JPS63204603A - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明はＭ　ＲＩ　（ＮＭＲ）＜ＴＣＭ磁気共鳴コン
ピュータ断層撮影装置）、半導体結晶引上炉などの磁場
印加装置として用いる超電導マグネットを収納するクラ
イオスタット、特に、その外部周辺への磁気シールドを
行なうようにしたクライオスタット≦こ関するものであ
る。

〔従来の技術〕

第９図は従来のクライオスタットの一例を示すもので、
１はリング状の超電導マグネット２を収納した中空環状
の液体ヘリウム槽であり、その外側を第１熱シールド板
３、第２熱シールド板４で囲み、更に真空槽５で囲んで
その内側を真空断熱層６としている。

上記のようなりライオスタットの場合、常温の中心空間
がマグネット２により生じた磁場空間７となる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のような従来のクライオスタットは全体が非磁性の
ステンレススチール板やＦＲＰ材で構成されており、そ
れ自身には磁気シールド効果はないので、磁場空間７に
のみ磁場を印加できればよいにもかかわらず、中心以外
の周辺部にまで磁場が漏れることになる。

このよう番こ、周辺部に磁場が漏れると鉄筋などの建築
構造材が磁場で吸引されたり１時計が狂ったり、テレビ
の画面に悪影響を与えるなどの問題が生じる。

また、磁場の漏洩を防止するためには、第９図のように
クライオスタット全体を磁気シールド板８で囲めばよい
が、このような手段に用いるシールド板は一般に５〜１
０ｍ厚の鉄板であり、製作の手数や大型化のためのスペ
ース（シールド板のために大型となるだけでなく、この
償いシールド板を固定し、支えるための構造物のスペー
スも含む）の問題などが生じる。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の問題点を解決するために、この発明は超電導マグ
ネットを収納するクライオスタットの真空槽を構成する
壁体の少なくとも一部を磁性体とし、他の部分は非磁性
体として周囲への磁気シールドを行なう如くにしたもの
である。

〔実施例〕

第１図はこの発明のクライオスタットの一部の拡大縦断
面図を示すもので、中心線ＣＬを中心とする環状であり
、１１はリング状の超電導マグネット１２を収納した中
空環状の液体ヘリウム槽であり、その外側を第１熱シー
ルド板１３．第２熱シールド板１４で囲み、更に真空槽
１５で囲んでその内側を真空断熱層１６としている。

この実施例の場合、上記真空槽１５の外周の壁体１８と
上下の壁体１９　、２０とを鉄板などの磁性体で、かつ
磁気シールドに必要な厚みのもので作り、内周壁体２１
をステンレススチールあるいはＦ、ＲＰのような非磁性
材料にて作り、クライオスタットの中心部に常温の磁場
空間１７を設ける。

上記のような構成にすると、磁性体からなる外周壁体１
８と上下壁体１９，２０と超電導マグネット１２の間に
は吸引力が働くが、マグネット１２から見た場合、磁性
体からなる各壁体１Ｂ、１９゜２０とマグネット１２の
距離は非対称であるため。

マグネット１２の位置が吸引力により移動する可能性が
大きい。

これを防止するために、壁体１８，１９．２０とマグネ
ット１２の間にサポート材２２．２３を介在させる。こ
のサポート材２２．２３は吸引力に耐え得る強度を存し
、常温部から液体ヘリウム槽１１への熱侵入を防ぐため
に、ＦＲＰまたはステンレススチールのような熱１云導
性の低いものを用いる。

第２図は真空槽１５の具体的構造を示す断面図である。

磁場シールドを行なう必要のある外周壁体１８、上下壁
体１９，２０は鉄などの磁性材料を用いて横断面コ字形
の環状とし、磁場印加側となる内周壁体２１はステンレ
ススチールあるいはＦＲＰなどの非磁性材料からなる筒
状とする。

上下の壁体１９，２０と内周壁体２１は異種材質である
ため溶接不能である。このため、内周壁体２１の上下外
周【こ７ランジ２５を設け、ボルト２６により結合する
が、その際、上下の壁体１９．２０の周溝にはめた環状
のシール材２７により気密処理を行なう。

このシール材２７は液体ヘリウムの蒸発ガスにより冷却
され、また、組立時の溶接作業などの温度上昇もあり、
かつ、長期の安定性を考えて、アルミニウム、インジュ
ウム、銅などのメタルＯリング（ガスケット）や低温や
高温番こ強い合成ゴムなどのＯＩＪソング用いるとよい
。

