JPS6255910A - 低温槽懸吊装置 - Google Patents

低温槽懸吊装置

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JPS6255910A
JPS6255910A JP61154946A JP15494686A JPS6255910A JP S6255910 A JPS6255910 A JP S6255910A JP 61154946 A JP61154946 A JP 61154946A JP 15494686 A JP15494686 A JP 15494686A JP S6255910 A JPS6255910 A JP S6255910A
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Japan
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container
heat transfer
struts
low heat
truss
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JP61154946A
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リチャード・ルイス・クリードン
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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】 ゴー の1 \。
本発明は低温槽構造に関し、特に低温の内側容器を温度
の高い外周の外側容器から支持するだめの低熱伝達の剛
性の懸吊装置に関する。本発明の用途として原子磁気応
答(NMR)イメージ装置等の超伝導コイルを収容した
装置がある。懸吊装置は大きな熱膨張収縮を可能にし9
作動間及び搬送間に作用する力に耐え、低温槽内への熱
伝達を最小にする必要がある。
従木魚技玉 上述の用途に使用する既知の低温槽では通常は低温の内
側容器を外側容器から低熱伝導率の長い薄い素子によっ
て吊した。この設計の多くは搬送量磁石と内部部品とを
保護するために一時的に補強支持部材を挿入するために
低温槽真空を破壊する必要がある。他の設計はこの破壊
を防ぐために低熱伝導率のビンを設けて搬送量内側容器
が接触する。低温槽真空の破壊を防ぐことは極めて重要
であり、真空を形成してNMR磁石組立体を所要温度に
冷却するには約1週間と冷媒10000 ドル以上を必
要とする。
光器■監翌 本発明は外側円筒形容器から外側容器に囲まれほぼ同心
の内側円筒形容器を支持するに使用する低熱伝達懸吊装
置である。低熱伝導率材料製のトラスを内側容器の中央
面を画成し内側容器のほぼ質量中心の外周を囲む複数の
位置で取付け、外側容器の内周の内側容器の該中央面に
ほぼ平行で軸線方向にオフセットした面の複数の位置で
取付ける。
スJ1丹 本発明を例示とした実施例並びに図面について説明する
第1〜12図は本発明を使用した超伝導磁石組立体の組
立シーケンスを示す。第1図に示す通り。
超伝導磁石のコイル2をスプール6に巻き、スプールは
両端面10と中央支持部材12とを有する。第2.3図
に示す通り、内側容器外壁8の両半部をスプールの端面
10と中央支持部材12とに溶接して内側容器9を形成
する。第4図に示す通り内側容器9に支持ストラット1
4を容器外周の中央支持部材の位置の取付位置〕6で取
付ける。各取付位置は1個の取付点又は互いに近接した
2個の取付点とする。第4,5図に示す通り、外側容器
19を取付けるための支持リング18を取付け、熱輻射
遮蔽の中央リング20を取付ける。熱輻射遮蔽22を第
6.7.8図に示す通り内側容器を完全に囲んで取付け
る。次に、第9,10図に示す通り、外側容器の外壁2
4を取付け、外側容器の内Pi28を第11図に示す通
りに取付けて第12図に示す低温槽の主要素子の組立を
完了する。
支持ストラソ1−の詳細を第13図に示す。好適な例で
50本の大の骨の形状のストラットを使用して外径約5
7 in (1450mm)の°内側環状容器を直径約
67in(1700mm)の外壁の環状外1!!、+1
容器の外壁から支持する。各支持ストラット14は内側
容器を取付けるボルト穴26と外側容器を取付けるボル
ト穴28と熱遮蔽取付ブラケットを取付ける小さなボル
ト穴30とを有する。図示の例では、各ストラットは隣
接ストラットに対して約64°の角度とする。ストラッ
トの犬の骨の形状は3/4in X 1/2in(19
X 13mm)のエポキシガラスファイバーG10から
成形する。この材料はスポールディングファイバー社か
ら市販される。
第14図は完成した低温槽組立体を示し、一部を除去し
て支持ストラットを示す。拡大図を第15図に示す。第
15図には内側容器内のコイル2.スプール6、内側容
器の外壁8.熱輻射遮蔽22の中央リング20、熱輻射
