JPH0335803B2 - - Google Patents
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- JPH0335803B2 JPH0335803B2 JP30898186A JP30898186A JPH0335803B2 JP H0335803 B2 JPH0335803 B2 JP H0335803B2 JP 30898186 A JP30898186 A JP 30898186A JP 30898186 A JP30898186 A JP 30898186A JP H0335803 B2 JPH0335803 B2 JP H0335803B2
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- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C3/00—Vessels not under pressure
- 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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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は超電導磁石クライオスタツトに用いる
放射シールドに関する。
放射シールドに関する。
［発明の背景］
低温液体の損失の小さい超電導磁石クライオス
タツト（極低温槽）を建造するには、通常少なく
とも２つの放射シールドを液体ヘリウム容器と周
囲構造との間に設ける必要がある。典型的には、
相対的に温度の高い方のシールドは液体窒素で冷
却され、相対的に温度の低い方のシールドはヘリ
ウム蒸発（ボイル・オフ）ガスで冷却される。温
度の低い方のシールドは、中間シールドとも呼ば
れ、張力部材として働らくタイ・ロツドにより窒
素容器から支持され、この窒素容器はタイ・ロツ
ドにより周囲構造から支持される。窒素容器から
のタイ・ロツドはヘリウム容器をも支持する。タ
イ・ロツドによる支持法では、シールドを十分剛
性にし、中間シールドと他の容器との間の空間
を、熱的短絡の生じる惧れがないようにして、最
小限に保つことができるようにする必要がある
（真空中の間隔を大きくても熱伝導には利益がな
い）。このタイプの構成例が米国特許第4492090号
明細書に記載されている。高性能クライオスタツ
トには通常長い張力支持体が用いられ、その材料
は普通チタンおよびガラス繊維複合材である。垂
直型デユワー（dewar）では、中間放射シールド
はデユワーの頸部で単一の連結具により支持する
ことができ、水平な磁気共鳴磁石には選択の自由
がない。
タツト（極低温槽）を建造するには、通常少なく
とも２つの放射シールドを液体ヘリウム容器と周
囲構造との間に設ける必要がある。典型的には、
相対的に温度の高い方のシールドは液体窒素で冷
却され、相対的に温度の低い方のシールドはヘリ
ウム蒸発（ボイル・オフ）ガスで冷却される。温
度の低い方のシールドは、中間シールドとも呼ば
れ、張力部材として働らくタイ・ロツドにより窒
素容器から支持され、この窒素容器はタイ・ロツ
ドにより周囲構造から支持される。窒素容器から
のタイ・ロツドはヘリウム容器をも支持する。タ
イ・ロツドによる支持法では、シールドを十分剛
性にし、中間シールドと他の容器との間の空間
を、熱的短絡の生じる惧れがないようにして、最
小限に保つことができるようにする必要がある
（真空中の間隔を大きくても熱伝導には利益がな
い）。このタイプの構成例が米国特許第4492090号
明細書に記載されている。高性能クライオスタツ
トには通常長い張力支持体が用いられ、その材料
は普通チタンおよびガラス繊維複合材である。垂
直型デユワー（dewar）では、中間放射シールド
はデユワーの頸部で単一の連結具により支持する
ことができ、水平な磁気共鳴磁石には選択の自由
がない。
現在入手できる最高の性能の絶縁系は特定のタ
イプの多層絶縁材よりなる。多層絶縁材を適用す
ることは多大な労力を要し、液体ヘリウム温度で
用いるには通常は適切でない。また、絶縁材の適
用時の比較的小さなエラーにより、強い真空に比
較してその有効性が著しく低下するおそれがあ
る。多層絶縁材は広範に使用され、デインプル付
きまたは波付き箔層およびガラス繊維マツトで分
離されたホイルまたはアルミニウム被覆プラスチ
ツクを含めた種々の形状をとる。磁気共鳴クライ
オスタツトにおける環状の容器に絶縁材を適用す
るには、容器の外径上にラツピング（wrapping）
し、容器の内径上にラツピングし、それからラツ
ピングした層を端部キヤツプ上の「ドーナツ」形
の層と相互に織り込むことが必要である。内径上
にラツピングすることは不可能なので、内径のラ
ツピングは巻枠上に形成して、相互織り込み作業
が完了するまで所定位置に保持しなければならな
い。
イプの多層絶縁材よりなる。多層絶縁材を適用す
ることは多大な労力を要し、液体ヘリウム温度で
用いるには通常は適切でない。また、絶縁材の適
用時の比較的小さなエラーにより、強い真空に比
較してその有効性が著しく低下するおそれがあ
る。多層絶縁材は広範に使用され、デインプル付
きまたは波付き箔層およびガラス繊維マツトで分
離されたホイルまたはアルミニウム被覆プラスチ
ツクを含めた種々の形状をとる。磁気共鳴クライ
