JPH05243042A - 超電導コイル冷却装置 - Google Patents
超電導コイル冷却装置Info
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- JPH05243042A JPH05243042A JP7538192A JP7538192A JPH05243042A JP H05243042 A JPH05243042 A JP H05243042A JP 7538192 A JP7538192 A JP 7538192A JP 7538192 A JP7538192 A JP 7538192A JP H05243042 A JPH05243042 A JP H05243042A
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- Japan
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- shield
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、冷凍機の振動を測定に影響させな
いようにし、正確な測定が行なえることを目的とする。 【構成】 本発明の超電導コイル冷却装置は、シールド
槽５，及び真空槽６と冷凍機の載置部材１６ａのそれぞ
れ間に、振動緩衝部材１３，１５を配置した構成を有し
ている。
いようにし、正確な測定が行なえることを目的とする。 【構成】 本発明の超電導コイル冷却装置は、シールド
槽５，及び真空槽６と冷凍機の載置部材１６ａのそれぞ
れ間に、振動緩衝部材１３，１５を配置した構成を有し
ている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＮＭＲ（Nuclear Magnet
ic Resonance：核磁気共鳴）分光計用超電導コイル冷却
装置に関し、特に、冷凍機の振動を測定に影響させない
ようにして、高分解能のＮＭＲ分析を可能とした超電導
コイル冷却装置に関する。
ic Resonance：核磁気共鳴）分光計用超電導コイル冷却
装置に関し、特に、冷凍機の振動を測定に影響させない
ようにして、高分解能のＮＭＲ分析を可能とした超電導
コイル冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の超電導コイル冷却装置として、例
えば、特開平１−１４９４０６号に示されるものがあ
る。この超電導コイル冷却装置は、超電導コイルと、寒
剤を収容する寒剤槽と、この寒剤槽の外周を包囲する２
槽のシールド槽（２０Ｋシールド及び８０Ｋシールド）
と、シールド槽の外周を真空状態で包囲する真空槽と、
２槽のシールド槽をそれぞれ所定の温度（２０Ｋ，及び
８０Ｋ）に維持する冷凍機を有して構成されている。
えば、特開平１−１４９４０６号に示されるものがあ
る。この超電導コイル冷却装置は、超電導コイルと、寒
剤を収容する寒剤槽と、この寒剤槽の外周を包囲する２
槽のシールド槽（２０Ｋシールド及び８０Ｋシールド）
と、シールド槽の外周を真空状態で包囲する真空槽と、
２槽のシールド槽をそれぞれ所定の温度（２０Ｋ，及び
８０Ｋ）に維持する冷凍機を有して構成されている。
【０００３】図３には、上記超電導コイル冷却装置の冷
凍機９の配置構造が示されている。冷凍機９は、超電導
関係で最も多く使用されているＧＭ（Gifford-McMahon)
冷凍機で、圧縮機等（図示せず）に接続された高圧ヘリ
ウムガス配管１９，及び低圧ヘリウムガス配管２０と、
冷却部を構成する第１ステージ１１，及び第２ステージ
１２を有し、真空槽６の真空ポート１６に配置部材１６
ａを介して固定されている。第１ステージ１１，及び第
２ステージ１２は真空ポート１６の真空シールを保ちな
がら冷凍機９に固定された伝熱ガス槽１４に被覆され、
伝熱ガス槽１４の第１ステージ１１の近接した位置に２
０Ｋシールド槽４が、また、第２ステージ１２の近接し
た位置に８０Ｋシールド槽５がそれぞれ半田等によって
接合されている。伝熱ガス槽１４と第１ステージ１１，
