JPH0260043B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 この発明は低温槽の構造、特に該磁気共鳴
（NMR）作像装置に用いることが出来、並び
に／又は液体ヘリウムの様な流体によつて冷却さ
れる超導電コイルを収容する低温槽の構造に関す
る。

NMR作像装置用の従来の低温槽は、輸送の
際、磁石並びに内部の部品を保護する一時補強支
持体を挿入する為に、低温槽の真空を切る必要が
あるのが典型的である。従つて、この様な超導電
磁石の輸送は、一時支持体を取外す為に磁石を分
解した後、内部の真空状態を再び設定することが
必要とすることが判る。これは時間のかゝる作業
である。従来の低温槽の設計では、組立て及び分
解をし易くする為に、大きな弾性体封じを使うの
が普通である。更に、他の低温槽の設計は、
NMR勾配コイルを付勢した時の渦電流による磁
界の歪みを防止する為に、低温槽の中孔に非金属
の管壁を用いている。こういう勾配コイルは磁石
集成体の中孔の中に配置するのが典型的である。
然し、弾性体封じも非金属の中孔管もガスを透過
させ、何れの設計でも、装置の長期的な運転の
間、内部の真空状態が汚染される結果になる。従
つて、低温槽の費用のかゝる定期的なポンプ動作
が必要になる。更に、運転を全面的に停止して、
超導電性がもはやなくなる周囲温度まで、超導電
巻線を温めることが定期的に必要になる。従つ
て、輸送の為だけでなく、長期的な運転の為に
も、低温槽内の真空状態を永久的に維持すること
が望ましいことが判る。

従来の低温槽の設計では、円筒状の低温槽構造
の頂部の厄介な場所に、液体ヘリウムの様な冷却
剤を追加する為の出入ポートを用いているのが典
型的である。この冷却剤出入手段は低温槽の湾曲
した側面に配置されるのが普通であり、低温槽集
成体の全体的な寸法をかなり増大する。これは全
身NMR作像用の強度の強い磁界を発生する為に
使われる超導電巻線を収容する為に使われる低温
槽にとつては、かなりの不利である。磁石集成体
の中孔管は人体を中孔管の中に収容しなければな
らないので、典型的には直径が約１メータである
から、磁石並びに低温槽の全体的な寸法が、大部
分は磁石のコスト、そしてそれを収容する部屋又
は構造のコストにもかなりの影響を与える。従つ
て、液体冷却剤を追加する為の水平の出入手段を
持つ低温槽ハウジングを提供することが望まし
い。こういう手段が円筒形構造の端面に配置され
る。

発明の要約 この発明の好ましい実施例では、低温槽集成体
が、環状の真空にひくことが出来る外側容器と、
やはり環状であつて、完全に外側容器の中に収容
されている内側容器とを有し、各々の容器は縦軸
線が略同じになる様に配置されている。更に、こ
の発明の低温槽は、低温槽の１端に配置された少
なくとも３本から成る第１組の支持タイと、低温
槽の他端に配置された少なくとも３本から成る第
２組の支持タイとを有する。支持タイは内側容器
上の取付け点から外側容器上の対応する取付け点
まで横方向に伸びる。これらの取付け点が夫々の
容器の周縁に沿つて略一様に配置されている。低
温槽の両端にある各組の支持タイは、低温槽の縦
軸を通る平面に対して互いに略鏡像の対称性を持
つ様に配置される。横方向の支持タイが外側及び
内側容器を隔てた状態に保つ様に作用し、こうし
てその間に真空を維持することが出来る様にす
る。更に、支持タイは外側及び内側容器の間の伝
導による損失を最小限に抑える為に、引張り強度
が強いと共に熱伝導度の小さい材料で構成され
る。支持タイを鏡像の対称性を持つ様に配置する
ことは、内側容器が縦軸線の周りに回転移動しな
い様にする。それでもこの発明の支持装置は、内
側及び外側容器の間の或る限られた程度の軸方向
の相対的な移動が出来る様にする。この軸方向の
自由度は、真空状態でも、低温槽を容易に輸送す
ることが出来る様にする３本又は更に多くのピン
から成る構造を利用することが出来る様にする点
で、この発明の重要な１面である。特にこの発明
の低温槽の構造は、この様な一組の熱伝導度の小
さいピンを介して内側容器を外側容器に押えつけ
ることが出来る様にする。こうして低温槽は、低
温槽の縦軸線を垂直の向きにして、真空状態を損
わずに輸送することが出来る。この輸送用の位置
では、低温槽構造に加わる最も強い力は、縦軸線
に対して横向きの力である。然し、この方向の動
きが支持タイによつて防止される。低温槽の輸送
によつて生ずる垂直方向の力は、外側容器と内側
容器の間に配置されていて、それらを離隔した状
態に保つ様に作用する一組のピンによつて吸収さ
れ、それと同時に熱伝導度の小さいことによつ
て、この様にしても、熱的な隔離が得られる。こ
の熱的な隔離は、物理的な接触を使う為に、長期
的な状態にとつては理想的ではないが、それでも
低温槽を縦軸線を水平にした通常の姿勢に取付け
た時、ピンはもはや外側容器及び内側容器の間の
物理的な熱的な架橋部とならない。

