８内に挿入板１５，１９，２１，２２を複数段配設し
てもよい。
【００４２】図９は、上記した本発明に係る各実施例の
クライオスタット（図では第４実施例に示した構成の配
管８を有するクライオスタット）を適用したＭＲＩ装置
（磁気共鳴映像装置）を示す概略断面図である。
クライオスタット（図では第４実施例に示した構成の配
管８を有するクライオスタット）を適用したＭＲＩ装置
（磁気共鳴映像装置）を示す概略断面図である。
【００４３】図９に示すＭＲＩ装置において、円筒状に
形成されている真空槽１の上部には、本発明に係る各実
施例のクライオスタット（図では第４実施例に示した構
成の配管８を有するクライオスタット）３０が配列され
ており、円筒状に形成されている超伝導磁石（静磁場マ
グネット）７の内周側には、勾配磁場コイル３１とラジ
オ波送受信用プローブ３２が配設されている。
形成されている真空槽１の上部には、本発明に係る各実
施例のクライオスタット（図では第４実施例に示した構
成の配管８を有するクライオスタット）３０が配列され
ており、円筒状に形成されている超伝導磁石（静磁場マ
グネット）７の内周側には、勾配磁場コイル３１とラジ
オ波送受信用プローブ３２が配設されている。
【００４４】クライオスタット３０の構成は前記した実
施例で説明したのでここでは省略する。
施例で説明したのでここでは省略する。
【００４５】ＭＲＩ装置は上記のように構成されてお
り、超伝導磁石７で発生される静磁場中に人体３３をお
き、これに勾配磁場コイル３１で発生される線形勾配磁
場を重ねる。そして、ラジオ波送受信用プローブ３２か
ら高周波パルスを印加した時に発生するＮＭＲ（Ｎｕｃ
ｌｅａｒ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）信
号（ある原子核が磁場中で特定波長の電磁波エネルギー
を共鳴吸収して、その時に放出する電磁波）を再びラジ
オ波送受信用プローブ３２で検出し、コンピュータ処理
によって再構成して画像化することによって人体３３の
所望部分の断面像を得ることができる。
り、超伝導磁石７で発生される静磁場中に人体３３をお
き、これに勾配磁場コイル３１で発生される線形勾配磁
場を重ねる。そして、ラジオ波送受信用プローブ３２か
ら高周波パルスを印加した時に発生するＮＭＲ（Ｎｕｃ
ｌｅａｒ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）信
号（ある原子核が磁場中で特定波長の電磁波エネルギー
を共鳴吸収して、その時に放出する電磁波）を再びラジ
オ波送受信用プローブ３２で検出し、コンピュータ処理
によって再構成して画像化することによって人体３３の
所望部分の断面像を得ることができる。
【００４６】このように、ＭＲＩ装置では、静磁場が広
い領域にわたって高い均一性や安定性、および強い磁場
（例えば０．２Ｔ以上）が要求されるので、静磁場の発
生に超伝導磁石７が使用されている。超伝導磁石７は、
本発明に係るクライオスタット３０の液体ヘリウム槽６
内の液体ヘリウム５によって超伝導状態に保持されてい
る。
い領域にわたって高い均一性や安定性、および強い磁場
（例えば０．２Ｔ以上）が要求されるので、静磁場の発
生に超伝導磁石７が使用されている。超伝導磁石７は、
本発明に係るクライオスタット３０の液体ヘリウム槽６
内の液体ヘリウム５によって超伝導状態に保持されてい
る。
【００４７】そして、上記した各実施例で述べたよう
に、ヘリウム回収部（図示省略）と液体ヘリウム槽６の
間を連結する配管８内に挿入した挿入板２２によって、
液体ヘリウム槽６への熱侵入量を大幅に低減することが
できるので、液体ヘリウム５の蒸発量が大幅に減少し、
維持費の削減を図ることができる。
に、ヘリウム回収部（図示省略）と液体ヘリウム槽６の
間を連結する配管８内に挿入した挿入板２２によって、
液体ヘリウム槽６への熱侵入量を大幅に低減することが
できるので、液体ヘリウム５の蒸発量が大幅に減少し、
維持費の削減を図ることができる。
【００４８】
【発明の効果】以上、実施例に基づいて具体的に説明し
たように本発明によれば、液化ガス貯槽への熱侵入量を
大幅に低減して液化ガスの蒸発を少なくすることができ
るので、液化ガスの補充が少なくてすみ、維持費の削減
を図ることができる。
たように本発明によれば、液化ガス貯槽への熱侵入量を
大幅に低減して液化ガスの蒸発を少なくすることができ
るので、液化ガスの補充が少なくてすみ、維持費の削減
を図ることができる。
【図１】本発明の第１実施例に係るクライオスタットを
示す概略断面図である。
示す概略断面図である。
【図２】図１に示した第１実施例に係るクライオスタッ
トの配管を示す概略断面図である。
トの配管を示す概略断面図である。
【図３】図２に示したクライオスタット内の挿入板の位
置と熱侵入量との関係図である。
置と熱侵入量との関係図である。
【図４】本発明の第２実施例に係るクライオスタットの
配管を示す概略断面図である。
配管を示す概略断面図である。
【図５】本発明の第３実施例に係るクライオスタットの
配管を示す概略断面図である。
配管を示す概略断面図である。
【図６】図４に示したクライオスタット内の挿入板の位
置と熱侵入量との関係図である。
置と熱侵入量との関係図である。
【図７】本発明の第４実施例に係るクライオスタットの
配管を示す概略断面図である。
配管を示す概略断面図である。
【図８】本発明の各実施例および従来のクライオスタッ
トの液化ヘリウム槽への熱侵入量の測定結果を示す図で
ある。
トの液化ヘリウム槽への熱侵入量の測定結果を示す図で
ある。
【図９】本発明に係るクライオスタットを使用したＭＲ
Ｉ装置を示す概略構成図である。
Ｉ装置を示す概略構成図である。
【図１０】従来のクライオスタットを示す概略断面図で
ある。
ある。
【図１１】図８に示した従来のクライオスタットの配管
を示す概略断面図である。
を示す概略断面図である。
【図１２】従来のクライオスタットの他の実施例に係る
配管を示す概略断面図である。
配管を示す概略断面図である。
１ 真空槽 ２ １段輻射シールド板 ３ ２段輻射シールド板 ４ ＧＭ冷凍機 ５ 液体ヘリウム ６ 液体ヘリウム槽（液化ガス貯槽） ７ 超伝導磁石 ８ 配管 ９ １段アンカー部（熱アンカー部） １０ ２段アンカー部（熱アンカー部） １１ バッフル板 １２ 円筒部材 １４ ＦＲＰ棒 １５，１９，２１，２２ 挿入板 １８ ＭＬＩ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中込 秀樹 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１ 株式 会社東芝 研究開発センター内 (56)参考文献 特開 平３−293784（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−127267（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−185807（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭43−28905（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 39/02 - 39/04 H01L 39/16
