JPH0511403B2 - - Google Patents
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- JPH0511403B2 JPH0511403B2 JP10462586A JP10462586A JPH0511403B2 JP H0511403 B2 JPH0511403 B2 JP H0511403B2 JP 10462586 A JP10462586 A JP 10462586A JP 10462586 A JP10462586 A JP 10462586A JP H0511403 B2 JPH0511403 B2 JP H0511403B2
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- F17C3/02—Vessels not under pressure with provision for thermal insulation
- F17C3/08—Vessels not under pressure with provision for thermal insulation by vacuum spaces, e.g. Dewar flask
- F17C3/085—Cryostats
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は超電導装置に係り、特に医療用核磁気
共鳴−コンピユータ断層撮影装置（以下NMR−
CT装置と記す）に使用するに好適な超電導装置
に関する。
共鳴−コンピユータ断層撮影装置（以下NMR−
CT装置と記す）に使用するに好適な超電導装置
に関する。
NbTi、Nb3Snの金属を極低温状態（4.2K近
辺）にすると電気抵抗が零となる、いわゆる超電
導状態となることが知られている。この現象を利
用すれば強力にして安定な静磁界を、電力を損失
することなく容易に発生することができる。
辺）にすると電気抵抗が零となる、いわゆる超電
導状態となることが知られている。この現象を利
用すれば強力にして安定な静磁界を、電力を損失
することなく容易に発生することができる。
上記した金属を利用して形成され、強力な磁界
を、安定に、かつ、電力を損失することなく発生
可能な超電導磁石は、核磁気共鳴装置、磁気浮上
列車、荷電粒子集束装置等産業上静磁界発生装置
としての応用分野が広がりつつある。特に、高均
一高安定な静磁界が要求される医療用NMR−
CT装置には、超電導コイルが最適であり、近年
富に脚光を浴びてきている。
を、安定に、かつ、電力を損失することなく発生
可能な超電導磁石は、核磁気共鳴装置、磁気浮上
列車、荷電粒子集束装置等産業上静磁界発生装置
としての応用分野が広がりつつある。特に、高均
一高安定な静磁界が要求される医療用NMR−
CT装置には、超電導コイルが最適であり、近年
富に脚光を浴びてきている。
ところで、上記した産業用の超電導コイルにお
いては、発生静磁界空間の利用の容易さより第２
図に示すように、磁石の磁界中心軸方向が水平方
向に設置されている超電導装置（以下、横置型超
電導装置と呼ぶ）が広く使用されている。即ち、
第２図に示すように、超電導磁石は極低温冷媒で
ある液体ヘリウム（4.2K）の冷媒中で初めて安
定に動作させることができるため、ヘリウム容器
１の中に設置され、液体ヘリウムに浸漬されてい
る。この冷却媒体である液体ヘリウムは、常温
（300K）からの熱侵入に対して熱的にしや断され
ている必要があり、通常はヘリウム容器１の周囲
を約20Kのガスヘリウムシールド板２、約80Kの
液体窒素シールド板３にて覆い、更にそれらを断
熱真空容器４に収納され、真空断熱にて熱侵入量
をおさえ、高価な液体ヘリウムの蒸発量を極力お
さえる構造となつている（このような極低温状態
を維持するものとしては、特公昭54−43359号公
報等で提案されている）。尚、５は磁界利用空間
である。
いては、発生静磁界空間の利用の容易さより第２
図に示すように、磁石の磁界中心軸方向が水平方
向に設置されている超電導装置（以下、横置型超
