JPH11243007A - 磁気共鳴イメージング用超電導磁石 - Google Patents
磁気共鳴イメージング用超電導磁石Info
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- JPH11243007A JPH11243007A JP10260742A JP26074298A JPH11243007A JP H11243007 A JPH11243007 A JP H11243007A JP 10260742 A JP10260742 A JP 10260742A JP 26074298 A JP26074298 A JP 26074298A JP H11243007 A JPH11243007 A JP H11243007A
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Classifications
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- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
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- F25D19/006—Thermal coupling structure or interface
-
- 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
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- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ヘリウム容器内の発生するヘリウム・ガスを
再凝縮して液体ヘリウムに戻す手段を改良し簡単化した
ヘリウム冷却型超電導磁石を提供する。 【解決手段】 再凝縮装置（３４）が、ヘリウム容器
（１２）とそれを囲む真空容器（１８）との間の空間
（３１）内に、真空容器中の固定の極低温冷却器スリー
ブ（２６）内の極低温冷却器（５０）と熱接触関係で配
置される。極低温冷却器は磁石アセンブリの磁界への磁
気的擾乱を最小限に抑えるように配置され、再凝縮器は
薄肉の波形鋼管（３６，４１）を介してヘリウム容器に
連結され、管の寸法はヘリウム容器の断熱および振動絶
縁を行うことのできる寸法とする。
再凝縮して液体ヘリウムに戻す手段を改良し簡単化した
ヘリウム冷却型超電導磁石を提供する。 【解決手段】 再凝縮装置（３４）が、ヘリウム容器
（１２）とそれを囲む真空容器（１８）との間の空間
（３１）内に、真空容器中の固定の極低温冷却器スリー
ブ（２６）内の極低温冷却器（５０）と熱接触関係で配
置される。極低温冷却器は磁石アセンブリの磁界への磁
気的擾乱を最小限に抑えるように配置され、再凝縮器は
薄肉の波形鋼管（３６，４１）を介してヘリウム容器に
連結され、管の寸法はヘリウム容器の断熱および振動絶
縁を行うことのできる寸法とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気共鳴イメージ
ング（以下、ＭＲＩと言う）に適したヘリウム冷却型超
電導磁石アセンブリに関し、特に、ヘリウム容器内に設
置されて、発生するヘリウム・ガスを再凝縮して液体ヘ
リウムに戻す手段を改良し簡単化することに関する。
ング（以下、ＭＲＩと言う）に適したヘリウム冷却型超
電導磁石アセンブリに関し、特に、ヘリウム容器内に設
置されて、発生するヘリウム・ガスを再凝縮して液体ヘ
リウムに戻す手段を改良し簡単化することに関する。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、超電導磁石は、それを極
低温環境に置くことにより、たとえばそれをクライオス
タット（ｃｒｙｏｓｔａｔ）または液体ヘリウムなどの
液体の冷凍剤（ｃｒｙｏｇｅｎ）を入れた圧力容器内に
収容することにより、超電導性とすることができる。極