オスタツトにおける環状の容器に絶縁材を適用す
るには、容器の外径上にラツピング（wrapping）
し、容器の内径上にラツピングし、それからラツ
ピングした層を端部キヤツプ上の「ドーナツ」形
の層と相互に織り込むことが必要である。内径上
にラツピングすることは不可能なので、内径のラ
ツピングは巻枠上に形成して、相互織り込み作業
が完了するまで所定位置に保持しなければならな
い。
本発明の目的は、超電導磁石クライオスタツト
における中間シールドのタイ・ロツド支持体をな
くし、それにより窒素容器の複雑さを軽減し、ク
ライオスタツトの組立てを簡単にすることにあ
る。
における中間シールドのタイ・ロツド支持体をな
くし、それにより窒素容器の複雑さを軽減し、ク
ライオスタツトの組立てを簡単にすることにあ
る。
［発明の概要］
本発明の１実施態様では、ヘリウム容器を有
し、かつヘリウム容器を冷却するための貫通路を
含むクライオスタツトのための放射シールド・ア
センブリが提供される。この放射シールド・アセ
ンブリは、熱をクライオスタツトの貫通路に向け
て伝導する手段と、等温面を形成する手段と、放
射を反射する手段とを有するシールドを備える。
シールドはヘリウム容器を包囲するが、通気性パ
ツケージの中に収容した粉末絶縁材の独立したパ
ケツトよりなるスペーサ手段により、ヘリウム容
器から離隔されている。
し、かつヘリウム容器を冷却するための貫通路を
含むクライオスタツトのための放射シールド・ア
センブリが提供される。この放射シールド・アセ
ンブリは、熱をクライオスタツトの貫通路に向け
て伝導する手段と、等温面を形成する手段と、放
射を反射する手段とを有するシールドを備える。
シールドはヘリウム容器を包囲するが、通気性パ
ツケージの中に収容した粉末絶縁材の独立したパ
ケツトよりなるスペーサ手段により、ヘリウム容
器から離隔されている。
本発明の別の実施態様では、ヘリウム容器を有
し、かつヘリウム容器を冷却するための貫通路を
含むクライオスタツトのための放射シールド・ア
センブリが提供される。この放射シールド・アセ
ンブリは、ヘリウム容器を包囲する多層絶縁材の
複数の層を備える。熱をクライオスタツトの貫通
路に向けて伝導する手段および等温面を形成する
手段を有する可撓性シールドが、多層絶縁材を包
囲する。クランプ手段がメツシユ・シールドを張
力下で多層絶縁材のまわりに保持して、シールド
のたるみを防止する。
し、かつヘリウム容器を冷却するための貫通路を
含むクライオスタツトのための放射シールド・ア
センブリが提供される。この放射シールド・アセ
ンブリは、ヘリウム容器を包囲する多層絶縁材の
複数の層を備える。熱をクライオスタツトの貫通
路に向けて伝導する手段および等温面を形成する
手段を有する可撓性シールドが、多層絶縁材を包
囲する。クランプ手段がメツシユ・シールドを張
力下で多層絶縁材のまわりに保持して、シールド
のたるみを防止する。
［具体的実施態様の説明］
新規と考えられる本発明の特徴は特許請求の範
囲に具体的に記載されている。しかし、本発明自
体の構成および操作方法に関しては、その目的お
よび効果とともに、添付図面を参照した以下の詳
細な説明から最もよく理解できるであろう。図面
において、同じ要素には同じ符号を付してある。
囲に具体的に記載されている。しかし、本発明自
体の構成および操作方法に関しては、その目的お
よび効果とともに、添付図面を参照した以下の詳
細な説明から最もよく理解できるであろう。図面
において、同じ要素には同じ符号を付してある。
第１図に、本発明による中間シールドを有する
クライオスタツト一部破断した斜視図にて示す。
図示のクライオスタツトは、長さ方向の孔が貫通
しているほゞ円筒形の排気可能な外側容器７を具
える。外側容器７の内部にはほゞ円筒形の窒素容
器９が配設され、この窒素容器９には長さ方向の
孔が設けられており、この孔の長さ方向軸線は排
気容器７の長さ方向軸線と実質的に合致してい
る。窒素容器９は、タイ・ロツド１１（１本のみ
図示）を窒素容器と外側容器との間に適切な張力
下で連結することにより外側容器によつて支持さ
れており、従つて両容器間にはタイ・ロツド以外
では接触がない。
クライオスタツト一部破断した斜視図にて示す。
図示のクライオスタツトは、長さ方向の孔が貫通
しているほゞ円筒形の排気可能な外側容器７を具
える。外側容器７の内部にはほゞ円筒形の窒素容
器９が配設され、この窒素容器９には長さ方向の
孔が設けられており、この孔の長さ方向軸線は排
気容器７の長さ方向軸線と実質的に合致してい
る。窒素容器９は、タイ・ロツド１１（１本のみ
図示）を窒素容器と外側容器との間に適切な張力
下で連結することにより外側容器によつて支持さ
れており、従つて両容器間にはタイ・ロツド以外
では接触がない。
窒素容器９の内部にヘリウム容器１３が配設さ
れる。ヘリウム容器内では超電導温度を維持する
ことができるので、磁気共鳴撮像および分光分析
用途のために超電導磁気（図示せず）が配置され
る。ヘリウム容器１３はほゞ円筒形で、中心孔を
有しており、その長さ方向軸線は窒素容器９の長
さ方向軸線と実質的に合致している。ヘリウム容
器１３は、タイ・ロツド１５をヘリウム容器と窒
素容器との間に適切な張力下で連結することによ
り窒素容器によつて支持されており、タイ・ロツ
ド１５により両容器は互いに離隔されている。タ
イ・ロツド１１および１５は、キヤツプ１７によ
り閉じられる外側容器７の開口（１つだけ図示）
を介して調節操作を行うことができる。過冷却さ
