JPH0629636Y2 - Cryogenic refrigerator - Google Patents

Cryogenic refrigerator

Info

Publication number
JPH0629636Y2
JPH0629636Y2 JP16827187U JP16827187U JPH0629636Y2 JP H0629636 Y2 JPH0629636 Y2 JP H0629636Y2 JP 16827187 U JP16827187 U JP 16827187U JP 16827187 U JP16827187 U JP 16827187U JP H0629636 Y2 JPH0629636 Y2 JP H0629636Y2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cryostat
refrigerator
heat
heat insulating
liquid helium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP16827187U
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0173662U (en
Inventor
和夫 三浦
昭一 種谷
聡 野口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daikin Industries Ltd filed Critical Daikin Industries Ltd
Priority to JP16827187U priority Critical patent/JPH0629636Y2/en
Publication of JPH0173662U publication Critical patent/JPH0173662U/ja
Application granted granted Critical
Publication of JPH0629636Y2 publication Critical patent/JPH0629636Y2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Description

【考案の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本考案は、クライオスタット内に貯溜されている液体ヘ
リウムから蒸発したヘリウムガスを冷却して再凝縮させ
る冷凍機に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial field of application) The present invention relates to a refrigerator for cooling and recondensing helium gas evaporated from liquid helium stored in a cryostat.

(従来の技術) 近年、医療用機器として、人体における分子内の水素含
有率を電磁コイルと高周波発生器とにより探知し、人体
の内部を画像化してその異常を調べるいわゆる核磁気共
鳴CT(Magnetic Resonance Imaging-Computer Tomogr
aph.以下、MRI−CTと略す)はよく知られ、使用
されている。
(Prior Art) In recent years, as a medical device, so-called nuclear magnetic resonance CT (Magnetic Magnetic Resonance CT) is used to detect the hydrogen content in the molecule in the human body by an electromagnetic coil and a high-frequency generator to image the inside of the human body and examine its abnormality. Resonance Imaging-Computer Tomogr
aph. Hereinafter, abbreviated as MRI-CT) is well known and used.

そして、このMRI−CTは極低温レベルで作動する超
伝導マグネットを使用するため、該マグネットをクライ
オスタット(低温槽)内に貯溜された液体ヘリウムによ
って極低温レベルまで冷却するようになされている。
Since this MRI-CT uses a superconducting magnet that operates at a cryogenic temperature level, the magnet is cooled to a cryogenic temperature level by liquid helium stored in a cryostat (low temperature tank).

(考案が解決しようとする問題点) ところで、上記クライオスタット内の液体ヘリウムは、
外部からの侵入熱により少しずつ蒸発して消費される。
このため、その蒸発に伴って少なくなった液体ヘリウム
をクライオスタット外部から定期的に補充することが必
要であるが、その液体ヘリウムは高価であるので、MR
I−CTのライニングコストが高くなり、しかも液体ヘ
リウムの補充作業が面倒であるという問題があった。
(Problems to be solved by the invention) By the way, the liquid helium in the cryostat is
It is evaporated and consumed little by little due to the heat entering from the outside.
For this reason, it is necessary to periodically replenish the liquid helium, which has been reduced due to the evaporation, from the outside of the cryostat, but since the liquid helium is expensive, the MR
There is a problem that the lining cost of the I-CT becomes high and the replenishing work of liquid helium is troublesome.

また、クライオスタット内に外部からの熱が侵入するの
を抑えるために、クライオスタット内の液体ヘリウムの
周りを冷凍機によって得られた低温レベルの輻射シール
ド部によって輻射シールドすることも行われているが、
その場合、単に液体ヘリウムの蒸発量を制御するだけに
止どまり、やはり液体ヘリウムの補充作業が必要であ
る。
In addition, in order to prevent heat from entering the cryostat from the outside, radiation around the liquid helium in the cryostat is also shielded by a low-temperature radiation shield part obtained by a refrigerator,
In that case, it is only necessary to control the evaporation amount of liquid helium, and it is necessary to replenish liquid helium.

そこで、冷凍機をクライオスタットに取り付けるととも
に、その冷凍機の低温部をクライオスタットの液体ヘリ
ウム貯溜部内上方に直接的に配置し、その低温部によ
り、蒸発したヘリウムガスを冷却して液体ヘリウムに再
凝縮させるようにすることもなされているが、そのクラ
イオスタットにおける冷凍機の取付部分としての開口部
を広くせねばならず、その開口部からの侵入熱が大きい
ともに、クライオスタットの構造を変更する手間が必要
であった。
Therefore, the refrigerator is attached to the cryostat, and the low temperature part of the refrigerator is placed directly above the liquid helium storage part of the cryostat, and the low temperature part cools the evaporated helium gas and recondenses it into liquid helium. However, it is necessary to widen the opening of the cryostat as a mounting part of the refrigerator, and the heat entering from the opening is large, and it is necessary to change the structure of the cryostat. there were.

