JPH04211743A - 防振装置およびそれを用いる液化ガスの保存装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、防振装置に関し、もっ
と詳しくは、ガスを収納する容器に、その容器の上部を
塞ぐ天板を挿通する管などの長手体から、振動が伝達し
ないようにする防振装置に関し、さらにその防振装置を
用いる液化ガスの保存装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】人間の脳、腕、眼球および心臓などの生
体から発生する磁界を検出するために、超電導量子干渉
磁束計が用いられる。この超電導量子干渉磁束計は、超
電導リングに１つまたは２つのジョセフソン接合を組合
わせた構成を有する。この磁束計は液体ヘリウムを貯留
した容器の前記液体ヘリウム内に浸漬されて用いられる
。このような容器は、低温恒温槽とされる。

【０００３】或る提案された構成では、前記容器内の気
相部には、再凝縮器が設けられ、この再凝縮器には、容
器の外部に設けられた圧縮式冷凍機本体が輸送管を介し
て接続される。再凝縮器によって、気相部の気化したヘ
リウムガスを凝縮して再液化する。再凝縮器には、熱媒
体である液体ヘリウムを輸送する輸送管が、天板を挿通
して接続される。

【０００４】

【発明が解決すべき課題】このようなすでに提案されて
いる構成において、容器内のヘリウムガスが外部に漏洩
しないようにし、しかも輸送管の振動が天板、したがっ
て容器、さらには前記磁束計に伝達しないようにする防
振装置の実現が望まれている。容器および前記磁束計が
振動すると、その磁束計の近傍にある金属材料から成る
部材と磁束計との相対的な位置が変動し、したがってこ
の磁束計による生体の微小な磁界を高精度で検出するこ
とが不可能になってしまう。

【０００５】本発明の目的は、ガスを収納する容器の上
部を塞ぐ天板に挿通される管などの長手体からの振動が
、天板、したがって容器などに伝達されないようにする
防振装置を提供することである。

【０００６】またこのようなすでに提案されている構成
において、容器内の液体ヘリウムの液面と、再凝縮器と
の距離を予め定める一定の距離に保ち、これによって再
凝縮器の冷却能力を充分に発揮させる必要がある。これ
によって気相部の温度および圧力を一定に保つことが可
能となり、超電導量子干渉磁束計による高精度の磁界の
検出が可能になる。

【０００７】本発明の他の目的は、液化ガスが貯留され
ている容器内の気相部で気化した液化ガスを再凝縮して
液化するための再凝縮器およびそれに接続されている管
体が、容器およびその容器に貯留されている液化ガスに
振動を与えないようにし、しかも再凝縮器による冷却能
力を充分に発揮することができるようにした液化ガスの
保存装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、ガスを収納す
る容器の上部を塞ぐ天板に、挿通孔を形成し、この挿通
孔内に、挿通孔の内周面から間隔をあけて長手体が挿通
し、長手体が挿通する軟質材料から成る筒体の一端部を
、前記挿通孔が筒体内にあるようにして天板に気密に固
定し、筒体の他端部を、長手体の外周面に気密に固定す
ることを特徴とする防振装置である。

【０００９】また本発明は、液化ガスを収納し、容器の
上部を塞ぐ天板に挿通孔が形成されている容器と、容器
内の気相部に設けられる再凝縮器と、再凝縮器に連結さ
れ、上下に延び、前記挿通孔内に挿通孔の内周面から間
隔をあけて挿通し、冷却媒体を導く管体と、容器の外方
で管体に連結される冷凍機本体と、再凝縮器に連結され
ている前記管体を昇降調整する昇降手段と、管体が挿通
し、軟質材料から成り、一端部が天板に気密に固定され
、他端部が管体の外周面に気密に固定される筒体とを含
むことを特徴とする液化ガスの保存装置である。