れたヘリウム容器１３内の磁石への電気接続を可
能にし、窒素およびヘリウムの添加を可能にし、
また動作中のガスの蒸発（ボイル・オフ）を許す
ために設けられるクライオスタツト貫通路１９
が、外側容器７および窒素容器９を貫通して、ヘ
リウム容器１３の中まで延在している。排気可能
な外側容器７、窒素容器９およびヘリウム容器１
３相互間のタイ・ロツドによる支持構造について
のもつと詳しい説明は、米国特許第4492090号明
細書を参照されたい。
れる。ヘリウム容器内では超電導温度を維持する
ことができるので、磁気共鳴撮像および分光分析
用途のために超電導磁気（図示せず）が配置され
る。ヘリウム容器１３はほゞ円筒形で、中心孔を
有しており、その長さ方向軸線は窒素容器９の長
さ方向軸線と実質的に合致している。ヘリウム容
器１３は、タイ・ロツド１５をヘリウム容器と窒
素容器との間に適切な張力下で連結することによ
り窒素容器によつて支持されており、タイ・ロツ
ド１５により両容器は互いに離隔されている。タ
イ・ロツド１１および１５は、キヤツプ１７によ
り閉じられる外側容器７の開口（１つだけ図示）
を介して調節操作を行うことができる。過冷却さ
れたヘリウム容器１３内の磁石への電気接続を可
能にし、窒素およびヘリウムの添加を可能にし、
また動作中のガスの蒸発（ボイル・オフ）を許す
ために設けられるクライオスタツト貫通路１９
が、外側容器７および窒素容器９を貫通して、ヘ
リウム容器１３の中まで延在している。排気可能
な外側容器７、窒素容器９およびヘリウム容器１
３相互間のタイ・ロツドによる支持構造について
のもつと詳しい説明は、米国特許第4492090号明
細書を参照されたい。
さて、第１図および第２図に示すように、反射
性箔シート２３を伝熱メツシユ２５の両側に結合
してなる中間シールド２１が、ヘリウム容器１３
を取り囲んでいる。箔は放射率が低く、高反射性
アルミニウム箔で構成するか、または高反射性ア
ルミニウム被覆プラスチツク・フイルムで構成す
る。伝熱メツシユは、銅シートから作製したスリ
ツト入りシート形メツシユ２５とするのが好まし
い。中間シールドの破断図を第２図に示す。別の
実施態様では、中間シールドを第３図の破断図に
示すような型式のメツシユで作製することができ
る。第３図では、平行なワイヤ２７、好ましくは
銅線を２枚の反射性箔シート２９間に結合してい
る。ワイヤはすべて一方的に延在し、シールドで
ヘリウム容器を囲むとき、ワイヤが長さ方向に延
在するように配置されている。再び第１図に戻る
と、中間シールド２１は、クランプ３１を端部リ
ング３３のまわりに設けることにより適切な張力
下で固定される。端部リング３３は、ヘリウム容
器１３と接触して圧縮状態にある粉末絶縁物の独
立したパケツト３５により支持されている。端部
リング３３は比較的堅い非磁性材料、例えばステ
ンレス鋼またはアルミニウムから作製されてお
り、その軸線方向の出張りがリングの外周からヘ
リウム容器の方に向つて延在している。独立した
パケツト３５は適切に配置して、シールド２１を
ヘリウム容器１３の端部から離隔させるだけでな
く、（端部リングの軸線方向の出張りがヘリウム
容器上の絶縁パケツトの軸線方向延長部の上に重
なつていることにより）端部リングの重量を支持
する。
性箔シート２３を伝熱メツシユ２５の両側に結合
してなる中間シールド２１が、ヘリウム容器１３
を取り囲んでいる。箔は放射率が低く、高反射性
アルミニウム箔で構成するか、または高反射性ア
ルミニウム被覆プラスチツク・フイルムで構成す
る。伝熱メツシユは、銅シートから作製したスリ
ツト入りシート形メツシユ２５とするのが好まし
い。中間シールドの破断図を第２図に示す。別の
実施態様では、中間シールドを第３図の破断図に
示すような型式のメツシユで作製することができ
る。第３図では、平行なワイヤ２７、好ましくは
銅線を２枚の反射性箔シート２９間に結合してい
る。ワイヤはすべて一方的に延在し、シールドで
ヘリウム容器を囲むとき、ワイヤが長さ方向に延
在するように配置されている。再び第１図に戻る
と、中間シールド２１は、クランプ３１を端部リ
ング３３のまわりに設けることにより適切な張力
下で固定される。端部リング３３は、ヘリウム容
器１３と接触して圧縮状態にある粉末絶縁物の独
立したパケツト３５により支持されている。端部
リング３３は比較的堅い非磁性材料、例えばステ
ンレス鋼またはアルミニウムから作製されてお
り、その軸線方向の出張りがリングの外周からヘ
リウム容器の方に向つて延在している。独立した
パケツト３５は適切に配置して、シールド２１を
ヘリウム容器１３の端部から離隔させるだけでな
く、（端部リングの軸線方向の出張りがヘリウム
容器上の絶縁パケツトの軸線方向延長部の上に重
なつていることにより）端部リングの重量を支持
する。
独立したパケツトは、圧縮成形構造を有する熱
伝導率の低い絶縁材料、例えば微細シリカ粉末の
粒子から構成される。パケツトは熱伝導率の低い
多孔質膜内に納められている。クライオスタツト
を冷却に先立つて排気する際、空気が絶縁パケツ
トから多孔質膜を通つて抜け出ることができる。
中間シールドは端部リング上で互に接合されて、
張力のかかつた状態に置かれる。張力をかけるこ
とにより、シールドの支持されていない部分がヘ
リウム容器に接触したり、たるんで窒素容器に接
触したりするのを防ぐ。代表的なMRクライオス
タツトでは、ヘリウム容器の外側の表面積が約20
m2である。この面積の1/50が粉末絶縁シールド・