遮蔽22.支持ストラツト14.熱輻射)惠蔽取付ブラ
ケット32.外側容器支持リング18.外側容器の内外
壁24.28を示す。
ストラットは容器にボルト止めすることもできストラッ
ト取付けのために周知の他の方法とすることもできる。
熱輻射遮蔽の中央リングのストラットへの取付けも所要
の方法とする。例として。
第1に熱遮蔽取付ブラケットをストラットに取付け1次
に熱輻射遮蔽の中央リングをブラケットに取付ける。
本発明は超伝導巻線の生ずる高強度磁界を必要な環境で
使用する時は、コイルの占めない内側容器内スペースは
低温冷却剤9例えば液体ヘリウムで充填し、大気圧で沸
騰させる。大気圧で沸騰する液体窒素を使用して輻射遮
蔽を冷却し、特殊設計電気接続部材でコイルを付勢する
。これらの流体を導入する装置、流体の所定量を保つ装
置、上記を導出する装置、所要電気接続は周知であり。
図示しない。
上述の支持構造物は浅い円錐形の連続スカートが低温部
材の腰を囲む構造である。スカートは外側真空容器の中
央部に大きな断面剛性を与え、バックリング変形に対す
る抵抗が大きくなる。低温支持シリンダーと真空タンク
とは横方向の面変形に対して極めて剛性であり、真空容
器外殻は大きな慣性モーメントでの梁として、即ちモノ
コック構造としてのみ支持負荷に反応する。好適な実施
例で、真空容器外殻上の取付位置の円周面は内側容器の
取付面から離れ、その距離は外側容器の内面の半径と内
側容器の外壁の外面の半径の差の2倍より僅かに多い。
後述する第2の実施例ではこのオフセット距離は半径差
の約4倍とする。か(してこの実施例のスカートは両容
器の軸線に対してほぼ25°の角度を形成する。各スト
ラットは第2モードハツクリングで低温モデュラス40
000(10で圧縮強度8567 lb(3900kg
)である。搬送のために低温槽を両容器の軸線を垂直に
置く。好適な例で、軸線方向2gプラス40000 l
b(18000kg)の負荷はストラット当たり259
4 lb(1180kg)であり、 ljl!!送負荷
6gはストラット当たり4932 lb(2240kg
)である。作動2g+ 殿送6gの負荷は超伝導磁石の
設計では代表的設計要求である。コイル温度4.2にの
時の熱漏洩は約IWに過ぎない。
他の好適な実施例を第16A、16B、17.18図に
示しこの実施例では内側容器40を外側容′cj42か
らトラス組立体44によって支持し、トラス組立体を第
16八図のX、 Y、第17.18図に示す。トラス組
立体44はリベット46によって内側容器の外周の質量
中心を形成する面48に沿って取付け、リベット50に
よって外側容器の内周面の面48に平行で軸線方向にオ
フセットした面に沿って取付ける。トラス組立体44は
ストラット60付トラスハンド52.アルミニウム支持
リング54.アルミニウム支持タブ56から成る。トラ
スバンド52はG10エポキシ硝子ファイバ一部材3/
16in x 4−1/4in(4,8x108mm)
から切出し60in (1500mm)直径の内側容器
を囲み12in (300mm)の重なりとなる長さと
する。トラスバンド52はリング54とタブ56にリベ
ット58によって取付ける。
僅かに長いりベット58を使用し゛ζ図示しない12i
n(300mm)の重なり部でトラスバンドの両端を結
合する。トラスバンド52の各ストラットは互に90゜
の角度を形成して切断し、G10ガラスフアイバーの縦
糸又は横糸は各ストラットの中心線に対して平行であり
第18図、に61として示す。この第2の実施例は、 
NMR磁石で内側熱遮蔽を外側熱遮蔽から支持し、内側
遮蔽の重量は約350 lb(177kg)以下である
。重い容器を支持する時はトラス組立体の部品を重い負
荷に対応する設計とする。
上述した通り1本発明は低温槽の構造に特に有益である
。特に本発明は所要真空と冷却剤条件を保って低温槽を
搬送する時に好適である。本発明は超伝導巻線を使用し
た電磁石の構成に特に有利である。この−S線は低温槽
の中央コアに巻き高弾度の比較的均等の磁界が低温槽穴
の長手方向軸線に沿って発生する。かくして9本発明は
NMRイメージ装置用の有益な装置となる。本発明によ
る低温槽はエラストマーのシールも非金属の穴付管も使
用せず、これらの材料はガスを通過して長時間として内
部真空条件を汚損する。かくして、低温真空の高価な周
期的排気は必要がない。本発明は磁石の運転停止及び再
始動となる条件を避ける。
更に本発明は低温槽の組立が容易である。
本発明を好適な実施例について説明したが実施例並びに
図面は例示であって発明を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第12図は本発明低熱伝達懸吊装置の組立
過程を示す図、第13図は本発明の実施例による支持ス
トラットの図、第14図は本発明懸吊装置の実施例によ
る低温槽の斜視図、第15図は第14図の部分拡大斜視
図、第16^、 168図は低温槽の側面図平面図、第
17.18図は第16A、16B図の部分拡大図である