更にこの発明は水平の冷却剤出入ポートを持つ
ことが好ましい。このポートは、液体ヘリウム又
は液体窒素の様な冷却剤を導入する手段として作
用するだけでなく、位置ぎめ棒を挿入する為の出
入手段にもなる。この発明の低温槽を輸送する
前、この棒を水平出入ポートに挿入する。この棒
の長さ並びに設計は、それが内側容器構造に押当
てられて、内側容器構造を軸方向に動かす様にな
つている。こうして、低温槽を垂直の姿勢に動か
す前に、内側容器が外側容器と強制的に接触させ
られる。位置ぎめ棒は一組の垂直支持ピンを外側
及び外側容器と突当らせる為に使われる。希望に
よつては、これらのピンの周縁に斜め切りした縁
を設け、この縁が外側及び内側容器の対応する構
造と合さつて、整合を行なうと共に、輸送中に横
方向に移動しない様に一層の保護をする。

NMR作像用の強度の強い磁界を発生する為
に、超導電材料をその臨界温度より低い温度に保
つのに特に有用な低温槽を提供する為、これまで
説明したよりも幾分か複雑な低温槽構造を提供す
ることが望ましい。特に、この為の低温槽は３番
目の一番内側の容器を含む。この容器も環状であ
つて、全部が前述の内側容器の中に収容されてい
る。この一番内側の容器は、内側の容器が外側容
器の中に懸架されたのと同様に、即ち、外側容器
及び内側容器の間の支持タイと同じ様な形をした
支持タイから成る装置により、内側容器、即ち、
中間の容器間に懸架される。簡単に云えば、
NMR作像用のこの発明の好ましい実施例は、巣
ごもり状の３個１組の環状容器を持つており、そ
の各々の容器が別の容器の中に完全に収容されて
いる。これらの容器は真空にひくことが出来る外
側容器、内側容器及び一番内側の容器である。更
に、熱損失を更に少なくする為に、一番内側の容
器と内側容器の間に放射遮蔽体を配置することが
出来る。内側容器は液体窒素の様な液体冷却剤を
収容していることが好ましい。一番内側の容器は
液体ヘリウムの様な沸点が更に低い冷却剤を収容
することが好ましい。低温槽の縦軸線と平行な向
きに主要成分を持つ、強度の強い一様な磁界を設
定する為に超導電材料で構成された電気巻線が配
置されるのは、この一番内側の容器内である。こ
の磁界は低温槽の環状構造によつて形成された中
孔管の中に出来る。

この発明の好ましい実施例は、一番内側の容器
に加えられた軸方向の力によつて、当該ピンを外
側容器及び一番内側の容器と接触させることが出
来る様に、内側容器の１端に装着された一組のピ
ンをも持つている。この発明の懸架装置はこうい
うことが出来る位の軸方向の移動が出来る様にす
る。低温槽内の真空状態を乱さずに、低温槽を垂
直の姿勢で輸送し易くするのは、この発明の種々
の容器のこの突合せの位置ぎめである。更に、こ
の発明の形式では、液体窒素及び液体ヘリウムの
両方を持つ、完全に装填した低温槽を輸送するこ
とも出来る。この発明では、容器を突合せの位置
に移動するのに必要な軸方向の力が、特別な形の
位置ぎめ軸によつて加えられる。この軸が、低温
槽の外側から一番内側の容器の内部まで伸びる液
体ヘリウム出入管の中に挿入される。出入ポート
は、適当な長さを持つ特別に設計した軸を出入充
填管の中に挿入すると、熱伝導度の小さいピンに
よつて許される限定まで、各容器が軸方向に移動
する様に構成されている。この後低温槽を、輸送
の為に縦軸線を垂直の向きにした姿勢に動かすこ
とが出来る。然し、この発明の低温槽の輸送は、
低温槽を水平の姿勢のまゝで行なうことも可能で
あることを承知されたい。どの輸送位置がいゝか
は、少なくとも１つにはピンの形によつて決定す
ることが出来る。

従つて、この発明の１つの目的は、頑丈である
ばかりでなく、低温槽の各容器の間でかなりの熱
的な隔離を行なう懸架装置を含む低温槽の構造を
提供することである。

この発明の別の目的は、NMR作像用の強度の
強い一様な磁界を発生する為の超導電巻線を収容
するのに特に役立つ低温槽を提供することであ
る。

この発明の別の目的は、水平の姿勢でも垂直の
姿勢でも、真空状態並びに液体冷却剤の装填状態
をそのまゝにして、容易に輸送することの出来る
低温槽を提供することである。

この発明の別の目的は、低温槽の各容器の間で
或る程度の軸方向の移動が出来る様にした低温槽
を提供することである。

この発明の別の目的は、略全部が溶接構造であ
る低温槽を提供することである。

この発明の別の目的は、NMR作像装置用の超
導電磁石を提供することである。

この発明の別の目的は、水平の向き、即ち低温
槽の内側容器の縦軸線と略平行な向きの液体冷却
剤出入充填ポートを持つ低温槽を提供することで
ある。

この発明の要旨は特許請求の範囲に具体的に且
つ明確に記載してあるが、この発明の構成、作用
並びにその他の目的及び利点は、以下図面につい
て説明する所から、最もよく理解されよう。

