JPS60233874A - 横形クライオスタツト - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、横形クライオスタットに係り、特に水平方向
に常温中空空間領域を有する医用画像診断装置等に用い
る超電導マグネットに好適な横形クライオスタットに関
するものである。

〔発明の背景〕

まず、従来の横形クライオスタットの一般的な例を第１
図を参照して説明する。

第１図は、従来の横形クライオスタットの横断面図であ
る。

図において、ｌは、水平方向に中空円筒状を呈している
常温空間領域で、磁界を印加すべき物体を挿入する。た
とえば、医用画像診断装置等では常温空間領域１に人間
が横たわることになる。

２は超電導ソレノイド、３は液体ヘリウム、４は、液体
ヘリウムを収容する液体ヘリウム容器で、４ａは外側容
器、４ｂは内側容器である。

５ａおよび５ｂは、前記液体ヘリウム容器４の外側容器
４ａ、内側容器４ｂを包囲する輻射遮蔽板で、気化した
低温ヘリウムガスまたは液体窒素で冷却する。この輻射
遮蔽板のかわり番；液体窒素の容器を用いてもよいし、
輻射遮蔽板を２重ないし３重とする手段もある。

６ａおよび６ｂは１反射材とスペーサを積層した多層断
熱材である。

７は、前記のものを包囲し、液体ヘリウム容器４を内蔵
し、その外側容器４ａ、内側容器４ｂとの間に形成され
る空間を高真空に保持するための常温の中空円筒状の真
空容器で、７ａは外側容器。

７ｂは内側容器である。

液体ヘリウム容器４の外側容器４ａ、内側容器ど ４ｂは−２６９に程度であり、室温部からの熱侵入を低
減するために熱伝導率の低い支持体８が。

各部品の固定に用いられている。

横形クライオスタットの頂部には１円筒状の突起９が設
けられ、液体ヘリウム容器４の外側容器４ａの上部につ
ながる円筒状の開口１０が形成されている。この開口１
０には、液体ヘリウム容器４に液体ヘリウムを送り込む
注入管１１と、超電導ソレノイド２に電流を供給する電
流導線１２が装着されている。

開口１０の上部は、ガス排出管１３に接続し、ガス排出
管１３はガス放出管１４に接続している。

ガス排出管１３とガス放出管１４との接続部に破壊板１
５が取付けられている。

定常的な運転時には気化したヘリウムガスは実線矢印の
ようにガス放出管１４に流れているが、超電導ソレノイ
ドなどが常電導転移を起こすような異常時には、安全弁
（図示せず）または破壊板１５が作動して破線矢印のよ
うに大量のガスを放出する。

定常時の侵入熱を極力減らすために、液体ヘリウムを満
たした後は注入管１１を引き抜いておく。

また、電流導線１２はガス冷却を行い、励磁が終って超
電導ソレノイド２が永久電流で運転される状態に移行し
たら、引き抜いておく。そのため、液体ヘリウム温度付
近に、例えばピン−ソケット型のコンタクタ１６を設け
である。

以上のような構成で、これら挿入物を引き抜こうとする
と挿入深さとほぼ等しい引上げ高さＨだけの空間が必要
である。

通常侵入熱低減のため、これら挿入物の長さは５０ａｌ
＝１００ｃｍとる。いま、真空容器７の外径はおよそ２
ｍに達するので、床１７から少なくとも３〜４ｍの床上
高さしが必要ということになる。

ところが、現在の建築物では天井の高さが３〜４ｍのも
のが多く、このような装置を医用画像診断装置の一部と
して設置できない部屋もあり、装置の床上高さが問題と
なっていた。

〔発明の目的〕

本発明は、前述の従来技術の問題点を解決するためにな
されたもので、横形クライオスタットの操作上必要な床
上高さを低くして、どの部屋にも設置することの可能な
横形クライオスタットの提供を、その目的としている。