本考案は斯かる諸点に鑑みてなされたもので、その目的
は、上記の如く、冷凍機の低温部によってクライオスタ
ット内部のヘリウムガスを再凝縮させる場合において、
その冷凍機低温部のクライオスタットに対する配置構造
を改良することにより、クライオスタットにおける冷凍
機取付用開口部の大きさを小さくしつつ、高価な液体ヘ
リウムの補充の手間をなくして、MRI−CT等の低温
作動機器のライニングコストを低減しようとすることに
ある。
The present invention has been made in view of these points, and an object thereof is to recondense the helium gas inside the cryostat by the low temperature part of the refrigerator as described above.
By improving the arrangement structure of the refrigerator low temperature part with respect to the cryostat, the size of the refrigerator mounting opening in the cryostat can be reduced, and the labor of replenishing expensive liquid helium can be eliminated and low temperature such as MRI-CT. The purpose is to reduce the lining cost of the operating equipment.

(問題点を解決するための手段) 上記の目的を達成するため、本考案の解決手段は、例え
ば第1図に示すように、冷凍機における冷凍機本体(1
5)は液体ヘリウムを貯溜するクライオスタット(2)
外部に、液体ヘリウムから蒸発したヘリウムガスを冷却
して再凝縮させる再凝縮器(23)はクライオスタット
(2)内部にそれぞれ配置し、上記冷凍機本体(15)
と再凝縮器(23)とを、内部が真空状態とされた熱伝
導率の低い材料からなる筒状断熱部(24)により断熱
状態で連結するとともに、該断熱部(24)内には冷凍
機本体(15)と再凝縮器(23)との間で冷媒を授受
する再凝縮用冷媒配管(26),(27)を配設する。
(Means for Solving Problems) In order to achieve the above-mentioned object, a solution means of the present invention is, for example, as shown in FIG.
5) is a cryostat that stores liquid helium (2)
Re-condensers (23) for cooling and re-condensing the helium gas evaporated from liquid helium are arranged inside the cryostat (2) respectively, and the refrigerator main body (15) is provided outside.
The re-condenser (23) and the re-condenser (23) are connected in an adiabatic state by a cylindrical heat insulating part (24) made of a material having a low heat conductivity and a vacuum inside, and the inside of the heat insulating part (24) is frozen. The recondensing refrigerant pipes (26) and (27) for transferring the refrigerant between the machine body (15) and the recondenser (23) are arranged.

さらに、上記断熱部(24)には冷凍機本体(15)か
ら断熱部(24)周りの雰囲気が所定レベルとなる部位
まで延びる輻射シールド部(28)を内蔵させ、上記再
凝縮用冷媒配管(26),(27)は断熱部(24)に
対してスペーサ(29),(30)によって断熱状態で
支持する構造とする。
Further, the heat insulating part (24) has a built-in radiation shield part (28) extending from the refrigerator main body (15) to a portion where the atmosphere around the heat insulating part (24) reaches a predetermined level, and the recondensing refrigerant pipe ( 26) and (27) have a structure in which the spacers (29) and (30) support the heat insulating portion (24) in a heat insulating state.

(作用) 上記の構成により、本考案では、クライオスタット
(2)の内部に貯溜された液体ヘリウムから蒸発したヘ
リウムガスは、冷凍機の再凝縮器(23)により冷却さ
れて元の液体ヘリウムに再凝縮される。このため、高価
な液体ヘリウムの消費がないので、その定期的な補充が
必要でなくなり、液体ヘリウムを冷却源とするMRI−
CT等の低温作動機器のライニングコストを低減できる
とともに、その液体ヘリウムの補充操作の手間をもなく
すことは可能となる。
(Operation) With the above configuration, in the present invention, the helium gas evaporated from the liquid helium stored inside the cryostat (2) is cooled by the recondenser (23) of the refrigerator and re-converted into the original liquid helium. Be condensed. Therefore, since expensive liquid helium is not consumed, it is not necessary to periodically replenish the liquid helium, and MRI-based liquid helium is used as a cooling source.
It is possible to reduce the lining cost of low temperature operation equipment such as CT, and to eliminate the trouble of replenishing operation of the liquid helium.

そして、その場合、冷凍機における冷凍機本体(15)
はクライオスタット(2)外部に、再凝縮器(23)は
クライオスタット(2)内部にそれぞれ配置され、上記
冷凍機本体(15)と再凝縮器(23)とは、内部が真
空状態とされた熱伝導率の低い材料からなる筒状断熱部
(24)により断熱状態で連結されているので、クライ
オスタット(2)への冷凍機の挿入部分は再凝縮器(2
3)のみであり、クライオスタット(2)における冷凍
機の取付部分としての開口部が狭くて済み、クライオス
タット(2)を大きく変更する必要がない。
And in that case, the refrigerator body (15) in the refrigerator
Are arranged outside the cryostat (2) and the re-condenser (23) inside the cryostat (2). The refrigerator main body (15) and the re-condenser (23) are heated in a vacuum state. Since they are connected in an adiabatic state by the tubular heat insulating part (24) made of a material having a low conductivity, the insertion part of the refrigerator into the cryostat (2) is recondensed (2).
3) only, and the opening portion of the cryostat (2) as a mounting portion of the refrigerator is narrow, and it is not necessary to greatly change the cryostat (2).