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、外側円筒形容器から外側容器に囲まれほぼ同心の内
    側円筒形容器を支持するに使用する低熱伝達懸吊装置に
    内側容器の中央面を画成し内側容器のほぼ質量中心の外
    周を囲む複数の位置で取付け外側容器の内周の内側容器
    の該中央面にほぼ平行で軸線方向にオフセットした面の
    複数の位置で取付けたトラスを備え、該トラスは低熱伝
    導率の材料とすることを特徴とする低熱伝達懸吊装置。 2、前記トラスが多数のストラットを有することを特徴
    とする特許請求の範囲第1項に記載の低熱伝達懸吊装置
    。 3、前記トラスが織ったガラスファイバーの1個の部材
    から直角に切出した複数のストラットを有し、各ストラ
    ットの中心線がガラスファイバーの縦糸又は横糸に平行
    となることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の
    低熱伝達懸吊装置。 4、複数の前記ストラットが内側容器の中央軸線に30
    〜60°の間の角度を形成する面内にあることを特徴と
    する特許請求の範囲第2項に記載の低熱伝達懸吊装置。 5、複数の前記ストラットが両容器の円筒面間で該円筒
    面にほぼ平行の円筒面内にあることを特徴とする特許請
    求の範囲第2項に記載の低熱伝達懸吊装置。 6、各前記ストラットがほぼ同じ長さでありほぼ均等に
    端部対端部で内側容器を囲むことを特徴とする特許請求
    の範囲第4項に記載の低熱伝達懸吊装置。 7、輻射遮蔽をストラットに取付け内側容器と外側容器
    との間に懸吊することを特徴とする特許請求の範囲第3
    項に記載の低熱伝達懸吊装置。 8、前記ストラットが両容器に剛性に固着されることを
    特徴とする特許請求の範囲第3項に記載の低熱伝達懸吊
    装置。 9、環状のほぼ剛性の排気可能の外側容器と、完全に外
    側容器内に収容され中央軸線が一致し環状のほぼ剛性の
    内側容器と、内側容器の中央面を画成し内側容器のほぼ
    質量中心の外周を囲む複数の位置で取付け外側容器の内
    周の内側容器の該中央面にほぼ平行で軸線方向にオフセ
    ットした面の複数の位置で取付けたトラスとを備え、該
    トラスは低熱伝達材料とすることを特徴とする低温槽。 10、前記トラスが低熱伝達材料の多数のストラットを
    有することを特徴とする特許請求の範囲第9項に記載の
    低温槽。 11、ほぼ凡ての前記ストラットがほぼ同じ長さであり
    内側容器を囲んで端部対端部でほぼ均等に配置されるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第10項に記載の低温槽
    。 12、前記ストラットがファイバーマトリックスを有す
    ることを特徴とする特許請求の範囲第9項に記載の低温
    槽。 13、前記ストラットに輻射遮蔽を取付け内側容器と外
    側容器との間に懸吊することを特徴とする特許請求の範
    囲第9項に記載の低温槽。 14、前記ストラットを両容器に剛性に固着することを
    特徴とする特許請求の範囲第9項に記載の低温槽。 15、前記ストラットを両容器円周にほぼ均等に配置し
    、凡てのストラットをほぼ同じ長さとし、外側容器への
    取付面は内側容器への取付面に対して外側容器内面の半
    径と内側容器外面の半径との差の2〜4倍オフセットす
    ることを特徴とする特許請求の範囲第9項に記載の低温
    槽。 16、前記トラスがガラスファイバーの1個の部材から
    直角に切出した複数のストラットを有し、各ストラット
    の中心線がガラスファイバーの縦糸又は横糸に平行とな
    ることを特徴とする特許請求の範囲第9項に記載の低温
    槽。 17、前記織ったガラスファイバーをG10ガラスファ
    イバーとすることを特徴とする特許請求の範囲第3項に
    記載の低熱伝達懸吊装置。 18、前記織ったガラスファイバーをG10ガラスファ
    イバーとすることを特徴とすることを特徴とする特許請
    求の範囲第10項に記載の低温槽。
JP61154946A 1985-09-03 1986-07-01 低温槽懸吊装置 Pending JPS6255910A (ja)

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JP (1) JPS6255910A (ja)

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