〔発明の概要〕

本発明に係る横形クライオスタットの構成は、水平方向
に常温空間領域を形成する中空円筒状の真空容器に液体
ヘリウム容器を内蔵し、その真空容器の頂部にガス放出
系を具備してなる横形クライオスタットにおいて、前記
ヘリウム容器の頂部付近に円筒状の開口を突出させ、こ
の円筒状の開口に、少なくとも一端に破壊板を具備し内
部を真空に排気したガス排出円筒体を挿着し、このガス
排出円筒体をガス放出管に接続してガス放出系を構成す
るとともに、上記横形クライオスタットの外側部に、液
体ヘリウム注入管、電流導線、冷凍装置等のいずれかを
着脱自在に装着する１個または複数個の突起部を備えた
ものである。

なお付記すると、本発明は、ガス放出系を従来どおり横
形クライオスタットの頂部に置き１着脱のために引上げ
高さを要する部分を外側部に設けて、必要床上高さを極
力低くしたものである。

［発明の実施例〕 以下１本発明の各実施例を第２図および第３図を参照し
て説明する。

まず、第２図は、本発明の一実施例に係る横形クライオ
スタットの横断面図であり、図中、第１図と同一符号の
ものは、従来技術と同等部分であるから、その説明を省
略する。

基本的な構成は、第１図の従来の装置とほぼ同一であり
、水平方向に中空円筒状をなす真空容器７の外側容器７
ａの頂部付近に円筒状の突起９Ａがあるのも従来と同じ
である。

液体ヘリウム容器４の外側容器４ａの上部に円筒状の開
口１０Ａが形成されており、この開口１０Ａの内径部に
、ガス排出円筒体２０が装着されている。

ガス排出円筒体２０は、液体ヘリウム容器４側の低温側
に所定の圧力で作動する破壊板２１が取付けてあり、こ
れより低い圧力で作動する安全弁（図示せず）または破
壊板２２が、ガス排出円筒体２０とガス放出管１４との
接続部に取付けられている。

また、輻射遮蔽板５ａの取付は位置とほぼ同一位置のガ
ス排出筒体２０内には開閉可能の可撓性の板２３が取付
けてあり、内部２４は真空に排気して密閉されている。

このようなガス放出系の構成によれば、ガス排出円筒体
２０を挿着したことによる侵入熱の増加は、円筒体壁の
熱伝導成分のみである。

液体ヘリウム容器４の外側容器４ａ、内側容器４ｂ内の
圧力が異常に上昇したときは、破壊板２１が破壊し、ひ
き続き可撓性の板２３が開き、破壊板２２が破壊してガ
ス放出管１４に気化したヘリウムが破線矢印のように放
出される。

真空容器７の外側部、すなわち横形クライオスタットの
外側部には、円筒状の突起２５が設けてあり、液体ヘリ
ウムの注入管１１を挿入するガイド２６と、電流導線１
２を挿入するガイド２７とが気密に取付けられている。

ガイド２６，２７とこれら挿入物との間は室温部分で、
詳細は図示しないが０リングなどにより気密に保持され
ている。

また、真空容器７のもう一方の外側部には、円筒状の突
起２８が設けてあり、極低温小形冷凍機２９を挿入する
ガイド３０が気密に取付けられている。ガイド３０の先
端は輻射遮蔽板５ａに熱的に接触しているものである。

このような構成では、挿入物の引上げ高さＨは従来と同
じでも、床上高さしは従来より５０〜１１００ａ低くな
る。また、極低温小形冷凍機２９を修理のため引抜く場
合も、引上げ高さＨ’　（通常５０〜１００ｃｍ）を床
上高さしの範囲内で十分処理できる。

したがって、本実施例によれば、横形クライオスタット
の操作上必要な床上高さを従来よりも５０〜１００ａ＊
低くしてほとんどの部屋に設置することが可能になった
。また、この改良に伴う熱侵入の増加はほとんどない。

次に、本発明の他の実施例を第２図に合わせて第３図を
参照して説明する。

第３図は、本発明の他の実施例に係る横形クライオスタ
ットのガス放出系の詳細断面図であり。

第２図と同一符号のものは同等部分を示している。

液体ヘリウム容器４の外側容器４ａの上部に形成されて
いる円筒状の開口１０Ｂと、この開口１０Ｂに挿着され
るガス排出円筒体２０Ｂには、その円筒部の一部を可撓
体に係るベローズ３１を固着している。