電導装置と呼ぶ）が広く使用されている。即ち、
第２図に示すように、超電導磁石は極低温冷媒で
ある液体ヘリウム（4.2K）の冷媒中で初めて安
定に動作させることができるため、ヘリウム容器
１の中に設置され、液体ヘリウムに浸漬されてい
る。この冷却媒体である液体ヘリウムは、常温
（300K）からの熱侵入に対して熱的にしや断され
ている必要があり、通常はヘリウム容器１の周囲
を約20Kのガスヘリウムシールド板２、約80Kの
液体窒素シールド板３にて覆い、更にそれらを断
熱真空容器４に収納され、真空断熱にて熱侵入量
をおさえ、高価な液体ヘリウムの蒸発量を極力お
さえる構造となつている（このような極低温状態
を維持するものとしては、特公昭54−43359号公
報等で提案されている）。尚、５は磁界利用空間
である。
一方、超電導コイルを動作させるためには、ま
ず、液体ヘリウム温度まで超電導コイルを冷却
し、電流を超電導コイルに通電して励磁する必要
がある。また、ヘリウム容器１内の液体ヘリウム
は蒸発するため液体ヘリウム量が減少する恐れが
あり、液体ヘリウムを供給する必要があると共
に、蒸発したガスヘリウムを放出してやらねばな
らない。これを行うために、通常、超電導装置に
は冷媒である液体ヘリウムの注入管、蒸発したガ
スヘリウムの放出管、電流通電用のパワーリード
１０等を備えている。そして、これら液体ヘリウ
ムの注入管、ガスヘリウムの放出管、及びパワー
リード１０等は、超電導装置に設けられている液
体ヘリウム注入用ポート６を介して導出されてい
る。また、液体ヘリウム注入用ポート６の内筒７
は、液体ヘリウム注入用ポート６の常温部（約
300K）と4.2Kのヘリウム容器部１を結合するも
のであり、ヘリウム容器部１への熱侵入量を極力
へらすため、熱電導長を充分に長くするととも
に、20Kのガスヘリウムシールド板２からのサー
マルアンカ８、及び約80Kの液体窒素シールド板
３からのサーマルアンカ９を設けている。
ず、液体ヘリウム温度まで超電導コイルを冷却
し、電流を超電導コイルに通電して励磁する必要
がある。また、ヘリウム容器１内の液体ヘリウム
は蒸発するため液体ヘリウム量が減少する恐れが
あり、液体ヘリウムを供給する必要があると共
に、蒸発したガスヘリウムを放出してやらねばな
らない。これを行うために、通常、超電導装置に
は冷媒である液体ヘリウムの注入管、蒸発したガ
スヘリウムの放出管、電流通電用のパワーリード
１０等を備えている。そして、これら液体ヘリウ
ムの注入管、ガスヘリウムの放出管、及びパワー
リード１０等は、超電導装置に設けられている液
体ヘリウム注入用ポート６を介して導出されてい
る。また、液体ヘリウム注入用ポート６の内筒７
は、液体ヘリウム注入用ポート６の常温部（約
300K）と4.2Kのヘリウム容器部１を結合するも
のであり、ヘリウム容器部１への熱侵入量を極力
へらすため、熱電導長を充分に長くするととも
に、20Kのガスヘリウムシールド板２からのサー
マルアンカ８、及び約80Kの液体窒素シールド板
３からのサーマルアンカ９を設けている。
ところで、上述した従来技術は、病院等の狭い
部屋でも収納可能であると共に、極低温冷媒の注
入作業等も容易に行える超電導装置とするため
に、超電導コイルの磁界中心軸が水平方向となる
ように設置すると共に、これを極低温冷媒中に浸
漬して収納するほぼ円筒状のヘリウム容器１と連
通し、少くともこれに極低温冷媒を注入するため
の液体ヘリウム注入用ポート６を装置の周方向に
傾斜させている。この時、液体ヘリウム注入用ポ
ート６のサーマルアンカ８、及び９は、通常の垂
直ポートと同様液体ヘリウム注入用ポート内筒７
に対し垂直に設置されている。これは、常温部か
ら80Kサーマルアンカ９、80Kサーマルアンカ９
から20Kサーマルアンカ８、20Kサーマルアンカ
８から4.2K部までの伝熱距離を最長にするため
である。
部屋でも収納可能であると共に、極低温冷媒の注
入作業等も容易に行える超電導装置とするため
に、超電導コイルの磁界中心軸が水平方向となる
ように設置すると共に、これを極低温冷媒中に浸