Claims (5)
- 【請求項１】 極低温媒体を収納するための容器と、 前記容器の内部と外部とを連通させるための配管と、 前記配管内に該配管と隙間を隔てて配設される少なくと
も１つの筒状部材と、 前記配管を冷却するための熱アンカー部と、 一方の端が前記配管に固着されて前記筒状部材内に配置
されている棒状部材の他方の端に固着され、前記筒状部
材内の前記極低温媒体のガス層を前記筒状部材の長手方
向に分断するように前記筒状部材内に配置される板状部
材と、 から構成されていることを特徴とするクライオスタッ
ト。 - 【請求項２】 極低温媒体を収納するための容器と、 前記容器の内部と外部とを連通させるための配管と、 前記配管を冷却するために前記配管の長手方向に離れて
設けられる第１および第２の熱アンカー部と、 一方の端が前記配管に固着されて前記配管内に配置され
ている棒状部材の他方の端に固着され、前記配管内の前
記極低温媒体のガス層を前記配管の長手方向に分断し、
前記第１および第２の熱アンカー部の間の位置となるよ
うに前記配管内に配置される板状部材と、 から構成されていることを特徴とするクライオスタッ
ト。 - 【請求項３】 前記板状部材は、複数枚の薄板を積層し
て構成されていることを特徴とする請求項２に記載のク
ライオスタット。 - 【請求項４】 極低温媒体を収納するための容器と、 前記容器の内部と外部とを連通させるための配管と、 前記配管を冷却するための熱アンカー部と、 一方の端が前記配管に固着されて前記配管内に配置され
ている棒状部材の他方の端に固着され、前記配管内の前
記極低温媒体のガス層を前記配管の長手方向に分断する
ように前記配管内に配置された多層の断熱材から成る板
状部材と、 から構成されていることを特徴とするクライオスタッ
ト。 - 【請求項５】 前記熱アンカー部は、前記配管の長手方
向に所定距離離れて少なくとも２箇所設けられ、前記板
状部材は前記２箇所に設けられる熱アンカー部のほぼ中
間位置に対応する位置に配置されていることを特徴とす
る請求項１あるいは請求項４に記載のクライオスタッ
ト。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32521692A JP3292524B2 (ja) | 1992-01-07 | 1992-12-04 | クライオスタット |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4-858 | 1992-01-07 | ||
| JP85892 | 1992-01-07 | ||
| JP32521692A JP3292524B2 (ja) | 1992-01-07 | 1992-12-04 | クライオスタット |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05267728A JPH05267728A (ja) | 1993-10-15 |
| JP3292524B2 true JP3292524B2 (ja) | 2002-06-17 |
Family
ID=26333961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32521692A Expired - Fee Related JP3292524B2 (ja) | 1992-01-07 | 1992-12-04 | クライオスタット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3292524B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8661368B2 (en) | 2005-05-25 | 2014-02-25 | Kabushiki Kaisha Square Enix | Scroll control according to input of cursor movement |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6923009B2 (en) * | 2003-07-03 | 2005-08-02 | Ge Medical Systems Global Technology, Llc | Pre-cooler for reducing cryogen consumption |
| GB2459316B (en) * | 2008-09-22 | 2010-04-07 | Oxford Instr Superconductivity | Cryogenic cooling apparatus and method using a sleeve with heat transfer member |
| JP5959062B2 (ja) * | 2010-10-14 | 2016-08-02 | 学校法人中部大学 | 電流リード装置 |
| US20120309630A1 (en) * | 2011-05-31 | 2012-12-06 | General Electric Company | Penetration tube assemblies for reducing cryostat heat load |
| JP2016226143A (ja) * | 2015-05-29 | 2016-12-28 | 昭和電線ケーブルシステム株式会社 | 極低温ケーブルの終端接続部 |
| US20230010217A1 (en) * | 2020-03-04 | 2023-01-12 | Mitsubishi Electric Corporation | Superconducting electromagnet device |
-
1992
- 1992-12-04 JP JP32521692A patent/JP3292524B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8661368B2 (en) | 2005-05-25 | 2014-02-25 | Kabushiki Kaisha Square Enix | Scroll control according to input of cursor movement |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05267728A (ja) | 1993-10-15 |
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