スペーサに使われると、中間シールドのロツド支
持に匹敵する性能が得られるはずである。但し、
圧縮荷重10乃至50psiで伝導率が約20μW／cm・Ｋ
と仮定する。
伝導率の低い絶縁材料、例えば微細シリカ粉末の
粒子から構成される。パケツトは熱伝導率の低い
多孔質膜内に納められている。クライオスタツト
を冷却に先立つて排気する際、空気が絶縁パケツ
トから多孔質膜を通つて抜け出ることができる。
中間シールドは端部リング上で互に接合されて、
張力のかかつた状態に置かれる。張力をかけるこ
とにより、シールドの支持されていない部分がヘ
リウム容器に接触したり、たるんで窒素容器に接
触したりするのを防ぐ。代表的なMRクライオス
タツトでは、ヘリウム容器の外側の表面積が約20
m2である。この面積の1/50が粉末絶縁シールド・
スペーサに使われると、中間シールドのロツド支
持に匹敵する性能が得られるはずである。但し、
圧縮荷重10乃至50psiで伝導率が約20μW／cm・Ｋ
と仮定する。
本発明の別の実施態様を第４図に示す。ヘリウ
ム容器１３は多層絶縁材３７で包囲されている。
多層絶縁材は第５図に示すように適用することが
できる。すなわち、幅１センチ以上の絶縁テープ
をらせん状にラツピングすなわち巻き付け、隣接
する反射性層間の伝導率の異方性の問題を避け
る。スプール３９をキヤリヤからキヤリヤへ移動
しながらスプールから絶縁材をくり出して、環状
容器１３に巻き付ける。あるいは、多層絶縁材を
第６図に示すように適用することもできる。すな
わち、多層絶縁材の短いストリツプを容器のまわ
りに巻き付けて、互にとじ合わせるか接着する。
第６図には多層絶縁材の別個の層を３層示してあ
る。いずれの方法でも、ラツピング機構が通れる
ように、ヘリウム容器の支持体をタイ・ロツドの
ラグ間で前後に移動しなれけばならないが、容器
はラツピング作業中静止状態に置くことができ
る。
ム容器１３は多層絶縁材３７で包囲されている。
多層絶縁材は第５図に示すように適用することが
できる。すなわち、幅１センチ以上の絶縁テープ
をらせん状にラツピングすなわち巻き付け、隣接
する反射性層間の伝導率の異方性の問題を避け
る。スプール３９をキヤリヤからキヤリヤへ移動
しながらスプールから絶縁材をくり出して、環状
容器１３に巻き付ける。あるいは、多層絶縁材を
第６図に示すように適用することもできる。すな
わち、多層絶縁材の短いストリツプを容器のまわ
りに巻き付けて、互にとじ合わせるか接着する。
第６図には多層絶縁材の別個の層を３層示してあ
る。いずれの方法でも、ラツピング機構が通れる
ように、ヘリウム容器の支持体をタイ・ロツドの
ラグ間で前後に移動しなれけばならないが、容器
はラツピング作業中静止状態に置くことができ
る。
第４図に示す多層絶縁材３７はシールド４１の
支持体を構成する。この支持体は連続であるの
で、シールドは熱をクライオスタツト貫通路１９
（ここで熱はガスまたは冷却機で冷却される）に
伝導するのに十分な厚さがあればよい。代表的に
は、数ワツトを伝達する必要があるだけであり、
最大伝達距離は約２ｍである。非常に控え目な見
積もり（室温の銅の伝導率、並びに全部で２ワツ
トの伝達および1Kの温度降下に対して全長２ｍ
の伝導路）で、必要なシールドは250ポンド以下
である。シールドは典型的には20乃至400〓の範
囲の温度下で用いられるので、銅の伝導率は２ま
たは３倍高い値に容易に達成できるはずであり、
このためシールドの重量は100ポンド以下に減少
させることができる。この重量のシールドをヘリ
ウム容器の上側３分の１にわたつて配分すると、
多層絶縁材にかゝる平均圧縮荷重は0.02psiにす
ぎない。
支持体を構成する。この支持体は連続であるの
で、シールドは熱をクライオスタツト貫通路１９
（ここで熱はガスまたは冷却機で冷却される）に
伝導するのに十分な厚さがあればよい。代表的に
は、数ワツトを伝達する必要があるだけであり、
最大伝達距離は約２ｍである。非常に控え目な見
積もり（室温の銅の伝導率、並びに全部で２ワツ
トの伝達および1Kの温度降下に対して全長２ｍ
の伝導路）で、必要なシールドは250ポンド以下
である。シールドは典型的には20乃至400〓の範
囲の温度下で用いられるので、銅の伝導率は２ま
たは３倍高い値に容易に達成できるはずであり、
このためシールドの重量は100ポンド以下に減少
させることができる。この重量のシールドをヘリ
ウム容器の上側３分の１にわたつて配分すると、
多層絶縁材にかゝる平均圧縮荷重は0.02psiにす
ぎない。
それでもシールド４１は、ヘリウム容器の底側
の窒素シールドに対して垂れ下らないように、十
分堅くなければならない。第４図に示すように、
多層絶縁材４３はシールド４１のまわりに巻き付
けられ、中間放射シールド４１と窒素シールド
（図示せず）との間のスペーサとして働らく。
の窒素シールドに対して垂れ下らないように、十
分堅くなければならない。第４図に示すように、
多層絶縁材４３はシールド４１のまわりに巻き付
けられ、中間放射シールド４１と窒素シールド
（図示せず）との間のスペーサとして働らく。
多層絶縁材で囲むときに作製が容易な構造のシ
ールドは、第４図に示すような銅ワイヤの目の細
かい金網（ワイヤ・メツシユ）である。金網を両
コーナーのまわりに形成して、円筒形容器の端部
でクランプ４５によつて締め付けることができ
る。金網は多層材料の隣接箔層に対して、これら
の層をシールド温度にほとんど等温に維持するの