しかも、上記断熱部(24)内には再凝縮用冷媒配管
(26),(27)が配置され、上記断熱部(24)に
は冷凍機本体(15)から断熱部(24)周りの雰囲気
が所定レベルとなる部位まで延びる輻射シールド部(2
8)が内蔵され、上記再凝縮用冷媒配管(26),(2
7)は断熱部(24)に対してスペーサ(29),(3
0)によって断熱状態で支持されているので、これらの
断熱構造により、クライオスタット(2)の開口部から
の侵入熱を可及的に抑制することができることとなる。
Moreover, the recondensing refrigerant pipes (26) and (27) are arranged in the heat insulating part (24), and the atmosphere around the heat insulating part (24) from the refrigerator body (15) is arranged in the heat insulating part (24). The radiation shield part (2
8) is built in, and the recondensing refrigerant pipes (26), (2
7) are spacers (29), (3) with respect to the heat insulating part (24).
Since they are supported in a heat-insulating state by means of 0), the heat-insulating structure can suppress the heat entering from the opening of the cryostat (2) as much as possible.

(実施例) 以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第2図は本考案の実施例に係るヘリウムを冷媒とする冷
凍機の全体構成を示し、(1)は超伝導マグネット(1
a)を内蔵した医療用機器としてのMRI−CTであっ
て、上記超伝導マグネット(1a)は、液体ヘリウムを
貯溜するクライオスタット(2)内に配設されていて、
その液体ヘリウムの持つ冷熱により極低温レベル(4.
3K)に冷却保持されている。
FIG. 2 shows the entire structure of a refrigerator using helium as a refrigerant according to an embodiment of the present invention, in which (1) is a superconducting magnet (1
In the MRI-CT as a medical device containing a), the superconducting magnet (1a) is arranged in a cryostat (2) for storing liquid helium,
Due to the cold heat of the liquid helium, the cryogenic level (4.
It is kept cooled at 3K).

上記クライオスタット(2)には、上記液体ヘリウムを
貯溜する液体ヘリウム容器(3)と、その容器(3)の
周りに内側真空室(4)を介して同心状に配置支持され
たインナシールド部(5)と、該インナシールド部
(5)の周りに外側真空室(6)を介して同心状に配置
支持されたアウタシールド部(7)とが配置され、上記
液体ヘリウム容器(3)内に上記超伝導マグネット(1
a)が収容されている。また、上記アウタシールド部
(7)の上部には、そのアウタシールド部(7)の上壁
を底壁として液体窒素を貯溜する液体窒素貯溜室(8)
が形成され、この貯溜室(8)内の液体窒素によりアウ
タシールド部(7)が所定温度レベル(77K)に保持
されている。
The cryostat (2) has a liquid helium container (3) for storing the liquid helium, and an inner shield part (3) concentrically arranged and supported around the container (3) via an inner vacuum chamber (4). 5) and an outer shield part (7) which is concentrically arranged and supported around the inner shield part (5) through an outer vacuum chamber (6) are arranged in the liquid helium container (3). The superconducting magnet (1
a) is housed. Further, a liquid nitrogen storage chamber (8) for storing liquid nitrogen with the upper wall of the outer shield part (7) as a bottom wall is provided above the outer shield part (7).
The outer shield part (7) is maintained at a predetermined temperature level (77K) by the liquid nitrogen in the storage chamber (8).

また、上記クライオスタット(2)の液体ヘリウム容器
(3)、インナシールド部(5)、アウタシールド部
(7)および液体窒素貯溜室(8)の各上壁にはそれぞ
れ円形状の開口部(9)〜(12)が上下方向に対応し
て貫通形成され、これらの開口部(9)〜(12)には
円筒状の挿入部材(13)が気密状態に嵌挿され、この
挿入部材(13)の上端はクライオスタット(2)外部
に、下端は液体ヘリウム容器(3)内にそれぞれ開放さ
れている。
Further, the liquid helium container (3) of the cryostat (2), the inner shield part (5), the outer shield part (7) and the liquid nitrogen storage chamber (8) have circular openings (9) on their respective upper walls. ) To (12) are formed so as to penetrate in the vertical direction, and a cylindrical insertion member (13) is fitted in the openings (9) to (12) in an airtight state. ), The upper end is open to the outside of the cryostat (2), and the lower end is open to the liquid helium container (3).