漬して収納するほぼ円筒状のヘリウム容器１と連
通し、少くともこれに極低温冷媒を注入するため
の液体ヘリウム注入用ポート６を装置の周方向に
傾斜させている。この時、液体ヘリウム注入用ポ
ート６のサーマルアンカ８、及び９は、通常の垂
直ポートと同様液体ヘリウム注入用ポート内筒７
に対し垂直に設置されている。これは、常温部か
ら80Kサーマルアンカ９、80Kサーマルアンカ９
から20Kサーマルアンカ８、20Kサーマルアンカ
８から4.2K部までの伝熱距離を最長にするため
である。
しかし、液体ヘリウム注入用ポート内筒７は、
ガスヘリウムで満たされており、ガスヘリウムは
物性的に温度の低いものが重力鉛直下方にたま
り、温度の高いものが上方にたまることが明らか
になつた。そのため、液体ヘリウム注入用ポート
内筒７の温度分布は、内筒７に対し直角方向に等
温度線を持つものではなく、ガスヘリウムとの熱
交換により、重力鉛直方向に対し直角方向（水平
方向）に等温度線を持つものとなることがわつ
た。その場合、従来の液体ヘリウム注入用ポート
内筒７に対し直角方向にサーマルアンカをとつた
ものは、重力鉛方向に下方にある部分より、ガス
ヘリウムの対流と熱交換で直線4.2K部分へ熱が
侵入し、大きな熱侵入量となるという問題点があ
る。
ガスヘリウムで満たされており、ガスヘリウムは
物性的に温度の低いものが重力鉛直下方にたま
り、温度の高いものが上方にたまることが明らか
になつた。そのため、液体ヘリウム注入用ポート
内筒７の温度分布は、内筒７に対し直角方向に等
温度線を持つものではなく、ガスヘリウムとの熱
交換により、重力鉛直方向に対し直角方向（水平
方向）に等温度線を持つものとなることがわつ
た。その場合、従来の液体ヘリウム注入用ポート
内筒７に対し直角方向にサーマルアンカをとつた
ものは、重力鉛方向に下方にある部分より、ガス
ヘリウムの対流と熱交換で直線4.2K部分へ熱が
侵入し、大きな熱侵入量となるという問題点があ
る。
本発明は上述の点に鑑み成されたもので、その
目的とするところは、冷媒注入用ポートを装置の
周方向に傾斜させたものであつても、熱侵入量を
低減し、液体ヘリウム、蒸発量の少ない経済的な
超電導装置を提供することにある。
目的とするところは、冷媒注入用ポートを装置の
周方向に傾斜させたものであつても、熱侵入量を
低減し、液体ヘリウム、蒸発量の少ない経済的な
超電導装置を提供することにある。
本発明は容器の中心軸より垂直真上における位
置に対して所定角度を有する様に容器の周方向に
設置されている冷媒注入用ポートの常温部からの
熱侵入を低減するために設けられたサーマルアン
カを、容器の水平軸とほぼ平行に設けることによ
り所期の目的を達成するようになしたものであ
る。
置に対して所定角度を有する様に容器の周方向に
設置されている冷媒注入用ポートの常温部からの
熱侵入を低減するために設けられたサーマルアン
カを、容器の水平軸とほぼ平行に設けることによ
り所期の目的を達成するようになしたものであ
る。
上記構成とすることにより、サーマルアンカに
は温度差が生じることがないので、冷媒注入用ポ
ート内筒内のガスヘリウムの対流と熱交換があつ
ても、ヘリウム容器部分へ直接熱侵入がなく、液
体ヘリウムの蒸発量を少なくすることができる。
は温度差が生じることがないので、冷媒注入用ポ
ート内筒内のガスヘリウムの対流と熱交換があつ
ても、ヘリウム容器部分へ直接熱侵入がなく、液
体ヘリウムの蒸発量を少なくすることができる。
以下、図面の実施例に基づいて本発明を詳細に
説明する。
説明する。
第１図に本発明の一実施例を示す。該図の如
く、本実施例の超電導装置も超電導コイルを液体
ヘリウム１２中に浸漬して収納するヘリウム容器
１と、該ヘリウム容器１の周囲を覆う液体ヘリウ
ム１２への常温からの熱侵入をしや断するガスヘ
リウムシールド板２、及び液体窒素シールド板３
と、これらを収納する断熱真空容器４とから概略
構成され、そして、本実施例では液体ヘリウム注
入用ポート６を周方向に傾斜（超電導装置の垂直
方向に対してほぼ45°傾斜）させて設置している
