JP4759551B2 - 流れ冷却磁石システム - Google Patents
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Description
欧州特許出願公開第176048号明細書には、NMR装置が記載され、低温容器に入れられた磁石が低温流体によって冷却され、その低温容器からの流体の流れがNMRプローブヘッドを冷却するのに使用される。
米国特許出願公開第2006/0130493号明細書にも、同様に磁石システムが記載され、磁石が低温流体の容器内に入れられ、その低温流体の一部が、NMRヘッドを冷却するように容器から取り出される。
2 低温槽
3 主真空チャンバ
4 磁石
5 ボア
6 リード線
7 壁
8 環状チャンバ
9 サンプル真空チャンバ
10 サンプルサポート
11 サポート支持ボア
12 サポートホルダー
13 第1ウィンドー
14 第2ウィンドー
15 熱交換器
20 リザーバー
21 供給導管
22 出口導管
23 分岐ポイント
24 低温導管
25 サンプル導管
26 放射線シールド
30 チェックバルブ
Claims (26)
- ターゲット領域内に磁界を発生するための磁石(4)と、
低温冷却流体のための流れ経路を備えた冷却システムとを備え、前記流れ経路は、(i)前記磁石(4)と熱連通するよう配置された第1部分(21)を有し、前記磁石(4)は熱伝導によって冷却され、かつ、前記磁石(4)は高熱伝導率部材(7)により前記低温冷却流体から分離されており、熱が前記磁石(4)から前記高熱伝導率部材(7)を通って流れ、前記流れ経路は、(ii)前記ターゲット領域と熱連通する第2部分(25)を有し、よって前記磁石(4)および前記ターゲット領域の各々は、前記冷却システムの前記第1部分(21)を通って前記第2部分(25)に進む冷却材の流れによって冷却されるようになっており、
前記磁石(4)は、真空チャンバ(3)を有する低温槽(2)内に位置し、前記冷却システムの前記第2部分(25)、および使用時にモニタすべきサンプルを収納するためのターゲット領域としてサンプル真空チャンバ(9)が設けられており、前記サンプル真空チャンバ(9)は、前記低温槽(2)の真空チャンバ(3)から独立し、
前記サンプル真空チャンバ(9)の温度および圧力の各々は、前記低温槽(2)の真空チャンバ(3)内の温度および圧力から独立して制御される
ことを特徴とする流れ冷却磁石システム(1)。 - 前記第1部分(21)は、前記第2部分(25)の上流側にある請求項1記載の磁石システム。
- 前記ターゲット領域は、使用時にサンプルを係止するようになっている請求項1又は請求項2記載の磁石システム。
- 前記磁石(4)は、少なくとも1つの放射線シールド(26)を備えた低温槽(2)内に収納されており、前記流れ経路は、更に前記少なくとも1つの放射線シールド(26)と熱連通する第3部分(24)を備え、前記流れ経路は、前記第1部分が内部に位置する共通する経路(22)から、少なくとも2つの別個の経路に分岐しており、前記2つの別個の経路のうちの1つの内部に前記第2部分(25)が位置し、別の部分に前記第3部分(24)が位置する請求項1乃至3の何れか1項に記載の磁石システム。
- 前記流れ経路は、冷却材の一部が前記第2部分(25)を通り、一部が前記第3部分(24)を通って流れるように分岐している請求項4記載の磁石システム。
- 前記磁石(4)に電流を供給するための電流リード線(6)を更に備え、前記第3部分(24)は、前記電流リード線(6)と熱連通し、使用時に前記電流リード線(6)を冷却するようになっている請求項4又は請求項5記載の磁石システム。
- 前記システムのうちの前記第1部分(21)、前記第2部分(25)および前記第3部分(24)のうちの1つ以上の内部に、所定流量の冷却材を提供するようになっている流れコントローラを更に備えた請求項4乃至6の何れか1項に記載の磁石システム。
- 前記流れコントローラは、可変流れインピーダンスまたはスタティックな局部的な流れインピーダンスを含む請求項7記載の磁石システム。
- 前記第2部分(25)は、熱交換器(15)を備え、この熱交換器(15)とサンプルが熱連通するようになっている請求項1乃至8の何れか1項に記載の磁石システム。
- 前記冷却システムの前記第2部分(25)内の前記冷却材の冷却効果と組合わさって発生される熱により、前記ターゲット領域を所定の温度に保持できるよう、前記ターゲット領域内にヒーター(16)が設けられている請求項1乃至9の何れか1項に記載の磁石システム。
- 前記所定の温度は、前記冷却材の温度から周囲温度までのレンジ内にある請求項10記載の磁石システム。
- 前記ターゲット領域は、更に温度センサを備え、この温度センサから受信される信号に応答し、前記ヒーター(16)を制御するための温度コントローラが設けられている請求項9又は請求項10に記載の磁石システム。
- 前記磁石(4)は、ボア(5)を有するソレノイド磁石(4)であり、前記ターゲット領域は前記ボア(5)内に位置する請求項1乃至12の何れか1項に記載の磁石システム。
- 前記ターゲット領域内に位置するときのサンプルとの間で電磁波を送信および/または受信できるように位置する少なくとも1つの第1ウィンドー(13)を更に含む請求項1乃至13の何れか1項に記載の磁石システム。
- 前記第1ウィンドー(13)に対して前記サンプルの反対側に位置する第2ウィンドー(14)を更に備え、前記第1ウィンドー(13)を通し、前記サンプルが電磁波を受け、次に電磁波がサンプルを通過し、次に電磁波がモニタのための前記第2ウィンドー(14)を通過できるようになっている請求項14記載の磁石システム。
- 前記システムを光学的ベンチに取り付けるためのマウントを更に含む請求項1乃至15の何れか1項に記載の磁石システム。
- 前記システムは公称軸線によって定められ、前記システムは実質的に垂直方向および実質的に水平方向に配向した作動軸線となるようになっている請求項1乃至16の何れか1項に記載の磁石システム。
- 前記システムは、使用時に前記冷却材が前記冷却システムを連続して通過して流れるようになっている連続流れシステムである請求項1乃至17の何れか1項に記載の磁石システム。
- 前記磁石(4)は、使用時に冷却材が通過して流れる前記冷却システムの前記第1部分(21)を含む環状チャンバ(8)によって囲まれている請求項1乃至18の何れか1項に記載の磁石システム。
- 前記ターゲット領域は、サンプルホルダーを受けるためのサンプルサポート(10)を更に備え、前記サンプルホルダー内にサンプルが係止される請求項1乃至19の何れか1項に記載の磁石システム。
- 冷却材リザーバーから前記流れ経路へ前記冷却材が供給される請求項1乃至20の何れか1項に記載の磁石システム。
- 前記冷却システムは、前記冷却材が前記流れ経路を通過した後で冷却され、前記流れ経路を通過するように繰り返し再循環されるようになっている閉ループシステムである請求項1乃至18の何れか1項に記載の磁石システム。
- 再循環のために前記冷却材を冷却するための機械式冷凍機(36)を更に含む請求項22記載の磁石システム。
- 前記冷却材は、極低温流体である請求項1乃至23の何れか1項に記載の磁石システム。
- 前記冷却材はガスである請求項24記載の磁石システム。
- 前記冷却材は、ヘリウムまたは窒素ガスである請求項25記載の磁石システム。
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