JPH0620832A - 超導電磁石用の導線結合集成体 - Google Patents
超導電磁石用の導線結合集成体Info
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- JPH0620832A JPH0620832A JP5105816A JP10581693A JPH0620832A JP H0620832 A JPH0620832 A JP H0620832A JP 5105816 A JP5105816 A JP 5105816A JP 10581693 A JP10581693 A JP 10581693A JP H0620832 A JPH0620832 A JP H0620832A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F6/00—Superconducting magnets; Superconducting coils
- H01F6/06—Coils, e.g. winding, insulating, terminating or casing arrangements therefor
- H01F6/065—Feed-through bushings, terminals and joints
-
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- H01F6/04—Cooling
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
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- G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
- G01R33/38—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field
- G01R33/381—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field using electromagnets
- G01R33/3815—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field using electromagnets with superconducting coils, e.g. power supply therefor
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- Power Engineering (AREA)
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 超導電磁石に対する電力結合集成体を提供す
る。 【構成】 各々の電力導線４４，４５の周りの絶縁管４
２，４３を持つ導管３６を含み、絶縁管が導管の上端に
ある栓４０を通抜け、また導管の下端の途中までだけ伸
びている。磁石室１１から導管内へ流れる極低温剤ガス
を強制的に多数の絶縁管の中に流して、導線を冷却す
る。
る。 【構成】 各々の電力導線４４，４５の周りの絶縁管４
２，４３を持つ導管３６を含み、絶縁管が導管の上端に
ある栓４０を通抜け、また導管の下端の途中までだけ伸
びている。磁石室１１から導管内へ流れる極低温剤ガス
を強制的に多数の絶縁管の中に流して、導線を冷却す
る。
Description
【０００１】
【発明の背景】この発明は超導電磁石に対する電力結合
集成体、特にシム磁石に電力を接続するのに適した集成
体に関する。周知の様に、磁石は、それを恒温槽、即
ち、液体ヘリウム又はその他の極低温剤を収めた圧力容
器内に封入すること等により、極めて低温の環境内に配
置することにより、超導電性にすることが出来る。この
極度の低温により、磁石コイルの抵抗値が無視し得るレ
ベルに減少し、電源を最初に（例えば１０分と云うある
期間の間）接続して、コイルに電流の流れを導入した
時、電力を切った後でも、抵抗値が無視し得る為に、電
流がコイルに流れ続け、こうして磁界を維持する。超導
電磁石は広い用途があり、例えば磁気共鳴作像（以下Ｍ
ＲＩと略称する）の分野に用いられている。
集成体、特にシム磁石に電力を接続するのに適した集成
体に関する。周知の様に、磁石は、それを恒温槽、即
ち、液体ヘリウム又はその他の極低温剤を収めた圧力容
器内に封入すること等により、極めて低温の環境内に配
置することにより、超導電性にすることが出来る。この
極度の低温により、磁石コイルの抵抗値が無視し得るレ
ベルに減少し、電源を最初に（例えば１０分と云うある
期間の間）接続して、コイルに電流の流れを導入した
時、電力を切った後でも、抵抗値が無視し得る為に、電
流がコイルに流れ続け、こうして磁界を維持する。超導
電磁石は広い用途があり、例えば磁気共鳴作像（以下Ｍ
ＲＩと略称する）の分野に用いられている。
【０００２】シム磁石は、周囲の磁気構造並びに／又は
磁束を出す装置が存在しても、主磁石によって発生され
た磁界を調節又は「微細同調」する為に、主磁石の近く
に設けられる補助磁石コイルである。主磁石コイルに対