(14)は上記クライオスタット(2)の液体ヘリウム
容器(3)内の蒸発ヘリウムガスを冷却して液体ヘリウ
ムに再凝縮させるための冷凍機であって、該冷凍機(1
4)は、第1図に示すように、図示しない圧縮機で圧縮
されたヘリウムガスを膨脹させて所定温度レベルの低温
状態を発生させる予冷冷凍回路(16)と、圧縮機(図
示せず)で圧縮されたヘリウムガスを上記予冷冷凍回路
(16)により予冷するとともに、その予冷されたヘリ
ウムガスをJ−T膨脹させて極低温レベルの寒冷状態を
発生させるJ−T回路(19)とからなる。そして、こ
の冷凍機(14)の冷凍機本体(15)はクライオスタ
ット(2)の上面に対して、冷凍機本体(15)のケー
ス(15a)下端の取付フランジ部(15b)を上記挿
入部材(13)上端に設けた取付フランジ部(13a)
に機密状に締結することによって取り付けられている。
(14) is a refrigerator for cooling the evaporated helium gas in the liquid helium container (3) of the cryostat (2) and recondensing it into liquid helium.
4) is, as shown in FIG. 1, a pre-cooling refrigeration circuit (16) for expanding a helium gas compressed by a compressor (not shown) to generate a low temperature state of a predetermined temperature level, and a compressor (not shown). From the JT circuit (19) for precooling the helium gas compressed by 1. by the precooling refrigeration circuit (16) and expanding the precooled helium gas by JT to generate a cryogenic state at an extremely low temperature level. Become. The refrigerator body (15) of the refrigerator (14) has the mounting flange portion (15b) at the lower end of the case (15a) of the refrigerator body (15) attached to the upper surface of the cryostat (2). 13) Mounting flange part (13a) provided on the upper end
It is attached by fastening it confidentially.

上記冷凍機本体(15)のケース(15a)内には、第
1図に拡大詳示するように、予冷冷凍回路(16)およ
びJ−T回路(19)をそれぞれ構成する構成ユニット
が収納されている。すなわち、部分的にしか図示しない
が、予冷冷凍回路(16)側の構成ユニットとしては、
圧縮機からのヘリウムガスを膨脹させてヒートステーシ
ョン(図示せず)に所定温度レベルの低温状態を発生す
る膨脹機(18)が配置されている。一方、J−T回路
(19)側の構成ユニットとしては、上記膨脹(18)
のヒートステーションで熱交換により冷却されたヘリウ
ムガスをリターン側のヘリウムガスと熱交換させて冷却
する複数のJ−T熱交換器(20),(20),…と、
該J−T熱交換器(20),(20),…で冷却された
ヘリウムガスをジュールトムソン膨脹させるJ−T弁
(21)(ジュールトムソン弁)とが内蔵されている。
また、冷凍機本体(15)内には外部からの熱侵入をシ
ールドする所定温度レベルの輻射シールド部(22)が
配置されている。
In the case (15a) of the refrigerator body (15), as shown in enlarged detail in FIG. 1, constituent units respectively constituting a precooling refrigeration circuit (16) and a JT circuit (19) are housed. ing. That is, although shown only partially, as a constituent unit on the side of the pre-cooling refrigeration circuit (16),
An expander (18) for expanding a helium gas from the compressor to generate a low temperature state of a predetermined temperature level is disposed at a heat station (not shown). On the other hand, as a constituent unit on the JT circuit (19) side, the expansion (18) is used.
A plurality of JT heat exchangers (20), (20), ... for cooling the helium gas cooled by heat exchange with the helium gas on the return side in order to cool the helium gas on the return side.
A JT valve (21) (Joule Thomson valve) for expanding the helium gas cooled by the JT heat exchangers (20), (20), ...
Further, inside the refrigerator body (15), a radiation shield part (22) having a predetermined temperature level for shielding heat from the outside is arranged.

さらに、(23)は上記J−T弁(21)で膨脹した後
のヘリウムガスを蒸発させてその潜熱により極低温レベ
ルに冷却される冷却器としての再凝縮器であって、該再
凝縮器(23)は、上記クライオスタット(2)の液体
ヘリウム容器(3)内上部に配設されている。
Further, (23) is a re-condenser as a cooler that evaporates the helium gas expanded by the J-T valve (21) and is cooled to a cryogenic level by its latent heat. (23) is arranged in the upper part of the liquid helium container (3) of the cryostat (2).

そして、この再凝縮器(23)と上記冷凍機本体(1
5)のケース(15a)とは熱伝導率の低い材料からな
る筒状の断熱部(24)によって一体的に連結されてい
る。この断熱部(24)は上記挿入部材(13)内に同
心状に嵌挿され、その内部には真空室(25)が形成さ
れている。
Then, the recondenser (23) and the refrigerator main body (1
The case (15a) of 5) is integrally connected by a cylindrical heat insulating portion (24) made of a material having a low thermal conductivity. The heat insulating portion (24) is concentrically fitted and inserted into the insertion member (13), and a vacuum chamber (25) is formed inside thereof.

上記断熱部(24)内には上記冷凍機本体(15)にお
けるJ−T熱交換器(20)と再凝縮器(23)との間
で冷媒を授受する再凝縮用冷媒配管(26),(27)
が配設されている。また、断熱部(24)には、冷凍機
本体(15)内の輻射シールド部(22)から断熱部
(24)周りの雰囲気が上記液体窒素貯溜室(8)内の
液体窒素により冷却されて77Kの温度レベルとなる部
位まで延びる円筒状の輻射シールド部(28)が内蔵さ
れている。
A recondensing refrigerant pipe (26) for exchanging refrigerant between the JT heat exchanger (20) and the recondenser (23) in the refrigerating machine body (15) in the heat insulating section (24), (27)
Is provided. Further, in the heat insulating part (24), the atmosphere around the heat insulating part (24) from the radiation shield part (22) in the refrigerator body (15) is cooled by the liquid nitrogen in the liquid nitrogen storage chamber (8). A cylindrical radiation shield portion (28) extending to a portion having a temperature level of 77K is incorporated.