低温にすれば、磁石コイルを確実に超電導作用状態に維
持することができる。すなわち、最初に電源を磁石コイ
ルに接続して（ある期間、たとえば１０分間）電流をコ
イルに流せば、その電力を取り除いた後でも、コイルに
電気抵抗がないため、電流がコイルに流れ続け、これに
より強い磁界を維持する。超電導磁石アセンブリはＭＲ
Ｉ分野で広範に用いられている。
低温環境に置くことにより、たとえばそれをクライオス
タット（ｃｒｙｏｓｔａｔ）または液体ヘリウムなどの
液体の冷凍剤（ｃｒｙｏｇｅｎ）を入れた圧力容器内に
収容することにより、超電導性とすることができる。極
低温にすれば、磁石コイルを確実に超電導作用状態に維
持することができる。すなわち、最初に電源を磁石コイ
ルに接続して（ある期間、たとえば１０分間）電流をコ
イルに流せば、その電力を取り除いた後でも、コイルに
電気抵抗がないため、電流がコイルに流れ続け、これに
より強い磁界を維持する。超電導磁石アセンブリはＭＲ
Ｉ分野で広範に用いられている。
【０００３】液体ヘリウムのような沸騰する冷凍剤を補
給する必要性を最小限に抑えることに、多大な研究開発
活動が注がれている。極低温を得るために液体ヘリウム
を用いることは広く行われており、ＭＲＩ作用にとって
満足なものであるが、世界中のＭＲＩ装置に液体ヘリウ
ムを安定供給することは困難であり、経費のかさむこと
がわかっている。
給する必要性を最小限に抑えることに、多大な研究開発
活動が注がれている。極低温を得るために液体ヘリウム
を用いることは広く行われており、ＭＲＩ作用にとって
満足なものであるが、世界中のＭＲＩ装置に液体ヘリウ
ムを安定供給することは困難であり、経費のかさむこと
がわかっている。
【０００４】通常の方法では、沸騰する冷凍剤から生じ
るヘリウム・ガスを排気し、ヘリウム供給部に定期的に
補給する。その結果、超電導磁石アセンブリを超電導温
度にするために、必要な液体ヘリウムの量を効率良く減
少させることとともに、液体ヘリウムが沸騰するにつれ
て液体ヘリウムを継続的に補給する必要性を少なくする
か無くすことが強く望まれている。
るヘリウム・ガスを排気し、ヘリウム供給部に定期的に
補給する。その結果、超電導磁石アセンブリを超電導温
度にするために、必要な液体ヘリウムの量を効率良く減
少させることとともに、液体ヘリウムが沸騰するにつれ
て液体ヘリウムを継続的に補給する必要性を少なくする
か無くすことが強く望まれている。
【０００５】超電導磁石アセンブリを極低温にするのに
液体ヘリウムを用いる際に遭遇するもう一つの問題は、
液体ヘリウムの必要な補給分を４°Ｋの（または絶対０
度に近い）極低温にて貯蔵することにあり、またそれに
関連して、貯蔵槽内の液体ヘリウムの一部を超電導磁石
内の液体ヘリウム供給部に定期的に移送する問題があ
る。
液体ヘリウムを用いる際に遭遇するもう一つの問題は、
液体ヘリウムの必要な補給分を４°Ｋの（または絶対０
度に近い）極低温にて貯蔵することにあり、またそれに
関連して、貯蔵槽内の液体ヘリウムの一部を超電導磁石
内の液体ヘリウム供給部に定期的に移送する問題があ
る。
【０００６】沸騰するヘリウムから生じるヘリウム・ガ
スをリサイクルする種々の試みがなされている。これら
の試みは、それに伴って考慮すべき要素や問題があまり
に多いので、完全に満足なものではない。ヘリウム・ガ
スを再凝縮しようとすると、再凝縮装置へのアクセスが
困難なことやその補修（または整備）が困難なことにつ
きあたる。再凝縮装置の補修作業中に、少しでも可能だ
としたら、ＭＲＩを動作状態に維持することがきわめて
重要である。その理由は、再凝縮装置の補修を行うため
に超電導作用を中断すると、ダウンタイムが長くなり、
ランピング・ダウン（ｒａｍｐｉｎｇ ｄｏｗｎ）とそ
れに続く超電導磁石の均質な超導電動作へのランピング
・アップ（ｒａｍｐｉｎｇ ｕｐ）およびシム調整とに
より、超電導磁石アセンブリ内のヘリウム供給部でボイ
ルオフ（蒸発）が起こるからである。このような過程は
必然的に時間と材料両面で費用を増大させ、それ以外