【００１０】

【作用】本発明に従えば、天板に形成された挿通孔の内
周面と長手体の外周面との間には間隔が存在し、したが
って長手体が天板に接触することはない。この挿通孔は
、筒体の一端部によって囲まれており、この筒体の一端
部は天板に気密に固定され、筒体の他端部は長手体の外
周面に気密に固定されており、こうして容器内のガスが
外部に漏洩することを確実に防ぐことができる。筒体は
、軟質材料から成るので、長手体の振動周波数が低くて
も、天板に伝達されることを防ぐことができる。

【００１１】さらに本発明に従えば、長手体として管体
が用いられ、液化ガスが収納される容器の気相部に再凝
縮器が設けられ、この再凝縮器によって、容器内の気化
した液化ガスが再凝縮され、冷凍機本体から管体および
再凝縮器に伝達される振動は、その管体が天板の挿通孔
の内周面から間隔をあけて挿通孔を挿通しており、その
管体が挿通する筒体は軟質材料から成るので、天板、さ
らに容器に振動が伝達されることを防ぐことができる。 しかも本発明では、昇降手段によって再凝縮器を上下に
昇降して調整することができるので、容器内の液化ガス
の液面と再凝縮器との間の距離を予め定める一定の値に
保ち、これによって再凝縮器およびそれに接続されてい
る冷凍機本体との冷却能力を充分に発揮させることがで
きるようになるとともに、容器内の気相部の温度および
圧力を一定に保つことが可能になる。これによって容器
内の液化ガスに浸漬されているたとえば超電導量子干渉
磁束計などによる高精度の測定が可能となる。

【００１２】

【実施例】図１は本発明の一実施例の断面図であり、こ
の防振装置１は、図２に示される液体ヘリウム２が部分
的に貯留された容器３のヘリウムガスが存在する気相部
４を閉塞するための天板５に関連して設けられる。この
容器３は、架台４４上に配置される。液体ヘリウム２に
は、超電導量子干渉磁束計６が浸漬される。この超電導
量子干渉磁束計６は、超電導リングに１つまたは２つの
ジョセフソン接合を組合わせた構成を有し、人間の脳、
腕、眼球および心臓などの生体から発生される磁界の強
さを検出することができる。この磁束計６はライン７に
接続され、ライン７は天板５に挿通し、外部の計測装置
８に接続される。

【００１３】気相部４には再凝縮器９が配置され、この
再凝縮器９は圧縮式冷凍機本体１０に剛性の輸送管１１
を介して接続される。この再凝縮器９によって、液体ヘ
リウム２の蒸発したガスが凝縮して再液化される。気相
部４は、ほぼ大気圧に保たれる。圧縮式冷凍機本体１０
は、たとえばモータなどを備え、その振動は輸送管１１
を介して伝達される。

【００１４】この輸送管１１の振動が天板５および容器
３に伝達されることを防ぐために、本件防振装置１が設
けられる。輸送管１１は、たとえば非磁性金属材料、た
とえばアルミニウムなどから成り、あるいはまた繊維強
化プラスチックなどの材料から成る。天板５および容器
３などが振動することによって、磁束計６が振動し、こ
の磁束計６の部屋の床などの測定環境が振動することに
よって、生体から発生される微弱な磁界を高精度に検出
することができなくなる。そこで、防振装置１を用いて
、輸送管１１の振動が遮断され、このことによって、磁
束計６を用いて微弱な磁界を高精度に検出することが可
能になる。

【００１５】天板５には挿通孔１３が形成され、この挿
通孔１３内には、図１に示されるように鉛直方向に延び
る輸送管１１が挿通する。挿通孔１３の内周面と輸送管
１１の外周面との間には、間隔Δｄが存在し、したがっ
て振動している輸送管１１が天板５に接触することはな
い。