さらに、上記再凝縮用冷媒配管(26),(27)は断
熱部(24)に対してアウタおよびインナの2種類のス
ペーサ(29),(30)によって断熱状態で支持され
ている。すなわち、上記アウタスペーサ(29)は、テ
フロン樹脂からなり、第3図および第4図に拡大詳示す
るように、輻射シールド部(28)の外周面と挿入部材
(13)の内周面との間に嵌装され、その輻射シールド
部(28)の外周面と挿入部材(13)の内周面との接
触面積が最少面積となるように略4角形状に形成されて
いる。
Further, the recondensing refrigerant pipes (26) and (27) are supported in the heat insulating portion (24) in a heat insulating state by two kinds of spacers (29) and (30) of outer and inner. That is, the outer spacer (29) is made of Teflon resin and, as shown in enlarged detail in FIGS. 3 and 4, the outer peripheral surface of the radiation shield part (28) and the inner peripheral surface of the insertion member (13). The outer peripheral surface of the radiation shield part (28) and the inner peripheral surface of the insertion member (13) are formed in a substantially quadrangular shape so as to have a minimum contact area.

一方、上記インナスペーサ(30)は、第5図に示すよ
うに、中間部に再凝縮用配管(26),(27)を挿通
させる1対の貫通孔(30a),(30a)を有し、そ
の貫通孔(30a),(30a)に冷媒配管(26),
(27)を挿通させた状態で両端を断熱部(24)内周
面に当接させることにより、再凝縮用冷媒配管(2
6),(27)を断熱部(24)の略中心部に保持する
ものであり、その両端部は断熱部(24)の内周面との
接触面積が最少面積となるように先細形状に形成されて
いる。
On the other hand, the inner spacer (30) has a pair of through holes (30a), (30a) through which the recondensing pipes (26), (27) are inserted, as shown in FIG. , The through holes (30a), (30a) in the refrigerant pipe (26),
By bringing both ends into contact with the inner peripheral surface of the heat insulating section (24) with the (27) inserted, the recondensing refrigerant pipe (2
6) and (27) are held in the substantially central part of the heat insulating part (24), and both ends thereof are tapered so that the contact area with the inner peripheral surface of the heat insulating part (24) becomes the minimum area. Has been formed.

なお、第2図中、(40)は挿入部材(13)において
クライオスタット(2)外に位置する部分に開口された
液体ヘリウム供給口、(41)は余冷冷凍回路(16)
の膨脹機(18)に対するヘリウムガスの供給口、(4
2)は同排出口である。また、(43)はJ−T回路
(19)におけるヘリウムガスの供給口、(44)は同
排出口である。
In FIG. 2, reference numeral (40) is a liquid helium supply port opened in a portion of the insertion member (13) located outside the cryostat (2), and (41) is a precooling refrigeration circuit (16).
Helium gas supply port to the expander (18) of (4)
2) is the same outlet. Further, (43) is a supply port of helium gas in the JT circuit (19), and (44) is the discharge port thereof.

したがって、上記実施例においては、冷凍機(14)の
運転に伴い、その予冷冷凍回路(16)における膨脹機
(18)のヒートステーションの温度が低温レベルまで
低下するとともに、J−T回路(19)側におけるヘリ
ウムガスが上記膨脹機(18)のヒートステーションで
予冷され、この予冷されたヘリウムガスはJ−T熱交換
器(20)で冷却され、かつJ−T弁(21)でジュー
ルトムソン膨脹した後に再凝縮器(23)で膨脹し、そ
のときの蒸発潜熱によって該再凝縮器(23)の温度が
4.3Kの極低温レベルに低下する。このため、クライ
オスタット(2)の内部に貯溜された液体ヘリウムがク
ライオスタット(2)外からの侵入熱によってヘリウム
ガスに蒸発したとしても、そのヘリウムガスは、上記極
低温レベルにある再凝縮器(23)により冷却されて元
の液体ヘリウムに再凝縮されることとなる。その結果、
高価な液体ヘリウムの蒸発による消費がないので、その
定期的な補充が必要でなくなり、液体ヘリウムを冷却源
とするMRI−CT(1)のランニングコストを低減す
ることができるとともに、その液体ヘリウムの補充操作
の手間をもなくすことができる。
Therefore, in the above-described embodiment, the temperature of the heat station of the expander (18) in the pre-cooling refrigeration circuit (16) of the refrigerating machine (14) decreases to a low temperature level and the JT circuit (19) in the above embodiment. ) Side helium gas is pre-cooled in the heat station of the expander (18), the pre-cooled helium gas is cooled in the JT heat exchanger (20), and the JT valve (21) is used in the Joule Thomson. After the expansion, the recondenser (23) expands, and the latent heat of vaporization at that time reduces the temperature of the recondenser (23) to a cryogenic level of 4.3K. Therefore, even if liquid helium stored inside the cryostat (2) is evaporated into helium gas by the heat of entry from the outside of the cryostat (2), the helium gas is recondensed (23) at the cryogenic level. ) Will be re-condensed to the original liquid helium. as a result,
Since there is no consumption of expensive liquid helium due to evaporation, periodical replenishment of the liquid helium is not necessary, the running cost of the MRI-CT (1) using liquid helium as a cooling source can be reduced, and the liquid helium It is possible to eliminate the trouble of refilling operation.