に、ダウンタイム期間の間は高価なＭＲＩ装置を利用で
きないことに伴う経済的損失が加わる。
スをリサイクルする種々の試みがなされている。これら
の試みは、それに伴って考慮すべき要素や問題があまり
に多いので、完全に満足なものではない。ヘリウム・ガ
スを再凝縮しようとすると、再凝縮装置へのアクセスが
困難なことやその補修（または整備）が困難なことにつ
きあたる。再凝縮装置の補修作業中に、少しでも可能だ
としたら、ＭＲＩを動作状態に維持することがきわめて
重要である。その理由は、再凝縮装置の補修を行うため
に超電導作用を中断すると、ダウンタイムが長くなり、
ランピング・ダウン（ｒａｍｐｉｎｇ ｄｏｗｎ）とそ
れに続く超電導磁石の均質な超導電動作へのランピング
・アップ（ｒａｍｐｉｎｇ ｕｐ）およびシム調整とに
より、超電導磁石アセンブリ内のヘリウム供給部でボイ
ルオフ（蒸発）が起こるからである。このような過程は
必然的に時間と材料両面で費用を増大させ、それ以外
に、ダウンタイム期間の間は高価なＭＲＩ装置を利用で
きないことに伴う経済的損失が加わる。
【０００７】考慮しなければならない他の問題として、
磁性材料を含む可動ディスプレーサ（ｄｉｓｐｌａｃｅ
ｒ）を持つ極低温冷却器（ｃｒｙｏｃｏｏｌｅｒ）によ
り発生される磁気干渉がある。画質のよいＭＲＩイメー
ジングを行うにはイメージング用ボア（中孔）にきわめ
て均質な磁界が必要であるので、磁気干渉はどんなもの
でもきわめて重大である。
磁性材料を含む可動ディスプレーサ（ｄｉｓｐｌａｃｅ
ｒ）を持つ極低温冷却器（ｃｒｙｏｃｏｏｌｅｒ）によ
り発生される磁気干渉がある。画質のよいＭＲＩイメー
ジングを行うにはイメージング用ボア（中孔）にきわめ
て均質な磁界が必要であるので、磁気干渉はどんなもの
でもきわめて重大である。
【０００８】その上、機械的な極低温冷却器により生じ
る機械的な振動も、イメージング品質に影響する。さら
に、再凝縮器とヘリウム容器との間の断熱を良好にし
て、前述したように再凝縮装置の補修の間も、超電導動
作の維持を容易にするとともに、液体ヘリウムの喪失を
なくすのが望ましい。また、補修時に低温ヘッド・スリ
ーブを室温まで暖めて凝縮物を溶融させることを可能に
するとともに、補修作業後に極低温冷却器を再装着した
ときに極低温冷却器の低温ヘッドと極低温冷却器スリー
ブ内の熱ステーションとの間の熱的接触を妨害するおそ
れのあるような汚染物を除去できるようにすることも望
ましい。
る機械的な振動も、イメージング品質に影響する。さら
に、再凝縮器とヘリウム容器との間の断熱を良好にし
て、前述したように再凝縮装置の補修の間も、超電導動
作の維持を容易にするとともに、液体ヘリウムの喪失を
なくすのが望ましい。また、補修時に低温ヘッド・スリ
ーブを室温まで暖めて凝縮物を溶融させることを可能に
するとともに、補修作業後に極低温冷却器を再装着した
ときに極低温冷却器の低温ヘッドと極低温冷却器スリー
ブ内の熱ステーションとの間の熱的接触を妨害するおそ
れのあるような汚染物を除去できるようにすることも望
ましい。
【０００９】ヘリウム再凝縮装置の詳細は、ともに本出
願人に譲渡された米国特許出願第０８／３６６１８７号
「ヘリウム再凝縮型超電導磁石」（１９９４年１２月２
９日出願）および米国特許第５，６１３，３６７号に説
明されている。
願人に譲渡された米国特許出願第０８／３６６１８７号
「ヘリウム再凝縮型超電導磁石」（１９９４年１２月２
９日出願）および米国特許第５，６１３，３６７号に説
明されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、熱効
率の良好な、改良された複雑でない冷凍剤再凝縮型超電
導磁石アセンブリを提供することにある。本発明の別の
目的は、磁気的擾乱を最小限に抑えた、超電導磁石アセ
ンブリ用の再凝縮装置を提供することにある。
率の良好な、改良された複雑でない冷凍剤再凝縮型超電
導磁石アセンブリを提供することにある。本発明の別の
目的は、磁気的擾乱を最小限に抑えた、超電導磁石アセ
ンブリ用の再凝縮装置を提供することにある。