に十分な近い間隔で配置されて、ヒートシンクと
して作用する。第２図に示すような箔層に結合し
たメツシユもこの容量で有効に作用するが、軸線
方向熱伝導ワイヤの間隔を均一にするのに用いた
メツシユ中の円周方向ワイヤを箔に置き換える
と、メツシユよりずつと簡単な構造となる。
ールドは、第４図に示すような銅ワイヤの目の細
かい金網（ワイヤ・メツシユ）である。金網を両
コーナーのまわりに形成して、円筒形容器の端部
でクランプ４５によつて締め付けることができ
る。金網は多層材料の隣接箔層に対して、これら
の層をシールド温度にほとんど等温に維持するの
に十分な近い間隔で配置されて、ヒートシンクと
して作用する。第２図に示すような箔層に結合し
たメツシユもこの容量で有効に作用するが、軸線
方向熱伝導ワイヤの間隔を均一にするのに用いた
メツシユ中の円周方向ワイヤを箔に置き換える
と、メツシユよりずつと簡単な構造となる。
次に第７図について説明すると、窒素容器に対
して垂れ下らないように十分な堅さのシールド４
９を得る別の方法では、多層絶縁材３７のまわり
のシールドにクランプ３１を用いて張力をかける
ことである。多層絶縁材のコーナに圧縮力がかゝ
ると伝導率低下が大きくなるので、このような圧
縮力を防止するために、ステンレス鋼やアルミニ
ウムのような非磁性材料の比較的堅い端部リング
３３をヘリウム容器の端部に配置する。端部リン
グにはその外周から軸線方向に延在する出張りが
あり、この出張りが多層絶縁材に重なつて端部リ
ングを支持している。シールド４９は平行な長さ
方向に延在する銅ワイヤよりなり、箔シート５１
に結合されている。箔シート５１が放射シールド
として作用するので、シールド４９と窒素容器
（図示せず）との間には多層絶縁材を用いない。
第１，４，６図でワイヤ・メツシユと共に用いた
箔シートは大きな構造強度をもつ必要がないの
で、放射率が最小となるように選ぶことができ
る。例えば放射率を0.05から0.03に下げると、ヘ
リウムの蒸発（ボイル・オフ）が10％減少する。
して垂れ下らないように十分な堅さのシールド４
９を得る別の方法では、多層絶縁材３７のまわり
のシールドにクランプ３１を用いて張力をかける
ことである。多層絶縁材のコーナに圧縮力がかゝ
ると伝導率低下が大きくなるので、このような圧
縮力を防止するために、ステンレス鋼やアルミニ
ウムのような非磁性材料の比較的堅い端部リング
３３をヘリウム容器の端部に配置する。端部リン
グにはその外周から軸線方向に延在する出張りが
あり、この出張りが多層絶縁材に重なつて端部リ
ングを支持している。シールド４９は平行な長さ
方向に延在する銅ワイヤよりなり、箔シート５１
に結合されている。箔シート５１が放射シールド
として作用するので、シールド４９と窒素容器
（図示せず）との間には多層絶縁材を用いない。
第１，４，６図でワイヤ・メツシユと共に用いた
箔シートは大きな構造強度をもつ必要がないの
で、放射率が最小となるように選ぶことができ
る。例えば放射率を0.05から0.03に下げると、ヘ
リウムの蒸発（ボイル・オフ）が10％減少する。
第１図の実施態様では、（ヘリウムの蒸発（ボ
イル・オフ）または冷却により一定温度に保たれ
る）メツシユの両側の反射性箔層によつて放射損
失が小さくなる。第４図の実施態様では、多層絶
縁材の箔層により放射遮蔽が行われる。第６図の
実施態様では、シールドとヘリウム容器との間の
放射遮蔽が多層絶縁材で行われ、窒素容器から中
空シールドへの放射遮蔽がシールドの箔層で行わ
れる。
イル・オフ）または冷却により一定温度に保たれ
る）メツシユの両側の反射性箔層によつて放射損
失が小さくなる。第４図の実施態様では、多層絶
縁材の箔層により放射遮蔽が行われる。第６図の
実施態様では、シールドとヘリウム容器との間の
放射遮蔽が多層絶縁材で行われ、窒素容器から中
空シールドへの放射遮蔽がシールドの箔層で行わ
れる。
以上、中間シールドのロツドによる支持を不要
としたクライオスタツト用の低コスト中間放射シ
ールドを説明した。
としたクライオスタツト用の低コスト中間放射シ
ールドを説明した。
本発明をその種々の実施態様について図示し説
明したが、当業者には本発明の要旨を逸脱するこ
となく形状や細部の種々の変更が可能であること
が明らかであろう。
明したが、当業者には本発明の要旨を逸脱するこ
となく形状や細部の種々の変更が可能であること
が明らかであろう。
第１図は本発明による中間シールドを有するク
ライオスタツトを一部破断して示す斜視図、第２
図は本発明に従つてスリツト入りシート形メツシ
ユを２枚の反射性箔シート間に結合してなるシー
ルドの破断平面図、第３図は平行なワイヤを２枚
の反射性箔シート間に結合してなるシールドの破
断平面図、第４図は本発明の別の実施態様による
中間シールドで囲んだヘリウム容器を一部破断し
て示す斜視図、第５図は本発明に従つて多層絶縁
材をらせん状に巻き付けたヘリウム容器の部分斜
視図、第６図は本発明に従つて多層絶縁材の個別
の層を巻き付けたヘリウム容器の断面図、そして
第７図は本発明の他の実施態様による中間シール
ドで囲んだヘリウム容器を一部破断して示す斜視
図である。 ７……外側容器、９……窒素容器、１３……ヘ
リウム容器、１９……貫通路、２１……シール
ド、２３，２９……箔シート、２５……メツシ
ユ、２７……ワイヤ、３１……クランプ、３３…
…端部リング、３５……パケツト、３７……多層
絶縁材、４１……シールド、４３……多層絶縁
材、４５……クランプ、４９……シールド、５１