その場合、冷凍機(14)における冷凍機本体(15)
はクライオスタット(2)外部に、再凝縮器(23)は
クライオスタット(2)内部にそれぞれ配置され、上記
冷凍機本体(15)と再凝縮器(23)とは、内部が真
空状態とされた熱伝導率の低い材料からなる筒状断熱部
(24)により断熱状態で連結されているので、クライ
オスタット(2)への冷凍機(14)の挿入部分は挿入
部材(13)内に挿入される再凝縮器(23)のみであ
り、冷凍機(14)全体をクライオスタット(2)に装
備する場合に比べて、クライオスタット(2)における
冷凍機(14)の取付部分としての開口部が狭くて済
み、クライオスタット(2)の構造を大きく変更する必
要がなく、有利である。
In that case, the refrigerator main body (15) in the refrigerator (14)
Are arranged outside the cryostat (2) and the re-condenser (23) inside the cryostat (2). The refrigerator main body (15) and the re-condenser (23) are heated in a vacuum state. Since they are connected in a heat-insulated state by the tubular heat insulating portion (24) made of a material having low conductivity, the insertion portion of the refrigerator (14) into the cryostat (2) is inserted into the insertion member (13) again. Compared with the case where only the condenser (23) is provided and the entire refrigerator (14) is equipped in the cryostat (2), the opening portion as the attachment portion of the refrigerator (14) in the cryostat (2) may be narrower, This is advantageous because it is not necessary to significantly change the structure of the cryostat (2).

しかも、上記断熱部(24)内には再凝縮用冷媒配管
(26),(27)が配設され、上記断熱部(24)に
は冷凍機本体(15)から断熱部(24)周りの雰囲気
が所定レベルとなる部位まで延びる輻射シールド部(2
8)が内蔵され、上記再凝縮用冷媒配管(26),(2
7)は断熱部(24)に対してスペーサ(29),(3
0)によって断熱状態で支持されているので、これらの
断熱構造により、クライオスタット(2)の開口部から
の侵入熱を可及的に抑制でき、よって上記液体ヘリウム
の蒸発をより一層確実に抑制することができる。
In addition, the recondensing refrigerant pipes (26) and (27) are arranged in the heat insulating part (24), and the heat insulating part (24) is provided around the heat insulating part (24) from the refrigerator main body (15). Radiation shield part (2
8) is built in, and the recondensing refrigerant pipes (26), (2
7) are spacers (29), (3) with respect to the heat insulating part (24).
Since it is supported in a heat-insulating state by means of (0), the heat-insulating structure can suppress the heat of invasion from the opening of the cryostat (2) as much as possible, and thus more surely suppress the evaporation of the liquid helium. be able to.

尚、上記実施例におけるアウタスペーサ(29)および
インナスペーサ(30)を他の構造に変えることも可能
である。すなわち、第6図〜第10図はスペーサ(2
9),(30)の変形例を示し、第6図および第7図に
示す例では、アウタスペーサ(29′)を3つの押しピ
ン形状の支持部材(31),(31),…で構成し、そ
の3つの支持部材(31),(31),…を円周方向に
等分配置し、各支持部材(31)のロッド部(31a)
を輻射シールド部(28)の内側から外側に貫通させて
ヘッド部(31b)を輻射シールド部(28)内周面に
接合するとともに、ロッド部(31a)の先端を断熱部
(24)内周面に当接させることにより、輻射シールド
部(28)を断熱部(24)に対して断熱支持するよう
にしたものである。
Incidentally, the outer spacer (29) and the inner spacer (30) in the above embodiment can be changed to other structures. That is, FIGS. 6 to 10 show the spacer (2
9) and (30) are shown as modified examples, and in the examples shown in FIGS. 6 and 7, the outer spacer (29 ') is composed of three push-pin-shaped support members (31), (31), .... Then, the three support members (31), (31), ... Are equally divided in the circumferential direction, and the rod portion (31a) of each support member (31) is arranged.
The head portion (31b) to the inner peripheral surface of the radiation shield portion (28) by penetrating the inside of the radiation shield portion (28) from the outside, and the tip of the rod portion (31a) to the inner periphery of the heat insulating portion (24). The radiation shield part (28) is adiabatically supported by the heat insulating part (24) by abutting against the surface.