発明の詳しい説明 第１図及び第２図はこの発明の重要な１面を成
す内部低温槽懸架装置の主要な要素の基本を示し
ている。第１図及び第２図は１つの円筒を別の円
筒の中に懸架する方法をも図式的に示している。
低温槽では、内側及び外側容器の間の物理的な接
触がごく少なくなる様な形で、内側容器を懸架す
るのが希望である。こうすると、容器の間の容積
を真空にひいて、熱的な隔離を行なうことが出来
る。この発明では、内側及び外側容器又は円筒の
間の唯一の永久的な機械的な接続部は、強度が強
くて熱伝導度の小さいタイから成る装置である。
この装置が第１図及び第２図に例示されている。
特に第１図は外側容器１０の中に、６本の支持タ
イ（各々の端に３本ずつ）から成る装置によつ
て、内側円筒１１が懸架される様子を示してい
る。円筒の１端では、タイ１２ａ，１２ｂ，１２
ｃが、内側円筒１１上の取付け点１５と外側円筒
１０上の取付け点１４の間を横方向に伸びてい
る。対応する一組の支持タイ１３ａ，１３ｂ，１
３ｃが円筒１０，１１の他端に配置されていて、
同様に作用する。然し、円筒の両端にある各組の
支持タイは、互いに鏡像の対称的なパターンを成
す様に形成することが好ましい。然し、一組のタ
イが他方の組に対して回転方向が反対になる様に
配置されていれば、厳密な鏡像の対称関係は必要
ではない。更に、取付け点は円筒１０，１１の周
縁に沿つて略一様な位置に設けることが出来る。
この形により、支持タイに於ける応力分布が比較
的一様になる。この発明の好ましい実施例では、
各組に３本の支持タイがある。２つの相反する目
的の結果としてこうすることが好ましい。第１
に、内側及び外側円筒の間の熱伝導に対する隔離
を最大にする為には、支持タイの数が出来るだけ
少ないことが望ましい。支持タイの熱伝導係数が
ごく小さいことが非常に望ましいので、タイの断
面積が比較的小さいこと、並びにタイ自体が熱伝
導係数の小さい材料で構成されることも一般的に
望ましい。支持タイ装置を熱絶縁したいという点
からは、引張り強度の足りない傾向を持つ支持タ
イを利用することが考えられるが、望ましくない
程熱伝導度が大きく且つ断面積の大きい材料が、
こういう強度を持つ場合の方が多い。従つて、相
反する２番目の条件として、支持タイは内側円筒
の重量に耐える十分な強度を持つことが要求され
る。更に、第１図及び第２図に示す集成体を輸送
する際、支持タイ装置に付加的な荷重となる、円
筒の重量以外の力が発生されることがある。従つ
て、強度条件からは、比較的多数の支持タイを使
うことが望ましい。円筒の各々の端に１本ずつ、
２本の支持タイしかない装置は、内側及び外側円
筒の間の横方向の或る相対的な移動を防止するの
に不十分であるから、支持しようとする円筒の
各々の端に少なくとも３本の支持タイを持つタイ
装置を使うことが必要である。支持タイを更に増
やせば、余分の強度が得られるので望ましい様に
思われるが、支持タイ材料を慎重に選べば、追加
の支持体の必要がない。然し、他の理由で希望が
あれば、その数を増やしてもよい。支持タイ１２
ａ，１２ｂ，１２ｃ，１３ａ，１３ｂ，１３ｃの
材料を選択する時、硝子繊維、炭素又は黒鉛複合
材料又はチタンの様な強度が強くて熱伝導度の小
さい材料を用いることが好ましい。こういう材料
は所要の強度を持つと同時に、熱伝導度が小さ
い。材料自体は棒、ループ又は適切であれば編ん
だストランドの何れの形にしてもよい。

第１図に端面図で示したものを第２図に斜視図
で示してあり、円筒の両端に設けられる構造が更
によく判る様にしてある。これに対して第１図
は、取付け点が一様に配置されること、並びに円
筒の両端にあるタイの組の間が、鏡像関係で向い
合つた位置にあることをはつきりと示している。

第１図及び第２図はこの発明の懸架装置の或る
基本的な構成を示しているが、他の図面は、この
懸架装置の利用法、並びに全身NMR作像に特に
役立つ様な低温槽にこの発明を用いた場合の協働
作用を例示している。特に他の図面に示した低温
槽は、低温槽の中孔を取巻く電気巻線に設定した
持続電流が、環状低温槽の中孔の中に強度の強い
比較的一様な磁界を発生する様に、超導電材料を
臨界温度より低い温度に保つのに特に適してい
る。

第３図はこの発明の好ましい実施例の低温槽の
一部分を切欠いて断面で示した側面図である。特
にこの発明の低温槽は真空にひくことの出来る外
側容器１１０を有する。外側容器１１０は環状で
あることが好ましく、全身作像の為に約１メータ
の中孔の内径を持つことが好ましい。その内部に
収容される構造を支持するのが外側容器１１０で
ある。外側容器１１０の各々の端に端板１１０ａ
が設けられている。外側容器１１０は、インコネ
ルＸ６２５の様な電気比抵抗の大きい合金で作る
ことが好ましい薄い内側殻体１１０ｂをも持つて
いる。内側殻体１１０ｂの厚さは約0.02乃至0.03
吋にするのが典型的であり、その材料の高い比抵
抗（約130×10^-6オームcm）は、勾配磁界の立上
り時間（約１ミリ秒）に比べて短い渦電流時定数
（約0.12ミリ秒）が得られる様に選ぶ。低温槽の
環状の中孔の中に配置されたコイル（図に示して
ない）により、勾配磁界が発生される。こういう
コイルはこの発明の重要な１面を構成するもので
はない。

要に、インコネルＸ６２５の内側殻体は優れた
溶接継目を作り、従つて、この発明の好ましい実
施例では、全部溶接による外側容器が得られるこ
とを指摘しておく。更に、内側該体１１０ｂの座
屈を防止する為に、低温槽の中孔の中に硝子繊維
の円筒１１７を挿入することが出来る。一般的
に、この発明の低温槽を強度の強い磁界に関連し
て用いる場合、第３図に示す種々の容器は、特に
ことわらない限り、並びに特に上に述べた理由
で、ステンレス鋼で構成し得る外側容器１１０を
別とすると、アルミニウムで構成するのが典型的
である。