及び第２ステージ１２は、ヘリウムガス供給管２１から
供給されたヘリウムガスを介してほぼ熱的に接続された
状態を有している。
凍機９の配置構造が示されている。冷凍機９は、超電導
関係で最も多く使用されているＧＭ（Gifford-McMahon)
冷凍機で、圧縮機等（図示せず）に接続された高圧ヘリ
ウムガス配管１９，及び低圧ヘリウムガス配管２０と、
冷却部を構成する第１ステージ１１，及び第２ステージ
１２を有し、真空槽６の真空ポート１６に配置部材１６
ａを介して固定されている。第１ステージ１１，及び第
２ステージ１２は真空ポート１６の真空シールを保ちな
がら冷凍機９に固定された伝熱ガス槽１４に被覆され、
伝熱ガス槽１４の第１ステージ１１の近接した位置に２
０Ｋシールド槽４が、また、第２ステージ１２の近接し
た位置に８０Ｋシールド槽５がそれぞれ半田等によって
接合されている。伝熱ガス槽１４と第１ステージ１１，
及び第２ステージ１２は、ヘリウムガス供給管２１から
供給されたヘリウムガスを介してほぼ熱的に接続された
状態を有している。
【０００４】以上の構成において、冷凍機９を運転させ
ると、８０Ｋシールド槽５は第１ステージ１１によって
約８０Ｋに、また、２０Ｋシールド槽４は第２ステージ
１２によって約２０Ｋにそれぞれ冷却される。このた
め、２０Ｋシールド槽４の内周部に位置する寒剤槽をシ
ールドし、寒剤槽の液体ヘリウム等の蒸発量を小さくす
ることができる。
ると、８０Ｋシールド槽５は第１ステージ１１によって
約８０Ｋに、また、２０Ｋシールド槽４は第２ステージ
１２によって約２０Ｋにそれぞれ冷却される。このた
め、２０Ｋシールド槽４の内周部に位置する寒剤槽をシ
ールドし、寒剤槽の液体ヘリウム等の蒸発量を小さくす
ることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の超電導
コイル冷却装置によると、ＧＭ冷凍機の内部に配置され
たディスプレーサが約２Ｈｚで往復運動するため、冷凍
機全体が上下に振動し、これに伴いクライオスタット
（寒剤槽，シールド槽，及び真空槽）が振動する。この
振動は僅かであり、ＭＲＩ（磁気共鳴イメージング装
置）においては問題にならないが、ＮＭＲ分光計用で
は、ＮＭＲ分光計の測定において測定スペクトルに乱れ
を生じさせる等の悪影響を及ぼす。特に、二次元ＮＭＲ
分析では、測定の積算回数が多くなるため、振動の影響
がより顕著になるという不都合を有している。
コイル冷却装置によると、ＧＭ冷凍機の内部に配置され
たディスプレーサが約２Ｈｚで往復運動するため、冷凍
機全体が上下に振動し、これに伴いクライオスタット
（寒剤槽，シールド槽，及び真空槽）が振動する。この
振動は僅かであり、ＭＲＩ（磁気共鳴イメージング装
置）においては問題にならないが、ＮＭＲ分光計用で
は、ＮＭＲ分光計の測定において測定スペクトルに乱れ
を生じさせる等の悪影響を及ぼす。特に、二次元ＮＭＲ
分析では、測定の積算回数が多くなるため、振動の影響
がより顕著になるという不都合を有している。
【０００６】従って、本発明の目的は冷凍機の振動を測
定に影響させないようにし、正確な測定を行うことがで
きる超電導コイル冷却装置を提供することである。
定に影響させないようにし、正確な測定を行うことがで
きる超電導コイル冷却装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点に鑑
み、冷凍機の振動を測定に影響させないようにするた
め、シールド槽，及び真空槽と冷凍機の載置部材のそれ
ぞれの間に、振動緩衝部材を配置した超電導コイル冷却
装置を提供するものである。
み、冷凍機の振動を測定に影響させないようにするた
め、シールド槽，及び真空槽と冷凍機の載置部材のそれ
ぞれの間に、振動緩衝部材を配置した超電導コイル冷却
装置を提供するものである。
【０００８】前記振動緩衝部材は、シールド槽，及び真
空槽と載置部材のそれぞれの間に配置された金属製ベロ
ーズと、真空槽と載置部材の間に配置された棒状防振部
材より構成されている。
空槽と載置部材のそれぞれの間に配置された金属製ベロ