また、上部壁体１９を非磁性体とする必要のある場合は
第２図の７ランジ２５を外方へ拡大して壁体１９の替り
とし、外周壁１８の上部にフランジを設けてボルト締め
番こするとよい。

第３図ないし第８図は真空槽の製造方法の一例を示す断
面図である。

最初に真空槽の内部の部品を全て組立てたのち。

第３図からの工程に入るものである。

まず、第３図のように上下の壁体１９　、２０１こ前も
ってシール用の周溝や複数のネジ孔を加工しておく。つ
いで、第４図のよう（こあらかじめ円筒状に加工しであ
る外周壁体１８の上下に壁体１９．２０の外周を溶接す
る。

内周壁体２１も第５図のようにあらかじめ円筒伏に形成
し、その下端にフランジ２５を溶接などの手段で設け、
複数のボルト挿通孔を設けておき。

この内周壁体２１を第６図のように上下の壁体１９．２
０の内周に下方から挿入して下端のフランジ２５をボル
ト２６により下部の壁体２０に固定するが、その際壁体
２０の下面周溝にシール材２７をはめ込んでおく。

上記のように、内周壁体２１をはめたとき、第６図のよ
うに内周壁体２１の上端が上部の壁体１９の上面から７
ランジ２５の厚みだけ突出させておく。

また、上部のフランジ２５も第６図のようにあらかじめ
環状に製作し、複数のボルト挿通孔もあけておき、この
フランジ２５を第７図のように上部壁体１９から突出し
ている内周壁体２１の上端外周にはめて溶接するが、そ
の前に壁体１９の上面の周溝にシール材２７を充填して
おく。

そののち、上部のフランジ２５の挿通孔基こボルト２６
を挿通して壁体１９のネジ孔にねじ込むことにより第２
図のように完成される。

第８図は中心に常温の磁場印加空間を有しないパケット
型のクライオスタットの例を示す。

この実施例では外側の真空槽３０を鉄などの磁性材料番
こより形成し、超電導マグネット３８を収納した液体ヘ
リウム槽３１をステンレススチールなどにより形成する
。

また、各種３０．３１は有底で上部が開放され。

上端外周にフランジ３２．３３を有している。

また、真空槽３０の上端面には周溝があり、この周溝に
低温≦こ耐えるシール材３４をはめ込み、フランジ３２
．３３に設けた複数の挿通孔に挿通したボルト３５とナ
ツトによりフランジ３２．３３を締め付けて一体に結合
し、槽３０．３１間に真空断熱層３６を設ける。

なお、上記各実施例に用いる非磁性体部分はステンレス
スチールと鉄、銅と鉄のよう番こ磁性体を含む複合体に
してもよい。

〔効果〕

この発明は前記のようにクライオスタットの真空槽にお
いて、磁場印加面を除（他の部分を構成する壁体を磁性
体により構成したもので・従来のようなりライオスタッ
トの全体を囲む大きな磁気シールドが不要になる。従っ
て、従来のクライオスタットに比較して専有面積が小さ
くなる。

なお、真空槽の磁性体部の厚みは概ね５〜１０ｍｍ　哩
度になるが、従来の全ステンレス製のものでも厚みは３
〜５ｆｌあるので費用的番こはステンレス製；こ比べて
大差はない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のクライオスタットの第１の実施例を
示す一部縦断正面図、第２図は向上の真空槽の結合構造
を示す一部縦断正面図、第３図ないし第７図は同上の製
作工程を示す一部縦断正面図、第８図は他の実施例を示
す縦断正面図、第９図は従来のクライオスタットの一例
を示す縦断正面図である。 １１．３１・・・液体ヘリウム噌、１２．３８・・・超
電導マグネット、１５．３０・・・真空槽、１６　、３
６・・・真空断熱層、１７・・・磁場空間、１８・・・
外周壁体。 １９・・・上部壁体、２０・・・下部壁体、２１・・・
内周壁体。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）超電導マグネットを収納するクライオスタットに
   おいて、その真空槽を構成する壁体の少なくとも一部を
   磁性体とし、他の部分は非磁性体として周囲への磁気シ
   ールドを行なう如くにしたことを特徴とするクライオス
   タット。
2. （２）前記真空槽の磁場印加を必要とする部分に面する
   部分のみを非磁性体とし、他の部分は磁性体としたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のクライオスタ
   ット。
3. （３）前記真空槽の非磁性体部分と磁性体部分とをフラ
   ンジを用いた結合手段で一体化したことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載のクライオスタット。