この発明の装置は部分的に機械的に複雑である
から、第３図、第４図、第５図、第６Ａ図及び第
６Ｂ図をなるべく同時に参照されゝば、最もよく
理解されよう。第４図及び第５図は特に懸架装置
を具体的に示す端面図であり、第６Ａ図及び第６
Ｂ図の側面断面図は使われる種々の環状容器が巣
ごもりになることを一層よく示している。

第３図は環状の内側容器１１１をも示してい
る。特に内側容器１１１が支持タイから成る装置
により、外側容器１１０内に懸架されることが判
る。特に支持タイ１１２ａがヨーク１５３によつ
て容器１１０の定点に取付けられていることが判
る。支持タイ１１２ａの他端は容器１１１のボス
１１５（第３図の下側に示す）に接続される。ボ
ス１１５は典型的には内側容器１１１に溶接す
る。この発明の支持タイは、チタン棒、黒鉛又は
カーボン繊維複合材料又は硝子繊維材料で構成す
ることが好ましい。特にこの発明の支持タイは適
当に選んだ材料のループとして示されている。ル
ープが、ボス１１５に設けた円形の溝路により、
ボス１１５内の所定位置に保持される。更に、例
えば支持タイ１１２ａがピン１５２によつてヨー
ク１５３内の所定位置に保持されることが判る。
支持タイは、ヨーク１５３の側面に設けた対応す
る円形孔に押込みばめにすることが出来る。第３
図は容器１１１が、上側ボス１１５の周りに一部
分を示した支持タイ１１３ｂによつて支持される
ことを示している。タイ１１３ｂの他端（図に示
してない）が外側容器１１０に取付けられる。従
つて、外側容器１１０及び内側容器１１１が容積
１２１を構成し、この容積を真空にひいて、周囲
温度及び内部の温度状態の間で所望の程度の熱的
な隔離をすることが出来ることが判る。

内側容器１１１はアルミニウムの様な材料で構
成することが好ましく、全部溶接の構造であるこ
とが好ましい。内側容器１１１は、液体窒素の様
な冷却剤を収容する環状容積１２０を限定する外
側ジヤケツト１２３を持つことが好ましい。更に
放射による熱伝達を減少する為に、容器１１１の
周りに多重層絶縁物１２２を配置することが出来
る。従つて、容器１１１は熱放射遮蔽体として作
用し、これは約77゜Kの温度に保たれる。ジヤケ
ツト形の遮蔽体１１１は遮蔽体である外側ジヤケ
ツト１２３内に配置された液体窒素の沸騰によつ
て積極的に冷却される。外側ジヤケツト１２３
は、強度を強めると共に、真空の結果として起り
得る座屈に対する堅牢性を持たせる為に、孔あき
じやま板１１６を持つことが好ましい。

容器１１１の環状容積内に別の熱放射遮蔽体２
１５を設けることが出来る。熱放射遮蔽体２１５
が第３図には詳しく示されていないが、第６Ｂ図
はこの遮蔽体を位置ぎめする機構を詳しく示して
いる。

最後に、第３図は全部が放射遮蔽体２１５の内
側に懸架された一番内側の容器２１０を示してい
る。一番内側の容器２１０の構造は第６Ａ図及び
第６Ｂ図から更によく理解されよう。然し、第３
図は、一番内側の容器２１０を遮蔽体２１５の中
並びに内側容器１１１の中に懸架する機構を少な
くとも部分的に例示するのに十分である。特に、
ボス２１４は、一番内側の容器２１０に溶接する
ことが好ましいが、これが遮蔽体２１５を通抜け
ることが判る（第５図及び第６Ａ図参照）。ボス
２１４がタイ・ループ２１２ａを支持する取付け
点になることが判る。支持タイ２１２ａの他端
（図に示してない）は、第５図に更によく示す様
に容器２１１に取付けられている。

第３図には、低温槽の輸送中、容器１１０，１
１１及び２１０を軸方向の一定位置に保持する様
に作用する輸送機構５２５も部分的に示されてい
る。この機構は、第８図及び第８Ａ図に更によく
示されている。然し、この図では、ピン３００が
第３図のボス２１４と整合している様に見えるの
は、単に透視図の効果にすぎないことに注意され
たい。ピン３００及びボス２１４の位置は第５図
から更によく理解されよう。

この発明の低温槽の重要な特徴は、ジヤケツト
１２３に液体窒素を供給し、且つ一番内側の容器
２１０に液体ヘリウムを供給する為の水平に配置
された一組の出入ポート及び管をこの低温槽が備
えていることである。第３図の低温槽の右側部分
に示した液体ヘリウム出入ポート５２５が第８図
及び第８Ａ図に詳しく示されており、後で詳しく
説明する。

第４図はこの発明の好ましい実施例の低温槽の
一部分を切欠いた端面図であつて、内側容器１１
１を外側容器１１０の中に懸架する装置が特によ
く示されている。支持タイ１１３ａ，１１３ｂ，
１１３ｃが容器１１１のボス１１５から外側容器
１１０の対応する取付け点１１４まで伸びている
ことが判る。希望によつては、外側容器１１０は
台１６０の上に支えることが出来る。取付け点１
１４の構造の詳細は後で第７Ａ図について説明す
る。第４図で、ボス１１５が内側容器１１１に取
付けられている。図示の懸架装置は外側容器１１
０及び内側容器１１１を相隔てた位置に保持し
て、その間に容積１２１を限定する。然し、一般
的に容器１１０の内部領域は真空状態に保たれて
いることに注意されたい。特に組立ての際、支持
タイに張力を加える為に使われる出入ポートを覆
うカバー板１５０により、この真空状態が保たれ
る。例えば真空封じ１６１によつて真空状態を作
ることが出来る。更に、第４図には、輸送ピン３
００が点線で示されている。実際、第４図はこう
いうピンの配置を最もよく示す図面である。更に
内側容器１１１に固定されたボス３１５も点線で
示されている。第４図には、一番内側の容器２１
０に取付けられていて放射遮蔽体２１５を通抜け
るボス３１４も点線で示されている。支持構造
は、第５図に示した対応する線で切つた断面を示
す第６Ｂ図にも示されている。更に、切断線６Ａ
が第４図に示されているが、これは第６Ａ図に対
応しており、第６Ａ図は後で詳しく説明する。