ーズと、真空槽と載置部材の間に配置された棒状防振部
材より構成されている。
【０００９】また、シールド槽，及び真空槽は一端にお
いて共通の固定部材に固定され、この固定部材と載置部
材の間に振動緩衝部材を配置した構成でも良い。
いて共通の固定部材に固定され、この固定部材と載置部
材の間に振動緩衝部材を配置した構成でも良い。
【００１０】
【作用】上記構成を有する本発明の超電導コイル冷却装
置は、冷凍機を運転させても、冷凍機から発生した振動
を振動緩衝部材によって緩衝するため、クライオスタッ
トへの振動の伝達を防ぐことができる。このため、ＮＭ
Ｒ分光計の測定スペクトルが乱れることがなくなり、冷
凍機の長所を十分に生かしつつ正確な測定を行うことが
できる。
置は、冷凍機を運転させても、冷凍機から発生した振動
を振動緩衝部材によって緩衝するため、クライオスタッ
トへの振動の伝達を防ぐことができる。このため、ＮＭ
Ｒ分光計の測定スペクトルが乱れることがなくなり、冷
凍機の長所を十分に生かしつつ正確な測定を行うことが
できる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の超電導コイル冷却装置につい
て添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
て添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１２】図１には、本発明の第１の実施例に係る超
電導コイル冷却装置の構成が示されている。この超電導
コイル冷却装置は、超電導コイル１と液体ヘリウム２が
収容された液体ヘリウム槽３と、液体ヘリウム槽３の外
周を包囲する２０Ｋシールド槽４，及び８０Ｋシールド
槽５と、これらの外周を包囲すると共にスタンド６Ａに
よって支持される真空槽６と、２０Ｋシールド槽４，及
び８０Ｋシールド槽５を冷却する冷凍機（ＧＭ冷凍機）
９より構成されている。
電導コイル冷却装置の構成が示されている。この超電導
コイル冷却装置は、超電導コイル１と液体ヘリウム２が
収容された液体ヘリウム槽３と、液体ヘリウム槽３の外
周を包囲する２０Ｋシールド槽４，及び８０Ｋシールド
槽５と、これらの外周を包囲すると共にスタンド６Ａに
よって支持される真空槽６と、２０Ｋシールド槽４，及
び８０Ｋシールド槽５を冷却する冷凍機（ＧＭ冷凍機）
９より構成されている。
【００１３】液体ヘリウム槽３は、超電導コイル１を励
磁するパワーリード（図示せず）を挿入するためのパワ
ーリード挿入管７と、蒸発したヘリウムガスを排出する
ためのガス排出管８を有している。
磁するパワーリード（図示せず）を挿入するためのパワ
ーリード挿入管７と、蒸発したヘリウムガスを排出する
ためのガス排出管８を有している。
【００１４】真空槽６は、真空ポート１６と、この真空
ポート１６を閉塞して内部の真空状態を維持する配置部
材１６ａを有して成り、真空ポート１６には金属製ベロ
ーズ１５が設けられている。配置部材１６ａの端部と真
空槽６の上部の間には、冷凍機９を支持する防振ゴム１
７を有した支柱１８が挿入されている。
ポート１６を閉塞して内部の真空状態を維持する配置部
材１６ａを有して成り、真空ポート１６には金属製ベロ
ーズ１５が設けられている。配置部材１６ａの端部と真
空槽６の上部の間には、冷凍機９を支持する防振ゴム１
７を有した支柱１８が挿入されている。
【００１５】冷凍機９は、高圧ヘリウムガス配管１９，
及び低圧ヘリウムガス配管２０と、冷却部を構成する第
１ステージ１１，及び第２ステージ１２を有し、第１ス
テージ１１，及び第２ステージ１２は、真空ポート１６
の内部に配置されている共に配置部材１６ａに固定され
た伝熱ガス槽１４によって被覆されている。
及び低圧ヘリウムガス配管２０と、冷却部を構成する第
１ステージ１１，及び第２ステージ１２を有し、第１ス
テージ１１，及び第２ステージ１２は、真空ポート１６
の内部に配置されている共に配置部材１６ａに固定され
た伝熱ガス槽１４によって被覆されている。
【００１６】伝熱ガス槽１４は、その第１ステージ１１
に近接した位置に８０Ｋシールド槽５が、また、第２ス