する導線とは異なり、シム磁石コイルは、超導電磁石を
取巻く磁気的な環境に変動が存在する場合でも、一様な
磁界を達成する為に、この後で磁界を調節することが出
来る様にする為に、永久的に接続されているのが典型的
である。
磁束を出す装置が存在しても、主磁石によって発生され
た磁界を調節又は「微細同調」する為に、主磁石の近く
に設けられる補助磁石コイルである。主磁石コイルに対
する導線とは異なり、シム磁石コイルは、超導電磁石を
取巻く磁気的な環境に変動が存在する場合でも、一様な
磁界を達成する為に、この後で磁界を調節することが出
来る様にする為に、永久的に接続されているのが典型的
である。
【０００３】典型的な超導電磁石では、恒温槽又は加圧
ヘリウム容器が外側殻体又は真空容器の内部に、それか
ら隔てゝ配置されており、その間にはかなりの温度勾配
がある。その結果、シム導線電力結合集成体は、外側殻
体の外側から加圧容器までの広い温度範囲にわたって伸
びなければならない。１ワットの加熱でも、１．４リッ
トル／時のヘリウムが沸騰することがあり、典型的なＭ
ＲＩ仕様ではヘリウムの沸騰による減損を０．２リット
ル／時に制限しているから、これは完全に受入れること
が出来ないので、シム導線及びシム導線集成体を介して
極低温剤に伝導される熱を最小限に抑えることが必要で
ある。その結果、極めて低温（−２７０℃程度）である
沸騰したヘリウム・ガスがシム導線結合集成体の中に通
され、ワイヤを介して伝導された熱のかなりの部分を取
去る。
ヘリウム容器が外側殻体又は真空容器の内部に、それか
ら隔てゝ配置されており、その間にはかなりの温度勾配
がある。その結果、シム導線電力結合集成体は、外側殻
体の外側から加圧容器までの広い温度範囲にわたって伸
びなければならない。１ワットの加熱でも、１．４リッ
トル／時のヘリウムが沸騰することがあり、典型的なＭ
ＲＩ仕様ではヘリウムの沸騰による減損を０．２リット
ル／時に制限しているから、これは完全に受入れること
が出来ないので、シム導線及びシム導線集成体を介して
極低温剤に伝導される熱を最小限に抑えることが必要で
ある。その結果、極めて低温（−２７０℃程度）である
沸騰したヘリウム・ガスがシム導線結合集成体の中に通
され、ワイヤを介して伝導された熱のかなりの部分を取
去る。
【０００４】導線の裸線はその伝熱効率を高める為に薄
い絶縁層しか施されていない。然し、薄い絶縁物は、隣
合った導線の間に短絡を起こす惧れがある。更に、シム
導線結合集成体は典型的には３６本と云う多くの隣接し
たワイヤを含むことがある。更に、導線がその中を通る
管の直径は、管を介しての伝熱作用を最小限に抑える為
になるべく小さくしなければならないので、導線から傍
を通過して行くヘリウム・ガスへの伝熱を高める為に、
やはり絶縁物も最小限に抑えなければならないにも拘ら
ず、導線は互いに密接に配置しなければならなくなる。
フォルムバールの薄い絶縁被覆は、導線に沿って伝導さ
れる熱の必要な除去を助けることが出来るが、隣合った
導線の間の短絡の惧れ、特に１０アンペアを越える電流
が流れる場合の短絡の惧れがあるという問題を生ずる。
い絶縁層しか施されていない。然し、薄い絶縁物は、隣
合った導線の間に短絡を起こす惧れがある。更に、シム
導線結合集成体は典型的には３６本と云う多くの隣接し
たワイヤを含むことがある。更に、導線がその中を通る
管の直径は、管を介しての伝熱作用を最小限に抑える為
になるべく小さくしなければならないので、導線から傍
を通過して行くヘリウム・ガスへの伝熱を高める為に、
やはり絶縁物も最小限に抑えなければならないにも拘ら
ず、導線は互いに密接に配置しなければならなくなる。
フォルムバールの薄い絶縁被覆は、導線に沿って伝導さ
れる熱の必要な除去を助けることが出来るが、隣合った
導線の間の短絡の惧れ、特に１０アンペアを越える電流
が流れる場合の短絡の惧れがあるという問題を生ずる。
【０００５】シム導線電力集成体の設計は、加熱作用と
共に、導線の抵抗値及び消費電力を最小限に抑えること
によって電気パラメータを最適にすべきであると同時
に、動作状態にした時に、並びにシム磁石コイルの動作
中に、集成体が受ける温度サイクルが存在する状態で、
材料の差別的な膨張があっても、電気的な短絡を防止す
る様にすべきである。磁石に伝導される熱を最小限に抑
える為に、熱的なパラメータも最適にしなければならな
い。更に、電力結合集成体を通る電流による加熱作用
は、ヘリウムの沸騰による減損を最小限に抑える為ばか
りでなく、最初に傾斜関数形で達した磁界のクエンチン
グを避ける為にも、最小限に抑えなければならない。
共に、導線の抵抗値及び消費電力を最小限に抑えること
によって電気パラメータを最適にすべきであると同時
に、動作状態にした時に、並びにシム磁石コイルの動作
中に、集成体が受ける温度サイクルが存在する状態で、
材料の差別的な膨張があっても、電気的な短絡を防止す
る様にすべきである。磁石に伝導される熱を最小限に抑
える為に、熱的なパラメータも最適にしなければならな
い。更に、電力結合集成体を通る電流による加熱作用
は、ヘリウムの沸騰による減損を最小限に抑える為ばか
りでなく、最初に傾斜関数形で達した磁界のクエンチン
グを避ける為にも、最小限に抑えなければならない。
【０００６】この結果、最適の設計を達成するには、熱