【００１１】本発明の他の目的は、超電導磁石ＭＲＩシ
ステムの動作を中断することなく、また液体ヘリウムを
失うことなく、簡単に取り外して補修作業することの可
能な、極低温冷却器を用いる優れた再凝縮性ヘリウム冷
却超電導磁石アセンブリを提供することにある。本発明
のさらに他の目的は、超電導磁石アセンブリの再凝縮器
とヘリウム容器との間の断熱および振動絶縁をはかるこ
とにある。
ステムの動作を中断することなく、また液体ヘリウムを
失うことなく、簡単に取り外して補修作業することの可
能な、極低温冷却器を用いる優れた再凝縮性ヘリウム冷
却超電導磁石アセンブリを提供することにある。本発明
のさらに他の目的は、超電導磁石アセンブリの再凝縮器
とヘリウム容器との間の断熱および振動絶縁をはかるこ
とにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の１態様によれ
ば、二段階極低温冷却器が超電導磁石中のヘリウム容器
とそれを囲む真空容器との間の空間の中に延在し、極低
温冷却器の低温端または第２段が再凝縮器と熱的に連結
される。再凝縮器は液体ヘリウムの上の同一空間内に配
置されて、ヘリウム・ガスと接触し、これにより再凝縮
したヘリウムが重力の作用で液体ヘリウム貯蔵容器に戻
る。
ば、二段階極低温冷却器が超電導磁石中のヘリウム容器
とそれを囲む真空容器との間の空間の中に延在し、極低
温冷却器の低温端または第２段が再凝縮器と熱的に連結
される。再凝縮器は液体ヘリウムの上の同一空間内に配
置されて、ヘリウム・ガスと接触し、これにより再凝縮
したヘリウムが重力の作用で液体ヘリウム貯蔵容器に戻
る。
【００１３】具体的には、再凝縮装置は、ヘリウム容器
とそれを囲む真空容器との間の空間内に、真空容器中の
固定の極低温冷却器スリーブ内に配置された極低温冷却
器と熱接触関係で配置される。極低温冷却器は、超電導
磁石の軸線に対して、磁石が発生する磁界の磁気的擾乱
を最少にするような位置および角度に配置される。スリ
ーブは、断熱と振動絶縁をおこなうために肉薄の波形ス
テンレス鋼管を介してヘリウム容器に連結される。
とそれを囲む真空容器との間の空間内に、真空容器中の
固定の極低温冷却器スリーブ内に配置された極低温冷却
器と熱接触関係で配置される。極低温冷却器は、超電導
磁石の軸線に対して、磁石が発生する磁界の磁気的擾乱
を最少にするような位置および角度に配置される。スリ
ーブは、断熱と振動絶縁をおこなうために肉薄の波形ス
テンレス鋼管を介してヘリウム容器に連結される。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１は、極低温冷却器を若干拡大
して示す、本発明を適用したＭＲＩ超電導磁石１０の断
面図である。ＭＲＩ超電導磁石１０は、冷凍剤として液
体ヘリウム１４を入れた冷凍剤容器すなわちヘリウム容
器１２と、複数個の超電導磁石コイル１６とを備える。
超電導磁石コイル１６は、超電導温度に冷却されると、
当業界で周知の態様で、軸線１７を持つ中心のイメージ
ング用ボア内にきわめて均一な磁界を発生する。ヘリウ
ム容器１２は外側の真空容器１８で包囲され、この真空
容器１８は同容器の外側の雰囲気２０をヘリウム容器１
２から隔絶する。真空容器１８とヘリウム容器１２との
間には１個以上の熱シールド２４が配置されている。真
空容器１８と熱シールド２４との間には多層超断熱体２
５が配置されている。
して示す、本発明を適用したＭＲＩ超電導磁石１０の断
面図である。ＭＲＩ超電導磁石１０は、冷凍剤として液
体ヘリウム１４を入れた冷凍剤容器すなわちヘリウム容
器１２と、複数個の超電導磁石コイル１６とを備える。
超電導磁石コイル１６は、超電導温度に冷却されると、
当業界で周知の態様で、軸線１７を持つ中心のイメージ
ング用ボア内にきわめて均一な磁界を発生する。ヘリウ
ム容器１２は外側の真空容器１８で包囲され、この真空
容器１８は同容器の外側の雰囲気２０をヘリウム容器１
２から隔絶する。真空容器１８とヘリウム容器１２との