と共に、液体ヘリウム注入用ポート内筒７のガス
ヘリウム20Kシールドからのサーマルアンカ８、
液体窒素約80Kシールドからのサーマルアンカ９
を、重力鉛直方向に対してほぼ垂直（水平）方向
に設置している。
く、本実施例の超電導装置も超電導コイルを液体
ヘリウム１２中に浸漬して収納するヘリウム容器
１と、該ヘリウム容器１の周囲を覆う液体ヘリウ
ム１２への常温からの熱侵入をしや断するガスヘ
リウムシールド板２、及び液体窒素シールド板３
と、これらを収納する断熱真空容器４とから概略
構成され、そして、本実施例では液体ヘリウム注
入用ポート６を周方向に傾斜（超電導装置の垂直
方向に対してほぼ45°傾斜）させて設置している
と共に、液体ヘリウム注入用ポート内筒７のガス
ヘリウム20Kシールドからのサーマルアンカ８、
液体窒素約80Kシールドからのサーマルアンカ９
を、重力鉛直方向に対してほぼ垂直（水平）方向
に設置している。
このように構成することにより、液体ヘリウム
注入用ポート内筒７内のガスヘリウムの対流と熱
交換により直接侵入する熱を防ぎ、液体ヘリウム
蒸発量の少ない経済的な、超電導装置とすること
ができる。尚、その際のサーマルアンカ８，９の
角度は、水平方向に対して±20°の範囲であれば、
同様な効果が得られる。
注入用ポート内筒７内のガスヘリウムの対流と熱
交換により直接侵入する熱を防ぎ、液体ヘリウム
蒸発量の少ない経済的な、超電導装置とすること
ができる。尚、その際のサーマルアンカ８，９の
角度は、水平方向に対して±20°の範囲であれば、
同様な効果が得られる。
また、NMR−CT装置で、永久電流モードで
運転するものは、所定の電流を電流リード１０に
て流したあと、電流リード１０を液体ヘリウム注
入用ポート６より取りはずすことができる。電流
リード１０を取りはずしたあとは、液体ヘリウム
注入用ポート６内の空間があくため、内部の対流
を防止するための輻射シールド板を通常挿入する
が、液体ヘリウム注入用ポート６の上に閉止フラ
ンジを付け、輻射シールド板１３をほぼ水平方向
に設置するとより効果的である。
運転するものは、所定の電流を電流リード１０に
て流したあと、電流リード１０を液体ヘリウム注
入用ポート６より取りはずすことができる。電流
リード１０を取りはずしたあとは、液体ヘリウム
注入用ポート６内の空間があくため、内部の対流
を防止するための輻射シールド板を通常挿入する
が、液体ヘリウム注入用ポート６の上に閉止フラ
ンジを付け、輻射シールド板１３をほぼ水平方向
に設置するとより効果的である。
以上説明した本発明の超電導装置によれば、容
器の中心軸より垂直真上における位置に対して所
定角度を有する様に容器の周方向に設置されてい
る冷媒注入用ポートの常温部からの熱侵入を低減
するために設けられたサーマルアンカを、容器の
水平軸とほぼ平行に設けたものであるから、設置
空間の十分とれない病院等の狭い部屋であつても
収納可能であることは勿論、液体ヘリウム蒸発量
の少なく経済的なので、比種超電導装置に使用す
る場合には非常に有効である。
器の中心軸より垂直真上における位置に対して所
定角度を有する様に容器の周方向に設置されてい
る冷媒注入用ポートの常温部からの熱侵入を低減
するために設けられたサーマルアンカを、容器の
水平軸とほぼ平行に設けたものであるから、設置
空間の十分とれない病院等の狭い部屋であつても
収納可能であることは勿論、液体ヘリウム蒸発量
の少なく経済的なので、比種超電導装置に使用す
る場合には非常に有効である。
第１図は本発明の超電導装置の一実施例を示す
断面図、第２図は従来の超電導装置を示す断面図
である。 １……ヘリウム容器、２……ガスヘリウムシー
ルド板、３……液体窒素シールド板、４……断熱
真空容器、５……磁界利用空間、６……液体ヘリ
ウム注入用ポート、７……液体ヘリウム注入用ポ
ート内筒、８……20Kガスヘリウムシールド板か
らのサーマルアンカ、９……80K液体窒素シール
ド板からのサーマルアンカ、１０……電流リー
ド、１１……閉止フランジ、１２……液体ヘリウ
ム。
断面図、第２図は従来の超電導装置を示す断面図