的、電気的、磁気的及び機械的な相反する考慮及び因子
の釣合いをとり、兼合いを考えなければならない。
的、電気的、磁気的及び機械的な相反する考慮及び因子
の釣合いをとり、兼合いを考えなければならない。
【０００７】
【発明の目的と要約】従って、この発明の主な目的は、
シム導線の電気抵抗値を最小限に抑える、超導電磁石に
対する新規で改良されたシム導線結合集成体を提供する
ことである。この発明の別の目的は、電気的な加熱作用
及び電力損失が最小限に抑えられ、隣合った導線の間の
電気的な短絡を防止した超導電磁石に対する改良された
シム導線結合集成体を提供することである。
シム導線の電気抵抗値を最小限に抑える、超導電磁石に
対する新規で改良されたシム導線結合集成体を提供する
ことである。この発明の別の目的は、電気的な加熱作用
及び電力損失が最小限に抑えられ、隣合った導線の間の
電気的な短絡を防止した超導電磁石に対する改良された
シム導線結合集成体を提供することである。
【０００８】この発明の別の目的は、加圧されたヘリウ
ム容器に伝導される熱を最小限に抑えると共に、比較的
大きい通電容量を持ち、磁界のクエンチングを避ける様
な超導電磁石に対する改良されたシム導線電力結合集成
体を提供することである。上記並びにその他の関連した
目的を達成する為、この発明を１形式で実施した場合、
シム導線電力結合集成体が超導電磁石の外側殻体の外部
と加圧容器恒温槽の間を伸び、集成体の底に少なくとも
１つの孔を持っていて、極低温の沸騰ガスがこの孔を通
過する。管の上端を塞ぎ、複数個の管が夫々密封されて
栓を通ると共にシム導線の周りを通り、極低温剤ガスが
シム導線と管の内側との間の環体を栓の外側まで通り、
そこで大気中に逃される。この為、冷却用の極低温ガス
がシム導線に沿って送込まれて、固体伝導の熱を効率よ
く取去る。更にテフロン管が各々のシム導線を絶縁し
て、導線の間の短絡を有効に防止する。熱音響振動が起
こらない様にする為、テフロン管は加圧容器に隣接した
シム導線の底まで全部にわたっては伸びない。シム導線
の底は液体ヘリウム浴からの伝導によって冷却されるの
で、底ではテフロン管が必要ではなく、従って導線の短
絡は抵抗加熱によって起こることがない。これは、温度
が導線の絶縁降伏に必要な温度より低く抑えられている
からである。
ム容器に伝導される熱を最小限に抑えると共に、比較的
大きい通電容量を持ち、磁界のクエンチングを避ける様
な超導電磁石に対する改良されたシム導線電力結合集成
体を提供することである。上記並びにその他の関連した
目的を達成する為、この発明を１形式で実施した場合、
シム導線電力結合集成体が超導電磁石の外側殻体の外部
と加圧容器恒温槽の間を伸び、集成体の底に少なくとも
１つの孔を持っていて、極低温の沸騰ガスがこの孔を通
過する。管の上端を塞ぎ、複数個の管が夫々密封されて
栓を通ると共にシム導線の周りを通り、極低温剤ガスが
シム導線と管の内側との間の環体を栓の外側まで通り、
そこで大気中に逃される。この為、冷却用の極低温ガス
がシム導線に沿って送込まれて、固体伝導の熱を効率よ
く取去る。更にテフロン管が各々のシム導線を絶縁し
て、導線の間の短絡を有効に防止する。熱音響振動が起
こらない様にする為、テフロン管は加圧容器に隣接した
シム導線の底まで全部にわたっては伸びない。シム導線
の底は液体ヘリウム浴からの伝導によって冷却されるの
で、底ではテフロン管が必要ではなく、従って導線の短
絡は抵抗加熱によって起こることがない。これは、温度
が導線の絶縁降伏に必要な温度より低く抑えられている
からである。
【０００９】
【実施例の説明】最初に図１について説明する。超導電
磁石集成体１０が適当な充填ポート（図に示してない）
を介して供給された液体ヘリウムを収めた内側圧力容器
１１を持ち、これが外側殻体又は真空容器の中に配置さ
れている。この真空容器の一部分を外壁１９で示してあ
る。外側殻体の外壁１９と圧力容器１１の間の空間２１
が絶縁作用をする。磁石の中孔１２が磁気コイル支持構
造の内部に形成される。この構造は、心棒の周りに巻装
した硝子繊維のロービングの樹脂含浸ストランドを使っ
て製造された複合ドラム７をエポキシで濡らし、その後
ドラムを硬化させ、加工して、心棒から抜取ったもので
あってよい。全体的に３及び４で示す主磁石コイルが、
集成体の軸線５を中心として、複合ドラム７の外面の周
りに円周方向に巻装される。１４及び１６に示す様な複
数個のシム磁石コイルが、主磁石コイル３，４に対して
横方向に巻装されて、主磁石コイルによって発生された
磁界を調節し、磁石の中孔１２内の磁界の所望の一様性
を達成する。
磁石集成体１０が適当な充填ポート（図に示してない）
を介して供給された液体ヘリウムを収めた内側圧力容器
１１を持ち、これが外側殻体又は真空容器の中に配置さ
れている。この真空容器の一部分を外壁１９で示してあ
る。外側殻体の外壁１９と圧力容器１１の間の空間２１
が絶縁作用をする。磁石の中孔１２が磁気コイル支持構
造の内部に形成される。この構造は、心棒の周りに巻装
した硝子繊維のロービングの樹脂含浸ストランドを使っ
て製造された複合ドラム７をエポキシで濡らし、その後
ドラムを硬化させ、加工して、心棒から抜取ったもので
あってよい。全体的に３及び４で示す主磁石コイルが、