間には１個以上の熱シールド２４が配置されている。真
空容器１８と熱シールド２４との間には多層超断熱体２
５が配置されている。
【００１５】極低温冷却器スリーブ２６が、真空容器１
８から熱シールド２４とヘリウム容器１２との間の空間
３１の中まで延在する。低温端スリーブ熱ステーション
またはヒートシンク２８が、極低温冷却器スリーブ２６
により形成された空所２９の内部端に配置されている。
肩部またはヒートシンク３０が、（分かり易くするため
に幾分拡大して示した）極低温冷却器５０のための中温
端スリーブ熱ステーションを形成する。可撓性銅編み線
４０により、中温端スリーブ熱ステーション３０を熱シ
ールド２４に熱的に連結する。再凝縮器３４を取り囲む
再凝縮器容器またはハウジング３２が、熱シールド２４
とヘリウム容器１２との間の空間３１内に、低温端スリ
ーブ熱ステーション２８と熱接触関係で配置されてい
る。１対のステンレス鋼薄肉管３６および４１が、再凝
縮器容器３２と液面２３より上のヘリウム容器１２の上
部に開けた穴３８との間に延在する。管３６および４１
は、米国ジョージア州カミング所在のアメリカン・ボア
社（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｂｏａ Ｃｏｍｐａｎｙ）から
商品名「ＰＡＲＲＡＰ」で市販されている種類のベロー
ズ型波形ステンレス鋼管から作製する。このような管
は、たとえば、内径１２ｍｍのステンレス鋼３０４製と
することができる。
８から熱シールド２４とヘリウム容器１２との間の空間
３１の中まで延在する。低温端スリーブ熱ステーション
またはヒートシンク２８が、極低温冷却器スリーブ２６
により形成された空所２９の内部端に配置されている。
肩部またはヒートシンク３０が、（分かり易くするため
に幾分拡大して示した）極低温冷却器５０のための中温
端スリーブ熱ステーションを形成する。可撓性銅編み線
４０により、中温端スリーブ熱ステーション３０を熱シ
ールド２４に熱的に連結する。再凝縮器３４を取り囲む
再凝縮器容器またはハウジング３２が、熱シールド２４
とヘリウム容器１２との間の空間３１内に、低温端スリ
ーブ熱ステーション２８と熱接触関係で配置されてい
る。１対のステンレス鋼薄肉管３６および４１が、再凝
縮器容器３２と液面２３より上のヘリウム容器１２の上
部に開けた穴３８との間に延在する。管３６および４１
は、米国ジョージア州カミング所在のアメリカン・ボア
社（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｂｏａ Ｃｏｍｐａｎｙ）から
商品名「ＰＡＲＲＡＰ」で市販されている種類のベロー
ズ型波形ステンレス鋼管から作製する。このような管
は、たとえば、内径１２ｍｍのステンレス鋼３０４製と
することができる。
【００１６】図３に示すように、管３６は、多数のプリ
ーツ６７を有するステンレス鋼ベローズ部分６５をその
両端のステンレス鋼継手６１および６３の間に連結して
構成されている。ベローズ部分６５は、プリーツ６７の
膨張収縮を許し、継手６１および６３間の、したがって
極低温冷却器５０とヘリウム容器１２との間の振動を減
衰する。また管３６は、これらのプリーツ６７を介して
熱的接続部を形成し、このような長い熱的接続部は、極
低温冷却器５０の補修または交換に際して極低温冷却器
５０を極低温冷却器スリーブ２６から取り外すときに、
ヘリウム容器１２を再凝縮器容器またはハウジング３２
から熱的に隔離するのに役立つ。管４１は、直角の継手
６１を用いない以外は、管３６と同様である。管３６の
継手６１は再凝縮器ハウジング３２に溶接され、継手６
３はヘリウム容器１２の穴３８に溶接される。
ーツ６７を有するステンレス鋼ベローズ部分６５をその
両端のステンレス鋼継手６１および６３の間に連結して
構成されている。ベローズ部分６５は、プリーツ６７の
膨張収縮を許し、継手６１および６３間の、したがって
極低温冷却器５０とヘリウム容器１２との間の振動を減
衰する。また管３６は、これらのプリーツ６７を介して
熱的接続部を形成し、このような長い熱的接続部は、極