また、第8図に示すものでは、インナスペーサ(3
0′)の貫通孔(30′a),(30′a)をスペーサ
(30′)の一側に開放することにより、再凝縮用冷媒
配管(26),(27)に対するスペーサ(30′)の
着脱を容易に行い得るようにしたものである。
Further, in the structure shown in FIG. 8, the inner spacer (3
0 ') through holes (30'a), (30'a) are opened to one side of the spacer (30') so that the spacer (30 ') for the recondensing refrigerant pipes (26), (27). It is designed to be easily attached and detached.

さらに、第9図に示す例では、インナスペーサ(3
0′)として、略120°(円の3等分角)に折り曲げ
られた弾力性を有する第1の支持棒(32)と、先端に
支持部(33a)を有する弾力性を持った第2の支持棒
(33)とで構成し、第1の支持棒(32)の両端をそ
れぞれ輻射シールド部(28)の内周面に当接させて固
定する一方、第2の支持棒(33)の基端は輻射シール
ド(28)の内周面に接合し、その先端の支持部(33
a)と第1の支持棒(33)の中間部との間で再凝縮用
冷媒配管(26),(27)を押圧支持して、輻射シー
ルド部(28)の略中心部に保持するようにしたもので
ある。
Further, in the example shown in FIG. 9, the inner spacer (3
0 '), the first support rod (32) having elasticity and bent to approximately 120 ° (triangular division of a circle), and the second elasticity having a support portion (33a) at the tip. Of the first support rod (32), the both ends of the first support rod (32) are brought into contact with and fixed to the inner peripheral surface of the radiation shield part (28), respectively, while the second support rod (33) is fixed. The base end of is joined to the inner peripheral surface of the radiation shield (28), and the support portion (33
The recondensing refrigerant pipes (26) and (27) are pressed and supported between a) and the intermediate portion of the first support rod (33), and are held at approximately the center of the radiation shield part (28). It is the one.

したがって、以上の各例によっても、上記実施例と同様
の作用効果を奏することができる。
Therefore, also in each of the above examples, it is possible to obtain the same operational effects as those of the above-described embodiment.

(考案の効果) 以上説明したように、本考案によると、冷凍機における
冷凍機本体をクライオスタット外部に、再凝縮器はクラ
イオスタット内部にそれぞれ配置し、上記冷凍機本体と
再凝縮器とを筒状断熱部により真空断熱状態で連結する
とともに、該断熱部内に再凝縮用冷媒配管を配設し、上
記断熱部には冷凍機本体から断熱部周りの雰囲気が所定
レベルとなる部位まで延びる輻射シールド部を内蔵さ
せ、上記再凝縮用冷媒配管は断熱部に対してスペーサに
よって断熱状態で支持する構造としたことにより、クラ
イオスタットにおける冷凍機取付用開口部の大きさを小
さくして、クライオスタットの構造の変更およびその開
口部からの熱侵入を抑制しつつ、高価な液体ヘリウムの
補充の手間をなくして、MRI−CT等の低温作動機器
のランニングコストを低減することができるものであ
る。
(Effect of the Invention) As described above, according to the present invention, the refrigerator main body of the refrigerator is arranged outside the cryostat, and the recondenser is arranged inside the cryostat, respectively, and the refrigerator main body and the recondenser are cylindrical. A radiation shield part which is connected in a vacuum adiabatic state by a heat insulating part, and which is provided with a recondensing refrigerant pipe in the heat insulating part, and which extends from the refrigerator body to a part where the atmosphere around the heat insulating part reaches a predetermined level in the heat insulating part. With the structure that the recondensing refrigerant pipe is supported in a heat insulating state by a spacer to the heat insulating portion, the size of the refrigerator mounting opening in the cryostat is reduced, and the structure of the cryostat is changed. And, while suppressing the heat intrusion from the opening portion thereof, eliminating the trouble of replenishing expensive liquid helium, the temperature of low temperature operating equipment such as MRI-CT is reduced. It is possible to reduce the training cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