集成体の軸線５を中心として、複合ドラム７の外面の周
りに円周方向に巻装される。１４及び１６に示す様な複
数個のシム磁石コイルが、主磁石コイル３，４に対して
横方向に巻装されて、主磁石コイルによって発生された
磁界を調節し、磁石の中孔１２内の磁界の所望の一様性
を達成する。
【００１０】多重コネクタ・シム導線集成体２０が外側
殻体の外壁１９から井戸部２を通って極低温コネクタ３
１（図２に更によく示されている）まで伸びている。こ
のコネクタはコネクタ・プラットフォーム３８に取付け
られている。従って、シム導線電力結合集成体２０が、
頂部における室温から集成体の底における極低温（−２
７３℃程度）までにわたって伸びている。
殻体の外壁１９から井戸部２を通って極低温コネクタ３
１（図２に更によく示されている）まで伸びている。こ
のコネクタはコネクタ・プラットフォーム３８に取付け
られている。従って、シム導線電力結合集成体２０が、
頂部における室温から集成体の底における極低温（−２
７３℃程度）までにわたって伸びている。
【００１１】次に図２及び３について説明する。シム導
線集成体２０が上端に直角延長部３９を持つ中心絶縁管
３６を持ち、この延長部が外被内に封着された１つ又は
更に多くの多心電気コネクタ３２の所で外被３５に終端
する。横方向の栓又は隔壁４０が直角延長部３９を横切
って伸びる。栓４０によって形成された隔壁は極低温用
エポキシで密封されており、４２，４３に示す様な複数
個のテフロン管が隔壁の気密封じを通って外被３５の内
部まで伸びている。
線集成体２０が上端に直角延長部３９を持つ中心絶縁管
３６を持ち、この延長部が外被内に封着された１つ又は
更に多くの多心電気コネクタ３２の所で外被３５に終端
する。横方向の栓又は隔壁４０が直角延長部３９を横切
って伸びる。栓４０によって形成された隔壁は極低温用
エポキシで密封されており、４２，４３に示す様な複数
個のテフロン管が隔壁の気密封じを通って外被３５の内
部まで伸びている。
【００１２】４４，４５に示す様なワイヤ又は導線は、
典型的には２０ゲージの真鍮であるが、４２，４３に示
す様なテフロン管の中心を通る（図４及び５をも参
照）。夫々テフロン管４２，４３の下端４６，４７が、
シム導線電力結合集成体（これは典型的な設備では長さ
約２呎であってよい）の底から約８吋上方にある領域で
終端する。４２，４３に示す様なテフロン管を低温側の
端又は極低温剤コネクタ３４より上方の所で終らせるこ
とにより、４２，４３に示した様なテフロン管の縦横比
（長さ／直径比）が比較的大きいことによって他の場合
には起こり得る熱音響的な振動に対する保護になる。こ
れは極低温で起こる現象であるが、ヘリウムの沸騰によ
る減損を１桁も大幅に増加することがある一種の共振で
ある。４１，４２に示す様なテフロン管は熱音響的な振
動の原因になることを避けなければならないと共に、導
線の冷却作用が最小限になって、場合によっては導線の
過大な抵抗加熱によって導線が融着して開路する原因に
なる気閘状態を作ることを避けなければならない。実
際、この発明の設計を検討した超導電磁石の分野の熟練
した技術者が表明した普通の考えでは、この様な構成で
は気閘が起こると云うものであった。然し、この発明の
設計では、気閘も熱音響的な振動も両方とも避けられる
ことが試験で証明された。４２，４３に示す様な標準的
なテフロン管は０．１７３吋の外径及び０．１３３吋の
内径を有する。試験の結果によると、所望の熱効率を保
つと共にヘリウムのシステムとしての沸騰による減損を
最小限に保ち、それと同時に熱音響的な振動、気閘又は
磁界のクエンチングをも避けながら、短絡を発生せず
に、４４，４５に示す様な２０ゲージの真鍮導線又はワ
イヤに２５アンペアを通すことが出来ることが判った。
典型的には２０ゲージの真鍮であるが、４２，４３に示
す様なテフロン管の中心を通る（図４及び５をも参
照）。夫々テフロン管４２，４３の下端４６，４７が、
シム導線電力結合集成体（これは典型的な設備では長さ
約２呎であってよい）の底から約８吋上方にある領域で
終端する。４２，４３に示す様なテフロン管を低温側の
端又は極低温剤コネクタ３４より上方の所で終らせるこ
とにより、４２，４３に示した様なテフロン管の縦横比
（長さ／直径比）が比較的大きいことによって他の場合
には起こり得る熱音響的な振動に対する保護になる。こ
れは極低温で起こる現象であるが、ヘリウムの沸騰によ
る減損を１桁も大幅に増加することがある一種の共振で
ある。４１，４２に示す様なテフロン管は熱音響的な振
動の原因になることを避けなければならないと共に、導
線の冷却作用が最小限になって、場合によっては導線の
過大な抵抗加熱によって導線が融着して開路する原因に
なる気閘状態を作ることを避けなければならない。実
際、この発明の設計を検討した超導電磁石の分野の熟練
した技術者が表明した普通の考えでは、この様な構成で
は気閘が起こると云うものであった。然し、この発明の
設計では、気閘も熱音響的な振動も両方とも避けられる
ことが試験で証明された。４２，４３に示す様な標準的
なテフロン管は０．１７３吋の外径及び０．１３３吋の
内径を有する。試験の結果によると、所望の熱効率を保
つと共にヘリウムのシステムとしての沸騰による減損を
最小限に保ち、それと同時に熱音響的な振動、気閘又は