第４図は容器１１１が外側容器１１０の中に懸
架されることを示してあるが、一番内側の容器２
１０を内側容器１１１の中に懸架することを第５
図に更に具体的に示してある。前と同じく、内側
容器１１１は外側ジヤケツト１２３を持つジヤケ
ツトつき容器であることが好ましい。然し、第５
図の断面図にはジヤケツト１２３が示されていな
い。更に、一番内側の容器２１０は、これを取巻
く熱放射遮蔽体２１５が存在する為に、この図で
は見えない。ボス２１４が遮蔽体２１５に取付け
られている様に見えるかも知れないが、実際には
ボス２１４は一番内側の容器２１０の端板２１０
ａ（第６Ａ図参照）に固定されている。支持タイ
２１３ａ，２１３ｂ，２１３ｃを用いて一番内側
の容器２１０を内側容器１１１から懸架する。支
持タイ２１３ａ，２１３ｂ，２１３ｃがボス２１
４から内側容器１１１の取付け点４１４まで伸び
る。こういう取付け点の構造の詳細は第７Ｂ図に
具体的に示されており、後で説明する。従つて、
放射遮蔽体２１５と内側容器１１１の間に容積２
１６が限定されていることが判る。前と同じく、
この容積は真空にひくことが好ましい。真空にひ
くことは封じ１６１を介して行なわれる。更に第
５図には、熱放射遮蔽体２１５を内側容器１１１
の内壁部分から懸架する方法が示されている。こ
の懸架装置は第６Ｂ図に具体的に示されており、
後で説明する。第６Ｂ図は第５図に示した線６Ｂ
で切つた断面図である。カバー板１５０を取外し
て、支持タイ２１３ａ，２１３ｂ，２１３ｃの張
力の調節が行なわれることに注意されたい。

第６Ａ図は第４図及び第５図に示した線で切つ
た側面断面図である。然し判り易くする為、熱遮
蔽体２１５に対する懸架装置はこの図では省略さ
れている。これは後で説明する第６Ｂ図に示され
ている。然し、一番内側の容器２１０、内側容器
１１１及び外側容器に対する懸架装置は第６Ａ図
に具体的に示されている。特に支持タイ１１３ａ
がヨーク１５３のピン１５２の周りに配置される
ことが判る。このヨークは途中までねじ山を設け
た軸１５４に取付けられており、この軸が外側容
器１１０の壁を通抜ける。軸１５４の内、外側容
器１１０の壁の先に伸びる部分が第７Ａ図に具体
的に示されている。更に、支持タイ２１３ａ（鎖
線）がヨーク２５３を通抜けるピン２５２（これ
も鎖線で示してある）の周りに配置されているこ
とが判る。ヨーク２５３が、内側容器１１１の壁
を通抜ける軸２５４に取付けられている。軸２５
４の内、この壁を通抜ける部分は第７Ｂ図に示さ
れている。第６Ａ図には、内側容器１１１の端板
１１１ａに取付けたボス１１５も示されており、
このボスが支持タイ１１３ｂに対する取付け点と
して用いられる。同様に、ボス２１４が一番内側
の容器２１０の端板２１０ａに取付けられてい
て、熱放射遮蔽体２１５の端板２１５ａを通抜け
ることが示されている。ボス２１４が支持タイ２
１３ｂの取付け点として作用する。図面を判り易
くする為、支持タイ２１３ｂは一部分しか示して
ない。

超導電巻線によつて強度の強い磁界を発生する
為にこの発明を特に用いる様な用途では、一番内
側の容器２１０は、その内部に配置された円筒形
殻体１０１により、図示の様に環状容積１００，
２００に更に分割される。この場合、容積１００
は超導電材料で構成される電気巻線を収容する。
容積２００は典型的には液体ヘリウムの様な低温
冷却剤で充填される。液体冷却剤を容積２００に
導入する手段は、後で第８図について説明する。