低温冷却器５０の補修または交換に際して極低温冷却器
５０を極低温冷却器スリーブ２６から取り外すときに、
ヘリウム容器１２を再凝縮器容器またはハウジング３２
から熱的に隔離するのに役立つ。管４１は、直角の継手
６１を用いない以外は、管３６と同様である。管３６の
継手６１は再凝縮器ハウジング３２に溶接され、継手６
３はヘリウム容器１２の穴３８に溶接される。
【００１７】低温ヘッド・アセンブリまたは極低温冷却
器５０の寸法は、極低温冷却器スリーブ２６の空所２９
内に選択的に挿入可能になっており、挿入されたとき、
低温ステーション５８が低温端スリーブ熱ステーション
２８に接触し且つ極低温冷却器５０の中温ステーション
６０が中温端スリーブ熱ステーションまたはヒートシン
ク３０に接触すると共に、室温端５６が真空容器１８の
カラー５７に接触して、空所２９を真空容器の外側の雰
囲気２０に対して密閉する。ヘリウム圧縮機５４がライ
ン５２を通して極低温冷却器５０に連結され、再凝縮器
３４および熱シールド２４の有効な動作に必要な低い温
度を実現する。極低温冷却器５０は、日本のＳＨＩ社か
ら型名ＳＲＤＫ−４０８で入手できるギフォード・マク
マホン往復動冷凍装置であってよく、低温ステーション
５８の温度を４°Ｋ、中温ステーション６０の温度を４
０°Ｋとするものである。この低い方の温度は、矢印６
２で示すようにヘリウム容器１２中の液体ヘリウム１４
の液面９より上のヘリウム蒸気空間２２から流れて再凝
縮器３４に接触するヘリウム・ガスを再凝縮させるのに
適している。再凝縮器３４はヘリウム・ガス６２を液体
ヘリウムに再凝縮し、凝縮された液体ヘリウムは重力に
より流れてヘリウム容器１２に戻り、この態様は前掲の
米国特許に記載された通りである。
器５０の寸法は、極低温冷却器スリーブ２６の空所２９
内に選択的に挿入可能になっており、挿入されたとき、
低温ステーション５８が低温端スリーブ熱ステーション
２８に接触し且つ極低温冷却器５０の中温ステーション
６０が中温端スリーブ熱ステーションまたはヒートシン
ク３０に接触すると共に、室温端５６が真空容器１８の
カラー５７に接触して、空所２９を真空容器の外側の雰
囲気２０に対して密閉する。ヘリウム圧縮機５４がライ
ン５２を通して極低温冷却器５０に連結され、再凝縮器
３４および熱シールド２４の有効な動作に必要な低い温
度を実現する。極低温冷却器５０は、日本のＳＨＩ社か
ら型名ＳＲＤＫ−４０８で入手できるギフォード・マク
マホン往復動冷凍装置であってよく、低温ステーション
５８の温度を４°Ｋ、中温ステーション６０の温度を４
０°Ｋとするものである。この低い方の温度は、矢印６
２で示すようにヘリウム容器１２中の液体ヘリウム１４
の液面９より上のヘリウム蒸気空間２２から流れて再凝
縮器３４に接触するヘリウム・ガスを再凝縮させるのに
適している。再凝縮器３４はヘリウム・ガス６２を液体
ヘリウムに再凝縮し、凝縮された液体ヘリウムは重力に
より流れてヘリウム容器１２に戻り、この態様は前掲の
米国特許に記載された通りである。
【００１８】本発明によれば、極低温冷却器スリーブ２
６内での超電導磁石コイル１６に対する極低温冷却器５
０の配置がきわめて融通性の高いものとなるので、極低
温冷却器５０の位置を適切に選択することにより、超電
導磁気コイル１６によって軸線１７にそって発生される
磁界との磁気干渉および摂動を最少にすることができ
る。極低温冷却器５０の配置の融通性が高いことによ
り、極低温冷却器５０の傾斜配置が可能になるので、極
低温冷却器５０の軸線２１を超電導磁石１０の軸線１７
に平行な軸線１９に対して角度２３および４３で簡略に
示す位置に傾斜させることができる。軸線２１は、軸線
１７（１９）に平行であるだけでなく、軸線１７（１
９）に平行な角度から軸線１７に直角な角度までの任意
の角度にすることができ、その角度は極低温冷却器５０
内の可動ディスプレーサによる、軸線１７に沿った磁界
との磁気干渉を最少にするように選ばれる。１設計例で
は、角度２３は２０度である。
６内での超電導磁石コイル１６に対する極低温冷却器５