【００１６】天板５上には、挿通こう０１１３に連通す
る挿通孔１４を備える下支持片１５が載置される。筒体
であるベロー１６の軸線方向の一端部は、支持片１５の
円錐台状の支持面１７と、上支持片１８の支持面１９と
の間に介在される。ボルト２０は、上支持片１８および
下支持片１５を挿通し、天板５のねじ孔２１に螺合して
締付けられる。こうしてベロー１６の一端部は、挿通孔
１３，１４がベロー１６内にあるようにして、天板５に
気密に固定される。ベロー１６は、たとえばゴムなどの
軟質材料から成る。ベロー１６の図１における上方の他
端部は、下支持片２３の円錐台状の支持面２４と、上支
持片２５の円錐台状の支持面２６との間に挟持される。 上支持片２５は、環状シール部材２７を収納する収納孔
２８が形成され。またＯリング２９を収納する収納孔３
０が形成される。上支持片２５に形成された挿通孔３１
には、輸送管１１が挿通する。シール部材２７およびＯ
リング２９は、ゴムなどの材料から成る。

【００１７】カバー片３３は、円錐台状に形成された押
圧面３４と、この押圧面３４に連なり輸送管１１が挿通
する挿通孔３５とを有する。押圧面３４は、シール部材
２７に接触する。ボルト３６は、カバー片３３と上支持
片２５とを挿通し、下支持片２３のねじ孔３７に螺合し
て締付けられる。これによってベロー１６の前記他端部
は、下支持片２３と上支持片２５の各支持面２４，２６
間に押圧されて挟まれ、気密性が達成される。またシー
ル部材２７は、上支持片２５の収納孔２８とカバー片３
３の押圧面３４との間で押圧され、半径方向内方に向け
て、輸送管１１の外周面に密着される。またＯリング２
９は、上支持片２５とシール部材２７と輸送管１１の外
周面との間を気密に保つ。これによって、ベロー１６の
前記他端部は、輸送管１１の外周面に気密に固定される
ことになる。

【００１８】下支持片１５、上支持片１８、下支持片２
３、上支持片２５およびカバー片３３ならびにボルト２
０，３６は、たとえばジュラコン樹脂、ＡＢＳ樹脂など
の材料から成る。また容器３および天板５などは、繊維
強化プラスチックなどの材料から成り、これらの材料は
非磁性材料である。ベロー１６の固有振動数ｆは、数１
に示される。

【００１９】

【数１】

【００２０】ここでｇは重力加速度であって、９．８ｍ
／ｓｅｃ２　であり、Ｗはベロー１６の重力［ｋｇｆ］
であり、ｋはベロー１６の動的ばね定数［ｋｇｆ／ｍｍ
］である。ベロー１６の動的ばね定数ｋを小さくするこ
とによって、そのベロー１６の固有振動数を小さく選ぶ
ことが可能となる。防振効果は、ｆ・２０・５　Ｈｚ以
上の周波数で、３ｄＢＥＵの減衰量を得ることができる
。本件実施例では、生体の磁界の周波数は、直流ないし
３００Ｈｚの範囲に大部分が分布していることに鑑み、
その固有振動数ｆを１Ｈｚ程度未満となるようにする必
要があり、このためにき動的ばね定数ｋが、たとえば０
．１ｋｇｆ／ｍｍ未満である小さな値とする必要がある
。したがってベロー１６は、自重を支えることができず
、したがってベロー１６は、下支持片２３および上支持
片２５によって挟持された状態で、上支持片２５とカバ
ー３３との間に挟持されたシール部材２７によって輸送
管１１に固定され、かつ気密とされる。

【００２１】容器３内で蒸発したヘリウムガスは、ベロ
ー１６内に挿入孔１３，１４を経て侵入することができ
る。このとき、液体ヘリウム２の液位とベロー１６との
上下の距離を、熱勾配が充分得られるように設定し、ベ
ロー１６に侵入するヘリウムガスの温度が室温に比べて
低すぎないようにする。容器３の気相部４のヘリウムガ
スの圧力を大気圧程度に保つことによって、ベロー１６
内のガス圧力も同様に大気圧程度に保たれ、したがって
ベロー１６の強度が小さくても、そのようなベロー１６
を充分に使用することができ、これによって輸送管１１
からベロー１６を介して天板５に伝達される振動を充分
に抑制することが可能になる。このベロー１６を用いる
ことによってヘリウムガスが外部に漏洩することはなく
、また気相部４がたとえ負圧となっても、外部から大気
が侵入することはなく、したがって大気に含まれる水分
が液化して氷が容器３内で発生することはない。