これによって、熱収縮の吸収と熱侵入低減の効果がある
。

本実施例における開口１０Ｂとガス排出円筒体２０Ｂと
の間には０．５〜３ｍの間隙が保持されている。

開口１０Ｂの上部には、ガス放出管１４に接続する管路
３４が接続されており、管路３４の途中に調整弁３３が
具備されている。

異常蒸発をともなわない定常運転時には、気化したヘリ
ウムガス３２は、実線矢印のように開口１０Ｂとガス排
出円筒体２０Ｂとの間の間隙を流れて、調整弁３３を経
て管路３４からガス放出管１４に入る。ガス放出管１４
は、１００〜３００閣径の大口径管で天井附近を通って
屋外に導かれている。

ガス排出円筒体２０Ｂの内部２４は排気管３５により真
空排気され弁３６で密封されている。

圧力異常上昇のときは、先に第２図で説明したと同様、
矢線矢印の経路でヘリウムガスの放出がなされる。破損
した破壊板２１．２２は、ガス排出円筒体２０Ｂごとユ
ニットで容易に交換できる。

なお、可撓性の板２３にはアルミニウムの箔など流動抵
抗にならないものを用い、破壊板２１゜２２は非磁性体
が望ましい。

ガス排出円筒体２０Ｂの口径は５０〜１００ｍｍ、長さ
は１００〜５００ｍ程度のものである。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、横形クライオスタ
ットの操作上必要な床上高さを低くして、どの部屋にも
設置することの可能な横形クライオスタットを提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の横形クライオスタットの横断面図、第
２図は、本発明の一実施例に係る横形クライオスタット
の横断面図、第３図は、本発明の他の実施例に係る横形
クライオスタットのガス放出系の詳細断面図である。 １・・・常温空間領域、２・・・超電動ソレノイド、３
・・・液体ヘリウム、４・・・液体ヘリウム容器、４ａ
・・・外側容器、４ｂ・・・内側容器、７・・・真空容
器、７ａ・・・外側容器、７ｂ・・・内側容器、９Ａ・
・・突起、１０Ａ。 １０Ｂ・・・円筒状の開口、１１・・・液体ヘリウムの
注入管、１２・・・電流導線、１４・・・ガス放出管、
２０゜２０Ｂ・・・ガス排出円筒体、２１．２２・・・
破壊板。 ２３・・・可撓性の板、２４・・・内部、２５．２８・
・・突起、２６，２７，３０・・・ガイド、２９・・・
極低温小形冷凍機、３１・・・ベローズ、３２・・・ヘ
リウムガス、３３・・・調整弁、３４・・・管路、３５
・・・排気管、３６茅１目

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、水平方向に常温空間領域を形成する中空円筒状の真
   空容器に液体ヘリウム容量を内蔵し、その真空容器の頂
   部にガス放出系を具備してなる横形クライオスタットに
   おいて、前記ヘリウム容器の頂部付近に円筒状の開口を
   突出させ、この円筒状の開口に、少なくとも一端に破壊
   板を具備し内部を真空に排気したガス排出円筒体を挿着
   し、このガス排出円筒体をガス放出管に接続してガス放
   出系を構成するとともに、上記横形クライオスタットの
   外側部に、液体ヘリウム注入管、電流導線、冷凍装置等
   のいずれかを着脱自在に装着する１個または複数個の突
   起部を備えたことを特徴とする横形クライオスタット。 ２、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、円筒状
   の開口と、これに挿着するガス排出円筒体との間に間隙
   を設け、この間ｒを通して液体ヘリウムの気化ガスを常
   時放出しうるように構成したものである横形クライオス
   タット。 ３、特許請求の範囲第２項記載のものにおいて、円筒状
   の開口とガス排出円筒体との円筒部の一部を可撓体で構
   成したものである横形クライオスタット。