０の配置がきわめて融通性の高いものとなるので、極低
温冷却器５０の位置を適切に選択することにより、超電
導磁気コイル１６によって軸線１７にそって発生される
磁界との磁気干渉および摂動を最少にすることができ
る。極低温冷却器５０の配置の融通性が高いことによ
り、極低温冷却器５０の傾斜配置が可能になるので、極
低温冷却器５０の軸線２１を超電導磁石１０の軸線１７
に平行な軸線１９に対して角度２３および４３で簡略に
示す位置に傾斜させることができる。軸線２１は、軸線
１７（１９）に平行であるだけでなく、軸線１７（１
９）に平行な角度から軸線１７に直角な角度までの任意
の角度にすることができ、その角度は極低温冷却器５０
内の可動ディスプレーサによる、軸線１７に沿った磁界
との磁気干渉を最少にするように選ばれる。１設計例で
は、角度２３は２０度である。
【００１９】さらに、ステンレス鋼管３６および４１の
寸法は、プリーツ６７の長さ、直径、数および相互距離
を含めて、極低温冷却器５０とヘリウム容器１２との間
の振動絶縁を最適にするように選ぶことができ、また、
適切な長さとすることによって、管３６および４１は極
低温冷却器の補修の際に極低温冷却器５０とヘリウム容
器１２との間を断熱する。１設計例では、管３６の長さ
は８インチ、直径は０．４７インチであった。
寸法は、プリーツ６７の長さ、直径、数および相互距離
を含めて、極低温冷却器５０とヘリウム容器１２との間
の振動絶縁を最適にするように選ぶことができ、また、
適切な長さとすることによって、管３６および４１は極
低温冷却器の補修の際に極低温冷却器５０とヘリウム容
器１２との間を断熱する。１設計例では、管３６の長さ
は８インチ、直径は０．４７インチであった。
【００２０】図２は、管３６および４１の代わりの別の
実施態様を示す。この実施態様では、１本の管３７のみ
が再凝縮器ハウジング３２とヘリウム容器１２との間に
連結されている。単一の管３７の長さおよび直径は、所
望の断熱および振動絶縁を達成するように選択される。
単一管の設計では、たとえば、管３７の長さは８イン
チ、直径は０．５インチである。
実施態様を示す。この実施態様では、１本の管３７のみ
が再凝縮器ハウジング３２とヘリウム容器１２との間に
連結されている。単一の管３７の長さおよび直径は、所
望の断熱および振動絶縁を達成するように選択される。
単一管の設計では、たとえば、管３７の長さは８イン
チ、直径は０．５インチである。
【００２１】以上、本発明の特徴のみを例示し説明した
が、当業者には種々の変更や変形が考えられよう。した
がって、特許請求の範囲はこのような変更や変形すべて
を包含しようとしたものであることを理解されたい。
が、当業者には種々の変更や変形が考えられよう。した
がって、特許請求の範囲はこのような変更や変形すべて
を包含しようとしたものであることを理解されたい。
【図１】極低温冷却器を若干拡大して示す、本発明を適
用したＭＲＩ超電導磁石の断面図である。
用したＭＲＩ超電導磁石の断面図である。
【図２】図１の再凝縮器とヘリウム容器とを単一管で連
結した実施例を示す、図１の一部の拡大断面図である。
結した実施例を示す、図１の一部の拡大断面図である。
【図３】再凝縮器とヘリウム容器との間を連結するため
に使用される管を示す斜視図である。
に使用される管を示す斜視図である。
１０ 超電導磁石 １２ ヘリウム容器 １４ ヘリウム １８ 真空容器 ２６ 極低温冷却器スリーブ ２８ 低温端スリーブ熱ステーション ３０ 中温端スリーブ熱ステーション ３４ 再凝縮器 ３６、３７、４１ 管 ３８ 穴 ５０ 極低温冷却器 ６５ ベローズ部分
Claims (10)
- 【請求項１】 冷凍剤ガス再凝縮装置を含む、イメージ
ング磁界を発生するための液体冷凍剤冷却型磁気共鳴イ
メージング用超電導磁石において、 超電導磁石を超電導動作状態にする低温にして、それに
より冷凍剤ガスを発生する液体冷凍剤を収容している液
体冷凍剤容器と、 前記冷凍剤容器をそれから間隔をあけて包囲する密閉真
空容器と、 前記真空容器を貫通して、前記真空容器と前記冷凍剤容