磁界のクエンチングをも避けながら、短絡を発生せず
に、４４，４５に示す様な２０ゲージの真鍮導線又はワ
イヤに２５アンペアを通すことが出来ることが判った。
【００１３】従って、４４，４５に示す様な導線が外被
３５内のコネクタ３２から、４２，４３に示す様なテフ
ロン管に入った状態で隔壁４０を通り、中心管又は導管
３６を通り、そこでテフロン管の下端４６，４７の外へ
出て、中心管３６の低温側の端から低温側の末端コネク
タ３４まで伸び、このコネクタがシム磁石１４，１６に
接続する為に、（圧力容器１１の壁３８を通抜ける）恒
温槽コネクタ２６に接続される。
３５内のコネクタ３２から、４２，４３に示す様なテフ
ロン管に入った状態で隔壁４０を通り、中心管又は導管
３６を通り、そこでテフロン管の下端４６，４７の外へ
出て、中心管３６の低温側の端から低温側の末端コネク
タ３４まで伸び、このコネクタがシム磁石１４，１６に
接続する為に、（圧力容器１１の壁３８を通抜ける）恒
温槽コネクタ２６に接続される。
【００１４】沸騰したヘリウム・ガスの一部分は、圧力
容器１１の内部から、恒温槽コネクタ２６及びそれと合
さる低温側末端コネクタ３４内の５０に示す様な開口を
通って、中心管３６の低温側の端に入る。開口５０は、
業界の標準形のコネクタから過剰のコネクタ・ピンを除
去することによって作ることが出来る。１９２２年３月
２４日発行の米国特許第５，０９９，２１５号を参照さ
れたい。管３６の延長部３９の上端又は高温側の端が、
栓又は隔壁４０によって塞がれ、液体ヘリウムの唯一の
通路は、４２，４３に示す様なテフロン管を通る通路だ
けに制限される。この為、圧力容器１１からの冷却用の
ヘリウム・ガスは最初は４４，４５に示す様なシム導線
の下端の上を流れてから、４２，４３に示す様なテフロ
ン管の４６，４７に示す様な下端に流れ、管の中及び導
線に沿って流れて、導線を冷却する。その後、冷却用の
ヘリウム・ガスはテフロン管の中及び隔壁４０を通って
外被３５に入り、そこでその後大気に通ずる逃し口接続
部４９を介して逃される。テフロン管４２，４３より下
方の領域にある４４，４５に示す様な導線の下端は極低
温温度と緊密に接触しており、そこでは隣合った導線の
間の短絡が問題にならない。これは、こう云う比較的低
い温度では、抵抗加熱は、薄いフォルムバールの絶縁被
覆の絶縁降伏を招く程強くないからである。
容器１１の内部から、恒温槽コネクタ２６及びそれと合
さる低温側末端コネクタ３４内の５０に示す様な開口を
通って、中心管３６の低温側の端に入る。開口５０は、
業界の標準形のコネクタから過剰のコネクタ・ピンを除
去することによって作ることが出来る。１９２２年３月
２４日発行の米国特許第５，０９９，２１５号を参照さ
れたい。管３６の延長部３９の上端又は高温側の端が、
栓又は隔壁４０によって塞がれ、液体ヘリウムの唯一の
通路は、４２，４３に示す様なテフロン管を通る通路だ
けに制限される。この為、圧力容器１１からの冷却用の
ヘリウム・ガスは最初は４４，４５に示す様なシム導線
の下端の上を流れてから、４２，４３に示す様なテフロ
ン管の４６，４７に示す様な下端に流れ、管の中及び導
線に沿って流れて、導線を冷却する。その後、冷却用の
ヘリウム・ガスはテフロン管の中及び隔壁４０を通って
外被３５に入り、そこでその後大気に通ずる逃し口接続
部４９を介して逃される。テフロン管４２，４３より下
方の領域にある４４，４５に示す様な導線の下端は極低
温温度と緊密に接触しており、そこでは隣合った導線の
間の短絡が問題にならない。これは、こう云う比較的低
い温度では、抵抗加熱は、薄いフォルムバールの絶縁被
覆の絶縁降伏を招く程強くないからである。
【００１５】図２に一番よく示されているが、シム導線
集成体２０がその低温側の端にあるコネクタ３４を介し
て、コネクタ・プラットホーム３８に取付けられた極低
温コネクタ２６に接続されると共に、その上端又は高温
側の端では、ボルト又はその他の適当な結合部材によっ
て固定される。こう云う結合部材は、結合板５３の周縁
に沿って相隔たる開口５２を通り、集成体を外側殻体の
外壁１９に結合する。結合板５３は、超導電磁石の傾斜
動作の間、３及び４に示す様な主磁石コイルに対する主
コイル導線ピン（図に示してない）の出入りが出来る様
にする為の１対の主磁界導線開口５４をも支持してお
り、この傾斜動作の後、主コイル導線を取外した後は、
開口５４がカバー５５によって密封される。
集成体２０がその低温側の端にあるコネクタ３４を介し
て、コネクタ・プラットホーム３８に取付けられた極低
温コネクタ２６に接続されると共に、その上端又は高温
側の端では、ボルト又はその他の適当な結合部材によっ
て固定される。こう云う結合部材は、結合板５３の周縁
に沿って相隔たる開口５２を通り、集成体を外側殻体の
外壁１９に結合する。結合板５３は、超導電磁石の傾斜
動作の間、３及び４に示す様な主磁石コイルに対する主
コイル導線ピン（図に示してない）の出入りが出来る様
にする為の１対の主磁界導線開口５４をも支持してお
り、この傾斜動作の後、主コイル導線を取外した後は、
開口５４がカバー５５によって密封される。
【００１６】中心管３６に結合された複数個の放射じゃ
ま板３７が、井戸２内で中心管の軸線２７に対して横方
向に伸びる。放射じゃま板３７は熱を反射するアルミ化