図面は本考案の実施例を示すもので、第1図はその要部
を拡大して示す断面図、第2図は全体構成を示す断面
図、第3図はアウタスペーサの斜視図、第4図は同正面
図、第5図はインナスペーサの斜視図である。第6図は
アウタスペーサの変形例の輻射シールド部への取付構造
を示す斜視図、第7図は第6図のVII-VII線断面図であ
る。第8図はインナスペーサの変形例を示す斜視図であ
る。第9図はインナスペーサの他の変形例を示す斜視
図、第10図は同正面図である。 (2)…クライオスタット、(14)…冷凍機、(1
5)…冷凍機本体、(23)…再凝縮器、(24)…断
熱部、(26),(27)…冷媒配管、(28)…輻射
シールド部、(29),(29′)…インナスペーサ、
(30),(30′),(30″)…アウタスペーサ。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view showing the entire structure, FIG. 3 is a perspective view of an outer spacer, and FIG. The figure is the same front view, and FIG. 5 is a perspective view of the inner spacer. FIG. 6 is a perspective view showing a mounting structure of a modified outer spacer to a radiation shield portion, and FIG. 7 is a sectional view taken along line VII-VII in FIG. FIG. 8 is a perspective view showing a modified example of the inner spacer. FIG. 9 is a perspective view showing another modified example of the inner spacer, and FIG. 10 is a front view of the same. (2) ... Cryostat, (14) ... Refrigerator, (1
5) ... Refrigerator body, (23) ... Recondenser, (24) ... Insulating section, (26), (27) ... Refrigerant piping, (28) ... Radiation shield section, (29), (29 ') ... Inner spacer,
(30), (30 '), (30 ") ... Outer spacer.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−261868(JP,A) 特開 昭62−116868(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-62-261868 (JP, A) JP-A-62-116868 (JP, A)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】クライオスタット(2)内部に貯溜されて
いる液体ヘリウムから蒸発したヘリウムガスを再凝縮器
(23)により冷却して再凝縮させる冷凍機であって、
冷凍機本体(15)はクライオスタット(2)外部に、
再凝縮器(23)はクライオスタット(2)内部にそれ
ぞれ配置されていて、上記冷凍機本体(15)と再凝縮
器(23)とは内部が真空状態とされた熱伝導率の低い
材料からなる筒状断熱部(24)により断熱状態で連結
され、かつ該断熱部(24)内には冷凍機本体(15)
と再凝縮器(23)との間で冷媒を授受する再凝縮用冷
媒配管(26),(27)が配設されており、上記断熱
部(24)には冷凍機本体(15)から断熱部(24)
周りの雰囲気が所定レベルとなる部位まで延びる輻射シ
ールド部(28)が内蔵され、上記再凝縮用冷媒配管
(26),(27)は断熱部(24)に対してスペーサ
(29),(30)によって断熱状態で支持されている
ことを特徴とする冷凍機。
1. A refrigerator in which helium gas evaporated from liquid helium stored inside a cryostat (2) is cooled by a recondenser (23) and recondensed,
The refrigerator body (15) is placed outside the cryostat (2),
The re-condensers (23) are arranged inside the cryostat (2), respectively, and the refrigerator main body (15) and the re-condenser (23) are made of a material having a low heat conductivity in a vacuum state. The heat insulation unit (24) is connected in a heat insulating state by the cylindrical heat insulation unit (24), and the refrigerator main body (15) is provided in the heat insulation unit (24).
The recondensing refrigerant pipes (26) and (27) for exchanging the refrigerant between the recondenser (23) and the recondenser (23) are arranged, and the heat insulating section (24) is insulated from the refrigerator main body (15). Division (24)
A radiation shield portion (28) extending to a portion where the surrounding atmosphere reaches a predetermined level is built in, and the recondensing refrigerant pipes (26) and (27) are spacers (29) and (30) with respect to the heat insulating portion (24). ) Is supported in a heat-insulated state by a refrigerator.
JP16827187U 1987-11-02 1987-11-02 Cryogenic refrigerator Expired - Lifetime JPH0629636Y2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16827187U JPH0629636Y2 (en) 1987-11-02 1987-11-02 Cryogenic refrigerator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16827187U JPH0629636Y2 (en) 1987-11-02 1987-11-02 Cryogenic refrigerator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0173662U JPH0173662U (en) 1989-05-18
JPH0629636Y2 true JPH0629636Y2 (en) 1994-08-10

Family

ID=31457304

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP16827187U Expired - Lifetime JPH0629636Y2 (en) 1987-11-02 1987-11-02 Cryogenic refrigerator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0629636Y2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0173662U (en) 1989-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5586437A (en) MRI cryostat cooled by open and closed cycle refrigeration systems
JPH0424617B2 (en)
JP4417247B2 (en) MRI system with superconducting magnet and refrigeration unit
JP4031121B2 (en) Cryostat equipment
US10203068B2 (en) Method and device for precooling a cryostat
US9494344B2 (en) Method for reconfiguring a cryostat configuration for recirculation cooling
US20060021355A1 (en) Cryostat configuration
EP1586833A2 (en) Cooling apparatus
US4827736A (en) Cryogenic refrigeration system for cooling a specimen
US20170284725A1 (en) Cryostat with a first and a second helium tank, which are separated from one another in a liquid-tight manner at least in a lower part
JPH11243007A (en) Superconducting magnet for magnetic resonance imaging
JPH11288809A (en) Superconducting magnet
EP1241398A2 (en) Cryogenic cooling system with cooldown and normal modes of operation
GB2424468A (en) A cryogen tank for cooling a former
JPH05251774A (en) Squid fluxmeter
JP5839734B2 (en) Evaporative gas reliquefaction equipment for low temperature liquefied gas
US4680936A (en) Cryogenic magnet systems
US20090275476A1 (en) Cryostat assembly
JP5833284B2 (en) Cooling system
JP2008306060A (en) Extremely low temperature containment cooling system and its operating method
JPH0629636Y2 (en) Cryogenic refrigerator
JPH11248326A (en) Chiller
JP3199967B2 (en) Cryogenic equipment
JP2009516381A (en) Superconducting magnet system
WO2014203826A1 (en) Nmr system