器との間の空間内に選択的に配置されて、且つ前記真空
容器の外側の雰囲気を前記真空容器の内部から分離する
極低温冷却器スリーブ・アセンブリと、 前記スリーブのうちの前記雰囲気とは反対側の端部と熱
接触関係に配置された再凝縮器アセンブリと、 前記スリーブ内に着脱自在に配置されていて、前記冷凍
剤ガスを液体冷凍剤に変換して前記液体冷凍剤貯蔵容器
に戻すように作用する極低温冷却器とを含み、 前記再凝縮器が、前記液体冷凍剤容器に設けた少なくと
も１つの穴に管部材によって連結されており、さらに前
記スリーブが、前記イメージング磁界との磁気干渉を最
少にするように前記空間内に位置決めされていること、
を特徴とする液体冷凍剤冷却型磁気共鳴イメージング用
超電導磁石。 - 【請求項２】 前記極低温冷却器スリーブが当該超電導
磁石の軸線に対して所定の角度で位置決めされている請
求項１に記載の超電導磁石。 - 【請求項３】 前記極低温冷却器スリーブが当該超電導
磁石の軸線に対して鋭角で位置決めされている請求項２
に記載の超電導磁石。 - 【請求項４】 前記管部材が波形の壁を有している請求
項２に記載の超電導磁石。 - 【請求項５】 前記管部材の寸法は、前記冷凍剤ガスが
上方へ流れて前記再凝縮器の中に入り且つ再凝縮された
冷凍剤が重力により前記冷凍剤容器に戻ることのできる
大きさであり、さらに前記管部材は前記再凝縮器と前記
冷凍剤容器との間の断熱および振動絶縁を行う請求項４
に記載の超電導磁石。 - 【請求項６】 前記管部材が、前記冷凍剤ガスを前記再
凝縮器に導くため及び再凝縮された冷凍剤を前記冷凍剤
容器に戻す通路を与えるために前記再凝縮器アセンブリ
と前記冷凍剤容器との間に配置された２本の管を含んで
いる請求項４に記載の超電導磁石。 - 【請求項７】 前記冷凍剤がヘリウムである請求項５に
記載の超電導磁石。 - 【請求項８】 前記真空容器と前記冷凍剤容器との間の
前記空間内に熱シールドが配置されており、前記極低温
冷却器が低温ステーションと中温ステーションの２段を
含み、前記低温ステーションが前記再凝縮器アセンブリ
に熱的に連結され、前記中温ステーションが前記熱シー
ルドに熱的に連結されている請求項７に記載の超電導磁
石。 - 【請求項９】 前記管部材の寸法が、前記スリーブと前
記冷凍剤容器との間の断熱を行って、超電導動作を継続
できるようにすると共に、前記極低温冷却器を前記スリ
ーブから取り外す際に当該磁石からの冷凍剤の喪失を防
ぐことのできる大きさである請求項２に記載の超電導磁
石。 - 【請求項１０】 前記管部材がステンレス鋼製であっ
て、波形の壁を有している請求項９に記載の超電導磁
石。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/933,471 US5782095A (en) | 1997-09-18 | 1997-09-18 | Cryogen recondensing superconducting magnet |
| US08/933471 | 1997-09-18 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11243007A true JPH11243007A (ja) | 1999-09-07 |
Family
ID=25464030
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10260742A Pending JPH11243007A (ja) | 1997-09-18 | 1998-09-16 | 磁気共鳴イメージング用超電導磁石 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5782095A (ja) |
| EP (1) | EP0903588A1 (ja) |
| JP (1) | JPH11243007A (ja) |
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