……箔シート。
ライオスタツトを一部破断して示す斜視図、第２
図は本発明に従つてスリツト入りシート形メツシ
ユを２枚の反射性箔シート間に結合してなるシー
ルドの破断平面図、第３図は平行なワイヤを２枚
の反射性箔シート間に結合してなるシールドの破
断平面図、第４図は本発明の別の実施態様による
中間シールドで囲んだヘリウム容器を一部破断し
て示す斜視図、第５図は本発明に従つて多層絶縁
材をらせん状に巻き付けたヘリウム容器の部分斜
視図、第６図は本発明に従つて多層絶縁材の個別
の層を巻き付けたヘリウム容器の断面図、そして
第７図は本発明の他の実施態様による中間シール
ドで囲んだヘリウム容器を一部破断して示す斜視
図である。 ７……外側容器、９……窒素容器、１３……ヘ
リウム容器、１９……貫通路、２１……シール
ド、２３，２９……箔シート、２５……メツシ
ユ、２７……ワイヤ、３１……クランプ、３３…
…端部リング、３５……パケツト、３７……多層
絶縁材、４１……シールド、４３……多層絶縁
材、４５……クランプ、４９……シールド、５１
……箔シート。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ヘリウム容器を有し、このヘリウム容器を冷
却するための貫通路が形成されているクライオス
タツトのための放射シールド・アセンブリにおい
て、 熱をクライオスタツトの貫通路に向けて伝導す
る手段と、放射を反射する手段と、等温面を形成
する手段とを有し、上記ヘリウム容器を包囲する
シールド、および 上記シールドと上記ヘリウム容器との間に配置
されて、上記シールドを上記ヘリウム容器から離
隔させるスペーサ手段を備える放射シールド・ア
センブリ。 ２ 上記スペーサ手段が粉末絶縁材の独立したパ
ケツトを通気性パツケージに収容したものからな
る特許請求の範囲第１項記載の放射シールド・ア
センブリ。 ３ 内側ヘリウム容器を有し、このヘリウム容器
を冷却するための貫通路が形成されているクライ
オスタツトのための放射シールド・アセンブリに
おいて、 熱をクライオスタツトの貫通路に向けて伝導す
るとともに等温面を形成する手段を有し、上記ヘ
リウム容器を包囲する可撓性シールド、 上記シールドと上記ヘリウム容器との間に配置
された、粉末絶縁材の独立した絶縁パケツトより
なるスペーサ手段、および 上記可撓性シールドを上記スペーサ手段のまわ
りに張力下で保持して上記可撓性シールドがたる
むのを防止するクランプ手段を備える放射シール
ド・アセンブリ。 ４ 上記シールドが平行なワイヤを反射性箔シー
ト間に結合したものからなり、上記平行なワイヤ
が熱をクライオスタツトの貫通路に向けて伝導す
るように配列されている特許請求の範囲第３項記
載の放射シールド・アセンブリ。 ５ 上記シールドが熱伝導性材料のスリツト入り
シート形メツシユを反射性箔シート間に結合した
ものからなる特許請求の範囲第３項記載の放射シ
ールド・アセンブリ。 ６ ヘリウム容器を有し、このヘリウム容器を冷
却するための貫通路が形成されているクライオス
タツトのための放射シールド・アセンブリにおい
て、 上記ヘリウム容器を包囲する複数の多層絶縁材
の層、 熱をクライオスタツトの貫通路に向けて伝導す
る手段と、等温面を形成する手段とを含み、上記
多層絶縁材を包囲する可撓性シールド、および 上記シールドを上記多層絶縁材のまわりに張力
下で保持して上記シールドのたるみを防止するク
ランプ手段を備える放射シールド・アセンブリ。 ７ 上記シールドが平行なワイヤを反射性箔シー
トに結合したものからなり、上記平行なワイヤが
上記多層絶縁材に隣接して配置され、かつ熱をク
ライオスタツトの貫通路に向けて伝導するように
配列されている特許請求の範囲第６項記載の放射
シールド・アセンブリ。 ８ 上記シールドが熱伝導性材料のスリツト入り
シート形メツシユを反射性箔シートに結合したも
のからなり、上記スリツト入りシート形メツシユ
が上記多層絶縁材に隣接して位置する特許請求の
範囲第６項記載の放射シールド・アセンブリ。 ９ ほゞ円筒形の内側ヘリウム容器を有し、この
ヘリウム容器を冷却するための貫通路が形成され
ているクライオスタツトのための放射シールド・
アセンブリにおいて、 上記ほゞ円筒形の内側ヘリウム容器の端部より
大きい直径を有し、上記内側ヘリウム容器の対応
する端部に隣接してそれぞれ配置された剛性の端
部リング、 圧縮成形した粉末絶縁材の独立したパケツトを
通気性パツケージに収容したものからなるスペー
サ手段であつて、上記内側ヘリウム容器の各端部
のまわりに円周方向に配分されて、上記内側ヘリ
ウム容器と上記端部リングとの間に配置されてい
て、上記端部リングを上記内側ヘリウム容器から
支持するスペーサ手段、 熱をクライオスタツトの貫通路に向けて伝導す
る手段と、等温面を形成する手段とを含み、上記
内側ヘリウム容器および上記端部リングを包囲す
る可撓性シールドおよび 上記可撓性シールドを上記端部リングのまわり
に張力下で保持して上記シールドのたるみを防止
するクランプ手段を備える放射シールド・アセン
ブリ。 １０ 上記シールドが平行なワイヤを反射性箔シ
ートに結合したものからなり、上記平行なワイヤ
が熱をクライオスタツトの貫通路に向けて伝導す
るように配列されている特許請求の範囲第９項記
載の放射シールド・アセンブリ。 １１ 上記シールドが熱伝導性材料のスリツト入
りシート形メツシユを反射性箔シートに結合した
ものからなる特許請求の範囲第９項記載の放射シ