第６Ｂ図は第５図に示した切断線で切つた側面
断面図である。然し、判り易くする為、ボス２１
４及び支持タイ２１３ｂは第６Ｂ図に示してな
い。第６Ｂ図はこの発明の２つの面を特に例示す
るものである。最も重要なことは、輸送ピン装置
が詳しく示されていることである。２番目とし
て、熱放射遮蔽体２１５を位置ぎめする手段が示
されている。前に述べた様に、この発明の懸架装
置は、内側容器２１０が軸方向に動ける様にす
る。典型的には約3/4吋の動きが許される。この
動きが、第８図に示す様に、輸送棒５００を液体
ヘリウム出入管５５１に挿入することによつて行
なわれる。この結果起る軸方向の移動により、斜
め切りした縁３１６，３１７を持つ輸送ピン３０
０が、外側容器１１０の端板１１０ａに設けたそ
れと合さる凹部３１８と接触する。輸送ピン３０
０がボス３１５の中を通る様にも配置されてい
て、このボスに固定され、且つ内側容器１１１の
端板１１１ａを通抜ける。軸方向の動きにより、
ピン３００の斜め切りした端３１７と、一番内側
の容器２１０の端板２１０ａに固定されたボス３
１４の対応する形の孔３１９の間で接触が起る。
前に述べた様に、ボス３１４は放射遮蔽体２１５
の端壁２１５ａの孔（図面に示してない）を通抜
ける。更にピン３００に皿形ワツシヤ３０９を設
けて、輸送中の衝撃荷重による衝撃を吸収すると
共に、輸送後に、集成体を普通の軸方向に整合し
た位置に復帰させる助けとすることが出来る。典
型的には、ピン３００は圧縮強度が大きいが、熱
伝導度の小さいチタンの様な材料で構成される。
更に、硝子繊維材料で構成されるピンを用いるこ
と、更に具体的に云えば、両端を斜め切りしない
硝子繊維のピンを用いることも可能である。後に
述べたこの発明の実施例は、輸送中にピン３００
をその中に入れる、３１８又は３１９に示す様な
孔を用いない。この形式は、ピンとそれを挿入す
る斜め切りした孔の間の整合が問題にならない様
に、ピン集成体の精密な位置ぎめを必要としない
ことが望ましい場合には特に好ましい。然し、図
示の実施例では、ピンが正しく整合する様に保証
する為に、輸送装置が正しい寸法になつているこ
とが好ましい。

第６Ｂ図は熱放射遮蔽体２１５を内側容器１１
１から懸架する装置をも示している。特に、円周
方向に配置された複数個のボス２２１が熱放射遮
蔽体２１５に取付けられていることが判る。こう
いうねじ山を設けたボスの中に、尖つた先端２２
３を持つ途中までねじ山を設けた棒２２２が配置
される。先端２２３が内側容器１１１の内面に当
り、棒２２２を通じての熱伝導をごく小さくする
のを助ける。ねじ山を設けた棒２２２を回転し
て、放射遮蔽体２１５を位置ぎめする。ナツト２
２０によつて所定位置に固定する。棒２２２は硝
子繊維、チタン又は硼素或は黒鉛複合材料の様な
熱伝導度の小さい材料で構成される。棒２２２の
配置は第５図にも示されている。更に、放射遮蔽
体２１５及び一番内側の容器２１０がその間に容
積２１７を限定することが判る。

内側容器１１１を懸架する為の外側の取付け点
１１４が第７Ａ図に詳しく示されている。特に、
支持タイ１１３ｃがヨーク１５３でピン１５２の
周りに配置されていることが判る。ヨーク１５３
は、例えばねじ手段等により、外側容器１１０の
外壁を通抜ける軸１５４に取付けられる。軸１５
４は外側ボス１５５をも通り、そこでナツト１５
６によつて押えられる。この手段により、支持タ
イ１１３ｃの張力を調節することが出来る。軸１
５４が容器１１０の外壁、玉子形の張力接近ポー
ト・ハウジング１５１及び接近ポート・カバー１
５０によつて限定された容積に入り込む。この外
側ハウジング構造は、内部の真空状態を温存する
様に気密に構成されている。

同様に、支持タイ２１３ｃがヨーク２５３のピ
ン２５２の周りに配置されており、このヨークは
内側容器１１１を通抜けるねじ軸２５４を持つて
いる。軸２５４の張力が調節自在のナツト２５６
によつて固定される。更に、皿形ワツシヤ２５８
を設けることが好ましい。外側容器１１０の壁に
設けた孔２５７を介してナツト２５６に接近し得
る。接近ポート・ハウジング１５１を介して孔２
５７に接近することが出来る。張力調節ナツト１
５６，２５６の形は第７Ｃ図の底面図からも判
る。この図で同じ部分には対応する参照数字を用
いている。具体的に云うと、この図でハウジング
１５１が玉子形であることがよく判る。

前に述べた様に、この発明の重要な１面は、ピ
ン３００が端板１１０ａ及びボス３１４に接する
様に、一番内側の容器２１０及び内側容器１１０
を軸方向に変位させることが出来ることである。
第８図及び第８Ａ図にその様子が更に具体的に示
されている。特に第３図にも示した外側部分５２
５を持つ水平の液体ヘリウム充填出入ポートがこ
の図に示されている。外部から一番内側の容器２
１０の内部まで伸びる導管５５１を介して、容積
２００に液体ヘリウムを供給することが出来る。
液体ヘリウムの充填が、容積２００の底から、少
なくとも殻体１０１の頂部が覆われる様な点まで
起る様に保証する為、管５５０を容積２００の下
側部分に入り込む様に設ける。ボス３１４がピン
３００と接触し且つピン３００が最終的に外側容
器１１０の端板１１０ａと接触する様に一番内側
の容器２１０を動かす為、輸送軸５００が導管５
５１の中に挿入される。輸送軸５００の構成並び
に使い方を理解する為には、第８Ａ図に示した輸
送軸５００の端部の細部を参照するのがよい。特
に、輸送軸５００が旋回自在のＴ形部分５０４に
終端し、ひも５０２又は５０３を引張つた時、こ
のＴ形部分がピン５０５の周りに回転することが
判る。即ち、輸送軸５００は最初に、旋回自在の
Ｔ形部分が軸５００の縦軸線と整合する位置に来
る様にして、導管５５１の中に挿入される。その
後、ひも５０２に張力を加えて、Ｔ形部分にピン
５０５の周りに旋回させ、軸５００を全体的にＴ
という細長い文字の形にする。この後、板５０６
から圧力を加えて、この時Ｔ時形の軸５００が、
一番内側の容器２１０の内部にしつかりと固定さ
れたブロツク５０８に接する様にする。ねじ軸５
０７のナツトを廻すこと等により、板５０６によ
つて引続いて圧力を加えると、低温槽の内側部分
が前述の如く突合せの形になる。この発明の低温
槽を輸送し得るのはこの形になつた時であり、液
体冷却剤は所定位置にあつてもなくてもよいし、
容積１２１，２１６，２１７は真空にひいてあ
る。所望の目的地に到達した時、圧力板５０６を
取外し、ひも又はケーブル５０３に張力を加え
て、Ｔ形部分５０４を取外しの為に輸送軸５００
の縦軸線と整合する状態に戻る様に旋回される。
この為、輸送軸５００には、その中をひも、コー
ド又はケーブル５０２，５０３を通す中心の通路
５０１を設ける。