である。 １……ヘリウム容器、２……ガスヘリウムシー
ルド板、３……液体窒素シールド板、４……断熱
真空容器、５……磁界利用空間、６……液体ヘリ
ウム注入用ポート、７……液体ヘリウム注入用ポ
ート内筒、８……20Kガスヘリウムシールド板か
らのサーマルアンカ、９……80K液体窒素シール
ド板からのサーマルアンカ、１０……電流リー
ド、１１……閉止フランジ、１２……液体ヘリウ
ム。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 超電導コイルを、その磁界中心軸が水平方向
となるように設置すると共に、これを極低温冷媒
中に浸漬して収納するほぼ円筒状の冷媒容器と、
該冷媒容器の周囲を覆い外部と熱的にしや断する
断熱シールド板と、これらを収納する断熱真空容
器と、前記冷媒容器と連通し、少くともこれに極
低温冷媒を注入するための冷媒注入用ポートと、
該冷媒注入用ポートの常温部からの熱侵入を低減
するために設けられたサーマルアンカとを備え、
前記冷媒注入用ポートが、前記容器の中心軸より
垂直真上における位置に対して所定角度を有する
様に容器の周方向に設置されている超電導装置に
おいて、前記サーマルアンカを容器の水平軸とほ
ぼ平行に設けたことを特徴とする超電導装置。 ２ 前記サーマルアンカは、前記水平軸に対して
±20度の傾斜角範囲内に設置されていることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の超電導装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61104625A JPS62262408A (ja) | 1986-05-09 | 1986-05-09 | 超電導装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61104625A JPS62262408A (ja) | 1986-05-09 | 1986-05-09 | 超電導装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62262408A JPS62262408A (ja) | 1987-11-14 |
| JPH0511403B2 true JPH0511403B2 (ja) | 1993-02-15 |
Family
ID=14385623
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61104625A Granted JPS62262408A (ja) | 1986-05-09 | 1986-05-09 | 超電導装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62262408A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0541103U (ja) * | 1991-11-06 | 1993-06-01 | 株式会社小松製作所 | Ｐｔｃサーミスタ装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110254938A (zh) * | 2019-06-28 | 2019-09-20 | 查特低温设备(成都)有限公司 | 一种低温容器 |
-
1986
- 1986-05-09 JP JP61104625A patent/JPS62262408A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0541103U (ja) * | 1991-11-06 | 1993-06-01 | 株式会社小松製作所 | Ｐｔｃサーミスタ装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62262408A (ja) | 1987-11-14 |
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