テージ１２に近接した位置に２０Ｋシールド槽４がそれ
ぞれ接合され、８０Ｋシールド槽５の接合部と配置部材
１６ａとの間に金属製ベローズ１３が設けられた構成を
有している。また、内部にはヘリウムガス供給管２１か
らヘリウムガスが充填されており、伝熱ガス槽１４と第
１ステージ１１，及び第２ステージ１２がヘリウムガス
を介してほぼ熱的に接続されている。
に近接した位置に８０Ｋシールド槽５が、また、第２ス
テージ１２に近接した位置に２０Ｋシールド槽４がそれ
ぞれ接合され、８０Ｋシールド槽５の接合部と配置部材
１６ａとの間に金属製ベローズ１３が設けられた構成を
有している。また、内部にはヘリウムガス供給管２１か
らヘリウムガスが充填されており、伝熱ガス槽１４と第
１ステージ１１，及び第２ステージ１２がヘリウムガス
を介してほぼ熱的に接続されている。
【００１７】以上の構成において、冷凍機９を運転させ
ると、第１ステージ１１の温度が約８０Ｋに、また、第
２ステージ１２の温度が約２０Ｋになる。伝熱ガス槽１
４は内部に充填された熱伝導性の良いヘリウムガスを介
して第１ステージ１１，及び第２ステージ１２とほぼ熱
的に接続されているため、８０Ｋシールド槽５の熱は第
１ステージ１１に伝わって８０Ｋシールド槽５が約８０
Ｋの温度に冷却され、また、２０Ｋシールド槽４の熱は
第２ステージ１２に伝わって２０Ｋシールド槽４が約２
０Ｋの温度に冷却される。このため、これらシールド槽
によって液体ヘリウム槽３をシールドし、液体ヘリウム
槽３に収容された液体ヘリウム２の消費量を極力抑えて
有効的に超電導コイル１を冷却する。
ると、第１ステージ１１の温度が約８０Ｋに、また、第
２ステージ１２の温度が約２０Ｋになる。伝熱ガス槽１
４は内部に充填された熱伝導性の良いヘリウムガスを介
して第１ステージ１１，及び第２ステージ１２とほぼ熱
的に接続されているため、８０Ｋシールド槽５の熱は第
１ステージ１１に伝わって８０Ｋシールド槽５が約８０
Ｋの温度に冷却され、また、２０Ｋシールド槽４の熱は
第２ステージ１２に伝わって２０Ｋシールド槽４が約２
０Ｋの温度に冷却される。このため、これらシールド槽
によって液体ヘリウム槽３をシールドし、液体ヘリウム
槽３に収容された液体ヘリウム２の消費量を極力抑えて
有効的に超電導コイル１を冷却する。
【００１８】このようにして冷凍機９を運転させると冷
凍機９から振動が発生する。この振動は冷凍機９の載置
部材１６ａに固定された真空槽６，及び伝熱ガス１４に
伝わり、真空槽６に伝わる振動を真空ポート１６の金属
製ベローズ１５と、配置部材１６ａと真空槽６の間に挿
入された防振ゴム１７を有した支柱１８によって、緩衝
する。また、伝熱ガス槽１４に伝わる振動を金属製ベロ
ーズ１３によって緩衝する。このため、クライオスタッ
トへの振動の伝達を防ぐことができ、ＮＭＲ分光計の測
定スペクトルの乱れを防ぐことができる。
凍機９から振動が発生する。この振動は冷凍機９の載置
部材１６ａに固定された真空槽６，及び伝熱ガス１４に
伝わり、真空槽６に伝わる振動を真空ポート１６の金属
製ベローズ１５と、配置部材１６ａと真空槽６の間に挿
入された防振ゴム１７を有した支柱１８によって、緩衝
する。また、伝熱ガス槽１４に伝わる振動を金属製ベロ
ーズ１３によって緩衝する。このため、クライオスタッ
トへの振動の伝達を防ぐことができ、ＮＭＲ分光計の測
定スペクトルの乱れを防ぐことができる。
【００１９】本発明は以上説明した実施例に限定するも
のではなく、例えば、支柱１８を構成する防振ゴム１７
の代わりにコイルばねを適用しても良く、また、金属製
ベローズ１５と真空ポート１６の強度を大にして、冷凍
機９を支持する支柱１８を取り除いても良い。更に、図
２に示すように、金属製ベローズ１５を取り除き、真空
ポート１６を伝熱ガス槽１４に接合した構成でも良い。
このような構成の簡素化を行うと、第１の実施例に比較
してコストダウンを図ることができる。
のではなく、例えば、支柱１８を構成する防振ゴム１７
の代わりにコイルばねを適用しても良く、また、金属製
ベローズ１５と真空ポート１６の強度を大にして、冷凍