第８図には、ブロツク５０８が一番内側の容器
２１０の殻体１０１及び端板２０１ｂの何れか一
方又は両方にしつかりと固定されることも示され
ている。熱放射遮蔽体２１５の端板２１５ｂは放
射遮蔽体の冷却作用をする為に、沸騰した液体ヘ
リウムを通過させ導管５５３を設けるのが好まし
いことが理解されよう。最後に、水平のヘリウム
出入ポートの外側部分にベロー集成体５５２が設
けられ、これが、低温槽の内部と外部の間の温度
差が大きい為に必要となる有用な膨張及び収縮補
償機構となることが判る。熱放射遮蔽体２１５は
部分的に導管５５１によつて支持することも出来
ることが判る。放射遮蔽体２１５は、端板２１５
ｂと熱的に接触する熱交換コイル５５３を循環す
るヘリウム蒸気の蒸発により、典型的には約20〓
乃至60〓の温度に冷却される。

液体窒素で冷却される内側容器１１１の外側の
周りに多重層絶縁物１２２を設けて、放射による
熱伝達を少なくすることが出来る。然し、液体窒
素で冷却される容器１１１とヘリウムで冷却され
る遮蔽体２１５の間の容積２１６にこの様な絶縁
物の１層だけを挿入してもよい。更に、ヘリウム
で冷却される遮蔽体２１５と一番内側の容器２１
０の間の容積２１７にこの絶縁物の１層だけを配
置して、これらの面の放出度を抑えることが出来
る。この発明の別の１面は、外側容器１１０が全
部溶接の設計になつていることである。これは容
器１１０の内壁１１０ｂをインコネルＸ６２５で
構成することによつて容易になる。こうすると、
300シリーズ・ステンレス鋼の様な異なる金属に
対する優れた溶接継目が得られる。前に述べた様
に、硝子繊維の円筒１１７を挿入することによ
り、壁１１０ｂの座屈を防止することが容易にな
る。

第９図はこの発明の別の形のピンを示す。特
に、この発明の低温槽を冷却した状態で輸送した
い場合、低温槽のピン３００を持つ端が底になる
様に低温槽を垂直の姿勢に配置することが好まし
い。低温槽を垂直のまゝ輸送する場合、第９図に
示した別の形のピンが好ましい。特にこの場合、
斜め切りした面ではなく、平坦な面を持つ第９図
のピン３００の様なピンを用いることが望まし
い。更に、この実施例では、凹部３１８はもはや
不要である。その代りに、硝子繊維及びエポキシ
の様な材料で構成された平坦な円板を、輸送中に
ピン３００がそれと接触する突合せ面として用い
る。この場合、ピン３００は硝子繊維及びエポキ
シの様な材料で構成することが好ましい。第９図
に示す形のピンは、ピンの精密な整合の必要がな
いことが判る。

以上述べた所から、この発明が最初に述べた目
的を十分に且つ有益に充たす低温槽を提供したこ
とが理解されよう。特に、この発明の低温槽は輸
送、それも垂直の姿勢で輸送するのに特に適して
おり、この時完全な真空及び冷却剤の状態が維持
される。この発明の低温槽は、起導電巻線を用い
た電磁石を構成することを希望する様な用途で
も、特に役立つことが判る。こういう巻線（図面
に示してない）は低温槽の中心の鉄心の周りに配
置され、低温槽の中孔の縦軸線に沿つて、強度の
強い比較的一様な磁界を発生するのに特に有用で
ある。この発明はこうしてNMR作像装置にとつ
て有用な装置を提供する。この発明が低温槽の金
を時間もかゝる分解を避けること、特に真空状態
を維持する為に頻繁な又は絶え間ないポンプ動作
を必要とする様な低温槽の設計を特に避ける様に
なつていることが理解されよう。この発明の低温
槽はガスを透過し、その結果、長期間には内部の
真空状態が汚染される様な弾性体の封じも非金属
の中孔管も要らないことが理解されよう。従つ
て、低温槽の真空の為に金のかゝる定期的なポン
プ動作を必要としない。更にこの発明は、運転停
止を招き、磁石が温まる結果になる様な傾向を持
つ状態を避ける。