【００２２】冷凍機本体１０は、昇降手段４５によって
、固定位置に設けられた架台４６から上下に昇降変位自
在に調整可能である。この昇降手段４５は、たとえばピ
ン４７によって架台４６にピン結合された一対のリンク
４８，４９と、冷凍機本体１２、ピン５０によってピン
結合されたリンク５１，５２と、これらのリンク４８，
４９；５１，５２にピン結合されているナット部材５３
，５４と、ナット部材５３，５４に螺合するねじ棒５５
とを含み、ねじ棒５５を、ハンドル５６によってその軸
線まわりに回転して、冷凍機本体１０を昇降変位するこ
とができる。昇降手段４５は、このような図２に示され
ている構成だけでなく、その他の構成を有していてもよ
い。昇降手段４５によって冷凍機本体１０を昇降するこ
とによって、剛性の輸送管１１および再凝縮器９を昇降
することができ、これによって液体ヘリウム２の液面２
ａと再凝縮器９との間の距離Ｌ１を、希望する予め定め
る一定の値に設定することができ、こうして再凝縮器９
、したがって冷凍機本体１０による冷却能力を充分に発
揮させることが可能になり、したがって気相部４の温度
および圧力を一定に保つことができるようになる。 したがって超電導量子干渉磁束計６が一定の温度および
圧力に保たれ、磁界の測定を高精度で行うことができる
。昇降手段４５による冷凍機本体１０および再凝縮器９
の昇降可能な上下の距離は、たとえば２００ｍｍであっ
てもよい。ベロー１６はこのような輸送管１１の昇降変
位を許容するように、伸縮変位可能である。

【００２３】本発明の他の実施例として、冷凍機本体１
０を昇降変位するために、モータを備え、このモータに
よってねじ棒５５を駆動するように構成し、容器３内に
は、天板５に上下に延びる液位検出手段５７が取付けら
れ、この液位検出手段５７によって検出される液体ヘリ
ウム２の液位２ａの上下の位置を検出し、さらに制御回
路を設け、この制御回路は液位検出手段５７の出力に応
答して前記距離Ｌ１が予め定める一定の値となるように
、前述のモータなどを備える昇降手段４５を駆動して制
御する。このような構成によれば、前記距離Ｌ１が一定
に自動的に求められる。液位２ａを外部から知ることが
できるようにするために、輸送管１１には、上下に延び
る細長い表示棒５８を固定する。この表示棒５８の下端
部５９は、前記距離Ｌ１が一定であるとき、液位２ａと
同一高さにある。こうして外部から液位２ａを知ること
ができる。

【００２４】液位検出手段５７は、超電導材または導線
などの材料から成り、液位２ａに対応した電気抵抗が得
られる構成であってもよく、その他の構成であってもよ
い。

【００２５】図３は、図１の切断面線ＩＩＩ−ＩＩＩか
ら見た輸送管１１の断面図である。輸送管１１内には、
一対の管３９が挿通されており、この管３９は再凝縮器
９と圧縮式冷凍機本体１０との間で熱媒体としての液体
およびガスのヘリウムを輸送する。輸送管１１の内周面
と管３９の外周面との間には、熱遮断のためのアルミニ
ウム製箔部材４０が介在され、しかも真空とされる。

【００２６】図４は、本件発明者の実験結果を示すグラ
フである。冷凍機本体１０の運転時において、人体から
発生される磁界を磁束計６によって検出している状態で
、輸送管１１を天板５に直接固定した比較例では、その
磁束計６からの出力信号を導くライン７には、図４（１
）で示される波形の周波数分布が得られた。このことに
よって、生体の磁界の検出信号には、輸送管１１の信号
に起因して、不所望な多数のノイズ成分４１が含まれて
いることが判る。