したマイラーであり、放射じゃま板の領域で、中心管３
６を取囲むじゃま板トリー・スリーブ５６上の所定位置
に固定されている。調節自在のブラケット５９が、一端
ではシム導線のエルボ３９を結合板５３上に支持し、他
端では、シム導線のエルボを取囲むクランプ６０を支持
する。
ま板３７が、井戸２内で中心管の軸線２７に対して横方
向に伸びる。放射じゃま板３７は熱を反射するアルミ化
したマイラーであり、放射じゃま板の領域で、中心管３
６を取囲むじゃま板トリー・スリーブ５６上の所定位置
に固定されている。調節自在のブラケット５９が、一端
ではシム導線のエルボ３９を結合板５３上に支持し、他
端では、シム導線のエルボを取囲むクランプ６０を支持
する。
【００１７】シム導線電力結合集成体２０は、図４及び
５に一番よく示されている様に、３０ゲージの小さい複
数個の磁石切換え導線６２をテフロン管６３内に含んで
おり、こう云う導線が外被３５内の別個の高温側の末端
コネクタ２６（図３参照）とシム磁石の間を伸びる。磁
石切換え導線６２は大電流を通さず、シム磁石電力導線
４４，４５に対して設けた様な個別の管に別々に通す必
要がない。導線６２を設けたのは、付勢の為に、１４，
１６に示す様な選ばれたシム磁石コイルの端に対する１
対の接続部を選択的に開くことにより、シム磁石を選択
的に付勢することが出来る様にする為であり、その後付
勢を止め、開いた所を再び接続して閉じた回路を作り、
この閉じた回路を介してシム磁石コイルの超導電電流が
流れ且つ流れ続けることが出来る様にする。
５に一番よく示されている様に、３０ゲージの小さい複
数個の磁石切換え導線６２をテフロン管６３内に含んで
おり、こう云う導線が外被３５内の別個の高温側の末端
コネクタ２６（図３参照）とシム磁石の間を伸びる。磁
石切換え導線６２は大電流を通さず、シム磁石電力導線
４４，４５に対して設けた様な個別の管に別々に通す必
要がない。導線６２を設けたのは、付勢の為に、１４，
１６に示す様な選ばれたシム磁石コイルの端に対する１
対の接続部を選択的に開くことにより、シム磁石を選択
的に付勢することが出来る様にする為であり、その後付
勢を止め、開いた所を再び接続して閉じた回路を作り、
この閉じた回路を介してシム磁石コイルの超導電電流が
流れ且つ流れ続けることが出来る様にする。
【００１８】この発明は、電気的な短絡、熱音響的な振
動及び気閘を避けながら、極端な温度変動又は勾配が存
在する状態で、熱的及び電気的に効率がよいことが実証
された。この発明をある好ましい実施例について説明し
たが、この発明の範囲を逸脱せずに、構造、部分の配置
と組合せ及び使う材料の種類の細部に種々の変更を加え
ることが出来ることを承知されたい。
動及び気閘を避けながら、極端な温度変動又は勾配が存
在する状態で、熱的及び電気的に効率がよいことが実証
された。この発明をある好ましい実施例について説明し
たが、この発明の範囲を逸脱せずに、構造、部分の配置
と組合せ及び使う材料の種類の細部に種々の変更を加え
ることが出来ることを承知されたい。
【図１】この発明を利用した超導電磁石集成体の略図。
【図２】図１に示したシム導線電力結合集成体の拡大
図。
図。
【図３】図２の矢印３−３の方向に見た上側コネクタ集
成体の断面図。
成体の断面図。
【図４】図２の矢印４−４で示す方向に見た集成体の中
心区域の断面図。
心区域の断面図。
【図５】図２に矢印５−５で示す方向に見た図２の集成
体の下側部分の断面図。
体の下側部分の断面図。
１１ 内側圧力容器（恒温槽） １２ 磁石の中孔 １４，１６ シム磁石コイル １９ 外側殻体の外壁 ３２，３４ コネクタ ３６ 中心絶縁管 ３９ 延長部 ４０ 栓 ４２，４３ テフロン管 ４４，４５ 導線 ５０ 開口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウィリアム・スティーブン・ストグナー アメリカ合衆国、サウス・カロライナ州、 フロレンス、サウス・ギルフォード・サー クル、349番
Claims (21)
- 【請求項１】 超導電磁石が液体極低温剤を収めた加圧
室恒温槽内に設けられていて、該加圧室から隔てゝ外側
殻体が設けられている時、該殻体の外側から、前記室内
に配置された磁石コイルに、室の壁を通抜けて前記磁石
コイルに接続された第１の多心コネクタを介して電力を
接続する導線結合集成体に於て、前記殻体の外側から前
記第１のコネクタまで伸びる導管と、該導管の前記第１
のコネクタとは遠い方の端に配置された第２の多心コネ
クタと、前記第１のコネクタ及び第２のコネクタの間を
伸びる電気を通す複数個の導線と、該複数個の導線の長
さの少なくとも一部分を取囲む絶縁管と、極低温剤ガス
が前記恒温槽から前記導管へ通過することが出来る様に
前記第１のコネクタに設けられた開口と、前記第２のコ
ネクタに接近した端で前記導管にはめられた栓とを有
し、前記管は該栓の少なくとも１つの開口を通って前記
極低温剤ガスが前記管の中を流れると共に、前記導管の
中で前記導線の周りを流れて該導線を冷却する様にした
導線結合集成体。 - 【請求項２】 前記第１のコネクタに接近した前記管の
端が、前記コネクタよりある距離だけ上方の所で終端し
て、前記第１のコネクタに対して第１の開放端を呈して
いる請求項１記載の導線結合集成体。 - 【請求項３】 前記第２のコネクタが前記第１のコネク