ールド・アセンブリ。 １２ ヘリウム容器を有し、このヘリウム容器を
冷却するための貫通路が形成されているクライオ
スタツトのための放射シールド・アセンブリにお
いて、 上記ヘリウム容器を包囲する複数の第１の多層
絶縁材の層、 熱をクライオスタツトの貫通路に向けて伝導す
る手段と、等温面を形成する手段とを含み、上記
第１の多層絶縁材の層を包囲する可撓性シール
ド、および 上記可撓性シールドを包囲する複数の第２の多
層絶縁材の層を備える放射シールド・アセンブ
リ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/816,086 US4694663A (en) | 1986-01-03 | 1986-01-03 | Low cost intermediate radiation shield for a magnet cryostat |
| US816086 | 1997-03-13 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62234306A JPS62234306A (ja) | 1987-10-14 |
| JPH0335803B2 true JPH0335803B2 (ja) | 1991-05-29 |
Family
ID=25219645
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61308981A Granted JPS62234306A (ja) | 1986-01-03 | 1986-12-26 | 磁石クライオスタツト用の低コスト中間放射シ−ルド |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4694663A (ja) |
| EP (1) | EP0228683A3 (ja) |
| JP (1) | JPS62234306A (ja) |
| KR (1) | KR900005027B1 (ja) |
| CA (1) | CA1273561A (ja) |
| IL (1) | IL81068A0 (ja) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3724562C1 (de) * | 1987-07-24 | 1989-01-12 | Spectrospin Ag | Kryostat und Verfahren zu seiner Montage |
| US4872322A (en) * | 1988-09-02 | 1989-10-10 | General Electric Company | Power operated contact apparatus for superconductive circuit |
| US5220302A (en) * | 1990-01-22 | 1993-06-15 | The University Of Texas System Board Of Regents | Nmr clinical chemistry analyzer and method of forming a shield |
| US5367261A (en) * | 1992-07-02 | 1994-11-22 | General Electric Company | Shield for a magnetic resonance imaging coil |
| US5346570A (en) * | 1992-07-30 | 1994-09-13 | Biomagnetic Technologies, Inc. | Cryogenic dewar and method of fabrication |
| US7015616B2 (en) * | 2002-04-01 | 2006-03-21 | Honeywell International, Inc. | System and method for providing coil retention in the rotor windings of a high speed generator |
| GB0403377D0 (en) * | 2004-02-16 | 2004-03-17 | Univ Aberdeen | Liquified gas cryostat |
| GB2437964B (en) * | 2006-05-06 | 2009-03-25 | Siemens Magnet Technology Ltd | An annular enclosure provided with an arrangement of recesses or protrustions to reduce mechanical resonance |
| US7852079B2 (en) * | 2006-08-01 | 2010-12-14 | General Electric Company | Apparatus for low AC loss thermal shielding and method of making same |
| GB2484079B (en) * | 2010-09-28 | 2013-02-27 | Siemens Plc | A hollow cylindrical thermal shield for a tubular cryogenically cooled superconducting magnet |