機９を支持する支柱１８を取り除いても良い。更に、図
２に示すように、金属製ベローズ１５を取り除き、真空
ポート１６を伝熱ガス槽１４に接合した構成でも良い。
このような構成の簡素化を行うと、第１の実施例に比較
してコストダウンを図ることができる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の超電導コ
イル冷却装置によると、シールド槽，及び真空槽と冷凍
機の載置部材のそれぞれの間に、振動緩衝部材を配置し
た構成となっているため、冷凍機の振動を測定に影響さ
せないようにすることができ、冷凍機の長所を十分に生
かしつつ正確な測定を行うことができる。
イル冷却装置によると、シールド槽，及び真空槽と冷凍
機の載置部材のそれぞれの間に、振動緩衝部材を配置し
た構成となっているため、冷凍機の振動を測定に影響さ
せないようにすることができ、冷凍機の長所を十分に生
かしつつ正確な測定を行うことができる。
【図１】本発明の第１の実施例を示す説明図。
【図２】本発明の第２の実施例を示す説明図。
【図３】従来の超電導コイル冷却装置を示す説明図。
１ 超電導コイル ２ 液
体ヘリウム ３ 液体ヘリウム槽 ４ ２
０Ｋシールド槽 ５ ８０Ｋシールド槽 ６ 真
空槽 ７ パワーリード挿入管 ８ ガ
ス排出管 ９ 冷凍機 １１ 第
１ステージ １２ 第２ステージ １３ 金
属製ベローズ １４ 伝熱ガス槽 １５ 金
属製ベローズ １６ 真空ポート １６ａ 載
置部材 １７ 防振ゴム １８ 支
柱 １９ 高圧ヘリウムガス配管 ２０ 低
圧ヘリウムガス配管 ２１ ヘリウムガス供給管
体ヘリウム ３ 液体ヘリウム槽 ４ ２
０Ｋシールド槽 ５ ８０Ｋシールド槽 ６ 真
空槽 ７ パワーリード挿入管 ８ ガ
ス排出管 ９ 冷凍機 １１ 第
１ステージ １２ 第２ステージ １３ 金
属製ベローズ １４ 伝熱ガス槽 １５ 金
属製ベローズ １６ 真空ポート １６ａ 載
置部材 １７ 防振ゴム １８ 支
柱 １９ 高圧ヘリウムガス配管 ２０ 低
圧ヘリウムガス配管 ２１ ヘリウムガス供給管
Claims (3)
- 【請求項１】 寒剤に浸漬された超電導コイルを収容し
た寒剤槽をシールド槽と真空槽によって包囲し、前記シ
ールド槽を冷凍機によって所定の温度に冷却する超電導
コイル冷却装置において、 前記シールド槽，及び前記真空槽と前記冷凍機の載置部
材のそれぞれの間に、振動緩衝部材が配置されているこ
とを特徴とする超電導コイル冷却装置。 - 【請求項２】 前記振動緩衝部材は、前記シールド槽，
及び前記真空槽と前記載置部材のそれぞれの間に配置さ
れた金属製ベローズ，及び前記真空槽と前記載置部材の
間に配置された棒状防振ゴム部材より構成される請求項
１の超電導コイル冷却装置。 - 【請求項３】 前記シールド槽，及び前記真空槽は一端
において共通の固定部材に固定され、 前記振動緩衝部材は、前記固定部材と前記載置部材の間
に配置された構成を有する請求項１の超電導コイル冷却
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7538192A JPH05243042A (ja) | 1992-02-26 | 1992-02-26 | 超電導コイル冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7538192A JPH05243042A (ja) | 1992-02-26 | 1992-02-26 | 超電導コイル冷却装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05243042A true JPH05243042A (ja) | 1993-09-21 |
Family
ID=13574561