この発明の好ましい実施例を詳しく説明した
が、当業者にはいろいろな変更が考えられよう。
特にこの出願で示した支持タイの組が略同じ平面
内にあることは不必要である。従つて、特許請求
の範囲の記載は、この発明の範囲内で可能な全て
の変更を包括するものであることを承知された
い。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の懸架装置の主な考えを例示
する簡略端面図、第２図は第１図に端面図で示し
た懸架装置の一部分を切欠いた斜視図、第３図は
NMR作像用の強度の強い磁界を発生する為の超
導電巻線を収容するのに特に役立つこの発明の低
温槽の一部分を切欠いた側面断面図、第４図は第
３図の低温槽の一部分を切欠いた端面断面図で、
特に外側容器の中に内側容器を懸架する様子を示
す。第５図は第３図の低温槽の一部分を切欠いた
端面断面図であるが、中間の容器又は内側容器か
ら一番内側の容器を懸架する様子を示す。第６Ａ
図は第３図の低温槽の一部分の側面断面図で、内
側容器及び一番内側の容器に対する懸架装置を示
す。第６Ｂ図は第３図の低温槽の一部分の側面断
面図で、内側容器を軸方向の一定位置に位置ぎめ
する助けとなる１つのピンの細部を示すと共に、
一番内側の容器と内側容器の間の遮蔽体に対する
懸架装置をも示す。第７Ａ図は外側容器と内側容
器を接続するタイに対する支持タイ取付け部の構
成を示す部分的な側面断面図、第７Ｂ図は第７Ａ
図と同様であるが、内側容器と一番内側の容器を
接続する支持タイに対する取付け部を示す図、第
７Ｃ図は支持タイの張力を調節する側面接近ポー
トの側面図、第８図はこの発明の水平の向きの液
体冷却剤出入充填管の一部分を断面で示した側面
図であり、輸送中に内側の容器及び一番内側の容
器を輸送ピンと接触する様に移動させる為に使わ
れる位置ぎめ棒の配置を示す。第８Ａ図は第８図
に示した位置ぎめ棒の端の詳細な側面図、第９図
は別の形のピンを示す側面断面図である。 主な符号の説明、１１０……外側容器、１１１
……内側容器、１１２，１１３，２１２，２１３
……支持タイ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 真空にひくことが出来る環状の外側容器と、
   当該内側容器及び前記外側容器の中心軸線が略じ
   直線上に来る様に、全部が前記外側容器内に収容
   された環状の内側容器と、該内側容器の第１の端
   でその周縁に略一様に配置された取付け位置か
   ら、前記外側容器のそれに近い端にあつて、該外
   側容器に沿つて略一様に配置された対応する取付
   け位置まで横方向に伸びる少なくとも３本から成
   る第１組の支持タイと、前記内側容器の第２の端
   でその周縁に沿つて略一様に配置された取付け位
   置から前記外側容器のそれに近い端で該外側容器
   に沿つて略一様に配置された対応する取付け位置
   まで横方向に伸びる少なくとも３本から成る第２
   組の支持タイとを有し、前記第１組及び第２組の
   支持タイは前記軸線を含む平面に対して互いに略
   鏡像の対称性を持つ様に配置されている低温槽。 ２ 特許請求の範囲１に記載した低温槽に於て、
   前記支持タイが硝子繊維で構成されている低温
   槽。 ３ 特許請求の範囲１に記載した低温槽に於て、
   前記支持タイがチタンで構成されている低温槽。 ４ 特許請求の範囲１に記載した低温槽に於て、
   前記支持タイの張力を調節する手段を含む低温
   槽。 ５ 特許請求の範囲１に記載した低温槽に於て、
   更に、当該一番内側の容器及び前記内側容器の中
   心軸線が略同じ直線上に来る様に、前記内側容器
   内に全部が収容される環状の一番内側の容器と、
   該一番内側の容器の第１の端でその周縁に沿つて
   略一様に配置された取付け位置から前記内側容器
   のそれに近い端で該内側容器に沿つて略一様に配
   置された対応する取付け位置まで横方向に伸びる
   少なくとも３本から成る第３組の支持体と、前記
   一番内側の容器の第２の端でその周縁に沿つて略
   一様に配置された取付け位置から前記内側容器の
   それに近い端で該内側容器に沿つて略一様に配置
   された対応する取付け位置まで横方向に伸びる少
   なくとも３本から成る第４組の支持タイとを有
   し、前記第１組及び第２組の支持タイが前記軸線
   を含む平面に対して互いに略鏡像の対称半径を持
   つ様に配置されている低温槽。 ６ 特許請求の範囲５に記載した低温槽に於て、
   特に輸送の際、前記容器の間が接触する様に、前
   記内側容器の１端に配置された複数個のピンを有
   する低温槽。 ７ 特許請求の範囲６に記載した低温槽に於て、
   前記一番内側の容器及び前記内側容器を軸方向に
   動かす手段を含む低温槽。 ８ 特許請求の範囲７に記載した低温槽に於て、
   前記軸方向に動かす手段が、前記一番内側の容器
   に液体冷却剤を追加する為の出入ポートに挿入さ
   れた棒を含む低温槽。 ９ 特許請求の範囲５に記載した低温槽に於て、
   前記一番内側の容器に前記冷却剤を供給する液体
   冷却剤供給ポートを有し、前記出入ポートは前記
   軸線に対して略平行な向きである低温槽。 １０ 特許請求の範囲５に記載した低温槽に於
   て、前記一番内側の容器及び内側容器の間に配置
   された熱放射遮蔽体を有する低温槽。 １１ 特許請求の範囲２に記載した低温槽に於
   て、前記内側容器が液体冷却剤を収容する為の外
   側ジヤケツトを持つ低温槽。 １２ 特許請求の範囲５に記載した低温槽に於
   て、前記一番内側の容器内に配置されていて該容
   器を半径方向内側の容積及び半径方向外側の容積
   に分割する円筒形隔壁を有する低温槽。 １３ 特許請求の範囲１２に記載した低温槽に於
   て、超導電材料で構成された電気巻線が前記一番
   内側の容器の半径方向内側の容積の中に配置され
   ている低温槽。 １４ 特許請求の範囲１に記載した低温槽に於
   て、前記外側容器の半径方向内側の壁と突合せに
   なつた円筒形の硝子繊維の支持管を有する低温
   槽。 １５ 特許請求の範囲５に記載した低温槽に於
   て、前記支持タイの張力を調節する手段を有する
   低温槽。