タから遠い方の前記殻体の端にあるハウジング内に配置
されており、該ハウジングの逃し口が前記管を通過した
後の極低温剤ガスを逃す様にした請求項２記載の導線結
合集成体。 - 【請求項４】 前記管が可撓性で電気絶縁性である請求
項２記載の導線結合集成体。 - 【請求項５】 前記管がテフロンである請求項４記載の
導線結合集成体。 - 【請求項６】 前記第１のコネクタから前記管の底まで
の距離が、前記第１のコネクタ及び第２のコネクタの間
の距離の１／３程度である請求項２記載の導線結合集成
体。 - 【請求項７】 前記管の内径が０．１３吋程度であり、
前記導線が２０ゲージ程度のワイヤである請求項６記載
の導線結合集成体。 - 【請求項８】 前記導線が真鍮である請求項６記載の導
線結合集成体。 - 【請求項９】 前記導管が電気絶縁材料で作られている
請求項２記載の導線結合集成体。 - 【請求項１０】 第３の多心コネクタが前記第１のコネ
クタに隣接した端で前記管状部材に取付けられており、
該第３のコネクタ及び前記第１のコネクタが、前記集成
体を選択的に前記第１のコネクタと電気接触する様に取
付け又は取外すことが出来る様に合さる接点を持ってい
る請求項６記載の導線結合集成体。 - 【請求項１１】 前記第１及び第３のコネクタが業界の
標準的な形のコネクタであり、前記第１のコネクタを通
る開口が、その他の点では業界の標準のコネクタに複数
個の不在接点を持っている請求項１０記載の導線結合集
成体。 - 【請求項１２】 前記合さる接点が前記第３のコネクタ
にはなく、前記第１のコネクタ及び第３のコネクタを通
る極低温剤ガス通路を作っている請求項１１記載の導線
結合集成体。 - 【請求項１３】 複数個のシム磁石切換え導線が別の１
つの絶縁管を通っている請求項１記載の導線結合集成
体。 - 【請求項１４】 超導電磁石が液体極低温剤を収めた加
圧室恒温槽内に配置されていて、外側殻体が該加圧室か
ら隔たっている時、前記加圧室の壁を通抜けて磁石コイ
ルに接続される第１のコネクタを介して、前記加圧室内
に配置された磁石コイルに電力を接続する導線結合集成
体に於て、前記殻体の外側から前記第１のコネクタまで
伸びる導管と、前記第１のコネクタから遠い方の前記導
管の端に配置された第２のコネクタと、前記第１のコネ
クタ及び第２のコネクタの間を伸びる導電性の複数個の
導線と、管状の導管を通ると共に互いに絶縁されている
複数個の封入導線通路と、前記加圧室の内部から前記通
路に極低温剤ガスを流す手段とを有し、少なくとも１つ
の導線が前記複数個の導線通路の各々を通っており、該
通路の始めは前記第１のコネクタから隔たっていて、前
記殻体の外側にあって、前記第１のコネクタに至る経路
の一部分であり、この為、前記極低温剤ガスが前記第１
のコネクタの中を流れ、前記通路の中及び前記導線の周
りを流れる様に分離して、前記導線を冷却してから逃さ
れる様にした導線結合集成体。 - 【請求項１５】 前記第２のコネクタが前記殻体の外側
でハウジング内に配置されており、前記通路は前記導線
が第２のコネクタに接触する前に終端しており、前記ハ
ウジングには管を通過した後の極低温剤ガスを逃す逃し
口が設けられている請求項１４記載の導線結合集成体。 - 【請求項１６】 第１のコネクタから通路の底までの距
離が第１のコネクタ及び第２のコネクタの間の距離の１
／３程度である請求項１４記載の導線結合集成体。 - 【請求項１７】 前記第１のコネクタに接近した前記導
管の端にある合さる第３のコネクタが、集成体を選択的
に磁石コイルと電気的に接触する様に取付け、又は取外
すことが出来る様にしている請求項１６記載の導線結合
集成体。 - 【請求項１８】 前記通路が可撓性であって電気絶縁性
である請求項１７記載の導線結合集成体。 - 【請求項１９】 前記通路の内径が０．１３吋程度であ
り、前記導線が２０ゲージ程度のワイヤである請求項１
８記載の導線結合集成体。 - 【請求項２０】 前記第１及び第３のコネクタが業界の
標準の形のコネクタであり、極低温剤ガスを流す手段
が、普通は業界の標準の形で接点が占める位置で前記コ
ネクタに開口を含んでいる請求項１７記載の導線結合集
成体。 - 【請求項２１】 複数個の磁石切換え導線が別の１つの
絶縁通路を通っている請求項２０記載の導線結合集成
体。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US880848 | 1992-05-11 | ||
| US07/880,848 US5369387A (en) | 1992-05-11 | 1992-05-11 | Shim lead power coupling assembly for superconducting magnet |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0620832A true JPH0620832A (ja) | 1994-01-28 |
Family
ID=25377252
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5105816A Pending JPH0620832A (ja) | 1992-05-11 | 1993-05-07 | 超導電磁石用の導線結合集成体 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5369387A (ja) |