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7538192A Pending JPH05243042A (ja) | 1992-02-26 | 1992-02-26 | 超電導コイル冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05243042A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007024490A (ja) * | 2005-06-23 | 2007-02-01 | Bruker Biospin Ag | 低温冷凍機を備えたクライオスタット構造 |
| US8307665B2 (en) | 2006-04-06 | 2012-11-13 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Sample cooling apparatus |
| WO2014142027A1 (ja) | 2013-03-14 | 2014-09-18 | ジャパンスーパーコンダクタテクノロジー株式会社 | 超電導マグネット装置 |
| JP2016075667A (ja) * | 2014-09-30 | 2016-05-12 | ブルーカー バイオスピン ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツングＢｒｕｋｅｒ ＢｉｏＳｐｉｎ ＧｍｂＨ | 機械的結合（ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｃｏｕｐｌｉｎｇ）を減少させた、クライオスタットおよびコールドヘッドを備えた冷却デバイス |
| EP3296669A1 (de) * | 2016-09-20 | 2018-03-21 | Bruker BioSpin GmbH | Kryostatenanordnung mit einem vakuumbehälter und einem zu kühlenden objekt, mit evakuierbarem hohlraum |
-
1992
- 1992-02-26 JP JP7538192A patent/JPH05243042A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007024490A (ja) * | 2005-06-23 | 2007-02-01 | Bruker Biospin Ag | 低温冷凍機を備えたクライオスタット構造 |
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| WO2014142027A1 (ja) | 2013-03-14 | 2014-09-18 | ジャパンスーパーコンダクタテクノロジー株式会社 | 超電導マグネット装置 |
| US9777883B2 (en) | 2013-03-14 | 2017-10-03 | Japan Superconductor Technology Inc. | Superconducting magnet apparatus |
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| EP3296669A1 (de) * | 2016-09-20 | 2018-03-21 | Bruker BioSpin GmbH | Kryostatenanordnung mit einem vakuumbehälter und einem zu kühlenden objekt, mit evakuierbarem hohlraum |
| CN107845475A (zh) * | 2016-09-20 | 2018-03-27 | 布鲁克碧奥斯平有限公司 | 具有真空容器和待冷却的物体的低温恒温器 |
| US10101420B2 (en) | 2016-09-20 | 2018-10-16 | Bruker Biospin Gmbh | Cryostat arrangement with a vacuum container and an object to be cooled, with evacuable cavity |
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