【００２７】本発明の防振装置１を用いることによって
、図４（２）で示されるように、磁束計６のライン７か
ら得られる検出信号には、図４（１）のノイズ成分４１
が含まれていないことが判る。これによって磁束計６を
用いて生体の磁界の強さを高精度で測定することが可能
であることが理解される。

【００２８】図５もまた、本件発明者の実験結果を示す
グラフである。輸送管１１は、図５（１）で示されるよ
うに振動している状態において、本件防振装置１を用い
たとき、天板５の振動の状態は図５（２）で示されると
おりとなった。この天板５の振動は、架台４４から容器
３および天板５に常時伝達されている振動の大きさとほ
ぼ同程度であり、これによって本発明に従う防振装置１
は、輸送管１１の振動を天板５に実質上、伝達しないこ
とが確認された。

【００２９】本発明は、輸送管１１以外の長手体に関連
してもまた、実施することができる。また低温恒温槽以
外の分野でも、実施することができる。

【００３０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、容器内の
ガスの漏洩を確実に防ぐとともに、長手体の振動が天板
に伝達することを防ぐことができる。

【００３１】また本発明によれば、冷凍機本体からの冷
却媒体は管体を経て再凝縮器に導かれ、この冷凍機本体
からの振動が管体および再凝縮器に伝達されても、容器
の天板、さらにその容器の全体、ならびに容器内に貯留
されている液化ガスに振動が伝達されることを防ぐこと
ができる。

【００３２】さらに本発明によれば、再凝縮器と液化ガ
スの液面との距離を予め定める一定の距離に保つことが
でき、これによって再凝縮器および冷凍機本体１０の冷
却能力を充分に発揮させることができる。しかも容器内
の気相部の温度および圧力を一定に保つことができるよ
うになる。これによって液化ガスにたとえば超電導量子
干渉磁束計が浸漬されているとき、磁界の高精度の測定
が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の防振装置１の断面図である
。

【図２】防振装置１を備える生体の磁界の強さを測定す
る装置の全体のブロック図である。

【図３】図１の切断面線ＩＩＩ−ＩＩＩから見た輸送管
１１の断面図である。

【図４】本件発明者の実験結果を示すグラフである。

【図５】本件発明者の実験結果を示す他のグラフである
。

【符号の説明】

１　　防振装置 ２　　液体ヘリウム ３　　容器 ４　　気相部 ５　　天板 ６　　超電導量子干渉磁束計 ９　　再凝縮器 １０　　圧縮式冷凍機本体 １１　　輸送管 １３，１４，３１　　挿通孔 １５　　下支持片 １６　　ベロー １８　　上支持片 ２３　　下支持片 ２５　　上支持片 ２７　　シール部材 ２９　　Ｏリング ３３　　カバー片

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ガスを収納する容器の上部を塞ぐ天板
   に、挿通孔を形成し、この挿通孔内に、挿通孔の内周面
   から間隔をあけて長手体が挿通し、長手体が挿通する軟
   質材料から成る筒体の一端部を、前記挿通孔が筒体内に
   あるようにして天板に気密に固定し、筒体の他端部を、
   長手体の外周面に気密に固定することを特徴とする防振
   装置。
2. 【請求項２】　　液化ガスを収納し、容器の上部を塞ぐ
   天板に挿通孔が形成されている容器と、容器内の気相部
   に設けられる再凝縮器と、再凝縮器に連結され、上下に
   延び、前記挿通孔内に挿通孔の内周面から間隔をあけて
   挿通し、冷却媒体を導く管体と、容器の外方で管体に連
   結される冷凍機本体と、再凝縮器に連結されている前記
   管体を昇降調整する昇降手段と、管体が挿通し、軟質材
   料から成り、一端部が天板に気密に固定され、他端部が
   管体の外周面に気密に固定される筒体とを含むことを特
   徴とする液化ガスの保存装置。