| JP (1) | JPH0620832A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007519457A (ja) * | 2004-01-28 | 2007-07-19 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 磁気共鳴装置の真空容器 |
| KR100761064B1 (ko) * | 2006-09-28 | 2007-09-21 | 주식회사 서호기술단 | 지중배전 지상기기용 보호장치 |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5991647A (en) * | 1996-07-29 | 1999-11-23 | American Superconductor Corporation | Thermally shielded superconductor current lead |
| US6005461A (en) * | 1998-06-18 | 1999-12-21 | Intermagnetics General Corporation | Method and apparatus for connecting high current ramping leads to a superconducting magnet |
| DE10219769B3 (de) * | 2002-05-02 | 2004-01-22 | Siemens Ag | Magnetresonanzgerät und mit Shimelementen bestückbare Trägervorrichtung |
| US7410484B2 (en) | 2003-01-15 | 2008-08-12 | Cryodynamics, Llc | Cryotherapy probe |
| US7273479B2 (en) * | 2003-01-15 | 2007-09-25 | Cryodynamics, Llc | Methods and systems for cryogenic cooling |
| DE102005052602B3 (de) * | 2005-11-02 | 2007-03-08 | Trithor Gmbh | Spule zum Erzeugen eines Magnetfeldes |
| US8159825B1 (en) | 2006-08-25 | 2012-04-17 | Hypres Inc. | Method for fabrication of electrical contacts to superconducting circuits |
| DE102010017440B4 (de) * | 2010-06-17 | 2012-11-29 | Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg | Kabeldurchführung für einen Durchbruch in einer Wandung |
| DE102014214796A1 (de) * | 2014-07-28 | 2016-01-28 | Bruker Biospin Ag | Verfahren zum Laden einer supraleitfähigen Magnetanordnung mit Strom |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5166776A (en) * | 1990-10-20 | 1992-11-24 | Westinghouse Electric Corp. | Hybrid vapor cooled power lead for cryostat |
-
1992
- 1992-05-11 US US07/880,848 patent/US5369387A/en not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-05-07 JP JP5105816A patent/JPH0620832A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007519457A (ja) * | 2004-01-28 | 2007-07-19 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 磁気共鳴装置の真空容器 |
| KR100761064B1 (ko) * | 2006-09-28 | 2007-09-21 | 주식회사 서호기술단 | 지중배전 지상기기용 보호장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5369387A (en) | 1994-11-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040615 |