| GB2487813B (en) * | 2010-09-28 | 2013-02-27 | Siemens Plc | A hollow cylindrical thermal shield for a tubular cryogenically cooled superconducting magnet |
| US10317013B2 (en) | 2013-11-22 | 2019-06-11 | Koninklijke Philips N.V. | Dynamic boil-off reduction with improved cryogenic vessel |
| DE102015105804A1 (de) * | 2015-04-16 | 2016-10-20 | Netzsch-Feinmahltechnik Gmbh | Rührwerkskugelmühle |
| CN104931524A (zh) * | 2015-05-15 | 2015-09-23 | 浙江大学 | 多层绝热材料性能测试装置 |
| EP3497705B1 (en) | 2016-08-15 | 2020-03-25 | Koninklijke Philips N.V. | Magnet system with thermal radiation screen |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3416693A (en) * | 1966-12-07 | 1968-12-17 | Cryogenic Eng Co | Refrigeration shielded dewar vessel |
| US3487971A (en) * | 1968-05-01 | 1970-01-06 | Beech Aircraft Corp | Cryogenic tank supporting system |
| CA861470A (en) * | 1968-10-05 | 1971-01-19 | A. Pogorski Louis | Thermal insulation and thermally insulated device |
| US4055268A (en) * | 1975-11-18 | 1977-10-25 | Union Carbide Corporation | Cryogenic storage container |
| FR2360536A1 (fr) * | 1976-08-05 | 1978-03-03 | Air Liquide | Materiau isolant a faible conductibilite thermique constitue d'une structure granulaire compactee |
| JPS5735386A (en) * | 1980-07-04 | 1982-02-25 | Japan Atom Energy Res Inst | Supercryogenic vessel |
| DE3471998D1 (en) * | 1983-04-15 | 1988-07-14 | Hitachi Ltd | Cryostat |
| US4492090A (en) * | 1983-09-19 | 1985-01-08 | General Electric Company | Cryostat for NMR magnet |
| JPS60245899A (ja) * | 1984-05-21 | 1985-12-05 | Hitachi Ltd | 極低温容器の断熱支持装置 |
-
1986
- 1986-01-03 US US06/816,086 patent/US4694663A/en not_active Expired - Fee Related
- 1986-11-28 CA CA000524117A patent/CA1273561A/en not_active Expired - Fee Related
- 1986-12-19 EP EP19860117782 patent/EP0228683A3/en not_active Ceased
- 1986-12-22 IL IL81068A patent/IL81068A0/xx unknown
- 1986-12-26 JP JP61308981A patent/JPS62234306A/ja active Granted
- 1986-12-30 KR KR1019860011512A patent/KR900005027B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4694663A (en) | 1987-09-22 |
| KR900005027B1 (ko) | 1990-07-18 |
| CA1273561A (en) | 1990-09-04 |
| IL81068A0 (en) | 1987-03-31 |
| EP0228683A3 (en) | 1988-08-24 |
| EP0228683A2 (en) | 1987-07-15 |
| JPS62234306A (ja) | 1987-10-14 |
| KR870007395A (ko) | 1987-08-19 |
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